空调设计说明

摘要本次设计为西安市翔宇能源工程公司二、四层及顶层空调系统设计，属于舒适性空调设计。结合当地自然气候条件，对建筑物的冷热负荷进行计算，根据所得结果，结合建筑功能进行合理的系统划分。通过比较和分析，二层采用集中式空调系统散流器送风，四层采用集中式空调系统下送风，顶层采用风机盘管加新风系统。系统冷源为水冷式冷水机组，热源为市政热网。在计算的基础上选择设备，布置风系统和水系统以及制冷机房，完成必要的图纸说明。关键词：集中式空调系统下送风风机盘管AbstractThedesignofXi'anXiangyuenergyengineeringcompanytwo,fourandtopair-conditioningsystemdesign,whichisair-conditionedcomfortdesign.Thelocalnaturalclimaticconditions,coolingandheatingloadofthebuildingiscalculated,accordingtotheresults,combinedwiththearchitecturalfeaturesforareasonablesystempartitioning.Bycomparingandanalyzingthesecondfloorwithcentralizedairconditioningsystemdiffusers,fourwithcentralizedair-conditioningsystem,thetoplayerusingairfancoilsystem.Systemcoldsourceiswater-cooledchillers,heatformunicipalheatingnetwork.Selectedonthebasisofthecalculationequipment,arrangementswindandwatersystemsaswellasrefrigerationroom,completethenecessarydrawingsinstructions.Keywords:centralairconditioningsystem，displacementventilation，fancoilsystem前言空调是人们提高生活水平的一种必要措施，也是提高生产、工作和学习效率的重要举措。近年来随着气候的变化加剧，使人们重新对能源和效率进行评估和审视，这样以来，社会生产的各个方面都不约而同的对节能减排发出了响应和举措。采暖空调也必须在以前的基础上有节能方面的考虑。本次毕业设计，主要针对不同功能的建筑进行合理的系统划分，按照节能标准进行冷热负荷的计算，特别是在系统选择和送风方式的确定上，必须综合考虑多方面因素，以最优方案进行计算、设计及布置。本设计中，二层商场为大空间，人员较多且流动性较大，且工作时间固定，宜采用集中式空调系统，并且用方形散流器进行气流组织；四层为办公室建筑，因为配合商场使用，工作时间较为一致，亦使用集中式空调系统，但是由于人员密度小，如果按照全室性空调设计的话将会造成能源浪费，因而采用下送风；顶层为宿舍，人员密度小，使用时间不固定，因此采用风机盘管加新风的半集中式空调系统。由于初次接触全面的空调系统设计，难免有不足之处，敬请阅读者批评指正。目录摘要 1Abstract 2前言 3目录 4附表 51.工程概况、设计任务、设计参数 61.1工程概况 61.2设计任务 61.3主要设计参数 6建筑热工参数 6室外气象参数 6室内设计参数 7供回水温度 72.空调系统设计 72.1冷负荷、热负荷和湿负荷的计算 7外墙和屋面传热冷负荷计算 7外窗的温差传热冷负荷 8外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷 8内围护结构的传热冷负荷 9人体散热形成的冷负荷和湿负荷 9餐厅食物形成的冷负荷和湿负荷负荷 10灯光冷负荷 10设备冷负荷 11冬季热负荷的计算和校核 12下送风负荷的计算 122.2空调方式的确定 14单风管集中式系统 15风机盘管加新风系统 16下送风空调系统 16方案比较 17系统划分 192.3送风量和新风量的确定 19送风量的确定 19送风量的计算 20四层夏季送风状态的校核 22新风量的确定 22新风量的计算 232.4新风负荷、冷水机组供冷负荷及市政供热负荷的计算 24全空气系统新风负荷的计算 24冷水机组供冷负荷的计算 30三层风机盘管加新风系统的新风负荷计算 302.5气流组织计算 36气流组织的意义 36送风形式的选择 37回风形式的选择 37排风形式的选择 38气流组织计算 382.6空调输送系统、设备的布置 45空调输送系统(风管)的布置 45空调设备的选择和布置 452.7空调风系统的水力计算及风机的选择 47水力计算 47风机的选择 562.8空调水系统的水力计算及设备的选择 57空调水系统的选型比较 57空调水系统的布置 58十五层水系统水力计算 58三层水管最不利环路水力计算 63空调水系统供、回、凝水管 65水管系统中的阀门 65制冷机房的布置 66设备选择 662.9空调系统的消声计算 73空调系统噪声源 73空调系统的消声 74消声设计计算 743.空调系统的保温、防腐、防火和隔振 763.1空调系统的保温 76保温材料和结构 76保温层厚度 763.2空调系统的防腐 763.3空调系统的防火 773.4空调系统的隔振 77致谢 78参考文献 79附表1.工程概况、设计任务、设计参数1.1工程概况本设计为西安市翔宇能源工程公司空调系统设计。本大厦为十五层建筑，由于任务的划分，仅设计其中具有代表性的二层、四层以及顶层建筑。建筑占地面积为m2，建筑高度为m。1.2设计任务西安市翔宇能源工程公司二、四层及顶层空调系统设计，本系统为舒适性空调系统，冷源采用冷水机组提供的冷冻水，热源采用经板式换热器与市政热网换热后的热水。1.3主要设计参数建筑热工参数表1.1建筑热工参数表建筑结构名称传热系数[W/m2·℃]外墙（Ⅱ类结构,370砖墙、外表面水泥砂浆粉刷）K=0.58内墙K=1.5玻璃幕墙（双层反射中空玻璃）K=2.5楼板K=1.5木内门K=2.9屋面（Ⅲ类结构保温层沥青膨胀珍珠岩）K=0.45室外气象参数表1.2室外气象参数表地名站台位置室外计算干球温度（℃）夏季空调室外计算温度（℃）室外风速（m/s）冬季夏季北纬东经空调空调湿球干球冬季平均夏季平均西安34.18108.56-5.635.125.835.10.91.6另外冬季空调室外相对湿度：66%；冬季大气压力：98100Pa；夏季大气压力:97100Pa。室内设计参数表1.3室内设计参数数表建筑类型夏季冬季温度（℃）相对湿度（%）气流平均速度（m/s）温度（℃）相对湿度（%）气流平均速度（m/s）商场26±165±5≤0.222±140±5≤0.1办公室26±155±5≤0.222±140±5≤0.1宿舍26±165±5≤0.222±150±5≤0.2供回水温度夏季：冷水供水温度7℃，回水温度12℃；冬季：热水供水温度65℃，回水温度60℃。2.空调系统设计2.1冷负荷、热负荷和湿负荷的计算外墙和屋面传热冷负荷计算外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷LQ0(W)，按下式计算：

LQ0=KF(t´lo-tn)

t´lo=（tlo+td）CαCβ(1.1)式中F—传热面积，㎡；K—传热系数；t´lo—夏季空调综合冷负荷计算逐时值℃tlo—冷负荷计算逐时温度值，℃，按技术措施（P72）表选用；td—维护结构的地点修正值，按技术措施（P79）表选用；Cα—外表面放热系数修正值，按技术措施（P83）表选用,室外平均风速2.2m/s；Cβ—围护结构外表面日射吸收系数修正值，按技术措施（P83）表选用。外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷LQ按下式计算：

LQ=KFC1C2（tlc+td2-tn）(2.1)式中

tlc—外窗逐时冷负荷计算温度，℃，按技术措施（P84）表选用；K—传热系数，按技术措施（P83）表选用；C1—窗框修正系数，按技术措施（P83）表选用；C2—内遮阳修正系数，按技术措施（P84）表选用；td2—地点修正系值，按技术措施（P84）表选用外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷LQ，应根据不同情况分别按下列各式计算：当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时

LQ=CsCnCα[F1JzdCl+（Fch-Fl）JshClN](3.1)式中Cs—窗玻璃的遮挡系数，按技术措施（P85）表选用；Cn—窗内遮阳系数，按技术措施（P85）表选用；Cα—窗有效面积系数，按技术措施（P85）表选用；Fch—外窗面积，即窗洞面积；Jzd—透过玻璃窗太阳总辐射照度，详见《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87附录五（P246→P8→P225），取直接辐射和散射辐射之和；Jsh—透过玻璃窗散射辐射照度；Cl—冷负荷系数，按建筑纬度取值，并考虑有无内遮阳因素，按技术措施（P90～91）表～9选用；ClN—北向冷负荷系数，同上；F1—窗上受太阳直接照射的面积；当外窗无外遮阳设施时LQ=CsCnCαF1JzdCl(3.2)内围护结构的传热冷负荷当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：Q=KF(twp+Δtf-tn)(4.1)式中Q—稳态冷负荷，下同，W；

twp—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；

tn—夏季空气调节室内计算温度，℃；

Δtf—附加温升，取临时平均温度与室外温度的差值℃；得热量不大的邻室取0～2℃，得热量〈23w/m取3℃，得热量23～116取5℃，得热量〉116取7℃。本设计附加温升△tf取值为，厕所和楼梯间1℃；楼道2℃；管理室3℃；空调机房和制冷机房5℃。人体散热形成的冷负荷和湿负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷LQ，按下式计算：

LQ=n（q1Cl+q2）CrW=nwCr(5.1)式中Cr—群体系数；n—计算时刻空调房间内的总人数；q1—1名成年男子显热散热量，W，按技术措施（P102～103）表选用，商场轻度劳动tn=26℃，q1=51W；办公室人员静坐tn=26℃，q1=63W；宿舍和套房极轻劳动tn=26℃，q1=61W。q2—1名成年男子每小时显热散热量，W，按技术措施（P102～103）表选用，商场轻度劳动tn=26℃，q1=130W；办公室人员静坐tn=26℃，q1=45W；宿舍及套房极轻劳动tn=26℃，q1=73W。Cl—人体显热散热冷负荷系数；由于全天室内温度不能保持恒定，可取Cl=1；Cr—群集系数，，按技术措施（P103）表选用；W—1名成年男子每小时散湿量，按技术措施（P102～103）表选用。房间人数的确定：查《公共建筑节能设计标准》（P102～103）表人均占有面积：高档商场：4m2/人；宿舍：15m2/人；套房：30m2/人；办公室：2.5m2/人；会议室：2.5m2/人。餐厅食物形成的冷负荷和湿负荷负荷按技术措施（P106）选用。食物全热取17.4W/人；食物显热取8.7W/人；食物潜热取8.7W/人；食物散湿量取11.5g/h人。2.1.7灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷LQ，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：白炽灯：

LQ=Nn1CCL.1(7.1)明装荧光灯（镇流器装在空调房间内的荧光灯）

LQ=（N1+N2）n1CCL.1(7.2)暗装荧光灯（灯管暗装在吊顶玻璃罩内）

LQ=N1n1n2CCL.1(7.3)式中N—白炽灯的功率，kW；N1—荧光灯的功率，kW；N2—镇流器的功率，kW，一般取荧光灯的20%；n1—同时使用系数，查《公共建筑节能设计标准》（P30）表；n2—考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔，用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；

CCL.1—照明设备散热形成的冷负荷系数；本设计中采用《公共建筑节能设计标准》对灯光冷负荷进行估算，公式如下：LQ=a×F×n1×n2×Cl（7.4）式中a—照明密度值；F—房间占地面积；n1—灯具同时使用系数；n2—灯罩反射系数；Cl—照明形成的冷负荷系数；2.1.8设备冷负荷电热、电动设备散热形成的冷负荷LQ采用《公共建筑节能设计标准》的计算方法逐时进行计算，公式如下：电热设备散热量

LQ=n1n2n3NMFCL(8.1)式中NM—设备的安装功率，（W/m2)；

n1—同时使用系数，查《公共建筑节能设计标准》（P32）表；

n2—安装系数；一般取0.7-0.9，本设计取0.8；

n3—电动机的符合系数；一般取0.4-0.5，本设计取0.45；

F—房间的占地面积；CL—电动设备和用具散热的冷负荷系数，本设计取1.0。.2.1.9.冬季热负荷的计算和校核围护结构基本耗热量：Q=aβFK（tn-tkg）（9.1）温差修正系数见下表外墙、屋顶、地面以及室外相通的楼板等1.0屋顶与室外空去相通的非采暖地下室上面的楼板0.9非采暖地下室上面楼板、外墙上有窗时0.75外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.6外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.4与有外门窗的非采暖房间的隔墙0.7与无外门窗的非采暖房间的隔墙0.4与有外墙的、供暖的楼梯间相邻的隔墙、多层建筑的底层部分0.8多层建筑的顶层部分0.4β—附加热负荷，朝向修正率：北、东北、西北取0；西南、东南取-15%～-10%；东、西取5%；南取-25%～-15%。2.1.10.下送风负荷的计算下由于四层办公室采用下部送风的方式，可以有效地节约能源，其冷热负荷均较全室性空调要低，可以采用分项修正法对所计算出的四层办公室全室性负荷乘以其修正系数，如下式：Qx=Q·β(10.1)其修正系数β见下表2.1，查自《下送风空调原理与设计》表2.1修正系数β负荷种类β墙体0.75照明0.65设备地板上0.95桌面上0.8人员0.95注：其中未指出的负荷性质均取1.按照上述计算方法计算出的冷、热负荷汇总如表2.1及2.2：（详细计算表见附录）表2.2二层商场及办公室负荷汇总房间编号冷负荷（W）湿负荷(g/h)热负荷(W)商场141532.8077102.6258432.14办公室17517.451059.325270.342、37192.791059.323651.3347306.061059.324477.6956354.56674.114008.8163330.38385.212401.5876708.55674.116212.2782753.69481.513143.289、101852.46385.211657.41112144.16385.212498.561217485.916461.529100.771315338.787256.786723.071415672.967256.788600.07表2.3顶层宿舍负荷汇总房间编号冷负荷（W）湿负荷(g/h)热负荷(W)13753.55101.373815.722、3、4、5、6、7、82543.70101.371157.3392646.27101.372800.38102329.69101.372004.47112512.83101.372625.22124530.88770.042384.711310103.223165.725422.51147082.382290.965375.17154351.132656.083403.51164811.482904.766496.36172985.96101.374940.6318、192899.26101.373699.71205159.34101.375420.40表2.3房间冷热负荷指标房间编号面积（㎡）冷负荷指标(W/㎡)热负荷指标（W/㎡）商场2312.0061.2225.27办公室191.2682.3757.752、391.2678.8240.01491.2680.0649.07558.50108.6268.53629.25113.8682.11758.50114.68106.19840.5067.9977.619、1029.2563.3356.661129.2573.3085.4212161.31108.4056.4213182.5284.0436.8314182.5285.8747.12宿舍123.49159.79162.442、3、4、5、6、7、823.49108.2949.27923.49112.66119.221023.4999.1885.331123.49106.97111.761236.78123.1964.841392.25109.5258.781490.7878.0259.211540.50107.4484.041658.5082.25111.051751.7857.6795.4218、1951.7855.9971.452051.7899.64104.682.2空调方式的确定空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，它可组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。根据负担室内热湿负荷所用的介质不同，空调系统分为：全空气系统，全水系统，空气-水系统，制冷剂系统。全空气系统室内房间的负荷全部由经过处理的空气来负担。由于空气的比热容较小，用于和室内交换热量的空气量大，所以这种系统要求的风道截面积尺寸大，占用的建筑空间较多。全水系统室内负荷全部靠水作为冷热介质来负担。它不能解决房间通风换气的问题，通常不单独采用。空气—水系统负担室内的介质有水又有空气，它既解决了全水系统无法通风换气的困难，又可克服全空气系统要求风管截面大，占用建筑空间多的缺点。制冷剂式系统负担室内负荷以及室外新风负荷的是制冷剂的制冷剂。多用于集中冷却的分散型机组系统和全分散式系统。集中式、半集中式空调系统和全分散式空调系统相比，具有以下优点：空调效果好；可送新风，保证室内空气新鲜度；投资低；运行管理方便，运行费用低；故障少，便于维修；设备寿命长；噪声小；宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。单风管集中式系统单风管集中式系统是指全空气、定风量的集中系统（不包括另设室温调节加热器的再热系统）。单风管集中式系统按回风的利用情况分为直流式系统、一次回风系统和二次回风系统。但商场建筑一般不是用直流式系统和二次回风系统。单风管集中式系统的优点是设备简单，初投资较省，管理方便。其缺点是当各房间的负荷变化不一致时，无法进行精确调节，风管尺寸大占有空间大的缺点，耗电量比较大。所以单风管集中式系统使用与空调房间比较大，房间各区域热湿负荷变化情况相类似的建筑。风机盘管加新风系统风机盘管的空调方式是空气—水系统中的一种主要形式,主要是由风机、肋片管式水—空气换热器和接水盘组成，它的功能主要是在空气进入房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。风机盘管加新风系统的空气调节系统能够实现居住者的独立调节要求。它的主要优点是具有个别控制的优越性；风机盘管体型小，便于安装和布置，占用空间小。主要缺点有管理和维修不方便；风机静压小，送风范围有限等。所以风机盘管加新风系统一般适用于旅馆客房、公寓、医院病房、大型办公楼建筑。2.2.3下送风空调系统传统的混合通风一般是根据整个房间的热湿负荷，将一定量处理过的空气通过风道，由设在房间上部的送风口送出。具备一定初速度的送风气流，基于射流原理，在整个房间里形成回旋运动。在此过程中，吸收室内全部的余热余湿量，经充分混合后，再由回风口排除。所以房间上下各部分温度趋于一致，基本上可以使房间排风状态的焓值接近于工作区（居住区）空气的焓值。下送风空调系统是根据室内工作区的热湿负荷，将一定量处理过的空气送入空调房间的活动地板下或下部送风口，由风口向上或水平送出。由此，送出的气流首先进入工作区，通过诱导作用与室内空气混合，吸收工作区的热湿负荷，然后在室内热（污）源的对流流动带动下，向上移动，进入非工作区以后，借助设备及人体的热对流作用得以强化，再由设在吊顶上的回风口排除。下送风符合因空气密度差所形成的的热气流上升和冷气流下沉的原理，而室内的热浊气流由于浮力的作用而不断上升，并不断卷吸周围空气，这样由于热浊气流上升过程的卷吸作用，加上送风静压的推移及排风口的“抽吸”作用，送入室内的新鲜空气也缓慢向上移动，当送风速度较低时，可以形成类似活塞流的气流运动。因而其室内形成温度分层和浓度分层，室内下部空间的温度和污染物浓度均低于上部，送入气流在室内的停留时间及热浊气流的转移时间，都比上送风要短，所以，下送风空调系统具有较高的通风效率。下送风空调系统包含有三类形式：送风口位于地面上的地板送风，送风口位于房间下侧部的水平推流送风和送风口与椅背、桌面等相结合的局部送风系统。当满足送风速度小到一点程度等条件时，无论是地板送风，还是房间下侧部的水平推流送风，都可以形成活塞流，以“置换”室内污浊的和热的空气，创造出具有良好空气品质和热舒适的室内环境。下送风空调有许多鲜明的特点，它的主要优点有以下几个方面：良好的空气品质；较大的节能潜力与经济价值；灵活的调节方式；方便的配合形式。2.2.4方案比较全空气系统与空气-水系统是现在普遍运用的两种方式,现将两种方案的优缺点总结归纳见下表:表2.4全空气系统与空气－水系统方案比较表比较项目全空气系统空气－水系统设备布置与机房空调与制冷设备可以集中布置在机房机房面积较大层高较高有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上1.只需要新风空调机房、机房面积小2.风机盘管可以设在空调机房内3.分散布置、敷设各种管线较麻烦风管系统空调送回风管系统复杂、布置困难支风管和风口较多时不易均衡调节风量放室内时不接送、回风管当和新风系统联合使用时，新风管较小节能与经济性1.可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间2.对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济3.部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率无法实现全年多工况节能运行使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水温湿度控制可以严格地控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足空气过滤与净化可以采用初中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染本次设计之中，所给的建筑分为三个功能区，二层是商场大空间，层高较高，并且商场工作时间比较固定，不用单独进行温湿度控制，宜采用集中式空调系统；四层是办公室建筑，办公时间较为一致，层高是4.3m，布置风管亦很方便，每个房间热湿负荷较为接近，可以采用统一送风状态点进行送风，但是考虑到其为办公建筑，应该以节能降耗为首要考虑要素，因而采用前述节能效果较为显著地集中式空调系统、利用房间下侧风口水平低速送风，不仅热舒适性较好，而且有很好的节能作用；顶层为宾馆、宿舍类建筑，作息时间不固定，如果采用集中式空调系统的话，将造成极大的浪费，并且层高仅有3.5m，不宜布置较大的风管，因此选用半集中式空调系统其中最为普遍的风机盘管加新风系统对本层建筑进行温湿度调节。2.2.5系统划分如前述，二层和四层采用全空气空调系统，但由于前面计算所得结果显示二层商场热湿负荷较大，并且四层办公室亦有较大的热湿负荷，因此在二层商场设置两个组合式空调机组对本次进行调控，四层选用一台组合式空调机组为下送风口提供处理过的空气，系统均采用一次回风、露点送风的空调系统；顶层使用风机盘管加新风系统，单独设置新风机组，将新风处理到与室内焓值相等的状态，不承担室内负荷。2.3送风量和新风量的确定送风量的确定空气调节系统的送风量通常按照夏季最大的室内冷负荷，按下式计算确定：式中：——送风量（kg/s）；——室内冷负荷（kW）；——室内湿负荷（kg/s）；——室内空气的焓值（kJ/kg）；——送风状态下的空气的焓值（kJ/kg）；——室内空气的含湿量（g/kg）；——送风状态下的空气的含湿量（g/kg）；和都是已知的，室内状态点在图上的位置已经确定。因此，只要过点作线，也能确定点，从而算出送风量送风量的计算以一层商场为例进行计算：计算热湿比：ε===6608.31在焓湿图上找出室内状态点：室内状态点：N--干球温度(℃):26焓(kJ/kg.干空气):63.75含湿量(g/kg.干空气):14.75相对湿度(%):65。采用露点送风方式，根据热湿比ε和室内状态点N确定在焓湿图上确定送风状态点O。送风状态点：O--干球温度(℃):18.4焓(kJ/kg.干空气):50.96含湿量(g/kg.干空气):12.77相对湿度(%):90送风量：G===37237m3/h送风温差：Δt=26-18.4=7.6℃<10℃符合空调精度要求。由于商场采用两台空调组合式空调机组送风，送风量被分为了两部分，一部分为25050m3/h，一部分为12187m3/h。此外，商场是大空间，还应考虑过渡季节的排风量，此商场内设置两个排风装置，排风量分别为21732m3/h，8223m3/h。图送风状态点的确定过程其他房间的送风状态点和送风量如下表2.5所示。表2.5各房间送风状态点的确定房间编号干球温度(℃)焓(kJ/kg.干)含湿量(g/kg.干)相对湿度(%)商场18.450.9612.77290办公室118.751.9812.84902、318.751.9812.8490418.751.9812.8490518.751.9812.8490618.751.9812.8490718.751.9812.8490818.751.9812.84909、1018.751.9812.84901118.751.9812.84901218.751.9812.84901318.751.9812.84901418.751.9812.8490宿舍119.2453.1813.3902、3、4、5、6、7、819.2153.0813.2790919.2253.0913.27901019.253.0513.26901119.21563.0713.27901218.7851.7212.91901318.2149.9612.45901417.5647.9911.94901517.4547.6711.86901617.5647.9911.94901719.2353.1213.289018、1919.2253.1213.28902019.2653.2313.31902.3.3.四层夏季送风状态的校核由于四层采用统一的送风状态点送风，各个房间的热湿负荷不同，但是民用建筑对空调精度要求不高，只要温度可以满足设计要求，相对湿度的影响不大，因此可以采用统一送风状态点送风。各房间送风量统计见下表2.6：表2.6各房间送风状态点的确定房间编号送风量（m3/h）房间编号送风量（m3/h）商场37237.00宿舍11949.36办公室13032.112、3、4、5、6、7、81301.642、32787.1891354.1242815.99101155.6052543.84111285.8461322.63122190.1172663.92134508.9981060.98142433.329、10706.4615765.9611824.18162147.32125514.06171527.93134416.0018、191483.57144557.76202679.422.3.4新风量的确定1.空调系统的新风量不应小于总送风量的10%；2.局部排风和保证室内正压所需的新风量之和；3.保证各房间每人每小时所需的新风量（即卫生要求）。而商场，多功能厅，人员密集，人口密度大，按人员较多的地方，取8(m3/h人)；客房取30(m3/h人)。2.3.5新风量的计算采用的计算方法如下：根据卫生要求：新风量GW=人数×满足卫生要求所需新风量最小新风比为：10%新风量GW=送风量×最小新风比局部排风和保持室内正压所需之和的新风量：新风量GW=房间体积×保证室内正压所需的换气次数计算表即结果如下：因为房间面积和人数以及房间总风量前面已经计算过了，所以在此只写出计算结果，查技术措施（P115）表3.3.13，换气次数n=0.7（取正压5Pa，有外窗密闭性较好）,二层层高为4.5m，四层层高为4.3m，顶层层高为3.5m.表2.7新风量计算表房间编号按卫生标准按正压和局部排风标准按总风量10%计算新风量m3/h新风比商场46247282.803513.607282.800.20办公室1330274.69295.20330.000.212、3330274.69280.80330.000.214330274.69288.00330.000.215210176.09262.80262.800.21612088.04133.20133.200.217210176.09277.20277.200.218150121.91104.40150.000.219、1012088.0464.80120.000.211112088.0479.20120.000.2112650485.54493.20650.000.2113730549.39349.20730.000.2114730549.39363.60730.000.21宿舍16057.55194.94194.940.102、3、4、5、6、7、86057.55130.16130.160.1096057.55135.41135.410.10106057.55115.56115.560.10116057.55128.58128.580.101227090.11219.01270.000.1213294226.01450.90450.900.1014360222.41244.10360.000.151517099.2376.60170.000.2216230143.33214.73230.000.111760126.86152.79152.790.1018、1960126.86148.36148.360.102060126.86267.94267.940.102.4新风负荷、冷水机组供冷负荷及市政供热负荷的计算全空气系统新风负荷的计算1.空气处理过程的焓湿图本设计的送风方案采用露点送风，其处理焓湿图如图所示。图一次回风夏季空气处理过程焓湿图以二楼商场为例进行计算：其室外状态点为：室外状态点：W--干球温度(℃):35.1焓(kJ/kg.干空气):82.92含湿量(g/kg.干空气):25.8.相对湿度(%):48.97其室内状态点为：室内状态点：N--干球温度(℃):26焓(kJ/kg.干空气):60.29.含湿量(g/kg.干空气):13.354相对湿度(%):65。根据之前确定的新风量确定C点：新风比=20.1%，根据NC和NW的比例关系可以在焓湿图上确定C点位置。新回风混合点：C--干球温度(℃):27.9焓(kJ/kg.干空气):67.95含湿量(g/kg.干空气):15.573相对湿度(%):61.39根据前面确定的热湿比ε、室内状态点N、送风状态点O、室外状态点W以及新回风混合点C，可在焓湿图表示出夏季一次回风过程，如上图。2.新风冷负荷的计算从空气的处理流程来看：新风进入系统时的焓值为，排出时的为，这部分冷量就是新风负荷。=2.23×1000×(82.92-60.29)=44.27kW新风冷负荷汇总如下表2.8：表2.8新风冷负荷汇总表房间编号新风负荷（kW）商场44.27办公室13.212、32.9542.9852.6961.4072.8281.129、100.75110.87125.83134.67144.823.新风热负荷的校正及冬季空气处理过程冬季采用市政供热，系统定风量。图2.4.2一次回风冬季空气处理过程焓湿图冬季室外状态点为：W--干球温度(℃):-5.6焓(kJ/kg.干空气):-1.824含湿量(g/kg.干空气):1.539相对湿度(%):66由于热对流的作用，若想使室内两米以内工作区达到设计要求，需提高室内设计温度。故因层高不同将二层房间设计温度提高4℃，三层房间设计温度提高4℃。以二层商场为例进行计算：N--干球温度(℃)：26焓(kJ/kg.干空气):62.82含湿量(g/kg.干空气):14.34相对湿度(%):65室内送风状态点O点：h0+hn=+62.824=67.241d0=dn-=14.34-=12.719查图可知送风状态点：t0=34.3℃，高于人体体表温度34℃，故不会有吹冷风的感觉。再根据N、W室内外状态点和新风混合比确定混合状态点C。C--干球温度(℃)：21焓(kJ/kg.干空气):51.16含湿量(g/kg.干空气):11.781相对湿度(%):72.36新回风混合后等焓加湿到E状态点。E点与C点的焓值相同与O点的含湿量相同故确定E状态点。由E状态点加热到送风状态点O点。E--干球温度(℃)：18.7焓(kJ/kg.干空气):51.16含湿量(g/kg.干空气):12.719相对湿度(%):90。其余房间的冬季状态点汇总如下表2.9-2.182.9房间1冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.620.829.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82442.81950.73734.42934.429相对湿度(%)6653.9130.2359.3480.12.10房间2、3冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.622.929.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82445.00150.73734.42934.429相对湿度(%)6647.3330.2359.3480.12.11房间4冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.621.929.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82444.00450.73734.42934.429相对湿度(%)6650.1930.2359.3480.12.12房间5冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.619.329.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82441.26450.73734.42934.429相对湿度(%)6659.1930.2359.3480.12.13房间6冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.829.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82440.79950.73734.42934.429相对湿度(%)6660.9130.2359.3480.12.14房间7冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.229.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82436.05550.73734.42934.429相对湿度(%)6681.6930.2359.3480.12.15房间8冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.429.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82440.33450.73734.42934.429相对湿度(%)6662.6130.2359.3480.12.16房间9、10冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.62229.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82444.06650.73734.42934.429相对湿度(%)665030.2359.3480.12.17房间11冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.429.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82440.39750.73734.42934.429相对湿度(%)6662.4330.2359.3480.12.18房间12冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.626.329.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82448.50550.73734.42934.429相对湿度(%)6638.5830.2359.3480.1冷水机组供冷负荷的计算因为该系统没有再热，所以冷机的供冷负荷就为室内冷负荷+新风负荷。以二层商场为例，即：11.377（82.92-60.29）=76.24kW冷热水机组供冷负荷汇总如下：表2.19机组供冷负荷汇总表房间二层商城四层办公室供冷负荷KW185.79127.77三层风机盘管加新风系统的新风负荷计算1.空气处理过程的焓湿图本设计采用将新风处理到与室内空气焓值相同的状态点进行送风的形式，其空气处理过程如下图：图2.4.3风机盘管系统处理新风焓湿图以顶层宿舍1为例进行计算：其室外状态点为：室外状态点：W--干球温度(℃):35.1焓(kJ/kg.干空气):82.7含湿量(g/kg.干空气):18.4相对湿度(%):48.7其室内状态点为：室内状态点：N--干球温度(℃):26焓(kJ/kg.干空气):60.4含湿量(g/kg.干空气):13.4相对湿度(%):60。确定新风机组处理后的状态点L1：L1点与室内状态点N等焓，取相对湿度为90%，故确定L1点：N--干球温度(℃):21.4焓(kJ/kg.干空气):60.4含湿量(g/kg.干空气):15.3相对湿度(%):90。确定风机盘管出风状态点L2：L2：N--干球温度(℃):19.1焓(kJ/kg.干空气):52.7含湿量(g/kg.干空气):13.2相对湿度(%):90。由于风机盘管加新风系统中个房间的室内状态点基本相同，所以可以采用统一机组统一将新风处理到同一状态。顶层各房间状态点汇总如下表2.20-2.32表2.20顶层房间1新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.1019.30含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.7053.50相对湿度(%)48.7060.0090.0090.0090.10表2.21顶层房间2、3、4、5、6、7、8新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.22顶层房间9新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0020.6216.5519.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4013.8710.6113.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4043.5853.40相对湿度(%)48.7060.0090.0089.4090.70表2.23顶层房间10新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.1013.30焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.3053.10相对湿度(%)48.7060.0090.0090.0090.10表2.24顶层房间11新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.25顶层房间12新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4018.4018.80含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.1013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4051.9052.90相对湿度(%)48.7060.0090.0093.3093.00表2.26顶层房间13新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4017.8018.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4051.4052.30相对湿度(%)48.7060.0090.0097.2096.50表2.27顶层房间14新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4017.6018.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3012.0012.50焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4048.1049.90相对湿度(%)48.7060.0090.0089.5089.90表2.28顶层房间15新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4012.8014.70含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.308.409.90焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4034.1039.90相对湿度(%)48.7060.0090.0086.5089.90表2.29顶层房间16新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4017.8018.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4051.4052.30相对湿度(%)48.7060.0090.0097..396.50表2.30顶层房间17新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.31顶层房间18、19新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.32顶层房间20新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.1019.30含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.7053.50相对湿度(%)48.7060.0090.0090.0090.10夏季新风总冷负荷：（kW） （4-16）其中：——夏季新风总冷负荷，kW；——总新风量，kg/s；hW——室外空气的焓值，kJ/kg；hN——室内空气的焓值，kJ/kg=2457.65×（82.7-60.4）×1.2／3600=16.94（kW）2.风机盘管全冷量由于机组采用的是将新风处理到与室内焓值相同的状态点，新风不承担室内冷负荷，故风机盘管全冷量等于室内的冷负荷。3.冬季负荷校正由于风机盘管系统不能对冬季室内湿度进行调节，故风机盘管系统不需进行冬季负荷校正，只需保证所选型号能够满足冬季热负荷即可。2.5气流组织计算气流组织的意义1.空调系统处理后的空气，经送风口送入空调房间，与室内空气进行热质交换后由回风口排出，必然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流流型和速度场，速度场往往是其它场（如温度场、湿度场和浓度场）存在的前提和基础，所以不同恒温精度、洁净度和不同使用要求的空调房间，往往也要求不同形式的气流流型和速度场。2.工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。在温度较高的场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境，但大风速是令人厌烦的。我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速不应大于0.2m/s，夏季不应大于0.3m/s。3.影响气流组织的因素很多，如送风口的位置及型式，回风口的位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。其中以送风口的空气射流及其参数对气流组织的影响更为重要。4.空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响到空调房间的空调效果，而且也影响空调系统的能耗量。5.气流设计的任务是合理的组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度、湿度能更好的满足工艺要求及人们的舒适感要求。送风形式的选择空气调节房间的主要送风形式有：1.百叶风口或条缝型风口侧送；2.散流器、孔板或条缝型风口顶送；3.地板散流器下送；4.喷口送风。5.置换送风口下侧水平推送气流。在本设计当中，二层商场为大空间，层高为4.5m，并且建筑比较规则，适宜布置方形散流器上送；四层办公室使用置换通风口在房间下部水平推送气流；顶层宿舍由于使用风机盘管送风，且房间进深不大，使用单层百叶风口上侧送风。回风形式的选择该建筑二层属于大空间，而且夏季人流量大，热气流上升，不适合使用下回或中间回风。在使用上回时，受吊顶空间限制回风管不适宜与送风管交叉，而且回风量较大，因此选择网板回风口，直接布置在回风管上，并且在风管上安装对开多页调节阀对回风量进行调节；四层办公室由于受到走廊和层高的限制，回风管布置在送风管之下，如果将回风口设在房间中部的话，会极大地占用空间，因而采用在房间上部侧面回风，风口使用单层百叶风口；顶层宿舍风机盘管选择后回风式，回风口单层百叶风口，并采用吊顶回风方式，回风直接进入风机盘管内。风机盘管出风管和新风管道部分做局部吊顶处理。2.5.4排风形式的选择由于二层商场属于大空间公共建筑，过渡季节需要考虑排风问题，而四层办公室和顶层宿舍因为空间较小，且都有窗户，可以利用自然通风进行过渡季节的排风。因此只需对二层商场进行排风设计，排风管道也不能和送回风管道交叉，单独设计两处排风装置，选择排风风机置于吊顶内，排风风口选择单层百叶风口直接布置在风管上，并且设置对开多页调节阀进行风量控制。2.5.5气流组织计算1．商场气流组织计算：1）确定送风量，之前的计算已经给出。2）确定风口个数。根据所给建筑图纸，布置送回风口，对于方形散流器，间距5-6米为宜。3）确定送、回风口的风速m/s以及风口尺寸。采用假定流速法进行计算。送风风速3-5m/s，回风风速2-4m/s。4）检查ux：根据式ux=u0式中u0—出口风速；—风口特性系数。按《空气调节》表5-2查得；K1—射流受限修正系数。按《空气调节》图5-13查得；K2—射流重合修正系数。按《空气调节》图5-14查得；K3—非等温修正系数。按《空气调节》图5-15查得；—垂直射程；=吊顶高度工作区高度。l—水平射程，m；F0—风口面积，m2。5）检查△tx：根据式△tx=△t0式中—风口特性系数；△tx—送风温差，℃；6）校核射流的贴附长度。计算式如下：xl=z=若xl等于送风口所需射程，则认为符合要求。以二层商场为例：根据房间形状将整个房间划分为55个小方区，尺寸为A*B*H=6m×6m×3.5m的区域。水平射程3.0m，竖直射程3.5m，垂直射程为1.5m，夏季送风温差为7.6℃，冬季送风温差为8.3℃。1）房间总送风量G=37237m3/h；总回风量Gh=29954m3/h2）散流器个数，55个。各风口出风量GO==677m3/h网板回风口个数，6个。各风口回风量GO==4992m3/h3）送风口：假定流速V=4/s，则F==0.047m2选择200×200的风口F0=0.04m2则，实际风速Vs==4.43m/s回风口：方法同上选择1000×400的风口实际风速Vs=3.47m/s4）检查ux：根据式ux=u0式中=1.2，K1=0.38，K2K3=1，=1.5m，l=3.0m带入各值得ux=0.1