贺展未西华大学毕业设计说明书2015.06.26 - 图文

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目

录

摘要 .............................................................. I ABSTRACT ......................................................... II 1 工程概述与设计依据............................................... 1 1.1 工程概述 ......................................................1 1.2 设计依据 ......................................................1 2 空调负荷计算..................................................... 3 2.1 空调冷负荷计算 ................................................3 2.2 空调房间湿负荷计算 ............................................6 2.3 新风负荷计算 ..................................................7 2.4 空调房间负荷统计 ..............................................7 3 空调系统方案确定................................................ 10 3.1 空调系统的比较 ...............................................10 3.2 空调系统的确定 ...............................................11 4 风系统设计 ..................................................... 12 4.1 空调送风点和送风量的确定 .....................................12 4.2 新风机组选型 .................................................15 4.3 风机盘管选型 .................................................16 4.4 气流组织空调风系统风速 .......................................19 4.5 风管的水力计算 ...............................................20 5 水系统设计 ..................................................... 28 5.1 水系统设计方案 ...............................................28 5.2 水管的水力计算 ...............................................28 5.3 冷凝水管径确定 ...............................................33 6 制冷机房的设计计算.............................................. 34 6.1 冷水机组的选型计算 ...........................................34 6.2 冷却塔的设计计算 .............................................34 6.3 循环水泵的选择 ...............................................35 6.4 集分水器的设计计算 ...........................................37 6.5 膨胀水箱选型 .................................................38 6.6 全程水处理器 .................................................39 6.7 压差旁通阀的作用与选型 .......................................39 7 地下室通风与防排烟设计.......................................... 41 7.1 防火、防烟分区的确定 .........................................41

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7.2 送排风和排烟计算 .............................................41 7.3 风口风管布置计算 .............................................42 7.4 排风系统的风管计算 ...........................................45 7.5 排风，排烟系统的水力计算 .....................................46 7.6 防排烟系统阀门和风机的选用 ...................................50

8 管路系统保温.................................................... 51 9 空调系统的消声与减振............................................ 52 9.1 空调系统消声措施 .............................................52 9.2 空调系统减振措施 .............................................52 总结与体会 ....................................................... 53 致谢词 ........................................................... 54 【参考文献】 ..................................................... 55 附表 1 风系统最不利管路水力计算结果 ............................... 56 附表 2 风管系统管段不平衡率计算 ................................... 59 附表 3 冷冻水系统水力计算结果 ..................................... 60

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摘要

成都市永兴办公楼通风空调设计共有六层，地上五层为办公楼，地下一层为 地下车库并和制冷机房。总建筑面积 4836.5m2 空调面积为 2300m2，总冷负荷量 为 167.3kw。空调系统采用风机盘管加新风系统。空调机组为螺杆式冷水机组。 风机盘管采用麦克维尔 MCW200M 系列产品，暗装布置于房间内，送风方式为 百叶风口上送上回。空调水系统采用闭式双管异程式；冷冻水泵三台，两用一备， 冷却水泵三台，两用一备；制冷机房单独设计防、排烟系统，选用轴流消防风机。

【关键词】空调设计、制冷机组、防排烟设计、水力计算

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Abstract

This project is designed for ventilation and air conditioning system of Yongxing office building in Chengdu, which is divided into six floors. The five-floor structure above the ground is office building, and the basement is using for underground parking. The total area of the building is 4836.5m2, the total area of air conditioning

system is 2300m2, and the total cooling load in the building is 167.3kw. This project uses the FCU (Fan Control Unit)with the fresh air system.Liquid chiller’s type is the rotary screw liquid chiller. FCU’s type is MCW200M series products. FCU are installed with concealed arrangement in the room, and the air outlets are installed on the bottom of FCU. Air conditioning water system uses closed-loop double pipe direct return system. Refrigeration unit room is equipped with three chilled water pumps and three cooling water pumps. Refrigeration unit room is equipped with smoke control system and the fan’s type is axial flow fan.

【Key words】Air conditioning design; refrigeration unit; smoke control system design; hydraulic calculation

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1 工程概述与设计依据

1.1 工程概述

本设计对象为成都市永兴办公楼的空调系统设计，总体面积为约 4836.5 m2, 负荷面积为 2300 m2，每层层高为 3.6 m。建筑共六层，其中地上五层皆为办公 楼，地下一层为车库。本次设计的任务为：一到五层舒适性中央空调系统的设计， 地下一层的防、排烟系统设计。

1.2 设计依据

1.2.1 设计规范与标准 本工程空调系统设计根据老师提供的毕业设计任务书及原

始土建图纸，并依

照暖通现行国家颁发的有关规范、标准进行设计，具体为：

1、《民用建筑设计通则》（GB50352-2005） 2、《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005） 3、《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）

4、《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）

1.2.2 室外计算参数 查文献[2]知成都地区室外计算参数，具体数据见表 1-1。

表 1-1 室外计算参数表

地理位置（成都市） 北纬 30o67′ 大气压力(KPa) 夏季 94.77 冬季 96.51 室外平均风速m/s 冬季 0.9 东经 104o02′ 夏季 1.4 冬季空调室外计算干 冬季空调室外计算相 夏季空调室外计算干 夏季空调室外计算湿 球温度 （C） 0对湿度% 84 球温度（C） 0球温度（C） 01.2 31.9 26.4

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表1-2 室内设计参数表

1.2.3 室内设计参数

温度℃ 夏季 26

冬季 20 夏季 相对湿度% 新风指标 噪声 ≤55 冬季 ≥40 （m/h.p） 30 3dB（A） ≤45 1.2.4 围护结构的热工性能指标

表1-3 围护结构基本信息

名称 类型 围护结构夏 季传热系数 (W/m2·K)) 0.49 2.71 3.35 2.38 0.58 围护结构冬 季传热系数 (W/( m2·K)) 0.5 2.78 3.35 2.38 0.58 围护结构延 迟(h) 3.7 0.4 0.5 5.4 3.4 围护结构衰 减 0.82 1 0.99 0.56 0.83 外墙 外窗 内门 内墙 外墙 混凝土加气 混凝土 单框双玻璃 钢窗 木(塑料)框 单层实体门 砖墙 不透明幕墙- 玻璃棉板 85

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2 空调负荷计算

2.1 空调冷负荷计算

（1）外墙或屋面的瞬变传热的冷负荷 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。

??Q tc(??) ??tn c(??) ??KF ?式中：

（2-1）

Qc(τ)—外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； K—传热系数,W/（m2·℃）；

F—计算面积，m2； tn—室内设计温度，℃；

tc(τ)—外墙和屋面的冷负荷计算温度逐时值，℃；

查文献[2]表2-1得成都市各时刻和朝向的t c(τ)值如下表所示

表2-1 成都市各时刻，各朝向的tc(τ)

朝向 S W N E 时刻 9：00 35.1 37.8 32.5 37.1 10:00 34.9 37.7 32.5 36.8 11:00 34.8 37.5 32.4 36.6 12:00 34.6 37.3 32.2 36.9 13:00 34.4 37.1 32.1 36.2 14:00 34.2 36.9 32.0 36.1 15:00 34.0 36.6 31.9 36.1 16:00 33.9 36.4 31.8 36.2 17:00 33.8 36.2 31.8 36.3 （2）内围护结构的冷负荷

内围护结构是指内隔板及内楼板，它们的冷负荷通过温差传热负荷，其按下 式计算。

??Q tw.p ????tf ??tn ) c .i KF(

（2-2）

式中：

Qc.i—稳态冷负荷，W； tw.p—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；

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?tf—附加温升，邻室平均温度与室外平均温度差值，℃； tn—夏季空气调节室内计算温度； 根据文献[1]知邻室温升?t =3℃。

据不同情况分别按下列 各式计算：

f

（3）外窗太阳辐射冷负荷 透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根

当外窗无任何遮阳设施时:

Q d J ?????F X w??g X

（2-3）

式中：

F—计算面积，m2； Xg—窗户的构造修正系数； Xd—地点修正系数；

Jwτ—计算时刻下，透过无遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度。 根据围护结构基本信息表1-3，本项目使用的是单框双玻璃钢窗，即5mm厚的

双层普通玻璃，其中间空气层6mm厚，根据文献[1]查询窗户的构造修正系数X 知， g 窗户的构造修正系数Xg＝0.5．

当外窗只有内遮阳设施时:

Q d X z J ?????F X w??g X

（2-4）

式中：

F—计算面积，m2； Xg—窗户的构造修正系数； Xd—地点修正系数； Xz—内遮阳系数；

Jwτ—计算时刻下，透过无遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度。 本项目只有酒店客房采用内遮阳设施，其余场所无遮阳设施，客房采用白色 尼龙绸作为内遮阳设施，根据参考文献[1]知内遮阳系数X ＝0.55。 z

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C(τ)

（4）人体散热冷负荷

[2]

查参考文献 ,得人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q ，可按下式计算：

Q qs C LQ c(??) ???n

（2-5）

式中：

Ф—群体系数； n—计算时刻空调房间内的总人数； qs—成年男子小时显热散热量，W；

CLQ—人体显热散热量的冷负荷系数，可取CLQ=1.0。 根据参考文献[1]知相关工作场所的群体系数Ф=0.96。

（5）人体散湿形成的潜热冷负荷 人体散湿形成的潜热冷负荷Q（W），可按下

式计算：

??Q c ?n q1

（2-6）

式中：

QC—人体潜热形成的冷负荷，W； Ф—群体系数； n—计算时刻空调房间内的总人数；q1 q1—名成年男子的小时潜热散热量，W。

（6）照明散热冷负荷 本工程办公楼各房间采用白炽灯，照明设备散热量形成的

计算时刻冷负荷 QC(τ)，应按下式计算：

??N C Q LQ c(??) 1000

（2-7）

式中：

QC(τ)—灯具散热形成的冷负荷，W； N—照明设备的安装功率，KW； CLQ—照明散热的冷负荷系数。

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（7）设备散热冷负荷

热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷QC(τ)，可按下式计算：

Q LG c(??) ??Q s C

（2-8）

式中：

QC(τ)—设备用具显热形式的冷负荷，W； QS—设备用具实际显热散热量；

CLQ—设备用具显热散热的冷负荷系数，若设备连续24h运行，则CLQ=1.0。

2.2 空调房间湿负荷计算

2.2.1 空调房间湿负荷的构成

房间散热量由下列各项散湿量构成：

表 2-2 散湿量构成

1 2 3 4 5 6

人体散湿量； 渗透空气带入室内的湿量； 化学反应过程的散湿量； 各种潮湿表面、液面或液流的散湿量； 食品或其他物料的散湿量； 设备散湿量。 2.2.2 湿负荷计算

伴随散湿过程的潜热冷负荷 人体散湿量可按下式计算:

D ??0.001?ng

（2-9）

式中：

D—散湿量，kg/h； Ф—群体系数；

n—计算时刻空调房间内的总人数； g—1名成年男子的小时散湿量，g/h。

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2.3 新风负荷计算

2.3.1 新风量的计算 本设计属于舒适性空调的设计，因此新风量宜按参考文献

[2]

《民用建筑空调

设计》选取。其计算公式如下：

GW ??n ??gw

式中：

Gw—新风量，m3/h； n—人数；

gw—每人每小时新风量，m3/人.h。 2.3.2 新风负荷计算

(2-10)

新风机组负担负荷计算公式如下：

??-iL ) / 3600 Q w ( iW w ??G

（2-11）

式中：

QW—新风机组负担负荷，kw；

??—空气密度，kg/m3；

GW—新风量，m3/h； iW—室外空气状态点焓值，kJ/kg干空气；

lL—室外空气处理后的焓值，即室内空气状态点焓值，kJ/kg干空气。

2.4 空调房间负荷统计

通过上述空调系统各项负荷的计算，将空调房间的冷负荷、湿负荷和新风负 荷汇总，见表 2-3 所示。

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表 2-3 负荷计算表 夏季室内 冷负荷 (全热) (W) 4314 5303 4055 5885 2079 3395 3280 1801 1799 2980 3220 2106 3326 12862 4387 3073 1612 1612 3061 1636 1636 2175 3528 3927 3073 3220 3073 3220 2175 3335 3909 2395 3208 3061 夏季室内 夏季 湿负荷 新风量 3(kg/h) (m) 0.421 0.66 0.421 0.66 0.217 0.421 0.47 0.217 0.291 0.47 0.495 0.306 0.52 3.175 0.691 0.495 0.248 0.248 0.495 0.248 0.248 0.322 0.526 0.67 0.495 0.495 0.495 0.495 0.322 0.495 0.619 0.52 0.495 0.495 8

空调区域 面积 2(m) 夏季 新风 冷负荷 (W) 2080 3263 2080 3263 1071 2080 2325 1071 1438 2325 2447 1511 2570 15693 3416 2447 1224 1224 2447 1224 1224 1591 2600 3314 2447 2447 2447 2447 1591 2447 3059 2570 2447 2447 夏季 夏季 新风机组 总湿负荷 冷负荷 (建筑指标 全热) (含新风) (W) (kg/h) 2080 3263 2080 3263 1071 2080 2325 1071 1438 2325 2447 1511 2570 15693 3416 2447 1224 1224 2447 1224 1224 1591 2600 3314 2447 2447 2447 2447 1591 2447 3059 2570 2447 2447 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 3001 3002 3003 3004 3005 3006 3007 4001 4002 4003 4004

40.8 64 40.8 64 21 40.8 45.6 21 28.2 45.6 48 29.6 50.4 307 67 48 24 24 48 24 24 31.2 51 65 48 48 48 48 31.2 48 60 50.4 48 48 244.8 384 244.8 384 126 244.8 273.6 126 169.2 273.6 288 177.8 302.4 1846.8 402 288 144 144 288 144 144 187.2 306 390 288 288 288 288 187.2 288 360 302.4 288 288

4005 4006 4007 4008 4009 4010 5001 5002 5003 5004 5005 5006 5007 5008 24 24 24 24 31.2 48 125 24 48 48 24 24 51 54

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1539 1612 1612 1539 2175 2450 7208 1539 3061 3214 1612 1612 2598 3640 0.248 0.248 0.248 0.248 0.322 0.495 1.289 0.248 0.495 0.495 0.248 0.248 0.526 0.557 144 144 144 144 187.2 288 750 144 288 288 144 144 306 324 1224 1224 1224 1224 1591 2447 6373 1224 2447 2447 1224 1224 2600 2753 1224 1224 1224 1224 1591 2447 6373 1224 2447 2447 1224 1224 2600 2753 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 0.064 续表 2-3

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3 空调系统方案确定

3.1 空调系统的比较

（1）全空气系统 全空气系统一般选用组合式空调器进行空气处理，室内负荷全

部由处理过的

空气来负担，系统处理空气量大，所担负的空调面积也较大。因此适用于建筑空 间较高，面积较大，人员较多的房间，以及房间温度和湿度要求较高，噪声要求 较严格的空调系统。 全空气系统的优缺点见表 3-1 和 3-2。

表 3-1 全空气系统的主要优点

1 2 3 4 5 使用寿命长 能根据室外气象的变化进行全年多工况的调节 充分利用室外新风，减少与避免冷、热抵消，减少冷冻机的运行时间 可以严格地控制室内温度和室内相对湿度 可以有效地采取消省和隔振措施，便于管理和维修 表 3-2 全空气系统的主要缺点

1 2 3 4 5 6 7 空气比热、密度小，需空气量多，风道断面积大,输送耗能大 空调设备需集中布置在机房，机房面积较大,层高较高 除制冷及锅炉设备外空气处理机组和风管造价均较高 送回风管系统复杂，布置困难 支风管和风口太多不能较好的调节风量 全空气空调系统一个系统不太适合不宜供多个房间的空调。 设备与风管的安装工作量大，周期长

（2）风机盘管加新风系统

风机盘管加新风系统是目前应用广泛的一种空调系统，它由风机盘管来承担 全部室内负荷，单独设新风机组，向室内补充所需新风。因此，在空调房间较多，

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面积较小，各房间要求单独调节，且建筑层高较高，房间温湿度要求不严格的房 间，宜采用风机盘管加新风系统，其优缺点见表 3-3 和 3-4。

表 3-3 风机盘管加新风系统的主要优点

1 2 3 4 5 6 7 布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用 各空调房间互不干扰，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，节约建筑空间 机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高、便于用户选择和安装 只需新风空调机房，机房面积小 使用季节长 各房间之间不会互相污染 表 3-4 风机盘管加新风系统的主要缺点

1 2 3 4 5 对机组制作要求高，则维修工作量很大 机组剩余压头小室内气流分布受限制 分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便 水系统复杂，易漏水 过滤性能差

3.2 空调系统的确定

本项工程设计中建筑的主要房间为办公室，且各房间相互独立，要求所选空 调系统能对各个房间独立控制，最后确定选用风机盘管加新风系统。在房间内布 置吊顶的风机盘管，采用暗装的形式。风机盘管采取上送上回的方式。

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4 风系统设计

4.1 空调送风点和送风量的确定

由于一定的洁净度要求，系统选择处理后的新风和风机盘管处理过的空气混 合后送入室内的方案。其中新风不负担室内负荷的，只由新风处理到室内焓值， 风机盘管处理到 L 点，混合到 O 点一并送入房间，i-d 图上的处理过程如图 4-1 所示。

4.1.1 热湿比线ε 热湿比线说明空气由一个状态变为另一个状态的热湿变化过程线。

式中：

????

Q W

（4-1）

???—热湿比；

Q—空气在处理过程中所得到（或失去）的热量，kJ；

W—空气在处理过程中所得到（或失去）的湿量，kg。 根据室外计算参数、室内设计参数、热湿比线、房间室内冷负荷绘制空气处 理过程线于焓湿图中，见图4-1所示。

图4-1 风机盘管加独立新风系统焓湿图

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4.1.2 风机盘管加独立新风系统计算

以一层办公室 1001 室为例进行计算: 夏季：tw=31.9℃tsw=20℃iw=84kJ/kg 冷负荷 Q=4314W

湿负荷：M=421g/h=0.116g/s。 采用将新

风处理到室内空气焓值的方案，空气处理过程见图 4-2 所示。

图 4-2 风机盘管加新风系夏季空气处理过程

新风先处理到室内焓值再与处理过的回风混合，因此风机盘管只承担室内冷 负荷，新风负荷由新风机组承担，但风机盘管也要承担部分新风湿负荷。

1、计算热湿比

Q Kg ??36889.3KJ / ???????

W 0.116

在 i-d 图上根据室内tN ??20 ℃及相对湿度????60% 确定 N 点，得iN ??43.9 相对湿度线相 dn ??12.8 g/s, 过 kJ/kg， N 点作 ????36889.3 kJ/kg 线与????91.6% 交得送风状态点 O：io=36.2kJ/kg

总的送风量为：

4314

Q4.314

G ? ?????0.56kg/s ???1680m3/h

43.9 - 36.2 iN ??io

新风量：Gw=244.8m3/h

G 244.8 ???14.4%＞10％ w

???G 1680

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系统的新风量不应小于其总风量的 10%，所以新风满足要求。 2、计算风机盘管的风量

3

h =0.478kg/s GF ??G ??GW ??1680 ??244.8 ??1435.2m /

3、确定M 状态点

MO Gw io ?im

????

OL G i L ??io

36.2 ??i 244.8 m

1680 ?43.9 ??26.2 kJ/kg 得：im ??35.078

连接L、O 两点并延长与i m 相交得点M。 4、风机盘管的冷量

??(43.9 ??35) ??4.314 KW QF ??GF (iN ?im ) ??0.478

本系统采用露点送风，根据图4-1空气处理过程线，新风量和室内冷负荷可

以计算出风机盘管风量与冷量见表4-1所示。

表4-1 风机盘管风量与冷量计算

空调区域 室内 冷负荷 （w) 4314 5303 4055 5885 2079 3395 3280 1801 1799 2980 3220 2106 3326 湿负荷 （kg/h) 0.421 0.66 0.421 0.66 0.217 0.421 0.47 0.217 0.291 0.47 0.495 0.306 0.52 热湿比 总送风 3ε 量（m/h) 36889.3 28925.4 34674.5 32100 34490.3 29030.8 25123.4 29878.3 22255.6 22825.5 23418.1 24776.4 23026.1 1680 2269 1763 2542 903 1453 1383 772 748 1242 1347 887 1388 新风量 3（m/h) 244.8 384 244.8 384 126 244.8 273.6 126 169.2 273.6 288 177.8 302.4 风机盘 管风量 3（m/h) 1435.2 1885 1518.2 2158 777 1208.2 1109.4 646 578.8 968.4 1059 709.2 1085.6 风机盘 管冷量 （w) 4314 5303 4055 5885 2079 3395 3280 1801 1799 2980 3220 2106 3326 1001 1002 1003 1004 1005 1006 一 层 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013

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续表 4-1 2001

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3.175 0.691 0.495 0.248 0.248 0.495 0.248 0.248 0.322 0.526 0.67 0.495 0.495 0.495 0.495 0.322 0.495 0.619 0.52 0.495 0.495 0.248 0.248 0.248 0.248 0.322 0.495 1.289 0.248 0.495 0.495 0.248 0.248 0.526 0.557 14583.6 22855.5 22349.0 23400 23400 22261.8 23748.3 23748.3 24316.7 24146.0 21100.3 22349.0 23418.1 22349.0 23418.1 24316.7 24254.5 22734.0 16580.7 23330.9 22261.8 22340.3 23400 23400 22340.3 24316.7 17818.1 20130.9 22340.3 22261.8 23374.5 23400 23400 17780.9 23526.0 4988 1830 1278 674 674 1272 676 676 914 1389 1621 1278 1347 1278 1347 914 1348 1629 952 1347 1278 640 674 674 640 914 986 2956 640 1278 1347 674 674 1045 1523 1846.8 402 288 144 144 288 144 144 187.2 306 390 288 288 288 288 187.2 288 360 302.4 288 288 144 144 144 144 187.2 288 750 144 288 288 144 144 306 324 3141.2 1428 990 530 530 984 532 532 726.8 1083 1231 990 1059 990 1059 726.8 1060 1269 649.6 1059 990 496 530 530 496 726.8 698 2206 496 990 1059 530 530 739 1199 12862 4387 3073 1612 1612 3061 1636 1636 2175 3528 3927 3073 3220 3073 3220 2175 3335 3909 2395 3208 3061 1539 1612 1612 1539 2175 2450 7208 1539 3061 3214 1612 1612 2598 3640 12862 4387 3073 1612 1612 3061 1636 1636 2175 3528 3927 3073 3220 3073 3220 2175 3335 3909 2395 3208 3061 1539 1612 1612 1539 2175 2450 7208 1539 3061 3214 1612 1612 2598 3640 2002 2003 2004 二 2005 层 2006 2007 2008 2009 2010 3001 3002 3003 三 层 3004 3005 3006 3007 4001 4002 4003 4004 四 4005 层 4006 4007 4008 4009 4010 5001 5002 5003 5004 五 5005 层 5006 5007 5008

4.2 新风机组选型

此建筑地上共有五层楼，各层的空调空间均不大，且无没有专设的机房。

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考虑到负荷以及新风量都各不同，故在每层设1~2台吊装新风机组。一楼装在走 廊左侧，二至八层装在走廊右侧。根据所负担房间的新风量与新风负荷确定新风 机组的型号。

第一层分支1新风机组负担的新风量为1662m3/h,新风机组的型号FP10D2。 第一层分支2新风机组负担的新风量为1699m3/h,新风机组的型号FP10D2。 第二层分支1新风机组负担的新风量为1626m3/h,新风机组的型号FP10D2。 第二层分支2新风机组负担的新风量为2277m3/h，新风机组的型号FP15D2。 第三层新风机组负担的新风量为2024m3/h，新风机组的型号为FP15D2。 第四层分支1新风机组负担的新风量为1633m3/h，新风机组的型号FP10D2。 第四层分支2新风机组负担的新风量为664m3/h，新风机组的型号为FP10D。 第五层新风机组负担的新风量为2349m3/h，新风机组的型号为FP15D2。 选择远大FP系列新风机组，其产品型号及性能参数见表4-2所示。

表4-2 远大FP系列新风机组型号及性能参数表

项目 额定风量 m3/h 额定冷量 kw 额定热量 kw 冷 水 流量 m/h 3机组型号 FP10D 1000 10.26 19.46 1.8 3.7 150 0.25 56 100 900╳850╳525 FP10D2 2000 20.62 38.72 3.6 6.8 150 0.5 56 180 1010╳970╳555 FP15D2 3000 31.59 57.98 5.5 11.9 210 2.2 56 155 1510╳1230╳880 阻力 Kpa 机组余压 Pa 标配电机功率 kw 机组噪声 dB(A) 机组概重 kg 外形尺寸长╳宽╳高╳mm

4.3 风机盘管选型

由表4-1风机盘管风量、室内冷负荷的计算值选用美国麦克维尔风机盘管机 组，其产品型号及性能参数见表4-3。

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表 4-8 一层新风管道支路 2 水力计算

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

G (kg/h) 2047.32 1568.16 1263.24 784.08 479.16 304.92 304.92 174.24 304.92 479.16 304.92 479.16 L (m) 0.76 4.72 1.08 5.94 1.38 5.67 2.19 3.15 2.66 2.37 2.64 2.33 形状 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 D/W (mm) 320 250 250 200 160 160 160 120 160 160 160 160 H (mm) 250 250 200 160 120 120 120 100 120 160 120 160 υ(m/s) 5.88 5.76 5.8 5.63 5.73 3.65 3.65 3.33 3.65 4.3 3.65 4.3 Py (Pa) 1.14 7.94 2.13 14.6 4.85 8.62 3.33 5.42 4.05 4.02 4.01 3.96 Pj (Pa) 18.79 0.4 0.2 0.31 0.75 9.17 21.71 27.77 29.88 37.84 31.94 40.47 P (Pa) 19.94 8.34 2.33 14.91 5.59 17.79 25.04 33.19 33.93 41.86 35.95 44.43

二层新风管道布置图

图 4-5 二层新风管道支路 1 轴测图

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图 4-6 二层新风管道支路 2 轴测图

表 4-9 二层新风管道支路 1 水力计算

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 G(kg/h) 1960.2 1611.72 1393.92 1219.68 696.96 522.72 348.48 348.48 174.24 174.24 348.48 174.24 174.24 217.8 348.48 L(m) 0.5 6.1 1.28 6.13 1.16 3.54 1.99 2.17 2.36 2.36 2.13 2.33 2.33 2.09 2.28 形状 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 D/W(mm) H(mm) υ(m/s) 320 320 250 250 200 200 160 160 120 120 160 120 120 160 160 250 200 200 200 160 120 120 120 100 100 120 100 100 100 120 5.63 5.78 6.4 5.6 5 5 4.17 4.17 3.33 3.33 4.17 3.33 3.33 3.13 4.17 Py(Pa) 0.7 10.53 3.03 11.31 2.28 8.62 3.87 4.23 4.06 4.06 4.14 4.01 4.01 2.75 4.43 Pj(Pa) 17.23 0.4 0.77 0.38 2.09 0.3 11.83 28.36 23.46 25.36 33.86 21.67 36.8 26.15 38.92 P(Pa) 17.93 10.94 3.8 11.69 4.37 8.92 15.71 32.59 27.51 29.42 38 25.68 40.82 28.9 43.35

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表 4-10 二层新风管道支路 2 水力计算 编号 1 2 3 4 5 6 7

G (kg/h) 2744.28 2265.12 2265.12 1132.56 1132.56 1132.56 479.16 L (m) 10.17 1.02 6.59 1.36 4.79 1.29 2.58 形状 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形

D/W (mm) 320 320 320 250 250 250 200 H υ(m/s) (mm) 320 250 250 200 200 200 160 6.15 6.5 6.5 5.2 5.2 5.2 3.44 Py (Pa) 14.28 1.86 12.06 2.18 7.7 2.07 2.54 Pj (Pa) 20.61 30.12 5.11 44.48 29.23 44.17 34.27 P (Pa) 34.89 31.98 17.17 46.66 36.93 46.24 36.82 三层新风管道布置图

图 4-7 三层新风管道轴测图

表 4-11 三层新风管道水力计算

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

G (kg/h) 2439.36 2090.88 1873.08 1524.6 1176.12 827.64 479.16 479.16 348.48 348.48 348.48 348.48 217.8 348.48 L (m) 0.85 6 1.1 6.24 0.97 6.25 12.46 2.22 2.52 2.59 2.46 2.55 2.48 2.51 形状 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 D/W (mm) 400 320 320 320 250 200 200 200 160 160 160 160 120 160 H (mm) 250 250 250 200 200 160 120 120 120 120 120 120 120 120 υ (m/s) 5.6 6 5.38 5.47 5.4 5.94 4.58 4.58 4.17 4.17 4.17 4.17 3.47 4.17 Py (Pa) 1.05 9.44 1.41 9.71 1.67 16.98 25.85 4.6 4.9 5.03 4.78 4.96 4.08 4.88 Pj (Pa) 17.08 0.48 0.17 0.18 0.35 0.21 14.67 34.31 37.03 35.75 37.09 37.32 43.98 45.69 P (Pa) 18.12 9.92 1.59 9.89 2.02 17.19 40.52 38.92 41.92 40.78 41.87 42.28 48.05 50.57 四层新风管道布置图

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图 4-8 四层新风管道支路 1 轴测图

图 4.9 四层新风管道支路 2 轴测图 表 4-12 四层新风管道支路 1 水力计算

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 G (kg/h) L (m) 形状 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 D/W (mm) 320 250 250 200 160 160 120 120 120 120 160 160 H (mm) 250 250 160 160 120 120 100 100 100 100 100 120 υ (m/s) 5.65 5.12 6 5 4.17 4.17 3.33 3.33 3.33 3.33 3.25 4.17 Py (Pa) 8.16 2.78 15.64 3.93 3.75 4.38 3.31 3.87 3.31 3.87 2.63 4.27 Pj (Pa) 17.38 2.07 3.05 2.02 28.63 34.48 41.63 41.63 27.63 27.63 33.17 54.63 P (Pa) 25.54 4.85 18.69 5.95 32.38 38.86 44.94 45.5 30.94 31.51 35.8 58.91 1968.67 5.81 1393.92 2.06 1045.44 6.33 696.96 348.48 348.48 174.24 174.24 174.24 174.24 226.27 348.48 1.99 1.93 2.25 1.92 2.25 1.92 2.25 1.87 2.2

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表 4-13 四层新风管道支路 2 水力计算 编号 1 2 3 4

G (kg/h) 801.02 365.42 435.6 435.6 L (m) 6.65 1.89 6.32 1.85 形状 矩形 矩形 矩形 矩形

D/W (mm) 200 160 200 200 H (mm) 160 120 120 120 υ (m/s) 5.75 4.37 4.17 4.17 Py (Pa) 17 4.02 10.99 3.21 Pj (Pa) 17.98 31.85 19.51 28.36 P (Pa) 34.98 35.87 30.5 31.57 五层新风管道布置图

图 4-10 五层新风管道轴测图

表 4-14 五层新风管道水力计算

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 G (kg/h) 2831.4 L (m) 5.46 形状 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 矩形 D/W (mm) 400 320 320 320 250 250 200 200 160 160 120 160 120 160 200 120 200 H (mm) 320 320 320 250 250 250 200 200 160 160 100 120 100 120 120 100 120 υ (m/s) 5.08 5.57 5.18 5.5 5.76 5.12 6 5 3.91 3.91 3.33 4.17 3.33 4.17 3.75 3.33 3.33 Py (Pa) 4.7 2.5 2.17 1.85 3.32 2.9 12.83 23.94 1.93 1.79 3.96 4.19 3.74 4.32 3.15 3.68 2.37 Pj (Pa) 14.04 0.62 0.32 0.2 0.08 0.16 0.02 0.61 25.06 30.77 36.75 36.28 39.29 37.81 32.43 41.27 31.69 P (Pa) 18.74 3.12 2.5 2.05 3.41 3.06 12.86 24.54 26.99 32.56 40.71 40.47 43.03 42.14 35.59 44.96 34.06 2482.92 2.14 2308.68 2.14 1916.64 1.38 1568.16 1.98 1393.92 2.15 1045.44 5.36 871.2 435.6 435.6 174.24 348.48 174.24 348.48 392.04 174.24 348.48 14.06 1.36 1.26 2.3 2.15 2.17 2.22 2.2 2.14 2.06

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4.5.3 风管的水力不平衡率计算

计算过程以第一层房间的分支1为例：

该支路的 最 不 利 环 路 为 1-2-3-4-5-6-7 ， 最 不 利 环 路 水 力 损 失 为 ：

22.97+7.28+1.94+16.8+3.15+12.84+30.64=113.08Pa 其中并联环路1-2-3-4-5-9的水力损失为：

22.97+7.28+1.94+16.8+3.15+25.03=77.78Pa 不平衡率为：（113.08-77.17）/113.08=31.7%>15%

因此，环路1-2-3-4-5-9上要安装调节阀来消除剩余压力。 并联环路1-2-3-4-5-6-8的水力损失为：

22.97+7.28+1.94+16.8+3.15+12.84+26.18=108.62Pa 不平衡率为：（113.08-108.62）/113.08=3.9%<15%

此相对差额在±15%的误差范围内，无需增加调节阀。 同理，可算出各分支环路的不平衡率。同理，可算出其它各新风系统的水力 计算，具体计算结果见附表2。

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5 水系统设计

5.1 水系统设计方案

5.1.1 空调水系统的设计原则 空调水系统设计应坚持的设计原则是：

1、管路考虑必要的坡度以排除空气； 2、要解决好水处理与水过滤； 3、力求水力平衡；

4、变流量系统宜采用变频调节；

5、注意管网系统应尽可能多地采用节能技术措施。

5.1.2 空调水系统方案确定 本设计采用两管制、闭式、一次泵变流量系统，各层

水管异程布置。为保证

负荷变化时系统能有效、可靠节能的运行，设置三台冷冻水泵，其中一台为备用

水泵；风机盘管供回水管上均设有调节阀，使其能随负荷的变化而进行调节。为 防止管网因杂质和结垢造成水路堵塞，在冷冻回水口上设 Y 型过滤器。

5.2 水管的水力计算

5.2.1 沿程阻力计算

根据文献[2]冷冻水流量计算公式：

3600Q G ??C?t

（5-1）

式中：

G —冷冻水量，kg/h；

Q —计算负荷，kw；

C —冷冻水的比热，kJ/kg·℃；

?t —冷冻水供回水温差，℃。 根据文献[2]水管管径d的计算公式：

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d ?

G 900????

(5-2)

式中：

d —水管管径，mm； G —冷冻水量，kg/h；

??—冷冻水密度，kg/m3；

??—水流速度，m/s。 根据文献[2]管道内沿程阻力计算公式：

?Py=Rl

（5-3）

式中：

??Py—沿程阻力，Pa； R—单位长度沿程阻力，又称比摩阻，Pa/m

； l—直管段长度，m。

5.2.3 局部阻力计算

水流动时遇到弯头、三通及其他配件时，局部阻力计算公式为：

????2

?Pj ???

2

式中：

?Pj—局部阻力，Pa；

(5-4)

???—局部阻力系数；

??—冷冻水密度，kg/m3；

??—水流速度，m/s。 水管总阻力?P包括沿程阻力?Py和局部阻力?Pj，即：

?P=?Py ???Pj

（5-5）

式中：

29

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?P—水管总阻力，Pa； ?Py—沿程阻力，Pa； ?Pj—局部阻力，Pa。

根据文献[2]水系统中管内水流速可按表5-1中的推荐值选用，经试算来确定其 管径。

表5-1管内水流速推荐值（m/s）

管径 mm 闭式系统 开式系统 管径 mm 闭式系统 开式系统 15 0. 4~0.5 0.3~0.4 65 1.1~1.4 0.9~1.2 20 0.5~0.6 0.4~0.5 80 1.2~1.6 1.1~1.4 25 0.6~0.7 0.5~0.6 100 1.3~1.8 1.2~1.6 32 0.7~0.9 0.6~0.8 125 1.5~2.0 1.4~1.8 40 0.8~1.0 0.7~0.9 150 1.6~2.2 1.5~2.0 50 0.9~1.2 0.8~1.0 200 1.8~2.5 1.6~2.3 以一层空调冷冻水系统为例进行计算，其系统图如见图 5-1 所示。

图 5-1 一层空调冷冻水系统图

根据公式（5-1）~（5-4），计算一层空调冷冻水系统中的水力计算，其计算 结果见表 5-2 所示。

30

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表 5-2 一层冷冻水供水管水力计算结果

沿程 总阻 局部 管段 冷负荷 流量 管径 管长 流速 比摩阻 阻力 力系 阻力 编号 kW kg/h mm m m/s Pa/m 数 Pa Pa FG1 FG2 FG3 FG4 FG5 FG6 FG7 FG8 FG9 FG10 FG11 FG12 FG13 FG14 FG15 FG16 总阻力 Pa 48430 20350 16440 13210 10960 7730 4500 28080 24170 21920 18690 15460 12230 9000 6750 4500 8329 3500 2827 2272 1885 1329 774 4829 4157 3770 3214 2659 2103 1548 1161 774 50 40 32 32 32 25 25 50 40 40 40 32 32 25 25 25 0.8 17.8 8.15 6.4 6.32 7.83 6.48 10.9 3.82 4.2 3.08 4.91 2.81 3.34 3.08 4.85 1.05 0.74 0.82 0.66 0.54 0.6 0.35 0.61 0.87 0.79 0.68 0.77 0.61 0.7 0.52 0.35 315 223 334 220 155 250 90 111 310 257 190 297 190 333 193 90.9 257 3987 2730 1413 981 1959 589 1223 1189 1083 587 1462 536 1115 598 441 1 1.5 1 1 1.6 1 1 1.6 1 1 1 1 1 1.8 1 1 26.3 407 333 215 237 180 61 296 383 315 229 295 184 439 137 61 283.3 4394 3063 1629 1218 2139 650 1518 1571 1398 816 1757 721 1554 735 502

表 5-3 一层冷冻水回水管水力计算结果

管 沿程 总阻 局部阻 管段 冷负荷 流量 流速 比摩阻 总阻力 m 径 管长 阻力 力系 力 编号 kW kg/h m/s Pa/m Pa 数 mm Pa Pa FH1 FH2 FH3 FH4 48430 20350 16440 13210 8329 3500 2827 2272 50 40 32 32 0.97 17.67 8.15 6.4 1.05 0.74 0.82 0.66 315 223 334 220 305 3953 2730 1413 1 1.5 1 1 27.1 407 333 215 322.1 4360 3063 1629

31

续表 5-3

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32 25 25 50 40 40 40 32 32 25 25 25 5.72 7.83 6.48 9.93 3.82 4.2 3.08 4.91 2.96 2.59 3.23 4.85 0.54 0.6 0.35 0.61 0.87 0.79 0.68 0.77 0.61 0.7 0.52 0.35 155 250 90 111 310 257 190 297 190 333 193 90 887 1959 589 1106 1189 1083 587 1462 565 865 627 441 1.6 1 1 1.6 1 1 1 1 1 1.8 1 1 237 180 61 296 383 315 229 295 184 439 137 61 1124 2139 650 1402 1571 1398 816 1757 749 1304 764 502 FH5 FH6 FH7 FH8 FH9 FH10 FH11 FH12 FH13 FH14 FH15 FH16 10960 7730 4500 28080 24170 21920 18690 15460 12230 9000 6750 4500 1885 1329 774 4829 4157 3770 3214 2659 2103 1548 1161 774 其他楼层空调冷冻水系统的水力计算过程同上，计算结果见附表 3 所示。

5.2.4 水管的水力不平衡率计算

计算过程以第一层房间为例，该支路的最不利环路为:

FG1-FG2-FG3-FG4-FG5-FG6-FG7-E7-FH7-FH6-FH5-FH4-FH3-FH2-FH1，最 最不利环路水力损失为：41842 Pa

257+4394+3063+1629+1218+2139+650+15224+305+4360+3063+1629+1124+2139+6

50=41842Pa。

其中并联环路FG1-FG2-FG3-FG4-FG5-FG6-E6-FH6-FH5-FH4-FH3-FH2-FH1 水力损失为：

257+4394+3063+1629+1218+2139+14375+305+4360+3063+1629+1124+2139+ 22.97+7.28+1.94+16.8+3.15+25.03 =39695Pa 不平衡率为：（113.08-77.17）/113.08=5.1%?15%

此相对差额在±15%的误差范围内，无需增加调节阀。同理，可算出各分支环

32

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路的不平衡率。同理，可算出其它各冷冻水系统的水力计算与不平衡率，具体计 算结果见附表3。

5.3 冷凝水管径确定

5.3.1 设计原则： 在风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组的运行过

程中都会产生一

定数量的冷凝水，必须及时予以排走，以保证系统安全有效的运行。排放冷凝水

管道的设计，一般采用开式、非满流自流系统。 冷凝水管道设计应注意以下事项

：

1、 沿水流方向，水平管道保持不小于千分之二的坡度，且不允许有积水部位；

2、当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水 封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大 50%左右。水封的出口， 应与大气相通；

3、冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，不必进行防结露的保温和隔气处理；

4、冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管；

5、设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排 必要的设施；

5.3.2 管径确定

通常，可以根据机组的冷负荷 Q（kw）按表 5-4 所示数据近似选定冷凝水管 的公称直径：

表 5-4

冷凝水管管径的确定

17.7~100 DN32 101~176 DN40 177~598 DN50 冷负荷 Q（kw）

≤7 7.1~17.6 DN25 公称直径（mm） DN20 单个冷水机组的冷负荷为 157.9KW,所以选用公称直径为 DN40 的冷凝水管。

33

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6 制冷机房的设计计算

6.1 冷水机组的选型计算

]

查[2《民用建筑空调设计》的电动冷水机房中冷水机组总容量应按下式计算：

Q??AAAAQe

1234

AC

(6-1)

式中：

Qe—电动冷水机组总容量，W 或 KW； A1—同时使用系数，一般在 0.6~1.0 的范围内； A2—冷损失系数，可取 1.05~1.15；

A3—事故备用量修正系数，两台机组时取 1.4，三台机上组时取 1.12，

四台机组以上时取 1.0；

A4—设备传热及出力效率的系数； QAC-空调设计负荷，W 或 KW；

本项目建筑的最大冷负荷为 Q=167.3KW，由（6-1）得： Q=1╳1.1╳1.4

╳167.3=257.1KW

即该办公楼的总设计负荷为 257.1KW，根据实际负荷情况选用 2 台海菱 螺杆冷水机组，型号 SG160WS，制冷量 157.9KW，输入功率 38.5KW，冷冻水 流量 27.2m3/h,冷却水流量 29.9m3/h，外型尺寸 1700╳670╳1100mm，冷水进、 出水温度 7/12℃。

6.2 冷却塔的设计计算

由设计机组样本中查知，每台冷水机组冷凝器中冷却水流量为 29.9m3/h， 冷却塔与冷水机组一一对应，所以本项目需选两台冷却塔。所选的单个冷却塔应 满足：处理水量：30m3/h，其进水温度 35℃，出水温度 30℃，室外空气湿球温 度 26.4℃，冷幅高 4℃，然后查阅[2]冷却塔选择特性曲线，得所选型号应为 33。 根据华强逆式冷却塔选型手册，选择的设备为 DFT-100 型号的冷却塔 2 台，单 台水流量 68 m3/h，详见表 6-1。

34

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表 6-1 冷却塔参数

3

型号 DFT-100

冷却水量(m/h) 68 风扇 1500 马达（kw×台数） 外观尺寸（mm） 1.5×1 2430×2430×050 自重（kg） 800 6.3 循环水泵的选择

水泵是是要满足冷冻水能从制冷机房供应到各楼层必不可少的设备，泵的流 量和扬程按照规范规定应有 10~20%的富裕量；当流量较大时，一般考虑多台同 时运行，并联台数不宜超过 3 台，一般要选用一台备用水泵以保证在用水高峰期 或出现水泵无法工作的情况下系统能正常运行。

水泵的形式的选择与水管系统的特点、安装条件、运行调节要求和经济性等 有关。选择水泵所依据的流量 Q 和扬程 H。

水泵的扬程：

H ??(1.1 ~ 1.2)H max ，

(6-2)

式中： H —水泵扬程，kPa；

Hmax—管网最不利环路总阻力计算，kPa； 1.1~1.2—裕量系数。

水泵的流量 Q 为：

Q ??(1.1 ~ 1.2)Q max

(6-3)

式中 Q—水泵流量，m3/h ；

Qmax—设计最大流量，m3/h ； 1.1~1.2—裕量系数。

水泵单台工作时取 1.1，多台并联工作时取 1.2。 6.3.1 冷冻水泵的设计计算

查此冷水机组选型手册可知蒸发器水阻 33kPa 机房外最不利环路阻力为 64.62 kPa，空调末端装置阻力 40 kPa，Y 型过滤器以及分集水器根据经验取 8 mH2O，由（6-2）得：

H=1.1×（3.3+6.4+4+8）=23.87 mH2O

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本设计中有两台冷水机组，且选用三台冷冻水水泵，两用一备。单机冷水机 组的冷水量为 27.2m3/h，考虑附加 20%的裕量，由式（6-3）得

3

Q=1.2×27.2=32.64 m/h。

选用的水泵参数如表 6-2 所示：

表 6-2 冷冻水泵参数

型号 TP 65-340/2

流量（m3/h） 45.4 扬程 mH20 29.2 转速 2920 功率 KW 5.5 6.3.2 冷却水泵的设计计算

H=（1.05～1.15）（h +h1+h2+h3）

式中：h—冷却塔积水盘至布水器的高差，m；

h1—冷却水系统管路的沿程阻力和局部阻力，m； h2—冷水机组冷凝器的水阻，m； h3—冷却塔进水要求的压力，m，进水压力

取 3mH2O；

(6-4)

1.05～1.15—考虑流量的衰减，一般附加 5%～10%的裕量，取 1.1； 查此冷水机组的选型手册知冷凝器水阻 43kPa，冷却塔积水盘至布水器的高 差 22.1m，冷却水系统管路的阻力损失，沿程阻力为 22.1×0.012 mH2O（比摩 阻取 Pa/m）局部阻力取沿程阻力 50%，取 22.1×0.012×0.5 mH2O。即计算结 果如下：

H=1.1×(22.1+0.012×22.1×1.5+4.3+3)=29.8 mH2O

本设计中有两台冷水机组，且选用三台冷却水水泵，两用一备。

Q=(Q1+Q2)/Δt×1.163×(1.15~1.2) kw； Q2—为机组中压缩机耗电量，kw； △t—冷却水进出水温差，℃，取 5； 即计算结果如下式所示：

(6-5)

式中: Q—冷却水水流量流量，m3/h； Q1—乘以同时使用率后的总冷负荷，

36

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