空調課程設計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 原始資料3</p><p>　　1.主要設計參數(shù)3</p><p>　　1.1室外氣象參數(shù)3</p><p>　　1.2室內設計參數(shù)4</p><p>　　第二章 空調負荷計算4</p><p&g

2、t;　　1.夏季冷負荷計算4</p><p>　　1.1太陽輻射得熱通過玻璃窗引起的冷負荷4</p><p>　　1.2溫差傳熱通過玻璃引起的逐時冷負荷4</p><p>　　1.3外墻及屋面冷負荷5</p><p>　　1.4照明散熱形成的冷負荷5</p><p>　　1.5設備散熱形成的冷負荷5<

3、/p><p>　　1.6人體散熱形成的冷負荷5</p><p>　　2．冬季熱負荷的計算9</p><p>　　3.房間散濕量10</p><p>　　4.新風量計算10</p><p>　　5.新風負荷計算10</p><p>　　第三章 空調系統(tǒng)方案的確定和風量的計算11</p

4、><p>　　1.空調系統(tǒng)方案的確定11</p><p>　　1.1現(xiàn)代辦公樓的常用空調方式及方案比較11</p><p>　　1.2 系統(tǒng)選擇12</p><p>　　1.3新風系統(tǒng)12</p><p>　　2.確定送風狀態(tài)點12</p><p>　　第四章 空調設備的選擇13<

5、/p><p>　　1.風機盤管的選擇14</p><p>　　1.1風機盤管選型方案確定14</p><p>　　1.2風機盤管的選型14</p><p>　　1.3風機盤管的布置15</p><p>　　2.新風機組的選擇計算15</p><p>　　第五章 風管及水管水力計算15&l

6、t;/p><p><b>　　1.計算方法15</b></p><p>　　2.風管管徑的確定計算16</p><p><b>　　3.氣流組織16</b></p><p>　　3.1對室內氣流分布的要求與評價17</p><p>　　3.2送風口和回風口17</

7、p><p>　　3.3散流器的選擇17</p><p>　　3.4新風送風口選擇計算19</p><p>　　3.5風機盤管回風口選擇計算19</p><p>　　4.風管管路的水力計算19</p><p>　　5.風管的布置及附件23</p><p>　　6.空調水系統(tǒng)24</p

8、><p>　　6.1空調水系統(tǒng)的設計原則24</p><p>　　6.2空調冷凍水系統(tǒng)的確定24</p><p>　　6.3水系統(tǒng)水力計算24</p><p>　　6.3.1冷凍水系統(tǒng)的水力計算24</p><p>　　6.3.2每層水環(huán)路水力計算26</p><p>　　6.3.3閥門及

9、補償器27</p><p>　　6.3.4冷凝水系統(tǒng)的水力計算28</p><p><b>　　結 論28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　“空調工程”是建筑

10、環(huán)境與設備工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。本課程的課程設計也是專業(yè)課學習的重要環(huán)節(jié)。在做設計的過程，通過查閱各種規(guī)范和資料，使我們的專業(yè)知識更加扎實。為以后的工作和學習打下堅實的基礎。</p><p>　　在設計的過程中，不僅將使我們對專業(yè)知識有更進一步理解掌握，同時還將培養(yǎng)我們的信息獲取能力、問題分析能力、知識綜合應用能力、語言組織和表達能力，而且我們要應用一些辦公軟件，像word、excel，熟練應用這些軟件將對于

11、我們更快、更好編輯說明書和進行大量的數(shù)據計算處理有很大幫助，并且在以后的工作、生活當中，我們也將用到這些東西；在設計過程中，我們還要學習應用CAD，鴻業(yè)，天正暖通等專業(yè)設計軟件，這些軟件為我們提高畫圖的效率和進行一些修改提供了很大的方便性，同時也為今后的工作打下一定的制圖基礎。</p><p>　　通過設計，我們會遇到很多實際的問題，通過老師和同學的幫助，我們對此類問題會有深刻的印象，為以后的學習和工作積累的寶貴

12、的經驗</p><p><b>　　第一章 原始資料</b></p><p><b>　　1.主要設計參數(shù)</b></p><p><b>　　1.1室外氣象參數(shù)</b></p><p>　　由《簡明空調設計手冊》得天津地區(qū)主要空調設計參數(shù)如下：</p><

13、p><b>　　1.2室內設計參數(shù)</b></p><p><b>　　夏季</b></p><p>　　辦公室溫度(℃) 26</p><p>　　會議室溫度 (℃) 26</p><p>　　廁所溫度(℃)

14、 26</p><p><b>　　冬季</b></p><p>　　辦公室溫度(℃) 20</p><p>　　會議室溫度 (℃) 20</p><p>　　廁所溫度 (℃)

15、 20</p><p>　　第二章 空調負荷計算</p><p><b>　　1.夏季冷負荷計算</b></p><p>　　詳細計算方法、過程及計算依據如下：</p><p>　　根據《高層民用建筑空調設計》，對下列各項得熱量進行計算。</p><p>　　1.1太陽輻射得熱通過玻璃窗引起的冷負

16、荷</p><p>　　太陽輻射得熱通過玻璃窗引起的逐時冷負荷按下式計算：</p><p>　　CL1=CaCsCnFcDjmaxCcl （2-1）</p><p>　　式中 CL1 ——太陽輻射得熱通過玻璃窗引起的逐時冷負荷，W；</p><p>　　Ca —— 窗有效面積系數(shù)，由《空調工程》附

17、錄9查取；</p><p>　　Cs —— 窗玻璃遮擋系數(shù)，由《空調工程》附錄17查??；</p><p>　　Cn —— 窗內遮陽系數(shù)，由《空調工程》附錄18查??；</p><p>　　Fc —— 外窗面積，m2；</p><p>　　Djmax ——最大太陽輻射得熱因素，W，由《空調工程》附錄16查取；</p><

18、p>　　Ccl —— 外窗冷負荷系數(shù)，由《空調工程》附錄20~附錄23查取。</p><p>　　需要注意：Ccl值按南北區(qū)的劃分不同。劃分標準為：建筑在北緯27°30'以南的地區(qū)為南區(qū)，以北的地區(qū)為北區(qū)。</p><p>　　1.2溫差傳熱通過玻璃引起的逐時冷負荷</p><p>　　溫差傳熱通過玻璃引起的逐時冷負荷按下式計算：</

19、p><p>　　CL2=kcKcFc (t1+td-tns) （2-2）</p><p>　　式中 CL2 ——溫差傳熱通過玻璃引起的逐時冷負荷，W；</p><p>　　kc —— 外窗傳熱系數(shù)修正值，由《空調工程》附錄12查??；</p><p>　　Kc —— 外窗夏季傳熱系數(shù)，W/（m2?℃）；&l

20、t;/p><p>　　t1 ——外窗冷負荷計算溫度，℃，由《空調工程》附錄13查?。?lt;/p><p>　　td ——外傳冷負荷計算溫度低點修正值，℃，由《空調工程》附錄15查??；</p><p>　　tns ——夏季室內設計溫度，℃。</p><p>　　1.3外墻及屋面冷負荷</p><p>　　溫差傳熱通過外墻或

21、屋面引起的逐時冷負荷為：</p><p>　　CL3=KqFq （t2+td-tns） （2-3）</p><p>　　式中 CL3 ——溫差傳熱通過外墻或屋面引起的逐時冷負荷，W；</p><p>　　Kq —— 外墻或屋面夏季傳熱系數(shù)，W/（m2?℃）；</p><p>　　Fq —— 外墻或屋面面積，

22、m2；</p><p>　　t2 ——外墻或屋面冷負荷計算溫度，℃，由《空調工程》附錄7～附錄8查??；</p><p>　　td —— 外墻或屋面冷負荷計算溫度地點修正值，由由《空調工程》附錄15查??；</p><p>　　1.4照明散熱形成的冷負荷</p><p>　　照明散熱形成的冷負荷按單位使用面積計算，</p><

23、p>　　CL5= n1n2NCτ-T W （2-4）</p><p>　　式中 CL5——照明散熱形成的冷負荷，W；</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；當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內時，可取n1=1.0；</p><p>　　n2——燈罩隔熱系數(shù)

24、，當熒光燈上部穿有小孔，可利用自然通風散熱于頂棚內時，取n2=0.5-0.6；而熒光燈罩無通風孔時，則視頂棚內通風情況，取n2=0.6-0.8；</p><p>　　N—— 照明燈具所需功率，W；</p><p>　　T——開燈時刻，h；</p><p>　　τ-T——從開燈時刻到計算時刻的時間，h；</p><p>　　Cτ-T——τ-T

25、時間照明散熱的冷負荷系數(shù)。。</p><p>　　照明設備容量及照明燈形式：</p><p>　　辦公室：200W/ m2，熒光燈；</p><p>　　會議室：200W/ m2，熒光燈。</p><p>　　1.5設備散熱形成的冷負荷</p><p>　　本辦公樓設備散熱為一套辦公設備散熱，包括主機，顯示器，打印機，

26、傳真機各一臺。</p><p>　　空調區(qū)辦公設備散熱形成的冷負荷為：</p><p>　　qs=Fqf W （2-5）</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　T—空調區(qū)面積m2；</p>&l

27、t;p>　　qf —辦公設備單位面積平均散熱指標W/m2 由《空調工程》表3-13查?。?lt;/p><p>　　1.6人體散熱形成的冷負荷</p><p>　　人體散熱引起的冷負荷為：</p><p>　　CL7=nn'q1Xτ-T （2-6）</p><p&g

28、t;　　式中 CL7—人體散熱形成的冷負荷 ，W；</p><p><b>　　n—室內總人數(shù)；</b></p><p><b>　　n '— 群集系數(shù)</b></p><p>　　q1— 不同室溫和勞動性質時成年男子散熱量，W；</p><p>　　T— 人員進入空調房間的時刻，h；

29、</p><p>　　τ-T—人員進入房間時到計算時刻的時間，h；</p><p>　　Xτ-T—τ-T時間人體顯熱散熱量的冷負荷系數(shù)；</p><p>　　各層房間編號對應名稱見下表：</p><p>　　以二層3號辦公室為例，冷負荷計算結果如下：</p><p>　　北外窗日射得熱引起的冷負荷</p>

30、<p>　　北外窗瞬時傳熱冷負荷</p><p><b>　　北外墻冷負荷</b></p><p>　　照明散熱形成的冷負荷</p><p>　　人體散熱形成的冷負荷</p><p><b>　　辦公設備散熱冷負荷</b></p><p>　　第二層： 3號

31、房間各分項逐時冷負荷匯總表</p><p>　　可知：二層3號辦公室在17:00的冷負荷最大，最大值為1126.87W。</p><p>　　與二層三號辦公室各項逐時冷負荷疊加計算方法相同，其它各層房間結果匯總見附錄</p><p>　　2．冬季熱負荷的計算</p><p>　　建筑物采暖設計的熱負荷在《中央空調設備選型手冊》中明確規(guī)定可根據

32、建筑采暖面積熱負荷指標概算法確定。若已知建筑物的面積指標qF值，則建筑物的采暖熱負荷的概算值為：</p><p>　　Q=FqF （2-7）</p><p>　　式中 F—建筑面積，m2</p><p>　　qF —— 面積熱指標，辦公

33、室為58—81W/ m2，本設計取70W/ m2</p><p><b>　　3.房間散濕量</b></p><p>　　房間的散濕主要是設備與人員散濕。相對于人員散濕，設備的散濕量相對較小故在此只計算人員散濕即可。</p><p>　　僅以一層人體濕負荷為例，濕負荷計算公式：</p><p>　　W=n1n2g

34、 (2-8)</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　g——成年男子的小時散濕量g/h ,查《通風與空氣調節(jié)工程》表3-14得 g=109 g/h；</p><p>　　n1——室內全部人數(shù) ； </p><p>　　n2

35、——為群集系數(shù)，查《暖通空調》表2-12得=0.93。</p><p>　　W=n1n2g=36*0.93*109=3649.3g/h=1.014g/s</p><p><b>　　4.新風量計算</b></p><p>　　新風量主要作用滿足下面三個條件：</p><p><b>　　1）滿足衛(wèi)生要求；<

36、;/b></p><p>　　2）補充局部排風量；</p><p>　　3）保證空調房間內的“正壓”要求。</p><p>　　在實際工程中，對于大多數(shù)場合，按GB.50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范得gw——每人每小時新風量為30m3/h。</p><p><b>　　(2-9)</b>&l

37、t;/p><p>　　=36*30=1080m3/h </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Gw——新風量，m3/h； </p><p><b>　　n——人數(shù)；</b></p><p>　　gw——每人

38、每小時新風量，m3/h。 </p><p><b>　　5.新風負荷計算</b></p><p>　　Qc.o=Mo（ho—hR） KW </p><p>　　=0.345*（7.5—62）=8.0KW </p><p><b>　?。?-11）</b></p><p&

39、gt;　　式中 Qc.o——夏季新風冷負荷，KW；</p><p>　　Mo——新風量，kg/s；</p><p>　　ho——室外空氣的焓值，kJ/kg；</p><p>　　hR——室內空氣的焓值，kJ/kg。</p><p>　　各層夏季總的新風冷負荷統(tǒng)計見下表2-15 </p><p>　　表2-15

40、新風負荷匯總表</p><p>　　第三章 空調系統(tǒng)方案的確定和風量的計算</p><p>　　1.空調系統(tǒng)方案的確定</p><p>　　1.1現(xiàn)代辦公樓的常用空調方式及方案比較</p><p>　　對于中小型或平面形狀呈長條形或房間進深較小的辦公樓建筑，通常可不分內區(qū)和外區(qū)。一般用全空氣低速單風管系統(tǒng)或用風機盤管加新風系統(tǒng)的空調方式，也可

41、用分散式的水源熱泵系統(tǒng)或變制冷劑流量多聯(lián)機系統(tǒng)。</p><p>　　從經濟性和適用性兩方面比較，見下表。</p><p>　　表3-1 三種系統(tǒng)方案比較表</p><p><b>　　1.2 系統(tǒng)選擇</b></p><p>　　建筑以辦公室為主，另有幾個會議室，考慮到各方面要求及層高的限制，選用了風機盤管加新風系統(tǒng)

42、的空調方式。其中新風與風機盤管送風各自獨立送入各空調區(qū)，與之相比的新風經過回風箱處理的方案，減少了風機盤管中風機的風量，減少了噪聲，又節(jié)省了室內的面積、節(jié)能、易于選擇安裝。當風機盤管不運行時新風繼續(xù)送風，不經過回風口，增加了室內空氣品質。</p><p><b>　　1.3新風系統(tǒng)</b></p><p>　　新風系統(tǒng)的形式采用分樓層水平式，每層設置新風系統(tǒng)，采用風機

43、盤管加新風系統(tǒng) ，新風處理方式不一樣，對室內空氣品質有很大的影響。</p><p>　　對于風機盤管加新風系統(tǒng)，空氣處理方式有以下幾種:</p><p>　?。?）新風處理到室內空氣焓值，新風機組不承擔室內冷負荷；</p><p>　?。?）新風處理到低于室內空氣的含濕量值，新風機組承擔部分室內冷負荷；</p><p>　?。?）新風處理到室

44、內空氣焓值,不承擔室內冷負荷。風機盤管機組處于濕工況運行，衛(wèi)生條件差。新風與回風混合后進入風機盤管處理，風機盤管的負荷和風量較低，因此機型較大。</p><p>　　通過比較，和該設計的特點，決定選擇新風處理到室內狀態(tài)的等焓線，不承擔室內冷負荷方案。在每層設置一新風處理機組，負擔新風負荷，新風管道不同風機盤管混合，新風口單獨送風。</p><p><b>　　2.確定送風狀態(tài)點&

45、lt;/b></p><p>　　以二層3號辦公室為例進行計算:</p><p>　　夏季：tw=33.9℃ ℃ kJ/kg</p><p>　　冷負荷 Q=1126.87W 濕負荷：M=0.056g/s </p><p>　　采用將新風處理到室內空氣焓值的方案，空氣處理過程如圖。</p><p&

46、gt;　　圖風機盤管加新風系統(tǒng)焓濕圖（夏季）</p><p><b>　　1.計算熱濕比</b></p><p>　　在h-d圖上根據室內℃及相對濕度確定N點， kJ/kg，g/s, 由h-d圖查的hox=50.89kJ/kg dox=14.55kJ/kg</p><p><b>　　kg/s</b></p&g

47、t;<p><b>　　kg/s</b></p><p><b>　　2.確定M狀態(tài)點</b></p><p><b>　　kj/kg</b></p><p>　　連接L、O兩點并延長與iM相交得M點。</p><p><b>　　3.系統(tǒng)的冷量 <

48、;/b></p><p><b>　　KW</b></p><p>　　第四章 空調設備的選擇</p><p>　　空調設備的選擇主要包括末端設備、空調機組、改善空氣品質設備及空調節(jié)能與熱回收設備，在選擇設備之前必須先進行計算，根據具體安裝位置選擇合適的設備，最后進行校核計算。</p><p><b>　

49、　1.風機盤管的選擇</b></p><p>　　1.1風機盤管選型方案確定</p><p>　　風機盤管可按風量或冷量兩個性能指標來選型見表：</p><p>　　表4-1 風機盤管選型方案比較表</p><p>　　由于所設計建筑物人員少且其他散濕量小，在保證冷量的條件下，為了節(jié)省設備投資，主要按冷量選擇風機盤管，并同時用風

50、量校核</p><p>　　1.2風機盤管的選型</p><p>　　以二層三號辦公室為例，風機盤管送風量為：</p><p>　　G風=177.58 m3/h</p><p>　　G風＇= G風/0.75 =177.58/0.75=236.77 m3/h （4-1） </p&

51、gt;<p>　　Q＇=（1+β1+β2）Q /0.75</p><p>　　=(1+20%+50%)*1126.87/0.75=2554.24w （4-2）</p><p>　　β1——考慮積灰對風機盤管影響的附加率，冬夏兩季使用時，取20%；</p><p>　　β2——考慮風機盤管間歇使用的附加率，取5%；</p>&l

52、t;p>　　0.75考慮風機盤管在中檔風量下運行。</p><p>　　所以G風＇=236.77/0.75=315.69m3/h，Q＇=2554.24W。則根據Q＇及G風＇選風機盤管型號，當風量和冷量不匹配時，選型時按冷量優(yōu)先，故本室選擇風機盤管一臺，其型號為FP-5， 名義風量500ｍ3/h，名義冷量2.8kw。</p><p>　　風機盤管選擇重慶家庭制冷空調設備有限公司生產的風

53、盤，具體參數(shù)見表4-2所示。</p><p>　　表4-2 風機盤管性能參數(shù)表</p><p>　　1.3風機盤管的布置</p><p>　　風機盤管的布置與空調房間的使用性質和建筑形式有關，本建筑除了辦公室及會議室采用側送風口送風外，一樓大廳因沒有二級吊頂，空間比較大，一律采用散流器送風，本建筑的氣流分布形式均為上送上回的形式。</p><p&

54、gt;　　風機盤管機組空調系統(tǒng)的新風供給方式采用由獨立新風系統(tǒng)供給室內新風，經處理過的新風從進風總風管通過支管送入各個房間，這樣可以做到節(jié)能。單獨設置的新風機組，可隨室外空氣狀態(tài)參數(shù)的變化進行調節(jié)，保證了室內空氣參數(shù)的穩(wěn)定，房間新風全年都可以得到保證。</p><p>　　風機盤管機組的供水系統(tǒng)采用水平異程式系統(tǒng)，可以節(jié)省管材，方便布置，此外過渡季節(jié)應盡量利用室外新風，從而達到節(jié)能的目的。</p>

55、<p>　　2.新風機組的選擇計算</p><p>　　對于風機盤管加新風系統(tǒng)，每層都應設置一個新風機組，本次新風機組的選擇主要根據風量及新風負荷。</p><p>　　以一層新風機組為例，此機組供應新風，所需新風送風量為M=1080ｍ3/h，所以房間的新風負荷為Q= ρM（ho-hR）=8.8kW ?？紤]1.15的冷量富余度，即冷量Q＇=8.8×1.15=10.12k

56、W，并且考慮5%的漏風系數(shù)，即風量G=1.05×1080=1134m3 /h。另外新風機組余壓需克服最不利管路的阻力，使新風送到最不利點。選取空調機組型號為BFD2一臺，風量200 m³/h，制冷量Q＝11700W，噪音57Db（A），風機形式為雙進氣，前風葉片離心式風機，數(shù)量為4臺，長1720mm，寬268mm，高344mm。</p><p>　　第五章 風管及水管水力計算</p>

57、;<p><b>　　1.計算方法</b></p><p>　　系統(tǒng)和設備布置、風管材料、各送排風點的位置和風量均已確定的基礎上進行，采用假定流速法，其計算和方法如下：</p><p>　　1.、繪制通風或空調系統(tǒng)軸測圖，對各管段進行編號；</p><p>　　2、確定合理的空氣流速；</p><p>　　

58、3、根據各風管的風量和選擇的流速確定個管段的斷面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力；</p><p>　　4、并聯(lián)管路的阻力平衡；</p><p>　　5、計算系統(tǒng)的總阻力。</p><p>　　風機的選取由下列兩個參數(shù)決定：</p><p>　　Pf=KpΔP (5-1)</p>&l

59、t;p>　　Lf=KpL (5-2)</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　Pf——風機的風壓，Pa；</p><p>　　Lf——風機的風量，m³/h；</p><p>　　Kp——風機附加系數(shù)，一般的送排風系統(tǒng)Kp=1.15，

60、除塵系統(tǒng)Kp=1.20；</p><p>　　Kl——風量附加系數(shù)，一般的送排風系統(tǒng)Kl=1.1，除塵系統(tǒng)Kl=1.15；</p><p>　　ΔP——系統(tǒng)的總阻力，Pa； </p><p>　　L——系統(tǒng)的總風量，m³/h。</p><p>　　2.風管管徑的確定計算</p><p>　　根據辦公室內允許噪

61、聲的要求，干管流速控制在5～6.5m/s，支管管道流速控制在3～4.5m/s，機組的進風口管徑按產品樣本定制風管。出風口管徑根據機組能夠處理的額定風量確定，進入每個房間的風管管徑由房間所需要的新風量來確定，本設計的風管采用矩形風管，管徑的尺寸一律采用國標?，F(xiàn)以計算新風機組出口處的風管管徑為例進行說明</p><p>　　二層機組出口主風管，取風速5m/s，所需風量1134m3/h，則風管的截面積為：</p&

62、gt;<p>　　由《中央空調設備選型手冊》表4.1—3查得，可采用250×250的矩形風管。則實際風速為5.04m/s。</p><p>　　其它風管的風阻均采用此方法。</p><p><b>　　3.氣流組織</b></p><p>　　氣流組織又稱空氣分布，也就是設計者要組織空氣合理的流動。大多數(shù)空調與通風系統(tǒng)都

63、需要向房間或被控制區(qū)送入和排出空氣，不同形狀的房間、不同的送風口和回風口形式和布置、不同大小的送風量都影響室內空氣的流速分布、溫濕度分布和污染物濃度分布。室內氣流速度、溫濕度都是人體熱舒適的要素，而污染物濃度是空氣品質的重要指標。因此，要想使房間內人群的活動區(qū)域成為一個溫濕度適宜，空氣品質優(yōu)良的環(huán)境，不僅要有合理的系統(tǒng)形式及對空氣的處理方案，而且要有合適的空氣分布。</p><p><b>　　常用評價

64、指標：</b></p><p>　　溫度梯度：在舒適區(qū)范圍內，按照ISO7730 標準，在工作區(qū)內的地面上方1.1m 和0.1m之間的溫差不應大于3℃；美國ASHTAE55-92 標準建議1.8m 和0.1m 之間的溫差不大于3℃[7]。</p><p>　　工作區(qū)風速：我國《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》要求，舒適性空調冬季室內風速不應大于0.2m/s，夏季不應大于0.3m/s

65、。</p><p>　　3.1對室內氣流分布的要求與評價</p><p>　　大多數(shù)空調與通風系統(tǒng)都需向房間或被控制區(qū)域送入和排出空氣，送風口的位置及型式，回風口的位置，房間幾何形狀及室內的各種擾動室都會影響室內空氣的流速分布、溫濕度分布和污染物濃度分布。室內氣流速度、溫濕度都是人體熱舒適的要素，而污染物濃度是空氣品質的一個重要指標。因此，要想使房間的人群活動區(qū)域(稱工作區(qū))成為一個溫濕度

66、適宜、空氣品質優(yōu)良的環(huán)境，不僅要有合理的系統(tǒng)形式及對空氣的處理方案，而且還必須有合理的空氣分布。空調房間氣流組織是否合理，不僅直接影響到空調房間的空調效果，而且也影響空調系統(tǒng)的能耗量。</p><p>　　對氣流分布的主要要求和常用的評價指標如下：</p><p>　　在空調或通風房間內，送入與房間溫度不同的空氣，以及房間內有熱源存在，在垂直方向通常有溫度差異(溫度梯度)。在舒適的范圍內，

67、按照ISO7730標準，在工作區(qū)內的地面上方1.1m和0.1m之間的溫差不應大于3℃，美國ASHRAE55－92標準建議1.8m和0.1m之間的溫差不應大于3℃。</p><p>　　工作區(qū)的風速也是影響熱舒適的一個重要因素。在溫度較高的場所通?？梢杂锰岣唢L速來改善熱舒適環(huán)境，但大風速是令人厭煩的。我國規(guī)范規(guī)定：舒適性空調冬季室內風速不應大于0.2m/s，夏季不應大于0.3m/s；工藝性空調冬季室內風速不應大于0

68、.3m/s，夏季宜采用0.2~0.5m/s。</p><p>　　3.2送風口和回風口</p><p>　　送風口以安裝的位置分：有側送風口、頂送風口、地面風口；按送出氣流的流動狀況分有擴散型風口、軸向型風口和孔板送風。擴散型風口有著較大的誘導室內空氣的作用，送風溫度衰減快，但射程較短；軸向型風口誘導室內氣流作用小、速度衰減慢、射程遠；孔板送風口是在平板上滿布小孔的送風口，速度分布均勻，衰

69、減快。本設計采用擴散型風口。</p><p>　　房間內的回風口是一個匯流的流場，風速的衰減很快，它對房間的氣流影響相對于送風口來說比較小，因此風口的形式也比較簡單。</p><p>　　按照送回風口布置和型式的不同，氣流組織有以下五種:側送側回，上送下回，中送上下回，下送上回和上送上回。本設計采用上送上回的形式。</p><p>　　本系統(tǒng)采用上送上回氣流形式&l

70、t;/p><p><b>　　3.3散流器的選擇</b></p><p>　　散流器射流的速度： </p><p><b>　　(5-3)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　K——系數(shù)，多層錐面散流器為1.4，

71、盤式錐面散流器取1.1；</p><p>　　V 0——散流器的出口風速，m/s；</p><p>　　A——散流器的有效流通面積，m2；</p><p>　　X0——平送射流原點與散流器中心的距離，多層錐面散流器取0.07m。</p><p>　　室內平均風速： </p><p><b>　　(5-

72、4)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　L——散流器服務區(qū)邊長，m；</p><p>　　H——房間凈高，m；</p><p>　　r——射流射程與變長L之比，因此rL即為射程，射程為散流器中心到風速為0.5m/s處的距離，通常把射程控制在到房間(區(qū)域)邊緣之75%。

73、</p><p>　　散流器頸部風速: </p><p><b>　　(5-5)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　M——散流器送風量，m2/s；</p><p>　　A0——散流器頸部面積，m2。</p>

74、<p>　　以送風口為例，選具有代表性的房間進行計算。</p><p>　　以三層3號辦公室風機盤管為例進行計算：</p><p>　　房間尺寸：309m×5.75m，房間凈高為3.6m，送風量為232.57m3/h。</p><p>　　1、布置散流器[9]</p><p>　　頂棚散流器下送，選用方形散流器1個，每個

75、散流器承擔3.9m×5.75m的送風區(qū)域。</p><p><b>　　2、初選散流器</b></p><p>　　按《暖通空調常用數(shù)據手冊》[10]，在要求較高的房間應取較低的送風速度，一般的取值范圍為2～5m/s。</p><p>　　按4m/s選擇風口，選擇頸部尺寸為160mm×120mm方形散流器。頸部風速為3.36

76、m/s方形散流器實際出口面積約為頸部面積的90%，即A=0.01728。則散流器出口風速v=3.36/0.9=3.73m/s。</p><p>　　3、計算射程(射流末端速度0.5m/s)</p><p>　　x=1.4×3.73×0.017281/2/0.5﹣0.07=1.30m</p><p>　　4、計算室內平均風速</p>

77、<p>　　v=0.381×1.30/(3.9×3.9/4+5.75×5.75)1/2 =0.082m/s</p><p>　　如果送冷風，則室內平均風速為0.098 m/s，送熱風室內平均風速為0.068m/s，所選散流器符合要求，送風口一般按3～4m/s的風速，校核滿足氣流組織要求即可，送風口，新風口為方形散流器。其它風口選型方法相同，風口規(guī)格見圖。</p>

78、;<p>　　3.4新風送風口選擇計算</p><p>　　新風口為方形散流器。其風口選型方法與送風口相同，風口規(guī)格見圖。其他房間新風送風口的選擇方式與上例方法相同，計算結果見圖中標注。</p><p>　　3.5風機盤管回風口選擇計算</p><p>　　根據圖集查得，風機盤管回風口風速不宜大于1 m/s，吸氣風量由風機盤管型號的中檔風量加新風風量，

79、工程上還需考慮通過回風口維修風機盤管的作用。以三層301辦公室為例計算:回風量為232.57m3/h</p><p>　　計算得回風口面積：232.57/3600/1=0.065㎡</p><p>　　取回風口尺寸：300×250一個，實際風速為0.86m/s</p><p>　　其他房間風機盤管回風口的選擇方式與上例方法相同，其選擇結果詳見施工圖。<

80、;/p><p>　　4.風管管路的水力計算</p><p>　　P=P1+P2 　 　　　 　 (5-6)</p><p><b>　　式中　　</b></p><p>　　P—管路阻力，Pa； </p><p>　　P1—沿程阻力，Pa；</p><p&g

81、t;　　P2—局部阻力，Pa。</p><p>　　Pl=RL 　 　　　 　 (5-7)</p><p><b>　　式中 　 </b></p><p><b>　　L—管長，m；</b></p><p>　　R—比摩阻，Pa/m。</p><p&

82、gt;<b>　　(5-8)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　f—管道過流斷面面積，m2；</p><p><b>　　X—濕周，m。</b></p><p><b>　　(5-9)</b></p>

83、<p><b>　　式中 　</b></p><p><b>　　λ—摩擦阻力系數(shù)；</b></p><p>　　v—管內風速，m/s；</p><p><b>　　D—風管直徑，m；</b></p><p>　　ρ—流體密度，kg/m3。</p>

84、<p><b>　　(5-10)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　ξ—局部阻力系數(shù)；</b></p><p><b>　　ρv—同上式。</b></p><p>　　以一層風管管路為例計算

85、，見下圖：</p><p>　　水力計算見下表，參考《實用供熱空調設計手冊》，局部阻力損失的計算采取估算法,取沿程的3倍。</p><p><b>　　二層風管水力計算</b></p><p>　　下面舉例說明管段阻力平衡計算：</p><p>　　管段1-2的阻力為P1=53.81Pa,P2=6.03Pa。不需加閥門進

86、行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3的阻力為P1=53.81+34.85=88.66Pa,P2=5.93Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(88.66-5.93)/88.66=93％＞15％，所以3-13,3-22需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3-4的阻力為P1=88.66+28.32=116.98Pa；管段4-14的阻力P2=

87、5.79Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(116.98-5.79)/116.98=95％＞15％，4-14,4-23需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3-4-5的阻力為P1=116.98+15.36=132.34Pa；管段5-15的阻力為P2=5.79Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(132.34-5.79)/132.34=96

88、％＞15％，5-15,5-24需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3-4-5-6的阻力為P1=132.34+14.21=146.55Pa; 管段6-16的阻力為P2=5.60Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(146.55-5.60)/146.55=96％＞15％，6-16,6-25需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3-4-

89、5-6-7的阻力為P1=146.55+20.83=167.38Pa；管段7-17的阻力為P2=5.60Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(167.38-5.60)/167.38=97％＞15％，7-17需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3-4-5-6-7-8的阻力為P1=167.38+14.17=181.55Pa；管段8-18的阻力為P2=5.39Pa。</

90、p><p>　　不平衡率為Δ=(181.55-5.60)/181.55=97％＞15％，8-18,8-26需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　管段1-2-3-4-5-6-7-8-9的阻力為P1=181.55+19.05=200.60Pa；管段9-19的阻力為P2=5.39Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(200.60-5.60)/200.60=97％＞15

91、％，9-19,9-27需加閥門進行調節(jié)</p><p>　　管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10的阻力為P1=200.60+12.15=212.75Pa；管段10-20的阻力為P2=5.06Pa。</p><p>　　不平衡率為Δ=(212.75-5.06)/212.75=98％＞15％，10-20,10-28需加閥門進行調節(jié)</p><p>　　第三層的水

92、力計算方法與之類似。第三層各管段的阻力計算值見下表</p><p>　　三層各管段的阻力計算</p><p>　　5.風管的布置及附件</p><p>　　1、通風、空調系統(tǒng)的風管，宜采用圓形或長、短邊之比不大于4的矩形截面，其最大長、短邊之比不應超過10。風管的截面尺寸，宜按國家現(xiàn)行標準《通風與空氣調節(jié)工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50243)[13]中的規(guī)定執(zhí)行

93、。金屬風管的管徑應為外徑或外邊長；非金屬風管的管徑應為內徑或內邊長。</p><p>　　2、風管道全部用鍍鋅鋼板制作，厚度及加工方法，按《通風與空調工程施工及驗收規(guī)范》(GB50243-97)[14]的規(guī)定確定，主管和支管的斷面尺寸在途中標明；</p><p>　　3、設計圖中所注風管的標高，以風管軸線為準；</p><p>　　4、穿越沉降縫或變形縫處的風管兩側

94、，以及與通風機進、出口相連處，應設置長度為200～300mm的人造革軟接；軟接的接口應牢固、嚴密。在軟接處禁止變徑；</p><p>　　5、風管上的可拆卸接口，不得設置在墻體或樓板內；</p><p>　　6、所有水平或垂直的風管，必須設置必要的支、吊或托架，其構造形式由安裝單位在保證牢固、可靠的原則下根據現(xiàn)場情況選定，詳見國標Ｔ616；</p><p>　　7、

95、風管支、吊或托架應設置于保溫層的外部，并在支吊托架與風管間鑲以墊木，同時，應避免在法蘭、測量孔、調節(jié)閥等零部件處設置支吊托架；</p><p>　　8、安裝調節(jié)閥、蝶閥等調節(jié)配件時，必須注意將操作手柄配置在便于操作的部位；</p><p>　　9、安裝防火閥和排煙閥時，應先對其外觀質量和動作的靈活性與可靠性進行檢驗，確認合格后再行安裝；</p><p>　　10、防

96、火閥的安裝位置必須與設計相符，氣流方向務必與閥體上標志的箭頭相一致，嚴禁反向；</p><p>　　11、防火閥必須單獨配置支吊架。</p><p><b>　　6.空調水系統(tǒng)</b></p><p>　　6.1空調水系統(tǒng)的設計原則</p><p>　　空調水系統(tǒng)設計應堅持的設計原則是：</p><p

97、><b>　　1、力求水力平衡；</b></p><p>　　2、防止大流量小溫差；</p><p>　　3、水輸送系數(shù)要符合規(guī)范要求；</p><p>　　4、變流量系統(tǒng)宜采用變頻調節(jié)；</p><p>　　5、要處理好水系統(tǒng)的膨脹與排氣；</p><p>　　6、要解決好水處理與水過濾；

98、</p><p>　　7、要注意管網的保冷與保暖效果。</p><p>　　6.2空調冷凍水系統(tǒng)的確定</p><p>　　根據空調系統(tǒng)類型的分類，綜合各類型的優(yōu)缺點，最終確定空調冷凍水方案為異程式，采用兩管制系統(tǒng)。</p><p>　　6.3水系統(tǒng)水力計算</p><p>　　在空調設計當中，水系統(tǒng)通常包括兩套系統(tǒng)：

99、空調水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。集中的空調房對分散的空調用戶供應冷熱量時，常以水作為傳遞冷熱量的介質，通過水泵和管道輸送出去，使用后的回水又經過管道返回空調機組中。如此循環(huán)而構成一個空調水系統(tǒng)。還要對水系統(tǒng)的各段管徑及其阻力平衡情況進行下計算，不平衡處需加閥門進行調節(jié)。</p><p>　　6.3.1冷凍水系統(tǒng)的水力計算</p><p>　　1、冷凍水系統(tǒng)的選擇</p><p&

100、gt;　　(1) 水系統(tǒng)的選擇</p><p>　　根據回水方式的不同，空調水系統(tǒng)有重力式和壓力式兩種，本設計采用壓力式，為封閉式回水系統(tǒng)。</p><p>　　封閉式回水系統(tǒng)中，空調水經過末端裝置(在本設計中為風機盤管或吊頂風柜)后，利用剩余壓力經回水管回到空調水泵，經水泵加壓后再進入空調機組進行處理后再經過供水管回到空調末段裝置使用，如此形成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)。閉式系統(tǒng)中的空調水不與大

101、氣相接觸，僅在系統(tǒng)的最高處設膨脹水箱，管路系統(tǒng)不易產生污垢和腐蝕，無須克服系統(tǒng)靜水壓頭，水泵能耗相對較少。</p><p>　　本設計中，水系統(tǒng)采用雙管制。在水管布置上，異程系統(tǒng)的供回水的水流方向相反，經過每一環(huán)路的管路長度不相等，優(yōu)點在于不需要單獨設置回水管，管路長度較短，管路簡單，初投資較低，但是水量分配和調節(jié)比同程式復雜，不容易實現(xiàn)水力平衡。由于本設計的末端裝置風機盤管的阻力較大，本系統(tǒng)采用異程系統(tǒng)。<

102、;/p><p>　　(2) 冷凍水的水力計算</p><p><b>　?、倮鋬鏊康挠嬎?lt;/b></p><p><b>　　(5-11)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q——風機盤管負荷，kW；</p>

103、<p>　　C——水的比熱，kJ/kg·ºC；</p><p>　　ρ——水的密度，kg/m3；</p><p>　　th——回水的平均溫度，取12ºC；</p><p>　　tj——供水的平均溫度，取7ºC。</p><p>　　本設計中由于設計工況與設備的標準工況較為接近，直接選用設備

104、表中給出的冷凍水流量.</p><p><b>　?、诠軓降挠嬎?lt;/b></p><p>　　冷凍水流速的選取依據：一般，當管徑在DN100到DN250之間時，流速的推薦值為1.5m/s左右，當管徑小于DN100時，推薦流速應小于1.0m/s，當管徑大于DN250時，流速可再加大。其中，風機盤管與新風機組的進出管徑由生產廠家提供。其它冷凍水管的管徑見設計圖紙。<

105、/p><p>　　參考《簡明空調設計手冊》，結合各管段的流量及流速要求，則可查取各管段的動壓、管徑、比摩阻等，從而進一步進行水力計算。</p><p>　　2、冷凍水系統(tǒng)的水力計算參數(shù)</p><p>　　(1) 比摩阻的確定</p><p>　　冷凍水系統(tǒng)進行水力計算，首先要先布置好水管系統(tǒng)，然后再根據每根管段的長度、流量、沿程比摩阻以及局部阻

106、力系數(shù)、動壓、末端設備阻力計算出總損失。為了便于計算，現(xiàn)將常用的鋼管公稱直徑、流量及比摩阻的關系整理如下，在計算過程中按照實際情況進行選取，對于表中沒有列出的部分，則按照插值的辦法進行處理。</p><p>　　(2) 局部阻力系數(shù)的確定</p><p>　　查取《簡明空調設計手冊》查取各環(huán)路中各部件的局部阻力系數(shù)，列入下表中。 表5-3 局部阻力系

107、數(shù)表</p><p>　　這里所選風機盤管阻力損失均為30kpa</p><p>　　6.3.2每層水環(huán)路水力計算</p><p><b>　　水力計算的步驟：</b></p><p>　　1、選定最不利環(huán)路，給管段標號。</p><p>　　2、根據各管段的冷負荷，計算各管段的流量，計算式如下：

108、</p><p><b>　　(5-12)</b></p><p>　　G ——管段的流量，kg/h；</p><p>　　Q ——管段的冷負荷，W；</p><p>　　Δt ——供水回水的溫差，℃。</p><p>　　本設計中由于設計工況與設備的標準工況較為接近，直接選用設備表中給出的冷凍水

109、流量。</p><p>　　3、用假定流速法確定管段管徑。管段內流速的取值范圍如下表：</p><p>　　表5-4 水管流速表</p><p>　　參考《簡明空調設計手冊》，結合各管段的流量及流速要求，則可查取各管段的動壓、管徑、比摩阻等。</p><p>　　4、計算比摩阻從而計算管段的沿程阻力：沿程阻力的計算式如下：</p>

110、;<p><b>　　(5-13) </b></p><p>　　ΔPy——沿程阻力，Pa；</p><p>　　R——每米管長的沿程損失(比摩阻)，Pa/m；</p><p>　　L——管段長度，m。</p><p>　　5、用局部阻力系數(shù)法求管段的局部阻力，計算式如下：</p><p

111、><b>　　(5-14)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　ΔPj——局部阻力，Pa；</p><p>　　∑ξ——管段中總的局部阻力系數(shù)。</p><p>　　6、計算總的阻力，計算式如下： </p><p><b&g

112、t;　　(5-15)</b></p><p>　　本建筑中水系統(tǒng)水平方向采用同程式系統(tǒng)，下面以一層水系統(tǒng)布置平面圖為例進行水力計算。 </p><p>　　圖5-3 最不利環(huán)路簡圖</p><p>　　6.3.3閥門及補償器</p><p>　　閥門作為檢修時關斷用、調節(jié)用。當需定量調節(jié)流量時，采用平衡閥。平衡閥可以兼作流量測

113、定、流量調節(jié)、關斷和排污用。一般在下列地點設閥門：</p><p>　　1、系統(tǒng)的總入口、總出口；各分支環(huán)路的入口和出口；</p><p>　　2、熱交換器、表冷器、過濾器的進出水管；</p><p>　　3、自動控制閥雙通閥的兩端、三通閥的三端；</p><p>　　4、放水及放氣管上。</p><p>　　由于系統(tǒng)

114、為冬夏兩季用，冬季熱伸長量大，所以需進行補償器的選取計算，</p><p>　　選擇補償器時，必須滿足管道熱伸長的要求，管道熱伸長量為：</p><p>　　l=aL(t1-t2) (5-16)</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　a—管道的線膨脹系數(shù)

115、，m/(m·℃)，a與溫度有關，對鋼管一般可取1.2×10-5；</p><p><b>　　L—管段長度；</b></p><p>　　t1—介質最高溫度，對熱媒取設計時的最高溫度；對冷媒取設計時的最低溫度；對空調冷凍水管道取最熱月平均溫度。</p><p>　　t2—管道安裝時的溫度，在不能確定時，對熱水管道取當?shù)刈罾湓?/p>

116、平均溫度。</p><p>　　由此可求得二層水平供水管上兩固定支架之間的補償量為：l=0.000012×50×78=0.0468m=46.8mm</p><p>　　由此可知，自然補償不能滿足要求，需要設置補償器。</p><p>　　同樣，其它各層管道的補償量也可由這種方法獲得。</p><p>　　6.3.4冷凝水系

117、統(tǒng)的水力計算</p><p>　　風機盤管機組、新風機組、空氣處理機組等運行過程中產生的冷凝水，必須及時予以排走，排放冷凝水管道的設計，采用開式、非滿流自流系統(tǒng)，排放方式采用分區(qū)排放，一般排到區(qū)域中心衛(wèi)生間的地漏中，這樣排水管道較短，不易漏水。</p><p>　　沿水流方向，水平管道應保持不小于0.003的坡度，且不允許有積水部位；當冷凝水盤位于機組內的負壓區(qū)段時，凝水盤的出水口處必須設

118、置水封，水封的高度應比凝水盤處的負壓(相當于水柱高度)大50%左右。水封的出口，應與大氣相通；冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，不必進行防結露的保溫和隔氣處理；冷凝水立管的頂部，應設計通向大氣的透氣管；設計和布置冷凝水管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應設計安排必要的設施；冷凝水管的公稱直徑DN(mm)，應根據通過冷凝水的流量計算確定。</p><p>　　一般情況下，每1kW冷負荷每1h約產生0.4kg左右

119、冷凝水；在潛熱負荷較高的場合，每1kW冷負荷每1h約產生0.8 kg左右冷凝水。通常，冷凝水管的公稱直徑選用DN25mm。查《簡明空調設計手冊》得到下列數(shù)據，近似選定冷凝水管的公稱直徑：</p><p>　　Q＜7kW， DN=20mm；</p><p>　　Q=7.1～17.6 kW， DN=25 mm；</p><p>

120、　　Q =17.7～100 kW， DN=32 mm；</p><p>　　Q =101～176 kW， DN=40 mm；</p><p>　　Q =177～598 kW， DN=50 mm；</p><p>　　Q =599～1055 kW， DN=80 mm；</p><p>　　Q

121、=1056～1512 kW， DN=100 mm；</p><p>　　Q =1513～12462 kW， DN=125 mm；</p><p>　　Q≥12462kW， DN=150 mm。</p><p>　　本設計的凝水管采用鍍鋅鋼管，需要加保溫層；用于全空氣系統(tǒng)的空調器的冷凝水管徑為DN25，新風機組凝水管管徑為DN32

122、。</p><p>　　在本設計中，凝水管路布置及管路尺寸，詳見設計圖紙。 </p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　經過兩周時間的本次課程設計，使自己對空調系統(tǒng)的設計有更加深刻的認識，并基本掌握了具體的設計步驟及管道系統(tǒng)布置等實際設計過程所需參數(shù)確</p><p>　　定必須遵循的規(guī)定和標準，能

123、夠更加熟練地進行冷熱負荷計算。</p><p>　　本次設計的題目是天津市某辦公大樓的空調設計，從工程的實用性、可行性進行分析，最終采用了半集中式空調系統(tǒng)。風機盤管加新風系統(tǒng)布置</p><p>　　靈活，各空調房間互不干擾，可以獨立地調節(jié)室溫，并可隨時根據需要開停組,節(jié)省運行費用，靈活性大，節(jié)能效果好等優(yōu)點，非常適合這種辦公大樓。</p><p>　　通過本次設計

124、，我鞏固了半年來所學的知識，把平時所學的零碎知識串成了一個整體;對空調系統(tǒng)有了一個比較完整的認識和了解，并系統(tǒng)的掌握了設計的過程和方法。從整體到具體各個管道的設計，都是嚴格參照相關設計手冊完成的，期間多次進行修改，以期整體設計和管道布置更加合理經濟可行。而且由于是提出一套完整的設計方案，需要查閱的設計手冊及參考資料較多，在實際的設計及制圖的過程中也遇到了許多以前沒有想到過的問題，提高了我們的邏輯思維能力以及動手操作解決實際問題的能力，使