医院门诊楼空调系统设计（毕业设计）

河南科技大学毕业设计

天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计

摘 要

本设计为天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计，拟为之设计合理的中央空调系统，为室内人员提供舒适的工作环境。

系统主要采用风机盘管承担空调房间的冷负荷与热负荷，每个房间的吊顶内安置一到二个风机盘管。新风则通过独立的新风管道先送入风机盘管，再与回风混合一起送入房间。新风机组吊顶安装，每一层楼安装一台新风机组负担该层所有空调房间的新风负荷。该空调系统的优点是占用建筑面积少，可集中供冷和供热；同时各末端装置有独立的开关和调节功能，各房间的温度可独自调节与控制，并且防止了空气的交叉感染。对于候诊大厅等少数房间采用了全空气一次回风系统。空调水系统采用闭式系统,因为它除了不易污染,节省初投资外,还具有很大的节能效果。

本设计内容包括：空调冷热负荷计算；空调系统的确定及论证；送风状态参数及送风量的确定；空气处理设备的选型；冷热源的选择及设备选型；气流组织计算；水力计算；其他设备的选择；保温与防腐以及减振和消声等内容。

关键字：空调系统，全空气系统，风机盘管加新风系统，性能比较

I

河南科技大学毕业设计

THE AIR-CONDITIONING ENGINEERING DESIGN OF THE TUMOR HOSPITAL OUT-PATIENT FLOOR IN TIANJIN

ABSTRACT

This air-conditioning systems design for the Tianjin Tumor Hospital out-patient floor design it to be a reasonable central air-conditioning system for indoor staff provide a comfortable working environment.

Fan-coil system is mainly used air-conditioned rooms bear the cooling load and the heat load, the ceiling of each room placement within 1-2 fan-coils. The new wind of fresh air through independent channels into the first fan-coil, and then mixed together with return air into the room. New wind generating units installed on ceiling, each floor to install a new air unit of the burden of all air-conditioned rooms in the new wind load. The air-conditioning system has the advantage of occupying less floor space, cooling and heating can be concentrated at the same time, the terminal device and a separate regulatory function switch, the room temperature alone can regulate and control, and prevent cross-infection of the air. The waiting hall and a few rooms used a return air to the entire air system. Air-conditioning system uses closed-water systems, not because it apart from pollution, save initial investment, but also has great energy-saving effect.

The design elements include: hot and cold air-conditioning load calculation; air-conditioning system and the determination of proof; air supply and air supply parameters of the determination; selection of air-handling equipment; cold and heat source of choice and selection of equipment; airflow calculated; hydraulic calculation; other equipment of choice; thermal insulation and anti-corrosion and vibration and noise reduction, and other content.

II

河南科技大学毕业设计

KEY WORDS: air-conditioning systems, the entire air system, fan coil and a new air system, performance comparison.

III

河南科技大学毕业设计

目 录

前 言 .................................................. 1 第一章 原始资料 ........................................ 2

§1.1 工程概况 ...................................... 2 §1.2 气象资料 ...................................... 2 §1.3 土建资料 ...................................... 2

§1.3.1 外墙、内墙选型 .......................... 2 §1.3.2 屋面选型 ................................ 3 §1.3.3 楼板选型 ................................ 3 §1.3.4 外围护结构校核 .......................... 3 §1.3.5 其他相关资料 ............................ 4

第二章 负荷计算 ........................................ 5

§2.1冷负荷的计算 .................................. 5

§2.1.1冷负荷的计算方法 ......................... 5 §2.1.2 空调冷负荷计算 .......................... 5 §2.2 湿负荷计算 .................................... 7 §2.3 热负荷计算 .................................... 8

§2.3.1 建筑围护结构的基本传热量 ................ 8 §2.3.2 附加耗热量 .............................. 8 §2.4 各房间负荷的计算 .............................. 9

§2.4.1 101房间冷负荷计算 ....................... 9 §2.4.2 101房间热负荷的计算 .................... 12 §2.4.3 101房间湿负荷的计算 .................... 13

第三章 空调系统的确定及论证 ........................... 14

§3.1 空调系统的确定 ............................... 14

§3.1.1 空调系统的分类 ......................... 14 §3.1.2 空调水系统的分类 ....................... 14 §3.2 本次设计的方案 ............................... 16

§3.2.1 风机盘管加新风系统 ..................... 16 §3.2.2 全空气一次回风空调系统 ................. 16

IV

河南科技大学毕业设计

§3.3 方案比较论证 ................................. 16

§3.3.1 一次回风、二次回风空调系统比较 ......... 16 §3.3.2 定风量与变风量系统的比较 ............... 17 §3.3.3 风机盘管加新风与空气-水诱导器系统的比较 17 §3.3.4 风机盘管与新风连接方式的比较 ........... 17 §3.4 结论 ......................................... 18 第四章 送风状态参数及送风量的确定 ..................... 19

§4.1 新风量规定 ................................... 19 §4.2 风机盘管系统风量的计算 ....................... 19

§4.2.1风机盘管的夏季处理过程 .................. 19 §4.2.2风机盘管的冬季处理过程。 ................ 20 §4.3 全空气一次回风空调系统风量的计算 ............. 21

§4.3.1 全空气一次回风系统的夏季处理过程 ....... 21 §4.3.2 全空气一次回风系统的冬季处理过程 ....... 22

第五章 空气处理设备的选型 ............................. 24

§5.1 风机盘管的选型 ............................... 24 §5.2 新风机组的选型 ............................... 27 §5.3 全空气处理机组的选型 ......................... 28 第六章 冷热源的选择及设备选型 ......................... 30

§6.1 冷热源的选择 ................................. 30

§6.1.1 冷源. .................................. 30 §6.1.2 热源 ................................... 31 §6.2 机组选型 ..................................... 31

§6.2.1 冷水机组 ............................... 31 §6.2.2 换热器 ................................. 32

第七章 气流组织计算 ................................... 34

§7.1 气流组织方案论证 ............................. 34

§7.1.1 风口形式的确定 ......................... 34 §7.1.2 气流组织形式的确定 ..................... 34 §7.2 气流组织计算 ................................. 35

§7.2.1 风机盘管侧送风 ......................... 35

V

河南科技大学毕业设计

§7.2.2 全空气系统散流器平送气流组织计算 ....... 36 §7.2.3 回风口的选择计算 ....................... 37

第八章 管道布置及水力计算 ............................. 39

§8.1 空调水系统水力计算 ........................... 39

§8.1.1 水管管径的确定 ......................... 39 §8.1.2 阻力的确定 ............................. 39 §8.1.3 计算步骤如下 ........................... 40 §8.1.4 水系统的水力计算 ....................... 41 §8.2 风管的水力计算 ............................... 46

§8.2.1 风管系统 ............................... 46 §8.2.2 风管水利计算的内容 ..................... 46 §8.2.3 计算方法 ............................... 47 §8.2.4 风管的水利计算 ......................... 47 §8.3 冷凝水管设计 ................................. 51 §8.4 排风系统设计 ................................. 52 第九章 其他设备的选择 ................................. 53

§9.1 冷却塔的选择 ................................. 53

§9.1.1 冷却塔选择事项 ......................... 53 §9.1.2 冷却塔的选择 ........................... 53 §9.2 水泵的选择 ................................... 54

§9.2.1选择原则 ................................ 54 §9.2.2 循环水泵的选择 ......................... 54 §9.2.3 冷却水泵的选择 ......................... 55 §9.3 膨胀水箱的选择 ............................... 55

§9.3.1 膨胀水箱水量的计算 ..................... 55 §9.3.2 膨胀水箱的选型 ......................... 56 §9.3.3 系统的补水 ............................. 56

第十章 保温与防腐 ..................................... 57

§10.1 保温 ........................................ 57 §10.2 防 腐 ....................................... 57 第十一章 减振和消声 ................................... 58

VI

河南科技大学毕业设计

§11.1 减振 ........................................ 58 §11.2 消声 ........................................ 58 结 论 ................................................. 60 参考文献 .............................................. 61 致 谢 ................................................. 62 附 录 ................................................. 63 外文资料译文 .......................................... 72

VII

河南科技大学毕业设计

前 言

建筑是人们生活和生产的场所。现代人类大约有五分之四的时间在建筑物中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人楼的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。随着国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对室内空气品质和环境的舒适性、健康性要求越来越高。近些年来，暖通空调系统在国民经济总能耗中所占份额越来越大，建筑节能及建筑设备优化设计的重要性也越来越受到社会各界的关注。同时，我国暖通空调学术界和工程界在空调系统的节能方面做了大量的研究工作。对于我们这些即将毕业的设计人员来说，通过我做的这个毕业设计来检验自己所学的理论知识，非常必要。空调设计方案不仅关系到建筑的室内环境参数能否满足使用要求，而且直接关系到建筑的工程投资、运行能耗和费用、系统安全性、调节性能、操作方便性、维护费用、环境影响、人员舒适性、机房面积、建筑美观性等诸多指标参数。设计方案的问题往往是根本性的问题，造成的损失通常较大，并且修改困难，影响时间长。因此方案设计是我们工作中最重要的一个环节。

本次设计为天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计，课题类型为工程设计，课题来源为社会生产，是一个很好的检验本人运用所学的理论知识和已有经验解决工程实际问题的能力。在紧密联系专业理论的基础上，系统的介绍了空调系统工程设计的各环节，阐明了空调系统的设计方法和基本原理，反映了近年来暖通空调领域的新发展和新技术。

本次设计的空调方案为：风机盘管加新风系统和全空气系统。除了候诊大厅和少数房间使用全空气系统外，大部分都使用了风机盘管加新风系统。主要考虑如下：（1）医院空调的目的不仅是提供和医疗需要的冷热环境，更重要的是对交叉感染、污染源排放进行控制。（2）医院的主要功能是提供治疗病人的场所，病人是弱式群体，对空气环境要求高，而且是昼夜连续使用，因此，这次设计必须以人为本，将满足人的舒适性放在首位。对于室内热湿环境，噪声控制，空气质量等方面要有比公共建筑更高的要求。（3）风机盘管加新风系统满足房间要求的隔离性（各室回风不串通）、灵活性（随时开关）、可调性（病人可自行调节）和安全性（运行安全可靠相适应）。整个系统合理利用资源，节省了能量，符合国家提倡的节能精神。（4）在对设备选型时尽量做到满足设计要求下达到最经济的前期投资和最少的后期运行费用。

1

河南科技大学毕业设计

第一章 原始资料

§1.1 工程概况

本次设计对天津肿瘤医院门诊楼进行空调系统设计。主要任务是对该医院的门诊科室、服务大厅、多功能厅等进行暖通空调的系统设计，使之达到各自的空调设计要求。

§1.2 气象资料

天津市室外气象参数如下：

地理位置：北纬39?06?，东经117?10?，海拔3.3 m； 大气压力：夏季100.48Kpa，冬季102.66 Kpa；

室外空调计算温度：夏季33.4℃ ，冬季采暖室外干球温度：-9℃； 夏季室外计算湿球温度：26.9℃；

室外平均风速：夏季2.6m/s，冬季3.1m/s；

在本次设计中对所有房间夏季室内设计温度取26℃，冬季室内设计温度取20℃，相对湿度冬夏季均取60﹪。

§1.3 土建资料

建筑物的围护结构在很大程度上决定了传入室内的冷热负荷，因此，其选型和构造在空调设计中非常重要。 §1.3.1 外墙、内墙选型

1、砖墙2、泡沫混凝土3、木丝板4、白灰粉刷1

2342

河南科技大学毕业设计

墙：1、砖墙；2、泡沫混凝土；3、木丝板；4、白灰粉刷

壁厚σ=370mm；导热热阻R=1.11(m2·℃)/W；传热系数K=0.78W/(m2·℃)，属于Ⅰ型墙。

内墙选型和外墙一样。 §1.3.2 屋面选型

屋顶：壁厚σ=50mm；导热热阻R=0.98(m2·℃)/W；传热系数K=0.73W/( m2·℃)，属于Ⅳ型墙。 §1.3.3 楼板选型

25401、预制细石混凝土板25mm，表面喷白色水泥浆2、通风层大于等于200mm3、卷材防水层4、水泥沙浆找平层20mm5、保温层6、隔汽层7、找平层20mm8、预制钢筋混凝土板9、内粉刷

楼板：1、面层；2、细石钢筋混凝土；3、保温层上下水泥沙浆找平层；4、钢筋混凝土承重层；5、粉刷。传热系数k=0.3W/( m2·℃)，II类墙。 §1.3.4 外围护结构校核

为了验证所选围护结构能够满足设计要求，要对其进行校核。围护结构的最小传热热阻：

Ro.min=α（tn-tw）Rn/△ty （1-1） 式中，

tn—— 冬季室内设计温度；℃

3

2015δ15

河南科技大学毕业设计

tw—— 空调室外计算温度；℃ α—— 传热修正系数；

△ty——室内空气与维护结构内表面之间的允许温差，℃； Rn—— 维护结构内表面换热阻，(m2·℃)/W；

在本次设计中冬季室内设计温度为20℃，室外计算温度为-9℃，系数夏季取1.30，冬季取1.0，外墙Δty=7.0℃，屋顶Δty=4.0℃，Rn=0.115(m2·℃)/W。 外墙校核：

Ro.min=α（tn-tw）Rn/△ty

=1.30×（20+9）×0.115/7.0 =0.547 (m2·℃)/W

因为0.547<1.11,所以满足设计要求。 屋面校核：

Ro.min=α（tn-tw）Rn/△ty

=1.00×（20+9）×0.115/4.0 =0.833 (m2·℃)/W

因为0.833<0.98,所以满足设计要求。 §1.3.5 其他相关资料 （1）窗的选型

在本次设计中采用金属钢窗，80%玻璃，单层。3mm厚的普通玻璃，无遮阳，窗高2m，窗宽1.5m。根据ai=8.7W/（m2·K）和ao=18.6W/（m2·K） ,查文献1得Kw=5.94W/（m2·W）。 （2）门的选型

外门：为普通实体木外门，传热系数K=3.2 W/（m2·K）。 （3）灯的选型

明装荧光灯，开灯13个小时，空调24小时均可运行。每盏功率20W。 （4）关于层高

一层层高为4.5m,二、三、四层层高为3.0m. （5）动力状况

夏季自来水，t=26℃，水量水压够用； 电源可按要求供应。

4

河南科技大学毕业设计

第二章 负荷计算

为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。热负荷、冷负荷、湿负荷的计算以室外气象参数和室内要求保持的空气参数为依据。

§2.1冷负荷的计算

§2.1.1冷负荷的计算方法

空调冷负荷的计算方法很多，如谐波反应法、反应系数法和冷负荷系数法等。目前，我国常采用冷负荷系数法和谐波反应法的简化计算方法计算空调冷负荷。在本设计中采用冷负荷系数法计算建筑维护结构的冷负荷。

冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。 §2.1.2 空调冷负荷计算

（1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：

Qc(?)=??（tc(?)-tn） （2-1）

式中，

Qc(?) ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； A —— 外墙和屋面的面积，m2；

K—— 外墙和屋面的传热系数，W/（ m2·℃ ）； tn —— 室内计算温度，℃；

tc(?)—— 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃；由文献1的附录2-4和附录2-5查取； 需要指出的是：

附录2-4和附录2-5种给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地

5

河南科技大学毕业设计

区气象参数为依据计算出来的。因此，对于不同设计地点，对应tc(?)值进行修正，即应为tc(?)+td 。其地点修正值td可由文献1的附录2-6查取。 当内表面放热系数变化时，可不加修正。 （2）内围护结构引起的冷负荷

内围护结构冷负荷，当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视为稳定传热，不随时间而变化，可按下式计算：

Qc(?)=AiKi(to.m+Δtα-tR) （2-2）

式中，

Ki ——内围护结构传热系数，W/( m2·℃ )； Ai—— 内围护结构的面积，m2；

to.m——夏季空调室外计算日平均温度，℃； Δtα——附加温升,可按文献1表2-10查取。 （3）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：

Qc(?) = Kw Aw ( tc(?) + td－tR) （2-3）

式中，

Qc(?)——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； Kw—— 外玻璃窗传热系数，W/( m2?℃ )；

Aw—— 窗口面积，m2；

tc(?)—— 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值℃，由文献1表2-10查取。 需要指出的是：

a、对文献1附录2-7、2-8中的Kw值要根据窗框等情况不同加以修正，修正值可从附录2-9中查取。

b、对文献1附录2-10中的值要进行地点修正，修正值td可从附录2-11中查取。

（4）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

Qc(?) = Ca Aw Cs Ci Dj·maxCLQ （2-4）

式中，

C ——有效面积系数，由文献1附录2-15查得；

6

河南科技大学毕业设计

Aw —— 窗口面积，m2；

Cs —— 窗玻璃的遮阳系数，由文献1附录2-13查得； Ci —— 窗内遮阳设施的遮阳系数，由文献1附录2-14查得； Dj·max——日射得热因数，由文献1附录2-12查得35°纬度带的日射得热因数；

CLQ —— 窗玻璃冷负荷系数，无因次。 （5）照明散热形成的冷负荷 荧光灯

Qc=1000n1n2N （2-5）

式中，

Qc——灯具散热形成的冷负荷，W； N——照明灯具所需功率，W；

n1——镇流器消耗公率系数，明装荧光灯n1=1.2； n2——灯罩隔热系数；n2=0.6。 （6）人体散热形成的冷负荷 a、人体显热散热形成的冷负荷

QLQ=qsnψCLQ （2-6） 式中，

qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，可由文献1表2-13查取；

n——室内全部人数；

ψ——群集系数，由文献1表2-12查得； CLQ —— 窗玻璃冷负荷系数，无因次。 b、人体潜热散热引起的冷负荷

Qs= qlnψ （2-7） 式中，

ql—— 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W； n, ψ——同上。

§2.2 湿负荷计算

7

河南科技大学毕业设计

人体散湿量可按下式计算：

mw=0.278nψg×10-6 （2-8）

式中：

mw——人体散湿量, kg/s；

g—— 成年男子的小时散湿量，g/h，由参文献1表2-13查取； n—— 室内全部人数； ψ——群集系数。

§2.3 热负荷计算

冬季采暖热负荷包括两项：基本传热量和附加耗热量，即围护结构的基本耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。

§2.3.1 建筑围护结构的基本传热量

建筑围护结构的基本传热量，按稳定传热方法进行计算。建筑围护结构包括有：墙、门、窗、屋面和地面等。计算公式如下：

QJ=KFw(tn-tw)·α （2-9）

式中，

QJ——建筑围护结构的基本传热量，W； Fw——围护结构的计算面积，m2；

K——围护结构的传热系数，W/( m2·℃)； tn——室内空气计算温度，℃； tw——室外供暖设计计算温度，℃；

α——围护结构的温差修正系数，见文献1中表2-4。 §2.3.2 附加耗热量 a、朝向附加

围护结构的朝向不同，传热量不同，它考虑到不同朝向太阳辐射热等因素的影响。因此，在计算建筑热负荷时，应对不同朝向建筑的围护结构的传热量进行修正，即在围护结构的基本传热量的基础上乘以朝向修正率，即为朝向的附加耗热量。不同朝向的维护结构的修正率见表2－1。

8

河南科技大学毕业设计

b、高度附加

对于房间层高较高的房间，室内空气温度将形成温度梯度，即上部气温高，下部气温低的现象。当房间高度大于4m时，每增1m时，包括各项附加耗热量在内的房间耗热量增加2%，但总的附加值不超过15%。

§2.4 各房间负荷的计算

朝向 北、东北、西北朝向 东、西朝向 东南、西南朝向 北、东北、西北朝向 修正率 0 －5％ －10%～－15％ －15％～－25％

现在以101房间为例详细说明各负荷计算过程。 §2.4.1 101房间冷负荷计算

在本次设计中，由于房间一直处于微正压状态，所以不考虑冷风渗透引起的冷负荷，有相临的非空调房间时，需要的进行内围护结构冷负荷计算。由于房间层高均没有大于4.5米，所以在设计中不考虑房间的高度附加引起的修正。

由文献1附录2-5查得冷负荷计算温度逐时值，然后按相关各式算出各围护结构逐时冷负荷，计算结果列于下表：

101室冷负荷计算表（部分） 101北外墙冷负荷 时间 tc td ka kp 12:00 32.2 -0.2 1 0.9 13:00 32.1 -0.2 1 0.9 14:00 32 -0.2 1 0.9 15:00 31.9 -0.2 1 0.9 16:00 31.8 -0.2 1 0.9 17:00 31.8 -0.2 1 0.9 18:00 31.8 -0.2 1 0.9 9

河南科技大学毕业设计

tc' tr △t K A Qc 28.8 26 2.8 0.78 18.9 41.28 28.71 26 2.71 0.78 18.9 39.95 28.62 26 2.62 0.78 18.9 38.62 28.53 26 2.53 0.78 18.9 37.3 28.44 26 2.44 0.78 18.9 35.97 28.44 26 2.44 0.78 18.9 35.97 28.44 26 2.44 0.78 18.9 35.97 101西外墙冷负荷 时间 tc td ka kp tc' tr △t K A Qc 12:00 37.3 -0.1 1 0.9 33.48 26 7.48 0.78 33 13:00 37.1 -0.1 1 0.9 33.3 26 7.3 0.78 33 14:00 36.9 -0.1 1 0.9 33.12 26 7.12 0.78 33 15:00 36.6 -0.1 1 0.9 32.85 26 6.85 0.78 33 16:00 36.4 -0.1 1 0.9 32.67 26 6.67 0.78 33 17:00 36.2 -0.1 1 0.9 32.49 26 6.49 0.78 33 18:00 36.1 -0.1 1 0.9 32.4 26 6.4 0.78 33 192.54 187.9 183.27 176.32 171.69 167.05 164.74 101西外窗冷负荷 时间 tc td tr △t Kw Aw Qct 12:00 30.8 0 30.8 26 4.8 5.94 3 13:00 31.5 0 31.5 26 5.5 5.94 3 14:00 31.9 0 31.9 26 5.9 5.94 3 15:00 32.2 0 32.2 26 6.2 5.94 3 16:00 32.2 0 32.2 26 6.2 5.94 3 17:00 32.2 0 32.2 26 6.2 5.94 3 18:00 31.6 0 31.6 26 5.6 5.94 3 85.536 98.01 105.14 110.48 110.48 110.484 99.792 101西外窗日射得热冷负荷 时间

12:00 13:00 14:00 10

15:00 16:00 17:00 18:00 河南科技大学毕业设计

Clq Dmax Ci Cs Aw Ca Qct 0.18 599 0.65 1 3 0.85 0.25 599 0.65 1 3 0.85 0.37 599 0.65 1 3 0.85 0.47 599 0.65 1 3 0.85 0.52 599 0.65 1 3 0.85 0.62 599 0.65 1 3 0.85 0.55 599 0.65 1 3 0.85 178.71 248.21 367.35 466.64 516.28 615.56 546.06 101照明冷负荷负荷 时间 Clq n1 n2 N Qct 12:00 0.76 1.2 0.6 200 13:00 0.79 1.2 0.6 200 14:00 0.81 1.2 0.6 200 15:00 0.83 1.2 0.6 200 16:00 0.84 1.2 0.6 200 17:00 0.86 1.2 0.6 200 18:00 0.87 1.2 0.6 200 109.44 113.76 116.64 119.52 120.96 123.84 125.28 101人员散热冷负荷 时间 Clq qs n ∮ Qct ql Qc 合计 12:00 0.1 58 3 0.93 16.18 123 13:00 0.08 58 3 0.93 12.95 123 14:00 0.07 58 3 0.93 11.33 123 15:00 0.06 58 3 0.93 9.71 123 16:00 0.04 58 3 0.93 6.47 123 17:00 0.04 58 3 0.93 6.47 123 18:00 0.03 58 3 0.93 4.85 123 343.17 343.17 343.17 343.17 343.17 343.17 343.17 359.35 356.12 354.5 352.88 349.64 349.64 348.02 101木门冷负荷 时间 Ki Ai to.m ta

12:00 3.2 2.82 33.4 2 13:00 3.2 2.82 33.4 2 14:00 3.2 2.82 33.4 2 11

15:00 3.2 2.82 33.4 2 16:00 3.2 2.82 33.4 2 17:00 3.2 2.82 33.4 2 18:00 3.2 2.82 33.4 2 河南科技大学毕业设计

tr Qct 26 84.83 26 84.83 26 84.83 26 84.83 26 84.83 26 84.83 26 84.83 101各分项逐时冷负荷汇总表 时间 西外墙 192.54 负荷 北外墙 41.28 39.95 负荷 西外窗 85.54 负荷 西外窗日178.71 248.21 367.35 466.64 516.28 射得热 照明散 109.44 113.76 116.64 119.52 120.96 123.84 125.28 热负荷 人员散 359.35 356.12 热负荷 内围护 84.83 负荷 总计 1051.68 1128.8 1250.4 1348 1389.9 1487.38 1404.7 84.83 84.83 84.83 84.83 84.83 84.83 354.5 352.88 349.64 349.64 348.02 615.56 546.06 98.01 105.14 110.48 110.48 110.48 99.79 38.62 37.3 35.97 35.97 35.97 187.9 183.27 176.32 171.69 167.05 164.74 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 §2.4.2 101房间热负荷的计算

在本次设计中利用稳态传热法进行热负荷计算。现以101房间为例计算。101房间为一面积为454 m2的房间，它由三面外围护结构组成，分别为北外墙、西北外墙和东北外墙。在本次设计中此房间取3人。其维护结构基本耗热量按公式2-9计算：

Q＝?KF(tn-tw) （2-10）

式中，

K——维护结构的传热系数，W/(m2℃)； F——维护结构的面积，m2；

tn——冬季室内计算温度，取20℃； tw——冬季室外空气计算温度，℃；

12

河南科技大学毕业设计

?——维护结构的温差修正系数，取决于非供暖房间或空间的保温性能以

及透气状况。已知条件：

a. 外墙传热系数K=0.78W/(m2·K)； b.窗的传热系数K=5.94W/(m2·K)； 按公式Q＝?KF(tn-tw)计算结果如下：

101房间热负荷计算表

房间编号 名称及方向 围护结构 面积 传热系数 室内计算温度 室外计算温度 室内外计算温差 温差修正系数 基本耗热量 K to.m ta to.m-ta a Q (W) 朝向修正率-5 (%) 耗热量修正 修正值 修正后的 773.604 热量 房间热负荷 (W) 1717.9 427.518 516.78 0.95 1 1 0 0 36 0.78 20 -9 29 1 814.32 18.9 0.78 20 -9 29 1 427.52 3 5.94 20 -9 29 1 516.78 西外墙 101 北外墙 西外窗 101房间总的热负荷：Q=773.604+427.158+516.78=1717.9W。 §2.4.3 101房间湿负荷的计算 人体散湿量可按公式2-8计算：

mw=0.278ng×10-6

=0.278×3×0.93×184×10-6 =143×10-6kg/s;

其它房间的冷负荷汇总表见附录1。

13

河南科技大学毕业设计

第三章 空调系统的确定及论证

§3.1 空调系统的确定

空气调节系统一般均由被调对象、空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备所组成。空调系统的种类很多，在工程上应根据空调对象的性质和用途、热湿负荷特点、室内设计参数要求、可能为空调机房及风道提供的建筑面积和空间、初投资和运行费用等多方面的具体情况，经过分析和比较，选择合理的空调系统。 §3.1.1 空调系统的分类

（1）根据空气处理设备的集中程度分类：

集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统； （2）根据负担室内热湿符合所用的介质不同分类：

全空气系统、全水系统、空气－水系统、冷剂系统； （3）根据空调系统使用的空气来源分类：

直流式系统、封闭式系统、回风式系统。 §3.1.2 空调水系统的分类

空调水系统主要包括冷冻水系统、冷却水系统、凝结水系统和热水系统。空调水系统区分为开式系统和闭式系统，两管制、三管制和四管制，同程式和异程式，上分式和下分式；按运行调节方法分定流量和变流量。 （1）开式系统和闭式系统

开式系统的回水集中进入建筑物底层或地下室的水池或蓄水池，再由水泵经加热或冷却后，输送至整个系统。开式水系统的管路与大气相通，所以循环水中含氧量高，容易腐蚀管路和设备，而且空气的污染物如尘土、杂物、细菌、可溶性气体等，容易进入水循环，使微生物大量繁殖，形成生物污泥，管路容易堵塞，并产生水击现象。和闭式系统相比，除要克服管路沿程摩擦阻力和局部阻力损失外，还必须克服系统静水压头，故水泵的压头较大，水泵的能耗大。所以，近年来除了开式的冷却塔和喷水室冷冻水系统外，已很少采用开式系统。

（2）同程式和异程式系统

14

河南科技大学毕业设计

在大型建筑物的水系统中，空调冷冻水系统的回水管布置方式分为同程式和异程式。同程式水系统中，各个机组（风机盘管或空调箱）环路的管路总长度基本相同，各管路的水阻力大致相同，故系统的水力稳定性好，流量分配均匀。

异程式回水方式的优点是管路配置简单、管材省。但由于各环路的管路总长度不相等，故各环路的阻力不平衡，从而导致了流量分配不均匀。如果在水管设计时，干管流速取小一些、阻力小一些，各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，则会使水系统流量分配不均匀的现象得到改善。

通常，水系统立管或水平干管距离较长时，采用同程式布置。建筑层数较少，水系统较小时，可采用异程式布置，但所有支管上应装设流量调节阀以平衡阻力。在开式水系统中，由于回水最终进入水箱，到达相同的大气压力，故不需要采用同程式布置。 （3）双管制、三管制和四管制系统

双管制系统冬季供应热水，夏季供应冷水都在同一管路系统中进行，优点是系统简单，初投资省。双管制系统的缺点是在全年空调的过渡季节，会出现朝阳房间需冷却而背阴房间需加热的情况，双管制系统就不能全部满足各房间的要求。当系统以同一水温供水时，房间会出现过冷或过热的现象。

三管制系统分别设置供冷、供热管路，冷热水管的回水管共用一根。这种系统能同时满足供冷供热的要求，适应负荷变化的能力强，可较好的的满足全年温度调节，可任意调节房间温度。但由于冷热水同时进入回水管中，故有混合损失，运行效率低，冷热水环路互相连通，系统水力工况复杂，初投资比双管制系统高。

四管制系统有分开的冷、热水供回水管，这种系统和三管制系统一样，可以全年使用冷水和热水，调节灵活，可适应房间变化的各种情况，且克服了三管系统存在的回水管能量损失问题，运行操作简单，不需要转换。缺点是初投资高，管道占用空间大。 （4）定流量和变流量系统

定流量水系统是通过改变供回水温度来适应房间负荷的变化，系统中的水流量是不变的，故水泵耗电量不变。变流量水系统是通过改变水流量（供回水温度不变）来适应房间负荷的变化要求。故变水量系统负荷侧供水量是

15

河南科技大学毕业设计

随着负荷的减少而减少，水泵输送能量也随之减少。

§3.2 本次设计的方案

§3.2.1 风机盘管加新风系统

风机盘管加新风系统指新风经过处理，达到一定的参数要求，有组织地送风，室内回风经风机盘管处理后和新风一起送入室内。

这种系统具有各空气调节区可单独调节，比全空气系统节省空间，比分散设置的空气调节器和变风量系统造价低廉等优点。风机盘管加新风系统满足房间要求的隔离性（各室回风不串通）、灵活性（随时开关）、可调性（病人可自行调节）和安全性（运行安全可靠相适应）。整个系统合理利用资源，节省了能量，符合国家提倡的节能精神。

考虑本工程的实际，尽量满足医院的洁净空气条件，本设计除了房间编号为101，118，120，121，123，126的使用全空气系统外，其余的所有房间均采用风机盘管加新风系统。 §3.2.2 全空气一次回风空调系统

全空气一次回风空调系统的特征：空气处理设备集中设置在空调机房内，集中进行空气的处理、输送和分配；回风与新风在热湿处理设备前混合。

全空气一次回风空调系统的适用性：（1）房间面积较大或多层、多室热湿负荷变化情况类似；（2）室内温度、湿度、洁净度、噪声、振动等要求严格的场合；（3）全年多工况节能；（4）高大空间易于布置风道的场合。（5）送风温差较大时。全空气空调系统易于改变新回风比例，必要时可实现全新风送风，能够获得较大的节能效果；且易于消除噪声、过滤净化和控制空气调节区温度，气流组织稳定。全空气系统的设备集中，便于维修管理，适宜于营业厅、候诊大厅等人员较多的大空间建筑中使用。

在本设计中，房间编号为101，118，120，121，123，126的使用全空气一次回风空调系统。

§3.3 方案比较论证

§3.3.1 一次回风、二次回风空调系统比较

16

河南科技大学毕业设计

一次回风空调系统、二次回风空调系统均属于全空气空调系统，其空调机组的送风量是恒定的，故称为定风量系统。一次回风系统夏季冷量由室内冷负荷、新风冷负荷和再热负荷组成，对于送风温差要求不严格的舒适性空调系统，采用最大送风温差送风即露点送风的一次空调系统，可不需消耗再热量，因而可节省能耗。但送风温差过大，往往会造成送风口结露现象，为避免此问题，采用一次回风空调系统需利用再热来解决送风温差受限制的问题，即为了保证必需的送风温差，一次回风系统在夏季有时需要再热，从而产生冷热抵消的现象。二次回风空调系统则采用二次回风来减小温差，达到节约能量的目的，它节省的是再热负荷。但是，由于本次设计的送风温差足够大，能够露点送风且一次回风空调系统较简单。因此，本设计使用的全空气系统采用一次回风系统并采用露点送风。露点送风是指空气经冷却处理到接近饱和的状态点，不经再加热送入室内。 §3.3.2 定风量与变风量系统的比较

在空调系统每个送风口或每隔几个送风口装设一个变风量装置，根据室内温度来控制送风量的空调系统统称为变风量系统。这种方式是用风量的变化来适应和满足负荷的变化，没有再热损失，也由于非峰值负荷时的送风量的减少而使动力消耗得以节省，但是其系统较复杂，且不易使风管平衡。因此，本设计采用定风量系统。

§3.3.3 风机盘管加新风与空气-水诱导器系统的比较

风机盘管加新风系统是空气-水系统的一种主要形式，也是目前我国民用建筑中采用最普遍的一种空调方式，它以投资少、使用灵活和节省空间等优点被广泛应用于各类建筑中。而空气-水诱导器系统则采用的不是很多，没有风机盘管加新风系统成熟，并且风机盘管加新风系统具有以下优点： （1）使用灵活，能进行局部区域的温度控制，且手段简单；

（2）根据房间负荷调节运行方便，如果房间不使用时，可停止风机盘管运行，有利于全年节能管理；

（3）风机盘管机组体积小，结构紧凑，布置灵活，节省空间；

所以，本设计大部分采用的的风机盘管加独立新风系统。 §3.3.4 风机盘管与新风连接方式的比较 （1）新风与风机盘管送风各自独立送入房间

这种方式的好处是新风与风机盘管的运行腹部干扰，即使风机盘管停止

17

河南科技大学毕业设计

运行，新风量仍然保持不变。在实际工程设计中，这种方式对施工也较为简单，风管的连接方便；不利之处是室内至少有两个送风口，对室内吊顶装修产生一些影响。

（2）新风与风机盘管送风混合

这种方式相对来说对室内的装修设计较为有利，只有统一的送风口。缺点是：

a、如果新风道的风压控制不好，与风机盘管会互相影响，因此要求计算更为准确一些，或在新风道上采取风量的调节措施；

b、 与新风与风机盘管送风各自独立送入房间相比，要求风机盘管的处理点更低一些。

（3）新风送风与风机盘管回风相混合

与新风与风机盘管送风各自独立送入房间相比，夏季风机盘管的处理点不变，因此该方式的优点与其类似，缺点是：

a、由于总送风量即为风机盘管的送风量，因此该房间的换气次数略有减少。 b、同样需对新风的风压进行调控或计算精确。

c、当风机盘管停用时，新风量会减少，且有可能把回风口过滤网上已过滤的灰尘重新吹入室内。

d、风机盘管需配合回风箱对风机盘管的检修不利。

在本次设计中采用新风与风机盘管送风混合。这种系统在安装方面稍微复杂一些，但避免了其它送风方式的缺点。同时这种方式卫生条件好，工程设计中应优先考虑这种方式。

§3.4 结论

通过上述比较，看出来本设计在方案上的合理性和优越性；同时也满足了这个医院建筑的需要，尽量满足提供清洁卫生的空气系统；使各个房间的舒适性和系统的节能性得到充分发挥。

18

河南科技大学毕业设计

第四章 送风状态参数及送风量的确定

§4.1 新风量规定

一个完善的空调系统，除了满足对环境的温、湿度控制之外，还必须给环境提供足够的新鲜空气。从改善室内空气品质角度看，新风量多些好；但是送入室内的新风都得通过热、湿处理，将消耗能量，因此新风少些好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量，此新风量通常应满足以下三个要求：（1）稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；（2）补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量；（3）保证房间正压。在全空气系统中，通常根据上述要求，取计算出新风量中的最大值作为系统的最小新风量。如果计算所得的新风量不足系统送风量的10%，则取系统送风量的10%。

本次设计中主要考虑卫生标准计算新风量，四肢室，控制室，阅片室，胸片室等这个医院建筑房间人数并不太多，故依据设定的人数，按25m3/（h·人）的最小新风标准，计算新风量，最后根据新风比校核确定。另外，本设计所有房间采用60%的相对湿度标准。

§4.2 风机盘管系统风量的计算

§4.2.1风机盘管的夏季处理过程

现以102阅片室房间为例计算空气处理方式为风机盘管独立送风时的风量。冷负荷Q=1.08kW,湿负荷W=48×10-6 kg/s （1）热湿比ε=Q/W=1.08/48×10-6=22731 kJ/kg

（2）确定送风状态点： 如下图，在i-d图上根据tn=26℃及?n=60%确定室内状态点N，in=58kJ/kg;干球温度td=33.4℃和湿球温度tw=26.9℃确定室外状态点W ,iw=85kJ/kg。过N点作ε=31041线与φ=90% 的曲线相交于O点，得to=19℃,iO=50 kJ/kg。

（3）计算总送风量：G=Q/（in—iO）=1.08/（58-50）=0.131 kg/s （4）风机盘管风量：按人均标准取用的新风量Gw=0.008 kg/s，算出新风比为6%不满足最小新风条件，故按10%取用新风量。应取新风量Gw=0.013 kg/s。

19

河南科技大学毕业设计

则风机盘管的风量Gf=G-Gw=0.131-0.013=0.118 kg/s。 （5）风机盘管机组出口空气的焓im :

im =(G i0 -Gw il)/ Gf=(0.131×50-0.013×58)/0.118=49 kJ/kg 连接L，O两点并延长与im 相交于M点，查的tm=19℃. （6）计算冷量：

计算新风冷量：Q=Gw(iw –il )=0.013×(85-58)=0.35 Kw 计算风盘冷量：Q=Gf(i0 – im)=0.118×(58-49)=1.08 Kw

φ

风机盘管露点送风夏季工况在h-d上的表示

§4.2.2风机盘管的冬季处理过程。

由于是定风量系统，冬季处理过程的送风量和夏季一样，且新风比一样。室外新风状态点Wd预热至和室内相同温度W1点然后等温加湿至o1点，室内的回风在风机盘管等湿加热至o2点然后处理回风。

20

Зφ河南科技大学毕业设计

φ图4-2-2 风机盘管露点送风系统冬季工况在h-d上的表示

（1）由前面的计算可知，室内设计温度20℃，相对湿度60%，由此可以在h-d图上查出hn=42.6KJ/Kg,室外温度-9℃，相对湿度87%。

（2）在h-d图上查出hw=-6.5KJ/Kg。由前面的计算得，室内的湿负荷0.143kg/s,新风量0.038 kg/s,新风承担室内湿负荷，所以：

dO1=(dNd-dWd)/Gx=(8.8-1.46)/0.038=193.1g/kg。

（3）由湿度值和N点相同的温度可以确定O1的状态点。室内的热负荷为Q=952.4W,室内的回风量Gh=0.342kg/s。

（4）由Q=Gh（ho-hn）得ho=Q/Ms+hn=45.1 KJ/Kg。由O2和N点等湿度线可以确定Od点的位置。风机盘管的加热量Q=Gh(ho-hn)=852.5W。 其它房间的送风量汇总表见附录2。

§4.3 全空气一次回风空调系统风量的计算

§4.3.1 全空气一次回风系统的夏季处理过程

现以101房间为例计算101房间的总送风量，送风方式为机器露点送风。房间冷负荷Q=1.49kW,湿负荷W=143×10kg/s。 （1）求热湿比ε=Q/W=1.49/143×10-6=10419

（2）确定送风状态点 如下图，在i-d图上根据tn=26℃及?n=60%确定室内状态点N，in=58kJ/kg;干球温度td=33.4℃和湿球温度tw=26.9℃确定室外状态点W ,iw=85kJ/kg。过N点作ε=10419线与?=90% 的曲线相交于L点，得tL=19,iL=50 kJ/kg。

（3）送风量 GS=Q/（iN-iL）=1.49/（58-50）=0.186kg/s（558m3/h）

21

-6

З

河南科技大学毕业设计

新风量 GX=3×25=75 m3/h 新风比?= GX / GS =75/558=13%

全空气露点送风系统夏季工况在h-d上的表示

（4）确定混合点M由新回风混合过程NM/NW=13%,在焓湿图上做图确定M点，查得hc=62kj/kg。

（5）求系统所需要的冷量 Q= GS（iM - iL）=0.186×（62-50）=2.232kW §4.3.2 全空气一次回风系统的冬季处理过程

现以101房间冬季的送风量来确定室内的风量的计算。

已知冬季和夏季具有相同的送风量和新风比，送风量0.186kg/s，室内设计参数温度20℃，相对湿度60%。室外干球温度-9℃，相对湿度87%。房间的热负荷Q=284.2 W,湿负荷W=0.143g/s。

（1）求热湿比。ε=Q/W=284.2/0.143=1987。由Q=Ms(hn–ho) = MsCP(to-tn),所以to=20+486.2/(0.143×1000)=23.4℃,即送风状态点的温度是23.4℃。

（2）确定送风状态点。如下图，在h-d图上根据tn=20℃及?n=60%确定室内状态点N，hn=42.6kJ/kg;干球温度td=-9℃和相对湿度87%确定室外状态点W ,hw=-6.5kJ/kg。过N点作ε=1987线。

（3）在h-d图上做出N、W、ε线并查出ε线与23.4℃相交的O点即送风状态点。

(4）连接N、W点发现连接线没有经过雾区，所以不需要预热。由新风比为10%，所以Gw/G=(hn-hm)/(hn-hw)= 10%,hm=(9hn+hw)/10=37.7KJ/Kg。

22

Зψ=90%ψ100%河南科技大学毕业设计

φ

图4-2 全空气露点送风系统冬季工况在h-d上的表示

(5）求系统加热量。 在W-N线上找出M点并做出M点的等相对湿度线与O点的等温度线相交与c，在图上查得hc=41.1KJ/Kg,所以加热量Q=Ms(hc-hm)=0.186×(41.1-37.7)=0.63KJ/Kg。 其它房间的送风量汇总表见附录3。

23

З

河南科技大学毕业设计

第五章 空气处理设备的选型

§5.1 风机盘管的选型

风机盘管的选择根据风盘冷负荷、热负荷、风盘风量来选择，室内的新风负荷由新风机组承担。

由于房间数量比较多，类型也不相同，冷量各有差异，下面以102房间为例对风机盘管的选择来进行说明。

102房间室内冷负荷为1.08KW，热负荷为0.87KW、室内送风量为0.118kg/s，即354 m3/h。根据以上数据所选的风机盘管为上海飞恒空调设备有限公司生产的吊顶卧式风机盘管FP2.5，台数1台，单台制冷量为1550w、制热量为2280w、风量360m3/h，其他房间的风机盘管选择的型号见风机盘管选型表，风机盘管的详细的性能参数详见风盘性能参数表。

风机盘管选型表

房间号码 冷量 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 q(kw) 1.08 1.08 1.52 0.30 2.80 1.06 2.75 1.06 1.06 1.06 0.88 0.95 风盘风量 风盘冷量 风盘选型 Gf(kg/s) 0.118 0.118 0.146 0.029 0.318 0.115 0.311 0.115 0.115 0.115 0.058 0.072 Kw 1.08 1.08 1.52 0.30 2.80 1.06 2.75 1.06 1.06 1.06 0.88 0.95 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 24

河南科技大学毕业设计

114 115 116 117 122 124 125 127 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222

0.95 0.84 1.06 1.06 0.34 0.30 0.30 0.34 1.96 1.08 1.08 1.18 2.85 1.11 2.09 2.81 1.05 0.34 0.94 0.92 1.57 2.95 1.06 4.21 0.30 0.30 2.46 0.30 4.07 0.30 0.089 0.052 0.115 0.115 0.031 0.029 0.027 0.030 0.233 0.118 0.118 0.101 0.325 0.121 0.250 0.343 0.113 0.035 0.099 0.096 0.182 0.338 0.114 0.550 0.029 0.027 0.195 0.026 0.273 0.029 25

0.95 0.84 1.06 1.06 0.34 0.30 0.30 0.34 1.96 1.08 1.08 1.18 2.85 1.11 2.09 2.81 1.05 0.34 0.94 0.92 1.57 2.95 1.06 4.21 0.30 0.30 2.46 0.30 4.07 0.30 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 河南科技大学毕业设计

301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410

1.96 2.03 1.90 1.05 1.05 1.81 1.81 1.81 1.81 2.45 0.92 0.92 2.62 1.06 1.06 1.95 1.18 1.06 1.06 4.56 3.37 3.01 3.05 8.21 5.74 2.66 1.98 7.75 6.38 1.29 0.232 0.242 0.201 0.113 0.113 0.189 0.189 0.189 0.189 0.273 0.096 0.063 0.295 0.084 0.115 0.207 0.131 0.115 0.115 0.305 0.417 0.370 0.351 0.543 0.308 0.324 0.235 0.603 0.474 0.145 26

1.96 2.03 1.90 1.05 1.05 1.81 1.81 1.81 1.81 2.45 0.92 0.92 2.62 1.06 1.06 1.95 1.18 1.06 1.06 4.56 3.37 3.01 3.05 8.21 5.74 2.66 1.98 7.75 6.38 1.29 2个FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 2个FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 FP-2.5 3个FP-2.5 2个FP-3.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 3个FP-5 3个FP-3.5 2个FP-2.5 2个FP-2.5 3个FP-5 3个FP-5 FP-2.5 河南科技大学毕业设计

风盘性能参数表

型号 风量（m/h） 冷量(w) 热量(w) 性能 水流量（kg/h） 水阻（kPa） 噪声dB(A) 型式 风机 数量 电源 电机 输入功率（w） 结构型式 换热器 工作压力 进出水管 凝水管 2 单相220V,50Hz 3FP-2.5 FP-3.5 FP-5 360 1070 450 1980 3560 430 6.1 670 3100 5040 630 8.9 2280 310 4.6 ?35 ?35 前向多翼低噪声离心机 ?40 16 20 铜管串套高效翻边铝翅片 25 最大1.6MPa DN20螺纹管 DN20螺纹管 注：若要求采用带中效过滤器的净化空调机组，则图中尺寸宽度将增大600mm。

§5.2 新风机组的选型

根据系统布置需求，新风机组每层设置一台，按每层的新风负荷和新风量选择新风机组的型号。

以四层的新风机组的选择为例：四层的夏季新风负荷为47.84KW，新风量为3440m3/h。所选新风机组上海飞恒设备有限公司生产的吊顶有限公司生产的DX系列新风机组，型号为DX4×4，台数1台，制冷量分别为52.1KW，风量4000m3/h，各楼层新风机组的选择见新风机组选型表，新风机组性能参数见新风机组性能参数表。

新风机组选型表

27

河南科技大学毕业设计

楼层 1 新风机组型号 台数 排管数 4 4 制冷量(KW) 风量(m3/h) 1500 DX1.5×4 DX3×4 DX2.5×4 DX4×4 1 1 1 1 19.2 39 32.1 52.1 2 3 4 3000 2500 4000 4 4 新风机组性能参数表

型号 排数 额定风量 额定供冷量 额定供热量 水量 水阻 m /h kw kw Kg/h kPa 型式 风机 功率（kw） 台数 机外余压（pa） 噪音 尺寸（长×宽mm ×高） 650 650 ×650 1030×650 dB(A) 0.18 1 120 53 750×1000×3DX1.5×4 4 1500 19.2 26.8 3306 5 DX3×4 4 3000 39 54.6 6716 9 DX2.5×4 4 2500 32.1 44.8 5523 8 DX4×4 4 4000 52.1 72.8 8954 17 直联外转子离心风机 0.37 1 220 57 980×1000×0.37 1 200 55 980×10301.1 1 250 67 1230×

§5.3 全空气处理机组的选型

空气处理机组按机组处理冷量和房间的送风量选择，针对房间101，118， 120，121，123，126选用的全空气处理机组为上海飞恒设备有限公司生产的吊顶式DX系列空气处理机组，本设计选用DX3×4型号。

DX3×4空气处理组性能参数表

型号 排数 额定风量

DX3×4（回风工况） 4 m /h 3DX3×4（新风工况） 4 3000 3000 28

河南科技大学毕业设计

额定供冷量 额定供热量 水量 水阻 KW KW Kg/h KPa 型式 19 28.5 3276 5 39 54.6 6716 9 直联外转子离心风机 0.37 1 220 62 980×1000×650 0.37 1 220 57 980×1000×650 风机 功率（KW） 台数 机外余压（pa） 噪音 尺寸 mm （长×宽×高） dB(A) 注：若要求采用带中效过滤器的净化空调机组，则图中尺寸宽度将增大600mm。

该机组由空气过滤段、空气加热段、空气加湿段、冷却盘管段等功能段组成，能够满足夏季和冬季不同工况下运行。

29

河南科技大学毕业设计

第六章 冷热源的选择及设备选型

§6.1 冷热源的选择

§6.1.1 冷源.

空气调节用人工冷源（也就是冷水机组）是包含全套制冷设备的、制备冷冻水或冷盐水的制冷机组，是目前空调系统中普遍选用的作为空调冷源的设备。

冷水机组按驱动的动力可分为两类，一类是电力驱动的冷水机组，包括活塞式冷水机组，螺杆式冷水机组和离心式冷水机组；另一类式热力驱动的冷水机组，又称吸收式冷水机组，分为蒸汽或热水吸收式冷水机组和直燃吸收式冷水机组；冷水机组根据冷却介质得不同，又分为水冷式冷水机组和风冷式冷水机组两大类。

选择冷水机组时，应根据建筑物用途、冷水温度、以及电源、水源和热源等情况，从初投资和运行费用等方面进行技术经济比较确定。选择冷水机组的类型和台数应主要考虑以下几点：

（1）选用电力驱动的冷水机组时，当单机制冷量Qe＞1160 KW时，宜选用离心式；当Qe=580-1160 KW时，宜选用离心式或螺杆式；当Qe＜580 KW时，宜选用活塞式。

（2）冷水机组一般以选用2-4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型选用4台，冷水机组一般不设备用，并与负荷变化情况及运行调节相适应。

（3）有合适热源，特别是有余热和废热可以利用，以及电力不足时，宜采用溴化锂吸收式冷水机组。

（4）进行技术经济比较后，宜优先采用能量调节自动化程度较高的冷水机组，活塞式机组宜采用多台压缩机自动联控机组，以及变频可调的冷水机组。 （5）电力驱动的压缩式冷水机组宜根据单机空调制冷量在额定工况下的能效率比优选用活塞式、螺杆式或离心式冷水机组。 （6）制冷机选择，应考虑其对环境的影响： a、噪声与振动要控制在环境条件允许指标之内。

30

河南科技大学毕业设计

b、考虑制冷剂氟利昂对大气臭氧层的危害和禁用实践，R-11, R-12为制冷剂的制冷机应禁止使用。 §6.1.2 热源

高度集中的热源能效高，便于管理，也有利于环境，为国家能源政策所鼓励，有条件的可以直接采用城市热力管网。热源也可以采用城市、区域供热或工厂余热。

考虑到本建筑所在的位置及其它限制因素，因此在本次设计中直接接城市热力管网。

§6.2 机组选型

§6.2.1 冷水机组

整个空调系统建筑冷负荷为139.4KW，夏季新风负荷为128.9KW，总负荷为268.3 KW。

冷负荷是选择制冷设备的依据。对于空调系统确定的方法是：

Q=Qm×A （6-1）

式中，

A--虑制冷设备的冷损失而附加的系数，对于间接式系统取A=1.1。 Qm --空调系统设计工况下的冷负荷；

由算出的冷负荷求出Q=268.3×1.1=295.11 KW。

经过上述论证，本设计采用法国热力应用工业公司生产的螺杆式制冷机组两台。其性能如下表：

制冷机组性能参数表

生产厂商 法国热力应用工业公司 制冷量（kw） 150 产品型号 产品名称 LBO-A-R22-151.1 配置螺杆式压缩机 设备种类 水冷式冷水机组 制冷方式 蒸汽压缩式制冷 31

河南科技大学毕业设计

冷冻水侧最大工冷冻水接管口径DN（mm） 作压力（Mpa） 冷却水流量（m3／h） 75 1 34.6 压缩机能量控制冷却水接管口径DN（mm） 50 蒸发器款式 列管式干膨胀式 压缩机类型 （％） 螺杆式 蒸发器数量 1 制冷剂循环回路25-100 制冷剂名称 R22 制冷剂流量控制方式 恒温膨胀阀 整机重量（kg） 1270 整机高（mm） 1720 制冷剂加注量（kg） 数量 34 冷凝器款式 列管式 整机长（mm） 2950 1 冷凝器数量 1 整机宽（mm） 940

§6.2.2 换热器

本设计建筑物所在地为天津市，城内设有热力管网（供、回水温度9595℃、70℃），因此选用城市供热作为建筑的热源。既节省了初投资，又减少了日常运行、维护的工作量，减少了运行投资。

计算式换热器的传热面积：

Q=KAΔt （6-2）

式中，

Q——全楼热负荷,W

K——板式换热器的总传热系数，W/(㎡.℃) A——换热面积，㎡ Δt——传热温差，℃

关于Δt——传热温差计算公式如下：

32

河南科技大学毕业设计

?t?(Ti?to)?(To?ti) （6-3）

Ti?tolnTo?ti式中：Ti—热流体进口温度，单位（K）；

To—热流体出口温度，单位（K）；

； ti—冷流体进口温度，单位（K）； to—冷流体出口温度，单位（K）

ln—自然对数。

热水管网的供回水温度为95℃、70℃，空调机组冬季的供回温度为50℃、60℃，经计算Δt=26℃。

整楼新风热负荷：Qx=26.8+54.6+44.8+72.8+54.6=259.6Kw 维护热负荷：Q1=88.2Kw

总热负荷：Q=259.6+88.2=347.8Kw

所需换热器面积：A=347800/（26×4000）=3.34m2。

经过上述论证，选用新乡市华普换热设备有限公司生产的型号为BR04板式换热器一台，其性能参数见下表：

换热器性能参数表

型号 单片换热面积0.7 ㎡ 波纹深度（㎜） 片数 接管直径（㎜） 单片最大处理450 水量(M3/h) 台数 1 4 5 DN200 角孔直径 总面积㎡ 尺寸(mm) 100-125 3.5 1940×730 单流道截面积㎡ 0.0021 BR04 蒸汽压力Mpa 0.4 校核：所选换热器面积A=0.7×5=3.5 m2，故换热器选择合适。

33

河南科技大学毕业设计

第七章 气流组织计算

§7.1 气流组织方案论证

气流组织设计的任务是合理地组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足工艺要求及人们的舒适感要求。空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调效果，而且也影响空调系统的能耗量。影响气流组织的因素很多，如送风口位置及形式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。其中以送风口的空气射流及气流组织的影响最为重要。 §7.1.1 风口形式的确定

空调设计中，无论是供冷风还是供热风，最终都要用风口把冷（热）风送至被空气调节房间。因次，正确选用风口十分重要。

常见的送风口型式有：侧送口、散流器、喷射式送风口、孔板送风口。侧送风适用于一般精度的空调工程，也用于风机盘管出风口；散流器用于公共建筑舒适性空调；喷口送风适用于空间较大的公共建筑和高大厂房；孔板送风口主要用于有洁净要求或工艺要求的工程中。

送风口型式及其紊流系数的大小，对射流的发展及流型的形成都有直接影响。因此，在设计气流组织时，根据空调精度、气流型式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求选择不同型式的送风口和回风口。

根据上述论证，本设计采用双层百叶侧送风口送风，全空气一次回风房间用散流器平送风口形式。对于回风口，均采用固定百叶回风口。 §7.1.2 气流组织形式的确定

按照送、回风口布置位置和型式的不同，气流组织形式可以归纳为以下五种：上送上回，上送下回，中送上下回，下送上回及侧送。但常常采用的是上送上回，上送下回，侧送三种，因此在下面仅作此三种方式的介绍。 （1）上送上回方式。上送上回是高层民用建筑空调中广泛采用的一种空调气流组织方式。通常其送风口采用散流器或条形风口，回风口则采用百叶式风口或条形风口。

该方式的一个优点是送、回风管道均在吊顶上布置，基本上不占用建筑面

34

河南科技大学毕业设计

积，与装修协调容易。在许多工程中，回风管道不与回风口相连而只是进入吊顶即可，这是相当于把吊顶上部空间视为一个大的回风通道，这种方式使管道布置更为简单，且由于采用吊顶回风，吊顶内的部分电气设备的发热可由回风气流带走，相当于加大了空调机的送风温差，可适当减小机组的送风量，因而是一种节能的设计手段。

（2）上送下回方式。上送下回方式在气流组织上比上送上回更为合理，室内空气参数均匀，不存在送、回风气流短流问题，也适用于房间净高较高的场所。但是，它要求回风管接至空调房间的下部，这将占用一定的建筑面积，有时这是较为困难的。因此，只有在布置合理及条件允许时，才采用此方式。 （3）侧送。侧送是另一种较多应用于高层民用建筑的送风方式，通常多属于贴附射流（送风口采用条形或百叶式风口）。侧送风气流组织较好，人员基本上处于回流区，因此舒适感好。但它要求一个房间内有两个不同高度的吊顶（或者通过走道与房间隔墙上的风口送入）。

侧送时，回风口也有上回和下回两种布置方式，其优缺点也与前述两种气流组织方式差不多。

根据以上三种送风方式的优缺点比较可知，采用散流器送风时宜采用上送上回的组织形式，回风则宜采用吊顶回风。在使用风机盘管的房间采用侧送的送风方式。

§7.2 气流组织计算

§7.2.1 风机盘管侧送风

风机盘管侧送风气流组织计算以107房间为特征房间进行计算： 已知房间的尺寸为L=5.3m，B=3m，净高H=4.5m；房间的高符合侧送风条件；总送风量G=0.154m3/s，送风温度ts=19℃，工作区温度tr=26℃。进行气流分布设计。 解：

（1）设△tX=1℃，△tX/△ts=1/7=0.143，由文献1表10-1查得射流最小相对射程x/ d0=20。

（2）设在一侧靠顶棚安装风管，风口距离墙为0.5m，则射流的实际射程为 x=5.3-0.5-0.5=4.3m。由最小相对射程求得送风口最大直径d0，max。d0，

35

河南科技大学毕业设计

max=4.3/20=0.22m。选用双层百叶风口，规格为200×160mm。计算风口面积相当的直径为

d0=1.128（AO）0.5=1.128×（0.2×0.16）

0.5

=0.21m。

（3）设有两个平行的风口，出口速度为v0=G/（ΨA0n）=0.154/（0.8×0.2×0.15×2）=3.2m/s

（4）根据文献1公式（10-15）可求出射流自由度

（A）0.5/d0=（BH/n）0.5/d0=（3×4.5/2）0.5/0.21=12.3m/s 由公式v0，max=（0.29～0.43）（A）1/2/d0求出允许出口最大风速 v0，max=0.29×12.3=3.5>3.2（m/s）

所假定的风口数量及规格，达到回流平均风速≤0.2m/s的要求。 （5）根据公式Ar=gd0△ts/ vo2Tr有

Ar=9.81×0.21×7/（3.2）×（273+26）=4.7×10

从文献1表10-2可查得，相对贴附射程为30，因此，贴附射程为30×0.21=6.3m>4.3m。所以满足要求。 （6）房间高度校核

用公式H=h+s+0.07X+0.3校核房间高度 式中

h——工艺要求的工作区高度；

S——送风口下缘到顶棚的距离； 0.3——安全系数； X——为所需工作高度。

H=2+0.5+0.07(4.5-1)+0.3=3.045>3.6-1=2.6 所以能满足高度要求。

§7.2.2 全空气系统散流器平送气流组织计算

散流器送风气流组织计算本设计以118房间为例。房间面积13.2m×6m,净高4.5m,送风量0.41 m3/s，选择散流器的规格和数量。 解：

（1）布置散流器。采用对称布置方式,共布4个散流器，即每个散流器承担

4m×4m的送风区域。

（2）初选散流器。选用方形散流器，本设计按2m/s左右选风口，选用尺寸

为200×200mm的方形散流器，散流器的喉部面积0.04㎡，则颈部风速为：

36

2

-3

河南科技大学毕业设计

vo=0.41/（4×0.04）=2.56m/s

散流器的实际出口面积约为颈部面积的90%，即A=0.04×0.9=0.036m2 散流器的出口风速为：VS=2.56/0.9=2.84m/s

（3）根据文献1公式10-16，求射流末端速度为0.5m/s的射程为： x=(KVSA0.5/ VX)/ VX-X0 =[1.4×2.84×(0.036) 0.5/0.5]-0.07=1.52m （4）根据文献3 P255公式10-17，计算室内平均速度:

vm=0.381×1.52/(L2/4+H2)=0.348×1.93/(4×4/4+4.5×4.5)=0.2/s

如果送冷风,则室内平均风速为0.24m/s，送热风时，平均风速0.16m/s，所选散流器符合要求。 §7.2.3 回风口的选择计算

由于回风口附近气流急剧下降，对室内气流组织的影响不大，因而回风口比较简单，类型也不多。

回风口的形状和位置根据气流组织要求而定。若设在房间下部时，为避免回灰尘和杂物被吸入，风口下缘离地面至少为0.15m。回风的吸风速度宜按下表选用：

回风推荐表

回风口位置 房间上部 回风风速（m/s） 4.0～5.0 备注 用风管回风 不靠近操作位置 3.0～4.0 房间下部 位于走廊回风 1.0～1.5 靠近操作位置 回风口距离较远，还1.5～2.0 可提高些 在空调工程中，风口均应能进行风量调节，若风口上无调节装置时，则应在支风管上考虑。

对于本设计，依据以上推荐回风速度选回风口，见回风口选型表：

回风口的选型表

风口颈回风口规房间 格（mm） 数 （m2） 回风口个部面积度（m/s） 回风速回风量（m/h） 3 37

河南科技大学毕业设计

大厅 四肢 候诊 控制室 200×200 120×120 200×200 120×120 4 2 4 2 0.036 0.012 0.036 0.012 4 4 4 4 1843 332 1843 332

38

河南科技大学毕业设计

第八章 管道布置及水力计算

§8.1 空调水系统水力计算

从多方面综合考虑，我在本次设计中采用水平异程垂直同程的定流量水系统布置形式。采用水平异程有节省管材的好处，从而节省初投资，采用垂直同程则有效的保证了水系统的水力平衡性。 §8.1.1 水管管径的确定

水管管径d由下式确定：

d=（4mw/??）1/2 （8-1）

式中，

mw——水流量，m3/s；

?—— 水流速，m/s。

水系统中管内水流速按文献2表8-3中的推荐值选用，经试算来确定其管径，按文献2表8-4根据流量来确定管径。 §8.1.2 阻力的确定 （1）沿程阻力

水在管道内的阻力：

Hf=?（l/d）（??2/2）=Rl （8-2）

式中，

λ——摩擦阻力系数，无因次量； l——直径管段长度，m； d——管道内径，m；

ρ——水的密度，1000Kg/m3； υ——水流速，m/s；

R——单位长度沿程阻力，又称比摩阻，Pa/m。

R=（?/d）（??2/2） （8-3）

冷水管采用钢管或镀锌管，比摩阻R一般为100—400 Pa/m，最常用的为250 Pa/m。摩擦阻力系数λ与流量的性质、流态、流速、管内径大小、内边面的粗糙度有关。根据公称管径和水流速可在文献2图8-1查出水管路的

39

河南科技大学毕业设计

比摩阻。 （2）局部阻力

水流动时遇到弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力计算公式为：

Hd=?（??2/2） （8-4）

式中，

ξ——局部阻力系数，见文献2表8-5和表8-6； υ——水流速，m/s； （3）水管总阻力

水流动总阻力H（Pa）包括沿程阻力Hf和局部阻力Hd，即：

H=Hf+Hd=Rl+?（??2/2） （8-5）

（4）水流量的确定

水流量可按下面的公式计算：

mw=Q/(c△t) （8-6）

式中，

mw——水流量，m3/s； C ——水的比热，kJ/kg·k；

△t——冷冻水温差，℃。本系统进水为7℃，回水为12℃。 本设计采用机组额定流量计算管径。

§8.1.3 计算步骤如下

（1）确定系统管道形式,合理布置管道,并绘制系统管道轴测图,作为水力计算草图。

（2）在计算草图上进行管段编号,并标注管段的长度和流量,管段长度一般按两管件中心线长度计算,不扣除管件(如三通,弯头)本身的长度。

（3）选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最大的环路。 （4）选择合适的水管流速，见下面的水管流速推荐表：

40

河南科技大学毕业设计

水管流速推荐表

管径/mm 闭式系统 管径/mm 闭式系统 管径/mm 闭式系统 15 0.4-0.5 80 1.2-1.6 350 1.6-2.5 20 0.5-0.6 100 1.3-1.8 400 1.8-2.6 25 0.6-0.7 125 1.5-2.0 32 0.7-0.9 150 1.6-2.2 40 0.8-1.0 200 1.8-2.5 50 0.9-1.2 250 1.8-2.6 65 1.1-1.4 300 1.9-2.9 根据给定流量和选定流速，逐段计算管道管径，并使其符合管道统一规格。然后根据选定了的管道管径和流量，计算出管道内的实际流速。

（5）计算管道的沿程阻力。 （6）计算各管段的局部阻力。 （7）计算系统的总阻力。

（8）检查并联管路的阻力平衡情况。 §8.1.4 水系统的水力计算

本设计水平采用双管制水系统，具有结构简单，初期投资小等特点；同时考虑到节能与管道内清洁等问题，采用闭式系统，不与大气相接触，管路不易产生污垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小。

考虑到楼层建筑，各楼层之间的负荷变化和管路较长问题，空气处理机组和风机盘管系统立管采用同程，各层的水平支管异程。此立管除了供回水管路外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相同，各用楼层之间的水阻力大致相等，所以系统的水力稳定性好。

对于水系统，只要保证阻力最小环路和最不利环路系统的平衡，即可认为整个系统的水环路都是平衡的。

41

河南科技大学毕业设计

水管管路水力示意图

依据上面的水力示意图，具体各段水力计算表如下：

42

河南科技大学毕业设计

给水管水力计算表

序号 负荷kW 流量管径 kg/h 71451 51333 35007 19564 DN125 DN125 DN100 DN80 (m) 5 3 3 3 m/s 1.47 1.05 1.10 1.06 Pa/m Pa 管长νR Py ξ Pa Pa Pa 7684 3774 4194 4107 动压Pj Py+Pj 24 415.4 25 298.4 26 203.5 27 113.7 192 958 6.2 1085 6726 101 303 6.2 143 428 6.2 190 571 6.2 560 3472 607 3766 570 3536 给水管总阻力为P6 =19.76 kPa。

回水管水力计算表

序号 负荷kW 流量管径 kg/h DN80 DN100 DN125 DN125 (m) 3 3 3 14 m/s Pa/m Pa 603 462 309 5 5 5 管长νR Py ξ Pa Pa Pa 动压Pj Py+Pj 25 117.0 20118 26 211.9 36440 27 301.7 51887 28 415.4 71451 1.1 201 1.1 154 1.1 103 1.5 192 603 3016 3618 658 3291 3753 572 2860 3170 2683 2.5 1085 2712 5395 四层水平回水环路水力计算表

序负荷流量管径 号 (kW) (kg/h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.8 3.6 6.1 8.6 310 620 1050 1480 (m) (m/s) (Pa/m) (Pa) DN20 2.6 DN20 1.2 DN25 DN32 DN32 4 4 4 0.5 0.5 0.5 0.4 0.5 0.7 0.7 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 280 224 179 81 133 232 175 249 88 101 114 113 727 0.3 269 1.5 716 0.1 324 0.1 532 0.1 1251 0.1 944 0.1 823 0.1 264 1.5 362 0.1 569 1.5 362 0.1 管长νR Py ξ (Pa) (Pa) 99 30 (Pa) 757 449 729 333 546 1276 967 855 501 380 876 391 动压Pj Py+Pj 120 180 132 13 85 9 11.1 1910 14.8 2540 18.4 3170 22.1 3800 25.7 4420 142 14 251 25 226 23 325 33 157 236 180 18 205 307 283 28 DN32 5.4 DN40 5.4 DN40 3.3 DN50 3 10 27.5 4730 11 29.3 5040 12 56.7 9750 DN50 3.6 DN50 5 DN70 3.2 43

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ie2o.html