昆明某行政办公楼空调设计 - 图文

摘 要

本设计为昆明市某办公楼空调系统,拟为之设计合理的中央空调系统,为室内工作人员提供舒适的工作环境。

依据相关规范考虑节能和舒适性要求，设计的空调系统采用风机盘管—新风系统，设计内容包括: 空调冷负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；冷源的选择; 空调末端处理设备的选型；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的选定； 水系统的设计、布置与水力计算； 风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计等内容。

在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机和水泵。依据相关的空调设计手册所提供的参数，进一步完成新风机组、水泵、热水机组等的选型，从而将其反应在图纸上，最终完成整个空调系统设计。

关键词：风冷机组 风机盘管 冷负荷 管路设计

Abstract

The graduation project designs a central air conditioning system for XX official building in Kunming City, so as to create a comfortable work environment for the stuff.

According to some correlation standard, allow for energy safe and indoor comfort, the air condition system of the design is Fan coil units (FCUs)--fresh air system.It contains: cooling load calculation; the estimation of system zoning; the selection of refrigeration units; the selection of air conditioning equipments; the design of air duct system and calculation; the estimation of air distribution method and the selection of relevant equipments; the design of water system and its resistance analysis; the insulation of air duct plant and chilled water pipes; noise and vibration control; etc.

According to the relevant parameters provided by the manual air conditioning design, further complete the selection of fresh air units, water pump, hot water line, etc, thus reaction the selection on the drawing, finally complete the entire air conditioning system design.

Keywords: air-cooled units FCU cooling load pipeline design

1 建筑概况和原始资料

1.1 建筑概况

本建筑为昆明市某行政办公楼，共七层，一到六层是办公室，七层是一个大会议室，一层层高3.3m，二到六层层高3.6m，七层层高4.5m。 1.2地理位置与气象参数 1.2.1地理位置

昆明市：

经度 102.41 纬度 25.01 海拔 1892.4 1.2.2室外设计参数

(1)夏季空调室外计算参数 室外计算干球温度 26.3 ℃ 室外计算湿球温度 19.9 ℃ 室外平均温度 22.3 ℃ 夏季大气压力 807.3 (2)冬季空调设计参数 室外计算干球温度 1.1 ℃ 冬季大气压力 813.5 室外相对湿度 72 % 1.2.3室内设计参数

夏季室内计算温度 24℃ 冬季室内计算温度 20℃ 相对湿度 60%

平均风速 夏季≤0.3 冬季≤0.2 1.3土建资料 1.3.1墙体资料

外墙04级加气混凝土,厚度240mm，传热系数0.71 w/m ?℃,传热温差衰减系数0.47，波的延迟时间8，热惰性指标3.74。

内墙厚度180mm, 传热系数1.54w/m ?℃,传热温差衰减系数0.24，波的延迟时间7，热惰性指标2.48，波幅衰减系数2.6。

楼板钢筋混凝土，厚度100mm，传热系数1.88w/m ?℃,传热温差衰减系数0.42，波

的延迟时间5，热惰性指标1.65，波幅衰减系数2.2。

屋面厚度100mm，传热系数0.43w/m ?℃,传热温差衰减系数0.21，波的延迟时间9，热惰性指标3.24。 1.3.2房间的分类

内墙Vf=2.6≥2 楼板Vf=2.2≥2 房间为重型 1.4空调的使用时间

空调的使用时间为上午九点到下午五点。 1.5设计范围

本设计为昆明市某行政办公楼空调系统，建筑面积为5061m2，建筑高度为29.4m，主要房间为办公室，还有会议室。 1.6设计原则

满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术和设备，低碳、环保地创建健康舒适的室内空气品质及环境。

2空调系统的负荷计算

2.1冷负荷负荷计算方法

目前，在我国常用冷负荷系数法和谐波法计算空调冷负荷。冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础上，是便于手算的一种简化计算方法。夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。冬季则是采用估算法。

a)、通过围护结构传入室内的热量；

b)、通过外窗、天窗传入室内的太阳辐射热量； c)、人体散热量；

d)、照明、设备等室内热源散热量； e)、新风带入室内的热量。 2.2冷负荷计算公式

（1）外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷

在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面的逐时冷负荷可以按下式计算:

CLQ??KF(t??????tn) 式中:?——计算时刻；

（2-1）

?——外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度；

???——温度波的作用时间，h；

F——外墙计算面积m2；

K——外墙的传热系数W/(m2?K)；

tn——室内设计温度；

?——负荷温度的地点修正系数，昆明市为-8℃。 （2）外窗瞬时传热冷负荷计算公式

CLQc???aKF(t????tn) （2-2）

式中：F——外窗面积； K——外窗的传热系数；

t?——计算时刻下的负荷温度，℃； a——窗修正系数；本设计为1.07

?——地点修正系数；昆明???8.1

（3）外窗日射得热冷负荷计算公

CLQj???xgxdCnCsFJj?? （2-3） 式中：F——外窗面积；

xg——窗的有效面积系数；单层钢窗0.85；

xd——地点修正系数，本设计中武汉Xd =0.94； Cn——内遮阳修正，本设计中采用内遮阳，Cn=0.5;

Cs——窗玻璃的遮挡系数，本设计中玻璃采用标准玻璃， Cs =1.0； Jj??——负荷强度，W/m2。

当邻室有一定的发热量时，通过空调房间的隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可以视作不随时间变化的稳定传热，按下式进行计算：

CLQ??KF(to?m??ta?tn) （2-4）

2 式中： K——内围护结构的传热系数W/； （m.K） F——内围护结构的面积m2

to?m ——夏季空调室外计算日平均温度，℃ ?ta——附加温升。

（4）设备、照明散热得热形式形成的冷负荷计算公式

CLQ??QJX??T （2-5） 式中：Q——设备、照明得热，W；

T——设备投入使用的时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h； ??T——设备投入使用的时刻或开灯时刻或时刻到计算时刻，h； JX??T（JE??T、JL??T、）——??T时间设备负荷强度系数、照明负荷强度系数。

（5）人体显热负荷计算

CLQ??nn'qJX??T （2-6）

式中： n——房内人员总数； n'——群集系数；

q——一名成年男子的散热量；

??T——人员进入房间时刻到计算时刻，h； JP??T——??T时间、人体负荷强度系数。2.3房间冷负荷计算

2.3.1一层房间夏季冷负荷计算 以101房间为例 1 南外墙冷负荷计算

2W/(m?K)，衰减系数? = 0.47，延迟时间??8 h，南K?查得，南外墙0.712外墙面积为F = 10.49m。查得扰量作用时刻???时的昆明市屋顶负荷温差的逐时值

?t???，按式（2-1）算出南外墙的逐时冷负荷，计算结果列于表2.1中。

表2.1南外墙冷负荷 （W）

计算时刻 ?9:00 10:00 1 2 11:00 2 12:00 3 13:00 3 0.71 10.49 14:00 3 15:00 3 16:00 3 17:00 2 ?t??? K F CLQ? 7.45 14.89 14.89 23.34 23.34 23.34 23.34 23.34 14.89 2 西外墙冷负荷计算

表2.2 西外墙冷负荷（W）

计算时刻 ?9:00 10:00 3 4 11:00 5 12:00 7 13:00 8 0.71 23.6 14:00 9 15:00 9 16:00 9 17:00 8 ?t??? K F CLQ? 50.27 67.02 83.78 117.3 134 150.8 150.8 150.8 134 3 南外窗冷负荷计算

2W/(m?K) ，尺寸 F=3.57， xg?0.67，Cn?0.5，xd?1.05 K?窗户参数：5.7

① 温差传热得热形式形成的冷负荷

查得各计算时刻的负荷温差?t?,计算结果列于表2.3中。

表2.3 南窗温差传形成的热冷负荷（W）

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 时间 t? 30.00 30.00 31.00 32.00 33.00 33.00 33.00 33.00 33.00 ? -8.10 -8.10 -8.10 -8.10 -8.10 -8.10 -8.10 -8.10 -8.10 tn 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 △t -2.10 -2.10 -1.10 -0.10 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 a K 5.70 5.70 5.70 5.70 5.70 5.70 5.70 5.70 5.70 F 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 CL -45.72 -45.72 -23.95 -2.18 19.60 19.60 19.60 19.60 19.60 ② 日射得热形成的冷负荷

查得各计算时刻的负荷强度Jj??，按式（2-3）计算，计算结果列于表2.4中。

表2.4 日射得热形成的冷负荷(W) 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 时间 9:00 81.00 96.00 109.00 117.00 121.00 118.00 113.00 99.00 83.00 Xg 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 Xd 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 Cs 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cn 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 F 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 CL 101.72 120.55 136.88 146.92 151.95 148.18 141.90 124.32 104.23 ?3 照明冷负荷计算

室内灯具的总功率为400W，计算时间为上午9:00～下午17:00。按式（2-5）计算，计算结果列于表2.5中。

表2.5 照明冷负荷（W）

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 9:00 时间 JL 0.00 0.39 0.58 0.64 0.69 0.74 0.78 0.81 0.84 N 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 CL 0.00 156.00 232.00 256.00 276.00 296.00 312.00 324.00 336.00 4 设备冷负荷计算

室内设备的总功率为1000W，计算时间为上午9:00～下午17:00。按式（2-5）计算，计算结果列于表2.6中。

表2.6 设备冷负荷（W）

10:00 11:00 12:00 9:00 时间 JL 0.00 0.77 0.86 0.88 N 1000 1000 1000 1000 CL 0.00 770 860 880 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 0.90 0.92 1000 1000 900 920 0.93 0.94 0.95 1000 1000 1000 930 940 950 5 人体冷负荷计算

查得成年男子散热量为：显热70W/人，潜热64W/人。室内人数n=6，群集系数

n'?0.89，计算时刻为上午9:00～下午17:00。按式（2-6）计算，将计算结果列于表

2.7中。

表2.7 人体冷负荷（W）

时间 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Xr-t 人数 群集系数 显热 潜热 CL 0.00 0.49 0.67 0.72 0.76 0.80 0.83 0.85 0.88 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 64.00 64.00 64.00 64.00 64.00 64.00 64.00 64.00 64.00 341.7524.9592.2610.9625.8640.8652.0659.4670.76 2 1 0 5 0 1 9 0 6 各项逐时冷负荷汇总

表2.8 101房间冷负荷汇总（W）

时间 南外墙 西外墙 南窗瞬时 南窗日照 照明 设备 人体 CL 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 7 50 -46 102 0 0 342 455 15 15 22 22 22 22 22 15 67 84 117 134 151 151 151 134 -46 -24 -2 20 20 20 20 20 121 137 147 152 148 142 124 104 156 232 256 276 296 312 324 336 770 860 880 900 920 930 940 950 525 592 611 626 641 652 659 671 1608 1896 2031 2130 2198 2229 2241 2229 一层其余房间冷负荷计算方法与此相同，其结果见表2.9

表2.9 一层房间冷负荷（W）

时间 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 CL 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 455 451 449 423 431 428 428 841 445 419 288 917 476 476 453 453 7833 1608 1600 1587 1560 1572 1570 1570 3117 1592 2400 1294 3181 1611 1611 1584 1584 29041 1896 1904 1885 1833 1864 1859 1859 3683 1891 2886 1530 3750 1904 1904 1866 1866 34379 2031 2031 2003 1936 1978 1972 1972 3902 2015 3087 1616 3972 2022 2022 1974 1975 36509 2130 2136 2101 2016 2074 2066 2066 4082 2116 3233 1674 4158 2122 2122 2066 2066 38227 2198 2184 2150 2067 2123 2116 2116 4184 2166 3307 1716 4261 2172 2172 2117 2117 39167 2229 2241 2175 2095 2151 2144 2144 4243 2193 3326 1731 4328 2205 2205 2151 2151 39711 2241 2206 2241 2107 2154 2148 2148 4257 2193 3320 1753 4379 2230 2230 2177 2177 39960 2229 2197 2172 2110 2153 2147 2147 4262 2186 3278 1765 4442 2261 2261 2208 2208 40026 二到七层的冷负荷详见冷负荷计算表。 2.4建筑冷负荷指标

分别计算每个房间的逐时冷负荷，找出最大值，把最大值累加，求出建筑的总冷负荷。各层冷负荷见表2.10

表2.10 各层冷负荷汇总（W） 一层 二层 三层 四层 五层 六层 七层 CL 整栋楼的冷负荷Q=274.85KW 冷负荷指标=274850/5061=54W/m2 2.5热负荷计算

热负荷计算采用估算法，查出建筑的热负荷指标进行估算。

表2.11 部分民用建筑热负荷估算指标

建筑物类型 住宅 办公楼、学校 医院、幼儿园 旅馆 热负荷概算指标（w/m） 40～45 50～70 55～60 50～60 240039.45 38463.48 39955.02 44587.59 43854.32 33804.7 34145.35 274849.9 建筑物类型 商店 单层住宅 食堂、餐厅 影剧院 热负荷概算指标（w/m） 55 ～70 81～105 100～130 80～105 2本设计采用60w/m2的热指标，得出整栋建筑的热负荷Q=5061*60=304KW 2.6房间湿负荷计算

湿负荷是指空调房间（或区）的湿源（人体散湿、敞开水池（槽）表面散湿、地面积水、化学反应过程的散湿、食品或其他物料的散湿、室外空气带入的食量等）向室内的散湿量，也就是为维持室内含湿量需要从房间除去的湿量。湿负荷的构成：

1、人体散湿量； 2、渗透空气带入的湿量； 3、化学反应过程的散湿量；

4、各种潮湿表面、液面或液流的散湿量； 5、食品或其他物料的散湿量； 6、设备散湿量。 2.6.1湿负荷计算公式 1 人体散湿量

计算时刻的人体散湿量D?(Kg/h)，可按下式计算：

D??0.001??n??g （2-8） 式中：? ———————— 群集系数；

n?———————— 计算时刻空调区内的人数； g————————— 一名成年男子小时散湿量，g/h。 2 渗透空气带入的湿量

渗透空气带入的湿量D(Kg/h)，可按下式计算：

D?0.001G(dw?dn) （2-9） 式中：dw————————— 室外空气含湿量，g/Kg； dn————————— 室内空气含湿量，g/Kg； G ————————— 渗透空气总量，Kg/h。 3 餐厅食物的散湿量

计算时刻餐厅食物散湿量D?(Kg/h)，可按下式计算：

D??0.012??n? （2-10） 式中：? ————————— 群集系数；

n?————————— 计算时刻餐厅的就餐人数。 4 水面蒸发湿量

计算时刻水面蒸发湿量D?，可按下式计算：

D??F??g(Kg/h) （2-11） 式中：F?———————— 计算时刻的蒸发表面积，m2； g———————— 水面单位面积的蒸发量，Kg/(m2?h)。 2.6.2房间湿负荷计算

房间101湿负荷计算，因为是办公室，只有人体散湿，人数6人，群集系数0.89，散湿量g=56g/h

人体湿负荷D??0.001??n??g=0.001*0.89*6*56=0.29904W

其余房间的计算与此相同，只是人数不同，故计算出一层房间的湿负荷，见表2.12。

表2.12 一层房间湿负荷（W）

房间 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116

系数 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 ?0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 n?6 6 6 6 6 6 6 12 6 2 2 12 6 6 6 6

g 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 Dr 0.29904 0.29904 0.29904 0.29904 0.29904 0.29904 0.29904 0.59808 0.29904 0.09968 0.09968 0.59808 0.29904 0.29904 0.29904 0.29904 二到七层的湿负荷详见湿负荷计算表。

3 空调风系统方案的确定

3.1空调风系统的选取 3.1.1空调系统的划分原则

1 能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求。

2 初投资和运行费用综合起来较为经济。

3 尽量减少一个系统内的各房间相互不利影响。

4 尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工，管理和测试。 5系统应与建筑物分区一致。

6各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本相同。

7一般民用建筑中的全空气系统不宜过大，否则风管难于布置；系统最好不要跨楼层设置，需要跨楼层设置时，层数也不应过多，这样有利于防火。 3.1.2方案比较

表3.1 全空气系统与空气-水系统方案比较

比较项目 全空气系统 空气-水系统 空调与制冷设备可以集中布置在机房；新风可不设新风空调机房，直设备布置与机房 机房面积较大层高较高；有时可以布置接将新风机组挂于外窗或阳在屋顶或安设在车间术间平台。 台；风机盘管可设在空调机房内；分散布置，敷设各种管线较麻烦。 空调送回风管系统复杂、布置困难；支放室内时可不接送回、回风风管系统 风管和风口校多时不易均衡调节风量。 管；当和新风系统联合使用时，新风管较小。 可以根据室外气象参数的变化和室内负灵活性大、节能效果好，可根荷变化实现全年多工况节能运行调节，据各房间负荷情况自行调节；充分利用室外新风减少与避免冷热抵风机盘管冬夏兼用，内壁容易节能与经济性 消，减少冷冻机运行时间；对热湿负荷结垢，降低传热效率；无法实变化不一致或室内参数不同的多房间不现全年多工况节能运行。 经济；部分房间停止工作不需空调时整个系统仍需运行不经济。 使用寿命 安装 维护运行 温湿度控制 使用寿命长。 使用寿命较长。 调系统与单元空调器之间。 设备与风管的安装工作量大，周期长。 安装投产较快，介于集中式空空调与制冷设备集中安设在机房便于管布置分散维护管理不方便，水理和维护。 度。 系统布置复杂、易漏水。 满足。 可以严格地控制室内温度和室内相对湿对室内温工要求严格时难于可以采用初效、中效和高效过滤器，满过滤性能差，室内清洁度要求空气过滤与净化 足室内空气清洁度的不同要求，采用喷较高时难于满足。 水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水。 可有效采取消声和隔振措施。 必须采用低噪声风机才能保证室内要求你。 空调房间之间有风管连通，使各房间互各空调房间之间不会互相污消声与隔振 风管互相串通 相污染，当发生火灾时会通过风管迅速染。 蔓延。 表3.2 风机盘管+独立新风系统的特点 1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用。 2）各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据房间需要开停机组，节省运行费用，灵活性大，节能效果好。 优3）与集中式空调相比不需回风管道或孔洞，节约建筑空间。 5）新风处理机组占用空间小，只需挂在外窗上或阳台上。 6）使用季节长。 7）各房间之间不会互相污染。 1）对机组制作要求高，则维修工作量很大。 2）当风机盘管机组没有新风系统同时工作时，冬季室内相对温度偏低，故此种方式不能用于全年室内湿度有要求的地方。 缺3）风机盘管由于噪声的限制因而风机转速不能过高，所以机组剩余压头很小，气4）分散布置敷设各种管线较麻烦，维修管理不方便。 5）无法实现全年多工况节能运行调节。 6）水系统复杂，易漏水，且过滤性能差。 点 流分布受限制，只适用于进深小于6m的房间。 点 4）机组部件多为装配式、定型化、规格 化程度高，便于用户选择和安装。 适用性 适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层建筑房间和需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行调节的场合。 3.2建筑房间系统的选择

根据以上对系统方案的比较，以及该建筑各房间和当地气候的特点，本建筑一到六层的空调房间采用独立新风+风机盘管的形式对空调房间进行空气调节，七楼的大会议室由于不是每天都使用，且持续使用时间不长，采用全空气系统进行独立调节，设备采用多联机。 3.3新风系统

新风系统的形式采用分楼层水平式，每层设置新风系统，采用风机盘管加新风系统，新风处理方式不一样，对室内空气品质有很大的影响。风机盘管加新风系统的空气处理方式有：

1 新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内负荷；

2 新风处理到低于室内空气的焓值，并低于室内空气的含湿量，承担部分室内负荷。 这里选用新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷方案。在每层走廊的东外窗处设置一新风处理机组，负担新风负荷，新风管直接送入室内。

4 风系统的设计及其水力计算

4.1夏季工况分析

4.1.1夏季送风状态点及送风量的确定

室内余热量（即室内冷负荷）为Q（KW），余湿量W（kg/s）。为了消除余热余湿，保持室内空气状态为N点，送入G（kg/s）的空气；其状态为O。当送入空气吸收余热Q和余湿W后，由状态O（ho、do）变为状态N（hN、dN）而排出，从而保证了室内空气

状态为hN、dN，即得送入空气由O点变为N点时的状态变化过程（或方向）的热湿比?。

QhN?hO ε? ?dN?dOW1000QW的过程线（方向线）来表示送入空气状态变化过 这样，在h-d图上就可以利用热湿比ε?程的方向。这就是说，只要送风状态点O位于通过室内空气状态点N的热湿比线上，那么将一定数量的这种状态的空气送入室内，就能同时吸收余热Q和余湿W，从而保证室内要求的状态N（hN、dN）。

既然送入的空间同时吸收余热、余湿，则送风量必定符合以下等式：

G?QW?1000

hN?hOdN?dO Q和W都是已知的，室内状态点N在h-d图上的位置也已确定，因而只要经N点作出?的过

程线，即可在该过程线上确定O点，从而算出空气量G。 4.1.2冬季工况分析

1 冬季送风状态点和送风量的确定

在冬季，通过围护结构的温差传热往往是由内向外传递，只有室内热源向室内散热，因此冬季室内余热量往往比夏季少，有时甚至为负值。而余湿量则冬夏一般相同。这样，冬季房间的热湿比值常小于夏季，也可能是负值。所以空调送风温度to?往往接近或高于室温tN，hO??hN。由于送热风时送风温差可比送冷风时的送风温差值大，所以冬季

送风量可以比夏季小，故空调送风量一般是先确定夏季送风量，在冬季可采取与夏季相同风量，也可少于夏季。

就建筑而言，取冬季送风量与夏季相同，新风量和新风比也与夏季相同。 2 冬季新风量与新风比的确定

由于取冬季送风量与夏季相同，所以新风量和新风比也与夏季相同。 4.2各个房间的热湿比

热湿比计算公式：

h?hoQ?1000N ?? （4-1） WdN?do 式中：Q———————— 空调房间的冷（热）负荷，KW； W———————— 空调房间的湿负荷，Kg/s； hN，dN———————— 室内焓值和含湿量； ho，do———————— 送风点的焓值和含湿量； 按上面的公式算出各个空调房间的热湿比。 4.3送风量的确定 4.3.1总送风量的确定

因各房间热湿比线均在上面算出,在h-d图上找出室内空气状态点Ｎ，通过Ｎ点做各房间的热湿比线?与相对湿度线?＝95％的交点，即为各房间的送风状态点Ｏ点，在h-d图上查出各房间的hN，ho。各房间送风量计算公式：

Q G? （4-2）

hN?ho 式中：Q——————— 室内余热，kJ/h；

ho——————— 送风点的焓值，kJ/kg； hN——————— 室内状态点似的焓值，kJ/kg。 按上面的公式计算出各个房间的送风量。 4.3.2新风量的确定及其负荷计算 （1）新风量的确定

室外新鲜空气是保障良好的室内空气品质的关键。因此，空调系统中引入室外新鲜空气（简称新风）是必要的。由于室外空气焓值与室内空气焓值往往不等，所以空调系统为处理新风势必要消耗冷热量。据调查，空调过程中处理新风的能耗大致要占到总能耗的25%～30%，对于高级宾馆和办公建筑可高达40%。

可见，空调处理新风所消耗的能量是相当大的。所以，在确定空调系统的新风量时，

设计人员应十分谨慎。空调系统在满足室内空气品质的前提下，应尽量选用较小的、必要的新风量。否则，新风量过大，将会增加空调制冷系统和设备的容量，更重要的是使空调系统的能耗增加和投资增加。

新风量的确定应遵循目前我国现行规范中规定的和设计手册中推荐的一般原则。新风量确定的一般原则如下：

1 满足卫生要求

2 补充局部排风量和维持空调房间正压的要求

3 空调系统的新风量不小于系统总风量的10%，确保卫生和安全。 1）满足卫生要求所需的最小新风量Gws

不同建筑或场合下，满足卫生要求的最小新风量是不同的。在不同建筑或场所中满足卫生要求的平均每个人所需的最小新风量Gws值应根据暖通空调设计标准、设计手册推荐的最小新风量或其他相关规定中推荐的最小新风量确定。本工程中满足卫生要求的每个人所需的最小新风量是根据我国暖通空调设计标准、设计手册和ASHRAE标准62－1989中规定和推荐的最小新风量确定的。本设计取每人每小时30m3的新空气量。 确定了每个人的新风需用量新风量Gws。

式中：n——群集系数；

x——空调室内设计或可能的最大人数，人； 2) 补充局部排风量和保证正压要求所需的最小新风量

局部排风造成空调房间的风量损失主要包括空调房间本身的局部排风造成的损失和与其相同的非空调房间的排风造成风量损失。

维持正压要求所需的新风量很难精确计算，这里根据相关设计资料和文献用估算法进行计算。计算方法为：根据室内正压值（这里根据空调房间的密封性选5 Pa~10Pa）和空调房间的结构特点选择保持室内正压所需的换气次数n值，再按下式计算可得维持正压所需的新风量。

gws，就可以按下式求出室内满足卫生要求所需的最小

Gws?nxgws （4-3）

Lz?nV （4-4）

L 式中：z——维持室内正压要求所需的新风量，m3/ h；

n ——维持室内正压所需的换气次数，次/ h； V ——空调室的有效体积，m3·次。

3) 送风满足最小新风比要求的最小新风量

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。

新风量的校验

最小新风量Gwmin≥G*10%

最小新风量Gwmin≥n*每人最小换气量

最小新风量Gwmin≥局部排风量+维持正压的渗透风量，一般情况下比较前两项即可。 (2) 新风负荷

空调的新风负荷是指由送入空调室内的新风（空调室外的新鲜空气）而形成的冷热量。它实际上是由于空调室外空气的状态与设计室内的状态不同（焓值不相等）而产生的。本设计采用的独立新风加风机盘管的系统，其中新风不承担室内负荷，空调房间的新风负荷可按下式计算：

Qw?Gw(hw?hN) （4-5）

Q 式中：w——新风负荷，KW； Gw——新风量，Kg/s； hw——室外空气焓值，kJ/kg；

h N——室内空气焓值，kJ/kg。 4.3.3循环风量和循环风负荷

在已知空调热（冷）湿负荷的基础上，利用不同的送风和排风状态来消除室内余热和余湿，以维持空调房间所要求的空气参数，风机盘管的循环风量可有总风量和新风量求出，至于循环风负荷，系统设计为将新风处理到室内空气等焓线上,新风不承担室内负荷,室内负荷全部由风机盘管负担,因此循环风负荷等于房间冷负荷。

由此可计算出房间的送风量、新风量与新风负荷，一层房间的送风量、新风量与新风负荷见表4.1。

表4.1 一层房间风量计算表

房间 101 102 103 104 105 10送风点W 热湿比 焓值 0.26972.30 90 45 0.26559.30 05 45 0.26153.30 38 45 0.25395.30 63 45 0.25927.30 30 45 0.25856.45 室内状态点焓值 52 52 52 52 52 52 送风量 1152.28 1134.60 1117.27 1084.90 1107.61 1104新风量 180 180 180 180 180 180 室外焓值 65 65 65 65 65 65 新风状态 52 52 52 52 52 52 新风负荷 620.46 610.94 601.61 584.18 596.41 594.7Q 2240.55 2206.17 2172.47 2109.53 2153.69 21476 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 .84 2147.84 4262.20 2192.87 3320.07 1764.50 4441.62 2261.36 2261.36 2208.13 2208.30 30 83 0.25856.30 83 0.25655.60 30 0.26398.30 96 0.11990610 .25 0.63726.10 06 0.26735.60 28 0.27223.30 49 0.27223.30 49 0.26582.30 62 0.26584.30 67 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 .60 1104.60 2191.99 1127.76 1707.46 907.46 2284.26 1162.99 1162.99 1135.61 1135.70 180 360 180 170 90 360 180 180 180 180 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 9 594.79 1180.30 607.26 919.40 488.63 1229.99 626.22 626.22 611.48 611.53 其余各层房间详见风量计算表。 4.4空气分布器与房间气流分布型式 4.4.1空气分布器的形式

空气分布器简称为送风口，其型式及其所具有的紊流系数a值对射流的扩散和空间内气流流型的形成有直接影响。送风口的型式有多种多样，通常要按照空间的性质，对气流分布的要求和房间内部装饰的要求等加以选择。

送风口的型式有：收缩喷口、直管喷口、单层活动百叶窗口、双层活动百叶窗口、孔板栅格风口、散流器、网络式柱形风口、固定导叶扇形风口、可调导叶扇形风口、径向贴附散流器、带平行百叶条形风口、管道式孔板、圆管式孔板等之外，还有带扇形的风口，球形风口及旋流式风口。 4.4.2空间气流分布的形式

空间气流分布的形式有多种，取决于送风口的型式及送排风口的布置方式。

⒈上送下回；⒉上送上回；⒊下送上回；⒋中送风

4.4.3散流器的布置

根据空调房间的大小和室内所要求的参数,选择散流器的个数.一般按对称位置或者梅花形布置,梅花形布置时每个散流器送出气流有互补性,气流组织更加均匀.

布置散流器时，散流器之间的距离及离墙的距离，一方面使射流有足够射程，另一方面又应使设立扩散效果好。布置时充分考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物。每个散流器所服务的区域最好为正方形或者接近正方形。如果散流器服务的区域的长宽比大于1.25时，适宜选用矩形散流器。本设计中各房间均采用圆型散流器，具体布置见各层的平面图。 4.4.4散流器的气流组织计算

（1）布置散流器。以办公室101为例，L=7.49m，B=4.26m，H=3.6m，对空调区域进行划分，均匀划分为2个小区域，所以散流器的数量为n=2。

（2）选用圆形散流器，总送风量为0.32m3s，假定喉部风速?d为3ms，则单个散流器需要的喉部面积为

qv?0.053m2 (4-6) ?dn选用喉部尺寸为?250mm的圆形散流器，则喉部的实际风速为

0.32 ?d=?3.26ms (4-7) 2?0.25?2?3.14???2??F?散流器实际出口面积约为喉部面积的90%，则散流器的有效流通面积 2?0.25?2 F?90%?3.14????0.044m (4-8)

?2?散流器出口的风速为

v ?0?d?3.62ms (4-9)

90%（3）计算射程 x?Kv0F?x0=2.1m (4-10) vx散流器中心到区域边缘距离为2. 5m，根据要求，散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75%，所需最小射程为：2.5?0.75?1.875m。因为2.1m大于1.875m，因此射程满足要求。

（4）计算室内平均风速 vm?0.381rL?0.23ms (4-11)

(L24?H2)12夏季工况送风，则室内平均风速为0.23×1.2=0.28ms。 基本满足舒适性空调夏季室内风速不应大于0.3ms的要求。 校验核心温度衰减

?tx?vx?t0?0.920C (4-12) vd满足舒适性空调温度波动范围?10C的要求。

其他房间的散流器气流组织计算与此相同，布置个数见表4.2 房间 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 个数 2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 2 4 2 2 2 2 房间 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 301 302 303 304 个数 2 4 4 2 2 4 2 2 4 4 4 2 2 4 4 4 4.2 散流器个数表 房间 个数 房间 305 4 410 306 2 411 307 2 412 308 4 501 309 4 502 310 4 503 311 2 504 401 2 505 402 4 506 403 4 507 404 4 508 405 4 509 406 4 510 407 2 511 408 2 512 409 4 601 个数 4 4 2 2 4 4 4 4 4 2 2 4 4 4 2 2 房间 602 603 604 605 606 607 608 609 610 个数 4 4 4 4 4 2 2 4 2 具体布置情况见CAD图。 4.5风管管径确定及水力计算 4.5.1概述

通风管道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。其主要目的是，确定各关段的管径（或断面尺寸）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。在有的情况下，风机的风量、风压已经确定，要由此去确定风管的管径。风管水力计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等几种，前最常用的是假定流速法。

⑴ 压损平均法的特点是，将已知总作用压头案干管长度平均分配给每一管段，再根据每一管段的风量确定风管断面尺寸。如果风管系统所用的风机压头已定，或对分支管路进行阻力平衡计算，此法较为方便。

⑵ 静压复得法的特点是，利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力，根据这一原则确定风管断面的尺寸。此法适用于高速空调系统的水力计算。

⑶ 假定流速法的特点是，先按技术经济要求选定风管的流速，再根据风管的风量确定风管断面尺寸和阻力。

4.5.2风管设计的注意事项

⑴ 风管材料的选用 一般采用钢板制作，其优点是不燃烧、易加工、耐久，也较经济。对有防腐要求的建筑，可采用塑料或玻璃管制作。

⑵ 风管形式的确定 一般采用圆形或矩形风管。矩形风管易加工和布置，弯头及三通部件的尺寸较圆形分管的部件小，且容易加工，因此使用比较普遍。

⑶ 风管的风速要控制得合适。

⑷ 风管各环路中压力的平衡 风管设计时各并联环路之间的压力损失的差值要保持在小于15%的范围内。

⑸ 矩形风管的弯管部分应尽量使用较大的曲率半径（风管中心处的曲率半径）的弧形弯管，常用的标准曲率半径为R=4.5.3假定流速法的计算步骤与方法

（1）绘制通风或空调系统轴测图，对管段进行编号，标注长度和风量；管段长度一般按两管件中心长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。

（2）确定合理的空气流速

风管内的空气流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响。流速高，凤冠断面小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，运行费用增加。流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。

（3）根据各风管的风量选择的流速确定各风管的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。

（4）并联管路的阻力平衡

为了保证各送、排风点达到预定的风量，两并联支管的阻力必须保持平衡。对一般的通风能够系统，两支管的阻力差应不超过15%；若超过上述规定，可采用下述方法使其阻力平衡。

1) 调整支管管径

这种方法是通过改变支管管径改变支管的阻力，达到平衡。调整后的管径按下式计算：

D′=D（△P/△P′）0.225 （4-8）

式中：D′——调整后的管径，mm；

D——原设计的管径，mm； △P——原设计的支管阻力，Pa； △P′——要求达到的支管阻力，Pa。

2） 增大风量

当两支管的阻力相差不大时，例如在20%以内，可不改变管径，将阻力小的那段支

3b（b为风管弯边的宽度）。 2管的流量适当增大，阻力也随着增大；同时风机的风量和风压也会相应增大。增大后的风量按下式计算：

L=L′（△P/△P′）0.5 （4-9） 式中：L——原设计的风量，m/h；

L′——-调整后的风量, m3/h。

3）阀门调节

通过改变阀门开度，调节管道阻力，从理论上讲是一种简单易行的方法。必须指出，对一个多支管的通风空调系统进行实际调试，是一项复杂的工作。必须进行反复的调整、测试才能完成，达到预期的流量分配。 4.5.4管径的确定与水力计算

表4.9 推荐值（m/s） 位置 住宅 风机入口 风机出口 干管 支管 接出风管 3.5 5～8 3.5～4.5 3 2.5 公共建筑 4.0 6.5～10 5～6.5 3～4.5 3～3.5 工厂 5.0 8～12 6～9 4～5 4 住宅 4.5 8.5 4～6 3.5～5 3.5～4 公共建筑 5.0 7.5～11 5.5～8 4～6.5 4～6 工厂 7.0 8.5～14 6.5～11 5～9 5～8 最大值（m/s） 3

新风独立送风，每层都有一个新风机组，根据房间平面图画出各层新风管的系统图，然后进行水力计算。

以一层新风管道为例，进行风管管径的确定与水力计算，一层风管系统图见图4.2。

图4.2 一层新风管道系统图

最不利管段A-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11 其水力计算如表4.10

表4.10 一层新风管道水力计算

环路编号 流量 矩型风管尺寸a 矩型风管尺寸b 直径或当量直径D 管长L 初选流速V 计算断面积S 实际断面积S 单位比摩阻R 实际流速V 多叶直旁送渐风渐动流流∑风扩量缩压 三三& 口 管 调管 通 通 节阀 沿程损失RL 局部损失Z 总阻力损失 （m3（m（m（m（（M（m（m（Pa（M（P（P（P（P个 个 个 个 个 个 /h） m） m） m） M） /S） 2） 2） /M） /S） a） a） a） a） 0.1212123.A 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1-1212124.180 5.0 012 0 0 0 0 0 0.2-1216134.360 5.0 023 0 0 7 0 0 0.3-2016173.540 5.0 034 0 0 8 5 0 0.4-2520223.900 5.0 055 0 0 2 5 0 0.5-1262525253.5.0 076 0 0 0 0 5 0 0.6-1623225284.5.0 097 0 0 0 1 5 0 0.7-1983232327.5.0 118 0 0 0 0 0 0 0.8-2703232324.5.0 159 0 0 0 0 0 0 0.9-2885032398.5.0 1610 0 0 0 0 0 0 100.3145032391.-15.0 170 0 0 0 1 1 4 0.1212123.A 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.B 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.C 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.D 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.E 180 5.0 010 0 0 0 0 0.014 0.014 0.019 0.032 0.050 0.063 0.080 0.102 0.102 0.160 0.160 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 1.73 1.73 3.11 1.85 1.58 1.68 1.47 1.14 2.04 0.78 0.92 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 3.47 3.47 5.21 4.69 5.00 5.60 5.63 5.37 7.32 5.00 5.45 3.47 3.47 3.47 3.47 3.47 7.61 6 7.66 1 1 1 17. 1 1 23 13. 1 1 95 15. 1 88 19. 1 91 20. 1 1 09 18. 1 32 34. 1 06 15. 1 88 18. 87 7.61 6 1 7.61 1 6 7.61 1 6 7.61 1 6 7.61 1 6 3 .0 1 .5 1 .5 1 .5 1 .0 1 .0 1 .5 1 .0 1 .0 1 .0 0 .0 3 .0 3 .0 3 .0 3 .0 3 .0 5.23282 .0 .2 6.11189 .5 .4 122538.4 .8 .3 6.20275 .9 .4 5.15215 .9 .4 5.19259 .9 .8 6.30366 .1 .7 8.18260 .3 .3 8.34422 .1 .2 6.15222 .9 .1 1.0.1.0 0 0 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2

F G H I J D' E' F' G' H' J' 0.1212123.180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.180 5.0 010 0 0 0 0 0.2020203.360 5.0 020 0 0 0 0 0.1212123.180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.170 5.0 000 0 0 0 9 0.1212124.180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212124.180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212124.180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212124.180 5.0 010 0 0 0 0 0.2020204.360 5.0 020 0 0 0 0 0.1212124.90 5.0 000 0 0 0 5 0.014 0.014 0.040 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.040 0.014 1.73 1.73 0.50 1.73 1.56 1.73 1.73 1.73 1.73 0.50 0.49 3.47 3.47 2.50 3.47 3.28 3.47 3.47 3.47 3.47 2.50 1.74 37.61 1 .6 0 37.61 1 .6 0 33.91 1 .7 0 37.61 1 .6 0 36.81 1 .3 0 37.61 1 .6 0 37.61 1 .6 0 37.61 1 .6 0 37.61 1 .6 0 33.91 1 .7 0 31.91 1 .1 0 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 1.11135 .9 .4 5.23282 .0 .2 4.20257 .5 .2 6.23299 .0 .9 6.23299 .0 .9 6.23299 .0 .9 6.23299 .0 .9 2.11130 .9 .9 2.5.7.0 7 7 并联管道的阻力平衡计算，例如4点处，3-4管段与D和D’管段并联，求其不平衡率：

X=（△PD-△P3-3）/△D=3%<15% 满足要求 X=（△PD’-△P3-3）/△D’=8.4%<15% 满足要求

其余并联管段的阻力平衡计算于此相同，大于15%的并联管段在分流处用阀门进行调节，直到满足要求。

其余各层新风管道的水力计算详见新风管水力计算表。 4.6新风机组与风机盘管的选型 4.6.1新风机组的选型

根据以上计算的新风量新、风负荷与阻力选择新风机组，选择北京聚安鑫丰机电设备有限公司的新风机组，具体选型参数见表4.11。

表4.11 新风机组选型表

新风机组选型表 一层 二层 三层 四层 五层 六层 七层 新风量m3/h 新风负荷W 型号 额定风量m3/h 机组余压pa 额定冷量KW 额定热量KW 风机功率KW 冷媒水量m3/h 冷媒水阻力Kpa 换热器面积m2 机组重量Kg 3140 2816 11104.210656.21 4 3.5 1.5*2 3500 3000 300 400 18.9 15.8 25.2 22.5 1 0.7*2 3.21 2.72 40 35.2 240 14 30.2 156 3240 11064.47 3.5 3500 300 18.9 25.2 1 3.21 40 35.2 240 3600 12351.91 2*2 4000 300 21.8 30 0.7*2 3.73 20 40.4 230 3600 12139.85 2*2 4000 300 21.8 30 0.7*2 3.73 20 40.4 230 2872 9365.723 1.5*2 3000 300 15.8 22.5 0.7*2 2.72 14 30.2 156 3720 9455.635 2*2 4000 250 21.8 30 0.7*2 3.73 20 40.4 230 4.6.2风机盘管的选型

本设计选用格力空调设备有限公司生产的风机盘管。

当风量和冷量不满足时，根据冷量选取风机盘管，各房间的风机盘管选型见表4.12。 房间 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 201 202 203 204 205 206 型号 FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-85WA FP-68WA FP-68WA FP-34WA FP-85WA FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-68WA FP-55WA FP-85WA FP-85WA FP-34WA FP-54WA FP-85WA 表4.12 风机盘管选型表 数量 风量m3/h 制冷能力W 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 850 4500 1 680 3600 1 680 3600 1 340 1850 1 850 4500 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 680 3600 1 510 2800 1 850 4500 1 850 4500 1 340 1850 1 510 2800 1 850 4500 噪音dB 40 40 40 40 40 40 40 42 40 40 35 42 40 40 40 40 38 42 42 35 38 42 水阻Kpa 16 16 16 16 16 16 16 23 16 16 12 23 16 16 16 16 21 23 23 12 21 23 207 208 209 210 211 212 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 601 FP-54WA FP-54WA FP-54WA FP-102WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-54WA FP-54WA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 510 510 510 1020 850 510 510 850 850 850 850 510 510 850 850 850 510 510 850 850 850 850 850 510 510 850 850 850 510 510 850 850 850 850 850 510 510 850 850 850 510 510 2800 2800 2800 5500 4500 2800 2800 4500 4500 4500 4500 2800 2800 4500 4500 4500 2800 2800 4500 4500 4500 4500 4500 2800 2800 4500 4500 4500 2800 2800 4500 4500 4500 4500 4500 2800 2800 4500 4500 4500 2800 2800 38 38 38 44 42 38 38 42 42 42 42 38 38 42 42 42 38 38 42 42 42 42 42 38 38 42 42 42 38 38 42 42 42 42 42 38 38 42 42 42 38 38 21 21 21 25 23 21 21 23 23 23 23 21 21 23 23 23 21 21 23 23 23 23 23 21 21 23 23 23 21 21 23 23 23 23 23 21 21 23 23 23 21 21 602 603 604 605 606 607 608 609 610

FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA FP-85WA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 850 850 850 850 850 850 850 850 850 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 4500 42 42 42 42 42 42 42 42 42 23 23 23 23 23 23 23 23 23 风机盘管的布置情况详见风机盘管平面布置图。

5 水系统的确定及其水力计算

5.1空调水系统的选择

空调水系统就是以水为介质，在同一建筑物或在建筑物之间传递冷量（冷冻水或冷却水）或是热量（热水）。正确合理地设计空调水系统是保证整个空调系统正常运行的重要条件。空调水系统一般包括冷冻水系统、冷却水系统和冷凝水系统三个部分。由于本设计采用空气作为冷热源，因此没有冷却水系统故只对水系统的冷冻水系统和冷凝水系统进行设计。 5.1.1空调冷冻水系统

空调冷冻水系统通常由制冷机组的蒸发器、冷冻水泵、供回水管道和表面式空气冷却器或喷水室以及分、集水器、除污器等组成，是专门向用户供应冷量的系统。

⒈空调冷冻水系统的分类

（1）根据空调设备的构造、蒸发器的形式分类空调冷冻水系统可分为开式和闭式两种。

1）闭式冷冻水系统：管路系统与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱。其优点是：管道与设备的腐蚀机会少，不需要克服静水压力，因此水泵的功率耗低，系统简单。其缺点是遇蓄冷（热）水池连接时较复杂。

2）开式冷冻水系统：管路系统与大气相通，与蓄冷（热）水池连接较简单，系统运行稳定性好。其缺点是：由于冷冻水与大气接触，所以水中含氧量高，管路与设备的腐蚀机会多，水泵需要高扬程以克服静水压力，耗电多，输送能耗大。

（2）根据水流经过每一环路的长度是否相等分类空调冷冻水系统可分为同程式和异程式两种。

1)同程式：供、回水干管中的水流方向相同，经过每一环路的管道长度基本相等的系统，称为“同程式”。同程式系统水量分配、调节方便，便于水力平衡。但虚设回程管，管道长度增加，初投资稍高。

2）异程式：供回水干管中的水流方向相反，每一环路的管道长度不相等的系统，称为“异程式”。异程式系统不需回程管，管道长度短，管路简单，初投资较低。但水量分配、调节较难，水力平衡较麻烦。

（3）根据系统供回水管路根数分类，空调水系统可分为双管制、三管制和四管制三种。

1)双管制：双水管系统的冬季供应热水、夏季供应冷水，都是在相同的管路中进行。其进入风机盘管只有一根供水管和一根回水管，系统管路简单，初投资省，但无法同时满足供冷、供热的要求。在全年空调的过渡季，会出现朝阳房间需要供冷而背阳房间需要加热的情况，这种系统不能满足各房间的要求，当系统以同一水温供水时，房间会出

现过冷或过热的现象。

2）三管制：三管制系统在进入盘管处设有程序控制的三通阀，有室内恒温控制，根据使用冷水或热水进入（不同时进入）需要，分别设置供冷、供热管路与换热器、冷水机组相连，但回水管共用一根。该系统能满足同时供冷、供热的要求，管路系统较四管制简单，但有冷、热量混合损失，投资高于双管制，管路布置较复杂。

3）四管制：供冷、供热的供回水管均分开设置，具有冷热两套独立的水系统，能灵活的同时供冷供热，凡管路系统复杂，初投资高，占用空间较大。

不同类型的系统有各自的优缺点，比较见表5.1。 类型 闭式 开式 同程式 异程式 两管制 三管制 四管制

表5.1 空调冷冻水系统的优缺点

特征 优点

管路系统不与大气相与设备的腐蚀机会少;不需克服接触，仅在系统最高点静水压力，水泵压力、功率均低。

设置膨胀水箱 系统简单 管路系统与大气相通 与蓄热水池连接比较简单 供回水干管中的水流

水量分配，调度方便，便于水力

方向相同；经过每一管

平衡

路的长度相等 供回水干管中的水流

不需设回程管，管道长度较短，

方向相反；经过每一管

管路简单，初投资稍低

路的长度不相等 供热、供冷合用同一管

管路系统简单，初投资省

路系统

分别设置供冷、供热管

能同时满足供冷、供热的要求，

路与换热器，但冷热回

管路系统较四管制简单

水的管路共用 供冷、供热的供、回水

能灵活实现同时供冷或供热，没

管均分开设置，具有

有冷、热混合损失

冷、热两套独立的系统

系统简单，初投资省

缺点

与蓄热水池连接比较

复杂 易腐蚀，输送能耗大 需设回程管，管道长度增加，初投资稍高 水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦 无法同时满足供热、

供冷的要求 有冷热混合损失，投资高于两管制，管路系统布置较简单 管路系统复杂，初投资高，占用建筑空间

较多

不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，不能适应供水分区压降较悬殊的情况 系统较复杂，初投资

较高 系统较复杂，必须配

备自控设备

单式冷、热源侧与负荷侧合泵 用一组循环水泵

可以实现水泵变流量，能节省输复式冷、热源侧与负荷侧分

送能耗，能适应供水分区不同压

泵 别配备循环水泵

降，系统总压力低

系统中的供回水温度输送能耗随负荷的减少而降

变水保持定值，负荷变化低 ，配管设计，可以考虑同时量 时，通过改变供水量的使用系数，管径相应减少 ，水

变化来适应 泵容量、电耗相应减少 5.2空调水系统的水力计算

水管管道的水力计算是在系统和设备布置、管道材料、各支管的位置和水量均已确定的基础上进行的。其主要目的是，确定各段的管径（或断面尺寸）和阻力，保证系统内达到要求的水量分配。最后确定水泵的型号和动力消耗。管道水力计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等几种，前最常用的是假定流速法。 5.2.1系统水力计算的方法和原则

1. 在水系统平面图上对各层各管段进行编号，确定各层最不利回路。

2. 从最不利回路开始，根据各层各段的冷（热）负荷按下式计算出管段的水流量，用假定流速发先确定管道的管径。

根据资料查得管内水流速推荐值(m/s)：

表5.2 经济流速选择 管径/mm 闭式系统 开式系统 管径/mm 闭式系统 开式系统 1.2-1.6 1.4-1.8 1.5-2.0 1.6-2.3 1.7-2.4 1.7-2.4 1.6-2.1 1.8-2.3 n15 20 25 32 40 50 65 80 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.7 0.7-0.9 0.8-1.0 0.9-1.2 1.1-1.4 1.2-1.6 0.3-0.4 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.8 0.7-0.9 0.8-1.0 0.9-1.2 1.1-1.4 100 125 150 200 250 300 350 400 1.3-1.8 1.5-2.0 1.6-2.2 1.8-2.5 1.8-2.6 1.9-2.9 1.6-2.5 1.8-2.6 G?3600管段水流量计算公式 式中： i?1?qii?1??c?t m3/h （5-1）

?qin c —— 水的比热容，取4.19KJ/(Kg?℃) ； ?t —— 供回水温差，℃。 3.在各层平面图上量得各管段管长L。 4.确定沿程压力损失 沿程阻力

—— 计算管段空空调冷负荷 ，KW ；

?Pf（Pa）可按下式计算

式中：

?Pf?L?Rm

?Pf——沿程阻力, Pa；

L——管道长度，m；

Rm——管道单位长度摩擦阻力，Pa/m。

5.确定局部阻力损失，查处各个节点的局部阻力系数，根据下式计算出管段的局部阻力。

局部压头损失

?Pj 式中: ?——管件的局部阻力系数； ?——水的密度，Kg/m3。 6. 求各管段的压力损失?P??Py??Pj。

7. 确定其他支管尺寸并进行相关压力损失计算，方法如以上所述。

8. 求各层最不利回路总压力损失，根据各层中最不利回路的总压力损失最大值选取所需的水泵。

9.各层的水管支管的不平衡百分率若小于15%，则不需加阀门；若大于15%而小于25%，则需要加阀门进行调节控制；若大于25%，则需要改变水管管径再进行计算。而根据计算可以知道，有些支管需要加阀门进行调节控制，以进行水管阻力的平衡调节。 5.2.2冷冻水系统水力计算

以一层房间为例，对一层房间进行水力计算。

（Pa）可按下式计算

v2?Pj???2

图5.1 一层冷冻水系统图

水力计算见表5.3。

表5.3 一层冷冻水水力计算 水管水力计算表 序号 1 2 负荷(W) 40104.55 2208.30 流量(m^3/h) 6.90 0.38 管管长νR(Pa/△径 (m) (m/s) m) Py(Pa) DN5221.43071.013.87 0.87 0 2 7 DN21.63 0.30 99.56 162.28 0 ξ 8.3 4 △Pj(Pa) 3130.6377.19 8 44.26 177.02 动压(Pa) △Py+△Pj(Pa) 6201.75 339.30 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 37896.25 2208.13 35688.12 2261.36 33427.00 2261.36 31165.40 4441.62 26723.78 1764.50 24959.28 3320.07 21639.21 2193.87 19445.34 4262.20 15183.14 2147.84 13035.30 2147.84 10887.46 2153.69 8733.77 2109.53 6624.64 2172.47 4451.77 2206.17 2240.56.52 0.38 6.14 0.39 5.75 0.39 5.36 0.76 4.60 0.30 4.29 0.57 3.72 0.38 3.34 0.73 2.61 0.37 2.24 0.37 1.87 0.37 1.50 0.36 1.14 0.37 0.77 0.38 0.39 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN25 DN50 DN15 DN50 DN20 DN40 DN20 DN40 DN25 DN32 DN20 DN32 DN20 DN32 DN20 DN32 DN20 DN25 DN20 DN25 DN20 DN22.40 1.58 4.97 1.58 2.72 1.58 8.15 1.58 0.82 198.73 476.96 1 336.80 336.80 44.25 176.99 298.69 298.69 46.41 185.63 262.04 262.04 46.41 185.63 227.78 227.78 68.69 274.77 167.48 167.48 93.63 374.51 146.10 730.48 100.03 400.13 306.64 306.64 43.68 174.71 247.61 247.61 63.25 253.02 261.15 261.15 41.86 167.46 192.49 192.49 41.86 167.46 134.29 134.29 42.09 168.37 86.41 86.41 813.75 334.27 1179.66 349.89 687.77 349.89 1344.70 445.64 1387.23 844.07 1685.93 769.16 1349.16 346.87 1694.89 428.43 1316.24 333.09 983.15 333.09 633.90 334.83 400.10 321.83 1087.98 340.43 515.37 350.60 727.22 0.30 99.54 157.28 4 0.77 0.31 0.72 0.31 0.68 0.37 177.26 103.97 156.52 103.97 137.05 108.15 102.50 297.19 880.97 1 164.27 4 425.73 1 164.27 4 1116.92 1 170.87 4 1219.74 1 11.90 0.58 1.58 0.43 469.56 4 10.60 0.54 90.14 955.46 5 1.75 4.11 1.75 6.99 1.75 4.05 1.75 4.05 1.75 3.59 1.75 3.40 1.75 4.11 1.75 4.11 1.75 4.44 210.88 253.60.78 6 0.45 369.03 4 1042.53 1 0.30 98.38 172.16 4 207.05 100.20.36 3 260.50.72 1 0.70 1447.27 1 175.41 4 1055.08 1 0.29 94.65 165.63 4 0.62 195.22 790.66 1 0.29 94.65 165.63 4 0.52 139.17 499.62 1 0.29 95.12 166.46 4 0.42 92.26 313.68 1 0.28 91.60 160.30 4 0.55 227.54 935.18 1 40.38 161.54 152.81 152.81 42.83 171.32 69.01 69.01 0.29 96.63 169.11 4 0.37 108.60 446.36 1 0.30 99.38 173.92 4 0.30 102.2453.88 6 44.17 176.68 45.56 273.34 5 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 40104.55 2240.55 37864.00 2206.17 35657.83 2172.47 33485.36 2109.53 31375.83 2153.69 29222.14 2147.84 27074.30 2147.84 24926.46 4262.20 20664.26 2192.87 18471.39 3320.07 15151.32 1764.50 13386.82 4441.62 8945.20 2261.36 6683.84 2261.36 6.90 0.39 6.52 0.38 6.14 0.37 5.76 0.36 5.40 0.37 5.03 0.37 4.66 0.37 4.29 0.73 3.56 0.38 3.18 0.57 2.61 0.30 2.30 0.76 1.54 0.39 1.15 0.39 0 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN20 DN50 DN25 DN40 DN20 DN40 DN20 DN32 DN15 DN32 DN25 DN32 DN20 DN25 DN20 1.79 1.21 4.43 1.21 4.10 1.21 4.11 1.21 3.41 1.21 3.60 1.21 4.04 1.21 4.05 1.21 6.99 1.21 4.12 1.21 9.59 1.07 0.87 3 218.64 391.59 8.3 377.38 3132.22 3523.81 302.40 1202.89 293.48 1013.52 284.87 899.04 269.13 697.56 280.13 630.36 278.66 588.95 278.66 504.05 371.18 1880.95 290.07 986.47 649.28 3751.94 684.82 2609.62 387.63 858.46 293.77 773.97 293.77 0.30 99.66 120.08 4 0.82 195.82 866.51 1 45.58 182.32 336.39 336.39 44.19 176.76 298.33 298.33 42.85 171.40 263.09 263.09 40.40 161.62 230.98 230.98 42.11 168.45 200.36 200.36 41.89 167.54 171.99 171.99 41.89 167.54 145.78 145.78 63.29 253.14 279.77 279.77 43.66 174.64 223.54 223.54 100.08 400.32 260.19 1300.94 0.30 96.86 116.72 4 0.77 174.56 715.19 1 0.29 94.17 113.47 4 0.73 154.81 635.96 1 0.28 89.22 107.51 4 0.68 136.75 466.58 1 0.29 92.68 111.68 4 0.63 119.44 430.00 1 0.29 92.22 111.12 4 0.59 103.34 416.96 1 0.29 92.22 111.12 4 0.54 88.37 358.27 1 0.36 97.96 118.04 4 0.75 229.10 1601.18 1 0.30 95.79 115.43 4 0.67 0.45 0.72 0.43 185.00 206.60 255.71 290.93 202.04 105.75 762.93 1 248.96 4 2451.00 5 310.13 4 2406.51 1 93.67 374.69 203.11 203.11 68.73 274.90 90.69 90.69 11.91 0.64 1.07 8.12 1.07 2.72 1.07 0.37 112.73 4 0.43 94.51 767.77 1 101.36 227.30.56 3 101.30.31 6 0.31 108.05 4 618.34 1 108.05 4 46.43 185.72 155.63 155.63 46.43 185.72

60 61 62 4422.48 2208.13 2208.30 0.76 0.38 0.38 DN24.98 5 DN21.07 0 DN23.51 0 0.37 104.90 522.74 1 68.13 68.13 590.87 280.50 606.35 0.30 97.02 103.43 4 0.30 97.04 340.69 6 44.27 177.08 44.28 265.66 最不利环路的压力为△P=27659.85Pa 与它并联的环路的压力为△P=25835.01Pa 不平衡率 x=6.6%，在15%之内，满足要求 对并联管道进行阻力平衡计算，方法同上，不满足要求的需加阀门进行调节。其余各层的水力计算详见冷冻水水力计算表，现对立管进行计算，见表5.4。

表5.4 立管水力计算 立管水力计算表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 负荷(W) 240704.60 200665.15 162201.67 122249.65 77662.06 33804.70 33804.70 77659.02 122246.61 162201.63 200665.11 240704.56 流量(m^3/h) 41.40 34.52 27.90 21.03 13.36 5.81 5.82 13.37 21.04 27.91 34.53 41.42 管径 DN100 DN100 DN100 管长(m) 3.3 3.6 3.6 ν(m/s) R(Pa/m) 199.11.30 9 140.21.09 1 △动压△ξ Py(Pa) (Pa) Pj(Pa) 1.1273.8657.32 849.23 5 4 504.76 0 590.20 0.00 385.62 0.00 658.55 0.00 521.99 0.00 268.00 0.00 268.13 0.00 522.20 0.00 658.84 0.00 385.81 0.00 590.49 0.00 849.64 1274.46 △Py+△Pj(Pa) 1931.15 504.76 335.51 795.65 789.46 575.62 567.50 780.70 787.62 331.46 499.53 1925.85 0.88 93.20 335.51 0 1.15 1.02 0.73 0.73 1.02 1.15 221.01 219.29 159.90 157.64 216.86 218.78 795.65 0 789.46 0 575.62 0 567.50 0 780.70 0 787.62 0 DN80 3.6 DN70 3.6 DN50 3.6 DN50 3.6 DN70 3.6 DN80 3.6 DN100 DN100 DN100 3.6 3.6 3.3 0.88 92.07 331.46 0 138.76 197.31.30 9 1.09 499.53 0 651.39 1.5 计算出立管的阻力损失后，即可对各层房间进行阻力平衡计算： 1. 五层与六层之间的不平衡率

X=(256899-295364.25)/256899=-15%，在15%之内，满足要求。 2. 四层与六层之间的不平衡率

X=(258496-295364.25)/258496=-14%，在15%之内，满足要求。 3. 三层与六层之间的不平衡率

X=(26OO52.3-270307.44)/260052.3=-4%，在15%只内，满足要求。 4. 二层与六层之间的不平衡率

X=(260719-280075)/260719=-7%，在15%之内，满足要求。 5. 一层与六层之间的不平衡率

X=(261723.3-293659.85)/261723.3=-12%,在15%之内，满足要求。 5.2.3冷凝水管的

风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。查资料得:排放冷凝水管的设计应注意以下几点：

⒈ 沿水流方向水平管道应保持不小于千分之一的坡度且不允许有积水部位。 ⒉ 当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出水口必须设置水封，水封的高度要比凝水盘的负压大50％左右，水封的出口要与大气相通。

⒊ 冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管，本设计采用聚氯乙烯塑料管，一般情况下，每1kW冷负荷1h产生约为0.4kg的冷凝水，在潜热负荷较高的场合，每1kW冷负荷约产生0.8kg冷凝水。通常，可以根据机组的冷负荷Q(KW)按下列数据近似确定冷凝水管的公称直径：

表5.5 冷凝水管的选取 负荷（KW） ≤7 7.1～17.6 17.7～100 101～176 177～598 20 25 32 40 50 管径（DN mm） 负荷（KW） 598～1055 1056～1512 1512～12462 ≥1246 管径（DN mm） 80 100 125 150 具体选取详见CAD图。

6 冷热源与设备的选型

6.1冷热源的选取

冷热源是空调系统的重要组成部分，它向空调系统提供冷媒和热媒，空调系统可以直接或间接的通过冷媒从室内除去热量，也可以直接或间接的通过热媒向室内加入热量，以维持空调房间对热湿环境的需求。

本设计中，考虑到本建筑需供冷制热面积不是很大，冷热负荷均比较小和昆明市冬暖夏凉“四季如春”的特点，适合用风冷热泵机组，因此本设计选用空气作为冷热源。 6.2制冷（热）机组选型

根据空调系统的冷热负荷选择空调的制冷（制热）机组。选择格力LM系列螺杆式风冷冷（热）水机组一台，不设备用。

性能参数如下：

表6.1 制冷机组性能表 型号 制冷量KW 制热量KW 机组制冷功率KW 机组制热功率KW 噪声dB(A) 电源 水量m3/h LSBLGRF M 405 405 445 142 148 79 380V 3N——50Hz 69.7 ≤50 壳管式换热器 1 DN100 高效翅片盘管式 6*2.0 4330*2100*2300 4310 水路系统 水阻力损失Kpa 水侧换热器 最高承压Mpa 进出水管径 空气侧换热器 风机额定功率KW 外形尺寸mm 宽*深*高 机组净重KG 空气系统6.3水泵的选型

A、根据冷冻水循环水量和计算水泵扬程选择冷冻水泵（需考虑备用的问题）

1、首先要满足最高运行工况的流量和扬程，并使水泵的工作状态处于高效率范围； 2、泵的流量和扬程应有10%-20%的富余量；

3、当流量较大时，宜考虑多台并联运行，并联台数不易过多，一般不超过3台； 4、多台泵并联运行时，应选同型号的水泵；

5、多台并联运行的泵，应考虑部分台数运行，系统工作状态点变化对泵工作点的

影响，并采取应对措施；

6、选泵是必须考虑系统惊讶对泵的作用，在选用水泵时应注明所承受的静压值。 B、确定冷冻水循环水量

根据建筑物的所有房间的最大冷负荷计算总水量，计算公式为：

1.1~1.2QW?c?(Th?Tj) （6-1） 式中：W----冷冻水总水量（m3 /s）;

Q----各空调房间设计工况时的负荷总和（KW） ； ?----水的密度，可取1000kg/m3 Th----回水的平均温度（℃） ；

T j----供水温度（℃） ；

1.1-1.2----出于安全考虑的附加系数

取冷冻水供回水温差5℃计算，冷冻水流量约为60m3/h，取1.1安全系数。 C、确定冷冻水泵扬程

扬程按下式计算：

H?hf?hd?hm p （6-2）

h 式中：f、hd----水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；

hm----设备阻力损失，Pa。

Ho 冷冻水系统的总阻力：?P=?P1+?P2=8.76m2,取1.1的安全系数，水泵所需的

Ho扬程为9.6m2。 根据上面的数据选择两台125-80-200（J）水泵，一用一备。其参数如下示：

表6.2 水泵性能表 型号 流量m3/h 扬程mH2O 转速r/min 效率% 气蚀量m 轴功率KW 配用电机 6.4七层会议室制冷设备的选型

125-80-200(J) 69.7 9.5 1450 76 2.5 2.96 132s-4/5.5 七楼是一个大会议室，由于使用时间不定，持续使用时间也不长，所以不用随时使用空调，选择格力设备公司生产的多联机系统进行空气调节，4台室外机带8台四面出风天井室内机，即开即用，节约能耗。性能参数如下：

表6.3 室外机性能参数表 型号 数量 台 额定制冷量W 额定制热量W 额定功率W 最大功率W 启动电流A 额定电流A 电源 压缩机 R22灌注量KG 冷凝器 管径mm 排数-片距mm 风叶形式-件数 噪音dB(A) 连接管径mm 气管 液管 外形尺寸W/D/H mm 重量KG

表6.4 室内机性能参数表 型号 数量 台 制冷量KW GMV-J50T/D 8 5.0 制冷 制热 制冷 制热 制冷 制热 GMV(L)-J100 W2/D 4 10000 11000 3800 3600 4880 49 47 19.6 19 220V-50Hz 全封闭涡旋式 2*1.6 铝箔翅片铜管式 φ9.52 2-1.6 轴流风叶-2 62 2*φ12 2*φ6 950*340*1250 120

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