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摘要
本工程是西安市某綜合樓。建筑物地上總共是十二層，總高度為36.1米，建筑面積約為11963.8平方米,制冷面積為7273.78平方米.它主要功能是商鋪,客房。
根據建筑物房間的功能以及建筑的布局客房及商鋪均采用了風機盤管加新風的送風方式。室內回風經風機盤管處理后和新風混合送入各空調房間。有衛(wèi)生間的客房各層風機盤管產生的凝結水統(tǒng)一排放到地漏，本設計各層均設一個吊頂式新風機組，新風由室外新風口采集，經處理后分別供給各個房間，以滿足系統(tǒng)對新風量的需求。
機房位于地上一層設備機房，機房選用了兩臺水冷式半封閉式雙螺桿式冷水機組，機組的冷凍水供水回水溫度為7—12 oC。冬夏季節(jié)進行閥門轉換。
系統(tǒng)中水管的布置采用異程式，為兩管制。冷水經過冷水機組、循環(huán)水泵送到新風機組和各個風機盤管。為了滿足節(jié)能和舒適性的要求進行了保溫和消聲設計。保溫材料選用的是玻璃棉管殼保溫材料?？紤]到房間對噪音的要求在每臺新風機組出口設置了消聲器。
關鍵詞：新風、空調設計、空調系統(tǒng)、風機盤管
Abstract
This project is an compositive building of xian. A total of forty two-story building on the ground, with a total height of 36.1 meters, the floor area of approximately 11963.8 square meters,and the air-contioning area is 7273.78 square meters. Its main function is to hotel, shops.
According to the function of the building and room layout of hotel and shop building are used for air supply fan coil plus fresh air mode. After the indoor fan coil return air and fresh air after mixing into the air-conditioned room. The rooms have a bathroom fan coil layers of water discharge are the condensation to the floor drain, the design of each floor are equipped with a new ceiling-type air handling units, fresh air vent from the outside the new acquisition, supply, respectively, after treatment in each room to meet the new system air traffic demand. Next time to get on the air flow, return air vent louvers are used single event, the same size as outlet.
Equipment room at ground floor room, room selected two semi-enclosed water-cooled screw chiller, chilled water supply return unit temperature 7-12℃. Winter and summer seasons, the valve conversion.
Water system layout using different programs for the two controls. After cold water chillers, circulating pumps to the individual fan coil units and fresh air. In order to meet energy efficiency and comfort requirements of the insulation and muffler design. Glass wool insulation material is selected shell insulation materials. Taking into account the requirements of the room noise air unit in the export of each set of new muffler.
Key words: fresh air, air-conditioning design, air-conditioning systems, fan coil
目 錄
緒論
設計目的…………………………………………………………………1
設計概述…………………………………………………………………1
設計任務…………………………………………………………………1
設計內容…………………………………………………………………2
第1章 設計依據
1.1 氣象資料……………………………………………………………2
1.2 室內設計參數………………………………………………………2
1.3 土建資料……………………………………………………………3
1.2.1 建筑信息…………………………………………………………3
1.2.2 圍護結構…………………………………………………………3
第2章 空調系統(tǒng)冷負荷計算
2.1 外圍護結構冷負荷…………………………………………………3
2.1.1 外窗冷負荷………………………………………………………3
2.1.2 外墻及屋面冷負荷………………………………………………5
2.2 內圍護結構冷負荷…………………………………………………7
2.3 人員冷負荷…………………………………………………………7
2.4 照明冷負荷…………………………………………………………7
2.5 設備冷負荷…………………………………………………………7
2.6 冷負荷計算匯總……………………………………………………8
2.7 新風量的冷負荷……………………………………………………8
2.8 空調濕負荷…………………………………………………………9
第3章 空調系統(tǒng)方案的確定
3.1 系統(tǒng)方案的比較 …………………………………………………10
3.2系統(tǒng)方案的確定……………………………………………………12
3.3系統(tǒng)的涵濕圖………………………………………………………12
第4章 空調風系統(tǒng)
4.1空調系統(tǒng)的風道……………………………………………………13
4.1.1風道材質…………………………………………………………13
4.2風道的水力計算…………………………………………………… 14
4.2.1水力計算的類型…………………………………………………14
4.2.2水力計算的方法與原理…………………………………………14
4.2.3新風機組的選型 …………………………………………………15
4.2.4確定新風機組，風機盤管負擔的冷量 ……………………………15
4.3風口及其氣流組織…………………………………………………16
4.3.1氣流組織方式………………………………………………………16
4.3.2氣流組織計算………………………………………………………17
第5章 空調水系統(tǒng)設計
5.1各層冷凍水系統(tǒng)的水力計算…………………………………………17
5.1.1水力計算的主要目的………………………………………………19
5.1.2管徑的確定方法……………………………………………………19
5.1.3供回水環(huán)路的壓力損失……………………………………………19
5.2冷凍水泵的選型………………………………………………………20
5.2.1冷凍循環(huán)水泵的臺數………………………………………………20
5.2.2循環(huán)水泵的流量……………………………………………………20
5.2.3冷水泵的揚程………………………………………………………20
5.2.4空調冷水泵的選型…………………………………………………21
5.3冷水機組的選型………………………………………………………21
5.4冷卻水系統(tǒng)……………………………………………………………22
5.4.1冷卻塔選型…………………………………………………………22
5.4.2冷卻水泵的選擇……………………………………………………24
5.5水系統(tǒng)的設備和附件…………………………………………………25
5.5.1冷凝水管的設計………………………………………………………25
5.5.2膨脹水箱分水器和集水器的選擇……………………………………26
5.5.3過濾器…………………………………………………………………27
第6章 空調冷熱源的選擇
6.1 方案確定及可行性……………………………………………………28
6.1.1 系統(tǒng)方案……………………………………………………28
6.1.2 方案的可行性……………………………………………………28
6.1.3 選型結果…………………………………………………………28
第7章 空調系統(tǒng)的消聲、防振及保溫
7.1 消聲設計 ………………………………………………………………28
7.2 減振設計………………………………………………………………29
7.3 管道的保溫……………………………………………………………30
第8章 建筑防排煙設計
8.1機械排煙系統(tǒng)的設計要點………………………………………………31
8.2中庭機械排煙量…………………………………………………………32
第9章 空調熱負荷計算
9.1 圍護結構的基本耗熱量引起的熱負荷……………………………33
9.2 修正基本耗熱量……………………………………………………33
9.3 圍護結構傳熱面積的丈量…………………………………………34
第10章 自動控制設計
10.1 控制范圍……………………………………………………………34
10.2 控制方式……………………………………………………………34
謝辭
參考文獻
附錄
緒論
1.1設計目的
1.1.1設計題目
西安某建筑空調系統(tǒng)工藝設計
1.1.2設計目的
畢業(yè)設計是工科學校主要的教學環(huán)節(jié)之一。通過畢業(yè)設計，使學生了解建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)工藝設計的內容、程序和基本原則，學習設計計算方法和步驟，提高運算和制圖能力。同時，通過設計鞏固所學的理論知識和實際知識，并學習運用這些知識解決工程問題。
1.2設計概述
1.2.1設計依據
（1）設計任務書；（2）《采暖通風與空調設計規(guī)范》
1.2.2原始資料
（1）建筑資料：建筑名稱為高層建筑綜合樓,總建筑高度為36.1m。面積為 11963.8m2。建筑耐火等級為Ⅱ級。建筑等級為二類。全樓共有地上九層；地上一至五層為商鋪；六至九層為客房;地下兩層:
本工程提供圖紙有：建筑平面圖，屋頂平面圖，立體圖，各部分剖面圖以及門窗構造、材料圖等。
（2）水質資料：城市自來水。
（3）冷、熱源、電源：制冷站冷水供回水溫度為7℃／12℃、集中鍋爐房供給95℃／70℃熱水、220/380V50Hz民用動力電。
（4）圍護結構資料
屋面：水泥膨脹珍珠巖屋面 ，II型，k＝0.55W/m2·k
外墻：磚＋水泥砂漿＋白灰粉刷 ，Ⅱ型墻，k＝1.5W/m2·k
內墻：k＝1.53W/m2·k
外窗：采用塑鋼窗，雙層玻璃，k＝2.93W/m2·
玻璃幕墻我們認為其是窗戶的另一形式，考慮其日得熱，溫差得熱。
1.3設計任務
（1） 確定室內外設計參數
（2） 計算空調冷（熱）、濕負荷
（3） 確定空調方案
（4） 確定氣流組織方案
（5） 空調系統(tǒng)風管/水管設計計算
（6） 計算并選擇空調設備
1.4設計內容
①確定最佳空調方案（集中式、半集中式、分散式空調系統(tǒng)；全水、全空氣、空氣—水系統(tǒng)等各種方案比較）；
②計算空調負荷（夏季冷負荷）；
③選擇空調設備（夏季為設計工況）；
④布置空調系統(tǒng)；
⑤風、水系統(tǒng)阻力計算；
⑥冷熱站設計（水源熱泵機組、循環(huán)水泵、冷卻水泵等的選擇；機房內設備的布置；機房水系統(tǒng)）；
⑦設備及材料統(tǒng)計；
⑧空調系統(tǒng)的運行調節(jié)；
⑨風、水系統(tǒng)管道的防腐保溫；
第二章 設計依據
2.1 氣象資料
（1）根據建筑物所在的地區(qū)是西安市，其緯度是（北）35度。
（2）大氣參數：
①夏季資料
夏季室外大氣壓力（Pa）： 95707Pa
夏季空氣調節(jié)室外計算日平均溫度（℃）： 30.7
夏季空氣調節(jié)室外計算干球溫度（℃）： 35.1
夏季空氣調節(jié)室外計算濕球溫度（℃）： 25.8
夏季通風計算溫度（℃）： 30.7
夏季室外平均風速（m/s）： 1.6
夏季通風室外計算相對濕度（%）： 54
②冬季資料：
冬季室外大氣壓力（Pa）： 98097Pa
冬季空氣調節(jié)室外計算溫度（℃）： -5.6℃
采暖室外計算溫度（℃）： -3.2℃
冬季通風室外計算溫度（℃）： -4.0℃
冬季室外平均風速（m/s）： 0.9
冬季空氣調節(jié)室外計算相對濕度（%）： 66
2.2 土建資料
2.2.1 建筑信息
本設計為某高層建筑綜合樓，地處西安，主樓共11層。建筑物參數如下：
建筑面積： 11963.8㎡
建筑總高度： 36.55m
總層數：11層
層高：1層：4.5m
2～4層：4.2m
5層：4.8m
6~9層：3.4m
地下兩層
說明：
地上一層至五層為商鋪,精品店等.
六到九層為客房等；
2.2.2 圍護結構資料
屋面：水泥膨脹珍珠巖屋面 ，II型，k＝0.55W/m2·k
外墻：磚＋水泥砂漿＋白灰粉刷 ，Ⅱ型墻，k＝1.5W/m2·k
內墻：k＝1.53W/m2·k
外窗：采用塑鋼窗，雙層玻璃，k＝2.93W/m2·
玻璃幕墻我們認為其是窗戶的另一形式，考慮其日得熱，溫差得熱。
第三章 空調系統(tǒng)冷負荷計算
3．1 外圍護結構冷負荷
3.1.1 外窗冷負荷
外窗冷負荷有兩部分組成，即太陽輻射得熱引起的冷負荷和溫差傳熱引起的冷負荷。
1 日射得熱引起的冷負荷按下式計算：
CL=Ca*Cs*Ci*FwDj,max*Clq （W） （3.1）
式中：CL——太陽日射得熱引起的冷負荷，W。
Ca ——窗有效面積系數，在本設計中取雙層鋼窗0.75。
Cs——窗玻璃遮擋系數，在本設計中取0.68
Ci——窗內玻璃遮陽系數，在本設計中取活動百葉簾0.50。
Fc——外窗有效面積，m2
Djmax——最太陽得熱因數，W；因西安市的緯度為31，取30°緯度帶的太陽輻射得熱因數，如表3.1所示數值。
表3.1 最大太陽得熱因數
朝向
S
SE
N
E
Djmax
251
436
122
575
Ccl——外窗冷負荷系數，在本設計中取北區(qū)有內遮陽玻璃冷負荷系數，如表3.2所示數值。
表3.2 外窗冷負荷系數
時間朝向
S
E
N
W
8
0.26
0.82
0.54
0.14
9
0.4
0.79
0.65
0.17
10
0.58
0.59
0.75
0.18
11
0.72
0.38
0.81
0.19
12
0.84
0.24
0.83
0.2
13
0.8
0.24
0.83
0.34
14
0.62
0.23
0.79
0.56
15
0.45
0.21
0.71
0.72
16
0.32
0.18
0.6
0.83
17
0.24
0.17
0.61
0.77
18
0.16
0.13
0.68
0.53
例如客房601
北外窗日射得熱引起的冷負荷，CL=Ca*Cs*Ci*FwDj,max*Clq CL=0.71 *122*0.75*0.68*0.5*3.06=67.59
時間
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
Clq
0.71
0.6
0.61
0.68
0.17
0.16
Dj,max
122
122
122
122
122
122
Ca
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
Cs
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
0.68
Ci
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
Fw
3.06
3.06
3.06
3.06
3.06
3.06
CL
67.59
57.12
58.07
64.73
16.18
15.23
2.溫差傳熱通過玻璃窗引起的逐時冷負荷按下式計算：
CL2=CwKwFw×(t1+td- tns) (W) （3.2）
式中： CL2——玻璃窗溫差傳熱引起的冷負荷，W。
Cw——外窗傳熱系數修正值，在本設計中取金屬窗框80﹪雙層玻璃 1.2。
Kw ——外窗夏季傳熱系數，W/ m2℃，在本設計中取3.3。
Fw ——外窗面積，m2。
t1 ——外窗冷負荷計算溫度，℃，按表3.3取值。
td ——外窗冷負荷計算溫度地點修正值，℃，取3℃。
tns——夏季室內設計溫度，26℃。
表3.3 外窗冷負荷計算溫度
時間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
t1
26.9
27.9
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.8
例如601
CL2=CwKwFw×(t1+td- tns)
Cl2=32.2*2*34.2*26*8.2*3.516*3.06=88.22
時間
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
twl
32.2
32.2
32
31.6
30.8
29.9
td
2
2
2
2
2
2
twl+td
34.20
34.20
34.00
33.60
32.80
31.90
tNx
26
26
26
26
26
26
△t
8.20
8.20
8.00
7.60
6.80
5.90
CwKw
3.516
3.516
3.516
3.516
3.516
3.516
Fw
3.06
3.06
3.06
3.06
3.06
3.06
CL
88.22
88.22
86.07
81.77
73.16
63.48
3.1.2 外墻及屋面冷負荷
CL3=Kq×Fq×(tl+td-tns) （3.3）
式中 Kq——外墻或屋面的傳熱系數，W/ m2℃。本設計采用1.5 W/ m2℃
Fq——外墻或屋面的面積，m2。
Tl——外墻或屋面冷負荷計算溫度，℃，本設計中外墻為Ⅲ型，按表3.4取值。
表3.4 外墻冷負荷計算溫度
時間朝向
S
E
N
W
8
32.2
32.5
30.8
35.4
9
31.5
32.1
30.3
34.4
10
30.9
32.1
30
33.5
11
30.5
32.8
29.8
32.8
12
30.4
34.1
29.8
32.4
13
30.6
35.6
30
32.1
14
31.3
37.2
30.3
32.1
15
32.3
38.5
30.7
32.3
16
33.5
39.5
31.3
32.8
17
34.9
40.2
31.9
33.7
18
36.3
40.5
32.5
35
屋面的冷負荷計算溫度
時間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
T2
34.1
33.1
32.7
33
34
35.8
38.1
40.7
43.5
46.1
48.3
td——外墻或屋面冷負荷計算溫度的地點修正值，℃，西安市為以下表格。
S
SW
W
NW
N
NE
SE
E
水平
0.5
0.5
0.9
1.5
1.8
1.4
0.5
0.9
0.4
tns——夏季室內設計溫度，℃ 。
例如601
CL3=K×F×(tl+td-tns) Twl+td-tnx=31.2+1.8-26=7 Cl3= K×F×(t2+td-tns)=1.1*12.24*7=149.12
時間
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
twl
31.2
31.3
31.4
31.6
31.8
32.1
td
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
kα
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
kρ
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
t′wl
34.12
34.23
34.33
34.54
34.74
35.05
tNx
26
26
26
26
26
26
△t
8.12
8.23
8.33
8.54
8.74
9.05
K
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
F
12.24
12.24
12.24
12.24
12.24
12.24
CL
149.12
151.02
152.92
156.71
160.51
166.21
3．2 內圍護結構冷負荷
內圍護結構是指內隔墻及內樓板，它們的冷負荷是通過溫差傳熱（即與鄰室的溫差）而產生的。一般來講，當空氣調節(jié)區(qū)與鄰室的夏季溫差在3℃以內時，可不予計算。本設計中空調區(qū)與鄰室的溫差小于3℃，所以不進行計算。
twp
30.7
△tls
2
tls
33.20
tNx
26
△t
7.20
K
1.53
F
25.30
CL
278.70
3．3 人員冷負荷
時間
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
Clq
0.16
0.62
0.69
0.74
0.77
0.80
qs
60.5
60.5
60.5
60.5
60.5
60.5
n
4
4
4
4
4
4
ψ
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
Cls
36.01
139.54
155.29
166.54
173.30
180.05
q1
73.3
73.3
73.3
73.3
73.3
73.3
CL1
293.20
293.20
293.20
293.20
293.20
293.20
合計
331.92
443.24
460.18
472.28
479.54
486.80
3．4 照明冷負荷
照明冷負荷有輻射散熱和對流散熱兩種形式，其中的對流散熱直接構成房間瞬時冷負荷；而輻射熱則如同人體顯熱中的輻射熱一樣，先被圍護結構表面及其中的家具等吸收，當表面溫度高于室內空氣溫度時，再以對流熱的形式放散給室內空氣，構成房間的滯后冷負荷。
計算公式為：CL6= Q×CCl （3.6）
式中： CL6 ——照明散熱形成的冷負荷，W。
Q ——照明設備的散熱量，W。
按下列公式計算：
熒光燈：Q=1000 n1×n2×N
N——照明燈具所需功率，W。取每盞燈的功率為60 W。
n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調房間內時，取1.2，當暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器設在頂棚內時，取1.0。在本設計中取1.2。
n2——燈罩隔熱系數，當熒光燈罩上穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱與頂棚內時，取0.5～0.6。在本設計中取0.6。
CCl——照明散熱冷負荷系數，數值選取見表3.6
表3.6 照明散熱冷負荷系數
時間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
CCl
0.3
0.44
0.75
0.83
0.87
0.9
0.92
0.94
0.95
0.95
0.96
3．5 設備冷負荷
設備散熱形成的冷負荷，其形成過程同照明冷負荷的形成過程。
計算公式為：CL7= Q×CCl （3.7）
式中： CL7——設備散熱形成的冷負荷，W。
Q——設備的散熱量，W。辦公室內使用電子設備，其散熱量按下式計算：
Q=1000×n1×n2×n3×N/η （3.8）
n1——利用系數（安裝系數），是電動機最大實耗功率與安裝功率之比，用以反映安裝功率的利用程度，一般取0.7～0.9。在本設計中取0.8。
n2——同時使用系數，即房間內電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，根據工藝過程的設備使用情況而定，一般為0.5～0.8。在本設計中取0.6。
n3——負荷系數，每小時的平均實耗功率與設計最大實耗功率之比，它反映了平均負荷達到最大負荷的程度，一般取0.5左右，精密機床取0.15～0.4，對于已經給出實測的實耗功率值的電子計算機可取1.0。在本設計中取0.5。
N——電動設備的安裝功率，kW。在本設計中取2kW/臺。
η——電動機效率，根據產品樣本查取，在本設計中取0.8。
CCl——設備冷負荷系數，數值選取見表3.7
表3.7設備冷負荷系數
時間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
CCl
0.3
0.58
0.83
0.88
0.91
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
3．6 冷負荷計算匯總
系統(tǒng)的全部室內冷負荷，是房間的圍護結構冷負荷和室內冷負荷（設備冷負荷、照明冷負荷、人員冷負荷）在同一時刻累計后的最大值。即CL= CCl＋CC2＋CC3＋CC4＋CC5＋CC6＋CC7，各房間計算結果見附錄1。
3.7 新風量的確定
新風量的多少直接影響空調的經濟性，在夏、冬季節(jié)混入的新風量越少，就越經濟。但實際上，不能無限制地減少新風量，一般規(guī)定，空調系統(tǒng)中的新風占送風量的百分數不應低于10%。
確定新風量的依據有三個因素：
1. 衛(wèi)生要求；
2. 補充局部排風量；
3. 保持空調房間的“正壓”要求。
在實際工程設計中，新風量為以上三種的計算方法所得的最大值。當按上述方法得出的新風量不足總風量的10%時，也按10%計算，以確保衛(wèi)生和安全。
3.7.1滿足室內衛(wèi)生要求(以CO2為控制指標)
Gw1=2.78×10-4×m/(y0-y)
式中Gw1 ：衛(wèi)生要求所需的新風量，㎏/s
m:CO2的產生量，g/h
m=m，* n1
m，每人的CO2的呼出量，見下表
工作狀態(tài)
CO2的呼出量（g/h.人）
安靜中
19.5
極輕的工作
33
輕勞動
45
y室外新風中的CO2濃度，本式中取0.75。
y0室內空氣的CO2允許濃度，本式中取1.75。
3.7.2滿足室內局部排風和室內最小正壓的要求
GW2=GJP+G+
GW2：滿足室內局部排風和室內最小正壓的要求的新風量，kg/s。
GJP：滿足室內局部排風，kg/s。
G+：室內最小正壓要求的新風量，kg/s。
3.7.3 不小于系統(tǒng)總送風量的10％。
新風量計算公式：GW3=10％G
G 系統(tǒng)總送風量，kg/s，由下式定
G=CL/（In-I0）；
CL 系統(tǒng)的全部的冷負荷相加。
In 室內空氣焓值,kJ/kg。
I0 送風狀態(tài)點的焓值。（過室內空氣狀態(tài)點N的熱濕比線ξ=CL/W與機器露點φ=90％的交點相應的焓值）。
3.7.4 新風量的確定
GW=max（Gw1，GW2，GW3）
3．8 空調濕負荷計算
大多數情況下，空調區(qū)的濕負荷來自人體散濕敞開水槽表面的散濕量。在本設計中只有來自人體的散濕量。由此產生的濕負荷計算如下：
Dτ=0.001φnτg kg/h (3.9)
式中： Dτ——計算時刻的人體散濕量 ，kg/h；
φ——群集系數；見冷負荷計算中的群集系數；
nτ——計算時刻空調區(qū)內的總人數 ；
g——1名成年男子每小時散濕量（g/h）。
例如,客房部分601,在計算人體散濕量即為本設計中的濕負荷時:群集系數通過下表可知旅館客房的群集系數為0.92
工作場所
群集系數
影院，劇院
0.89
旅館
0.92
體育館
0.9
閱覽室
0.96
一間客房的人數為2人.一名成年男子每小時的散濕量通過《空調工程》表3-15中可以查出室內溫度為26度時的散濕量為109.則可以計算出
Dτ=0.001φnτg=0.001*0.92*109*2=0.21
熱濕比，新風量看附錄
第四章 空調系統(tǒng)方案的確定
4.1 空調系統(tǒng)方案的比較
空調房間按承擔房間負荷的介質不同分為四種,全空氣系統(tǒng),全水系統(tǒng),空氣-水系統(tǒng),冷劑系統(tǒng) 。
4.1.1全空氣系統(tǒng)（集中式空調系統(tǒng)）
此種系統(tǒng)適用于冷負荷密度大,潛熱負荷大(室內熱濕比小)或對室內含塵濃度有嚴格要求的場所，用于病房或者室內空氣品質不能用于回收。
4.1.2全水系統(tǒng)
全水系統(tǒng)中房間的全部負荷都由水來承擔，管道所占空間小，無室外新風的引入，空氣品質差。通常不使用該種系統(tǒng)。
4.1.3空氣-水系統(tǒng)
空氣-水系統(tǒng)中室內的負荷一部分由水承擔，另外一部分由室外新風承擔。其空氣處理設備部分集中于機房，部分分散于空調房間。
適用于以下場合：
·一個系統(tǒng)有多個房間或區(qū)域，各房間的負荷各不相同，相差大。
·辦公樓，醫(yī)院，旅館等多房間的建筑。
4.1.4冷劑系統(tǒng)
又名局部機組，房間負荷全部由制冷劑承擔。此種方法適用于小型建筑，如住宅，小型商場。
集中式和風機盤管加獨立新風空調方式的比較：
表4.1 方案比較
比較項目
集中式
風機盤管加新風
設備布置與機房
1. 空調與制冷設備可以集中布置在機房
2. 機房面積較大
3. 有時可以布置在屋頂上
1. 只需要新風空調機房面積
2. 風機盤管可以安裝在空調房間里
3. 分散布置，敷設各種管線較麻煩
節(jié)能和經濟
1. 可以根據室外氣象參數變化實現全年多工況節(jié)能運行
2. 對熱濕負荷不一致或室內參數不同的多房間不經濟
3. 部分房間停止空調，系統(tǒng)仍運行，不經濟
1. 靈活性大，節(jié)能效果好
2. 盤管可冬夏兼用，內壁結垢，降低傳熱效率
3. 無法實現全年多工況調節(jié)
風管系統(tǒng)
1. 空調送回風管系統(tǒng)復雜，布置困難
2. 支風管和風口過多時不易平衡
1． 放室內時，不接送、回風管；
2． 當系統(tǒng)和新風系統(tǒng)聯合使用時，新風量較小
維護
運行
空調與制冷設備集中在機房內，便于管理和維修
布置分散，維護與管理不便，系統(tǒng)復雜，易漏水
溫濕度 控制
可嚴格控制溫度和相對濕度
室內要求嚴格時，難以滿足要求。
空氣過濾與凈化
可以采用初效、中效和高效過濾器，滿足室內空氣清潔的不同要求。采用噴水室時，水與空氣直接接觸，易受污染，須經常換水
過濾性能差，室內清潔度要求較高時難于滿足
消聲隔震
可以有效的采取消聲和隔震措施
必須采用低噪聲風機，才能保證室內要求
風管互相串通
空調房間之間有風管連通，使各個房間互相污染。當發(fā)生火災時會通過風管迅速蔓延
各個房間之間不會互相污染
使用壽命
使用壽命長
使用壽命長
安裝
設備和風管安裝工程量大，周期長
安裝投產快
4.2 空調系統(tǒng)方案的確定-風機盤管加新風系統(tǒng)
該空調建筑為一個綜合性大樓，一至五層為精品店，商鋪，攤位等，六至九層為客房部分，如果采用風機盤管加新風系統(tǒng)，這樣各房間能自動控制和調節(jié)室溫，不影響其他房間的使用，減少運行費用，同時風機盤管可以暗裝，便于室內裝飾，故選用風機盤管加獨立新風的空調方式。
4.3 系統(tǒng)的焓濕圖
風機盤管加獨立新風空調系統(tǒng)的焓濕圖
本設計中，主要的空調方式為風機盤管加獨立新風的空調方式。新風處理到室內空氣的焓值，不承擔室內負荷；空調負荷由風機盤管的水系統(tǒng)承擔
在處理中，我們采用新風與風機盤管送風混合后送入房間。。
不考慮風機的溫升（LK段）
室外空氣W在新風機組中處理到機器露點L（W-L），與在風機盤管處理好的回風（N-M），在風機盤管的出口處混合達到O點，最后由熱濕比送至室內N點。
第5章 空調風系統(tǒng)
5.1 空調系統(tǒng)的風道
空調設計中，一個主要內容是各種送風，回風，新風及排風管道和風口的布置
5.1.1風道材質
主要有土建式風道，鋼板制風道(鍍鋅鋼板,普通鋼板)，非金屬風道和軟風管等。
名
稱
比
較
項
土建式風道
鋼板制風道
非金屬風道
軟風管
優(yōu)點
結構簡單,
與風管的連接方式比較靈活。
使用壽命長。
摩擦阻力小
耐腐蝕，
使用壽命高，
強度高。
重量輕，
柔軟性好
不宜變形
缺點
施工質量要求嚴格,
風機運行能耗大,
施工管理要求高,
保溫困難。
厚度小，
對焊接技術有一定的要求。
質量不穩(wěn)定，
風道的制作與安裝不是同一單位，現場修改困難。
空氣阻力大
適用場合
不太重要的房間
空調新風的進風道
主要的風道形式，廣泛用于各類建筑中。
通過比較我們選擇普通鋼板制風道。
5．2風道水力計算
5.2.1水力計算的類型
1校核計算
校核計算是已知各管段的長度，管徑及風機所能提供的壓頭，要求校核各段風量是否滿足要求。
2設計計算
設計計算是已知風道布置，風道長度及各段風量，要求確定各段管徑和選擇風機。
5.2.2水力計算的原理與方法
1原理：這兩種方法都是通過壓力平衡來達到分配風量的目的的。
2方法：假定流速法，壓損平均法，靜壓復得法。
確定風管的形狀和風管的尺寸風管的水力計算方法較多，對于高速送風系統(tǒng)采用靜壓復得法；對于低速送風系統(tǒng)，大多采用等壓損法和假定流速法。等壓損法以單位長度風管的壓力損失相等為前提，在已知總作用壓力的情況下，取最長的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路，將總的作用壓力值平均分配給風管的各個部分，再根據各部分風量和所分配的壓力損失值確定風管的尺寸；假定流速法是根據噪聲和風管本身的強度，并考慮到運行費用來設定。
見風道的水力計算表(采用的假定流速法)
風管和設備內的風速
位 置
推薦值(m/s)
最大值(m/s)
住宅
公共建筑
工廠
住宅
公共建筑
工廠
風機吸入口
風機出口
干管
支管
從支管上接出的風管
3.5
5～8
3.～4.5
3
2.5
4.0
6.5～10
5～6.5
3～4.5
3～3.5
5.0
8～12
6～9
4～5
4
4.5
8.5
4～6
3.5～5
3.25～4
5.0
7.5～11
5.5～8
4～6.5
4～6
7.0
8.5～14
6.5～11
5～9
5～8
。
風管水力計算見附表
例如：客房左半邊
風管，最不利環(huán)路的平衡率，通過水力計算可以算出各個管段的阻力，隨之求出平衡率。
平衡率(△P1-△P2)/△P1
匯合點1=（180-71-37）/180=40%,不平衡，利用調節(jié)管徑的方法調節(jié)平衡率
D’=D(△P2/△P2’)0.225,再加上閥門調節(jié)達到平衡.
5.2.3新風機組的選型
新風機組的選型和組合式空氣處理器的選型是一樣的方法，根據風量選擇合適的新風機組。選型的結果列如下表：具體參數見附錄
表5.3 新風機組選型表：
新風機位置
風量
型號
一層
295.8272
BX01
二層
585.4863
BX01
三層
690.1114
BX01
四層
709.5192
BX01
五層
644.6516
BX01
六層
782.8248
BX01
5.2.4確定新風機組負擔的冷量和盤管負擔的冷量
1新風機組負擔的冷量
Qo，w=Gw*(hwx-hnx)
式中的Qo，w 既是新風機組負擔的冷量
Gw 既是之前所求的新風量，結合三個，取最大的。
hwx 室外新風的焓值，由夏季空氣調節(jié)室外干球溫度與相對濕度 定，本設計北京的為81。
hnx 室內夏季的溫度與相對濕度確定。
2 盤管負擔的冷量
Q0，F=GF*（hnx-hMX）
式中的Q0，F表示盤管負擔的冷量
GF 表示回風量，即GF =G-Gw
G表示系統(tǒng)總的送風量，之前已求出。
hMX 表示的是經風機盤管處理后的空氣狀態(tài)，由下式確定：
Gw / GF =（hox- hMX）/（hnx- hox）
hox 表示送風點的焓值，可查表（由室內狀態(tài)點N經過熱濕比ξ向相對濕度線Φ=90％）?；蛘哂上率酱_定：
G=CL/（hnx- hox）
式中CL 表示冷負荷。
由算出來盤管的制冷量來選擇風機盤管的型號。見附錄
5.3風口及氣流組織
送風口類型分為以下幾種:
1側送風口
2散流器
3孔板送風口
4噴射式送風口
5旋流型送風口
本次設計中,我們風口選用的是散流器。
5.3.1氣流組織方式
1）側面送風：
a) 單側上送下回或走廊回風
b) 單側上送上回
c) 雙側上送下回
2）散流器送風：
a) 散流器平送，下部回風
b) 散流器下送，下部回風
c) 送吸式散流器上送上回
3）孔板送風：
a) 全面孔板下送，下部回風
b) 局部孔板下送，下部回風
4）噴口送風：
上送下回，送回風口布置在同側
5）條縫送風：
條縫型風口下送，下部回風
6）旋流風口送風：
上送下回
本次設計選用的是散流器下送，下部回風。
5.3.2氣流組織計算:
以六層的辦公室601為例：L=7.2M，B=6.9 H=3.6
1送風量為12.02831g/s，送風溫度20℃℃，tnx=26℃
風口沿寬度方向送風，衰減值為TNX=1℃
2TNX/T0=1/6=0.167
查非等溫射流衰減曲線得X/D0=16.6
3DO,MAX=5.6/16.6=0.34
4選160*120封口當量直徑DO=1.128開方F0=0.16
雙層百葉窗&=0.08
V0=QV/&F0*N=0.42/0.8*0.16*0.12=3.5
5計算射流自由度開方F/D0=30
6V0,MAX=0.29-0.43*開方F/D0=8.7M/S
V0,V0,MAX
7計算阿基米得數
AR=G*D0*T0/V02*TN=0.00257
查X/D關系曲線
X/D0=35
實際帖附射流長度X=6.4>5.6M\
8檢查房間高度
H”=H+0.07X+S+0.3=3.15
房間實際高度為3.2>3.5
滿足要求
其余房間氣流組織計算類似
第6章 水系統(tǒng)的設計
6.1 各層冷凍水系統(tǒng)的水力計算
空調水系統(tǒng)主要包括冷凍水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)?？照{水系統(tǒng)可以區(qū)分為開式和閉式，兩水管和四水管，同程式和異程式，上分式和下分式等，按調節(jié)方法來分，分為定流量和變流量。各種系統(tǒng)的特征及優(yōu)缺點列于下表：
表6.1 系統(tǒng)優(yōu)缺點比較
類型
特征
優(yōu)點
缺點
閉式
管路系統(tǒng)不與大氣相接觸
1. 管道與設備的腐蝕機會少
2. 不需要克服靜水壓力，水泵壓力功率低
3. 系統(tǒng)簡單
與蓄熱水池連接比較復雜
開式
管路系統(tǒng)與大氣相通
與蓄熱水池連接簡單
水中含氧量高，管路與設備腐蝕機會多
同程式
供、回水干管中的水流方向相同；經過每個環(huán)路的長度相同
1. 水量分配、調節(jié)方便
2. 便于水力平衡
1. 需設回程管，管道長度增加
2. 初投資大
異程式
供、回水干管中的水流方向相反；每個環(huán)路的管段長度不同
1. 不需回程管，管路簡單
2. 初投資少
1. 水量分配、調節(jié)難
2. 水力平衡難
兩管制
制冷、供熱合用一個回路
管路簡單，初投資少
無法滿足同時供冷供熱
三管制
分別設置供冷供熱管路與換熱器，冷熱回水管路共用
能滿足同時供冷供熱要求
有冷熱損失
四管制
供冷供熱的供回水管路分開設置
能靈活實現同時供冷供熱
管路復雜，初投資大
定流量
系統(tǒng)的循環(huán)水量恒定，負荷變化是通過改變供回水溫度來匹配
系統(tǒng)簡單，操作方便
能耗大
變流量
系統(tǒng)中的供回水溫度保持定值，負荷變化，改變供水量來適應
節(jié)能
系統(tǒng)復雜
單式泵
冷熱源側與負荷側合用一組循環(huán)水泵
系統(tǒng)簡單，初投資少
不能調節(jié)流量，不節(jié)能
復式泵
冷熱源側與負荷側分別配備循環(huán)水泵
可實現變流量調節(jié)，節(jié)能
系統(tǒng)復雜，處投資大
本設計的空調水系統(tǒng)是閉式、異程、兩管制的空調冷凍水系統(tǒng)。由以上的水系統(tǒng)比較表可以看出本設計的水系統(tǒng)的優(yōu)點：
1 閉式的水系統(tǒng)不與空氣接觸，設備的腐蝕機會少；
2 異程式系統(tǒng)節(jié)省管材；
3兩管制初投資少；
6.1.1水力計算的主要目的：
1 確定供回水管路的管徑；
2 確定環(huán)路的壓力損失。
6.1.2管徑的確定方法
供回水管的管徑通過流量確定，在相應管段存在相應的流量。利用推薦的流速，計算出管段的橫截面積，選擇相應規(guī)格的管徑。流速可按下表查?。?
表7.2 推薦流速：
管道種類
推薦流速
管道種類
推薦流速
水泵吸入管
水泵出水管
一般供水立管
室內供水管
1.2～2.1
2.4～3.6
1.5～3.0
0.9～3.0
集管
排水管
接自城市供水管
1.2～4.5
1.2～2.0
0.9～2.0
6.1.3供回水環(huán)路的壓力損失
供回水環(huán)路的壓力損失來自兩部分：沿程阻力損失和局部阻力損失。水在管道內流動時的阻力引起的壓力損失稱為沿程阻力損失；水流動時遇到局部配件，因摩擦和渦流造成的能量損失即為局部阻力損失。
沿程阻力計算式：
(7.1)
式中： ——沿程阻力，(Pa)；
局部阻力計算式：
(7.2)
式中： ——局部阻力系數。
水管水力計算 見附錄
水利平衡同風管的水力平衡，不平衡的改管徑，再加上閥門調節(jié)能達到平衡。
6.2 冷凍水泵的選型
6.2.1冷凍循環(huán)水泵的臺數
1 小型工程的兩管制系統(tǒng)，可以用冷水泵兼作熱水泵使用，但應校核冬季使用時水泵的流量、揚程和臺數是否吻合。大中型工程應分別設置冷、熱水泵。
2 一次泵的臺數，應與冷水機組的臺數一對一設置，一般不設備用泵。
3 二次泵臺數應根據冷水泵大小、各并聯環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調節(jié)要求，通過技術經濟比較確定。
4 熱水泵應根據供熱系統(tǒng)的規(guī)模和運行調節(jié)方式確定，不應少于兩臺，宜設備用泵、采用變頻控制。
6.2.2循環(huán)水泵的流量
1 一次冷水泵的流量，應為所對應冷水機組的冷水量；
2 二次冷水泵的流量，應為按該區(qū)冷負荷綜合最大值計算出的流量；
3 計算水泵流量應附加5%～10%的裕量。
6.2.3冷水泵的揚程
1 當采用閉式循環(huán)一次泵系統(tǒng)時，冷水泵揚程為管路、管件阻力、冷水機組的蒸發(fā)器和末端設備的表冷器阻力之和；
2 當采用閉式循環(huán)二次泵系統(tǒng)時，一次冷水泵為一次管路、管件阻力、冷水機組的蒸發(fā)器阻力之和；二次泵揚程為二次管路、管件阻力及末端設備的表冷器阻力之和；
3 當采用開式一次冷水系統(tǒng)時，冷水泵揚程除了第一點所講的阻力外，還要加上從蓄冷水池的最低水位到末端設備之間的高差；
4 當采用閉式循環(huán)系統(tǒng)時，熱水泵的揚程為管路、管件阻力、熱交換器阻力及末端的設備的空氣加熱器的阻力之和；
5 所有系統(tǒng)的水泵揚程，均應對計算值附加5%～10%的裕量。
6.2.4空調冷水泵的選型
冷凍水泵的選擇是根據冷凍水的流量和最不利環(huán)路的壓力損失。由估算法估算水路的阻力損失：
當L<200時,單位摩擦阻力損失取50mm水柱；
當60≤L≤200時,單位摩擦阻力損失取50≤R≤200mm水柱；
當L<60時，單位摩擦阻力損失取200mm水柱。
局部阻力按沿程阻力的兩倍計算，按估算法可估算出水系統(tǒng)的阻力為39.54米水柱。
初選冷凍水泵臺數為2臺；揚程為27米，冷水機組的單臺流量為19m3/h。選擇上海上城泵閥制造有限公司生產的40QDL8-30水泵。
表7.3水泵性能參數：
型號
流量(m3/h)
揚程(m)
轉速(r/min)
電機功率(KW)
必要氣蝕余量
重量(kg)
40QDL8-30
8
27
2900
1.5
2.3
30
6.3 冷水機組的選型
6.3.1制冷裝置選型的一般規(guī)定
1 制冷機的選擇應根據制冷工質的種類、裝機容量、運行工況、節(jié)能效果、環(huán)保安全以及負荷變化情況和運轉調節(jié)要求等因素確定；
2 風冷冷水機組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調系統(tǒng)；
3 確定制冷機組容量時，應考慮不同朝向和不