暖通空调毕业设计说明书

本科毕业设计说明书

题 目：济宁市交通物流中心

客房部分空调设计

院 （部）：热能工程学院 专 业：建筑环境与设备工程 班 级：建环082 姓 名：张淑霞 学 号：2008031043 指导教师：

完成日期：2012 年6月10日

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目 录

摘 要

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ABSTRA VI 一 前 言

1.1 设计目的1 1.2 设计意义

1.3 设计的技术要求及指导思想

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1.3.1 空调系统的发展现状 ..................................................................................................... 1 1.3.2 我国空调系统的现状 ..................................................................................................... 2 1.3.3 设计的技术要求 ............................................................................................................. 3 1.4 设计主要解决的问题

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二 工程概况

2.1 建筑特点 2.2 设计依据

2.3 济宁室外设计参数

2.4 室内计算参数…………………………………………………………………………… 2.5 建筑资料

5

5

5 5 6 8

三 负荷计算 9

3.1 空调冷负荷的计………………………………………………………………………..…9 3.1.1 外墙冷负荷与屋面冷负荷： ........................................... 9 3.1.2 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 ....................................... .10 3.1.3 透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷 .............................. 11 3.1.4 内围护结构冷负荷 .................................................. 11 3.1.5 室内得热冷负荷 .................................................... 12 3.1.6 空气渗透冷负荷 .................................................... 13

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3.2 空调热负荷的计算………………………………………………………………15

3.2.1 围护结构的基本耗热量………………………………………………………….15 3.2.2 围护结构附加耗热量.............................................................................................16 3.2.3 朝向修正.................................................................................................................16 3.3 新风量和新风负荷的确定…………………………………………………………...17 3.3.1新风负荷的计算…………………………………………………………………..17 3.3.2新风量的确定.........................................................................................................18

四．空调系统的确定及论证....................................................................................... .18

4.1 空调系统设计的基本原则…………………………………………………………...18 4.2. 空调系统的确定…………………………………………………………………….19 4.3 空调系统的分类……………………………………………………………………...19 4.4 空调水系统的分类…………………………………………………………………...19 4．5 本次设计的方案…………………………………………………………………….22 4.5.1 风机盘管加新风系统…………………………………………………………….22 4.5.2 全空气一次回风空调系统……………………………………………………….22 4.6 方案比较论证………………………………………………………………………...23 4.6．1 一次回风、二次回风空调系统比较…………………………………………...23 4.6.2 定风量与变风量系统的比较…………………………………………………….23 4.6.3 风机盘管与新风连接方式的比较……………………………………………….24 4.7 结论…………………………………………………………………………………...25

五 送风状态参数及送风量的确定.............................................................................26

5.1新风量规定……………………………………………………………………………26 5.2 风机盘管系统风量的………………………………………………………………...26 5.2.1风机盘管的夏季处理过程…………………………………………………………26 5.2.1风机盘管的夏季处理过程…………………………………………………………26

六 空气处理设备的选型………………………………………………………………28

6.1 风机盘管的选型……………………………………………………………………...28 6.2 新风机组的选型……………………………………………………………………...30 6.3 全空气处理机组的选型……………………………………………………………...31

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七 冷热源的选择及设备选型………………………………………..…………..33

7.1 冷热源的选择…………………………………………………………………….…33 7.1.1 冷源……………………………………………………………………………...33 7.1.2 热源……………………………………………………………………………...34 7.2 机组选型…………………………………………………………………………….34 7.2.1 冷水机组………………………………………………………………………...34 7.2.2 换热器……………………………………………………………………… …...36

八 气流组织计算…………………………………………………………....................38

8.1气流组织方案论证…………………………………………………………………38 8.1.1 风口形式的确定………………………………………………………………...38 8.1.2 气流组织形式的确定...........................................................................................38

九 管道布置及水力计算……………………………………………………………..41

9.1 空调水系统水力计算……………………………………………………………….41 9.1.1 水管管径的确定………………………………………………………………...41 9.1.2 阻力的确定……………………………………………………………………...41 9.1.3 计算步骤如下…………………………………………………………………...43 9.1.4 水系统的水力计算……………………………………………………………...44 9.2 风管的水力计算…………………………………………………………………….47 9.2.1 风管系统 ……………………………………………………………………….47 9.2.2 风管水利计算的内容 ………………………………………………………….47 9.2.3 计算方法………………………………………………………………………...47 9.2.4 风管的水利计算………………………………………………………………...47 9.3冷凝水管道设计……………………………………………………………………..49 9.3.1设计原则…………………………………………………………………………49 9.3.2管径确定…………………………………………………………………………49 9.4水系统安装要求……………………………………………………………………..50 9.5 排风系统设计……………………………………………………………………….51

十 其他设备的选择…………………………………………………………………...52

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10.1 冷却塔的选择………………………………………………………………///…...52 10.1.1 冷却塔选择事项………………………………………………………………52 10..1.2 冷却塔的选择………………………………………………………………..52 10.2 水泵的选择..............................................................................................................53 10.2.1选择原则……………………………………………………………………….53 10.2.2 循环水泵的选择………………………………………………………………53 10.2.3 循环水泵配管布置……………………………………………………………55 10.3 水处理设备的选择计算..........................................................................................56 10.3.1系统软化水箱及水处理设备的选择………………………………………….56 10.4 定压补水设备........................................................................................................57 10.4.1 定压补水设备选择计算………………………………………………………57 10.5 除污器的选择……………………………………………………………………59 10.6 分集水器的选择计算……………………………………………………………..60 10.7 阀门安装…………………………………………………………………………..60

十一 自动控制与节能分析………………………………………………………....63

11.1 空调机房的控制…………………………………………………………………..63 11.1.1 冷冻水系统的监控……………………………………………………………63 11.1.2 冷却水系统的监控……………………………………………………………64 11.2 新风机组的自动控制……………………………………………………………..64 11.3 风机盘管的控制…………………………………………………………………..64

十二 消声减振设计…………………………………………………………………..65 十三 空调系统的保温防腐…………………………………………………………67 谢 辞……………………………………………………………………………………..71 结 论……………………………………………………………………………………..72 参考文献………………………………………………………………………………...74 附 录……………………………………………………………………………………..74

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摘 要

本次毕业设计的主要内容是济宁市交通物流中心客房部分中央空调设计。设计主要包括：空调冷热负荷计算、新风负荷、湿负荷计算、空调处理方案的确定、空调处理设备的选择、新风机组的选择、风口的选择、冷热源机房设备的选择﹑管路管径的选择与计算、系统的自动控制、管道的消声减震、保温防腐等。

通过方案比较，以及该楼的特点，采用风机盘管加新风和全空气两种空调系统形式。风机盘管加新风系统，风机盘管为卧式暗装，采用干式风机盘管，风口为双层百叶风口,新风承担室内湿负荷；全空气系统，室内送风采用顶送风方式，室内回风与新风混合后经过处理经过散流器送出。新风从新风竖井引入，采用变风量新风机组，各层新风机组单独处理供应。冷冻水由制冷机房供应，热源为市政管网提供。水管大部分采用了闭式同程两管制水系统。水管用泡沫橡塑保温。设计工程中考虑了消声、减振和防火排烟的措施。

由于该建筑的建筑高度较高，高度为66.75m，层数为16，设计时应充分考虑水系统设备的承压问题，合理布置管路系统和设备的位置。 关键词：空调系统；全空气系统；机房设备；风机盘管 。

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ABSTRACT

The main contents of this graduation project is something about the guest rooms part of Transport and Logistics Center of Ji’ning central air-conditioning system design .Design includes: cold and heat load calculation, the new-wind load, moisture load calculation, the selection of air handing methods, the selection of air handling equipments, the selection of fresh air units, the selection of air inlet, the selection of cold and heat source room equipment, pipe diameter of selection and calculation, the system of automatic control, pipe attenuation damping, insulation corrosion.

On the base of cooling load, heating load and the character of the office , primary fan-coil plus fresh air system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. The fan-coil plus fresh air system, Fan coil units mounted dark horizontal, dry-type fan-coil and double-decker venetian tuyere are adopted, The fresh air dose undertake indoor wet load .The all air system,indoor air are supplied by the way at the top of supply air indoor return air mixed with the new wind processed by the converter loose out. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit,and the fresh air are handled by Fresh air VAVunits. The chilled water which is a closed two-pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room.Cold and heat source use ground heat pump. The thermal insulation material of water pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively. Measures of noise elimination, damp, fire prevention and smoke extraction is considered during the design.

Owing to the the eaves height is 66.75m.，when designing, we should give full consideration to floor heating water systems equipment confined problem, reasonable decorate pipeline system and location of equipment.

Key Word：Air-conditioning system; all air system facilities of machine room; fan-coil

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一 前 言

1.1设计目的

毕业设计是在完成教学计划规定的全部课程后所必须进行的重要实践教学环节。通过工程设计达到综合运用和深化所学专业理论知识的目的，培养独立分析和解决一般工程问题的能力。 1.2设计意义

通过此次毕业设计使得我们对我国空调系统发展的过去、现状、未来及发展前景都有了一些基本了解，这对我们以后的工作有重要的启蒙作用。通过毕业设计也使得我们学会了如何灵活的运用专业知识并使之与实际工程相结合，这对为社会培养专业的暖通人才有很重要的作用。 1.3设计的技术要求及指导思想 1.3.1空调系统的发展现状

进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一 。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，蓄冷空调技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发展，以及热泵技术在长江中下游地区的应用。

随着生产和科技的不断发展,人类对空调技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术,已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自

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然的舒适环境必然是今后发展的主题。

能源是整个经济系统的基本组成部份，作为一个能源消耗大国，美国在节能和提高能源利用率方面投入了大量的人力、物力。在美国的整个能源消耗中，有约1/3以上消耗在建筑能耗上，这些能耗用来满足人们的热舒适、空气品质、提高人们的生活质量。美国暖通空调制冷工程师协会、美国制冷协会、美国冷却塔协会等组织、美国能源部以及众多暖通空调设备生产厂家如York, Carrier等都为建筑节能做出了很大贡献。特别是美国制冷设备生产厂商投入了大量的资源研究高性能冷水机组，使得冷水机组单位制冷量的能耗仅为20世纪70年代的62.3%。美国在空调冷源水系统方面的研究也卓有成效，在冷却水系统方面着重于降低冷却水流量，以达到减少冷却水泵能耗的目的。另外，Daikin公司首推的变频VRV系统，为中小型建筑安装集中式空调系统创造了条件；Sany公司则在直燃式冷水机组上成绩卓著。世界各国大力发展可再生能源作为空调冷热源用能。地源热泵供暖空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。在美国地源热泵系统占整个空调系统的20%左右;瑞士40%的热泵为地源热泵，瑞典65%的热泵为地源热泵。 1.3.2我国空调系统的现状

近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。 随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在

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建筑物空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界和工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷源系统的形式选择上，对压缩式冷水机组和吸收式冷水机组的技术经济比较研究较多，通过对众多方案的分析已经基本达成共识：吸收式冷水机组节电而不节能，对其在我国的应用应区别对待，对于有余热可以利用的地区，应大力提倡使用吸收式冷水机组，而一般建筑物则应采用蒸汽压缩式制冷。当然，在进行冷热源系统的选择时，还要考虑建筑物所在地的气象条件、电力供应状况、能源情况、空调系统有无采用余热回收的可能性等方面的问题。 1.3.3设计的技术要求

随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是我们暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。

虽然对目前空调系统的现状有了一定程度的了解，我们设计过程中应尽量考虑系统的节能，但必须是在设计合理的情况下。此次设计中我们不仅要学会怎样全面、完整的去完成一个设计，包括设计步骤及计算结果，设计方案及计算要合理，而且还要求我们熟练的运用Auto CAD将我们的设计成果表达出来。要求我们不仅要有编写设计说明书的能力，而且要有熟练运用计算机画图的能力。

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1.4 设计主要解决的问题

除了对设计中基本的设计能力及作图能力的要求外，我们还应尽量使自己的设计合理及考虑到我国能源现状，使我们的设计更加完美。

通过对一些地区空调系统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性能，而对其部分负荷性能的考虑较少。在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。我国在冷源水系统方面的研究目前较少，一般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行冷却水泵和冷冻水泵的选择。对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。事实上，对于冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大的，因此水系统的节能具有很大的潜力。

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二 工程概况

2.1 建筑特点

该工程设计地点为济宁市，建筑总面积约16512m2，檐口总高度为66.75m。 该建筑地上十六层，一层为门厅，变配电室等，二层为办公和门厅上空，三至九层为办公层，十层至十四层位客房层，十五层位餐厅层，十六层为会议室等。建筑物地下一层包括仓库、制冷（换热）机房、水泵房。总冷负荷为979.5kw，热负荷为995kw。该建筑采用中央空调系统。 2.2 设计依据

（1）《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003 （2）《高民用建筑防火规范》 GB50045-95（2005） （3）《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 （4）《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005 （5）《公共建筑节能设计标准》（山东省） BJ14-036-2006 （6）《城市区域环境噪声标准》 GB3096-93 （7）《人民防空地下室设计规范》 GB50038-2005 （8）《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003 （9）《民用建筑采暖通风设计技术措施》 （2007） （10）书及相关主业提供的资料 2.3 济宁室外设计参数

济宁纬度35°54′, 经度116°83′。 冬夏季各气象参数如下：

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夏季室外计算干球温度 34.1℃ 夏季室外计算湿球温度 27.5℃ 夏季大气压力 99737Pa 最热月室外计算平均湿度 62% 夏季室外平均风速 2.70 m/s 冬季室外采暖计算温度 -5 ℃ 冬季室外空调计算温度 -7.4℃ 冬季室外相对湿度 57％ 冬季大气压力 102323Pa 冬季室外平均风速 2.00 m/s 2.4 室内计算参数

表2.1 室内设计参数

工作区允许噪温度℃ 相对湿度% 新风量 （波动范围（波动范围m3/(h·人) ∕s 房间名称 ±2℃） ±10%） dBA 冬夏季 季 门厅大厅 餐厅 26 26 20 20 65 65 — — 10 20 0.2~0.3 60 0.2~0.3 65 夏季 冬季 级∕风速m音A声6

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客房 办公室、会议26 20 60 — 30 30 0.2~0.3 45 0.2~0.3 50 26 室 卫生间

26 20 65 — 18 65 10次∕h — — — 表2.2 公共建筑节能设计标准GB50189-2005

照明功率密人均占有使公共建筑 房间类型 度 用面积m2/人 f1 (W/m2) 普通办公室 高档办公室 设计室 办公建筑 会议室 走廊 其他 一般商场 商场 高档商场 客房 宾馆 餐厅 13 30 19 15 4 15 11 5 11 12 2.5 50 20 3 11 18 18 4 8 8 电气功率密度 f2 (W/m2) 20 13 13 5 0 5 13 13 20 13 7

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会议、多功能18 厅 走廊

2.5 建筑资料

各个围护结构的热物性参数如下：

(1)外墙：采用50厚炉渣混凝土聚苯板，传热系数0.49 W/㎡·K。 (2)隔墙：采用20厚胶粉聚苯颗粒保温层，导热系数为1.368 W/㎡·K。 (3)窗户：PA断桥铝合金辐射率≤0.25Low-E中空玻璃(空气9mm) 传热系数为2.70 W/ ㎡·K。

(4)屋面：采用50厚膨胀聚苯板外保温钢筋砼板(聚苯板) ，传热系数为0.46W/㎡·K。

(5)户门：采用保温防盗安全门，传热系数为2.00 W/㎡·K。

5 50 0 2.5 5 8

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三 负荷计算

3.1 空调冷负荷的计算

本设计采用冷负荷系数法计算夏季空调冷负荷，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。现分项说明如下： 3.1.1 外墙冷负荷与屋面冷负荷：

Q = Ko·Fo·[(tlo- t dl)·Ca·Cp-tn （3.1）

式中 Ko——传热系数，W/（m2·℃）； Fo——外墙和屋顶的面积，m2；

tlo——墙体或屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃； tdl——围护结构的地点修正系数，℃； Ca——外表面放热系数修正值；

Cp——围护结构外表面日射吸收系数的修正值； tn——室内设计温度，℃。

查得8：00－20：00各时刻各朝向的tc值如下表所示：

表3.1 北京市各时刻各朝向的tc值

朝时刻 8 向 南 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 35.2 35.2 35.1 34.9 34.8 34.6 34.4 34.2 34.0 33.9 33.8 33.9 334 9

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西37.1 36.6 36.1 南 西 西3535.2 ．7 3434.6 34.4 34.3 34.4 34.7 35.2 35.8 ．9 37.9 37.9 37.8 37.7 37.5 37.3 37.1 36.9 36.6 36.4 36.2 36.1 36 3335.4 35.1 34.7 34.3 33.9 33.4 33.2 33.2 33.2 33.3 33.5 33.9 ．9 3132.3 32.1 31.8 31.6 31.4 31.3 31.2 31.2 31.3 ．4 31.6 31.8 32.1 北 北 东34.3 33.9 33.6 33.5 33.5 33.7 33.9 34.3 34.6 34.9 35.2 35.4 35.7 北 东 36.0 35.5 35.2 35.0 35.0 35.2 35.6 36.1 36.6 37.1 ．5 东35.8 35.3 34.9 34.6 34.5 34.6 34.8 35.2 35.7 36.2 36.7 37.2 37.5 南

3.1.2 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

Q =F·K·CK1·Ck2·[(tlc + td2)-tn] （3.2）

式中 K——外窗传热系数，W/（m2·℃）；

F——外窗窗口面积，m2；

Tlc——外窗的逐时冷负荷计算温度，℃； td2——外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值；

3737.9 38.2 10

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K1——不同类型窗框的外窗传热系数的修正值； K2——有内遮阳设施外窗的传热系数修正值； tn——室内设计温度，℃。

3.1.3 透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷

Q = Cs·Cn·Ca·[Fl·Jch.zd·Ccl.ch+（Fch-F1）·Jsh.zd·C（cl.ch）N] （3.3） 式中 Cs——窗玻璃遮挡系数；

Cn——窗内遮阳设施的遮阳系数； Ca——窗的有效面积系数；

F1——窗上受太阳直接照射的面积，m2；

h.zd——透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度，W/m2； Jsh.zd——透过标准窗玻璃的太阳散热辐射照度，W/m2；

Ccl.ch——冷负荷系数（C（cl.ch）N为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值，并考虑―有遮阳和无遮阳‖的因素；

Fch——外窗面积（包括窗框，即窗的窗洞面积），m2。

3.1.4 内围护结构冷负

Q ＝ K · F · (tls–tn)，tls＝ tw.pj +△tls （3.4）

式中 K——内围护结的传热系数，W/(m2·℃)；

F——内围护结构的面积，m2； Tls——邻室计算平均温度，℃； tn——室内设计温度，℃；

pj ——设计地点的日平均室外空气计算温度，℃；

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△tls ——邻室计算平均温度与夏季空调室外计算平均温度的差值，℃。 3.1.5 室内得热冷负荷 (1) 照明散热引起的冷负荷

Q ＝ N·n1·Ccl（白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯） (3.5a）

Q ＝（N1 + N2）·n1·Ccl（明装荧光灯：镇流器安装再空调房间内（3.5b） Q =N1·n1·n2·Ccl （暗装荧光灯：灯管安在吊顶玻璃罩内） (3.5c) 式中N——白炽灯的功率，W；

N1——荧光灯的功率，W；

N2——镇流器的功率，一般取荧光灯功率的20%，W；

n1——灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例； n2——考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔,利用自然通风;热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；

Ccl——照明散热形成的冷负荷系数。 (2) 人体散热引起的冷负荷

Qr= Qs·CCL + Qq （3.6a） Qs = n·Cr·q1 （3.6b） Qq = n·Cr·q2 （3.6c） 式中 Qs·CCL——显热冷负荷；

Qr——人体散热引起的冷负荷，W； CCL——人体显热散热冷负荷系数；

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Qq——潜热冷负荷，W；

q1——不同室温和劳动性质时成年男子的显热量，W； n——空调房间内的人数，人； Cr——群集系数；

q2——每个人散发的潜热量，W。

Wr ＝ n·Cr·w 式中 Wr——人体的散湿量，g/h；

Cr——群集系数；

n——空调房间内的人数，人； W——每个人的散湿量，g/h。

3.1.6 空气渗透冷负荷

W ＝ 1/1000·ρw·L·(dw – dn) Qx = 1/3.6·ρw·L·(tw-tn) Qq = 1/3.6·ρw·L·(Iw-In) 式中 Ρw——夏季室外空调计算干球温度下密度：一般取：L——空气量 m3/h；

Dw——室外空气含湿量，g/kg干空气； Dn——室内空气含湿量，g/kg干空气； Tw——室外空气调节计算干球温度，℃； tn——室内计算温度，℃；

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（3.7） （3.8）

（3.9）

（3.10）1.13kg/m3；

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Iw——室外空气焓值，kJ/kg干空气； In——室内空气焓值，kJ/kg干空气。

以1022为例介绍冷负荷计算的过程:

表3.2 1022房间负荷计算

1022房间北外墙瞬变传热引起冷负荷 时间 8 tc(t) td ka kp t'c(t) 30.3 tn K A Qc(t) 37 32.3 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 32.1 31.8 31.6 31.4 31.3 31.2 31.2 31.3 31．4 31.6 31.8 32.1 -0.1 1 0.94 30.1 29.8 29.6 29.4 29.3 29.2 29.2 29.3 29.4 26 0.49 17.56 35.3 37.9 39.6 41.3 42.2 43 43 42.2 41．3 39.6 37.9 35.3 29.6 29.8 30.1 1022房间北外窗瞬变传热引起冷负荷 时间 8 tc(t) td Ck1 Ck2 t'c(t) tn K A Qc(t) 14．2 14.1 9.5 27.5 27.3 27 26.9 26.7 26 2.6 3．64 8．5 10.4 14.2 19.1 19.1 14.2 10.4 8.5 9.5 14.1 32.3 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 32.1 31.8 31.6 31.4 31.3 31.2 31.2 31.3 31．4 31.6 31.8 32.1 1.5 1.2 0.85 27.5 27.4 27.4 27.5 26.7 26.9 27 27.3 1022房间北外窗透入日射得热引起冷负荷 14

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时间 8 CLQ Djmax Ca Cc,s Cn AW Qc(t) Q

0.18 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0.83 18 19 20 0.22 0.25 0.27 0.27 0.27 0.39 0.61 0.77 385 0.85 0.45 0.5 3.64 0.66 0.21 0.10 59 72 82 89 89 89 128 200 252 272 216 69 33 110 121 130 137 140 145 190 262 309 324 264 116 82 人体散热引起的冷负荷：

Qr= Qs·CCL + Qq=112.5×0.89+136.4=236.5 W

显热负荷：

Qs = n·Cr·q1 =2×0.93×60.5=112.5 W

潜热负荷：

Qq = n·Cr·q2=2×0.93×73.3=136.4 W

湿负荷：

Wr ＝ n·Cr·w=0.001×2×0.93×109=0.2 kg/h

照明散热引起的冷负荷：

Q ＝（N1 × N2）·n1·Ccl=1.2×0.8×183×1.0=175.7 W

建筑物冷负荷如下：

建筑总冷指标：52.1W/㎡，总供冷面积11276㎡ 冷负荷Q：52.1×16512= 587.5Kw 3.2 空调热负荷的计算

围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。 3.2.1 围护结构的基本耗热量

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Qj?KF(tn?tw)? （3-11）

式中 K——传热系数；

F——传热面积；

tn——室内空气计算温度； tw——室外空调计算温度； α——围护结构的温差修正系数。

3.2.2 围护结构附加耗热量

Q1?Qj(1??ch??f??li??m)(1??f.g)(1??j) （3-12）

式中 Q1 ——考虑各项附加后，某围护的耗热量；

Qj ——某围护的基本耗热量； βch——朝向修正； βf ——风力修正； βli——两面外墙修正； βm——窗墙面积比过大； βfg——房高附加； βj ——间歇附加。

3.2.3 朝向修正

查《供热工程》知对于外围护结构，有如下朝向修正系数： （1）北向，东北向，西北向：0%；（2）南向：-20%；

（3）东向，西向：-5%； （4）西南向，东南向：-10%。 3.2.4 高度修正

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查《供热工程》知对于外围护结构，超过4米的建筑均需要进行高度修正，每超过1米，高度修正增加2%。 以914房间为例，计算结果如下：

表3.4热负荷计算表

热量修正 计围护结构 房间 编号 传热系数 算温差 修正系数 冷风基本耗热量 朝向 修正后 渗透耗热量 房间耗热量 面名称 积 m 1 2 北外墙 1022 总计 东外墙 3 K △t a 6 1 1 Q'1j w 7 161.2 124 Xcn 1+Xcn ％ 8 0 -10 ％ 9 100 90 Q1j w 10 161.2 111.6 Q2 w 11 0 0 Q w 12 w/m.℃ ℃ 4 5 26 26 11.7 0.49 9.0 0．49 272.8 总供热面积：11276㎡，面积热指标26.5 W/㎡。 热负荷：30.14×101943.5=299 KW。。 3.3 新风量和新风负荷的确定 3.3.1新风负荷的计算

Q w= Gw (iw –in) (3.13) 式中 Q w—— 新风负荷，KW ； Gw —— 新风量，kg/s；

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iw —— 室外新风的焓，KJ/kg；

in —— 室内新风的焓，KJ/kg。 3.3.2新风量的确定 （1）最小新风量的目的：

卫生和IAQ要求、补充局部排风量、维持空调房间的正压要求。

（2）卫生与IAQ要求：

查手册与规范，一般在每人8~30m3/h左右。

加入新风负荷后，该建筑总冷指标为80.1W/㎡.，总冷负荷为979.5Kw。 总热指标为82.1W/㎡，总热负荷为995Kw.

四 空调系统的确定及论证

4.1 空调系统设计的基本原则

(1) 选择空气调节系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、符合变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较确定；当各空气调节区热湿负荷变化情况相似，宜采用集中控制，各空气调节区温湿度波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统。需分别控制各空气调节区室内参数时，宜采用变风量或风机盘管空气调节系统，不宜采用末端再热的全空气定风量空气调节系统；

(2) 选择的空调系统应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。

(3) 综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理；

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(4) 尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；

(5) 尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试。

(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。

4.2. 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。 4.3 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。 4.4 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

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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

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

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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随着负荷的减少而减少，水泵输送能量也随之减少。

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4．5 本次设计的方案 4.5.1 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（客人可自行调节）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，本设计除了房间编号为1007大厅，1012大堂，1501厨房，1505，1507电梯厅，1510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。 4.5.2 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

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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1007，1012，1501，1505，1507，1510的使用全空气一次回风空调系统。 4.6 方案比较论证

4.6．1 一次回风、二次回风空调系统比较

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。

4.6.2 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

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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。

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。 4.6.3 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

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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。 4.7 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；同时也满足了这个建筑的不同需要，使各个房间的舒适性和系统的节能性得到充分发挥。

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五 送风状态参数及送风量的确定

5.1 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%。 5.2 风机盘管系统风量的计算 5.2.1风机盘管的夏季处理过程

现以901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=4.053kW,湿负荷W=0.00222kg/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

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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。

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

图5.1 风机盘管露点送风夏季工况在h-d上的表示

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Зφ山东建筑大学毕业设计说明书

六 空气处理设备的选型

6.1 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。

表6.1 风机盘管选型表

房间编号 冷负荷 1001 1.95 1002 0.64 1003 1.24 1004 0.99 1005 1.24 1006 0.99 1007 1.24 1008 0.99

选择型号 FP-5

数量 2

房间编号 冷负荷 选择型号 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5

数量 1 1 1 1 1 2 1 1

1019 1.24 1020 1.24 1021 1.24 1022 1.10 1023 1.21 1502 7.06 1504 1.68 1506 1.56

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FP-2.5 1 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5

1 1 1 1 1 1

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1009 1.24 1010 1.65 1011 2.15 1012 1.61 1013 2.15 1014 1.24 1015 1.24 1016 0.99 1017 1.24 1018 0.99

FP-5 1 1601 2.19 1602 9.89 1603 9.89 1604 8.66 1605 5.63 1606 1.37 1607 8.49 1608 3.45

FP-3.5 2 FP-6.3 4 FP-3.5 4 FP-3.5 4 FP-3.5 2 FP-2.5 2 FP-6.3 4 FP-5

2

FP-6.3 1 FP-7.1 1 FP-6.3 1 FP-7.1 1 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5 FP-5

1 1 1 1 1

注：十一至十四层房间风机盘管选型与十层房间相同。

表6.2 风盘性能参数表

型号 风量（m3/h） 冷量(w) 性能 热量(w) 水流量（kg/h） 水阻（kPa） 噪声dB(A) 风机 型式 数量 电源 输入功率（w） 结构型式 换热器 工作压力 进出水管 凝水管 FP-2.5 270 1400 2100 310 4 FP-3.5 370 2000 3000 430 4 FP-5 520 2800 4200 630 9 FP-6.3 640 3500 5250 700 13 FP-7.1 FP-8 730 4000 6000 800 18 820 4500 6750 960 23 ?35 ?35 ?40 ?40 ?50 ?70 前向多翼低噪声离心机 2 单相220V,50Hz 29 30 35 40 55 70 电机 铜管串套高效翻边铝翅片 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。

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6.2 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，十五层设两台，按每层的新风负荷和新风量选择新风机组的型号。

以十层的新风机组的选择为例：十层的夏季新风负荷为13.27KW，新风量为1350m3/h。所选新风机组为清华同方人工环境有限生产的ZK系列新风机组，型号为ZKD02–JX，台数1台，制冷量为24KW，风量为2000m3/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。

表6.3 新风机组选型表

楼层 1 2 3 4 5-8 9 10-14 15（包厢） 15（厨房） 16 新风机组型号 ZKD02–JX ZKD05–JX ZKD04–JX ZKD03–JX ZKD03–JX ZKD04–JX ZKD02–JX ZKD02–JX ZKW03–JX ZKW03–JX 台数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

排管数 制冷量(KW) 风量(m3/h) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 24 63 51 40 40 51 24 24 40 40 2000 5000 4000 3000 3000 4000 2000 2000 3000 3000 表6.4 新风机组性能参数表

型号 排数 额定风量 m 3/h 额定供冷kw ZKW03–JX 4 3000 49 ZKD02–JX 4 2000 24 ZKD03–JX 4 3000 40 ZKD04–JX 4 4000 51 ZKD05–JX 4 5000 63 30

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量 额定供热量 水量 水阻 kw t/h kPa 型式 风机 功率（kw） 台数 机外余压（pa） 噪音 尺寸（长×宽×高）

6.3 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,选用同方人工环境有限公司生产的卧式组合式ZX系列空气处理机组，本设计选用ZKW8-JT型号。

表6.5 ZKW8-JT 空气处理组性能参数表

42 4.2 5 23 1.19 2.3 34 2.2 4.4 44 2.75 4.6 53 3.28 4.8 直联外转子离心风机 0.9 0.37 0.37 1 250 58 1250×1050×550 0.7 1 250 60 1250×1050×600 0.7 1 250 60 1250×1050×730 1 250 62 850×1 230 58 1050×1050×550 dB(A) mm 1250×850 型号 排数 额定风量 额定供冷量 额定供热量 m 3/h KW KW 型式 风机 功率（KW） 台数 全压Kpa DX3×4（回风工况） DX3×4（新风工况） 4 8000 34 47 4 7000 47 54.6 直联外转子离心风机 3.5 1 1000 31

3.5 1 700 山东建筑大学毕业设计说明书

噪音 尺寸 （长×宽×高） dB(A) 62 57 mm 1250×1250×1050 1250×1250×1050 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。

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七 冷热源的选择及设备选型

7.1 冷热源的选择

7.1.1 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。

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