忠旺集团的员工宿舍楼设计

前言世界上最古老的空气调节系统，可以追溯到公元前1000年，那时候的人们想法很简单，只是想让自然的风吹过凉水后进入室内，这样可以让室内的人感觉到凉快。就是这个简单的想法，伴随着人们科学知识水平的提高和对更舒适美好的生活的向往，衍生出了更多更新鲜的想法和要求，随之而来的就是现代各式各样的中央空调系统。而后的实验也表明，如果让人们在更舒适的环境下工作生活，就会有着更高的工作效率和更健康的身体状况。所以，在保证舒适性的前提下，对现代建筑的中央空调系统进行设计计算就显得尤为重要。

1绪论1.1中央空调1.1.1中央空调定义及原理中央空调系统是由一个或者多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，这种系统与传统制冷剂式空调有着很大的不同，中央空调是将空气集中处理到所需要的要求之后提供给需要对象。大多数中央空调运用液体汽化制冷的原理为整个中央空调系统供给需要的冷量，以此来抵消空调房间内的热负荷和湿负荷。其工作原理主要是液体汽化制冷，具体方法是利用制冷工质在汽化或冷凝的时候会吸热或放热，从而产生了热量交换来实现制冷。制冷工质在吸收热量时会汽化然后产生蒸汽，当液体工质在一个密闭容器中的时候，这个密闭容器中只有制冷工质和它本身产生的蒸汽，没有其他的气体，此时，制冷工质液体和蒸汽会在某一个压力下达到平衡的状态，这时的气体可以称之为饱和蒸汽，而这个压力叫做饱和压力，这种状态下的温度叫做饱和温度。因为已经达到了平衡的状态，所以此时制冷工质不会再发生汽化的现象，但是一旦将一部分的蒸汽从这个密闭容器中抽出，那么系统会为了保持密闭容器内的平衡状态而使制冷工质继续发生汽化，这样就达到了新的平衡。制冷工质汽化的时候需要吸收热量才能进行，此时吸收的热量称之为汽化潜热。这个热量来自被冷却对象，可以带走被冷却对象的热量从而使其变冷。让这一过程连续不断进行的条件就是要不断的将密闭容器内的蒸汽抽出，并让其放出热量以便凝结为液体，最后再回到密闭容器中。1.1.2水系统工作原理中央空调的水系统中主要包括了四个部件，分别是压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，制冷剂在这四个部件中循环使用，经过压缩机之后出来的高温高压的制冷剂气体，经过冷凝器之后，会降低它的温度和压力，而冷凝器得到的热量可以通过冷却水系统中的冷却塔排到大气，制冷剂流过节流装置后，经过节流作用变成低温低压的工质，之后流过蒸发器，吸收热量，再流过压缩机，完成整个循环过程。除此之外，水系统中还包含一个冷冻水系统，这个系统与蒸发器的两端连接，制冷剂会吸收冷冻水的热量而使冷冻水的温度降低，这样，流过需求对象的水温会更低，经过风机旁管的热交换时，吹出冷风。1.1.3风系统工作原理新风的传输方式采用置换式，而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法，户外的新鲜空气经过负压方式会自动吸入室内，经过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时，会自动除尘和过滤。1.1.4盘管系统工作原理风机盘管空调系统的工作原理，就是借助风机盘管机组不断地循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度。1.2中央空调在国内外发展的情况概述自从世界上第一台中央空调被开发出来至今，中央空调在世界上已经有着100多年的历史了。在国外的各种大中小型场合，随处可见的中央空调系统，也说明了中央空调的广泛应用性，国外现在的发展进入了一个非常惊人的成熟阶段，因为其增长的速度比全球GDP的发展速度还要高出一截。根据统计，在2007年的时候，整个暖通空调设备市场达到了1000亿美元的容量，而其中的中央空调市场占到了70%。中央空调在国内的发展同样十分迅速，近些年来国内的经济发展强劲，快速的城市化发展和国民生活水平的大幅提升，使得国内的空调产业在不停步的飞速发展。就目前的数据来看，我国已经成为了世界上生产、使用及出口空调最多的国家。早在2008年，国内暖通空调市场的总产值就达到了1800多亿元。在之前的5年时间里，暖通空调市场的增长速度远远高于我国GDP的增长速度，达到了年均增长18%以上。虽然近些年国内的空调市场有一些减速的势头，但是从目前来看，国内的经济依旧处于一个快速发展的时期，伴随着国民生活水平的不断提高以及群众对生活的更高要求，国内的中央空调市场仍然有着不可小觑的发展前景，也就是说中央空调市场的增长速度会持续在几年甚至几十年内高于我国的GDP。此外，因为中央空调的技术原因，使得其基本可以满足所有的需要对象，其中包含了那些小制冷量以及小容量的客户，这也是中央空调在我国迅速持续发展的重要原因。其中，我国中央空调产业的三位巨头分别是海尔、格力、美的，这三家企业的市场占有率均超过了10%，总体占有率更是超过了40%，成为了国内中央空调行业的领军者；而紧追其后的是美资企业，包括特灵、开利、约克、麦克维尔，之所以这些美资企业能进入国内空调行业的第二梯队，是因为这些企业凭借着在冷水机组，方面有着十分超前的技术和大量的人才储备，这使得他们在中央空调市场中占据了一席之地，并且有着非常明显的、短时间内很难被超越的优势。第二梯队中除了有着这些美资企业外，还有国内老牌企业海信和日立，这两家老牌企业凭借着自己独特的变频技术和联机技术，保持了自己在当今这个百花齐放的中央空调市场中保持着持续稳定的增长趋势。对比2012年前半年的各种产品在市场上的占有率情况和2011年全年空调市场的数据，从事着中央空调行业的专业人士认为，各种产品在市场上的占有率情况基本趋近平缓，十分稳定。但是，其中的某些变化引起了专业人士的关注，多联机组以及水地源热泵的整体市场占有率有着略微的下降，而单元机组的占有率有着十分明显的上升。这种迹象表明，多联机组这种最重要的产品形式已经到达了市场的顶峰，随着时间流逝，这种产品慢慢会淡出国内空调市场，水地源热泵产品也是同样的状况，取而代之的是新兴发展的单元机组，这些机组在国有大品牌格力、美的等企业的推波助澜下，以惊人的速度快速增长。家用中央空调与商用中央空调的结构、形式及原理基本一致。之所以把家用中央空调和商用中央空调分开来说，主要的原因是商业中央空调需要更大的功率，也就是需要不一样的制冷形式。家用中央空调大多数的主体部分是一体式转子式压缩机和螺杆式压缩机，而大型的商用中央空调主体大多是离心式压缩机和大型螺杆式压缩机。不仅如此，商用中央空调的系统控制技术，风管和水管的自动调节控制系统，对空气的升温降温、加湿除湿处理技术等都要比家用中央空调系统更加复杂多变，造价及维修等费用问题也随之而来，这些都是商用中央空调与家用中央空调不同的地方。商用中央空调是目前国内空调市场上最特殊的项目工程，伴随着空调市场上需求量的不断增加，各个企业间的竞争也是越来越激烈，在提升自己技术的同时，还需要练就出与技术相匹配的维护服务。对于大型的商用中央空调来说，更多的专业技术保证远远比那些简单操作重要得多。技术与服务的关系要做到共同进步，对于厂商来说提高服务质量的方法之一就是不断的提高自身的技术水平。比如海尔企业的相继应用远程控制系统，对于其产品效率和服务质量有着非常大的程度提高，而这种影响又会作用到中央空调市场的需求，使得企业能够进一步提升自己的竞争力，进而开发出更多的市场潜力。1.3设计概况1.3.1工程概况本次的设计目标是位于辽宁省沈阳市的忠旺集团员工宿舍。全四层建筑，主要功能是提供住宿的地点。设计主要是根据空调房间舒适性的要求，并在此基础上尽可能降低造价，设计出节能又舒适的中央空调系统。宿舍楼一层至四层包含住宿房间、洗衣房、活动室和管理室，住宿房间均是面积，窗户尺寸为的标准间，住宿房间为基本住宿人口标准2人。洗衣房面积均是，窗户尺寸为，活动室面积同样是，窗户尺寸为，管理室面积是，内窗尺寸为，外窗尺寸为。总建筑面积约，建筑物总高度约为14.4m。本次设计的主要内容包括：空调房间的冷负荷、湿负荷计算，确定送风方式和送风量以及选出合适的设备，风管系统设计计算，水管系统设计算。1.3.2室内及室外参数本次设计中，按照舒适性要求，取室内参数空调温度：=26；相对湿度：。室外参数设计地点：沈阳市；地理位置：北纬41°46’，东经123°25’，海拔高度41.6m；夏季大气压：1000.7；夏季空调计算平均温度：；夏季空调计算室外干球温度：；夏季空调计算室外湿球温度：；夏季室外平均计算风速：；夏季室外空气密度：。1.3.3夏季围护结构的热工指标及相关数据1）外墙：88号墙，传热系数，衰减度，衰减系数，延时时间。2）屋顶：10号屋顶，保温材料为70mm水泥膨胀珍珠岩，传热系数，衰减度ν=15.15，衰减系数，延时时间。3）外窗：窗户为6mm单层普通玻璃，。内遮阳设施：挂置浅蓝色涤棉平纹布窗帘，内遮阳系数=0.55，外窗传热系数。外遮阳设施：无。照明灯具：每个房间安装一盏40W白炽灯。空调每天使用时间晚间6:00—第二天8:00。2空调冷负荷计算夏季空调房间冷负荷主要包括以下方面1）外墙和屋面温差传热的冷负荷2）外窗温差传热的冷负荷3）外窗太阳辐射的冷负荷4）人体散热的冷负荷5）照明设备散热的冷负荷2.1通过外墙和屋面温差传热的冷负荷计算外墙和屋面瞬变温差传热形成的冷负荷：式中—传热系数，；—计算面积，；—计算时刻；—温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻；—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。2.2外窗温差传热的冷负荷计算通过外窗温差传热形成的冷负荷，用下列公式计算：式中—计算时刻下的负荷温差，；—传热系数，双层窗可取2.9，单层窗可取5.8，；—传热面积，。2.3外窗太阳辐射的冷负荷计算透过外窗的太阳辐射形成的冷负荷，共有3种情况，应根据不同的情况进行计算；本设计中的外窗只有内遮阳设施，选取公式式中—窗口面积，；—窗户的构造修正系数，本设计为6mm单层普通玻璃，取0.90；—地点修正系数，本设计中南北面窗户分别取1.01和0.92；—内遮阳系数，本设计中内遮阳材料为浅蓝涤棉平纹布，取0.55；—计算时刻下，透过有内遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度，。2.4人体散热的冷负荷计算由人体散热形成的冷负荷，按照下式进行计算：式中—群集系数，本设计中为0.93；—计算时刻空调房间内的总人数；—一名成年男子小时散热量，；—人员进入空调房间的时刻；—从人员进入房间是算起到计算时刻的时间，；—时间人体显热散热量的冷负荷系数。2.5照明灯具散热的冷负荷计算由灯具照明设备散热形成的冷负荷，需要按照灯具的种类和安装情况进行计算：本设计中照明设备为40W白炽灯，选用公式：式中—照明设备的安装功率，；—同时使用系数，一般为0.5~0.8，本设计中取0.6；—开灯时刻；—从开灯时刻算起到计算时刻的时间，；—时间照明散热的冷负荷系数。按逐时法将每个房间冷负荷逐时相加，得出该员工宿舍的逐时冷负荷，取最大的冷负荷作为该员工宿舍的冷负荷。列表见表2-1。2.6湿负荷的计算在室内热、湿扰量等作用下，某一时刻进入空调房间的总湿量成为该房间的得湿量。某一时刻为维持室内相对湿度恒定所需要除去的湿量就成为湿负荷。空调的湿负荷主要指的是空调房间内湿源（人体散湿、敞开水池或槽表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量。和冷负荷一样，湿负荷对整个空调系统有着十分重要的影响，也是确定送风量、各个空调设备的重要依据。该员工宿舍的湿负荷主要是人体的散湿，选用公式：式中—人体散湿量，；—成年男子的小时散湿量，；—室内全部人数；—群集系数。现计算出员工宿舍单个房间的湿负荷：表2-1各个房间冷负荷汇总18:0020:0022:0024:002:004:006:008:00101/201/301房间冷负荷外墙北44.1950.1549.8443.2531.0324.4512.2212.22外墙西284.44393.57369.19320.43228.71160.21113.7768.49外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射北193.6538.7320.65129.10147.54人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计657.11669.56499.56374.67269.56189.39169.59219.49最大值669.56102-105/107-110/202-205/207-210/302-305/307-310房间冷负荷外墙北44.1950.1549.8443.2531.0324.4512.2212.22外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17续表外窗辐射北193.6538.7320.65129.10147.54人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计372.57275.99130.3754.2440.8529.1855.82151.00最大值372.57106/206/306房间冷负荷外墙北65.4874.373.8364.0845.9736.2218.1118.11外窗传热102.7255.1212.52-20.04-67.65-27.56外窗辐射北147.5429.5015.7398.36112.13人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计315.74273.69145.5281.3355.7940.9552.11130.09最大值315.74111/211/311房间冷负荷外墙北44.1950.1549.8443.2531.0324.4512.2212.22外墙东300.69276.31229.87183.43136.9991.7168.4949.92外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射北193.6538.7320.65129.10147.54人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计616.36552.30360.24237.67177.84120.89124.31200.92最大值616.36112/212/312房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外墙西284.44393.57369.19320.43228.71160.21113.7768.49外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射南138.9048.1925.5145.35147.40人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计633.40703.78522.91386.90275.51189.7091.80213.39最大值703.78113-117/119-122/213-217/219-223/313-317/319-323房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射南138.9048.1925.5145.35147.40人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计348.96310.21153.7266.4746.8029.49-21.97144.9最大值348.96118房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外窗传热74.9040.199.13-14.61-49.32-20.09外窗辐射南77.1626.7714.1725.1981.89内窗传热134.8372.3416.44-26.3-88.79-36.17人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计388.12354.88175.1371.0459.5938.05-85.1761.47最大值388.12123/224/324房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外墙东300.69276.31229.87183.43136.9991.7168.4949.92外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射南138.9048.1925.5145.35147.40人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计675.65612.42407.21269.08196.58129.7652.8061.47最大值675.65218/318房间冷负荷外墙南111.45110.99101.2382.1954.7936.6826.939.28外窗传热102.7255.1212.52-20.04-67.65-27.56外窗辐射南105.8236.7119.4334.55112.3人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计319.99317.59176.6299.4464.6141.41-2.88121.43最大值319.99401房间冷负荷外墙北44.1950.1549.8443.2531.0324.4512.2212.22外墙西284.44393.57369.19320.43228.71160.21113.7768.49外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射北193.6538.7320.65129.10147.54屋面754.67755.56659.04534.30409.56286.60197.50112.56人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1411.781425.121158.60908.97679.12475.99367.09332.05最大值1425.12402-405/407-410房间冷负荷外墙北44.1950.1549.8443.2531.0324.4512.2212.22外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射北193.6538.7320.65129.10147.54屋面754.67755.56659.04534.30409.56286.60197.50112.56人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1127.341031.55789.41588.54450.41315.78253.32263.56最大值1127.34406房间冷负荷外墙北65.4874.373.8364.0845.9736.2218.1118.11外窗传热102.7255.1212.52-20.04-67.65-27.56外窗辐射北147.5429.5015.7398.36112.13屋面880.45881.49768.88623.35477.82334.37230.42131.32人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1196.191155.18914.40704.68533.61375.32282.53261.41最大值1196.19411房间冷负荷外墙北44.1950.1549.8443.2531.0324.4512.2212.22外墙东300.69276.31229.87183.43136.9991.7168.4949.92外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射北193.6538.7320.65129.10147.54屋面754.67755.56659.04534.30409.56286.60197.50112.56人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1496.031307.861019.28771.97587.40407.49321.81313.48最大值1496.03412房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外墙西284.44393.57369.19320.43228.71160.21113.7768.49外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射南138.9048.1925.5145.35147.40屋面754.67755.56659.04534.30409.56286.60197.50112.56人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1388.071466.341181.95921.20685.07476.30289.30325.95最大值1466.34413-417/419-423房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射南138.9048.1925.5145.35147.40屋面754.67755.56659.04534.30409.56286.60197.50112.56人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1074.631065.77812.76600.77456.36316.09175.53257.46最大值1074.63418房间冷负荷外墙南111.45110.99101.2382.1954.7936.6826.939.28外窗传热102.7255.1212.52-20.04-67.65-27.56外窗辐射南105.8236.7119.4334.55112.3屋面880.45881.49768.88623.35477.82334.37230.42131.32人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1200.441199.08945.50722.79542.43375.78227.54252.75最大值1200.44424房间冷负荷外墙南75.2374.9168.3355.4836.9824.7618.186.26外墙东300.69276.31229.87183.43136.9991.7168.4949.92外窗传热134.8372.3416.44-26.30-88.79-36.17外窗辐射南138.9048.1925.5145.35147.40屋面754.67755.56659.04534.30409.56286.60197.50112.56人体散热088.4912.484.532.261.131.131.13照明设备026.2830.9632.767.563.602.1626.28总计1501.321342.081042.63784.20593.35407.80244.02307.88最大值1501.323确定新风处理方案及计算风量新风处理方案分析选择具有独立新风系统的风机盘管机组作为本设计的新风处理方案，新风处理到室内空气焓值并且不承担室内的负荷。整个处理过程如下图所示：根据设计的室内空气参数得知室内空气状态点N（、），并在焓湿图上查得其焓值为58.4，做出N点等焓线，然后由经过新风处理后机器露点的相对湿度和风机温升（本设计中取0.5）可以确定出新风处理后的机器露点L以及温升之后的K点。计算送风量算出各个房间的热湿比值，可由房间内的冷负荷及湿负荷求得式中—热湿比；—所计算房间的冷负荷，W；—所计算房间的湿负荷，。过N点作热湿比线与=90%线相交（因为此处考虑的是按照最大限度提升送风温差），即可得到送风点O。根据N、O两点及冷负荷Q可求出送风量：式中—送风量，；—室内状态点焓值，；—送风状态点焓值，。3.3新风量以及风机盘管风量的确定3.3.1新风量的确定依据确定新风量的依据主要有以下三个因素：卫生要求在人长期停留的空调房间内，新鲜空气的多少对健康有着直接的影响。因为人体要不断吸进氧气并且呼出二氧化碳。正是这样，确定新风量的要求之一就是计算某一房间消除二氧化碳所需要的新鲜空气量。在实际工作中，一般按照规范规定：不论每人占房间体积有多少，新风量应该按照大于等于每人30采用。补充局部排风量当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使房间内产生负压，在系统中必须要有相应的新风量来补偿排风量。保持空调房间的正压要求为了防止外界环境空气渗入空调房间时，干扰空调房间内温度湿度破坏或破坏室内洁净度，需要在空调系统中用一定量的新风来保持房间的正压（即室内大气压力高于外界环境压力）。一般情况室内正压在5-10Pa即满足要求。需要注意的是，在实际设计中，如果计算所得的新风量不足总风量的10%，也应该按照总风量的10%来计算，以此来确保空调房间的卫生和安全。综上所述，取计算得出的最大新风量作为空调房间的新风量。3.3.2计算风机盘管风量连接K、O两点并延长到M，使：式中—新风量，；—风机旁管风量，。所以可以求得风机旁管风量：3.4风机旁管冷量计算M点对应为风机旁管出口空气的状态点，为风机旁管出口的空气焓值：式中—风机盘管出口空气焓值，kJ/kg；—送风状态点空气焓值，kJ/kg；—风机温升后K点焓值，kJ/kg；—房间总送风量，kg/s；—新风量，kg/s；—风机盘管风量，kg/s。连接K、O两点并延长与相交得M点即风机盘管的出口点，查得。风机盘管冷量：式中—风机盘管冷量，kW；—干空气定压比热容,本设取计；—室内设计温度，℃；—送风状态点的温度，℃。3.4风机盘管选型根据风机盘管所承担的风量对风机盘管进行选型。选择之后对比额定冷量和风机旁管所需承担冷量，额定冷量大于风机盘管承担冷量即可。以宿舍101为例计算：该房间的最大冷负荷在晚上8:00时，，湿负荷为。求热湿比：确定送风状态点：在h-d图上确定室内状态点N（），查得，过点N画出热湿比线，按最大送风温差与=90%线，即得送风点O。查得，则送风量为：3）计算新风量：根据新风量最大要求按总送风量的10%计算新风量得：4）计算风机盘管风量：5）计算风机盘管冷量：先求得M点焓值：连接K、O两点并延长与相交得M点即风机盘管的出口点，查得。风机盘管冷量：表3-1房间风量汇总房间送风量/新风量/风机盘管风量/1010.0560.00560.0504102-1050.0220.00220.01981060.0130.00130.0117107-1100.0220.00220.01981110.0500.00500.04501120.0590.00590.0531113-1170.0200.00200.01801180.0260.00260.0234119-1220.0200.00200.01801230.0560.00560.05042010.0560.00560.0504202-2050.0220.00220.01982060.0130.00130.0117207-2100.0220.00220.01982110.0500.00500.04502120.0590.00590.0531213-2170.0200.00200.01802180.0140.00140.0126219-2230.0200.00200.01802240.0560.00560.05043010.0560.00560.0504302-3050.0220.00220.01983060.0130.00130.0117307-3100.0220.00220.01983110.0500.00500.0450续表3120.0590.00590.0531313-3170.0200.00200.01803180.0140.00140.0126319-3230.0200.00200.01803240.0560.00560.05044010.180.0180.162402-4050.140.0140.1264060.150.0150.135407-4100.140.0140.1264110.190.0190.1714120.190.0190.171413-4170.130.0130.1174180.150.0150.135419-4230.130.0130.1174240.190.0190.171总计5.2780.52784.75026）风机盘管选型根据风机盘管所承担的风量对风机盘管进行选型。选用德冷空调设备厂生产的卧式暗装风机盘管，型号及性能参数如下表（进出口水温差5℃）：表3-2风机旁管选型房间风机盘管风量/设备型号额定冷量/台数1010.0504FP-341.981102-1050.0198FP-341.98各1台1060.0117FP-341.981107-1100.0198FP-341.98各1台1110.0450FP-341.9811120.0531FP-341.981113-1170.0180FP-341.98各1台1180.0234FP-341.981119-1220.0180FP-341.98各1台1230.0504FP-341.9812010.0504FP-341.981202-2050.0198FP-341.98各1台2060.0117FP-341.981207-2100.0198FP-341.98各1台2110.0450FP-341.9812120.0531FP-341.981213-2170.0180FP-341.98各1台2180.0126FP-341.981219-2230.0180FP-341.98各1台2240.0504FP-341.9813010.0504FP-341.981302-3050.0198FP-341.98各1台3060.0117FP-341.981307-3100.0198FP-341.98各1台3110.0450FP-341.9813120.0531FP-341.981313-3170.0180FP-341.98各1台3180.0126FP-341.981319-3230.0180FP-341.98各1台3240.0504FP-341.9814010.162FP-512.81402-4050.126FP-512.8各1台4060.135FP-512.81407-4100.126FP-512.8各1台4110.171FP-683.8714120.171FP-683.871413-4170.117FP-512.8各1台4180.135FP-512.81419-4230.117FP-512.8各1台4240.171FP-683.8713.5新风负荷计算环境参数（空气）：含湿量；温度。环境空气焓值：总新风量为。那么新风的负荷为：4空调风管系统设计4.1空调房间气流组织计算与校核空调房间的气流组织设计计算的任务在于使经过各种处理的空气合理的分布到被调节的房间，在与周围空气热、质交换的同时，保持受控区域内的空气温度、湿度、清洁度和风速处于预定的限度。空调房间的气流组织与送风口的形式、数量和位置，回风口位置，送风参数等有关。本设计中，选择侧送风中的“上送下回”作为空调房间的气流组织方式，即在空间上部送进空气并由下部排出。这样的优点在于送风气流不会直接经过工作区，并且有很长的一段距离使之与室内的空气进行充分掺混，然后可以形成比较均匀的温度场和速度场。送风口选择双层活动百叶风口。图4-1风口布置形式示意图在风口形式确定选择双层活动百叶窗口后，在确定的x位置处所对应的和应该符合被要求的适应对象。如果x断面处于起始段，则。如果x处于主体段，即，则按主体段射流公式在已知和条件下，计算出并校核，检查是否符合设计要求。在进行送风气流组织方式计算时，需要留意选择x值，其大小应该等于从射流出口到达计算断面的总长度。对于上送下回式，。空间气流组织的分布计算要比等温自由射流复杂更多，因为还需要考虑很多的因素，比如射流的受限，重合以及非等温等影响因素。因此，在计算中还应该算出或查出各个修正系数，其中包括K1（射流受限修正系数）、K2（射流重合修正系数）、K3（非等温影响修正系数）。修正后的射流计算式则为：（4-1）和（4-2）检查贴附冷射流的贴附长度（4-3）其中：（4-4）（4-5）验证此空调房间里射流不会在沿风口喷出的方向向下脱离顶层成为下降流。现计算空调房间424：1）房间尺寸，显热冷负荷，本设计中选用可调的双层百叶风口，，风口尺寸为，有效面积系数0.8，。2）设定如图所示的水平贴附射流，射流长度（选取工作区的高度为2m，风口中心到顶棚的距离为0.1m，取距离墙面0.5m出不保证区）。本设计中选用1个风口。3）利用各图求修正系数，，。查资料所示图表，得到，即射流受限。由于本设计中采用一个风口，所以不需要计算。由于本设计中的情况不属于垂直射流，所以同样不需要计算修正系数。4）计算射流的轴心速度的递减程度：由于工作区域处于射流的回流区，射流到达计算断面x处的风速可以比回流区高，一般可取规定风速的两倍，即（为回流区风速，或规范规定的风速）。取，则5）计算送风量与送风温差：已知，1个风口送风量：所以送风温差为：6）检查：所以7）校核贴附冷射流的贴附长度：故：可见，射流不会在沿风口喷出的方向向下脱离顶层成为下降流。4.2新风道的水力计算4.2.1确定风管样式材料及水利计算方法在本设计中，选择钢板制矩形风管，有着气流阻力小、易于加工制作易于布置等优点。风道水利计算方法主要有三种，分别是假定流速法、压损平均法和静压复得法。本设计中选用假定流速法作为新风道水利计算的方法。方法如下：1）假定流速计算风道断面面积：（4-6）式中—假定流速对应的风道断面面积，；—风道内的风量，；—假定的流速，m/s。依据计算所得出的风道断面面积，在矩形风管常用规格表中选取实际尺寸，（以长短比接近1为优），并用对应的矩形风管的实际面积计算实际流速：（4-7）式中—风道断面面积，；—风道内的风量，；—实际流速，m/s。计算流速当量直径：式中-流速当量直径，mm；-矩形风管的短边，mm；-矩形风管的长边，mm。2）计算风道的沿程阻力：依据实际流速以及当量直径查图得到单位长度摩擦阻力，则：式中—风道的摩擦阻力，Pa；—风道的比摩阻，Pa/m，查图求得；—风道长度，。3）计算风道的局部阻力：式中—局部阻力，Pa；—局部阻力系数，主要考虑本设计风道中的四通和三通连接处，依据情况取1.0或0.35；—与对应的风道断面平均速度，。4）计算总阻力：风管校核：根据并联管路阻力平衡，验证校核使管道满足要求。宿舍楼二层风道布置图如下：以主送风管道为例：由先前计算可知，宿舍二楼总送风量为，假定管道内风速为。1）风道断面面积的计算：依据计算所得出的风道断面面积，在矩形风管常用规格表中选取钢制矩形管道，实际风道面积为，当量直径。风道内实际流速：2）风道沿程阻力的计算：根据实际流速，当量直径查图得单位长度摩擦阻力，则：3)风道局部阻力的计算：对应风道的局部阻力系数为0.35，故：4）计算总阻力：宿舍楼二层的风道水力计算如下表：表4-1二层风道水利计算编号G////L////0-118723205.10.861.81.550.355.467891.11.051.161.05.016.171-31681203.241.31.051.371.06.37.671-415543204.220.643.62.30.353.746270.351.050.371.00.971.344-6601201.160.331.050.351.00.811.164-714283203.870.523.61.870.353.155270.351.050.371.00.971.347-9601201.160.331.050.351.00.811.167-1013022814.520.813.62.920.354.297.2110-11601201.160.331.050.351.00.811.1610-1212422814.310.723.62.590.353.96.4912-13661201.270.351.050.371.00.971.3412-14601201.160.331.050.351.00.811.1612-1511162813.880.633.62.270.353.165.4315-16661201.270.351.050.371.00.971.3415-17601201.160.331.050.351.00.811.1615-189902224.40.923.93.60.354.077.6718-19391200.750.221.050.231.00.340.5718-20421200.810.251.050.261.00.390.6518-219092503.120.83.93.120.353.436.5521-22661201.270.351.050.371.00.971.3421-23601201.160.331.050.351.00.811.1621-247832224.351.13.63.960.353.977.9324-25661201.270.351.050.371.00.971.3424-26601201.160.331.050.351.00.811.1624-276572004.61.33.64.680.354.69.2827-28601201.160.331.050.351.00.811.1627-295972004.151.13.63.960.353.627.5829-30661201.270.351.050.371.00.971.3429-31601201.160.331.050.351.00.811.1629-324712003.270.73.62.520.352.254.7732-33661201.270.351.050.371.00.971.3432-34601201.160.331.050.351.00.811.1632-353451603.741.13.63.96003.9635-361681203.241.31.051.371.06.37.6735-371771203.411.41.051.471.06.988.45风管校核：随机选择两段管路进行计算，管路35-36的阻力为1.37Pa，管路35-37的阻力为1.47Pa。则，即管道设计满足要求。5空调水系统设计本设计中采用异程式闭式循环系统冷冻水系统水力计算1）管段流量的计算：式中一管段流量，；—所计算房间的最大冷负荷，；—水的比热容，在本设计中取；—水的密度，在本设计中取；—供水温度，一般为5~9（本设计中取7）；—回水温度，一般为10~19（本设计中取12）。根据所求得的流量选择推荐管径，则水管中水的流速为：沿程阻力的计算：依据所选用的管径和实际流速在计算表中确定比摩阻式中—管段的沿程阻力，Pa；—冷冻水管的比摩阻，Pa/m；—管段长度，。 局部阻力Z的计算：查出阀门等局部阻力件的局部阻力系数，再由下面的公式计算得出局部阻力：式中—局部阻力，Pa；—局部阻力系数（本设计中主要考虑三通、四通及阀门）；—水的流速，。 4）计算出总阻力：以宿舍一层管段0-1为例进行计算：1）计算第一层的总水量：由之前的计算得出，第一层的总冷负荷为，所以第一层的总水量：计算出管段的水量，管段0-1水量即为第一层总水量：2）查表，由于本设计水系统为闭式系统，所以选定管径为25mm，则水流实际速度为：3）计算沿程阻力：依据所选用的管径和实际流速在计算表中确定比摩阻4）计算局部阻力：0-1管段主要有一个截止阀和一个四通，查得他们的局部阻力系数分别为4.5和0.1，所以0-1管段局部阻力为：5）计算总阻力：冷冻水循环管路水利计算结果汇总如下表：表5-1第一层冷冻水循环管路水力计算结果汇总表编号W/DN/mm//L/m///0-11.63250.926341.81141.24.61946.723087.921-20.11150.17552.1115.54.565.03180.531-30.12150.19652.1136.54.581.23217.731-41.41250.84813.61731.60.1321763.64-50.064150.12312.165.14.532.497.54-60.06150.11282.158.84.527.2386.034-71.28250.724123.61483.20.126.651509.857-80.064150.12312.165.14.532.497.57-90.06150.11282.158.84.527.2386.037-101.16250.653623.61303.20.121.781324.9810-110.06150.11282.158.84.527.2386.0310-121.1250.623233.61162.80.119.851182.6512-130.064150.12312.165.14.532.497.512-140.06150.11282.158.84.527.2386.0312-150.98200.878033.62890.80.137.852928.6515-160.064150.12312.165.14.532.497.515-170.067150.11282.158.84.527.2386.0315-180.84200.745823.92269.80.127.382297.1818-190.054150.084182.137.84.515.8853.6818-200.79200.75183.92020.20.124.52044.720-210.064150.12312.165.14.532.497.520-220.06150.11282.158.84.527.2386.0320-230.67200.573933.61418.80.117.411432.2123-240.064150.12312.165.14.532.497.523-250.06150.11282.158.84.527.2386.0323-260.54200.482833.61018.80.111.521130.3226-270.06150.11282.158.84.527.2386.0326-280.48150.758843.63182.40.128.133210.5328-290.064150.12312.165.14.532.497.528-300.06150.11282.158.84.527.2386.0328-310.36150.575333.61918.80.116.251935.0531-320.064150.12312.165.14.532.497.531-330.06150.11282.158.84.527.2386.0331-340.23150.382523.6907.200907.234-350.11150.17552.1115.54.565.03180.5334-360.12150.19652.1136.54.581.23217.73表5-2第二层冷冻水循环管路水力计算结果汇总表（第三层与第二层一样，在此不再列出）编号W/DN/mm//L/m///0-11.68250.956531.81175.44.62075.753215.151-20.11150.17552.1115.54.565.03180.531-30.12150.19652.1136.54.581.23217.731-41.45250.825133.61846.80.133.621880.424-50.064150.12312.165.14.532.497.54-60.06150.11282.158.84.527.2386.034-71.33250.754423.61591.20.128.131619.337-80.064150.12312.165.14.532.497.57-90.06150.11282.158.84.527.2386.037-101.21250.683713.61335.60.123.121358.7210-110.06150.11282.158.84.527.2386.0310-121.15250.653553.612780.121.131299.1312-130.064150.12312.165.14.532.497.512-140.06150.11282.158.84.527.2386.0312-151.02250.582813.61011.60.116.821028.4215-160.064150.12312.165.14.532.497.515-170.067150.11282.158.84.527.2386.0315-180.9200.86833.92663.70.1322695.718-190.054150.084182.137.84.515.8853.6818-200.054150.084182.137.84.515.8853.6818-210.79200.75183.92020.20.124.52044.721-220.064150.12312.165.14.532.497.521-230.06150.11282.158.84.527.2386.0321-240.67200.573933.61418.80.117.411432.2124-250.064150.12312.165.14.532.497.524-260.06150.11282.158.84.527.2386.0324-270.54200.482833.61018.80.111.521130.3227-280.06150.11282.158.84.527.2386.0327-290.48150.758843.63182.40.128.133210.5329-300.064150.12312.165.14.532.497.529-310.06150.11282.158.84.527.2386.0329-320.36150.575333.61918.80.116.251935.0532-330.064150.12312.165.14.532.497.532-340.06150.11282.158.84.527.2386.0332-350.23150.382523.6907.200907.235-360.11150.17552.1115.54.565.03180.5335-370.12150.19652.1136.54.581.23217.73表5-3第四层冷冻水循环管路水力计算结果汇总表编号W/DN/mm//L/m///0-14.82500.681921.8345.64.61063.521409.121-20.26150.412882.1604.84.5378.23983.031-30.26150.412882.1604.84.5378.23983.031-44.3400.953943.61418.40.145.131463.534-50.19150.31652.1346.54.5202.55494-60.18150.281532.1321.34.5176.4497.74-73.93400.833233.61162.80.134.451197.257-80.19150.31652.1346.54.5202.55497-90.18150.281532.1321.34.5176.4497.77-103.55400.752733.6982.80.128.131010.9310-110.18150.281532.1321.34.5176.4497.710-123.19400.712243.6806.40.125.21831.6112-130.19150.31652.1346.54.5202.554912-140.18150.281532.1321.34.5176.4497.712-152.81320.975023.61807.20.147.051845.2515-160.19150.31652.1346.54.5202.554915-170.18150.281532.1321.34.5176.4497.715-182.61320.94503.917550.140.51795.518-190.21150.331822.1382.24.5245.03667.2318-200.21150.331822.1382.24.5245.03667.2318-212.19320.763213.91251.90.128.881280.7821-220.19150.31652.1346.54.5202.554921-230.18150.281532.1321.34.5176.4497.721-241.82251.036443.62381.40.153.052434.4524-250.19150.31652.1346.54.5202.554924-260.18150.281532.1321.34.5176.4497.724-271.44250.814923.61771.20.132.811804.0127-280.18150.281532.1321.34.5176.4497.727-291.25250.713983.61432.80.125.211458.0129-300.19150.31652.1346.54.5202.554929-310.18150.281532.1321.34.5176.4497.729-320.87200.776423.62311.20.1229.652340.8532-330.19150.31652.1346.54.5202.554932-340.18150.281532.1321.34.5176.4497.732-350.49150.799413.63387.6003387.635-360.24150.382622.1550.24.5324.9875.135-370.25150.392752.1577.54.5342.23919.73最不利环路应该是供水管供到最远的412之后流过最远的回水距离回到冷冻水机组，其中，四层的最大阻力是：对供水立管一层至四层进行水力计算，计算方法与前面管路水力计算方法相同，此处直接列出最终结果表格表5-4供水立管一层至四层水力计算结果汇总管段W/DN/mm//L/m///一层至二层8.21501.164113.61479.60.167.281546.88二层至三层6.49500.922953.610620.142.321104.32三层至四层4.82500.681923.6691.20.369.36760.56所以，冷冻水系统最不利环路的总阻力为：5.2冷水机组的选型由前面的计算可以知道，本次设计的空调系统中最大冷负荷为57.02kW，新风负荷为9.91kW，总负荷为66.93kW。根据这些数据选择无锡德顺空调设备有限公司的冷水机组，型号为LSB-100，数量需要一台。下表为无锡德顺空调设备有限公司的LSB-100水冷螺杆式冷水机组的基本参数：表5-5LSB-100水冷螺杆式冷水机组参数型号制冷量kW蒸发器水阻力kPa冷凝器水阻力kPa长×宽×高mm重量kgLSB-1009050402400×700×160010005.3冷冻水泵的选型冷冻水系统的最大水量为最大冷负荷的时刻，对应的流量为：考虑10%的富裕量，则冷冻水泵的流量应该至少满足：根据流量查阅资料选择水泵，先选用上海中球泵业有限公司的单吸离心泵，型号为TD50-160，其基本参数如下表：表5-6TD50-160型水泵参数型号流量/扬程/m转速/电机功率/kW效率水泵重量/kgTD50-16012.53229002.166%30对其进行校核计算，计算扬程是否满足设计要求需要的扬程为：其中，50000Pa为冷冻水经过冷水机组的阻力，3.6×4m为楼高，再考虑10%的富裕量，算得水泵需要满足扬程H为：选用水泵扬程为32m，满足要求。5.4冷却水系统设计5.4.1冷却塔选型冷却水塔的选择，要根据冷却水塔的处理水量，进出口水温的温差以及冷幅高进行选取，本设计中，冷却水塔的进水温度为30℃，出水温度为35℃，室外空气湿球温度为25.4℃，通过热平衡方程可得：可以求得：通过公式可知冷幅高：式中—冷幅高；—冷却塔进水温度；—室外空气湿球温度。根据所取得的水量及温差选择冷却塔型号为LFT-15，基本参数如下表所示表5-7LFT-15型冷却塔参数型号工作压力/冷却水量/温差/℃配套管径/mm功率/kW外形尺寸/mm重量/kgLFT-150.2311.7550/40/32