酒店空调设计论文

哈尔滨理工大学学士学位论文 上海锦江酒店空调系统设计

摘 要

本次设计的内容是上海锦江饭店中央空调系统的设计。首先，查阅设计地点的地理资料得出相应的气象条件，根据当地具体的条件以及维护结构计算夏季整个系统的冷负荷。考虑经济因素，客房采用目前广泛使用的一次回风加新风的风机盘管系统，一层采用全空气一次回风系统。新风由新风机组处理到室内焓值，通过送风管道，送至风机盘管后部，同室内回风混合后经风机盘管送出，改善室内卫生条件。根据计算而得的各系统所需冷量，选取冷源为风冷式冷水机组，水系统管路采用同程式布置，以提高水力稳定性，使流量均匀分配。系统采用膨胀水箱补水和定压，冷冻水经冷水机组处理后进入风机盘管和表冷器等末端设备。同时，在相应的计算过程中，根据设计的过程及计算结果运用CAD绘制标准层空调系统平面图，水系统图、空调机房平面图以及冷冻机房平面图。通过本次设计使室内环境得到改善，达到了设计要求。

关键词 中央空调；风机盘管；新风系统；水系统；室内焓值

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哈尔滨理工大学学士学位论文 Design of Central Air-Conditioning of Jinjiang

Hotel in Shanghai

Abstract

The subject of this design is the design of central air-condtioning of shang hai hotel in Harbin. First, getting the meteorological condition with looking up the geography data. According to the idiographic condition and maintenance structure to counting cool load in summer .To economize on cost, rooms for customers adopting the common form of dealing air, that is fan-coil unit systems with central air system. The first floor is equipped with all-air once air-return system. Fresh air is dealed to the enthalpy value of indoor by fresh air handling unit, and by wind duct, is sent to the back of the fan -coil unit. According to cold capacity, two cold water units were chosen to be cooling source, and in order to raise the waterpower stability, making the even distribution of volume of flow, the system uses the water tank expanding to supply water and stabilize the pressure. Coolant is processed in the refrigerant unit, and then enters into terminal equipments, such as fan-coil and surface cooling unit. At the same time ,in process of caculating , the standard floor air-condition system draing , and the waterpipe system 、the air-condition room as well as refrigerator house drawing were drawn by us. The desiging make the environment of indoor improved.Has achieved the design requirement.

Keywords central air conditioning; fresh air system; water system;the enthalpy value of indoor

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哈尔滨理工大学学士学位论文 目 录

摘 要 ······················································································· I Abstract ··················································································· II

第1章 绪论 ··············································································· 1 1.1前言 ················································································· 1 1.2课题背景 ··········································································· 1 1.3宾馆空调设计总论 ······························································· 1 1.4设计任务与意义 ·································································· 2 第2章 空调冷负荷计算 ·································································· 3 2.1地理资料 ··········································································· 3 2.2土建条件 ··········································································· 3 2.2.1建筑概况 ······································································ 3 2.2.2围护结构概况 ································································ 3 2.3选取其他设计条件 ······························································· 4 2.4空调冷负荷的计算 ······························································· 4 2.4.1夏季建筑围护结构的冷负荷总述 ······································· 4 2.4.2围护结构的冷负荷 ························································· 4 2.4.3室内热源形成的冷负荷 ··················································· 5 2.5空调房间内的散湿量计算 ······················································ 6 2.6围护结构内制冷系统总冷负荷 ················································ 7 2.7冷负荷计算举例 ·································································· 7 2.7.1已知条件 ······································································ 8 2.7.2冷负荷计算 ··································································· 8 2.7.3冷负荷计算汇总···························································· 11 2.8湿负荷计算举例 ································································· 12 2.9本章小结 ·········································································· 13 第3章 空调方案的选择及风量计算 ··················································· 14 3.1 空调系统分类及特点 ·························································· 14 3.2 风量计算 ········································································· 15 3.3 其他空调房间风量计算 ······················································· 17 3.4 本章小结 ········································································· 17 第4章 空调设备的选择及校核 ························································ 18 4.1 空调设备的分类 ································································ 18 4.2 空气处理机组的选择 ·························································· 19

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哈尔滨理工大学学士学位论文 4.2.1 客房新风机组的选择 ····················································· 19 4.3 空调设备的较核 ································································ 19 4.4 其他系统的空气处理机组选择及校核 ····································· 20 4.5 本章小结 ········································································· 20 第5章 空调风道管路设计计算 ························································ 21 5.1风系统设计要点 ································································· 21 5.2风道管路的设计方法 ··························································· 21 5.3沿程阻力和局部阻力计算 ····················································· 22 5.4新风管道水力计算举例 ························································ 23 5.5本章小结 ·········································································· 25 第6章 空调系统冷源设计 ······························································ 26 6.1 冷源种类 ········································································· 26 6.2 制冷机种类 ······································································ 26 6.3 制冷机选择原则 ································································ 27 6.4冷源附属设备的选择 ··························································· 27 6.5本章小结 ·········································································· 28 第7章 空调冷冻水系统设计 ·························································· 29 7.1 空调水系统设计原则 ························································ 29 7.2 冷冻水系统水力计算 ························································ 29 7.2.1 流量计算 ·································································· 30 7.2.2 管径的确定 ······························································· 30 7.2.3 沿程阻力计算 ···························································· 30 7.2.4 局部阻力计算 ···························································· 30 7.3 计算举例 ········································································ 31 7.4 分水器和集水器的选择 ····················································· 33 7.5 本章小结 ········································································· 34 结 论 ····················································································· 35 致 谢 ····················································································· 36 参考文献 ··················································································· 37 附录A 冷负荷计算 ······································································ 38 附录B 风量计算 ········································································· 41 附录C 风管阻力计算···································································· 43 附录D 冷冻水系统阻力计算 ··························································· 46 附录E 英文原文 ········································································· 49 附录F 中文翻译 ········································································· 61

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第1章 绪论

1.1前言

通过大学四年的学习，我掌握了相关的专业基础课程。作为最后总结，毕业设计是检验我学习能力和对知识掌握程度的一个过程。我选择空调系统的设计，对我来说是个挑战，但我非常愿意接受这个挑战。

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求不断提高。空调已成为现代建筑中不可缺少的设施之一。为人们创造一个空气清新、温馨舒适的学习、生活和工作的环境，必须搞好建筑物的空调设计。

1.2课题背景

空调系统最早应用于工厂，随着近代工业和人民生活水平的提高，空调系统也被广泛的应用到了居住和商业建筑中，特别是改革开放以后商业性空调得到了进一步完善和发展，蓄冷空调，低温送风，洁净系统以及末端装置都得到了应用和提高，新的产品和技术更是层出不穷。

旅馆建筑是现代建筑的一个重要组成部分，特别是豪华、高档的高层建筑旅游馆群的兴建，更是一个文明发达国家的标志之一。

为给宾客们创造一个空气清新、“四季如春”、温馨舒适的留宿、餐饮、娱乐、洗浴、游泳和商务办公的理想环境，必须搞好旅馆建筑的空调、制冷、供暖与送排风设计。

1.3宾馆空调设计总论

近年来，随着我国改革开放步伐的加快和对外开放政策的贯彻，全国涉外宾馆、饭店和康乐中心建设速度较快，规模也较大，除新建大批项目外，对老饭店的改建、改造工程也相继大踏步进行。这类新建和改建的宾馆建筑是我国民用建筑中最先步入现代化水准的建筑。这类建筑的内外装饰华丽多彩，使用功能齐全，一般都装有全年舒适性空调，因此搞好此类建筑物的空调设计，保证各空调房间内的温度、湿度、新风量、风速、噪声和含尘浓度等6项涉及到热舒适标准和卫生要求的舒适性空调室内设计参数，是空调设计者的主要任务，如设计计算失误将给宾馆、饭店和康乐中心造成不可预料的损失，招致此类建筑达不到预定等级，影响声誉并直接关系到客源和经营效益。可见搞好宾馆建筑空调设计的重要性不言而明。

舒适性指标和房间卫生要求使空调设备（冬季为供暖设备）每时每刻

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哈尔滨理工大学学士学位论文 都在运转，因而要消耗大量的能源。一般空调能耗约占宾馆建筑总能耗的60％。所以，宾馆空调设计在保证各空调房间舒适指标和卫生要求的前提下，要尽量降低空调设备装机容量，并从设计上要为随气候变化而调节与控制开启台数和开启功率打下基础。决不能为确保热舒适指标而任意加大保险系数。如何有效协调健康、舒适与节能的矛盾，在空调系设计中找到一个平衡点，是摆在空调设计者面前的重要课题。

宾馆建筑和康乐中心如设施齐全、舒适安全并经营得当，必将是人流如潮的公共场所，而此类建筑的空调房间一般均为窗户不开启的密闭性建筑。因此，空调设计必须要注意到房间空气的吐故纳新——及时排出人们呼出的二氧化碳和人体排泄出的有气味的有机物，并按不同等级的宾馆建筑对新风量的不同指标，将室外新鲜空气经过滤和冷热交换使之达到送入室内状态要求的条件，再经消声处理后补进房间，以确保空调房间的卫生要求。从防火排烟与安全角度考虑，送风系统（无论是补新风还是全空气风道送风）必须在进入每个房间的墙内加装防火阀，排风设施必须要具备日常排风和发生火警事故时的事故排烟功能，在地下汽车库等处还须设有防烟垂壁等设施，以确保正常情况和非常时期的安全。

1.4设计任务与意义

本次任务是通过合理的设计使宾馆有一个舒适的住宿环境。本次设计的目的是通过四年的专业学习，在老师的指导下进行一次系统完整的空调设计，培养综合运用所学的基础理论知识解决实际工程技术问题的能力，提高计算机绘图能力和通过互联网查阅文献资料的能力。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第2章 空调冷负荷计算

空调冷负荷的计算方法很多，如谐波反应法、反应系数法、Z传递函系法数和冷负荷系数法等。本次设计采用冷负荷系数法计算冷负荷。空调房间的冷负荷及湿负荷的计算是确定制冷机的容量、空调系统的送风量和设备容量的基本依据。空调房间的冷负荷包括建筑维护结构传入室内热量（太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量）形成的冷负荷，人体散热形成的冷负荷，灯光照明散热形成的冷负荷，以及其它设备散热形成的冷负荷。

2.1地理资料

2.1.1室外设计参数

本空调系统的地点为上海市，室外设计参数如下所示。 1. 夏季室外计算干球温度：twg=34℃ 2. 夏季室外计算湿球温度：tws=28.2℃ 3. 夏季日平均干球温度：tpg=30.4℃ 4. 夏季平均日较差：tpc=6.9℃ 5. 夏季平均风速：υpj＝3.2m/s 6. 地理纬度：北纬31°10′ 7. 大气压力：夏季Pd＝100.53KPa 8. 夏季室外空气相对湿度：?＝67％

2.2土建条件

2.2.1建筑概况

该宾馆为七层建筑，标准层高为3.3m，底层为4.5m，地面厚度150mm，采用中型围护结构。

2.2.2围护结构概况

1. 外墙体（由外向内）为砖墙370mm,白灰粉刷20mm。由文献[2]表3-16查得墙体参数。墙体设计参数如表2-1所示。

保温层 ρ=1950 导热热阻 0.5㎡?K/W 表2-1墙体设计参数 传热系数 质量 1.5W/㎡?K 734㎏/㎡ - 3 -

热容量 645kJ/㎡?K 类型 2 哈尔滨理工大学学士学位论文 2. 内墙为240mm砖墙，内外粉刷。楼板为80mm现浇钢筋混凝土，上铺木丝板，下贴反贴保温层。

3. 屋面结构类型（由外向内）：砾石外表面5mm；卷材防水层；水泥砂浆找平层；保温层；隔热层；水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土屋面板，厚度70mm；内粉刷。保温层的选择：水泥膨胀珍珠岩150mm，导热热阻1.59(㎡?K)/W，传热系数0.49W/(㎡?K)质量302㎏/㎡，热容量302kJ/㎡?K，类型Ⅱ。邻室和楼下房间均为空调房间，室温相同。

4. 外窗：单层玻璃，厚度为5mm；规格：依据给定的建筑条件确定； 挂深黄色密织布内窗帘，不考虑外遮阳，K=5.94W/(m2·K)。

5. 外门：采用铝合金框玻璃转门，玻璃厚度为5mm，规格：3500 mm×3000mm，K=5.94W/m2·K。

2.3选取其他设计条件

1.大厅为荧光灯明装，空调设备运行24小时，开灯时间15小时，功率约5W/m2。

2.客房内为荧光灯明装，荧光灯罩无通风，空调设备运行24小时，开灯时间15小时，功率200W。

3.水源条件：城市深井水。 4.电源：220/380V。

2.4空调冷负荷的计算

2.4.1夏季建筑围护结构的冷负荷总述

由于室内外温差和太阳辐射热的作用，通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷和室内外气象参数（太阳辐射热，室内、室外温度），围护结构和房间的热工性能有关。传入室内的热量（称得热量）并不一定立即成为室内冷负荷。其中对流形式的得热量立即变成室内冷负荷，辐射部分的得热量经过室内围护结构的吸热－放热后，有时间的衰减和数量上的延迟。所以一般需逐时计算。

2.4.2围护结构的冷负荷

2.4.2.1通过墙体、屋顶的得热量形成的冷负荷

通过墙体、屋顶的得热量形成的冷负荷，按下式计算：

Qc(τ)＝AK（tc(τ)'-tn） W （2－1）

（tc(τ)?td）kαkρ ℃ （2－2） tc(τ)'?

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哈尔滨理工大学学士学位论文 式中A——外墙和屋面的面积，m2；

K——屋面和外墙的传热系数，W/（m2·℃），可根据外墙和屋面的

不同构造和厚度查表选取；

tn——室内设计温度，℃；

t——外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，℃；

c(τ) td——玻璃窗冷负荷的计算温度，℃； kα——外表面放热系数修正值，取1.0；

kρ——吸收系数修正值，取0.94。 2.4.2.2玻璃窗舜变传热引起的冷负荷

窗户瞬变传导得热形成的冷负荷LQ12计算式可简化为：

Qc(τ)＝CwAwK（ W (2－3) wtc(τ)?td-tn）式中tn——室内设计温度，℃；

Cw——玻璃窗的传热修正系数,单层窗取1.00；

Aw——窗口面积，m2；

Kw——玻璃窗的传热系数，单层玻璃穿取5.94W/(m2K)；

tc(τ)——玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃；

td——玻璃窗冷负荷的计算温度，℃； tn——室内设计温度，℃。

2.4.2.3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基本公式

Qc(τ)＝CaAwCsDj,maxCLQ W (2－4) 式中A——玻璃窗面积，m2；

Ca——玻璃窗的有效面积系数，单层钢窗取0.85；

Cs——玻璃窗的遮阳系数，标准玻璃取1.0；

Dj,max——日射得热因数的最大值，W/㎡；

CLQ——玻璃窗的冷负荷系数。

2.4.3室内热源形成的冷负荷

室内热源包括工艺设备散热、照明散热及人体散热等。

室内热源散出的热量包括显热和潜热两部分，显热散热中对流热成为瞬时冷负荷，而辐射热部分则先被围护结构等物体表面所吸收，然后再缓慢地逐渐散出形成冷负荷。潜热散热作为瞬时冷负荷。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 2.4.3.1灯光照明散热形成的冷负荷

照明得热属于稳定得热，一般得热量不随时间变化。根据照明灯具的类型和安装方式的不同，照明设备散热形成的冷负荷可按下式计算：

荧光灯 Qc（τ）＝1000n1n2NCLQ W （2－5） 式中N——照明灯具的安装功率，W；

n1——镇流器消耗功率系数，明装荧光灯的镇流器装在空调房间

内时，取n1＝1.2；暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，取n1＝1.0；

n2——灯罩隔热系数，取0.6； CLQ——照明散热冷负荷系数。 2.4.3.2人体散热形成的冷负荷

人体散热与性别，年龄，衣着，劳动强度及周围的环境条件等多种因素有关。在设计时分为显热散热和潜热散热两个部分。在人体散发的热量当中，潜热散热占40%，显热中的辐射散热占40%，显热中的对流散热占20%。。因此，在设计时，显热散热和潜热散热要分别算。

因为空调房间单位体积内人员较少，人体冷负荷占总体冷负荷的比例很小，所以人体散热形成的冷负荷按稳定求取。

1.人体显热散热形成的冷负荷计算公式：

Qc?qsn?CLQ （2－6）

式中qs——单个成年男子显热散热量，W；

n——室内全部人数；

?——室内人员的群集系数；

CLQ——人体显热形成的冷负荷系数。

2.人体潜热散热形成的冷负荷计算公式：

Qc?q1n? （2－7） 式中q1——单个成年男子潜热散热量，W；

n——室内全部人数；

?——室内人员的群集系数；

2.5空调房间内的散湿量计算

空调房间内的散湿量有人体散湿、敞开水面蒸发散湿等，可从工艺提供的资料进行计算。计算时只计算人体散湿量。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 2.5.1人体散湿量

人体散湿量可按下式计算：

mw＝0.001n?g kg/h （2－8） 式中 g——成年男子的小时散湿量，g/h，见文献[1]表2－15。 n——室内全部人数； Φ——群集系数。 2.5.3空调新风负荷的计算

新风冷负荷按下式计算：

QW＝GW(iW－iN)

式中Gw——新风量，kg/s；

iW，iN——室外、室内空气焓，kJ/kg

W （2－9）

2.6围护结构内制冷系统总冷负荷

围护结构制冷系统总冷负荷包括以下三部分。

1.根据各房间不同使用时间、空调系统的不同类型和调节方式，按照各房间逐时冷负荷计算得到的综合最大值；

2.新风冷负荷；

3.风机、风管、水管、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷，可考虑乘以系数1.1～1.2。

2.7冷负荷计算举例

以202房间为例，说明计算过程，房间尺寸如图2-1所示。

图2-1 202房间结构尺寸示意图

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哈尔滨理工大学学士学位论文 2.7.1已知条件

1. 房间层高3.3m； 2. 东外墙：面积A＝3.3×4.2－2.4×2.1＝13.86-5.04=8.82m2； 3. 东外窗：面积A=2.4×2.1＝5.04m2； 4. 室内温度tN=26℃，相对湿度φ＝55％，新风量208m3/(r·h)； 5. 室内照明200W； 6. 空调设计运行时间24小时； 7. 室内压力稍大于室外大气压力。

2.7.2冷负荷计算

由于室内压力稍高于室外大气压，故不需要考虑由于外气渗透所引起的冷负荷。

2.7.2.1维护结构冷负荷

1.东外墙冷负荷按式（2－1）、（2－2）计算。东外墙冷负荷如表2-1所示。

时刻 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 A 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 8.82 K 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 tc 37.6 37.3 36.9 36.4 36 35.5 35.2 35 35 35.2 35.6 36.1 36.6 37.1 37.5 表2—1东外墙冷负荷 td tc' tn 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 35.814 35.532 35.156 34.686 34.31 33.84 33.558 33.37 33.37 33.558 33.934 34.404 34.874 35.344 35.72 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 ka 1 1 1 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 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 Qc1 129.8392 126.1084 121.1339 114.9158 109.9413 103.7232 99.99234 97.5051 97.5051 99.99234 104.9668 111.1849 117.403 123.6211 128.5956 2.东外窗日射得热形成的冷负荷按式（2-4）计算。东外墙日射得热形成的冷负荷如表2-2所示。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 Ca 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 Aw1 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 表2—2东外墙冷负荷 Cs Ci Dj.max东 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 1 539 539 539 539 539 539 539 539 539 539 539 539 539 539 539 CLQ东 0.09 0.08 0.29 0.41 0.49 0.6 0.56 0.37 0.29 0.29 0.28 0.26 0.24 0.22 0.19 Qc1东 207.8168 184.7261 669.632 946.7212 1131.447 1385.446 1293.083 854.3581 669.632 669.632 646.5413 600.3598 554.1782 507.9967 438.7244 3.东外窗瞬变传导得热形成的冷负荷按式（2－3）计算。东外窗瞬变传热形成的冷负荷如表2-3所示。

时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 Kw 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 5.94 表2—3东外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 Aw tc td tn 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 5.04 25.5 25.3 25.4 26 26.9 27.9 29 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32 31.6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 Qc 14.9688 8.98128 11.97504 29.9376 56.88144 86.81904 119.7504 146.6942 173.6381 194.5944 206.5694 215.5507 215.5507 209.5632 197.5882 - 9 -

哈尔滨理工大学学士学位论文 2.7.2.2维护结构内冷负荷

1.人体显热散热形成的冷负荷按公式（2－6）计算。人体显热散热形成的冷负荷如表2-4所示。

时间 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 表2—4人体显热散热形成的冷负荷 qs n Φ CLQ 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 60.47 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.62 0.7 0.75 0.79 0.82 0.85 0.87 0.88 0.9 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.95 0.96 Qc(τ) 69.734 78.73194 84.35565 88.85462 92.22884 95.60307 97.85255 98.9773 101.2268 102.3515 103.4763 104.601 105.7257 106.8505 106.8505 107.9752 2. 人体潜热散热形成的冷负荷按公式（2－7）计算。人体潜热散热形成的冷负荷如表2-5所示。

时间 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 表2—5人体潜热散热形成的冷负荷 ql n Φ 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 73.27 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 - 10 -

Qc(τ) 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 136.2822 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 哈尔滨理工大学学士学位论文 7:00 8:00 73.27 73.27 2 2 0.93 0.93 136.2822 136.2822 3. 照明散热形成的冷负荷按公式（2－5）计算。照明散热形成的冷负荷如表2-6。

时间 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 表2—6照明冷负荷 n1 n2 N 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 CLQ 0.37 0.67 0.71 0.74 0.76 0.79 0.81 0.83 0.84 0.86 0.87 0.89 0.9 0.92 0.26 Qc(τ) 53.28 96.48 102.24 106.56 109.44 113.76 116.64 119.52 120.96 123.84 125.28 128.16 129.6 132.48 37.44 2.7.3冷负荷计算汇总

由于室内压力高于大气压力，所以不需考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。现将上述各分项计算结果列于表2－7中，并逐时相加，以便求得该房间单间内的冷负荷值。由表2－7可知，此单间最大冷负荷出现在13:00左右，其值为1595.99W。建筑总冷负荷汇总将附录1。 表2—7 总冷负荷汇总表 时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 东外墙 129.84 126.11 121.13 114.92 109.94 103.72 99.99 97.51 97.51 99.99 104.97 东外窗日射 207.82 184.73 669.63 946.72 1131.44 1385.45 1293.08 854.36 669.63 669.63 646.54 东外窗瞬时 14.97 8.98 11.98 29.94 56.88 86.82 119.75 146.70 173.64 194.59 206.57 人体显热 107.98 0 0 0 0 0 0 0 0 69.73 78.73 人体潜热 136.28 0 0 0 0 0 0 0 0 136.28 136.28 照明 0 0 0 0 0 0 0 0 0 53.28 96.48 总负荷 596.89 319.82 802.74 1091.57 1298.27 1575.99 1512.83 1098.56 940.78 1223.51 1269.57 - 11 -

哈尔滨理工大学学士学位论文 19:00 20:00 21:00 22:00 111.18 117.40 123.62 128.60 600.36 554.18 508 438.72 215.55 215.55 209.56 197.59 84.36 88.85 92.23 95.60 136.28 136.28 136.28 136.28 102.24 106.56 109.44 113.76 1249.97 1218.83 1179.13 996.79 2.8湿负荷计算举例

本次设计只考虑人体散热，以202为例说明计算过程。查表得群集系数?＝0.93，室内温度为26℃时成年男子的小时散湿量g＝109g/h，由公式（2－8）可得该房间内散湿量为：

mw＝0.001n?g?0.001?2?0.93?109?0.20274 kg/h

其他房间的湿负荷计算方法与房间202相似，计算结果如表2—8和表2—9所示。

表2—8标准层和顶层湿负荷汇总表 房间 房间1 房间2 房间3 房间4 房间5 房间6 房间7 房间8 房间9 房间10 房间11 房间12 房间13 房间14 房间15 房间16 房间17 休息室 走廊 房间 一部分 二部分 三部分 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 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 n 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 φ 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 g 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 mw 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.056317 0.225267 0.112633 mW 0.3379 0.281583 0.3379 8 0.93 109 8 0.93 109 表2—9第一层湿负荷汇总表 n φ g 12 0.93 109 10 12 0.93 0.93 - 12 -

109 109 哈尔滨理工大学学士学位论文 2.9本章小结

本章的任务是计算建筑物的冷负荷与湿负荷。空调房间的冷负荷及湿负荷的计算是确定制冷机的容量、空调系统的送风量和设备选择的基本依据。准确的负荷计算是正确选择设备的保障。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第3章 空调方案的选择及风量计算

本章主要是空调方案的确定，并计算风机盘管系统的新风量，选择风机盘管。需要在焓湿图上画出空气处理过程。

3.1 空调系统分类及特点

在空调系统设计中一般有以下几种系统形式可供选择：全空气一次回风和二次回风空调系统、VAV变风量空调系统、风机盘管加新风系统、分散式空调系统、诱导器空调系统以及蓄冷空调系统[13]。

全空气一次回风和二次回风系统[2]属于普通集中式空调系统，是出现最早、最基本、最典型的空调系统。其特点如下。

1. 设备简单，节省最初投资，可以严格的控制室内温度和相对湿度，可以充分进行通风换气，室内卫生条件好，空气处理设备集中设置在机房内，维修管理方便，可以实现全年多工况节能运行调节，经济性好。

2. 风管系统复杂，布置困难，一个系统供给多个房间，当各房间负荷变化不一致时，无法进行精确调节，空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染。

3. 设备与风管的安装工作量大，周期长。

风机盘管加新风系统属于半集中式空调系统。以风机盘管为主负担空调房间的冷（热）负荷，风机盘管一般安装在每个空调房间，而新风则是通过独立的新风机组和新风管道送入每个空调房间。一台新风机组可负担众多的空调房间或承担一层房间的新风。新风机组可安装在新风机房内（卧式或立式），也可安装在房间的顶棚内。系统的能量或热量由空气和水共同承担，所以属于空气—水系统[4]。特点如下。

1. 布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可单独使用，每个空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开、停机组，节省运行费用，灵活性大，节能效果好与集中式空调相比，不需回风管道，节省建筑空间。

2. 机组剩余压头小，室内气流分布受限制，分散布置，敷设各种管线较麻烦，维修管理不方便无法实现全年多工况节能运行调节，水系统复杂，易漏水，过滤性能差。

3. 适用于宾馆、公寓、医院、办公楼等高层多室的建筑物中。

由上面的介绍可以看出，空调系统的形式是多种多样的，因此在实际的工程设计中可以根据实际情况进行选取。选取时通常需要考虑的指标有：经济性指标－初投资和运行费用或其综合费用；功能性指标－满足对室内温度、湿度、或其他参数的控制要求的程度；能耗指标－能耗实际上

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哈尔滨理工大学学士学位论文 已反应在运行费用中；系统与建筑的协调性－如系统与装修，系统与建筑空间及平面之间的协调；其它，如维护管理方便性，噪声等。系统的选择实质是寻求系统与建筑的最优搭配。

在本次设计中客房（二楼到七楼）采用风机盘管加新风系统；一楼采用全空气一次回风系统。

3.2 风量计算

一楼采用全空气一次回风系统，标准层采用风机盘管加新风系统。

3.2.1送风量计算

G?Q (3—1)

1000(iN?io)式中G——送风量，kg/s；

iN——室内状态点N点焓值，kJ/kg；

iO——送风状态点O点焓值，kJ/kg；

3.2.1客房风量计算

客房采用风机盘管加新风系统，回风通过卧式暗装的风机盘管处理，同时新风经新风机组处理，通过接至风机盘管后部的新风支管与室内回风混合后，由风机盘管的送风口送出。客房风量计算是计算出风机盘管风量和新风量，选择风机盘管型号，以202房间为例说明计算过程。 3.2.2.1已有的条件

房间净面积：S＝6.4×4.2＝26.88m2； 房间净高：h＝3.3m； 房间冷负荷：Q＝11595.99W 夏季房间热湿比：ε＝28348 3.2.2.2夏季室内外空气参数

室外状态点W： 室内状态点N：

干球温度twg=34℃， 湿球温度tws=28.2℃； 干球温度twg=26℃， 相对湿度?＝55％， 含湿量dN＝10.465g/kg， 焓值iN＝53kJ/kg；

3.2.2.3确定空气处理过程及送风状态点

本次设计中，新风不承担室内冷负荷，新风处理到室内状态的等焓线（iL=io），并与N直接混合后进入风机盘管处理。

1.在i－d图上，找出室内状态点N，室外状态点W。

2.过N点画出ε＝28348的过程线，取送风温差?t＝6℃，则送风温度to＝26－6＝20℃。做to=20℃的等温线与ε＝28348的热湿比线交于O点，

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哈尔滨理工大学学士学位论文 即为送风状态点。由i－d图查出O点状态参数：io=50.8 kJ/kg，do＝11.2g/kg。

3.根据in等焓线，由新风处理后的机器露点相对湿度定出L点。 4.连接O、L两点并延长至M。 5.连接N、M两点。

图3-1 风机盘管加新风系统焓湿图

3.2.2.4确定送风量

根据公式（3－1）有：

1595.99G??0.59kJ/s=1782m3/h

1000?(53?50.7)1. 确定新风量及新风负荷

新风量取系统总风量的10％与满足室内卫生要求的新风量的大者，即

GW＝max(10%G，30n)＝max(10%?1782，30?2)＝178m3/h

由室外平均干球温度：tpj =30.4℃和空气相对湿度：?＝55％查焓湿图得室外iW=68.25 kJ/kg

新风负荷：QW＝GW(iW?iN)?3. 计算风机盘管风量 根据公式

178?1.2?（68.25－53）＝0.905kw 36002. FP风量：GF＝G－GW=1782-178=1817m3/h

GF?G （3－2）

因此有

GF?1817m3/h

选用三个FP－20WA－Z－Ⅰ型风机盘管机组，机组名义风量为2000m3/h，能满足要求，且风量、冷量均有足够的富余量。

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哈尔滨理工大学学士学位论文

顶层

房间 房间1 房间2 房间3 房间4 房间5 房间6 房间7 房间8 房间9 房间10 房间11 房间12 房间13 房间14 房间15 房间16 房间17 休息室 时刻 一部分 二部分 三部分 房间冷负荷Q 1924.42 1746.27 1746.27 1746.27 1129.98 1129.98 1129.98 1384.34 1553.53 1149.37 1149.37 1381.7 2296.47 2296.47 2296.47 2296.47 2450.49 1534.34 湿负荷W 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.0563 0.2253 热湿比ε 34181.5 31017.2 31017.2 31017.2 20070.7 20070.7 20070.7 24588.6 27593.8 20415.1 20415.1 24541.7 40789.9 40789.9 40789.9 40789.9 43525.6 6810.2 室内hn 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 热湿比ε 31628.1 29218.4 22146.4 室内dn 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 10.465 室温tn 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 送风状态点h0 50.9 50.8 50.8 50.8 50.4 50.4 50.4 50.6 50.7 50.4 50.4 50.6 51 51 51 51 51.1 48.3 室内dn 10.465 10.465 10.465 tn 26 26 26 - 42 -

总送风量G 2119 1819 1819 1819 1098 1098 1098 1457 1723 1237 1237 1296 2488 2488 2488 2488 2726 980 ho 50.8 50.7 50.5 所需新风量GW 219 182 182 182 110 110 110 146 172 124 124 130 249 249 249 249 273 240 hc 56.6 56.6 56.6 hl 49.5 49.2 49.3 FP风量 1907 1637 1637 1637 988 988 988 1311 1551 1113 1113 1166 2239 2239 2239 2239 2453 740 m% 10 10 10 hm 50.7 50.6 50.6 50.6 50.16 50.16 50.16 50.36 50.46 50.16 50.16 50.36 50.8 50.8 50.8 50.8 50.89 46.8 G 14576 10734 8981 tm 17.6 17.4 17.4 17.4 17.1 17 17 17.2 17.3 17.4 17.4 17.3 17.6 17.6 17.6 17.6 17.9 15.5 GW 1457 1073 898 FP全冷量QF 1.92442 1.74627 1.74627 1.74627 1.12998 1.12998 1.12998 1.38434 1.55353 1.14937 1.14937 1.3817 2.29647 2.29647 2.29647 2.29647 2.45049 1.53434 冷量Qo 34.490 26.472 21.851 FP显冷量QFS 6.997191 6.205132 6.205132 6.205132 3.51602 3.555526 3.555526 4.614005 5.341644 3.455802 3.455802 4.552874 8.767463 8.767463 8.767463 8.767463 9.496165 2.613828 再热量Q 6.3151 5.3660 3.592 第一层 房间冷负荷Q 湿负荷W 10687.12 8227.89 7483.28 0.3379 0.2816 0.3379 室内hn 53 53 53 哈尔滨理工大学学士学位论文

附录C 风管阻力计算

风量L 管段编号 (m3/h) 初选 管长l 风速 (m) υ (m/s) 3 4 管道尺寸 a×b (mm) 单位长实际 度 摩擦阻流速 摩擦阻力 υ ΔPm 力 (m/s) (Pa) Rm (Pa/m) 6 7 8 局部 阻力 系数 ζ 10 1.255 0.6 0″－0 4844 2 4 630 630 3.390163 0.25 0.5 6.78 0.83 28.58187 29.08 0.95 0.29 0－0′ 空调机组 2422 0.115 0′－1 2.7 4 500 400 3.390163 0.25 0.675 6.78099 0.29 7.594708 8.269708 541.35 0.83 0.04 1--2 2422 9.7 4 500 400 3.363889 0.21 2.037 6.676292 0.6 0.29 2--3 3--4 2088 1792 2.4 6 4 4 500 400 320 320 3.625 0.45 1.08 7.752969 3.18 - 43 -

动压 υ2ρ/2 (Pa) 9 管路总阻局部阻管段总阻力 力 力 Σ(ΔPm＋Z ΔPm＋Z Z) (Pa) (Pa) (Pa) 11 12 13 备注 1 2 5 14 新风百叶 渐缩管 29.08 新风调节阀 防火阀 弯头（两个） 504 533.08 空调机组 分流三通直通 弯头 风量调节阀 风量调节阀 8.145076 10.18208 551.53 渐缩管 弯头（两个） 0.29 0.6 6.900142 7.980142 559.51 T形分流三通直通 渐缩管 3.888889 0.53 8.92284 0.04 5.710617 8.890617 568.4044 T形分流三通直通 哈尔滨理工大学学士学位论文

0.6 4--5 1496 2.3 4 400 250 4.155556 0.67 1.541 10.1885 0.04 0.6 0.04 0.6 0.04 0.05 0.04 0.6 0.29 8--8' 242 1.7 4 160 120 3.501 3.15 5.355 7.231631 1.05 9.690385 15.04538 620.5318 0.83 考虑10Pa的房间正压则系统总阻力为 分支管路 3--9 9--10 1175 817 6 2.6 4 4 320 250 630.5318 250 250 考虑裕量后

693.585

6.520639 8.061639 576.4661 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 弯头 直管出口 风量调节阀

5--6 992 6.2 4 320 250 3.444444 0.56 3.472 6.999877 4.479921 7.951921 584.418 6--7 7--8 450 242 2 6.2 4 4 200 160 160 120 3.90625 3.501 1.15 2.15 2.3 9.002686 0.810242 3.110242 587.5282 4.628244 17.95824 605.4865 13.33 7.231631 4.079861 0.62 3.631111 0.65 3.72 9.820707 0.04 0.392828 4.112828 4.112828 T形分流三通直通 1.69 7.779131 0.04 0.6 0.04 0.6 0.04 0.6 0.04 0.6 4.978644 6.668644 10.78147 T形分流三通直通 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 T形分流三通直通 渐缩管 10--11 605 6.2 4 250 200 160 200 3.361111 0.69 4.278 6.66527 4.265773 8.543773 19.32525 12--12 393 2.2 4 160 3.411458 1.3 2.86 6.866448 4.394527 7.254527 26.57977 12--13 132 5.6 4 120 1.909722 0.47 2.632 2.151753 - 44 -

1.377122 4.009122 30.58889 哈尔滨理工大学学士学位论文

0.29 13--13' 132 1.7 4 120 120 2.546296 0.88 1.496 3.825339 1.05 5.125954 6.621954 37.21085 0.83 弯头 直管出口 风量调节阀 - 45 -

哈尔滨理工大学学士学位论文

附录D 冷冻水系统阻力计算

单位长度 摩擦阻力 管段流量W 管长l 管径D 实际流速 摩擦阻力 hf υ (m/s) 编号 (m3/h) (m) (mm) Rf (Pa) (Pa/m) 动压 υ2ρ/2 (Pa) 1089.82 局部阻力系数ζ 0.3 1 65.23 16.86 125 1.48 230.0 3877.8 0.2 2 28.27 16 80 1.56 455.0 7280 1219.716 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3 0.1 局部阻力 hd (Pa) 1416.766 36286.11 2439.433 9719.4 51300.1 管段总阻力 hf＋hd (Pa) 管路总阻力 Σ(hf＋hd) (Pa) 备注 弯头（3个） 41580.7 41580.7 碟阀（2个） 蒸发器 弯头（6个） 碟阀（1个） 分流三通直通 缩小 分流三通直通 分流三通直通 分流三通直通 分流三通直通 分流三通直通 缩小 分流三通直通 分流三通直通 弯头（2个） 分流三通直通 3 4 5 6 7 8 9 10 11 24.74 8.4 65 65 65 65 65 50 50 50 40 2.07 1.79 1.69 1.52 1.34 2.05 1.75 1.59 1.96 950.0 720.0 650.0 500.0 390.0 1300.0 1000.0 199.0 1700.0 7980 7272 5330 3300 3120 10400 10100 2141.807 1601.569 1427.622 1154.853 897.5307 2100.62 1530.791 428.3615 160.1569 142.7622 115.4853 89.75307 420.1239 153.0791 884.5695 384.0448 8408.4 7432.2 5472.8 3415.5 3209.8 10820.1 10253.1 2058.5 13984.0 59708.5 67140.6 72613.4 76028.9 79238.6 86849.0 97102.1 99160.6 113144.6 21.39 10.4 20.13 10.1 18.15 15.94 14.51 8.2 6.6 8 12.37 10.1 10.21 8.88 5.9 8 1173.95 1263.671 13600 1920.224 - 46 -

哈尔滨理工大学学士学位论文 3.3 其他空调房间风量计算

标准层和顶层其他房间风量计算同202房间，计算结果见附录2。

3.4 本章小结

本章主要进行空调方案的确定，通过各种系统比较，最后客房采用风机盘管加新风系统，一楼采用了全空气系统；并计算风机盘管系统的新风量，根据风量选择风机盘管；还进行卫生间排风量的计算，选择屋顶风机及卫生间通风器。新风不承担室内冷负荷，室内冷负荷由风机盘管承担。新风经过新风机组处理后由风道送至风机盘管后部，同室内回风混合后经风机盘管送出，改善室内卫生条件。室内排风由卫生间的排气风扇排出至竖井中，由屋顶引风机排出，且排气风扇同屋顶风机联锁。通过本章的设计对风机盘管系统及其送风方式有了更深的了解。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第4章 空调设备的选择及校核

空气处理机组采用组合式空调机组，因为它处理的空气量大，并且可以处理比较大的焓差，还可以随着季节的变化在很大范围内调节新风量，也便于采取有效的消声和隔振措施，管理维修也方便。

组合式空调机组是将各种空气处理设备（加热、冷却、加湿、净化、消声和隔振）和风机、阀门等组合成一个整体的箱型设备。箱内的各种设备可以根据空调系统的要求方便的进行任意组合，以便实现要求的空气处理过程。一般包括新风组合段、消声段、过滤段、中间段、表冷段、再加热段、送风机段。

4.1 空调设备的分类

空气处理机组的常见类型有：卧式组合空调机组、吊装式空调机组、柜式空调机组以及风机盘管机组。

4.1.1卧式组合空调机组

卧式组合空调机组是集中式空调系统应用最多的一种空气处理装置。它是将各种空气处理设备和风机，阀门等组合成一个整体的箱形设备。箱内的各种设备可以根据空调系统要求方便的任意组合，以便实现要求的空气处理过程。

4.1.2吊装式空调机组

吊装式空调机组式将一些处理功能段和风机等组合在一起而形成的整体机组，其主要特点是机组高度小，机组小巧灵活，安装方便，适合于吊装在吊顶内，可不占用机房，适合于建筑物层高低的场合。但由于机组高度的限制，机组空气量的处理能力不太大，且机组的表冷段换热器的排数一般为4～8排，因此机组处理空气能力有限。机组一般采用低噪声双吸离心机，具有能耗低，噪声小，静压高经久耐用等优点。

4.1.3柜式空调机组

柜式空调机组是将一些空气处理部件如空气过滤器、表冷器、加热器、加湿器等整装在一个立柜式箱体内而行成的机组。这种机组根据机组内是否有制冷机可分为两种，一种是自带制冷机的，根据冷凝器的冷却方式又分为水冷和风冷两种；另一种是不带制冷机的，由集中的冷热源提供冷热水。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 4.1.4风机盘管机组

风机盘管是一种将风机和表面式换热盘管组装在一起的装置，通常与集中的冷水机组或热水机组组成一个供冷或供热系统。

4.2 空气处理机组的选择

4.2.1 客房新风机组的选择

由于客房负荷较小，新风量相对较少，所以两层共用一个新风机组，一个新风机组承担一个系统。将各系统依次命名，二、三层为S-2系统，四、五层为S-3系统，六、七层为S-4系统。以S-2系统为例说明新风机组的选择过程。

已知： G＝2422×2=4844m3/h，考虑10％的裕量则为： G＝4844×1.1＝5328.4 m3/h，tw=34℃，tws=28.2℃，iw＝72.25kJ/kg，dw＝16.2g/kg，新风负荷Qw＝49.7KW，考虑10％的裕量后为：Qw＝54.7KW。初选北京青云的ZK05组合式空调机组，结构形式如图4—1所示：

表冷器型号为STTL－8－9×8.38－1237，1台。排数：8排，冷水初温7℃，水量10.25T/h，冷量59.62KW，风量7000m3/h，表冷器测定工况干球温度tB＝27℃，湿球温度tBs＝19.5℃。

图4-1空调系统新风机组

4.3 空调设备的较核

为了使表冷器的工作能够满足要求，应对其进行认真的热工计算，然而，多数表冷器样本上的热工性能参数不足以进行精确的计算。此时，可进行近似的计算。目前，国产表冷器样本上的冷量是按标准工况测定的，冷量测定的标准工况是：室内干球温度tn=26℃，室内湿球温度tns=19.5℃,冷冻水初温t＝7℃，供回水温差△t＝5℃。在实际工程中，表冷器基本上都是在非标准状况下运行的，此时可以通过简单的换算近似求得非标准状况下表冷器所能提供的冷量，见公式（4—1）

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哈尔滨理工大学学士学位论文 Q?QB(ts?tl)/(tBs?tBl) （4－1）

式中 Q, QB——非标准工况和标准工况下表冷器的冷量；

ts, tBs——非标准工况和标准工况下空气的初湿球温度； tl,tBl——非标准工况和标准工况下冷冻水的初温。 下面仍以S-2系统为例进行表冷器的校核。 已知：表冷器型号为STTL－8－9×8.38－1237，1台。排数：8排，冷水初温tBl＝7℃，冷量QB＝50.6KW，风量G＝7000m3/h（2.2kg/s）。空气初参数为tw=30.3℃，tws=23.4℃，iw＝72.25kJ/kg，dw＝16.2g/kg，冷水初温twl＝7℃。

在表冷器入口的空气湿球温度为23.4℃，冷水初温为7℃时，由式（4—1），表冷器提供的实际冷量为

Q＝QB?ts－tl23.4－7＝50.6??66.39KW

tBs－tBl19.5?7表冷器中状态点的焓值为：

iL＝iw－Q/G＝72.25?66.39/2.2＝42.07kJ/kg

由于本设计所采用的空气处理过程是将新风处理到室内空气状态焓值，故只需校核表冷器能否处理到室内焓值。由上面计算可得iL

4.4 其他系统的空气处理机组选择及校核

其他系统的新风机组选择方法及校核方法同X4系统。其它三个系统都采用北京青云的ZK07组合式空调机组，表冷器型号都为STTL－8－9×8.38－1237，经过校核均满足要求。

4.5 本章小结

本章主要进行了新风机组的选择及校核。由于宾馆新风负荷较小，故第一层设置一个新风机组，标准层两层设置一各新风机组，因此将整个宾馆分为四个系统，并依次进行编号。四个系统都采用北京青云的组合式空调机组。校核计算采用简单近似算法进行校核，经过校核均满足要求。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第5章 空调风道管路设计计算

空气的输送与分配是整个空调系统设计的重要组成部分。空调房间的送风量、回风量及排风量能否达到设计要求，完全取决于风道系统的设计质量及风机的分配是否合理。同时，为克服空气输送及分配过程中的流动阻力，空气动力设备——风机需要消耗大量能量。总之，风道系统的设计直接影响空调系统的实际使用效果和技术经济性能。

风道设计的基本任务是：确定风道的位置及选择风道的尺寸；计算风道的压力损失以供选择风机；送，吸风口的选择和计算。

5.1风系统设计要点

1.科学合理的、安全可靠的划分系统。考虑那些房间可以合为一个系统，那些房间宜单独设为一个系统。

2.风道断面形状应与建筑结构配合，并争取做到与建筑空间的完美统一。

3.风道布置要尽可能的短，避免复杂的局部管件。

4.风系统新风入口应选择在室外空气较洁净的地点，为避免吸入室内的地面灰尘，进风口底部距室外地面不宜低于2m。

5.当输送有可能在风道内凝结的气体时，风道应有不小于0.005度的坡度，以有利于排除积液，并应在风道或风机的最低点设置水封泄液管。

6.风机布置好后，不要忘记在适当的位置布置风管阀门。

5.2风道管路的设计方法

一个好的空气管道系统设计应该达到令人满意的系统平衡（改变管道尺寸或使用不同的部件），较低的噪声水平和适当的压力损失。空气管道系统设计难以综合系统平衡、噪声水平、管道阻力特性和造价等各方面因素进行优化设计，但考虑到上述因素，恰当的选择管内流速，使能耗和管道材料及工时费用处于合理的水平。本设计风管道水力计算就是基于推荐风速的水力计算。

5.2.1风道水力计算方法

假定流速法其特点是先按技术经济要求选定风管流速，然后再根据风道内的风量确定风管断面尺寸和系统阻力。假定流速法的计算步骤和方法如下：

1.绘制空调系统的轴测图，并对各段风道编号并标注长度和风量、管段长度一般按两个管件的中心线长度计算，不扣除管件本身的长度。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 2.确定风道内的合理流速，在输送空气量一定的情况下，增大流速可使风管断面积减小，制作风管所消耗的材料、建设费用等降低，但同时也增加空气流经风管的流动阻力和气流噪声，增大空调系统的运行费用。因此必须根据风管系统的建设费用、运行费用和气流噪声等因素进行技术经济比较，确定合理的经济流速。

3.根据各风道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。根据初选的流速确定断面尺寸时，应按表5-1、的通风管道统一规格选取，然后按照实际流速计算沿程阻力和局部阻力。注意阻力计算应选择最不利环路（即阻力最大的环路）。

4.与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算。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％。如果通过调整风管尺寸不能达到要求，则必须设调节阀门以保证风量分配。

5.计算系统总阻力。系统总阻力为最不利环路阻力加上空气处理设备的阻力。

6.选择风机及其配用电机。在选择风机时，一般要考虑10％的余量，以补偿可能存在的漏风和阻力计算不精确。

7.在确定风管时考虑到经济性、合理性参照表5—1选取。

风速/ms-1 部位 新风入口 风机入口 风机出口 主风道 水平支风道 垂直支风道 送风口 表5-1民用建筑空调系统的选用 低速风速 高速风速 推荐风速m/s 最大风速m/s 住宅 公共建筑 住宅 公共建筑 2.5 3.0 5.0 2.5 4 4.5 5 3.5 8.5 5～8 6.5～10 7.5～11 3.5～4.5 5～6.5 4～6 5.5～8 3.0 3～4.5 3.5～5 4～6.5 2.5 3～3.5 3.2～4 4～6 4.0 — 1～2 1.5～3.5 5.3沿程阻力和局部阻力计算

空气在风道内流动时，由于其本身具有黏滞性及管道内的粗糙性等原

因，在空气内部与管壁之间由于摩擦而产生的沿程能量损失，称之为沿程损失（或称摩擦阻力）；而当空气流经风道中的管件（如弯头、三通、变径等）和设备（如空气处理设备、消声器、各类阀门等）时，由于气体的方向和速度发生变化以及产生涡流等原因造成集中的能量损失，称之为局部阻力。沿程阻力和局部阻力之和构成空气流动的总阻力。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 5.3.1管道沿程阻力计算

根据流体力学，空气在任意横断面不变的管道内流动时，所产生的摩擦阻力可按下式计算：

?Pm＝??2?4Rs2?l＝Rm?l

Pa （5－1）

式中λ——摩擦阻力系数；

υ——空气在管内的平均流速，m/s； ρ——空气密度，kg/m3； l ——管道长度，m；

Rs——管道的水力半径，m；

Rm——单位长度摩擦阻力，Pa/s；可由文献[7]表8.2－1查取。

5.3.2管道局部阻力计算

空气流过断面变化、流向变化和流量变化的局部管件，由于涡流的存在而产生局部性能量损失，称为局部阻力。局部阻力一般按下式计算：

?2?Z＝? Pa （5－2）

2式中ζ——局部阻力系数。由文献[6]表5－16查取。选用ζ值时必须注

??2意其所对应的流速和动压（）。

25.4新风管道水力计算举例

以S－2系统为例进行水力计算。其风系统轴测图如图5—1所示。 1. 据表5－1选择各管段内推荐风速，主风道为4m/s，支风道为 4m/s。根据风量G选定风管尺寸规格，然后算出实际风速υ。

2. 根据求得的实际风速和风量，查文献[7]表8－1，得到单位管长摩 擦阻力Rm，由公式5－1计算出沿程阻力。

3. 在文献[6]表5－16中查取局部阻力系数ζ，由公式5－2计算出 局部阻力。

4. 计算系统总阻力。系统总阻力即为最不利环路0″－0－0′－1－2－3－4－5－6－7－7′的总阻力。其中0－0′为空调机组内部阻力，机组内部阻力为表冷器、初效过滤段和中效过滤段。表冷器空气侧阻力参照JW型换热器（表冷器的取值为，4排：106Pa；6排：171Pa；8排：214Pa；）选择。本次设计中表冷器8排。初效过滤段阻力为100Pa，中效过滤段阻力为150Pa，消声段30～50Pa，取40Pa。故机组内部阻力为ΔPN＝214＋100＋150＋40＝504 Pa。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 图5－1 风系统轴测图

5. 系统总阻力为630.5Pa，考虑10％的裕量后为693.6Pa。 6. 进行并联管路的阻力平衡计算： 管段2－7′总阻力，ΔP3－8′＝61Pa 管段2－12′总阻力，ΔP3－13′＝47.2Pa

?P2－12'－?P2－7'61－47.2则 ＝?10%0＝22.6%3?P2－12'47.2两管路的阻力平衡大于15％，不满足要求。如需减少不平衡率，可以使管

段3－13′的阻力增大，最简便的方法是关小风量调节阀的开启角度。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 5.5本章小结

本章内容是根据新风量进行风管系统的设计，使处理好的空气合理地分配送入房间。其次是进行水力计算确定各管段的断面尺寸和系统阻力，保证系统内的风量分配达到要求，最终确定系统通风机的型号和动力消耗。在计算过程中应注意局部阻力系数的选择。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第6章 空调系统冷源设计

空调系统的冷源是空调系统组成的三大部分中的重要部分，它向空调系统提供冷媒，使在任何情况下，将室内空气控制在一定的温度、湿度、气流速度和一定的洁净度。是空调系统的核心部分。因此，它设计合理与否将会直接影响空调系统是否能正常运行与经济运行。由此可见，冷源设计要考虑能耗指标、经济性、使用寿命、维护管理难易程度、安全性和可靠性、对环境的影响、当地能源结构、建筑特点等因素。

6.1 冷源种类

冷源可分成天然冷源和人工冷源两种。

天然冷源通常是指长年维持在零上几度的地下水，一般可直接加入到空调水系统中使用。它是一种宝贵的自然资源，应限量开采使用，仅在特殊情况下用于局部小范围的空调系统。

人工冷源是采用制冷机，通过输入动力（电、蒸汽和热力）制取人工冷源（冷水、冷气）的冷机。制冷机的选择，关联着工程的初投资和运行费用，影响建筑物内部环境和使用效果。

本次设计采用人工冷源。

6.2 制冷机种类

常用的制冷机可分为压缩式和吸收式两大类。 压缩式包括离心式、螺杆式、活塞式。 1. 离心式：适宜的单机容量大于580kW。

其特性及用途：通过叶轮离心力作用吸入气体和对气体进行压缩，容量大、体积小，可实现多级压缩，以提高效率和改善调节性能。适用于大容量的空调制冷系统。

2. 螺杆式：适宜的单机容量小于1130kW。

其特性及用途：通过转动的两个螺旋形转子相互啮合而吸入气体和压缩气体。利用滑阀调节气缸的工作容积来调节负荷。转速高，允许压缩比高，排气压力脉冲性小，溶积效率高，适用于大、中型空调制冷系统和空气热源热泵系统。

3. 活塞式：适宜的单机容量大于580kW。

其特性及用途：通过活塞的往复运动吸入气体和压缩气体，适用于冷冻和中、小容量的空调制冷与热泵系统。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 6.3 制冷机选择原则

制冷机的选择应注意以下几个问题。 1. 以电为动力的冷水机组在额定工况下的性能系数COP（kW/kW）及热力制冷设备的热力系数ε（kW/kW）应满足文献[6]表8－1的要求。

2. 要考虑建筑物全年空调冷负荷的分布规律，制冷机部分负荷下的调节特性系数φ，合理地选择机型、单机容量、台数和全年运行调节方式，提高制冷系统在部分负荷下的运行效率，以降低全年运行能耗。

3. 对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小、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。

4. 对有合适热源，特别是有余热或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组。

5. 制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规律宜选用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轮换使用的可能性。同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合方案，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。

6. 选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量Q>1163kW时，宜选用离心式；Q＝582～1163kW时，宜选用离心式或螺杆式；Q<582kW时，宜选用活塞式。

7. 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ε高，前者为后者的三倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式（国外机组螺杆式常排在离心式之前）。但各类机组各有其特点，应择其主要特点用其所长。

8. 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。特别要注意各类制冷剂的禁用时间表。见文献[1]表8－2。

6.4冷源附属设备的选择

6.4.1软水器的选择

选用MHW－I－X－6－1.6型水电子处理器。

6.4.2膨胀水箱的选择

膨胀水箱应吸纳和补偿温度变化最大时管道系统的水容量，并作为补

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哈尔滨理工大学学士学位论文 水。所以，其体积应为二者中的大者。

为补偿温度变化，膨胀水箱的容积可由下式计算：

VP＝?VcQ/1000 m3 （6－1） 式中VP——膨胀水箱有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积），m3；

α——水的体积膨胀系数，α＝0.006； Q——系统总冷量，kW；

Vc——每供1 kW冷量的水容量，L/ kW，Vc＝32.2 L/ kW。 故由式（6－1）可得：

VP＝0.006?32.2?276.1/1000＝0.053 m3

考虑补水量，补水量为总水量的1％，总水量为47.48 m3/h，由此可得膨胀水箱容积为0.4748 m3，取二者中的大者确定膨胀水箱型号为：方形膨胀水箱3＃，其外形尺寸为(mm)：长×宽×高＝1200×700×900；公称容积0.5 m3，有效容积0.63 m3；水箱配管公称直径DN(mm)：溢流管DN＝40mm，排水管DN＝32mm，膨胀管DN＝25mm，信号管DN＝20mm，循环管DN＝20mm；补水管DN＝25mm；水箱自重(kg)：164.4kg。

6.5本章小结

本章主要是进行冷源设计，选择冷水机组及其附属设备。本次设计采用人工冷源，以电力为驱动，比较各中冷水机组的优缺后，结合本次设计的特点，选用两台风冷式冷水机组，每台按总负荷的60％选取。系统通过膨胀水箱定压，同时膨胀水箱兼作系统补水，补水量为系统总水量的1％，因此选择膨胀水箱时要以按两种情况算出的容积较大者选取。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 第7章 空调冷冻水系统设计

本次设计制冷机房独立设置，风冷制冷机组放在室外。利用水系统管网将冷冻水送入各设备，实现夏季供冷的空调作用后，再将其由末端装置分别通过回水管路回收至制冷站，以循环使用。

7.1 空调水系统设计原则

1. 力求水力平衡。空调水系统的设计，应符合各个环路之间的水力平衡要求。各环路应设置平衡阀或分流三通等平衡装置。如管路竖井面积允许时，尽量采用管路同程式。

本次设计采用定水量单级泵闭式系统。冷水机组和相应水泵的运行台数，可根据供水温度、压力、或积算负荷侧的冷量（即同时测量供回水温度和流量）来控制。其优点是系统比较简单，但由于冷源侧定水量，当负荷减少时，水泵功率没有改变。为保证水力平衡，此次采用同程式系统。

2. 防止大流量小温差。 3. 水输送系数要符合规范要求。 4. 变流量系统宜采用变频调节。 5. 要处理好水系统的膨胀和排气。

本次设计中只考虑夏季供冷，因此水温变化不大。为解决水膨胀问题，在高于回水管1～2m的地方设膨胀水箱，其容积为：长×宽×高＝1100×900×700mm3。系统还应有排水阀，位置应设在系统的最低点，以便检修或改装时能将管路系统中的水全部排除。在每层建筑物的风机盘管回水骨碌和新风机组回水管路末端最高点，均应装设自动排气阀。

6. 解决好水处理与水过滤。长时间循环使用的冷冻水往往由于重碳酸盐、细菌和藻类杂物等因素，使冷水机组中的蒸发器和冷凝器等热交换设备结垢或腐蚀，从而增大设备热阻，降低制冷量和机组寿命。本次设计采用电子水处理仪进行水质处理。在水系统中设置水过滤器除循环水中的粉尘纤维、砂石砖块、植物性碎屑等极为重要，因此使用Y型管道式过滤器。

7. 切勿忽视管网的保冷和保温效果。空调供冷水管路的经济保冷厚度按国标GB50189－93的规定，不应小于表7－1所列数据。

7.2 冷冻水系统水力计算

水系统计算步骤如下。 1. 布置制冷机房，确定冷冻水走向及水路附件。画出系统轴测图。

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哈尔滨理工大学学士学位论文 2. 根据推荐流速和流量确定各管路管径，并计算实际流速。 3. 计算水管路沿程阻力和局部阻力，最后选择冷水泵。 沿程阻力和局部阻力

7.2.1 流量计算

W?Q （7—1）

cp(tg?th)式中W——水流量，kg/s；

Q——设备所需提供的冷量，kW； tg——供水温度，℃； th——回水温度，℃；

cp——水定压比热，kJ/(kg·℃)，常温时cp＝4.1868kJ/kg·℃）。

7.2.2 管径的确定

实际管径可由下式计算：

d?4W （7—2） ?v式中d——水管管径，m；

W——水流量，m3/s； υ——水流速，m/s；

一般水系统中管内水流速按表7－1中的推荐值选取。

部位 水泵压出口 水泵吸入口 排水管 主干管 表7－1 一般水系统中管内水流速 流速（m/s） 部位 2.4～3.6 向上立管 1.2～2.1 一般管道 1.2～2.1 冷却水 1.2～4.5 流速（m/s） 1～3 1.5～3.0 1～2.4 由式7－1算出实际管径后，可按文献[1]表10－2选取与算出的实际管径相近的标准管径，之后可算出实际流速。

7.2.3 沿程阻力计算

水在管道内的沿程阻力由下式计算：

hf?Rfl （7－3） 式中Rf——单位管长沿程阻力，可由【1】表10－2查取；

l——管段长度。

7.2.4 局部阻力计算

水流过弯头、三通及其它异型配件时，因摩擦产生的局部阻力为：

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哈尔滨理工大学学士学位论文 （7－4） 2式中ζ——局部摩擦阻力系数，可由[7]表11.8－4查取；

?——冷水密度，kg/m3； υ——管内流速，m/s。

系统总阻力为：

H?hf?hd （7－5）

系统总阻力即为水泵沿程，由系统总阻力即可选择所需水泵。

hd???v27.3 计算举例

整个水系统分为两个环路系统，环路1为风机盘管系统，环路2为新风机组系统。确定最不利环路为环路1系统，轴测图如图7—1所示。

图7—1水系统轴侧图

确定各管路管径。

1. 总干管冷冻水总流量由公式7－1可得：

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