空调课程设计说明书8

-供暖课程设计说明书题 目：*市*办公楼供暖系统设计指导老师： 伟 捷 设 计 者： 学 文 设计日期： 2014年7月 目 录第一章 工程概述第二章 原始资料 2.1 室外气象参数2.2 室内气象参数2.3 围护结构热工参数第三章 负荷计算 3.1 空调房间设计条件 3.2 冷负荷计算 3.3 热负荷计算 3.4 负荷计算内容3.5 负荷汇总3.6 负荷逐时波动图第四章 空调系统方案的确定4.1 空调系统的比较 4.2 空调系统的确定第五章 送风量和新风量的确定5.1 送风量确定5.2 新风量确定第六章气流组织的设计与运算 6.1 室内气流组织 6.2 送风口形式6.3 回风口形式6.4 气流组织的设计与运算第七章 风管、水管水力计算 7.1 风管的水力计算 7.1.1 空调系统的风管布置 7.1.2 风管水力计算 7.2 水管的水力计算 7.2.1 供、回水管的水力计算 7.2.2 凝水管设计 第八章 系统选型 8.1 冷热源选择 8.2.1 冷源选择 8.2.2 热源选择 8.2 风机盘管的选择 8.3 新风机组选择 8.4 空调机组选择 8.5 冷水机组选择 8.6 水泵的选择 8.6.1 冷冻水泵的选择 8.6.2 冷却水泵的选择 8.6.3 水泵配管布置 8.7 冷却塔的选择 第九章 全年运行工况分析 9.1 空调系统的全年运行 9.2空调系统的调控策略 9.2.1 集散型系统能量管理和控制程序 9.2.2 风机盘管自动控制系统 9.2.3 新风机组自动控制系统 9.2.4 空调机组自动控制系统参考文献附表 附表一：各房间负荷明细表 附表二：各层负荷统计表 附表三：风量计算表 附表四：气流组织计算表 附表五：一楼风管水力计算表 附表六：一楼风管水力分析表 附表七：九层风机盘管选型表 附表八：九层水管水力计算表 附表九：新风系统水力计算与环路分析表第一章 工程概况本设计任务系以*市*税务办公楼为对象的空调系统设计，该办公楼总建筑面积14600平方米，空调面积10435平方米。地上9层，地下1层为地下车库（含人防建筑），建筑高度34.6m，其中地下1层层高4.8m，地上1层层高5m，2层到9层层高3.7m。空调室内冷负荷904.6KW，新风冷负荷598.2KW，总冷负荷1502.8KW ，冷负荷指标为144.0 W/m2 ，夏季总湿负荷为736.9Kg/h ，总热负荷 589.9KW ，热负荷指标为 56.5 W/m2 ，冬季总湿负荷为 -358.4Kg/h （需加湿）。本空调系统为舒适性空调系统，采用全空气系统与空气水系统相结合的空调形式，其冷热源为风冷热泵机组。空调技术的发展，不仅要在能源利用、能量的节约和回收、能量转换和传递设备性能的改进，系统的技术经济分析和优化以及计算机控制等方面继续研究和开发，而且要进一步创造适宜于人类工作和生活的内部环境。第二章 原始资料2.1室外气象参数查文献【1】表3.2-1得*市室外计算参数：夏季：空调室外计算干球温度35.7 ； 历年平均不保证50小时湿球温度28.5； 空调室外计算相对湿度62%； 室外风速2.2m/s； 大气压力100.05kPa。冬季：供暖室外计算温度-1； 空调室外计算干球温度-4 ； 空调室外计算相对湿度77%； 室外风速 3.6m/s； 大气压力 102.09kPa。2.2 室内设计参数表2.1 夏季室内设计参数房间名称室内温度tN （oC）室内湿度N (%)新风量（m3/h人）办税大厅2616025办税柜台2616025办公室2616030会议室2616020接待室2616030保安宿舍2616030视频控制室2616030局长室2616050副局长室2616050主任科员办公室2616050表2.2 冬季室内设计参数房间名称室内温度tN （OC）室内湿度N(%)新风量（m3/h人）办税大厅2015025办税柜台2015025办公室2015030会议室2015020接待室2015030保安宿舍2015030视频控制室2015030局长室2015050副局长室2015050主任科员办公室20150502.3围护结构的热工参数根据原始资料围护结构的热工参数见下表：表2.3 围护结构热工参数表围护结构名称围护结构构造传热系数K（W/m2 oC）外墙石灰砂浆 + 黏土实心砖墙一砖半（370mm）1.49玻璃幕墙6钢 + 9A + 6钢3.01内墙内外抹面（各20mm）+ 一砖墙（240mm）1.97外窗单层塑钢窗4.70外门木（塑料）框双层玻璃门2.50内门木（塑料）框单层实体门3.35屋面预制，总厚度260mm0.62第三章 负荷计算3.1 空调房间设计条件本次活动中心空调设计为舒适性空调。室内设计参数见表2.1。3.2冷负荷计算（1）外墙和屋面的冷负荷计算在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式进行计算：Qc( )= AK(tc( ) + td ) kak td （3-1）式中： Qc( ) 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； K 外墙和屋面的传热系数，W / m2 C ，可根据外墙和屋面的不同构造由文献【1】10附录 2-2和附录 2-3中查得； A 外墙和屋面的计算面积，m2 ； tc( ) 外墙和屋面计算温度的逐时值，可根据外墙和屋面的不同类型分 通空调附录 2-4和附录 2-5中查得； ka 外表面放热系数修正值，在文献【1】表 2-8中查得； k 吸热系数修正值, 在文献【1】表 2-9中查得； td 地点修整值，根据设计地点可由文献【1】附录 2-6中查得； tR 室内计算温度, ，根据设计要求取值。（2）外玻璃窗瞬时传热下的冷负荷在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计 算： Q c()= cw AwKw (tc( ) + td tR ) （3-2） 式中： cw 窗框修正系数，可由文献【1】附录 2-9中查得； Qc( ) 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； Aw 窗口面积，m2 ； Kw 外玻璃窗传热系数，W m2 C ，可由文献【1】附录 2-7和附录 2-8中查得； tc( ) 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值， C，可由暖通空 调附录2-10中 查得； td 地点修正系数，可由文献【1】附录 2-11中查得；（3）外玻璃窗日射得热引起的冷负荷玻璃窗日射得热引起的冷负荷，其计算式可用 下面公式： Qc( ) = Ca Cs Ci Aw CLQ Djma* （3-3）式中： c( ) 外玻璃窗日射得热引起的冷负荷； Ca 有效面积系数，可由文献【1】附录 2-15中查得； Cs 窗玻璃的遮阳系数， 可由文献【1】附录 2-13中查得； Ci 窗内遮阳设施的遮阳系数，可由文献【1】附录 2-14中查得； Aw 窗口面积， m2 CLQ 窗玻璃冷负荷系数，无因次， 可由文献【1】附录 2-16至附录2-19中查的 Djma* 日射得热因子最大值，W，可由文献【1】附录 2-12查得；（4）设备散热形成的冷负荷计算设备及其用电器都放在室内，主要是一些电脑、电视机等。由于都是些电子设备，由文献【1】，使用下面公式：Qc(t) = 1000CLQn1n2 n3 N/ （3-4）式中： CLQ 设备和用具显热散热冷负荷系数，可由文献【1】附录2-20和附录2-21查得 N 电动设备的安装功率， kW； 电动机效率； n1 利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取0.70.9，可用于反映安装功率的利用程度； n2 电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设计最大实耗功率之比，对计算机可取 1.0，一 般仪表取0.50.9； n3 同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.50.8。（5）照明散热形成的冷负荷计算根据文献【1】灯具的冷负荷计算公式： Qc( ) = 1000n1n2 NCLQ （3-5）式中： c( )灯具散热形成的冷负荷，W； N 照明灯具所需功率， kW，根据酒店的设计要求确定； 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n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器装高在顶棚时，可取 n1=1.0； n2 灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔(下部为玻璃板)， 利用自然通风散热于顶棚内时，取n2 =0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者n2= 0.60.8； CLQ照明散热冷负荷系数，可由文献【1】附录 2-22查得。 （6）人体显热形成的冷负荷计算 室内人员显热散热形成的冷负荷，其计算公式为： Q c( )= qSnCLQ （3-6）式中：Q c( ) 人体显热散热形成的冷负荷，W； qs 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，可由文献【1】 表2-13查得； n 室内全部人数； 群集系数，可由文献【1】表 2-12查得； CLQ 人体显热散热冷负荷系数，可由文献【1】附录 2-23查得。 （7）人体潜热形成的冷负荷的计算人体潜热散热形成冷负荷，其计算公式： Q c( )= qln （3-7）式中 : Qc( ) 人体潜热散热形成的冷负荷， W；ql 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量， W，可由文献【1】表2-13查得；n 室内全部人数； 群集系数，可由文献【1】表 2-12查得。（8）内围护结构的冷负荷计算 通过内墙和楼板的温差传热而产生的冷负荷采用下式计算冷负荷： Qc() = k jAj (t.m + ta tR ) （3-8）式中 ：kj 内围护结构的传热系数，W/m2 C ； Aj 内围护结构的面积, m2 t.m 夏季空调室外计算日平均温度，； ta 附加温升，可由文献【1】表 2-10选取。（9）新风冷负荷计算新风Gw进入系统时的焓为iw，排除时焓为in，这部分冷量称为新风冷负荷，可按下式计算： Qq = mdGw ( iw in ) /3.6 （3-9）式中：md 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度 ; Gw 新风量，m3/h； iw 夏季室外计算参数时的焓值，kJ/kg； in 室内空气的焓值，kJ/kg。（10）人体湿负荷计算 人体湿负荷可按下式计算：Mw=0.278ng10-6 （3-10）式中: Mw 人体散湿量 ，kg/ s; G 成年男子的小时散湿量，g/h，可由文献【1】表2-13 查得； n 人数 群集系数，可由文献【1】表2-12 查得。 （11）新风湿负荷计算 新风湿负荷按下式计算： Mq = mdGw (dw dn）/3600 （3-11）式中：md 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度； Gw 新风量，m3/h； dw 夏季空调房间室外计算参数时的含湿量g/kg； dn 室内空气的含湿量，g/kg。3.3热负荷计算（1）围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量按下式计算： Qj = Aj Kj ( tR to.w ) a （3-12）式中：Qj j部分围护结构的基本耗热量,W ； Aj j部分围护结构的表面积，m2; Kj j部分围护结构的传热系数，W/(m2 .oC) ； tR 冬季室内计算温度， oC ； to.w 空调室外计算温度 ，oC ； a 围护结构的修正系数，见文献【1】表2-4 ；但是，在已知冷侧温度或用平衡法能计算出冷侧温度时，可直接用冷侧温度代入，不用进行a 值修正。（2）空调新风热负荷 空调新风热负荷按下式计算： Qh= md Gw cp (tR to) / 3.6 （3-13）式中：md 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，kg/m3; Gw 新风量，m3/h； cp空气的定压比热，取1.005KJ/(kg.oC) ； to冬季空调室外空气计算温度，oC； tR冬季空调室内空气计算温度，oC。（4）围护结构附加耗热量朝向修正率北、东北、西北朝向 ： 0 10%东、西朝向 ： -5%东南、西南朝向： -10% -15%南向： -15% -30%风力附加率在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加 5% 10% 。外门附加率公共建筑或生产厂房的主要出入口 500%民用建筑或工厂的辅助建筑物，当其楼层为n时:有两个门斗的三层外门 60n%有门斗的双层外门 80n%无门斗的单层外门 65n%高度附加率 当民用建筑和工业企业辅助建筑的房间净高超过4m时，每增加1m，附加率2%，但最大不超过15%。3.4负荷计算内容 现仅以消防控制室106为例计算说明，其他房间负荷见附表2 。106房间的围护结构有： 北外墙 ：砖墙，面积32.88m2; 北外窗 ： 单层塑钢窗，面积3.92m2; 北外门 ：木（塑料）框双层玻璃门，面积3.8m2; 内墙 ： 砖墙，面积112.1 m2; 内门 ：木（塑料）框单层实体门，面积3.2 m2。由于室内压力大于室外大气压，故无需考虑新风渗透引起的冷热负荷。邻室为空调房间，无内墙传热引起的负荷。负荷详细计算内容如下。表3.1 北外墙冷负荷（按3-1式）(取Ka=1.0 ,Kp = 0.90)表3.2 北外窗瞬时传热冷负荷（按3-2式）(取Cw =1.0)表3.3 北外窗日射得热冷负荷（按3-3式）(取Ca = 0.85, Cs=1.0)表3.4 照明散热冷负荷（按3-5式）(N=2.1kw,取n1=1.2,n2=1.0)表3.5 设备散热冷负荷（按3-4式）(n1=0.8,n2=1.0,n3=0.8,=0.86)表3.6 人员散热冷负荷（按3-6,3-7式）(取qs=60.5,=0.92,q=73.3)表3.7 室内逐时冷负荷汇总表夏季新风冷负荷（按39式） 查焓湿图得：iw = 93.8kJ/kg , in =58.2 kJ/kg , 取 md =1.2kg/m3 , Gw =150m3/h Qq = 1.2150（93.8 58.2）/ 3.6 = 1780W夏季室内湿负荷（按3-10式） 取 n =5 , = 0.89 , g = 68g/h Mw=0.27850.896810-6 = 0.084 g/s 夏季新风湿负荷（按3-11式） 查焓湿图得：dw = 22.2 g/kg , dn =12.6 g/kg , Qq = 1.2150( 22.2 12.6 )/3600 = 0.48 g/s 冬季热负荷包括：围护结构的耗热量和由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量（空调房间不计冷风渗透耗热量）表3.8 室内热负荷计算表（按3-12式，a=1.0）冬季新风热负荷（按3-13式）Qh= 1.21501.005（20+4）/ 3.6 = 1206 W3.5负荷汇总现将各房间的总的冷负荷按最大值进行汇总，详见附表二。3.6负荷逐时波动图现将各种负荷随时间变化的趋势示于图3.1中。图3.1 负荷曲线图上图显示，负荷最大时刻出现在17时。第四章 空调系统方案的确定4.1空调系统的比较为了能够选择更为合适的空调系统形式，先对各种空调系统做一了解。由于集中式一次回风系统、风机盘管加独立新风以及分散式空调系统较为常用，所以本设计中的空调方式就通过比较这三种系统来确定。（1） 三种空调系统适用条件和使用特点各种空调系统的适用条件和使用特点见表4.1。表4.1 三种空调系统的适用条件和使用特点空调系统适用条件使用特点集中式（一次回风）1. 房间面积大或多层、多室而热湿负荷变化情况类似；2. 新风量变化大；3. 全年多工况节能。1. 可利用较大送风温差送风；2. 室内散湿量较大。半集中式（风机盘管）1. 房间面积大但风管不易布置；2. 多层多室层高较低，热湿负荷不一致或参数要求不同；3. 要求调节风量。1. 空调房间较多，房间较小，且各房间要求单独调节温度；2. 空调房间面积较大但主风管敷设困难。分散式1. 各房间工作班次和参数要求不同且面积较小；2. 空调房间布置分散。1. 无水系统和机房；2. 可以分户控制，利于单独计费。（2） 三种空调系统的比较现将集中式空调系统、单元式空调器、风机盘管空调系统对比如表4.2。表4.2常用空调系统比较比较项目集中式空调系统单元式空调器风机盘管空调系统设备布置与机房机房面积较大，层高较高。1. 设备成套、紧凑，可以安装在房间内，也可以安装在空调机房；2. 空调机房面积较小，机房层高较低；3. 机组分散布置，敷设各种管线较麻烦。1. 只需要新风空调机房，机房面积小；2. 机组分散布置，敷设各种管线较麻烦。风管系统1. 空调送回风管系统复杂，占用空间多，布置困难；2. 支风管和风口较多时不易调节风量。1. 系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易达到均匀；2. 小型机组余压小，又是难于满足风管布置和必需的新风量。1. 放在室内时，有时不接送、回风管；2. 当和新风系统联合使用时，新风管较小。节能与经济性1. 可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，减少冷水机组运行时间；2. 对于热湿负荷变化不一致或是室内参数不同的房间，室内温湿度不易控制且不经济；3. 部分房间停止工作部需空调时，整个空调系统仍要运行，不经济。1. 不能实现全年多工况节能运行调节，大多用电加热，耗能大；2. 灵活性大，各空调房间可根据需要停开。1. 灵活性大，节能效果好，可根据各室负荷情况自行调节；2. 盘管冬夏兼用，内壁容易结垢，降低传热效率；3. 无法实现全年多工况节能运行调节。使用寿命使用寿命长使用寿命短使用寿命长安装设备与风管的安装工作量大，周期长。1. 安装投产快；2. 对旧建筑改造和工艺的变更的适应性强。安装投产快，介于集中式空调系统和单元式空调器之间。温湿控制可以严格地控制室内温度和相对湿度。对室内温度要求较低，室外湿球温度较高、新风量要求较多时，较难满足。对室内温湿度要求较严时，难于满足。4.2空调系统的确定 由表4.1和4.2可知，本建筑一二三层应该选用集中式空调系统（又称全空气系统），四层到九层选用半集中式空调系统。在半集中式空调系统中，风机盘管加独立新风系统应用广泛，比较优越，故四层到九层采用风机盘管加独立新风系统。第五章送风量和新风量的确定5.1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：（5-1）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，也能确定送风状态点，从而算出送风量。现以消防控制室106（夏季）为例计算说明。一楼风系统热湿比 = Q/ Mw =124690.9/27.4= 4555.8kJ/kg 。室内状态N： tN =26 oC , N =60 % , iN =59.27 kJ/kg在焓湿图上作出N点，与线，如下图。发现在露点送风状态远大于10 oC温差，选择送风温差为10oC，16oC等温线与焦点即为送风状态。此时送风状态S: tN =16oC , N =67.7 % , is =36.0 kJ/kg 注：图中，N为室内状态点，1为热湿比线，S1为送风状态点一楼总送风量 Gs，=124690.9/(59.2736.0)=5358.4 g/s = 17336.7 m3/h106房间送风量 Gs =8109.7/( 59.27 36.0) =348.5g/s = 1103.9m3/h其他房间风量计算方法与106室基本相同，若楼层的热湿比合适，满足在送风温差内的露点送风，则采用露点送风状态；若楼层热湿比较小，无法在10 oC温差内达到露点送风的状态，这时需要采用10 oC温差送风（需再热）。各房间送风量详见附表三。5.2 新风量的确定确定新风量要考虑三个因素：(1) 卫生要求在人长期停留的空调房间内，新鲜空气的多少对人体健康有直接影响。人体总要不断的吸入氧气，呼出二氧化碳。在实际工作中，一般可按规定确定：不论每人占房间体积多少，新风量按大于等于30m3/h/人采用。对于人员密集的建筑物，如采用空调的体育馆、会场，每人每空间较少，为不到10m3/h/人，但停留时间较短，分为吸烟和不吸烟的情况，新风量以715m3/h/人计算。由于这类建筑物按此确定的新风量占总风量的百分比可能达到3040，从而冷量很大，所以在确定新风量时应十分慎重。(2) 新风量必须满足送风量的10。(3) 保持空调房间的正压所需的渗透风量和局部排风量一般情况下正压在510Pa即可满足要求，过大的正压不但没有必要，而且降低了系统运行的经济性。由上所述，新风量为上述三者最大的一个。（4）新风量的计算采用的计算方法如下：根据卫生要求： 新风量=人数满足卫生要求所需新风量最小新风比为：10% 新风量=送风量最小新风比保持室内正压所需的新风量：新风量=房间体积保证室内正压所需的换气次数（5）最小新风量G O的确定 本办公楼对新风量要求主要以人员卫生为主，且由工程经验知，满足卫生要求的新风量总能满足其他要求，故选G O = G O1。 各个房间的新风量详见附表三。. z.-第六章 气流组织设计与运算6.1 室内气流组织气流组织，就是在是空调房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过净化和热湿处理的空气，由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热和余湿，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和结净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。气流组织的形式有多种多样，需要结合建筑结构的特点及工艺设备布置等条件合理选择。依照送、回风口位置的相互关系和气流方向，可分为：侧送侧回、上送下回、中送上下回、下送上回及上送上回。 a) 侧送侧回 可以布置成单侧送单侧回和双侧送双侧回。 侧送侧回的送、回风口都布置在房间的侧墙上。 侧送侧回气流已与房间空气进行了比较充沛的混合，侧送侧回的送风射流在达到工作区之前。速度场和温度场都趋于均匀和稳定，因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性。此外，侧送侧回的射流射程比较长，射流能得到充分衰减，可以加大送风温差。侧送风不占用顶棚位置。可方便顶棚部位的艺术装饰，不会因为有风口而影响装修的整体效果。是工程中用得较多流组织形式之一。 b) 上送下回 送风口布置于房间的上部，回风口则置于房间的下部。此方式的送风气流在进入工作区前就已经与室内空气充分混合，易于形成均匀的温度场和速度场，且能有较大的送风温差，从而降低送风量，是基本的气流组织形式。 c) 中送上、下回 *些高大空间的空调房间，为减少送风量，降低能耗，房间高度上的中部位置采用侧送风口或喷口送风，将房间下部作为空调区，上部作为非空调区，其上部和下部所要求的温差比较大。回风口设置在房间的下部。为及时排走上部非空调区的余热，可在顶部设置排风装置。 d) 下送上回 回风口布置在上部，这种形式的特点，一是能使新鲜空气首先通过工作区；二是由于是顶部回风，房间上部余热可以不进入工作区而被直接排走。故对于室内余热量大，特别是热源又靠近顶棚的场所，如大型计算机房 , 这种形式的送风口布置在下部。电讯自动交换中心等，最适合于采用这种气流组织形式。e) 上送上回 送、回风口都明装布置在房间上部。对于那些因各种原因不能在房间下部布置回风口的场所，上送上回是相当合适的，但应注意控制好送、回风的速度 , 这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起。以防止气流短路。综合考虑本空调系统，应以管道的安装布置为主要因素进行设计，故选用上送上回的送风方式。6.2 送风口形式送风口及其紊流系数对射流的扩散及空间内气流流型的形式有直接影响。因此，在设计气流组织时，根据空调精度，气流形式，送风口安装位置以及建筑内装修的艺术配合等要求选择不同形式的风口。风口的形式多样，大致分为侧送风口、散流器、孔板送风口、喷射式送风口与旋流式送风口五种。本设计送风口一律选用散流器送风。散流器是安装在顶棚上的送风口，其送风气流形式有平送和下送两种。工作区总是处于回流区，只是送风射流和回流的射程较短。散流器下送的方式，空气由散流器送出时，通常沿着顶棚和墙面形成贴附射流，射流扩散较好，速度场和温度场都很均匀。 基于上述情况，散流器平送适合本设计的要求。6.3 回风口形式回风口的流场对房间的气流组织影响较小，因而它的形式也比较简单，本设计中选用百叶作为回风口，回风口风速为4m/s。6.4 气流组织的设计与计算以消防控制室106为例说明：布置散流器106室内长宽高 = 8.8m8.1m4.4m ,将房间按长度宽度方向分别分为2等份，即房间分为长宽 = 4.4m4.05m的四个小区，将散流器布置在小区中央，如图所示（白色区域为散流器）。初选散流器 选用圆形下送型散流器，层高较高，按颈部风速4.5m/s选风口。房间送风量Gs = 1103.9m3/h=0.307 m3/s，则颈部直径为:d=20.307/(44.53.14) =146.7mm选择FK-8-15#圆形散流器(*三燕)，颈部直径为154mm。实际颈部风速为: v= 0.307/（3.140.1542）= 4.12m/s散流器实际出口面积约为颈部面积的90%，出口风速为： v = 4.12/90% = 4.58m/s求射流末端速度为0.5m/s的射程，即： *= 1.44.58(3.140.1542/4)1/2 / (0.50.91/2) -0.07= 1.84m计算室内平均风速（等温射流）： vm = 0.3811.84/(4.22/4+4.42)1/2 = 0.14m/s 送冷风时，室内风速为0.17m/s ；送热风时，室内平均风速为0.11m/s。 所选散流器符合要求。 其他房间气流组织设计计算详见附表四。 第七章 风管、水管水力计算7.1风管的水力计算7.1.1空调系统的风管布置风管是中央空调系统必不可少的重要组成。空调送风和回风、排风、新风供给，正压防烟送风，机械排烟系统均要用到风管。风管系统的设计正确与否，关系到整个空调系统的造价、运行的经济性以及运行效果。风管系统的设计的基本任务是：布置合理的管线；经济合理的确定风管的形状及各段截面的尺寸，以保证实际风量符合设计的要求；并计算系统的总阻力。本系统的风管计算采用假定流速法。风管用镀锌钢板制作，布置时应注意整齐，美观和便于维修、测试，应与其他管道统一考虑，以防止冷热源管道之间的不利影响，设计时应考虑各管道的装拆方便；布置时应还尽量使排（回）风口与送风口远离，送风口应尽量放在排风口的上风侧；为避免吸入室外地面灰尘，送风口底部应距地面不宜低于2m。风管干管流速取614m/s，支管取28m/s来确定管径(参见文献【1】)。风管的形式很多，一般采用圆形或矩形风管。圆形风管强度大，耗材料少，但是占用有效空间大，不易布置的美观，常用于暗装。矩形风管占用的有效空间小，易于布置，明装美观，弯头及三通等部件的尺寸较圆形风管的部件小，且容易加工，使用较多，故本设计空调系统中采用矩形风管。7.1.2风管的水力计算通风管道的水力计算是在系统和设备布置，风管材料，各送风点的位置和风量均以确定的基础上进行的。其主要目的是,确定各管段的断面尺寸和阻力，保证系统内达到要求的风量分配，最后确定风机的型号和动力消耗。（1）风管设计的基本任务1.确定风管的形状和选择风管的尺寸。2.计算风管的沿程阻力和局部阻力。3.与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算。（2） 风管水力计算方法:假定流速法计算步骤：1.绘制空调系统轴测图,并对各段风管进行编号,标注风量和长度。2.确定风管内的合理流速。3.根据各风管的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸,计算沿程阻力和局部阻力。4.与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算。为了保证各送、排风点达到预期的风量，必须进行阻力平衡计算。一般的空调系统要求并联管路之间的不平衡率应不超过15%。若超出上述规定，则应采用下面几种方法使其阻力平衡。a.在风量不变的情况下，调整支管管径；b.在支管断面尺寸不变情况下，适当调整支管风量；c.阀门调节。（3） 计算系统的总阻力。沿程阻力的计算公式: （7-1）式中：Rm单位长度的比摩阻， Pa/mL管长，m局部阻力的计算公式: （7-2）式中 ：Z局部阻力，Pa；局部阻力系数；v与对应的风道断面平均速度,m/s。（4） 风管阻力计算（5）计算实例现以一层全空气系统为例说明风管的设计计算过程。 一层的送风管布置示意图如图7-1所示：图7-1 一层送风管布置示意图 对各管段编号如图。 选通过管段0-1-2-3-4-5-6-7-8-9的环路，为最不利环路 现取管段9为例说明，其他管段见附表五。管段9的流量为236.02m3/h,假定流速为4.5m/s ，则管段面积为：236.02/3600/4.5 = 0.01457 m2 将其规格化为120mm120mm 。则实际流速为: 236.02/3600/0.12/0.12 = 4.55 m/s. 现取管段9为例说明，其他管段见附表五。管段9长l =2.19m,查比摩阻线算图知Rm =2.64Pa/m ,则摩擦阻力为： 2.192.64 =5.77Pa 管段9的局部阻力系数为：一个散流器风口，=1.28，一个矩形分流三通旁通管，=0.25。=1.28+0.25=1.53,则局部阻力为： 1.531.174.552/2 = 18.57 Pa则总阻力为 5.77+18.57=24.34 Pa 。最不利环路的阻力为183.66 Pa。 通过改变管径平衡各管路的阻力，结果见附表五。最不平衡环路的不平衡率为11.98%（见附表六），小于15%，符合工程规定。对于风管节点不平衡率较大处可在系统运行时，通过调节风阀来到达要求。7.2水管的水力计算7.2.1 供、回水管的水力计算在空调水系统中，常用水管的管材有焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管及PVC塑料管几种。镀锌钢管与无缝钢管通常用于空调冷、热水及冷却水系统。镀锌钢管的特点是不易生锈，对于空调冷凝水管来说是比较合适的。 综合各方面因素，在本设计中，水管均采用镀锌钢管。1）管径的确定： （7-3）式中：Mw水流量，m3/sV水流速，m/s 2）沿程阻力: （7-4）式中：R单位长度的沿程阻力,又称比摩阻,，Pa/m L管段长度，m3）局部阻力: （7-5） 式中：-局部阻力系数-水的密度，1000 m3/s V水流速,m/s运用假定流速法进行水力计算，确定出管径后计算沿程损失与局部损失。现以九层水管设计为例说明设计过程。九层水管平面布置如图7-2所示。图7-2 九层水管平面布置示意图 对各段水管编号，如图7-2，总体分为供水管、回水管和设备管段； 由于是同程式管路，随意假定最不利管路，现取通过设备E1的环路为最不利环路。 把每个房间的冷负荷转换成水量，E1设备承担冷负荷为5213.77W，水的流量为：3.65213.77/4.2 (12 -7) = 896.61 kg/h假定水流速为0.5m/s，水管管径为： 100896.61/(9999.733.140.5) =25.2mm管径规格化，为25mm，则实际管内流速为： 104896.61/ (9999.733.14252) = 0.435m/s E1设备段管长为6.31m，比摩阻为143.53 Pa/m，则管段摩擦阻力为：6.31143.53 =905.63 Pa局部阻力系数为9.6（可通过改变阀门开度调节），则局部阻力为：9.6999.730.4352/2 =1902.17 Pa查样本知E1段设备（SLR-600）水阻为26480 Pa，则E1段总阻力为：905.63+1902.17+26480=29287.8 Pa按此方法分别计算各个管段阻力，见附表七，然后按E1环路所经过管段将阻力相加，最后得该环路总阻力为52468.08 Pa 分别计算各环路阻力，见附表八。知最不利环路为环路2。环路最不平衡率为19.3%，大于15%，可在运行时改变阀门来调节。7.2.2凝水管设计风机盘管、新风机组在运行过程中产生的冷凝水由冷凝水管排出。风机盘管的凝结水都是自流排出的,凝水盘很浅,排水余压很小,因而要做好排水管的坡度,以防排水不畅凝水溢出,湿损吊顶装修。排放凝结水的管路的系统设计中，应注意以下几点：（1）风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，应保持不小于0.002的坡度，且不允许有积水部位；（2）冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。采用聚乙烯塑料管时，一般可以不加防止二次结露的保温层，但采用镀锌钢管时应设置保温层。（3）冷凝水管的公称直径D（mm）,一般情况下可以按照机组的冷负荷Q（kW），按照下列数据近似选定冷凝水管的公称直径：Q7KW，DN=20mm; Q=7.1-17.6KW, DN=25mm; Q=17.7-100KW, DN=32mm; Q=101-176KW, DN=40mm; Q=177-598KW, DN=50mm; Q=599-1055KW, DN=80mm; Q=1056-1512KW, DN=100mm; Q=1513-12462KW, DN=125mm; Q12462KW, DN=150mm. 本设计中冷凝管沿水流方向保持0.3的坡度，且保证没有积水部位，就近排入卫生间地漏。在实际应用过程中，若冷凝水盘处于机组的负压段，凝水盘出口处应设置出口与大气相通的水封，其高度比凝水盘处的负压大50左右。连接到设备冷凝水管的尺寸由设备决定。一般情况下，每1kw的冷负荷每小时约产生0.4kw左右的冷凝水，在潜热负荷较高的情况下，每1kw冷负荷约产生0.8kw的冷凝水。在本设计中，采用了根据机组的冷负荷，按上述（3）数据近似选定冷凝水的公称直径。本设计每个机组的冷负荷均小于7KW，故都选用DN20 冷凝水管。. z.-第八章系统选型8.1冷热源选择8.1.1冷源选择在本设计中冷媒（又称制冷剂）选择氢氯氟烃（简称HCFC）类，采用HCFC类冷媒是综合各方面因数来决定的，这些因数除有关于冷媒本身的技术要求外，还有环境保护如大气臭氧层保护、国家能源政策、建筑所在地的区域、经济技术合理性等等。 8.1.2热源选择本设计采用的是热水作为空调系统的热源，热水是高层民用建筑空调所用热源中使用最广泛的一种，首先，热水在使用的安全方面比蒸汽优越，其次，热水与空调冷水的性质基本相同，传热比较稳定。在空调机组中，许多时候采用冷、热盘管合用的方式，以减少空调机组及系统的造价，热水能较好的满足此种方式而蒸汽盘管通常不能与冷水盘管合用，再一点就是，热水使用时，不像蒸汽系统哪样需要许多的附件，也给运行管理及维护带来了一定的方便。本设计中选择板式换热器作为冬季供热时的热交换器，因为它具有结构紧凑、占地面积小、传热效率高、操作*围灵活性大、应用*围广、热阻力损失小、使用安装清洗方便、投资成本低等优点。8.2风机盘管的选择风机盘管机组是空调机组的末端机组之一,就是将通风机、换热器及过滤器等组成一体的空气调节设备。机组一般分为立式和卧式两种,可以按室内安装位置选定,同时根据室内装修要求可做成明装或暗装。风机盘管通常与冷水机组(夏)或热水机组(冬)组成一个供冷或供热系统。风机盘管是分散安装在每一个需要空调的房间内。风机盘管机组中风机不断循环所在房间内的空气，使空气通过供冷水或供热水的换热器被冷却或加热，以保持房间内温度。在风机吸风口外设有空气过滤器，用以过滤被吸入空气中的尘埃，一方面改善房间的卫生条件，另一方面也保护了换热器不被尘埃所堵塞。换热器在夏季可以除去房间的湿气，维持房间的一定相对湿度。换热器表面的凝结水滴入接水盘内，然后通过凝水管不断地被排入下水道中。采用方案为：如下图将新风O处理到机器露点D，而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑维护结构冷负荷。风机盘管将室内风处理到F点，与新风混合到M点。MR为处理后的空气送入室内的状态变化过程。新风比总风量新风量30风机盘管的风量风机盘管的冷负荷本设计中风机盘管主要根据各房间的冷量、风量及中档风速选型原则作为参考来选择风盘型号，具体型号见附表七。8.3新风机组的选择对于风机盘管加独立新风系统，每个半集中系统都应设置一个新风机组，本设计中新风机组的选择主要根据风量及新风负荷选取新风机组。新风机组的型号见下表。