南京市某辦公樓中央空調系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設計為南京市XX公司辦公樓中央空調系統(tǒng),擬為之設計合理的中央空調系統(tǒng),為室內工作人員提供舒適的工作環(huán)境。</p><p>　　設計內容包括: 空調冷負荷的計算；空調系統(tǒng)的劃分與系統(tǒng)方案的確定；冷源的選擇;空調末端處理設備的選型；風系統(tǒng)的設計與計算；室內送風方式與氣流組織形式的選定；水系統(tǒng)的設計、布置與水

2、力計算； 風管系統(tǒng)與水管系統(tǒng)保溫層的設計；消聲防振設計；等內容。</p><p>　　本設計依據(jù)有關規(guī)范考慮節(jié)能和舒適性要求，設計的空調系統(tǒng)采用風機盤管—新風系統(tǒng)。</p><p>　　關鍵字：辦公樓；中央空調；風機盤管—新風系統(tǒng)；性能比較。</p><p><b>　　工程概況</b></p><p>　　本建筑是一幢

3、五層高的辦公樓，地處江蘇省南京市。南京地處我國長江下游地區(qū)，屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明，夏熱冬冷，春秋短暫，雨量集中，歷年平均氣溫16℃，主導風向夏季為西南風，冬季為東北風。 </p><p>　　本辦公樓第一層為中央空調機房及停車場,二～五層為辦公室, 采用風機盤管加新風系統(tǒng)，這四層的布局基本相同。每層有24間辦公室，大部分辦公室都配有衛(wèi)生間。</p><p>　　第一層高4.5m,

4、 二～五層層高均為3.8m，建筑物總高度約為21.2m?？偨ㄖ娣e約為6690m²。</p><p>　　本系統(tǒng)管線不復雜，施工方便，夏季空調和冬季供暖同用一套系統(tǒng)，無論從經(jīng)濟、使用壽命，還是從美觀、清潔的角度講，該系統(tǒng)都很符合建筑用途的要求。二～五層辦公室風機盤管加新風系統(tǒng)；廁所設置排風扇，保持廁所的相對負壓，通過其他房間滲透補充廁所風量，再通過廁所風機排出，使廁所異味不能擴散至其他房間。正壓控制的問

5、題，為防止外部空氣流入空調房間，設定保持室內5～10Pa正壓，送風量大于排風量時，室內將保持正壓。</p><p>　　該設計中采用的計算方法和數(shù)據(jù)依據(jù)主要來源于張萍主編的《中央空調設計實訓教程》[1],還有其他的一些相關資料。</p><p><b>　　相關建筑圖見附錄。</b></p><p>　　該建筑物相關資料如下：</p>

6、;<p><b>　　1）屋面</b></p><p>　　保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，厚度為70mm。</p><p><b>　　2）外墻</b></p><p>　　外墻為厚度為240mm的紅磚墻，墻外表面為水泥砂漿抹灰加淺色噴漿，墻為厚為70mm的加氣混凝土保溫層，內粉刷加油漆。</p>

7、<p><b>　　3）外窗</b></p><p>　　單層鋼窗，玻璃為6mm厚的吸熱玻璃，內有活動百葉簾作為內遮陽。</p><p><b>　　4）人數(shù)</b></p><p>　　人員數(shù)的確定是根據(jù)各房間的使用功能及使用單位提出的要求確定的，本辦公樓人員密度按每平方米0.15人估算。</p>

8、<p><b>　　5）照明、設備</b></p><p>　　由建筑電氣專業(yè)提供，照明設備為暗裝熒光燈，鎮(zhèn)流器設置在頂棚內，熒光燈罩無通風孔，功率為30w/m²。設備負荷為40 w/m²。</p><p><b>　　6）空調使用時間</b></p><p>　　辦公樓空調每天使用10小時

9、，即8：00～18：00。</p><p><b>　　7）動力與能源資料</b></p><p>　　a. 動力：工業(yè)動力電 380V－50Hz;</p><p>　　b. 能源：由自備空調機房供給。</p><p><b>　　8）氣象資料</b></p><p>　　a

10、.表2.1 室外氣象參數(shù)表 </p><p>　　b.表2.2 室外計算（干球溫度℃）表 </p><p>　　c.表2.3 室內計算參數(shù)表

11、 </p><p><b>　　9)其他</b></p><p>　　新風量取30 m³/h.p;</p><p>　　噪聲聲級不高于40 dB;</p><p>　　空氣中含塵量不大于0.30 mg/m³;</p><p>　　室內空氣壓力稍高于室

12、外大氣壓。</p><p><b>　　設計方案的論證</b></p><p>　　辦公樓（寫字樓）空調特點</p><p><b>　　1）建筑特點</b></p><p>　　辦公樓的外圍護結構多為鋼筋混凝土的框架結構,采用自重的輕型墻體材料作為外圍護結構。大量采用玻璃幕墻,采用大面積單層玻璃幕

13、墻加鋁合金飾板作為高層寫字樓外圍護結構的主流,其玻璃幕墻主要為6mm或8mm厚度的熱反射鍍膜玻璃。辦公樓由吊頂或架空地板形成辦公自動化機器和通訊設備的線性空間，辦公樓的凈高為2.6m左右。</p><p><b>　　2）使用特點</b></p><p>　　辦公樓的使用性質與時間全樓大體一致,所以整幢樓可選擇用同樣的空調系統(tǒng)和設備,管理比較方便。辦公樓一般采用集中或

14、半集中空調系統(tǒng)。</p><p>　　3)辦公樓空調系統(tǒng)注意事項</p><p>　　a.分區(qū)問題：按建筑物分為內區(qū)和外區(qū),也可以按朝向分或根據(jù)房間用途、標準高低、負荷變化以及使用時間等特點劃分系統(tǒng)。</p><p>　　b.過度季節(jié)問題：過度季節(jié)外區(qū)可不用冷熱源,但內區(qū)仍需要降溫,這時應用室外空氣直接進入內區(qū)降溫,即節(jié)能又簡單;或考慮采用一臺小容量的制冷機。<

15、;/p><p>　　c.加班問題：個別辦公樓或某層需要節(jié)假日加班,為此最好不要設太大的集中空調系統(tǒng)。</p><p>　　d.特殊房間的個別控制問題：用風機盤管系統(tǒng)以便控制。</p><p><b>　　方案比較</b></p><p>　　表3.1 全空氣系統(tǒng)與空氣－水系統(tǒng)方案比較表 [2] </p>

16、<p>　　表3.2 風機盤管+新風系統(tǒng)的特點表[2] </p><p>　　表3.3 風機盤管的新風供給方式表[1] </p><p>　　本設計為辦公樓的空調系統(tǒng)設計，系統(tǒng)的選定應注意檔次和安全的要求，按負擔

17、室內空調負荷所用的介質來分類可選擇四種系統(tǒng)——全空氣系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)分一次回風式系統(tǒng)和二次回風式系統(tǒng)，該系統(tǒng)是全部由處理過的空氣負擔室內空調冷負荷和濕負荷；空氣—水系統(tǒng)分為再熱系統(tǒng)和誘導器系統(tǒng)并用、全新風系統(tǒng)和風機盤管機組系統(tǒng)并用；全水系統(tǒng)即為風機盤管機組系統(tǒng)，全部由水負擔室內空調負荷，在注重室內空氣品質的現(xiàn)代化建筑內一般不單獨采用，而是與新風系統(tǒng)聯(lián)合運用；冷劑系統(tǒng)分單元式空調器系統(tǒng)、窗式空調器系統(tǒng)、分

18、體式空調器系統(tǒng)，它是由制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器直接放于室內消除室內的余熱和余濕。對于較大型公共建筑，建筑內部的空氣品質級別要求較高，全水系統(tǒng)和冷劑系統(tǒng)只能消除室內的余熱和余濕，不能起到改善室內空氣品質的作用，所以全水系統(tǒng)和冷劑系統(tǒng)在本次的建筑空調設計時不宜采用。</p><p>　　終上所述，擬采用風機盤管加新風系統(tǒng)，風機盤管的新風供給方式用單設新風系統(tǒng)，獨立供給室內。</p><p><b&

19、gt;　　方案的確定</b></p><p>　　本辦公樓采用風機盤管加新風系統(tǒng)，分成兩個區(qū)（東區(qū)和西區(qū)）。因為辦公室是間歇性使用，白天使用，晚上關閉，人員分布較平均，同時各房間冷熱負荷并不相同需要進行個別的調節(jié)，導致熱濕比不同，所以全空氣系統(tǒng)并不適合。每層設有新風機組，可以由同層的新風機組送入室內，和風機盤管一起滿足室內的冷熱負荷。　 </p><p>　　風機盤

20、管空調方式，這種方式風管小，可以降低房間層高，但維修工作量大，如果水管漏水或冷水管保溫不好而產(chǎn)生凝結水，對線槽內的電線或其它接近樓地面的電器設備是一個威脅，因此要求確保管道安裝質量。風機盤管加新風系統(tǒng)占空間少，使用也較靈活，但空調設備產(chǎn)生的振動和噪音問題需要采取切實措施予以解決。對于該系統(tǒng)所存在的缺點，可在設計當中根據(jù)具體的問題予以解決和彌補。</p><p>　　風機盤管機組的結構和工作原理</p>

21、<p>　　風機盤管機組是空調機組的末端機組之一,就是將通風機、換熱器及過濾器等組成一體的空氣調節(jié)設備。機組一般分為立式和臥式兩種,可以按室內安裝位置選定,同時根據(jù)室內裝修要求可做成明裝或暗裝。風機盤管通常與冷水機組(夏)或熱水機組(冬)組成一個供冷或供熱系統(tǒng)。風機盤管是分散安裝在每一個需要空調的房間內(如賓館的客房、醫(yī)院的病房、寫字樓的各寫字間等)。</p><p>　　風機盤管機組中風機不斷循環(huán)

22、所在房間內的空氣和新風，使空氣通過供冷水或供熱水的換熱器被冷卻或加熱，以保持房間內溫度。在風機吸風口外設有空氣過濾器，用以過濾被吸入空氣中的塵埃，一方面改善房間的衛(wèi)生條件，另一方面也保護了換熱器不被塵埃所堵塞。換熱器在夏季可以除去房間的濕氣，維持房間的一定相對濕度。換熱器表面的凝結水滴入接水盤內，然后不斷地被排入下水道中。</p><p>　　由于本系統(tǒng)采用風機盤管+新風系統(tǒng)，有獨立的新風系統(tǒng)供給室內新風，即把新

23、風處理到室內參數(shù)，不承擔房間負荷。這種方案既提高了該系統(tǒng)的調節(jié)和運轉的靈活性，且進入風機盤管的供水溫度可適當提高，水管結露現(xiàn)象可以得到改善。</p><p>　　機組由風機、電動機、盤管、空氣過濾器、室溫調節(jié)裝置及箱體等組成(見圖3.1) 。</p><p>　　圖3.1 風機盤管機組構造圖</p><p><b>　　空調冷負荷計算</b>

24、</p><p>　　冷負荷構成及計算原理</p><p>　　圍護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法</p><p><b>　　具體計算見附錄1</b></p><p>　　1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷</p><p>　　在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按

25、下式計算：</p><p>　　LQ1=F·K·(tl n - tn) W （4.1）</p><p>　　式中：LQ1——外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷,W；</p><p>　　F——外墻和屋面的面積，㎡；</p><p>　　K——外墻和屋

26、面的傳熱系數(shù)，W/(㎡·℃),可根據(jù)外墻和屋面的不同構造，表1－6（a）或表1－6（b）[1]中查??；</p><p>　　tn——室內計算溫度，℃；</p><p>　　tl n——外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值，℃，根據(jù)外墻和屋面的不同類型分別在表1－7（a）～表1－7（g）[1]中查取</p><p>　　必須指出：(4.1)式中的各圍護結構的冷負

27、荷溫度值都是以北京地區(qū)氣象參數(shù)為依據(jù)計算出來的，因此對不同地區(qū)和不同情況應按下式進行修正：</p><p>　　t'l n =( tl n + td) ·ka· kp ℃ （4.2）式中: td——地區(qū)修正系數(shù)，℃，見表1－8（a）及表1－8（b）[1]；</p><p>　　ka——不同外表面換熱

28、系數(shù)修正系數(shù)，見表1-9[1]；</p><p>　　kp——不同外表面的顏色系數(shù)修正系數(shù)，見表1-10[1]；</p><p>　　2） 內墻,樓板等室內傳熱維護結構形成的瞬時冷負荷</p><p>　　當空調房間的溫度與相鄰非空調房間的溫度大于3℃時,要考慮由內維護結構的溫差傳熱對空調房間形成的瞬時冷負荷,可按如下傳熱公式計算：</p><p

29、>　　LQ2=F·K·(tl s - tn) W （4.3）</p><p>　　式中： F——內維護結構的傳熱面積，m²；</p><p>　　K——內維護結構的傳熱系數(shù)，W /( m²·k) ；</p><p>　　tn ——夏季空調

30、房間室內設計溫度，℃；</p><p>　　tl s ——相鄰非空調房間的平均計算溫度，℃ 。 </p><p>　　t'l s按下式計算 t'l s = t + tl s ℃ （4.4）</p><p>　　式中：t ——夏季空調房間室外計算日平均溫度，℃；</p&g

31、t;<p>　　tl s ——相鄰非空調房間的平均計算溫度與夏季空調房間室外計算日平均溫度的差值,當相鄰散熱量很少(如走廊)時, tl s 取3 ℃,；當相鄰散熱量在23～116 W /m2時, tl s取5 ℃。</p><p>　　3）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷</p><p>　　在室內外溫差的作用下, 玻璃窗瞬變熱形成的冷負荷可按下式計算：</p>&

32、lt;p>　　LQ3=F·K·(tl – tn) W （4.5）</p><p>　　式中：F——外玻璃窗面積，m²；</p><p>　　K——玻璃的傳熱系數(shù)，W /( m²·k) ； </p><p>　　本設計單層玻璃K=6.26 W

33、 /( m²·k) ； </p><p>　　tl——玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，℃，見表1-13[1]；</p><p>　　tn——室內設計溫度，℃ 。</p><p>　　不同地點對t l按下式修正：t l’=t l+ t d （4.6

34、）</p><p>　　式中：t d——地區(qū)修正系數(shù)，℃ ，見表1-14[1]。</p><p>　　透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷</p><p>　　透過玻璃窗進入室內的日射得熱形成的逐時冷負荷按下式計算：</p><p>　　LQ4=F·C Z·D j.max· CLQ W

35、 （4.7）</p><p>　　式中：F——玻璃窗的凈面積,是窗口面積乘以有效面積系數(shù)Ca， </p><p>　　本設計單層鋼窗Ca=0.85； </p><p>　　C Z——玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)C Z=Cs·Cn ；</p><p>　　其中，Cs—— 玻璃窗的遮擋系數(shù)，由表1-16[1]

36、查得，6mm厚吸熱玻璃Cs =0.89；</p><p>　　Cn—— 窗內遮陽設施的遮陽系數(shù)，由表1-17[1]查得，中間色活動百葉簾Cn =0.6；</p><p>　　D j.max——日射得熱因數(shù)的最大值，W/m²，由表1-18[1]查得；</p><p>　　CLQ ——冷負荷系數(shù)，由表1-19（a）～表1-19（b）[1]查得。</p&g

37、t;<p>　　設備散熱形成的冷負荷</p><p>　　設備和用具顯熱形成的冷負荷按下式計算：</p><p>　　Q7=Qq+Q·CLQ W (4.8)</p><p>　　式中：Q7——設備和用具實際的顯熱形成的冷負荷，W；</p>

38、;<p>　　Qq——設備和用具的實際顯熱散熱量，W；</p><p>　　CLQ——設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)；</p><p>　　如果空調系統(tǒng)不連續(xù)運行，則CLQ＝1.0。</p><p>　　設備和用具的實際顯熱散熱量按下式計算</p><p><b>　　1）電動設備</b></p>

39、<p>　　當工藝設備及其電動機都放在室內時：</p><p>　　Q＝1000·n1·n2·n3·N/η (4.9)</p><p>　　當只有工藝設備在室內，而電動機不在室內時：</p><p>　　Q＝1000·n1·n2·

40、;n3·N (4.10)</p><p>　　當工藝設備不在室內，而只有電動機放在室內時：</p><p>　　Q＝1000·n1·n2·n3· N (4.11)</p><p>　　式中：N——電動設備

41、的安裝功率，kW；</p><p>　　η——電動機效率，可由產(chǎn)品樣本查得；</p><p>　　n1——利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，一般可取0.7～0.9可用以反映安裝功率的利用程度；</p><p>　　n2——電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均實耗功率與機器設計時最大實耗功率之比；</p><p>　　n3——同時

42、使用系數(shù)，定義為室內電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.5～0.8。</p><p><b>　　2）電熱設備散熱量</b></p><p>　　對于無保溫密閉罩的電熱設備，按下式計算：</p><p>　　Q＝1000· n1·n2·n3·n4·N

43、 (4.12)</p><p>　　式中：n4——考慮排風帶走熱量的系數(shù)，一般取0.5；</p><p>　　其中其他符號意義同前。</p><p><b>　　3）電子設備散熱量</b></p><p>　　計算公式同(4.10)，其中系數(shù)n2的值根據(jù)使用情況而定，本設計對計算機n2取1.

44、0。</p><p>　　照明散熱形成的冷負荷</p><p>　　根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負荷計算式分別為：</p><p>　　白熾燈：LQ5 =1000·N·CLQ W (4.13)</p><p>　　熒光燈：LQ5 =1000

45、·n1·n2 ·N·CLQ W (4.14)</p><p>　　式中：LQ5——燈具散熱形成的冷負荷，W；</p><p>　　N——照明燈具所需功率，KW；</p><p>　　n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調房間內時，取n1＝1.2；當暗裝熒

46、光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內時，可取n1＝1.0；本設計取n1＝1.0；</p><p>　　n2——燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱與頂棚內時，取n2＝0.5～0.8；而熒光燈罩無通風孔時,取n2＝0.6～0.8；本設計取n2＝0.6；</p><p>　　CLQ——照明散熱冷負荷系數(shù)。</p><p>　　本設計照明設備為暗裝熒光

47、燈，鎮(zhèn)流器設置在頂棚內，熒光燈罩無通風孔，功率為30w/m²。設備負荷為40 w/m²。</p><p>　　人體散熱形成的冷負荷</p><p>　　人體散熱引起的冷負荷計算式為：</p><p>　　LQ6＝qs·n·n’·CLQ +ql·n·n’ W

48、 (4.15)</p><p>　　式中：LQ6——人體散熱形成的冷負荷，W；</p><p>　　qs——不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量，W(見表1-20[1])；</p><p>　　n——室內全部人數(shù)；</p><p>　　n’——群集系數(shù)，辦公樓群集系數(shù)為0.93；</p><p>　　

49、CLQ——人體顯然散熱冷負荷系數(shù)，人體顯然散熱冷負荷系數(shù)(見表1-21[1])。</p><p><b>　　新風冷負荷</b></p><p>　　目前，我國空調設計中對新風量的確定原則，仍采用現(xiàn)行規(guī)范、設計手冊中規(guī)定或推薦的原則, 辦公樓的新風量取30 m³/h.p。</p><p>　　夏季，空調新風冷負荷按下式計算：</

50、p><p>　　CLW＝1.2·LW·(hW-hN) W (4.16)</p><p>　　式中: CLW——夏季新風冷負荷，KW；</p><p>　　LW——新風量，kg/s；</p><p>　　hW——室外空氣的焓值，kj/kg；</p>

51、<p>　　hN——室內空氣的焓值，kj/kg。</p><p>　　濕負荷 人體散濕量</p><p>　　人體散濕量可按下式計算：</p><p>　　D=n·n’·w·10-3 kg/h (4.17)</p><p>　　

52、式中：D——人體散濕量，kg/h；</p><p>　　n’——群集系數(shù)，辦公樓群集系數(shù)為0.93；</p><p>　　w——成年男子的小時散熱量，kg/(h·p)；26℃時，極輕勞動成年男子的小時散熱量為0.109 kg/(h·p)。 </p><p><b>　　各層房間冷負荷計算</b></p><

53、;p>　　表4.1 辦公室冷負荷匯總表 </p><p>　　各房間送風狀態(tài)的確定</p><p><b>　　方案</b></p><p>　　終上所述，采用風機盤管加新風系統(tǒng)，風機盤管的新風供給方式用單設新風系統(tǒng)，獨立供給室內。</p><p>

54、;　　風機盤管加新風系統(tǒng)的空氣處理方式有:</p><p>　　1）新風處理到室內狀態(tài)的等焓線，不承擔室內冷負荷；</p><p>　　2）新風處理到室內狀態(tài)的等含濕量線，新風機組承擔部分室內冷負荷；</p><p>　　3）新風處理到焓值小于室內狀態(tài)點焓值,新風機組不僅承擔新風冷負荷，還承擔部分室內顯熱冷負荷和全部潛熱冷負荷，風機盤管僅承擔一部分室內顯熱冷負荷，可

55、實現(xiàn)等濕冷卻，可改善室內衛(wèi)生和防止水患；</p><p>　　4）新風處理到室內狀態(tài)的等溫線風機盤管承擔的負荷很大，特別是濕負荷很大，造成衛(wèi)生問題和水患； </p><p>　　5）新風處理到室內狀態(tài)的等焓線，并與室內狀態(tài)點直接混合進入風機盤管處理。風機盤管處理的風量比其它方式大，不易選型。</p><p>　　所以本設計選擇新風處理到室內狀態(tài)的等焓線，不承擔室內冷

56、負荷方案。</p><p>　　辦公室的新風量及新風負荷的確定</p><p>　　按辦公室的新風量指標30 m³/h.p；本辦公樓人員密度按0.15 m2/p估算；</p><p><b>　　則新風量：</b></p><p>　　Gw 1=30×1=30 m³/h</p>

57、<p>　　Gw 4=30×4=120 m³/h</p><p>　　Gw 5=30×5=150 m³/h</p><p>　　新風負荷計算: 　</p><p>　　在濕空氣的h-d圖上，根據(jù)設計地的室外空氣的夏季空調計算干球溫度tw和濕球溫度tws確定新風狀態(tài)點W，得出新風的焓hW；根據(jù)室內空

58、氣的設計溫度tN和相對濕度Φ，確定回風狀態(tài)點N（也就是室內空氣設計狀態(tài)點），得出回風的焓hN。則夏季空調的新風負荷按CLW＝1.2 LW ·(hW-hN) W 計算。 (4.18)</p><p>　　根據(jù)室內外參數(shù)（tN=26℃, Φ =50%;tw=35℃,tws=28.3℃）查h-d圖（見圖4.1）得hW=91.2，hN=52.4 ；Δ

59、h=hW-hN=91.2-52.4=38.8 KJ/Kg。</p><p>　　則 CLW 1=Gw·Δh</p><p>　　=30×1.2×38.8×1000÷3600</p><p>　　=388（W） </p><p>

60、　　CLW 4= Gw·Δh</p><p>　　=120×1.2×38.8×1000÷3600</p><p><b>　　=1552（W）</b></p><p>　　CLW 5= Gw·Δh</p><p>　　=150×1.2×38.

61、8×1000÷3600</p><p><b>　　=1940（W）</b></p><p>　　圖4.1濕空氣的h-d圖</p><p><b>　　制冷系統(tǒng)負荷的確定</b></p><p>　　制冷系統(tǒng)負荷Q0可按下式確定：</p><p>　　Q0

62、=Q·Kr·K·Kη·Kb KW (4.19)</p><p>　　式中：Q——空調系統(tǒng)冷負荷，KW ； </p><p>　　Kr——房間同期使用系數(shù)，0.6～1.0 ，本設計Kr=0.8；</p><p>　　Kf ——冷量損失附加系數(shù)，風-水系統(tǒng)Kf

63、=1.10～1.15；</p><p>　　直接蒸發(fā)式表冷系統(tǒng)Kf=1.05～1.10；</p><p>　　本設計為風-水系統(tǒng)，Kf=1.10；</p><p>　　Kη——效率降低修正系數(shù)，Kη=1.05～1.10；本設計Kη=1.05；</p><p>　　Kb——事故備用系數(shù)，一般不考慮備用，僅在特殊工程中才采用X臺1備用的方式。本設

64、計不考慮備用，Kb=1.0。</p><p>　　則本設計制冷系統(tǒng)的負荷Q0=Q·Kr·K·Kη·Kb </p><p>　　=475.787×0.8×1.10×1.05×1.0</p><p>　　=439.627 KW</p><p>　　風機盤管加新風

65、系統(tǒng)選型計算</p><p>　　風機盤管系統(tǒng)選型計算</p><p>　　1) 空氣處理方案及有關參數(shù)的查取</p><p>　　采用新風直入式空氣處理方式，新風機組不承擔室內負荷，空氣處理方案過程線如下圖：</p><p>　　圖 5.1 空氣處理方案過程圖</p><p>　　由tN=26℃, Φ=50%得hN

66、=52.5 KJ/Kg，tNS=18.6℃；</p><p>　　由tw=35℃,tws=28.3℃得hW=91.2 KJ/Kg；</p><p>　　查h-d圖(見圖5.1)tNL=14.9℃，tN-tNL=26-14.9=11.1>10℃，則取送風溫度差為Δt=10℃；則tl’(F)=26-10=16℃,由tl’(F)=16℃，Φl’(F)=90%，在h-d圖上定出風機盤管機器露

67、點L’(F)，得hl’(F)=44.9 KJ/Kg。</p><p>　　2）房間所需冷量（包括新風）</p><p>　　以1#辦公室為例： Q=6520 W</p><p>　　3）房間所需新風冷負荷</p><p>　　以1#辦公室為例： CLW 5 =1940W</p><p>　　4）風機盤管所需冷量&l

68、t;/p><p>　　以1#辦公室為例： QF=Q- CLW 5 =6521-1940=4580W</p><p>　　5）風機盤管所需風量</p><p>　　LF= QF/[1.2·(hN - hl’(F))]=4.58/[1.2×(52.5-44.9)]=0.502m³/s=1807 m³/h</p><

69、;p><b>　　6）選擇風機盤管</b></p><p>　　所選的風機盤管要求當進水溫度為7℃時，進風參數(shù)DB/WB=26/18.6℃，LF=1807 </p><p>　　m³/h，QF=4580 W。</p><p>　　根據(jù)所需風量及中等風速選型原則，初選型號為FP-10WA的標準型風機盤管兩臺，其額定風量為1010

70、m³/h，取最小水量L=656kg/h，進水溫度為7℃時查得風機盤管的冷量為3749×0.91=3411.6W，滿足要求。故選FP-10WA的標準型風機盤管兩臺，其水壓降為3.7kpa。</p><p>　　用同樣方法確定其他房間風機盤管型號,見下表:</p><p>　　表5.1 各房間風機盤管型號匯總表</p><p>　　新風機組選型

71、 </p><p>　　表5.2 新風機組選型表</p><p><b>　　5空調水系統(tǒng)的確定</b></p><p><b>　　水系統(tǒng)的比較、選擇</b></p><p>　　空調水系統(tǒng)包括冷水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)兩個部分，它們有不同類

72、型可供選擇。</p><p>　　表6.1 空調水系統(tǒng)比較表 [1] </p><p>　　根據(jù)以上各系統(tǒng)的特征及優(yōu)缺點，結合本辦公樓情況，本設計空調水系統(tǒng)選擇閉式、同程、雙管制、單式泵系統(tǒng)，這樣布置的優(yōu)點是過渡季節(jié)只供給新風，不使用風機盤管的時候便于系統(tǒng)的調節(jié)，節(jié)約能源。<

73、/p><p><b>　　空調水系統(tǒng)的布置</b></p><p>　　本系統(tǒng)設計可以采用雙管制供應冷凍水，且具有結構簡單，初期投資小等特點。同時考慮到節(jié)能與管道內清潔等問題，可以采用閉式系統(tǒng)，不與大氣相接觸，僅在系統(tǒng)最高點設置膨脹水箱，管路不易產(chǎn)生污垢和腐蝕，不需要克服系統(tǒng)靜水壓頭，水泵耗電較小。</p><p>　　由于設計屬于多層建筑，因此可

74、以采用同程式水系統(tǒng)，此系統(tǒng)除了供回水管路外，還有一根同程管，由于各并聯(lián)環(huán)路的管路總長度基本相同，各用戶盤管的水阻力大致相等，所以系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，流量分配均勻，且此系統(tǒng)屬于垂直同程系統(tǒng)。 </p><p>　　本設計采用的是模塊化活塞式冷水機組，機組布置在一樓機房的方案。供水、立管均采用同程式，新風機組和風機盤管系統(tǒng)共用供、回水立管；各層水管也采用同程式，新風機組和風機盤管系統(tǒng)共用供、回水立管。畫各層水管路西區(qū)

75、和東區(qū)。定壓補水系統(tǒng)采用膨脹水箱，膨脹水箱置于頂層。</p><p>　　標準層風機盤管水系統(tǒng)水力計算</p><p><b>　　基本公式</b></p><p>　　本計算方法理論依據(jù)張萍編著的《中央空調實訓教程》[1]。</p><p><b>　　1)沿程阻力</b></p>

76、<p>　　△Pe=ξe· v 2·ρ/2 g mH2O （6.1）</p><p>　　沿程阻力系數(shù)ξe=0.025·L/d （6.2）</p><p><b>　　2)局部阻力</b><

77、;/p><p>　　水流動時遇彎頭、三通及其他配件時，因摩擦及渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力為：</p><p>　　△Pm=ξ·ρ·v 2/2 g mH2O （6.3）</p><p><b>　　3）水管總阻力</b></p><p>　

78、　△P=△Pe+△Pj mH2O （6.4）</p><p>　　4)確定管徑 </p><p>　　mm （6.5）</p><p>　　式中：Vj——冷凍水流量,m

79、3/s ；</p><p>　　vj——流速,m/s 。</p><p>　　在水力計算時，初選管內流速和確定最后的流速時必須滿足以下要求：</p><p>　　表6.2 管內水的最大允許水流速表[1] </p><p>　　空調系統(tǒng)的水系統(tǒng)的管材有鍍鋅鋼管和無

80、縫鋼管。當管徑DN≤100mm時可以采用鍍鋅鋼管，其規(guī)格用公稱直徑DN表示；當管徑DN>100mm時采用無縫鋼管，其規(guī)格用外徑×壁厚表示，一般須作二次鍍鋅。</p><p>　　標準層的冷凍水供水管路水力計算</p><p>　　表6.3 各房間末端設備的流量及接管管徑（西區(qū)）表</p><p>　　表6.4 各房間末端設備的流量及接管管徑（東區(qū)

81、）表 </p><p>　　根據(jù)冷凍水供水管路軸測圖來計算水管的管徑和阻力</p><p><b>　　1）供水管徑的確定</b></p><p>　　a.連接各風機盤管的所有供水支管管徑取與接管管徑一致，即均為DN20；連接新風機供水支管管徑取與接管管徑一致，即為DN50。</p><p>　　b.選擇最不利環(huán)

82、路如圖6.1所標的1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12。</p><p>　　c.確定各計算管段中的流量，見附錄冷凍水管水力計算表。</p><p>　　d.確定1-2管段中供水干管的管徑。</p><p>　　初選管段1-2中的計算流速為V=0.6 m/s,根據(jù)公式可以算出管內徑d=19.7mm,可初選管徑DN20,再由公式反算出管段1-2的v=0

83、.58 m/s。</p><p>　　2）最不利環(huán)路供水管壓力損失△P計算</p><p>　　a.計算管段1-2的壓力損失△Pe</p><p>　　由ξe=0.025·L/d=0.025 計算出1-2的ξe=7.4 mH2O</p><p>　　由△Pe=ξe ·v 2·ρ/2 g 計算出1-2的△Pe=0

84、.1258 mH2O</p><p>　　b.計算管段1-2的壓力損失△Pm</p><p>　　管段1-2中有等徑三通一個，其局部阻力系數(shù)ξ=1.4；不等徑三通一個，其局部阻系數(shù)ξ=1.5；有90º彎頭一個，R/d=1.0，其局部阻力系數(shù)ξ=0.8；有截止閥一個，其局部阻力系數(shù)ξ=0.5。</p><p>　　由△Pm=ξ·ρ·v

85、2/2g 算出 △Pm=0.0799 mH2O</p><p>　　c.水管總阻力：△P=△Pe+△Pj =0.1258+0.0799=0.2057 mH2O</p><p>　　用同樣方法計算其他管段的水管壓力損失△P 。</p><p>　　3）計算結果（見附錄表2）</p><p>　　當前最不利環(huán)路為東區(qū)，其阻力損失為2.0077

86、5 mH2O</p><p>　　不平衡系數(shù)為：2.00775 mH2O/(52.74-2.00775 mH2O)=3.96%<5%，水系統(tǒng)平衡。</p><p>　　標準層的冷凍水回水管路水力計算</p><p>　　連接各風機盤管的所有回水支管管徑都取與接管管徑一致，即均取DN20。連接</p><p>　　風機的回水支管管徑取與接

87、管管徑一致，即為DN50。回水干管的計算方法同冷凍水供水管路計算方法相同。</p><p>　　表6.5 西區(qū)冷凍水回水支管計算表 </p><p>　　表6.6 東區(qū)冷凍水回水支管計算表

88、 </p><p>　　空調風機盤管水系統(tǒng)凝水管考慮</p><p>　　風機盤管機組在運行時產(chǎn)生的冷凝水，必須及時排走，排放凝結水的管路的系統(tǒng)設計中，應注意以下幾點：</p><p>　　1）風機盤管凝結水盤的進水坡度不應小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，應保持不小于0.002的坡度，且不允許有積水部位；</p><p>　

89、　2）冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或鍍鋅鋼管，不宜采用焊接鋼管。采用聚乙烯塑料管時，一般可以不加防止二次結露的保溫層，但采用鍍鋅鋼管時應設置保溫層。 </p><p>　　3)冷凝水管的公稱直徑D（mm）,一般情況下可以按照機組的冷負荷Q（KW），按照下列數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱直徑：</p><p>　　Q≤7KW， DN=20mm;</p&g

90、t;<p>　　Q=7.1-17.6KW, DN=25mm;</p><p>　　Q=17.7-100KW, DN=32mm;</p><p>　　Q=101-176KW, DN=40mm;</p><p>　　Q=177-598KW, DN=50mm;</p><p>　　Q

91、=599-1055KW, DN=80mm;</p><p>　　Q=1056-1512KW, DN=100mm;</p><p>　　Q=1513-12462KW, DN=125mm;</p><p>　　Q≥12462KW, DN=150mm.</p><p>　　本設計的凝水管采用聚乙烯塑料管

92、，可以不加防止二次結露的保溫層；風機盤管的凝水管管徑與風機盤管的接管管徑一致，均為DN20，就近排放至近的衛(wèi)生間下水口；新風機組的凝水管管徑為DN50，也就近排放至臨近的衛(wèi)生間下水口。</p><p>　　冷凍水豎管水力計算采用同程式，計算方法與標準層冷凍水供水計算方法相同。表6.7 冷凍水豎管水管計算表

93、 </p><p>　　6.3.6 風機盤管系統(tǒng)的水系統(tǒng)</p><p>　　風機盤管系統(tǒng)的水系統(tǒng)與采暖系統(tǒng)相似（雙水管時），故可以采用兩管制水系統(tǒng)（如下圖）。供回路水管各一根，具有簡便、初期投資低等優(yōu)點。系統(tǒng)設計時應注意把膨脹水管接在回水管上，此外管路要有坡度，并考慮排氣和排污裝置。</p><p>　　水系統(tǒng)的調節(jié)方式有:風機盤管系統(tǒng)一般均采

94、用個別水量調節(jié)，當在進入盤處設置二通閥調節(jié)盤管水量時，則系統(tǒng)水量改變；當在設有盤管旁通分路及出口三通時，則進入盤管流量雖改變而系統(tǒng)水量不變。在本設計中可以采用前者。</p><p>　　風機盤管機組在使用過程中應該注意的幾個問題</p><p>　　1）定期清洗濾塵網(wǎng)，以保持空氣流動暢通；</p><p>　　2）定期清掃換熱器上的積灰，以保證它具有良好的傳熱性能；

95、</p><p>　　3）風機盤管制冷時，冷水進口溫度一般采用7-10℃，不能低于5℃，以防止管道及空調器表面結露；</p><p>　　4）當噪聲級很高時，可以在機組出口和房間送風口之間的風道內做消聲處理。</p><p><b>　　5空調風系統(tǒng)</b></p><p><b>　　空調房間氣流組織<

96、/b></p><p>　　本設計室內溫濕度參數(shù)冬季供暖18℃，φ=40%；夏季空調26℃，φ=50%，房間送風高度不大于2.8米，設計的空調系統(tǒng)為舒適性空調，根據(jù)《實用供熱空調設計手冊》[2]表11.9-1中所示氣流組織的基本要求，本設計各房間氣流組織選擇側送側回送風方式。</p><p><b>　　風口的布置</b></p><p>

97、;　　風機盤管加新風系統(tǒng)的送風口根據(jù)送風管尺寸新風量和風機盤管風量之和選擇合適的雙層百葉送風口(45度角)，同時也要考慮送風距離、送風速度的影響。新風送風口選擇雙層百葉風口。</p><p><b>　　新風入口注意事項</b></p><p>　　1）新風進口位置：本系統(tǒng)采用獨立的新風系統(tǒng)，因此只須考慮風機盤管機組配置合理；布置時應盡量使排風口與進風口遠離，進風口應

98、盡量放在排風口的上風側；為避免吸入室外地面灰塵，進風口底部應距地面不宜低于2m。</p><p>　　2）新風口其他要求：進風口應設百葉窗，以防雨水進入，百葉窗應采用固定的百葉窗，在多雨地區(qū)，宜采用防水的百葉窗。</p><p>　　風道的布置和制作要求</p><p>　　1）風管應注意布置整齊，美觀和便于維修、測試，應與其他管道統(tǒng)一考慮，要防止冷熱源管道之間的不

99、利影響，設計時應考慮各管道的裝拆方便。</p><p>　　2）風管布置應盡量減少局部阻力，彎管中心曲率半徑要不小于其風管直徑或邊長。一般采用1.25倍直徑或邊長。</p><p>　　3）風管法蘭間應放置具有彈性的墊片，如海綿橡膠、橡皮等，以防止漏風，風管與風管之間不應有看得見的孔洞。</p><p>　　4）風管涂漆。本系統(tǒng)設計時選用鍍鋅薄板鋼板，可以不涂漆，但

100、咬口損壞處要涂漆，施工時已發(fā)現(xiàn)銹蝕時要涂漆。</p><p>　　百葉送風口的選擇步驟</p><p>　　1）繪制系統(tǒng)軸測圖，標注各段長度和風量。當氣流組織及風口位置確定后，接下來就是布置風管，通過風管將各個風口連接起來，為風口提供一個輸送空氣的渠道。</p><p>　　2）選定最不利環(huán)路（一般是指最長或局部構件最多的分支管路）。</p><

101、p>　　3）根據(jù)房間空調風機盤管送風量和使用場合要求的風口頸部最大風速來確定送風速度和百葉風口的尺寸。</p><p>　　4）將選到的其他參數(shù)的要求，例如允許噪聲，進行校核。若噪聲超出，則重新選擇風口。</p><p>　　5）按所選的風口的參數(shù)，對其進行射程的校核計算。</p><p><b>　　風口的選擇</b></p>

102、;<p><b>　　氣流組織設計計算</b></p><p>　　西區(qū)，東區(qū)所有房間的風機盤管送風口及新風均采用側送側回的氣流組織方式，如下圖（以4#辦公室為例） 。</p><p>　　該辦公室尺寸為5.65 ×4.2 ×2.8 m3；室內空調系統(tǒng)為風機盤管加新風系統(tǒng)，其安裝的風機盤管為FP-12.5WA型，風量656 m3/h，

103、即0.182L/S；新風量為150m3/h。新風作為輔助送風，為簡化計算，可忽略新風對氣流的影響，因此只需對風機盤管送風的氣流組織進行計算。</p><p>　　本計算方法理論依據(jù)張萍編著的《中央空調實訓教程》[1]。</p><p>　　1）選定送風口形式，確定過程</p><p>　　擬采用雙層百葉送風口，其紊流系數(shù)為ɑ=0.16，射程為5.65-0.5=5.1

104、5 m（0.5 m為射流末端寬度）。</p><p>　　2）選取送風溫差Δt</p><p>　　根據(jù)辦公室風機盤管選型計算中送風溫差的確定方法，得出Δt=10℃。</p><p>　　3）定送風口的出流速度v0</p><p>　　m/s (7.1)</p&

105、gt;<p>　　式中：Fn——垂直于單股射流的空間斷面面積，m2,見（7.2）</p><p>　　d0——送風口直徑或當量直徑，m。</p><p><b>　　（7.2）</b></p><p>　　式中：H——房間高度，m；</p><p>　　B——房間寬度，m；</p><p

106、>　　L—— 房間的總送風量，m3/h；</p><p>　　先假定v0=3 m/s，由公式（7.2）算出射流自由度0為12.33，代入公式（7.1）=0.36 ×12.33=4.44m/s。所取v0=3 m/s<4.44m/s，且在2～5m/s范圍之間，則滿足要求。</p><p>　　4）確定送風口數(shù)目N</p><p><b>

107、　?。?.3）</b></p><p>　　式中：a——送風口紊流系數(shù)；</p><p>　　x——送風射流的射程，m；</p><p>　　——受限射流無因次距離，見式（7.4）</p><p><b>　　（7.4）</b></p><p>　　式中其他符號含義同上。</p&

108、gt;<p>　　取Δtx=1℃,由（Δtx/Δt0）×（）=（1/10）×12.33=1.233，查得受限射流距離=0.25；由公式（7.4）N =2.8×4.2/[0.16 ×5.15/0.25]2=1.08,因此風口數(shù)目N為1個。</p><p><b>　　5）確定送風口尺寸</b></p><p>　　由

109、下式算得每個風口面積</p><p>　　m2 (7.5)</p><p>　　式中：——送風口面積；</p><p>　　式中其他符號含義同上。</p><p>　　由公式（7.5）=656/(3600×3×1)=0.0607m3，選取AB

110、EK系列雙層百葉風口，尺寸為630×160；</p><p>　　則v0= L/(3600·a·b)= 656/(3600×0.63×0.16)=2.57m/s, de=2·a·b/(a+b)=285.5mm</p><p>　　6）校核射流的貼附長度</p><p>　　阿基米德數(shù)Ar按下式計算

111、：</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　式中：——射流出口溫度，K；</p><p>　　——房間空氣溫度，K；</p><p>　　——風口面積當量直徑，m；</p><p>　　——重力加速度，m/s2；</p><p>　　式中其他符號

112、含義同上。</p><p>　　由Ar數(shù)的絕對值查得x/d0值，就可以得到射流貼附長度x。</p><p>　　由公式計算阿基米德數(shù)Ar=9.8×0.2885×(-10)/[2.572×(273+26)]=-0.0143</p><p>　　查得x/d0=20,則x=20×0.2885=5.77>5.15，滿足要求。&l

113、t;/p><p><b>　　7）校核房間高度</b></p><p>　　公式H=h+w+0.07·x+0.3 m ，房間高度>=H為滿足要求； （7.7）</p><p>　　式中：h——空調區(qū)高度，一般取2m；</p><p>　　w——送風口底邊至頂棚距離，m ；</

114、p><p>　　0.07·x——射流向下擴展的距離，m ； </p><p>　　0.3——安全系數(shù)，m 。</p><p>　　H=h+w+0.07·x+0.3=2+0.23+0.07×5.15+0.3</p><p>　　=2.78<2.8 m 符和要求。</p><p>

115、　　用相同方法計算其他房間，房間風機盤管送風口</p><p>　　表7.1 房間風機盤管送風口匯總表 </p><p>　　8）根據(jù)新風量及新風口出風速度選擇新風送風口</p><p>　　1人間辦公室選用120×120的雙層百葉風口，此時送風速度為30/（3600

116、5;0.12×0.12）=0.58 m/s，符和要求。</p><p>　　4人間辦公室選用120×120的雙層百葉風口，此時送風速度為120/（3600×0.12×0.12）=2.31 m/s，符和要求</p><p>　　5人間辦公室選用120×120的雙層百葉風口，此時送風速度為150/（3600×0.12×0.1

117、2）=2.89 m/s，符和要求</p><p>　　則所有房間的新風口選用120×120的雙層百葉風口。</p><p><b>　　新風設計計算</b></p><p>　　風管道的阻力損失計算與水管的阻力損失計算類似，阻力損失的構成相同，繪制各層風管道系統(tǒng)圖，從距空調機組最遠的風口開始編號，各分支處依次為1，2，3，……，根據(jù)《

118、實供熱空調設計手冊》[2]P563風管計算方法,計算結果見表7.2和表7.3。</p><p>　　表7.2 新風管管徑（西區(qū)）表</p><p>　　表7.3 新風管管徑（東區(qū)）表</p><p>　　西區(qū),新風機組為FPG4-20D,其額定風量為2000 m3/h；東區(qū),新風機組為FPG6-20D,其額定風量為2000 m3/h;所有房間的新風口選用120&

119、#215;120的雙層百葉風口。</p><p>　　西區(qū)風管阻力損失概算及風機壓頭校核：西區(qū)最不利環(huán)路總長度約為32米(見圖7.2,東區(qū)1～9)，根據(jù)通風管道單位長度摩擦阻力線圖[1]，取Rm=0.8Pa/m；因為管段中局部構件較少,因此取K=2[1]，則送風管空氣流動總阻力為：ΔP=Rm·L·(1+K)=0.8 ×32×(1+2)=76.8Pa。送風口為雙層百葉風口，其

120、靜壓查得當風量為85m3/h,角度為45度時, 靜壓為0.2mH20=1.96Pa,則送風風機所需機外余壓為兩者之和,即78.76Pa,而FPG4-20D型風機的機外余壓為220 Pa,78.76 Pa <220 Pa,所以滿足要求。</p><p>　　東區(qū)風管阻力損失概算及風機壓頭校核：東區(qū)最不利環(huán)路總長度約為34米,根據(jù)通風管道單位長度摩擦阻力線圖，取Rm=0.8Pa/m；因為管段中局部構件較少,因此

121、取K=2[1]，則送風管空氣流動總阻力為： ΔP=Rm·L·(1+K)=0.8 ×34×(1+2)=81.6Pa。送風口為雙層百葉風口，其靜壓查得當風量為85m3/h，角度為45度時, 靜壓為0.2mH20=1.96Pa,則送風風機所需機外余壓為兩者之和,即83.56 Pa,而FPG6-20D型風機的機外余壓為170 Pa, 83.56 Pa <170 Pa,所以滿足要求。</p>