办公楼中央空调设计（风机盘管加新风系统毕业设计） - 图文

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办公楼中央空调设计

摘 要

1. 本设计为天津市二层写字楼中央空调系统设计,拟为之设计合理的中

央空调系统,为室内工作人员提供舒适的工作环境。建筑共二层，总面积为1300m2。要求采用空调夏季制冷。设计的空调系统采用风机盘管—新风系统,选用水冷机组制冷冻水供冷。

设计的内容包括：选定合适空调系统的类型并确定设计方案，计算部分也十分重要，例如：空调冷负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；冷源的选择；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的选定；水系统的设计、布置与水力计算； 风管系统与水管系统保温层的设计等内容。除此之外，还需要进行空调末端处理设备及机房辅助设备及的选型。需要结合所选择的空调系统的特点及办公楼的建筑结构选择合适的空调机组及末端设备，合理的布置吊顶内风管与水管的位置。并根据所选择的空调机组选配合适的辅助设备：冷冻水循环水泵，冷却水循环水泵，开式水箱，冷却水塔，及相应的水管风管阀门等。

关键词：办公楼，中央空调，水冷机组，风机盘管—新风系统

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目 录

第一章 绪 论 .................................................................................................... 1 第二章 系统方案的选择确定 ........................................................................... 4 第三章 工程概况 ............................................................................................... 6

§ 3.1建筑特点 ............................................................................................ 6 § 3.2建筑相关资料 .................................................................................... 6 § 3.3室外设计参数 .................................................................................... 7 § 3.4室内设计参数 .................................................................................... 8 第四章 空调负荷计算 ....................................................................................... 9

§ 4.1围护结构瞬变冷负荷计算原理 ......................................................... 9

§ 4.1.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 ....................................... 9 § 4.1.2室内传热维护瞬时冷负荷 ...................................................... 9 § 4.1.3外窗瞬变传热引起的冷负荷 ................................................ 10 § 4.1.4设备散热形成的冷负荷 ........................................................ 10 § 4.1.5新风冷负荷 ........................................................................... 12 § 4.2办公楼围护结构冷负荷计算 ........................................................... 12 § 4.3各房间送风方式的确定 ................................................................... 16 § 4.4 办公楼新风量和新风负荷的确定 .................................................. 16

§ 4.4.1新风负荷计算举例 ................................................................ 16 § 4.4.2办公楼新风冷负荷计算书 .................................................... 17

第五章 风机盘管加新风系统选型计算 .......................................................... 23

§ 5.1风机盘管系统选型计算 ................................................................... 23 § 5.2新风机组的选型 .............................................................................. 26 第六章 空调风系统 ......................................................................................... 28

§ 6.1空调房间气流组织 .......................................................................... 28 § 6.2风口的布置 ...................................................................................... 28

§ 6.2.1新风入口注意事项 ................................................................ 28

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§ 6.2.2风道的布置和制作要求 ........................................................ 28 § 6.2.3新、排风口的防雨百叶尺寸的确定 ..................................... 29 § 6.2.4风管阀门的选择.................................................................... 30 § 6.2.5送风口的布置原则 ................................................................ 30 § 6.3 风口的选择 ..................................................................................... 30 § 6.4 新风管的设计计算 ......................................................................... 31 § 6.6 办公区及卫生间排风...................................................................... 33 第七章 空调水系统 ......................................................................................... 35

§ 7.1 空调水系统的选型比较 .................................................................. 35 § 7.2 空调水系统的布置 ......................................................................... 36 § 7.3风机盘管水系统水力计算 ............................................................... 36

§ 7.3.1基本公式 ............................................................................... 36 § 7.3.2标准层的冷冻水供水管路水力计算 ..................................... 37 § 7.4 办公楼水管最不利循环水利计算 .................................................. 40 § 7.5 空调风机盘管水系统供、回、凝水管 ........................................... 42 § 7.6 水管系统中的阀门 ......................................................................... 43 第八章 机房布置与设备选择 ......................................................................... 45

§ 8.1机房布置原则 .................................................................................. 45 § 8.2机房的设备选择 .............................................................................. 46

§ 8.2.1冷水机组的选择.................................................................... 46 § 8.2.2水泵的选择 ........................................................................... 47 § 8.2.3定压补水水箱选择 ................................................................ 49 § 8.2.4冷却水塔、水箱的选择计算 ................................................ 50

第九章 管道保温、防腐 ................................................................................. 52 结 论 .............................................................................................................. 53 参考文献 .......................................................................................................... 54 致 谢 ................................................................................................................ 55 附 录 ................................................................................................................ 56

III

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第一章 绪 论

本篇文章是对天津某机关办公楼中央空调的设计计算说明。从建筑结构及其要求制定空调方案，要求能够满足使用的要求，即能够满足办公舒适性。此外还要从空调设计的科学合理性和经济性，以及建筑整体的美观度考虑。并能对以后的使用和费用支出做一定的预估。中央空调在现代建筑中越来越多的应用，技术也越来越成熟先进。能够有效的管理，一次性投资，后期使用方便，并且不占用建筑的有效空间。本文就是对中央空调的设计到选型，到校核计算的一个说明。从冷负荷计算，到室内方案的选择和设备的选型。机组的布置连接和选型都有说明。从使用性到科学性再到经济性上做到好的结合。方案选择是整体考虑以及设计的总体思想。计算部分是整个设计的基础，绘图部分是与设计施工相联系的实际的走管和安装。三个部分相依相承，都与整个工程密不可分。各个部分都要保证科学合理，正确无误，经济适用。

本设计是真实性课题的典例。其中，有理论的分析计算，有中央空调方案的选择论证，有实际的绘图安装。是一个完整的工程设计实例。设计计算主要有冷负荷的计算，送风量的计算，管路的计算等。冷负荷的计算确定了各个房间的空气状况和调节条件，以及整个工程的负荷量。是确定室内空调调节方案的主要数据。也是选择冷水机组最主要的参考数据。送风量和管路的计算是面向实际设备和管路的数据资料。都是整个设计的基础。

空调系统方案的选择，基本上确定了空调的形式和内容。本设计选用的是办集中的空调水系统，独立新风加风机盘管系统。空调方案的选择决定了后期设计的方向和内容，是设计中关键的环节。也是综合各个方面的因素制定出来的。

整个设计的理论部分主要集中在前两个部分，实际的安装和设备运行等实际性的工程问题都集中在绘图这个阶段。绘图是把方案完好的实现的一个基础，是工程赖以完成的技术性支持的资料。绘图中要尽量的与工程中实际问题的解决相联系。尽量使方案以一种直观详尽的方式体现出来。这个过程就是方案在成熟完善并且检验的过程。是整个设计中最重要和最有难度的部分。

本设计内容包括：负荷计算；风系统设计；水系统设计；机房布置；设备选

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型说明书撰写及文献翻译几部分。

在上面主要阶段完成以后还要对一些具体细节的问题加以论证思考并列出解决方案。比如管路的腐蚀问题，保温问题。材料的选择问题等。整个设计中尽力能完善的解决工程中的实际常见问题。

然后就是方案的验证试用，一般中央空调的投资大，必须力求避免设计上带来的后期问题。所以在设计阶段要对方案进行充分的论证。

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第二章 系统方案的选择确定

空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，它可组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。

根据负担室内热湿负荷所用的介质不同，空调系统分为：全空气系统，全水系统，空气-水系统，制冷剂系统。全空气系统室内房间的负荷全部由经过处理的空气来负担。由于空气的比热容较小，用于和室内交换热量的空气量大，所以这种系统要求的风道截面积尺寸大，占用的建筑空间较多。全水系统室内负荷全部靠水作为冷热介质来负担。它不能解决房间通风换气的问题，通常不单独采用。空气—水系统负担室内的介质有水又有空气，它既解决了全水系统无法通风换气的困难，又可克服全空气系统要求风管截面大，占用建筑空间多的缺点。制冷剂式系统负担室内负荷以及室外新风负荷的是制冷剂的制冷剂。多用于集中冷却的分散型机组系统和全分散式系统。

根据空气处理设备的集中程度，空调系统分为:集中式空调系统，半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，而是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式也可通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。

集中式、半集中式空调系统和全分散式空调系统相比，具有以下优点： 空调效果好；可送新风，保证室内空气新鲜度；投资低；运行管理方便，运行费用低；故障少，便于维修；设备寿命长；噪声小；宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。

通过有关资料[6]对办公楼采用集中供冷的中央空调和采用房间窗式空调器的局部空调在能耗、造价方面的比较证明，中央空调的耗电明显降低，大约节电30％

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左右。以本工程的实际情况为基础，从造价比较来看，中央空调造价明显较 低，约比窗式空调低12～30％。综合耗电、造价两因素，采用冷水机组集中供冷的中央空调比较合适。在办公楼所采用的中央空调方式中，又以采用半集中式空调为数较多，本设计采用半集中式中央空调系统。

末端系统中以风机盘管加新风空调系统为多。风机盘管的空调方式是空气—水系统中的一种主要形式,主要是由风机、肋片管式水—空气换热器和接水盘组成，它的功能主要是在空气进入房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统的优点是：

与全空气系统比较，可节省空间。布置灵活，具有个别控制的优越性，各房间单独调节温度，房间无人时，可关调机组，不影响其他房间的使用。节省运行费用,运行费用与单风道系统相比约低20~30%,比诱导器系统低10~20%,而综合投资费用大体相同,甚至略低。机组定型化，规格化，易于选择安装。有较好的供冷能力。

结合实际情况，本设计选用风机盘管加独立新风的空气处理方案。 通过以上对空调方案的比较论证，最后采用半集中式中央空调。空气—水系统。末端采用风机盘管加独立新风系统。

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第三章 工程概况

§3.1建筑特点

本设计是天津市某办公楼中央空调系统设计。该办公楼共二层，总建筑面积为1300m2。房间类型包括：办公室，接待室，大厅，值班室，滞留室，餐厅，健身房，卫生间等。

机房置于办公建筑东北面最后一个房间内。

一层楼办公房间包括办公室、餐厅，值班室，接待室等：共7间，其中综合办公室及大会议室（112m2）均采用玻璃幕墙结构。二、三、四层房间结构基本相同：由办公室（56m2、68.4m2、84m2和160m2）会议室（56m2和112m2）、盥洗室、卫生间、吸烟区组成，办公用房每层11间。

说明：二层的网络机房并不纳入中央空调系统内，网络机房的负荷较大，在过渡季节例如：春季其他房间仍然从需要采暖时，机房已经需要制冷来降低室内温度，所以必须与中央空调系统分开调节。由于机房的面积并不大（28m2）故可以为机房单独安装分体空调来满足其需求。

§3.2建筑相关资料

屋面：上人屋面——挤塑聚苯板55：铺地砖水泥砂浆σ=40mm，防水层σ=10mm，水泥砂浆找平层σ=70mm，挤塑聚苯板σ=55mm，钢筋混凝土屋面板σ=100mm；

外墙：白灰粉刷σ=20mm，加气混凝土砌块σ=250mm外贴σ=80mm挤塑聚苯板； 外窗：断桥铝合金中空玻璃，空气层σ=20mm；

人数：人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的，本办公楼人员密度按如下估算；

办公室：0.2m3/h·人；

会议室、接待室：0.5m3/h·人；

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大厅、走廊：由于人员密度很小，所以不计。

照明、设备：由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为30W/m2。设备负荷为40 W/m2。

空调使用时间：办公楼空调每天使用10小时，即8：00～18：00。 动力与能源资料：

a.动力，工业动力电 380V－50Hz； b.能源，由自备空调机房供给。

§3.3室外设计参数

采用天津市塘沽地区室外气象参数，气象台站位置：北纬38°59′，117°43′，海拔5.4m。

夏季：

空调室外计算干球温度：33.4℃；通风室外计算干球温度：29℃； 空调室外计算湿球温度：26.4℃；通风室外计算相对湿度：70％； 平均风速4.4m/s，风向SE，频率12％； 大气压力：1004.7hPa； 冬季：

空调室外计算干球温度：-10℃； 采暖室外计算干球温度：-8℃； 通风室外计算干球温度：-4℃； 空调室外计算相对湿度: 62％；

平均风速4.3m/s，风向NW，频率12％； 大气压力：1026.6hPa

日平均温度≤+5℃（+8℃）天数：127（148）天；

日平均温度≤+5℃（+8℃）期间内的平均温度：-1.5（-0.3）℃； 年平均温度：12℃；

极端最高温度及其平均值：39.9℃，35.4℃； 极端最低温度及其平均值：-18.3℃，-12.9℃。

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经东

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§3.4室内设计参数

表3-1 室内参数表

夏季 房间名称 T（℃） φ（%） T（℃） φ（%） 办公室 会议室、接待室 大厅、走道 卫生间 盥洗室 25 25 25 25 25 55 65 65 60 60 20 18 16 20 20 45 50 50 60 60 冬季 新风量 单位面积人G（m3/人） 30 30 0 30 30 0.2 0.5 0 0.5 0.5 数（人/m2） 备注：

1.由于办公室和会议室并未给出明确人员数目，故采用最密集的人员考虑。 2.大厅走道由于人员密度相对较小故不供送新风。

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第四章 空调负荷计算

§4.1围护结构瞬变冷负荷计算原理

§4.1.1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：

Q=F·K·（tln-tn）（W）

（4-1）

式中：Q1——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W； F——外墙和屋面的面积，m2；

K——外墙和屋面的传热系数，W/（m2·℃）,可根据外墙和屋面的不同构造，表1－6（a）或表1－6（b）[1]中查取；

tn——室内计算温度，℃；

tl n——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋面的不同类型分别在表1－7（a）～表1－7（g）[1]中查取。

必须指出式（4-1）中的各围护结构的冷负荷温度值都是以天津地区气象参数

为依据计算出来的，因此对不同地区和不同情况应按下式进行修正：

t'l n =（tl n +td）ka·kp（℃）

（4-2）

式中：td——地区修正系数，℃，见表1－8（a）及表1－8（b）[1]；

ka——不同外表面换热系数修正系数，见表1-9[1]； kp——不同外表面的颜色系数修正系数，见表1-10[1]；

§4.1.2室内传热维护瞬时冷负荷

当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3℃时,要考虑由内维护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可按如下传热公式计算：

Q2=F·K·（tl s -tn）W

式中：F——内维护结构的传热面积，m2；

K——内维护结构的传热系数，W /（m2·k）； tn——夏季空调房间室内设计温度，℃；

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（4-3）

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tl s——相邻非空调房间的平均计算温度，℃。

t'1s?t?t1s℃

（4-4）

式中：t ——夏季空调房间室外计算日平均温度，℃；

tl s ——相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日

平均温度的差值,当相邻散热量很少（如走廊）时, tl s 取3 ℃,；当相邻散热量在23～116 W /m2时, tl s取5 ℃。

§4.1.3外窗瞬变传热引起的冷负荷

在室内外温差的作用下, 玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算：

Q3=F·K·（tl –tn）（W）

式中：F——外玻璃窗面积，m2；

K——玻璃的传热系数，W/（m2·k）；

tl——玻璃窗的冷负荷温度逐时值，℃，见表1-13[1]； tn——室内设计温度，℃。

不同地点对t l按下式修正：

tl/=tl+td

（4-6）

式中：td——地区修正系数（℃），见表1-14[1]

透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算：

Q4=F·C Z·D j.max·CLQ（W）

（4-7）

（4-5）

式中：F——玻璃窗的净面积,是窗口面积乘以有效面积系数Ca，

C Z——玻璃窗的综合遮挡系数C Z=Cs·Cn ；

其中，Cs—— 玻璃窗的遮挡系数；

Cn—— 窗内遮阳设施的遮阳系数，由表1-17[1]查得，中间色活动百叶

帘Cn =0.6；

D j.max——日射得热因数的最大值，W/m2，由表1-18[1]查得； CLQ ——冷负荷系数，由表1-19（a）～表1-19（b）[1]查得。

§4.1.4设备散热形成的冷负荷

1.设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算：

Q7=Qq+Q·CLQ（W）

（4-8）

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式中：Q7——设备和用具实际的显热形成的冷负荷，W；

Qq——设备和用具的实际显热散热量，W；

CLQ——设备和用具显热散热冷负荷系数；如果空调系统不连续运行，

则CLQ＝1.0。

2.设备和用具的实际显热散热量按下式计算 （1）电动设备

当工艺设备及其电动机都放在室内时：

Q＝1000·n1·n2·n3·N/η

当只有工艺设备在室内，而电动机不在室内时： Q＝1000·n1·n2·n3·N

（4-10）

（4-9）

当工艺设备不在室内，而只有电动机放在室内时：

1?? Q＝1000·n1·n2·n3· N

? （4-11）

式中：N——电动设备的安装功率，kW；

η——电动机效率，可由产品样本查得；

n1——利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取

0.7～0.9可用以反映安装功率的利用程度；

n2——电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设

计时最大实耗功率之比；

n3——同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安

装功率之比，一般取0.5～0.8。

（2）电热设备散热量

对于无保温密闭罩的电热设备，按下式计算：

Q＝1000· n1·n2·n3·n4·N

（4-12）

式中：n4——考虑排风带走热量的系数，一般取0.5； 其中其他符号意义同前。 电子设备散热量

计算公式同（4-10），其中系数n2的值根据使用情况而定，本设计对计算机n2

取1.0。

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人体散热形成的冷负荷：

人体散热引起的冷负荷计算式为：

Q6＝qs·n·n/·CLQ +ql·n·n/W （4-13）

式中：Q6——人体散热形成的冷负荷，W；

qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W（见表1-20[1]）； n——室内全部人数；

n/——群集系数，办公楼群集系数为0.93；

CLQ——人体显然散热冷负荷系数，人体显然散热冷负荷系数（见表

1-21[1]）。 §4.1.5新风冷负荷

目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则, 办公楼的新风量取30 m3/h?人。

夏季，空调新风冷负荷按下式计算：

Q新S?GW?(hw?hn)（kW） （4-14）

其中：Q新S——夏季新风冷负荷，kW；

GW——新风量，kg/s；

hW——室外空气的焓值，kJ/kg； hN——室内空气的焓值，kJ/kg。

冬季新风冷负荷：

Q新W?GW?Cp(tn?tw)（kW）

（4-15）

其中：Q新W——冬季新风冷负荷，kW；

GW——新风量，kg/s； Cp——空气比热容，kJ/kg·℃；

tw——室外空气的焓值，kJ/kg； tn——室内空气的焓值，kJ/kg。

§4.2办公楼围护结构冷负荷计算

采用鸿业暖通计算软件计算：（围护热负荷见附录）

表4-1 围护负荷计算书

参数 面积（m2） 夏季室内冷负围护负荷修正风机盘管修正12

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荷（全热）（W） 1.2～1.5 选型修正1.1（kW） 1002[大厅] 1003[会议室] 1004[会议室] 1005[综办] 1006[卫生间] 1007[卫生间）] 1008[接待室] 1009[接待室] 1010[办公室] 1011[综办] 1012[盥洗室] 1013[卫生间] 1014[卫生间] 1015[卫门廊] 1019[走廊] 2001[办公室] 2002[办公室] 2003[综办] 2004[会议室] 2005[会议室] 2006[办公室] 2007[办公室] 2008[办公室] 2009[办公室] 2010[办公室] 2011[办公室] 112 56 112 160.2 7.5 23.2 70.4 70.4 84 168 26.4 14.8 14.8 4.5 183.38 70.4 70.4 160.2 112 56 56 56 56 56 68.54 56 9337 4528 9024 11411 905 1603 6418 6418 5132 14026 801 594 652 541 5714 4676 4676 12891 9640 5559 3279 3279 3279 3279 3886 3353 13

11.2 5.4 10.8 13.7 1.1 1.9 7.7 7.7 6.2 16.8 1.0 0.7 0.8 0.6 6.9 5.6 5.6 15.5 11.6 6.7 3.9 3.9 3.9 3.9 4.7 4.0 12.3 6.0 11.9 15.1 8.5 8.5 6.8 18.5 1.1 7.5 6.2 6.2 17.0 12.7 7.3 4.3 4.3 4.3 4.3 5.1 4.4 车辆与动力工程学院毕业设计说明书

2013[卫生间3] 2014[卫生间4] 2015[盥洗室] 2016[卫生间1] 2017[卫生间2] 2018[卫门廊] 2019[吸烟区] 2020[走廊] 3001[综办] 3002[会议室] 3003[会议室] 3004[办公室] 3005[办公室] 3006[办公室] 3007[办公室] 3008[办公室] 3009[办公室] 3010[办公室] 3011[办公室] 3012[盥洗室] 3013[卫生间3] 3014[卫生间4] 3015[卫生间1] 3016[卫生间2] 3017[卫1门廊] 3018[吸烟区] 3019[走廊] 4001[综办] 14.8 14.8 26.4 7.5 23.2 4.5 7.2 178.5 160.2 112 56 56 56 56 56 68.54 84 70.4 70.4 26.4 14.8 14.8 7.5 23.2 4.5 7.2 178.5 160.2 715 536 866 278 1346 489 292 7483 12891 9640 5559 3279 3279 3279 3279 3886 5424 4676 4676 866 715 536 278 1346 489 292 7483 13567 14

0.9 0.6 1.0 0.3 1.6 0.6 0.4 9.0 15.5 11.6 6.7 3.9 3.9 3.9 3.9 4.7 6.5 5.6 5.6 1.0 0.9 0.6 0.3 1.6 0.6 0.4 9.0 16.3 1.1 9.9 17.0 12.7 7.3 4.3 4.3 4.3 4.3 5.1 7.2 6.2 6.2 1.1 9.9 17.9 车辆与动力工程学院毕业设计说明书

4002[会议室] 4003[会议室] 4004[办公室] 4005[办公室] 4006[办公室] 4007[办公室] 4008[办公室] 4009[办公室] 4010[办公室] 4011[办公室] 4012[盥洗室] 4013[卫生间3] 4014[卫生间4] 4015[卫生间1] 4016[卫生2间] 4017[卫门廊] 4018[吸烟区] 4019[走廊] 112 56 56 56 56 56 68.54 84 70.4 70.4 26.4 14.8 14.8 7.5 23.2 4.5 7.2 178.5 10204 5825 3545 3545 3545 3545 4177 5520 5199 5149 1052 727 620 331 974 573 342 9340 12.2 7.0 4.3 4.3 4.3 4.3 5.0 6.6 6.2 6.2 1.3 0.9 0.7 0.4 1.2 0.7 0.4 11.2 13.5 7.7 4.7 4.7 4.7 4.7 5.5 7.3 6.9 6.8 1.4 12.3 注：

1.负荷计算使用鸿业暖通计算软件计算得到，因此计算结果比实际算出的偏小，需对其进行修正：修正值?=1.2～1.5使单位面积冷负荷在80～120（W/m2）范围内即可。

2.选择风机盘管时要再将修正后的冷负荷再乘以一个选型修正系数?=1.1,以确保所选的风机盘管可以满足实际使用需求。

3.其中卫生间、吸烟区由于冷量较小并不设置风机盘管。这些区域均采用全新风制冷（无回风），房间的冷负荷并不是很大，可以靠新风机组来满足其室内要求，故无需安装风机盘管。盥洗室由于面积、冷量（26.4m2/1.1kW）相对较大，所以可以选择放置风机盘管以满足房间需求。

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§4.3各房间送风方式的确定

个房间采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。

风机盘管加新风系统的空气处理方式有:

1．新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷；

2．新风处理到室内状态的等含湿量线，新风机组承担部分室内冷负荷； 3．新风处理到焓值小于室内状态点焓值,新风机组不仅承担新风冷负荷，还承担部分室内显热冷负荷和全部潜热冷负荷，风机盘管仅承担一部分室内显热冷负荷，可实现等湿冷却，可改善室内卫生和防止水患；

4．新风处理到室内状态的等温线风机盘管承担的负荷很大，特别是湿负荷很大，造成卫生问题和水患；

5．新风处理到室内状态的等焓线，并与室内状态点直接混合进入风机盘管处理。风机盘管处理的风量比其它方式大，不易选型。

本设计为普通办公楼建筑因此选用用方案：

夏季：新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷 冬季：新风处理到室内状态的等温线，不进行加湿。

注:从经济性角度考虑，除非甲方有明确要求否则对冬季新风一般不进行加湿处理。

§4.4 办公楼新风量和新风负荷的确定

§4.4.1新风负荷计算举例

目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则, 办公楼的新风量取30 m3/h·人。

夏季新风冷负荷：

Q新S?GW?(hw?hn)（kW）

（4-16）

其中：Q新S——夏季新风冷负荷，kW；

GW——新风量，kg/s；

16

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hW——室外空气的焓值，kJ/kg； hN——室内空气的焓值，kJ/kg。

冬季新风冷负荷：

Q新W?GW?Cp(tn?tw)（kW）

（4-17）

其中：Q新W——冬季新风冷负荷，kW；

GW——新风量，kg/s； Cp——空气比热容，kJ/kg·℃；

tw——室外空气的焓值，kJ/kg； tn——室内空气的焓值，kJ/kg。

办公室105夏季新风负荷计算举例：（见图3.4） 室外参数：33.4℃，φ=78%；hW=100.2kJ/kg； 室外参数：25 ℃，φ=55%；hW=53.5kJ/kg；

Q新S?G?(hW?hN)=0.3217×46.9=15.1（kW）

图4-1 夏季新风处理焓湿图

§4.4.2办公楼新风冷负荷计算书

表4-2 新风冷负荷计算书

夏季冷负温度 风量 G参数 t（℃） （kg/s） Δh（kJ/kg） Δh （ Δt℃） （kW） 1003[会议室] 25℃ 0.2800 41.7 17

冬季热负夏季焓差 荷Q=G* 冬季温差 荷 Q=G* Cp*Δt（kW） 29.0 8.2 11.7

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第六章 空调风系统

§6.1空调房间气流组织

本设计室内温湿度参数冬季供暖18℃，φ=40%；夏季空调26℃，φ=50%，房间送风高度不大于2.8米，设计的空调系统为舒适性空调，根据《实用供热空调设计手册》[2]表11.9-1中所示气流组织的基本要求，本设计各房间气流组织选择侧送侧回送风方式。

§6.2风口的布置

风机盘管加新风系统的送风口根据送风管尺寸新风量和风机盘管风量之和选择合适的双层百叶送风口（45度角），同时也要考虑送风距离、送风速度的影响。新风送风口选择双层百叶风口。 §6.2.1新风入口注意事项

1.新风进口位置：本系统采用独立的新风系统，因此只须考虑风机盘管机组配置合理；布置时应尽量使排风口与进风口远离，进风口应尽量放在排风口的上风侧；为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部应距地面不宜低于2m。

2.新风口其他要求：进风口应设百叶窗，以防雨水进入，百叶窗应采用固定的百叶窗，在多雨地区，宜采用防水的百叶窗。 §6.2.2风道的布置和制作要求

1.风管应注意布置整齐，美观和便于维修、测试，应与其他管道统一考虑，要防止冷热源管道之间的不利影响，设计时应考虑各管道的装拆方便。

图6-1 风管底齐式

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图6-2 风管顶齐式

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风管可以采用图6-1所示底齐式，或者使用如图6-2所示顶齐式，本设计由于存在新风管道和排风管道的叠加，故新、排风管均采用第一种底齐式，在叠加出新、排风管道之间距离应至少相距100mm，便于新风风管的安装。

由于风管处于室内，所以新风管外层应包25mm保温层即可，以防止经新风机处理后的新风吸收外界热量升温。

2.风管布置应尽量减少局部阻力：

（1）风管的渐缩管，其锥度≤30°；渐扩管，其锥度≤20°。

（2）弯头曲率半径R，圆形风管Φ=80-220，R≥1.5D；Φ=240-800，R=1-1.5D，Φ>850，R=D。矩形风管弯头采用内、外弧形弯头，其曲率半径为风管弯曲平面侧风管边长的1.5倍，采用内弧形或内斜线形弯头，其弯曲平面侧边长等于或大于500mm时，应在在弯头内加导流叶片。弯头尺寸和弧度应正确，不得扭斜，导流叶片铆接牢固。

（3）连接软管:

与送风散流器相连采用保温软管，最大长度不超过2m。 （4）风管上的可拆卸口不得设置在墙体或楼板内。

3.风管法兰间应放置具有弹性的垫片，如海绵橡胶、橡皮等，以防止漏风，风管与风管之间不应有看得见的孔洞。

4.风管涂漆。本系统设计时选用镀锌薄板钢板，可以不涂漆，但咬口损坏处要涂漆，施工时已发现锈蚀时要涂漆。 §6.2.3新、排风口的防雨百叶尺寸的确定

新风百叶处的面风速≤2m/s

排风百叶处的风速应控制在v≤4.0m/s范围内，不宜过高。

/h） G?A?v?3600（m3

其中：

G——端面风量，m3/h；

A——端面面积，若为防雨百叶则为其有效面积，m2； 计算举例：回流风机EF-101的排风风量G=1000m3/h。 由式（6-1）可知：A有效?G1000==0.06944m2为防雨百叶的有效面积：

v?36004?360029

（6-1）

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A

有效

=0.7A

实际

，故实际面积A=0.6944/0.7=0.0992m2；

其防雨百叶取300×300。

具体新排风风口尺寸详见图纸：风管布置平面图。 §6.2.4风管阀门的选择

1.新、排风口处应按放有（手动）风量调节阀：

（1）当矩形风管长边宽度＜320 mm或为圆形风管时，采用蝶阀； （2）当矩形风管长边宽度≥320mm时，选用对开式多叶调节阀；

（3）对于新风风送风管可以安放在风管支管末端，对于排风风管其末端连接排风口为圆管软管连接，故可以安放于靠近矩形风管和圆形软风管连接处的硬质圆形风管处。

2.新风机组进气口应设有电动风阀和止逆阀：

（1）电动风阀设于新风机入口前，与新风机联动，作用在于当冬季新风机内盘管温度低于保护温度而导致停机时可以联动闭合风管。

（2）止逆阀的作用：防止气流倒流，类似于水系统中的单向阀。 §6.2.5送风口的布置原则

由于为办公建筑，送风风口选用方形散流器。 散流器布置原则：

1.布置时应考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物（如柱）。 2.一般按照对称布置或梅花型布置。

3.每个圆形或方形散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形；如果散流器服务区的长宽比大于1.25时，宜选用矩形散流器。

本次设计散流器采用对称布置，考虑到美观应与房间的气流组织分布均匀，散流器在布置时，应尽量与灯保持同向布置且距灯外缘200mm的距离。

§6.3 风口的选择

整幢办公楼建筑采用散流器送风。散流器喉部接圆形软管，其长度不应超过2m，风口的喉部尺寸由风管的尺寸决定，即由每个风机盘管的送风风量来确定散

30

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流器的具体尺寸。

考虑到本设计为办公用中央空调故，出风口风速不应过大，应＜3m/s。 为便于风口尺寸的确定，故初设出风口风速v=2.5m/s。 由式（6-1）可知：

A= G/（v?3600）（m2）

以房间2F-206为例：

其换气次数为N=8次/h，房间面积为56m2，吊顶下高度为2.8m。

故，G总=8×56×2.8=1254.4≈1255m3/h,风口布置为四送、三回、一排，平均每个送风口的风量G=1255/4=313.75≈315m3/h;A=0.035m2。

且A=πR2；所以R=100mm即，Φ=200mm，故应选择喉部尺寸为Φ=200mm的散流器

其余计算方法如此，详见风管平面图送风风管尺寸标注。

为了便于安装及美观，故所有的送风风口均采用面部尺寸为600×600的风口。

（6-2）

§6.4 新风管的设计计算

经计算得新风管的结构如图6-4所示

表6-1 1F西区新风管管径：

管段 风量（m3/h） 矩形风管尺寸a×b 1—2 425 200×200 2—3 840 320×250 3—4 1390 400×250 4—5 2435 500×250 5—6 3435 800×250 a

b

图6-4 一层建筑西区、东区新风风管布置图（上西右下东） a-西区新风管道，b-东区新风管道

31

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风速（m/s） 0.58 2.083 2.083 2.083 2.6 表6-2 1F东区新风管管径：

管段 风量（m3/h） 矩形风管尺寸a×b 风速（m/s） 320×250 500×250 630×250 800×250 1—2 840 2—3 1640 3—4 2962.5 4—5 4285 3.5 4.5 5.5 6.5 表6-3 2F西区新风管管径：

管段 风量（m3/h） 矩形风管尺寸a×b 风速（m/s） 1—2 1105 320×250 3.5 2—3 1870 500×250 4.5 3—4 2210 630×250 5.5 4—5 3965 800×250 6.5 表6-4 2F东区新风管管径：

管段 风量（m3/h） 矩形风管尺寸a×b 风速（m/s） 320×250 3.5 500×250 4.5 630×250 5.5 800×250 6.5 1—2 840 2—3 1640 3—4 2962.5 4—5 4285 表6-5 3F/4F西区新风管管径：

管段 风量（m3/h） 矩形风管尺寸a×b 风速（m/s） 320×250 3.5 400×250 4.5 500×250 5.5 800×250 6.5 1—2 1105 2—3 1870 3—4 2210 4—5 4130 表6-4 3F/4F东区新风管管径： 3F/4F东区新风管管径

管段 1—2 2—3 32

3—4 4—5

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风量（m3/h） 矩形风管尺寸a×b 风速（m/s） 840 320×250 3.5 1640 500×250 4.5 2962.5 630×250 5.5 4285 800×250 6.5 机组选用麦克维尔超薄吊顶式风机：具体型号见§5.2新风机组的选型。

§6.6排风风管的设计计算：

1.排风风量的确定：

为保证室内的正压要求，据经验公式：

新风风量-排风风量=0.5倍换气次数

其中，0.5倍换气次数即为0.5倍房间体积。 以2F-206为例：

已知其房间的面积为56m2；吊顶下高度2.8m；房间换气次数N=8次/h;房间新风风量G新=340m3/h;

由式（6-3）可知，排风风量G排=340-0.5×56×2.8=261.6m3/h 2.排风风管的设计：

其计算方法如新风风管的计算（例如1F-EF-104排风）

（6-3）

图

6-5 一层EF-104排风风管 表6-5 1F-EF-104东区排风管管径： 管段 风量（m3/h） 矩形风管尺320×250 寸a×b 风速（m/s） 4.5 5 5.5 400×250 500×250 1—2 765 2—3 1530 3—4 2295 33

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注：其他排风风管具体尺寸详见风管平面图。

排风风管的分区应与新风风管的分区保持一致，以便于当新风机因故障停机时能同时控制同一区域的排风风机停止工作，目的在于为防止因发生新风机停机而排风机仍然继续工作而导致办公区域产生负压的情况发生。同时，处于卫生的考虑，盥洗室、卫生间的排风系统必须采用单的排风管道，防止其污染办公空间的空气质量。

对于二、三、四层的吸烟区，由于其面积不大排风风量为300m3/h可以采用壁挂式排风风扇来满足其换气需求。

办公区的室内排风经由排风口接入排风管由排风风机排出，排风管的最大排风风量控制在1500m3/h之内，风量过大会造成风管产生共振影响写字楼办公。出于卫生角度考虑，单独排走且排风风口应选用防雨百叶并尽量布置在建筑的非正立面处，防止影响美观。

风道的设计同新风风管的设计，区别在于排风风口的风速可以略高于送风风口的风速取4.5m/s。应注意新风风管与排风风管交错时，应避免在梁下交错，应选择在两梁之间进行交叠，交叠的两风管之间应保持100mm的距离以便新风管保温层的安装。

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第七章 空调水系统

§7.1 空调水系统的选型比较

空调水系统包括冷水和冷却水系统两部分，它们有不同类型可供选择。

表7-1 空调水系统比较：

类型 特征 管路系统不与大气相接触，仅闭式 在系统最高点设置膨胀水箱 需克服静水压力，水泵压复杂 力、功率均低。系统简单 与蓄热水池连接比较简开式 管路系统与大气相通 单 供回水干管中的水流方向相水量分配，调度方便，便需设回程管，管道长异程式 同；经过每一管路的长度相等 于水力平衡 度增加，初投资稍高 供回水干管中的水流方向相不需设回程管，管道长度水量分配，调度较难，异程式 反；经过每一管路的长度不相较短，管路简单，初投资水力平衡较麻烦 等 稍低 无法同时满足供热、两管制 供热、供冷合用同一管路系统 管路系统简单，初投资省 供冷的要求 能同时满足供冷、供热的有冷热混合损失，投分别设置供冷、供热管路与换三管制 要求，管路系统较四管制资高于两管制，管路热器，但冷热回水的管路共用 简单 系统布置较简单 供冷、供热的供、回水管均分能灵活实现同时供冷或管路系统复杂，初投四管制 开设置，具有冷、热两套独立供热， 的系统 没有冷、热混合损失 资高，占用建筑空间较多 不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，易腐蚀，输送能耗大 优点 与设备的腐蚀机会少;不与蓄热水池连接比较缺点 冷、热源侧与负荷侧合用一组单式泵 系统简单，初投资省 循环水泵 35

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不能适应供水分区压降较悬殊的情况 可以实现水泵变流量，能冷、热源侧与负荷侧分别配备节省输送能耗，能适应供系统较复杂，初投资复式泵 循环水泵 水分区不同压降，系统总较高 压力低。 根据以上各系统的特征及优缺点，结合本办公楼情况，本设计空调水系统选择闭式、异程、双管制、单式泵系统，这样布置的优点是过渡季节只供给新风，不使用风机盘管的时候便于系统的调节，节约能源。

§7.2 空调水系统的布置

本系统设计可以采用两管制供应冷冻水，且具有结构简单，初期投资小等特点。同时考虑到节能与管道内清洁等问题，可以采用闭式系统，不与大气相接触，采用定压补水装置取代以往的膨胀水箱定压。定压补水装置包括有两部分：

1.膨胀罐用于恒定系统内的水压；

2.补水箱和补水泵用于保证系统内各个末端装置始终充满冷冻水。

由于设计属于多层建筑，因此可以采用异程式水系统，此系统缺点是会导致系统内压力分布不均，因此在每层的回水管末端需要额外加入静态平衡阀以平衡各层楼之间的水压。

本设计采用的是双螺杆冷水机组，机组布置在一楼栈房的方案。供水、立管均采用异程式，各层水管也采用异程式，新风机组和风机盘管系统共用供、回水立管，即新风负荷亦算入冷水机组负荷当中。

§7.3风机盘管水系统水力计算

§7.3.1基本公式

本计算方法理论依据张萍编著的《中央空调实训教程》[1]。 （1）沿程阻力：

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△Pe=ξe· v 2·ρ/2 g mH2O

沿程阻力系数:

ξe=0.025·L/d

（2）局部阻力：

（7-1）

（7-2）

水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为：

△Pm=ξ·ρ·v 2/2 g

（3）水管总阻力：

mH2O （7-3）

△P=△Pe+△Pj mH2O

（4）确定管径：

dn?1.13Vjvj （7-4）

mm （7-5）

式中：Vj——冷冻水流量,m 3/s；

vj——流速,m/s。

在水力计算时，初选管内流速和确定最后的流速时必须满足以下要求：

表6-2 管内水的最大允许水流速表[1]

公称直径：DN >15 20 25 32 40 50 V（m/s） 0.3 0.65 0.80 1.00 1.50 1.50 公称直径：DN 65 80 100 125 ≥150 V（m/s） 1.15 1.60 1.80 2.00 2.00-3.00 空调系统的水系统的管材有镀锌钢管和无缝钢管。当管径DN≤40mm时可以采用镀锌钢管，其规格用公称直径DN表示；当管径DN>40mm时采用无缝钢管，其规格用外径×壁厚表示，一般须作二次镀锌。 §7.3.2标准层的冷冻水供水管路水力计算

1.计算方法：

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