负荷计算及负荷分析

1:建筑概况本工程是济南市一所集商场、住宿、办公为一体的综合性建筑，总建筑面积为4770m²,一层层高为4.5米，二、三、四层层高为4.2米，五、六层层高3.6米。该建筑2:设计依据2.1:当地(济南市)气象参数1夏季冷负荷计算(1)外墙温差传热所形成的冷负荷Q:外墙、屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷，W;K:外墙传热系数，W/(m².℃);Ⅱ型外墙K=1.5W/(m².℃),tn:夏季空调室内计算温度，℃;取tn=26℃,tg):外墙冷负荷计算温度的逐时值，℃;t₄:以北京地区气象参数为依据计算出来的冷负荷计算温度逐时值，由[10]时间KF时间KF录2-4表7查的Kw=6.34W/(m².℃);南外窗温差传热引起冷负荷表2-3时间KF北外窗温差传热引起冷负荷表2-4时间KFCa:外窗有效面积系数，外窗为单层铝合金玻璃窗，由[1]表2-13查得CaC:外窗内遮阳系数，查[1]表2-15挂浅色窗帘C₁=0.65;ENWS水平表2-16查得北区有内遮阳的玻璃窗逐时冷负荷系数，代入上式可得外窗日射的热引起冷负荷的逐时值Q),计算结果如表2-6,2-7所示：南外窗日射得热引起冷负荷表2-6时间F1北外窗日射得热引起冷负荷表2-7时间F1计算公式Q=q,nφCo+q₁nφφ:群集系数；房间类型办公室客房包间百货商场φCto:人体显热散热冷负荷系数，由[10]附录2-4表5查得人体散热冷负荷系数的逐时值。其中，从8:00到22:00工作人员在室内的总小时数荷，计算结果如表2-9所示：人员散热引起的冷负荷时间ni:镇流器消耗功率系数，灯具为暗装荧光灯，取n=1.0;表2-10房间类型办公室会议室客房包间百货商场NCto:照明散热冷负荷系数，由[10]附录2-5表3查得；将各项带入照明散热照明散热引起的冷负荷表2-11时间(6)一层商场冷负荷汇总时间南外窗(温差)南外窗(日射)北外窗(温差)北外窗(日射)照明总冷负荷最大冷负荷消灭在14:00,为133643.3W1.2各房间冷负荷计算其他各房间的冷负荷计算跟一层商场类似，不再重复，计算结(1)一层办公室(102房间)冷负荷汇总表2-13时间北外墙北外窗(温差)北外窗(日射)照明总冷负荷最大冷负荷消灭在13:00,为986.6W(2)一层旅馆门厅(101房间)冷负荷汇总时间南外窗(温差)南外窗(日射)照明总冷负荷最大冷负荷消灭在13:00,为5332W(3)二层商场(201房间)冷负荷汇总时间南外窗(温差)南外窗(日射)北外窗(温差)北外窗(日射)照明最大冷负荷消灭在14:00,为136358W(4)三四层办公[305(405)房间]冷负荷汇总时间南外窗(温差)南外窗(日射)东内墙东外墙照明设备散热总冷负荷最大冷负荷消灭在14:00,为6489.2W308(408)房间冷负荷汇总时间北外窗(温差)北外窗(日射)东内墙照明设备散热总冷负荷最大冷负荷消灭在16:00,为8382.4W表2-18(4)五六层客房各房间冷负荷汇总表2-18509房间各项冷负荷汇总时间南外窗(温差)南外窗(日射)照明总冷负荷表2-19最大冷负荷消灭在13:00,为1180.6W表2-19518房间各项冷负荷汇总时间北外窗(温差)北外窗(日射)照明总冷负荷表2-20最大冷负荷消灭在14:00,为875.2W表2-20609房间各项冷负荷汇总时间509房间总冷负荷屋顶冷负荷总冷负荷最大冷负荷消灭在13:00,为1467W618房间各项冷负荷汇总时间609房间总冷负荷屋顶冷负荷总冷负荷最大冷负荷消灭在18:00,为1382.9W(5)各层冷负荷汇总表2-22时间一层二层五层六层最大冷负荷消灭在14:00,为412056W2:冬季热负荷计算围护结构耗热量计算公式：Q:围护结构基本耗热量修正值，W;屋面为700mm厚混凝土板加12.5mm厚加气混凝土保温层属Ⅱ型K=1.08W/(m².℃);外窗为中空玻璃单层铝合金窗，tn:冬季室内计算温度，℃;办公室、餐厅、大堂tn=20℃,客房tn=22℃;tw:冬季空调室外计算温度，℃;tw=-8℃;a:围护结构温差修正系数；Xch:朝向修正率；北向、东北向、西北向取0,东、西方向取-5%,东南、西南方向取-10%—-15%,南向取-15%—-25%;xr:风力附加耗热量修正率；此综合楼坐落在山坡上，取xr=5%;xg:高度附加率；超过4m每增加1m附加2%;冷风渗透负荷按新风负荷计算；各层房间的围护结构热负荷计算详见附表1到附表4,由附表可知围护结构热负荷总量为188.53kW。3:新风负荷计算一二层新风直接补入空气处理机组，三到六层办公室及客房新风专设新风机组补充室内新风。新风量按卫生标准，办公室25m³/(h·人),客房取50m²╱(h·人),旅馆门厅取20m³/(h·人),商场取12m³/(h·人)3.1:夏季新风冷负荷计算ho:室外空气焓值，kJ/kg;室外空气计算温度为tw=34.8℃室外计算湿球温度为tm=26.7℃查焓湿图知其对应的焓值为ho=83.8kJ/kg;hr:室内空气焓值，kJ/kg;室内空气温度为26℃,相对湿度为55%,查焓湿图知其对应的焓值为hr=57kJ/kg;每人所需的新风冷负荷计算如下：各房间的夏季新风冷负荷统计如下：房间编号单人负荷总负荷房间编号单人负荷总负荷办公2客房26客房2商场客房2商场客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公客房2客房2客房2客房2客房2客房2汇总Qo:新风热负荷，W;每人所需的新风热负荷计算如下：各房间的冬季新风热负荷统计如下表：房间编号单人负荷总负荷房间编号单人负荷总负荷办公2客房26客房2商场客房2商场客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公客房2客房2客房2客房2客房2客房2汇总由以上计算可知，夏季总冷负荷为412.1+182.3=594.4kW;冬季总热负荷为4:散湿量计算计算公式：W=n₁*n₂*Wn₁:空调室内人数-25-25房间编号名称湿量g/s房间编号名称湿量g/s6客房2办公2客房2商场客房2商场客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公8客房2办公客房2客房2客房2客房2客房2客房2三空调系统方案比较、选择表3-1系统分类系统特征系统应用集中系统单风管系统、双风管系统、变风量系统半集中系统除有集中的中心空调器外，在各自空调房间还分别有处理空气的“末端装置”管机组系统、诱导器系统全分散系统别由各自的整体式空调器担当单元式空调器系统、分体式空调器系统b、空调送回风管系统简单，布置困难，支风管和风口较多时不易均衡调整c、可依据室外气象参数的变化和室内负荷的变化实现全年多工况节能运行对于热湿负荷变化不全都或室内参数不同的多个e、各空调房间有风管连通，使各房间空气交叉污染；当发生火灾时会通过1.2风机盘管机组加新风系统(半集中式系统)优缺点a、只需新风空调机房(利用门窗渗透供应新风时，不需新风空调机房),机b、不需送、回风管，只需较小的新风管(利用门窗渗透供应新风时，亦不c、机敏性大，节能效果好，可依据各房间负荷状况自行调整；无法实现全1.3:单元式空调器(全分散系统)优缺点b、系统小，风管短，各风口风量调整易达到均匀；小型机组余压小，有时c、不能依据室外气象参数的变化和室内负荷的变化实现全年多工况节能运行调整，过渡季不能用全新风；大多用电加热，耗能大；机敏性大，各本方案夏季接受压缩式或螺杆式制冷机供冷，冬季接受城市热网供热。系统流水处理器水处理器软化水箱冷水机组冷却水循环泵冷冻水循环泵换热器接热网冷却塔图3-1<2>:直燃型溴化锂吸取式制冷机：直燃机既可供冷又可供热，一机两用，可满足冬、夏两季的要求；机房布置较简洁，只需设置直燃机及冷却塔、循环泵等帮助设备；燃烧器效率较高，对大气污染较小；操作便利，制冷量调整范围大，可实现无级调节，且在部分负荷条件下效率不会降低；运动部件少，噪声低，震惊小，溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用。系统流程图如下：直F燃机图<3>:电制冷加锅炉供热：本方案夏季接受压缩式制冷机供冷，冬季接受燃气锅炉供热。系统流锅锅炉图3-31>螺杆式冷水机组是由螺杆制冷压缩机组，冷凝器，蒸仪表组成的一个完整的制冷系统。它具有结构紧凑3>溴冷机调整范围宽，随外界变化可在10%~-100%的范围内进行冷量无级直燃型冷温水机组，即可夏季供冷又可冬季供热，可省去采暖锅炉房设备一，二层接受全空气系统(一次回风)每层设一个空调机三到六层接受空气—水系统(新风加风机盘管),每层设一个独立的新风冷源：螺杆式冷水机组热源：换热站(城市热网0.4Mp饱和蒸汽)1:空气处理机组选择已知各参数如下：夏季室内相对湿度：60%[1]一层商场(103室)送风量与送风状态点计算t=26℃φ,=60%i,=587夏季空调室外计算参数t=34.8℃空调室外计算湿球温度t,=26.7℃依据焓湿图查得N点热湿比e=Q/W=133670/31.8=4203kJ/kg(2)确定风状态点0查[10]表2-23室内允许波动范围为±1.0℃时送风温差为换气次数≥5次/h取送风温差10℃。(3)计算送风量：P=1.217kg/m³L=G/p=16查[10]表4-3,商场满足卫生需求新风量为12m³/人.h(4)空调系统需冷量：Q₀=G*(i-i₀)=5.34*(70.94-32)同理，可计算101、102、201的空调系统需冷量[2]:空气处理机组的选择冷量热量水量水阻力冷量热量水量水阻力夏季室内相对湿度：55±5%盘管夏季进水温度为7℃,出水温度为12℃;冬季进水温度为65℃,考虑风机盘管机组使用后的积垢、积尘对传热的热量应乘以修正系数a,对于加热、冷却两用的机组a=1.2。正FP6.3(2台)FP6.3(2台)FP6.3(2台)FP6.3(2台)FP6.3(2台)FP6.3(2台)FP6.3(2台)FP10(2台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP3.5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)FP5(1台)依据第4部分，本设计选用电制冷加城市热网供热。该系统的总冷负荷为594.4kW(见第3部分),考虑管路的冷量损失及机组的冷量衰减，附加10%的裕量型式：5-6非对称齿型半封闭螺杆式压缩机能量调整：25%-100%有级把握或无级把握额定电流：105A冷凝器：壳管式水量62CMH配管管径：DN100冷冻水泵流量：50m³/h冷却水泵流量：65m³/h外形尺寸：2982*850*1837机组重量：1600Kg运行重量：1800Kg4:换热器选择该系统的总热负荷为413.3kW(见第3部分)。选用STQH-2.1-K换热器进出水温：50/60℃出水量：180T/h蒸汽管径：100mm蒸汽压力：0.4(0.8)MPa分散水管径：50mm5:新风机组的选择三到六层选用风机盘管加新风系统，新风经新风机组处理后直接送入空调房间。三四层需要的新风量相同，每层新风量为1700m³/h,五层新风量为1700m³/h,六层为3201m³/h,故选用以下型号的新风机组：三四层用KFR-75T,W/XFSY新风机组，技术参数入下：外形尺寸：850*660*380排水管：φ32五六层用KFR-120T,W/XFSY新风机组，技术参数入下：外形尺寸：1200*660*380排水管：φ326:冷却塔选择逆流式玻璃钢冷却塔是一种高效能冷却水装置，电机、风机容量较低，低噪声型及超低噪声型冷却塔水温降一般为3-8摄氏度。适应于空调制冷，冷库等的冷却。塔体用聚脂玻璃钢制造，表面用胶衣树脂，光亮美观，耐腐蚀，使用寿命长，使用水温不宜超过65度，如水温超过65度，可接受耐高温树脂制造。一般为一般材质玻璃钢，必要时可用阻燃玻璃钢材质制造。按工艺流程选择塔型，选用高塔流程布置，一般塔安装在屋顶。由水冷螺杆式冷水机组型号参数知：冷却水供回水温度为37℃/32℃,流量为65m/h,设计湿球温度28℃,干球温度31.5℃。由《制冷与空调设备手册》,选用NBL—75低温差逆流式冷却塔，标准工况为湿球温度t=28℃,进水温度t₁=37℃,出水温度t₂=32℃,4.OKw7:定压罐选择计算空调容水的最大膨胀量Vmux=β·V,β:水箱系数冷热两用系统β=0.017Vs:系统容水量单位冷量的系统容水量为：室内冷热两用管道3.2L/kW壳管式蒸发器0.5L/kW风机盘管机组0.2L/kWV=EV;=3.2×412+0.5×594+0.2×137.33=1Vmax=β·V,=0.017×1642本系统选用昌宁集团生产的IQD-I系列自动气体定压设备，其罐体总容积为0.9m²,定压水容积为0.2m³,完全能满足要求。罐体直径为800mm,占地1.4×1.3m,地基荷载1.1t,补水泵为32LG6.5-15型。Pb:供水温度下的饱和压力(kPa)△P:平安裕度(2-5m水柱)Hc:系统最高点至罐体下限水位高差(m水柱)8:软化水系统选择计算8.1:水处理器的选择水处理系统的设计出力应能满足该机房正常水损失和机组启动和事故而需要增加的水损失量之和，由(5.6)知系统容水量为Vs=1.65m³,选用全自动软水器，型号WS——R01,上海万森水处理厂，处理水量1t/h,完全能满足要求。外型尺寸800×500×1000,接口管径为DN20,盐桶容量80L,树脂装载量40L。水处理流程图如下：1:水处理罐4:过滤器8.2:软化水箱的选择2:盐箱3:压力表5:活性炭过滤器系统总容水量为Vs=1.65m³,选用1m×1m×1m的软化水箱，容水1m³,能满足平常补水需要，初次加水时可分两次加满，水箱用不锈钢板制作。9:除污器的选择除污器安装在空调水系统的供水或回水管道上，是用来排解安装和运行时掉进管道内的污物以爱护设备和防止管道堵塞。本设计选用KC型快速除污器，此型号除污器由天津市换热设备厂生产，排污快速，阻力小，安装便利，在管网系统连续运行不停机的状况下可进行反设计压力：具体尺寸依据管径选择10:风口、风道选择计算10.1:风道计算[1]二层风道断面尺寸计算：1:首先对各管段进行编号，并确定最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9。2:依据各管段的风量和选定的流速，确定管段的断面尺寸。管段1-2:风量L₁=910m³/h,初选风速v,=4m/s,则风管断面积为：取断面尺寸250mm*250mm(F₁=0.0625m²),则实际流速v=4.04m/s对其他管段接受同样方法得到各管段断面尺寸如下：管段2-3:风量L₂=1820m³/h,断面尺寸为320mm*320mm,实际流管段3-4:风量L₃=6370m³/h,断面尺寸为500mm*520.mm.流速为v管段4-5:风量L₄=10920m³/h,断面尺寸为630mm*630mm.流速为v管段1-2:风量L,=2286m³/h,断面尺寸为320mm*320m管段3-4:风量L₃=5786m³/h,断面尺寸为500mm*520mm.流速为v=6.18m/s45671管段1-2:风量L₁=105m³/h,断面尺寸为120mm*120mm,流速为v=2.03m/s管段2-3:风量L₂=210m³/h,断面尺寸为120mm*160mm,流速管段6-7:风量L。=1050m³/h,断面尺223456789管段1-2:风量L₁=159m³/h,断面尺寸为120mm*120mm,流速管段2-3:风量L₂=259m³/h,断面尺寸为120mm*160mm,流速为v=3.75m/s管段3-4:风量L₃=518m³/h,断面尺寸为160mm*160mm.流速为v=5.62m/s口；回风口接受FDB单层百叶风口。型号型号型号型号(1)FP-3.5型机组：风口面积(2)FP-5型机组：风口面积选用100×500mmFSB双层百叶送风口(3)FP-6.3型机组：风口面积选用100×600mmFSB双层百叶送风口(4)FP-8型机组：风口面积(5)FP-10型机组：风口面积选用200×500mmFFS方形散流器[6]一、二层商场送风口选择：(1)一层共设18个送风口，每个风口的送风量为1608m³/h,假定风速4m/s选用300mm×300mmFFS方形散流器(2)二层共设32个送风口，每个风口的送风量为910m²/h,假定风速4m/s选用250mm×250mmFFS方形散流器[2]:回风口选择：风速取3m/s,FP-3.5、FP-5、FP-6.3型风机盘管均选用300×300mmFDB单层百叶风口；FP-8、FP-10型风机盘管均选用300×550mmFDB单层百叶风口。一二层全空气系统选用300×300mmFDB单层百叶风口。11:集分水器的选择计算当需从总出入口分接出3个及3个以上分支环路或虽是两个环路，但阻力平衡有困难时，在出入口处应设分水器，集水器，分水器用于供水管路上，集水器用于回水管路上。筒体直径比汽水连接总直径大2号以上，一般可按筒体内流体流速确定，热水流速按0.1m/s计算，筒体长度L依据筒体接管数确定，但不得大于3米。L=120+(d1+120)+(d1+d2+120)+(d2+d3+120)+(d3=120+100+120+100+80+120+80+80+120+80+五水系统设计1-30回路最不利环路供水管部分水力计算：表5-1管段管长管径m00000000000000000000000000060供水管与回水管相同，风机盘管阻力为32kPa,所以此环路的压力损失为：三层环路的水力计算：图5-2管段管长管径m00000000000000000供水管与回水管相同，风机盘管阻力为13kPa,所以此环路的压力损失为：回水管路同供水管四层环路同三层各管段局部阻力统计：管段号局部阻力构件管段号局部阻力构件90°弯头11截止阀1190°弯头1111111111190°弯头1111111111111111190°弯头190°弯头21111依据风机盘管机组的冷负荷Q(kW)确定：Q≤7kW时，取DN20;Q=7.1-17.6kW时，取DN25;Q=17.7-100kW时，取DN32;Q=101-176kW时，取DN40;风机盘管分散水管选取DN20,新风机组分散水管选用DN25,分散水立管3:管道保温计算与防腐为保证管道传热(冷)量的效率，削减其热(冷)损失，通常要对风(水)管进行保温；本设计保温材料选用离心玻璃棉管壳。由[2]《有用供热空调设计手册》查得R₁=0.07m².k/wq=104w/m时时t:热介质温度，℃t₃:管道外壁温度，℃δ:保温层厚度，mλ:保温材料导热系数，W/(m·K)dr:热管道外径，mt₂:保温层的外表面温度，℃tp:保温层平均温度，℃济南市夏季最热月平均温度tt=27.4℃相对湿度φ=73%查焓湿图得查[3]《有用制冷工程设计手册》图9-1得λ:保温材料导热系数，W/(m·K)t:管道内水的温度，℃DN20的管道tu:四周空气的露点温度，℃δ:保温层厚度，m查[3]《有用制冷工程设计手册》图9-1得DN40的管道查[3]《有用制冷工程设计手册》图9-1得考虑肯定的平安裕量，对于DN40及其以下的管道接受30mm厚保温层，DN50以上管道接受40mm厚保温层。全部空调风管用300mm厚的离心玻璃棉保温，外缠玻璃丝布两道。管道与设备的防腐：保温管道与设备，在保温层施工前，须进行除锈，除锈后涂刷防锈底漆两非保温管道与设备，应涂刷防锈底漆和色漆各两遍。4:减振设计为避开风机盘管运行时的震惊传递给管道，盘管的进出水管上均应接橡胶柔性减震接头，选用KXFT₁型DN20扣压式风机盘管橡胶柔性减震接头，长度L=200mm,轴向位移：伸长5mm、压缩15mm,横向位移：30mm,偏转角度60°水泵、制冷机的进出水口，也应设置柔性减震接头，本工程选用GXT₁型，具公称直径Dn48888[1]水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。因此在选用水泵是应留意：1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台[2]一般，冷冻水泵和冷却水水泵的台数应和制冷主机一一对应，并考虑一台备用。补水泵一般依据一用一备的原则选取查设计选型手册冷却水循环水泵选用IS150—125—250型号的水泵该型号水泵的主要额定参数：N=1450r/min该水泵的进出口管径均为DN150,生产厂家：威海水泵厂冷冻水循环泵选用IS125—100—200水泵该型号水泵的主要参数：该水泵的进出口管径均为DN125,七设计施工说明及设备材料表1:设计施工说明(1)管材及连接方式：空调供回水