济南市一综合办公楼的空调系统设计【含CAD图纸+文档】
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风管水力计算书 风管水力计算表 序号 风量 m 3 h 管宽 mm 管高 mm 管长 m m s R Pa m Py Pa 1 00 4210 00 500 00 320 00 11 67 7 31 1 47 17 16 17 51 0 32 2 00 4040 00 500 00 320 00 5 29 7 01 1 36 7 20 7 34 0 00 3 00 3700 00 500 00 280 00 5 55 7 34 1 64 9 11 9 29 0 00 4 00 3300 00 400 00 320 00 8 14 7 16 1 59 12 91 13 17 0 10 5 00 2900 00 400 00 280 00 6 92 7 19 1 76 12 14 12 38 0 20 6 00 2500 00 320 00 320 00 7 50 6 78 1 63 12 21 12 46 0 20 7 00 2100 00 320 00 280 00 6 00 6 51 1 64 9 84 10 04 0 20 8 00 1700 00 320 00 250 00 14 53 5 90 1 47 21 39 21 83 0 52 9 00 1320 00 320 00 220 00 2 78 4 58 0 92 2 55 2 61 1 00 10 00 1120 00 320 00 220 00 7 50 4 42 0 94 7 04 7 19 3 50 11 00 920 00 320 00 220 00 4 48 3 63 0 65 2 92 2 98 3 50 12 00 520 00 200 00 160 00 11 08 4 51 1 57 17 40 17 76 0 20 13 00 430 00 200 00 160 00 3 60 3 73 1 11 3 98 4 06 3 70 14 00 215 00 160 00 120 00 6 23 3 11 1 09 6 81 6 95 7 00 最大损失 P 341 524 Pa 15 00 170 00 120 00 120 00 2 13 3 28 1 43 3 03 3 09 3 70 P15 26 922 Pa P 15 P15 P 15 91 4 阀门调节 16 00 340 00 160 00 100 00 3 43 5 90 4 10 14 09 14 38 0 40 17 00 170 00 160 00 100 00 5 13 2 95 1 14 5 84 5 97 7 00 P16 17 65 212Pa P 18 19 P18 19 P 18 19 78 7 阀门调节 18 00 400 00 160 00 140 00 1 78 4 96 2 33 4 14 4 22 0 10 19 00 200 00 160 00 140 00 6 18 2 48 0 65 4 02 4 10 5 30 P18 19 29 32 Pa P 18 19 P18 19 P 18 19 90 1 阀门调节 20 00 400 00 160 00 140 00 1 78 4 96 2 33 4 14 4 22 0 20 21 00 200 00 160 00 140 00 2 90 2 48 0 65 1 88 1 92 5 30 P20 21 28 614 Pa P 20 21 P20 21 P 20 21 89 8 阀门调节 22 00 400 00 160 00 140 00 1 78 4 96 2 33 4 14 4 22 0 20 23 00 200 00 160 00 140 00 2 90 2 48 0 65 1 88 1 92 5 30 P22 23 28 614 Pa P 22 23 P22 23 P 22 23 89 阀门调节 24 00 400 00 160 00 140 00 1 78 4 96 2 33 4 14 4 22 0 20 25 00 200 00 160 00 140 00 2 90 2 48 0 65 1 88 1 92 5 30 P24 25 30 088 Pa P 24 25 P24 25 P 24 25 87 7 阀门调节 26 00 400 00 160 00 140 00 1 78 4 96 2 33 4 14 4 22 0 30 27 00 200 00 160 00 140 00 2 90 2 48 0 65 1 88 1 92 5 30 P26 27 30 088 Pa P 28 P28 P 28 86 9 阀门调节 28 00 200 00 120 00 120 00 2 74 3 86 1 92 5 26 5 37 4 50 P28 45 482 Pa P 28 P28 P 28 76 5 阀门调节 29 00 190 00 120 00 120 00 8 86 4 40 2 76 24 47 24 97 4 72 P29 79 65 Pa P 29 P29 P 29 59 5 阀门调节 30 00 400 00 200 00 120 00 4 54 4 63 2 04 9 24 9 43 0 20 31 00 200 00 120 00 120 00 3 64 3 86 1 92 7 00 7 15 3 74 32 00 200 00 120 00 120 00 2 54 3 86 1 92 4 89 4 99 3 74 P31 32 90 81 Pa P 31 32 P31 32 P 31 32 11 5 动压 Pa Pj Pa Py Pj Pa 31 99 10 24 27 40 29 46 0 00 7 20 32 28 0 00 9 11 30 72 3 07 15 98 30 98 6 20 18 33 27 54 5 51 17 72 25 39 5 08 14 92 20 87 10 85 32 25 12 58 12 58 15 13 11 70 40 94 47 98 7 89 27 62 30 54 12 20 2 44 19 84 8 34 30 87 34 86 5 80 40 56 47 37 6 44 23 83 26 86 20 87 8 35 22 44 5 22 36 52 42 36 14 74 1 47 5 61 3 68 19 53 23 54 14 74 2 95 7 08 3 68 19 53 21 41 14 74 2 95 7 08 3 68 19 53 21 41 14 74 2 95 7 08 3 68 19 53 21 41 14 74 4 42 8 56 3 68 19 53 21 41 8 91 40 11 45 37 11 59 54 68 79 15 12 84 2 57 11 81 8 91 33 34 40 34 8 91 33 34 38 23 风管水力计算书 风管水力计算表 最大损失 P 341 524 Pa P15 26 922 Pa P 15 P15 P 15 91 4 阀门调节 P16 17 65 212Pa P 18 19 P18 19 P 18 19 78 7 阀门调节 P18 19 29 32 Pa P 18 19 P18 19 P 18 19 90 1 阀门调节 P20 21 28 614 Pa P 20 21 P20 21 P 20 21 89 8 阀门调节 P22 23 28 614 Pa P 22 23 P22 23 P 22 23 89 阀门调节 P24 25 30 088 Pa P 24 25 P24 25 P 24 25 87 7 阀门调节 P26 27 30 088 Pa P 28 P28 P 28 86 9 阀门调节 P28 45 482 Pa P 28 P28 P 28 76 5 阀门调节 P29 79 65 Pa P 29 P29 P 29 59 5 阀门调节 P31 32 90 81 Pa P 31 32 P31 32 P 31 32 11 5 摘要本此设计的是济南市一综合办公楼的空调系统.针对该综合大楼的功能要求和特点,以及该地气象条件和空调要求,参考有关文献资料对该楼的空调系统进行系统规划,设计计算和设备选型.首先计算各房间的冷负荷;接下来是计算风量,风量的计算包括送风量和回风量的计算.风量的计算之初先在I-d图上画出空气的处理过程,然后根据前面的负荷计算结果进行计算,最后根据需要的风量和冷风量选择空气处理设备.在此基础上,通过对各种空调方式的比较,选择合理的空调系统.。考虑到本建筑的特点,选用集中式风机;并对制冷系统和风系统进行了设计计算. 根据各种计算结果,通过性价比分析,进行设备选型,确保设备容量,压力,噪声等方面满足要求.本空调系统的设计力求达到经济,舒适,方便,实用,并尽可能满足节能要求.关键词: 空调系统 空气-水系统 风机盘管加新风系统 通风系统 节能 自动控制Abstract This is the design of jinan City, a complex building of the district air-conditioning systems. Against the building of the functional requirements and characteristics, and the weather conditions and air-conditioning and asked, with reference to documentation on the buildings air conditioning system for system planning, design and calculation And selection of equipment. Room of the first calculation of the cooling load; End cooling load calculations, the following is the calculation of the wind, the air volume, including the calculation of air supply and return air of calculation. Wind of the first calculation of the beginning of the Id plans to draw on Air the process, then in front of the load calculation results, according to the needs of the end of the wind and cold air-handling equipment of choice. On this basis, through various forms of air conditioning, air-conditioning choose a reasonable manner. To consider The characteristics of this building, the choice of a centralized fan; and refrigeration systems and wind systems design and calculation. According to various results, through cost-effective analysis, a selection of equipment to ensure that the equipment capacity, pressure, noise and other areas to meet demand. The central air-conditioning system design to achieve economic, comfortable, convenient, practical and, where possible, Meet energy requirements. Key words: air-conditioning systems, air-water systems fan tube and fresh systems energy conservation ventilation system mechanic system目 录摘要第1章 绪论 51.1 设计目的51.2 设计概述51.3 设计任务5第2章 设计依据 62.1 气象资料62.2 室内设计参数62.3 土建资料6第3章 空调系统冷负荷计算 83.1 外围护结构冷负荷83.2 内围护结构冷负荷93.3 人员冷负荷93.4 照明冷负荷 103.5 设备冷负荷 113.6 冷负荷计算汇总 113.7 空调湿负荷 12第4章 空调系统方案的确定 134.1 系统方案的确定 144.2 系统的涵湿图 14第5章 空调冷热源的选择 165.1 冷水机组的选型 165.2 冷水泵的选型 17第6章 风系统的设计 196.1气流组织 196.2送风量的确定 206.3送风系统的设计216.4卫生间的排风设计 23第7章 空调水系统设计 247.1各层冷冻水系统的水力计算247.2冷冻水泵的选型267.3冷水机组的选型277.4冷却水系统 30第8章 空调系统的消声、减振及保温 348.1消声设计348.2减振设计348.3管道的保温35第9章 建筑防排烟设计 379.1机械排烟系统的设计要点379.2中庭机械排烟量379.3小结 39谢辞39参考文献 40附录第一章 绪论1.1 设计目的通过毕业设计更加深入的了解本专业理论知识,并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题,熟悉有关技术法规内容,培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。通过此次设计要求掌握设计原理、程序和内容,熟练设计计算方法和步骤。1.2 设计概述本工程位于西安市,是6层综合办公楼。该工程采用风机盘管加新风空调系统。即处理的空气来源一部分是新风,一部分是室内的回风。夏季送冷风和冬季送热风都采用一条风道。考虑到空气调节房间较多且各房间要求单独调节和使用率,防止能源浪费,采用风机盘管系统,当某办公室没人时,可单独关闭该房间的风机盘管系统,新风通过新风机组处理获得。1.3 设计任务根据确定的室内外气象条件,土建资料,人体舒适性要求及冷热源情况设计,该办公用建筑物的空调系统采用风机盘管加新风系统第二章 设计依据2.1 气象资料根据建筑物所在的地区是西安市大气参数夏季资料大气压(Pa): 95920Pa室外日平均温度(): 30.7室外干球温度(): 35.2室外湿球温度(): 26通风计算温度(): 30.9室外平均风速(m/s): 2.2室外相对湿度(): 562.2 室内设计参数表2.1 空气调节房间室内计算参数建筑类型房间类型夏季冬季温度()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)办公楼一般办公室2628650.318200.2高级办公室242760400.3202255400.2会议室2527650.30.22.3 土建资料2.3.1 建筑信息本设计为一办公大楼,地处西安,主楼共6层。总高27米,主体结构为钢筋混凝土。建筑物参数如下:建筑面积: 5342m2空调面积: 1616.64 m2 建筑总高度: 23.1m总 层 数: 6层层 高: 4.2m 说明: 1 各层功能说明:1层:接待室 产品展示厅2层:阅览室 办公室 3层:档案室 开放式办公区4层:会议室 开放式办公区5层:指挥大厅,三防办,副局长6层:综合办公室 大小会议室 经理办公室2 各层空调设计要求: 空调房间要求有良好的空调环境和较高的室内空气品质,以满足室内人员舒适性要求,能提供舒适性的空调环境。2.3.2墙体结构外墙:内外抹灰20mm,厚240 mm传热系数1.5 W/M2.K型墙 门:未注明大头角尺寸的门均紧贴柱边窗:只提供塑钢门窗和玻璃幕墙2.3.3屋面做法采用高分子益胶泥防水层 保温层材料选取塑泡沫板2.3.4楼板结构自上而下:面层+钢筋混凝土楼板+粉刷。第 三章 空调系统冷负荷计算31 外围护结构冷负荷3.1.1 外窗冷负荷外窗冷负荷有两部分组成,即太阳辐射得热引起的冷负荷和温差传热引起的冷负荷。1 太阳得热引起的冷负荷按下式计算: CL1=CaCsCnFnDjmaxCcl (W) (3.1) 式中:CL1太阳日射得热引起的冷负荷,W。 Ca 窗有效面积系数,在本设计中取双层钢窗0.75。 Cs 窗玻璃遮阳系数,在本设计中取活动百叶帘0.60。 Fn 外窗有效面积,m2 Djmax最大太阳得热因数,W;因北京市的纬度为39.48,取40纬度带的太阳辐射得热因数,如表3.1所示数值。表3.1 最大太阳得热因数朝向SENWDjmax251574122574 Ccl外窗冷负荷系数,在本设计中取北区有内遮阳玻璃冷负荷系数,如表3.2所示数值。表3.2 外窗冷负荷系数时间朝向SENW80.260.820.540.1490.40.790.650.17100.580.590.750.18110.720.380.810.19120.840.240.830.2130.80.240.830.34140.620.230.790.56150.450.210.710.72160.320.180.60.83170.240.150.610.77180.160.110.680.532.温差传热通过玻璃窗引起的逐时冷负荷按下式计算: CL2=cKcFc(t1+td-tns) (W) (3.2)式中: CL2玻璃窗温差传热引起的冷负荷,W。c 外窗传热系数修正值,在本设计中取金属窗框80双层玻璃。Kc 外窗夏季传热系数,W/ m2,在本设计中取1.2。 Fc 外窗面积,m2。 t1 外窗冷负荷计算温度,按表3.3取值。 td 外窗冷负荷计算温度地点修正值, 取3。 tns 夏季室内设计温度,。表3.3 外窗冷负荷计算温度时间89101112131415161718t126.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.63.1.2 外墙及屋面冷负荷CL3=KpFp(t2+td-tns) (3.3)式中 Kp外墙或屋面的传热系数,W/ m2。Fp外墙或屋面的面积,m2。 t2外墙或屋面冷负荷计算温度,本设计中外墙为三型,按表3.4取值。表3.4 外墙或屋面冷负荷计算温度时间朝向SENW832.232.530.835.4935.137.132.537.81034.936.832.537.71134.836.632.437.51234.636.432.237.31334.436.232.137.11434.236.132.036.91534.036.131.936.61633.936.231.836.41734.940.231.933.71836.340.532.535.0td外墙或屋面冷负荷计算温度的地点修正值,西安为3。tns夏季室内设计温度,本设计中取28。32 内围护结构冷负荷内围护结构是指内隔墙及内楼板,它们的冷负荷是通过温差传热(即与邻室的温差)而产生的。一般来讲,当空气调节区与邻室的夏季温差在3以内时,可不予计算。本设计中空调区与邻室的温差小于3,所以不进行计算。33 人员冷负荷人员散热首先形成房间的得热量,进而形成房间的冷负荷。根据得热的性质不同,分为潜热得热和显热得热两种。潜热得热直接传给室内空气形成房间的瞬时冷负荷;而显热得热又分为对流得热和辐射得热两种。由于潜热得热和显热得热形成冷负荷的过程不同,所以两者要分别进行计算。3.3.1 潜热冷负荷计算公式:CL4=qqn1n2 (3.4)式中 CL4人体潜热形成的冷负荷, W.qq 单个成年男子的人体潜热散湿量,W。当室内温度为28取83 W。n1 室内全部人数,个。根据不同性质建筑的人员密度按下式确定:n1=F (式3.5)房间的人员密度,人/ m2,办公大楼人员密度见表3.5。表3.5 房间的人员密度房间类型大办公室办公室个人小办公室会议室人员密度0.140.170.070.060.30.6F房间面积,m2。n2 室内人员的群集系数,本设计中取0.9。3.3.2 显热冷负荷计算公式为:CL5=qxn1n2CCl (3.5)式中 CL5 人体显热形成的冷负荷, W。qx 单个成年男子的人体显热散湿量,W。当室内温度为28取51 W。n1 室内全部人数,个。按式3.4方法计算。n2 室内人员的群集系数,本设计中取0.9。CCl 人体显热散热冷负荷系数。34 照明冷负荷照明冷负荷有辐射散热和对流散热两种形式,其中的对流散热直接构成房间瞬时冷负荷;而辐射热则如同人体显热中的辐射热一样,先被围护结构表面及其中的家具等吸收,当表面温度高于室内空气温度时,再以对流热的形式放散给室内空气,构成房间的滞后冷负荷。 计算公式为:CL6= QCCl (3.6)式中: CL6 照明散热形成的冷负荷,W。Q 照明设备的散热量,W。按下列公式计算:荧光灯:Q=1000 n1n2N N照明灯具所需功率,W。取每盏灯的功率为40 W。n1镇流器消耗功率系数,当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时,取1.2,当暗装荧光灯的镇流器设在顶棚内时,取1.0。在本设计中取1.2。n2灯罩隔热系数,当荧光灯罩上穿有小孔(下部为玻璃板),可利用自然通风散热与顶棚内时,取0.50.6。在本设计中取0.6。CCl照明散热冷负荷系数,数值选取见表3.6表3.6 照明散热冷负荷系数开灯后的小时数123456789101112CCl0.430.740.820.860.890.910.930.940.540.230.160.11开灯后的小时数131415161718192021222324CCl0.090.070.050.040.040.030.030.020.020.020.020.0235 设备冷负荷设备散热形成的冷负荷,其形成过程同照明冷负荷的形成过程。计算公式为:CL7= QCCl (3.7)式中: CL7设备散热形成的冷负荷,W。Q设备的散热量,W。办公室内使用电子设备,其散热量按下式计算: Q=1000n1n2n3N/ (3.8) n1利用系数(安装系数),是电动机最大实耗功率与安装功率之比,用以反映安装功率的利用程度,一般取0.70.9。在本设计中取0.8。n2同时使用系数,即房间内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比,根据工艺过程的设备使用情况而定,一般为0.50.8。在本设计中取0.6。n3负荷系数,每小时的平均实耗功率与设计最大实耗功率之比,它反映了平均负荷达到最大负荷的程度,一般取0.5左右,精密机床取0.150.4,对于已经给出实测的实耗功率值的电子计算机可取1.0。在本设计中取0.5。N电动设备的安装功率,kW。电动机效率,根据产品样本查取,在本设计中取0.9。CCl设备冷负荷系数,数值选取见表3.7表3.7设备冷负荷系数使用后的小时数123456789101112CCl0.570.820.870.90.920.940.950.950.40.160.110.08使用后的小时数1315161718192021222324CCl0.060.050.040.030.030.020.020.020.020.020.010.0236 冷负荷计算汇总系统的全部室内冷负荷,是房间的围护结构冷负荷和室内冷负荷(设备冷负荷、照明冷负荷、人员冷负荷)在同一时刻累计后的最大值。即CL= CClCC2CC3CC4CC5CC6CC7各层空调冷负荷见附录37 空调湿负荷计算大多数情况下,空调区的湿负荷来自人体散湿敞开水槽表面的散湿量。在本设计中只有来自人体的散湿量。由此产生的湿负荷计算如下: D=0.00 1ng kg/h (3.9)式中: D计算时刻的人体散湿量 ,kg/h;群集系数,在本设计中取0.9;n计算时刻空调区内的总人数;g1名成年男子每小时散湿量(g/h)。第四章 空调系统方案的确定 空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成,根据需要,它能组成许多不同形式的系统。在工程上应考虑建筑的用途和性质、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、初投资和运行维修费用等许多方面的因素,选定合理的空调系统。 空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统;按负担室内负荷所用的介质种类可分为全空气系统、全水系统、空气水系统、冷剂系统;按集中式空调系统处理的空气来源可分为封闭式系统、直流式系统、混合式系统。在常用的中央空调设计中,一般大空间建筑物采用集中式空调系统,而小空间建筑物一般采用风机盘管加新风系统,这两种空调系统在设计中采用广泛,适应面广,故在实际空调系统中较多采用。集中式和风机盘管加独立新风空调方式的比较:表4.1 方案比较比较项目集中式风机盘管加新风设备布置与机房1. 空调与制冷设备可以集中布置在机房2. 机房面积较大3. 有时可以布置在屋顶上 1. 只需要新风空调机房面积2. 风机盘管可以安装在空调房间里3. 分散布置,敷设各种管线较麻烦节能和经济1. 可以根据室外气象参数变化实现全年多工况节能运行2. 对热湿负荷不一致或室内参数不同的多房间不经济3. 部分房间停止空调,系统仍运行,不经济1. 灵活性大,节能效果好2. 盘管可冬夏兼用,内壁结垢,降低传热效率3. 无法实现全年多工况调节风管系统1. 空调送回风管系统复杂,布置困难2. 支风管和风口过多时不易平衡1 放室内时,不接送、回风管;2 当系统和新风系统联合使用时,新风量较小维护运行空调与制冷设备集中在机房内,便于管理和维修布置分散,维护与管理不便,系统复杂,易漏水温湿度 控制可严格控制温度和相对湿度室内要求严格时,难以满足要求。空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器,满足室内空气清洁的不同要求。采用喷水室时,水与空气直接接触,易受污染,须经常换水过滤性能差,室内清洁度要求较高时难于满足消声隔震可以有效的采取消声和隔震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,使各个房间互相污染。当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各个房间之间不会互相污染使用寿命使用寿命长使用寿命长安装设备和风管安装工程量大,周期长安装投产快4.1 空调系统方案的确定 通过以上的两种空调系统的比较,可以对空调系统的有初步的认识。结合实际的空调建筑可以看出在大空间的空调房间一般都采用集中式空调系统,大空间要求的室内空气参数相同,集中式空调可以实现全年多工况节能运行调节,达到经济的效果:在一些写字楼和办公楼的空调房间普遍采用风机盘管加新风的空调方式,风机盘管可独立调节室温,各空调房间互相不影响。该空调建筑为一办公建筑,选用全空气一次回风空调系统;一楼到六楼的房间是一些办公用的房间,对于这类如采用集中式系统,则风管管径很大,又要穿越墙壁,对防火、消声和防震均不利,且不利施工各房间空间小,所以能充分发挥风机盘管的特点,各房间能自动控制和调节室温,不影响其他房间的使用,减少运行费用,同时风机盘管可以暗装,便于室内装饰,故选用风机盘管加独立新风的空调方式。4.2 系统的焓湿图风机盘管加独立新风空调系统的焓湿图 本设计中,主要的空调方式为风机盘管加独立新风的空调方式。新风处理到室内空气的焓值,不承担室内负荷;空调负荷由风机盘管的水系统承担。第五章 空调冷源的选择5.1 冷水机组的选型冷水机组的选型 冷水机组是中央空调系统的心脏,正确选择冷水机组,不仅是工程设计成功的保证,同时对系统的运行也产生长期影响。因此,冷水机组的选择是一项重要的工作。 ()选择冷水机组的考虑因素: 建筑物的用途。 各类冷水机组的性能和特征。 当地水源(包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)。 建筑物全年空调冷负荷(热负荷)的分布规律。 初投资和运行费用。 对氟利昂类制冷剂限用期限及使用替代制冷剂的可能性。 (二)冷水机组的选择注意事项: 在充分考虑上述几方面因素之后,选择冷水机组时,还应注意以下几点: 1对大型集中空调系统的冷源,宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控元件等都组装在同一框架上的冷水机组。对小型全空气调节系统,宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组。 2对有合适热源特别是有余热或废热等场所或电力缺乏的场所,宜采用吸收式冷水机组。 3制冷机组一般以选用24台为宜,中小型规模宜选用2台,较大型可选用3台,特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案,以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时,宜优先选用多机头自动联控的冷水机组。 4选择电力驱动的冷水机组时,当单机空调制冷量1163kW时,宜选用离心式;5821163kW时,宜选用离心式或螺杆式;582kW时,宜选用活塞式。 5电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数高,前者为后者的二倍以上。能耗由低到高的顺序为:离心式、螺杆式、活塞式、吸收式(国外机组螺杆式排在离心式之前)。但各类机组各有其特点,应用其所长。 6选择制冷机时应考虑其对环境的污染:一是噪声与振动,要满足周围环境的要求;二是制冷剂CFCs对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小,特别要注意CFCs的禁用时间表。在防止CFCs污染方向吸收式制冷机有着明显的优势。 7无专用机房位置或空调改造加装工程可考虑选用模块式冷水机组。5.2 冷水泵的选择5.2.1冷冻循环水泵的台数1 小型工程的两管制系统,可以用冷水泵兼作热水泵使用,但应校核冬季使用时水泵的流量、扬场和台数是否吻合。大中型工程应分别设置冷、热水泵。2 一次泵的台数,应与冷水机组的台数一对一设置,一般不设备用泵。3 二次泵台数应根据冷水泵大小、各并联环路压力损失的差异程度、使用条件和调节要求,通过技术经济比较确定。4 热水泵应根据供热系统的规模和运行调节方式确定,不应少于两台,宜设备用泵、采用变频控制。5.2.2循环水泵的流量1 一次冷水泵的流量,应为所对应冷水机组的冷水量;2 二次冷水泵的流量,应为按该区冷负荷综合最大值计算出的流量;3 计算水泵流量应附加5%10%的裕量。5.2.3冷水泵的扬程1 当采用闭式循环一次泵系统时,冷水泵扬程为管路、管件阻力、冷水机组的蒸发器和末端设备的表冷器阻力之和;2 当采用闭式循环二次泵系统时,一次冷水泵为一次管路、管件阻力、冷水机组的蒸发器阻力之和;二次泵扬程为二次管路、管件阻力及末端设备的表冷器阻力之和;3 当采用开式一次冷水系统时,冷水泵扬程除了第一点所讲的阻力外,还要加上从蓄冷水池的最低水位到末端设备之间的高差;4 当采用闭式循环系统时,热水泵的扬程为管路、管件阻力、热交换器阻力及末端的设备的空气加热器的阻力之和;5 所有系统的水泵扬程,均应对计算值附加5%10%的裕量。5.2.4空调冷水泵的选型冷冻水泵的选择是根据冷冻水的流量和最不利环路的压力损失。由估算法估算水路的阻力损失:当L200时,单位摩擦阻力损失取50mm水柱;当60L200时,单位摩擦阻力损失取50R200mm水柱;当L60时,单位摩擦阻力损失取200mm水柱。局部阻力按沿程阻力的两倍计算,按估算法可估算出水系统的阻力为39.54米水柱。初选冷冻水泵台数为2台。选择上海川园机械有限公司生产的ISW32-20-160型水泵。水泵性能参数:表5.1 水泵性能参数表型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)电机功率(KW)必要气蚀余量重量(kg)ISW32-20-16083029001.52.330第六章 风系统的设计 6.1 气流组织6.1.1气流组织要求 表6.1 气流组织比较空调类型室内温湿度参数送风温差()每小时换气次数风速(m/s)可能采用的送风方式工作区送风出口舒适性空调冬季1822夏季2428=4060送风高度不大于5米时,不宜大于10;当送风高度大于5米时,不宜大于15不宜小于5次,高大房间按其冷负荷通过计算确定冬季不应大于0.2,夏季不大于0.3与送风方式、送风类型、安装高度、室内允许风速、噪声标准等因素有关1. 侧面送风2. 散流器平送3. 孔板下送4. 条缝口下送5. 喷口或旋流风口送风工艺性空调温湿度基数根据工艺需要和卫生条件确定。室温允许波动范围如下(1)大于等于1610不小于5次(高大房间除外)0.20.5(2)小于等于0.536不小于8次(3)小于等于0.10.223不小于12次6.1.2气流组织方式1)侧面送风:a) 单侧上送下回或走廊回风b) 单侧上送上回c) 双侧上送下回2)散流器送风:a) 散流器平送,下部回风b) 散流器下送,下部回风c) 送吸式散流器上送上回3)孔板送风:a) 全面孔板下送,下部回风b) 局部孔板下送,下部回风4)喷口送风: 上送下回,送回风口布置在同侧5)条缝送风: 条缝型风口下送,下部回风6)旋流风口送风: 上送下回6.2 送风量的确定6.2.1新风量的确定:新风量的多少直接影响空调的经济性,在夏、冬季节混入的新风量越少,就越经济。但实际上,不能无限制地减少新风量,一般规定,空调系统中的新风占送风量的百分数不应低于10%。确定新风量的依据有三个因素:1. 卫生要求;2. 补充局部排风量;3. 保持空调房间的“正压”要求。在实际工程设计中,新风量为以上三种的计算方法所得的最大值。当按上述方法得出的新风量不足总风量的10%时,也按10%计算,以确保卫生和安全。6.2.2送风量的确定送风量的确定原则空调系统夏季送风状态和送风量的确定,可以在id图上进行。具体计算步骤如下: 在id图上找出室内空气状态点N; 根据计算出的室内冷负荷Q和湿负荷W计算热湿比=Q/W,再通过N点画出过程线;选取合理的送风温差(见下表),根据室温允许波动范围(即恒温精度)查取送风温差,并求出送风温度t0,画t0等温线与过程线交点O即为送风状态点;G=Q/(iNi0)=1000W/(dNd0)kg/s表6.2 送风温差表室温允许波动范围送风温差()换气次数(1/h)0.10.20.51.012336610人工冷源:15天然冷源:可能的最大值15020856.3 送风系统的设计送风系统设计的主要内容是风管的设计,而风管的设计的基本任务是:6.3.1确定风管的形状和风管的尺寸;6.3.2风管的水力计算。风管的水力计算方法较多,对于高速送风系统采用静压复得法;对于低速送风系统,大多采用等压损法和假定流速法。等压损法以单位长度风管的压力损失相等为前提,在已知总作用压力的情况下,取最长的环路或压力损失最大的环路,将总的作用压力值平均分配给风管的各个部分,再根据各部分风量和所分配的压力损失值确定风管的尺寸;假定流速法是根据噪声和风管本身的强度,并考虑到运行费用来设定,下表给出常用的风管的风速。 表6.3 风管和设备内的风速位 置推荐值(m/s)最大值(m/s)住宅公共建筑工厂住宅公共建筑工厂风机吸入口风机出口干管支管从支管上接出的风管3.5583.4.532.54.06.51056.534.533.55.0812694544.58.5463.553.2545.07.5115.5846.5467.08.5146.51159586.3.3集中式送风系统1 一层送风系统水力计算:见附录22 未列入表的风管可按上表等风量查询相应的尺寸;水力不平衡率一般不超过10%,不平衡率超过10%的在运行时采用阀门调节。二层送风系统水力计算: 见附录2三层送风系统水力计算: 见附录2四层送风系统水力计算: 见附录2五层送风系统水力计算: 见附录2六层送风系统水力计算: 见附录2以上水力计算表的风管尺寸由假定流速法确定;6.3.4新风机组的选型 新风机组的选型和组合式空气处理器的选型是一样的方法,根据风量和冷量选择合适的新风机组。6.3.5风机盘管加独立新风送风系统 风机盘管空调系统与集中式空调系统的差别在于风机盘管采用就地处理回风的方式。前者回风直接进入机组进行冷却去湿或加热处理,后者的回风通过回风管进入空调机组与新风混合后再经热湿处理送回空调房间。由于风机盘管设置在各自的空调房间里,风系统只在各自的空调房间里循环,故一般风机盘管系统没有送回风系统。 风机盘管机组新风供给方式:1 靠渗入室外空气以补给新风;2 墙洞引新风直接进入机组;3 由独立新风系统供给室内新风。本设计采用第三种新风供给方式,第一种新风供给方式虽然经济,但是室内卫生条件差;第二种新风补给方式虽然新风得到较好的保证,但随着新风负荷的变化,室内参数将直接受到影响。本设计的风机盘管的送风系统只有新风的送风系统,新风由新风机组从室外采集后经新风机组处理后送到各空调房间。6.3.6风机盘管选型 见附表6.4 卫生间的排风设计6.4.1卫生间排风的设计卫生间通风:1 公共卫生间、高层住宅卫生间、旅馆客房卫生间及大于5个喷头的淋浴间应设置机械排风机,以形成负压。2 有空调系统的旅馆客房卫生间的排风量宜按所在客房的新风量的80%90%确定。公共卫生间的排风量按每小时不小于10次的换气次数计算。3 高层建筑竖向设置卫生间排风系统时,宜在顶部设集中的总排风机,每个卫生间设排气扇,以防止各层排风量不均匀。6.4.2排风量的确定:卫生间和浴室需要排风时,一般按每小时1520次换气次数计算。本设计取每小时换气次数15次来计算卫生间的排风量。 第七章 水系统的设计7.1 各层冷冻水系统的水力计算空调水系统主要包括冷冻水系统,冷却水系统和热水系统。空调水系统可以区分为开式和闭式,两水管和四水管,同程式和异程式,上分式和下分式等,按调节方法来分,分为定流量和变流量。各种系统的特征及优缺点列于下表:表7.1 系统优缺点比较类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触1. 管道与设备的腐蚀机会少2. 不需要克服静水压力,水泵压力功率低3. 系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接简单水中含氧量高,管路与设备腐蚀机会多同程式供、回水干管中的水流方向相同;经过每个环路的长度相同1. 水量分配、调节方便2. 便于水力平衡1. 需设回程管,管道长度增加2. 初投资大异程式供、回水干管中的水流方向相反;每个环路的管段长度不同1. 不需回程管,管路简单2. 初投资少1. 水量分配、调节难2. 水力平衡难两管制制冷、供热合用一个回路管路简单,初投资少无法满足同时供冷供热三管制分别设置供冷供热管路与换热器,冷热回水管路共用能满足同时供冷供热要求有冷热损失四管制供冷供热的供回水管路分开设置能灵活实现同时供冷供热管路复杂,初投资大定流量系统的循环水量恒定,负荷变化是通过改变供回水温度来匹配系统简单,操作方便能耗大变流量系统中的供回水温度保持定值,负荷变化,改变供水量来适应节能系统复杂单式泵冷热源侧与负荷侧合用一组循环水泵系统简单,初投资少不能调节流量,不节能复式泵冷热源侧与负荷侧分别配备循环水泵可实现变流量调节,节能系统复杂,处投资大 本设计的空调水系统是闭式、同程、两管制的空调冷冻水系统。由以上的水系统比1 较表可以看出本设计的水系统的优点:2 闭式的水系统不与空气接触,设备的腐蚀机会少;3 同程式系统水量分配方便;4 两管制初投资少;5 水泵的扬程低。7.1.1水力计算的主要目的:1 确定供回水管路的管径;2 确定环路的压力损失。7.1.2管径的确定方法供回水管的管径通过流量确定,在相应管段存在相应的流量。利用推荐的流速,计算出管段的横截面积,选择相应规格的管径。流速可按下表查取:表7.2 推荐流速:管道种类推荐流速管道种类推荐流速水泵吸入管水泵出水管一般供水立管室内供水管1.22.12.43.61.53.00.93.0集管排水管接自城市供水管1.24.51.22.00.92.07.1.3供回水环路的压力损失供回水环路的压力损失来自两部分:沿程阻力损失和局部阻力损失。水在管道内流动时的阻力引起的压力损失称为沿程阻力损失;水流动时遇到局部配件,因摩擦和涡流造成的能量损失即为局部阻力损失。沿程阻力计算式: (7.1)式中: 沿程阻力,(Pa);局部阻力计算式: (7.2) 式中: 局部阻力系数。水管水力计算 见附录5新风盘管冷量风量表 见附录67.2 冷水机组的选型7.3.1制冷装置选型的一般规定1 制冷机的选择应根据制冷工质的种类、装机容量、运行工况、节能效果、环保安全以及负荷变化情况和运转调节要求等因素确定;2 风冷冷水机组宜用于干球温度较低或昼夜温差大,缺乏水源地区的中小型空调系统;3 确定制冷机组容量时,应考虑不同朝向和不同用途房间的空调峰值负荷同时出现的可能性,以及各建筑的用冷工况的不同,乘以小于1的负荷修正系数。该系数一般采用0.80.9左右;4 制冷装置和冷水系统的冷损失应根据计算确定,概略计算时按下列数值选用;氟利昂直接蒸发式系统5%10%间接式系统10%15%5 选择制冷机时,台数不宜过多,一般为24台,不考虑备用。多机头制冷机可以选用单台;a 当采用多台相同型号的制冷机时,单台容量调节的下限产冷量大于建筑的最小负荷时,应选用一台小型的制冷机来适应低负荷的需要。b 并联的冷水机组至少应选一台节能显著、自动化程度高、调节性能好的冷水机组。7.3.2制冷机组的选型本工程选用北京金万众中央空调生产的水冷螺杆式水冷机组性能参数:供冷量(kW) :127.64178名义输入功率(kW) : 25.5822制冷剂 : R22/R134a运行电流 : 802004机组外形尺寸 : -冷量调节范围 : 25%、50%、75%、100%或16.7%递增;无级调节机组重量(kg) :125014200产品特点: 选件优良。机组的关键部件大到压缩机,小到开关按钮,均采用国际知名品牌,保证机组运行高效可靠。 设计严谨。严格遵循国家标准设计,充分考虑国内世纪运行条件进行合理的系统匹配。每一部件均经过反复核算,确保系统安全可靠,尽力减少各制冷部件能量损失,提高机组效率。 安装简单。机组已在厂内完成系统管路组装和电气控制电路的安装调试,因此用户只需在现场进行外接电源和冷却水、冷冻水系统的安装,即可开始投入运行。 操作简单。由可编程序控制器为核心构成的控制系统性能优良、工作可靠。自动模式时,机组能自动开机、停机、能量调节和安全监测,自动化程度高,保证在无人操作的情况下,正常安全运行。手动模式下,通过操作面板,实现机组的可控可调,为专用人员的现场调试检修提供方便。机组配有触摸屏,方便人机对话和运行状况实时监控。根据用户要求可在控制器上配置RS-485通讯接口,实现机组的远程控制和集中实时监控,使机组适合为智能大厦服务。 性能卓越。高效的压缩机、换热器和优良的配件以及合理的匹配设计,保证机组高效节能运行。程序控制器自动均衡各台压缩机的运行时间,使各台压缩机磨损相近,延长机组使用寿命。用户可根据需要设定冷冻水出水温度,控制器根据冷冻水出水温度自动控制压缩机的卸载和启停数目,调节能量输出,满足不同负荷要求,保证机组的合理效率,节能省电,具有良好的经济效益。 安全可靠。机组配备先进的微电脑处理模块,运行时逐台卸载启动,降低启动电流,避免对电网的冲击,增强了电网的安全性。同时机组具有完备的多项自动保护装置。进口螺杆压缩机应用先进的INT69VSY-11保护模块,自动完成压缩机电机的超欠压、缺相、逆向、过载、绕阻过热以及压缩机排气温度过高等保护。随即配有水流量开关,保证当冷冻水或冷却水流量不足时,机组停机保护。另设有系统高低压保护开关和蒸发器防冻保护程序,大大增强了机组在低温区的运行可靠性。 结构紧凑。机组采用高效传热管,保证换热效率良好,并且采用高效的半封闭螺杆压缩机,因而机组结构紧凑、体积小、重量轻、安装位置效等特点。半封闭螺杆压缩机对湿工况不敏感,扩大了机组运行范围。半封闭螺杆压缩机运动部件少、低磨损、连续压缩、压力波动小,使机组具有噪音低、震动小的特点,运行平衡,维持间隔期长,长期安全可靠运行,使用寿命长。、7.3 冷却水系统7.3.1冷却塔制冷机冷器冷却水通过冷却塔,将热量散发给大气,并保持冷却水系统的正常循环,为此,管路系统布置时应注意几点:1 冷却塔下方不另设水池时,冷却塔应自带盛水盘。盛水盘应有一定的盛水量,并设有自动控制的补水管、溢水管和排污管。2 多台冷却塔并联时,为防止并联管路阻力不均衡,水量分配不均匀,以致不能发挥每个冷却塔的冷却效率以及水池的漏流现象,各进水管上要设阀门,借以调节进水量;同时在各冷却塔的底池之间,用与进水干管相同管径的均压管连接;3 为使各冷却塔的出水量均衡,出水干管宜采用比进水干管大2号的集管,并用45弯管与冷却塔各出水管连接。1)冷却塔的设置1 冷却塔设置位置应通风良好,避免气流短路及建筑物高温高湿排气或非洁净气流的影响;2 塔台数宜按制冷机台数一一匹配设计;3 冷却塔并联使用时,积水盘下应设连通管,或进出水管上均设电动两通阀;4 冷却塔组合在一起,使用同一积水盘时,各并联塔之间风室应做隔断措施。1)冷却塔冷却水量: (7.3)式中Q冷却塔排走的热量;压缩式制冷机,取制冷机负荷的1.3倍; 水的比热容,常温时等于4.1868 冷却塔的进、出水温度;压缩式制冷机取45。冷却塔冷却水量:qm=117*1.3/4.18*4=9.2 (m3/h)选用1台康明冷却塔:型号 CDBNL3-12CDBNL3-12的设计工况:进水温度37出水温度32湿球温度26.3干球温度33.6
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