暖通空调设计说明书

摘 要

本次工程为广州市环保局办公楼中央空调系统设计。为一栋六层的多层建筑，其中地下一层，地上六层。总建筑面积5946m2，空调面积为3720m2。建筑的冷负荷为495.95KW，冷负荷指标为83W/㎡；热负荷为258.66KW，热负荷指标为43KW/㎡。主要功能房间有办公室、中型会议室、大会议室等。

本设计所有房间均采用了风机盘管加新风系统。新风从室外引入，处理到室内空气焓值，新风机组仅承担新风冷负荷与部分新风湿负荷，而风机盘管承担室内全部冷负荷及部分新风湿负荷。对于冷热源的选择,冷源采用两台LSLGF300螺杆式冷水机组，单台制冷量为324KW。热源采用两台CWNSO.1.5小型低温燃气锅炉，单台发热量为150KW。水系统采用两管制，分两个区，采用异程式水系统。冷冻水、热水、冷却水供应分别采用三套泵，各三台，两用一备。

卫生间设置机械排风系统，直接排到室外；地下室设置排风与排烟兼用系统，选用双速风机，平时排风，火灾时排烟。

关键词 空调；风机盘管；螺杆式冷水机组；锅炉；防排烟

Ⅰ

Abstract

This designation is air conditioning of Environmental Protection Bure office building in Guangzhou city. The construction as a six layer of the multilayer building，have one layer under ground and 6floors on the ground。The total areas of the construction is5946 square meters ,the area of air conditioning is 3720square meters. The cooling load of the building is 495.95KW, cooling load indicator is 83 w / m2, the heat load is 258.66kW, heat load indicator is 43 w / m2 by load calculate. The building includes the office, conference room, large meeting room。

The design of all the rooms are use of the fan coil units plus fresh air system. The outdoor air can be introduced from outside, it be processed to the enthalpy of indoor air, the flesh air handing unit only undertakes the cooling load of outdoor air and the partial moisture load of outdoor air, but the fan-coil unit undertakes the complete cooling load of indoor and the partial moisture of outdoor air. For the choice of cold and heat sources, We choose two LSLGF300 screw type water chiller system, the single refrigerating capacity is 324KW,and choose two CWNSO.1.5 gas boiler, the Single heat is 150KW as the source of the construction to meet the needs of cold and heat load. Water system adopts two-pipe system ,divide 2 areas, adopts different formula of water system .Condenser water pump is 3 sets ,two use ,one back up.

The guest bathroom adopts independent mechanical exhaust system, is directly discharged to the outside; A basement establishes the mechanical system of smoke extraction and air extraction, selects the double fast axial fan, usually exracte indoor air ,when the fire ,use to exract smoke.

Keywords: air conditioning；fan coil units；screw type water chiller；the boiler；

Smoke control and smoke extraction

Ⅱ

目录

摘 要 ABSTRACT

第1章 工程概况 ················································································································ I 1.1 工程概述 ··················································································································· 1 1.2 维护结构基本材料 ··································································································· 1 1.3 室内外空气计算参数 ······························································································· 1 第2章 负荷的计算 ··········································································································· 3 2.1 夏季冷负荷的计算 ··································································································· 3 2.1.1 外围护结构冷负荷的计算方法 ······································································· 3 2.1.2 室内热源散热引起的冷负荷计算 ··································································· 5 2.1.3 计算举例 ··········································································································· 6 2.1.4 冷负荷汇总 ······································································································· 9 2.2 冬季建筑的热负荷 ··································································································· 9 2.2.1 计算举例 ··········································································································· 9 2.2.2 热负荷汇总 ····································································································· 10 第3章 空调系统的论述 ································································································· 11 3.1 空调方案的确定 ····································································································· 11 3.1.1 空调方案概述 ································································································· 11 3.1.2 风机盘管加新风系统的特点 ········································································· 11 3.2 风机盘管的选型计算 ····························································································· 11 3.2.1 风机盘管加新风系统夏季处理过程计算 ····················································· 11 3.2.2 风机盘管的选型 ····························································································· 13 3.2.3 风机盘管的校核 ····························································································· 13 3.3 新风处理机组的选择 ····························································································· 14 3.3.1 计算举例 ········································································································· 14

3.3.2 机组的选择 ····································································································· 14 第4章 气流组织计算 ····································································································· 16 4.1 概述 ························································································································· 16 4.2 散流器送风气流组织的计算 ················································································· 16 4.3 计算举例 ················································································································· 16 第5章 系统水力计算 ··································································································· 18 5.1 风管系统水力计算 ································································································· 18 5.1.1 概述 ················································································································· 18 5.1.2 空调系统水力计算的特点 ············································································· 18 5.1.3 空气流动阻力 ································································································· 18 5.1.4 计算举例 ········································································································· 20 5.2 水管系统水力计算 ······························································································· 22 第6章 冷热源机房设计 ································································································· 25 6.1 冷热源方案确定 ····································································································· 25 6.1.1 冷热源方案分析 ····························································································· 25 6.1.2 冷热源方案选择 ····························································································· 25 6.1.3 方案的比较 ····································································································· 28 6.2 设备的选型 ············································································································· 30 6.2.1 冷冻水泵的选型 ····························································································· 30 6.2.2 热水泵的选择 ································································································· 32 6.2.3 冷却水泵的选择 ····························································································· 32 6.2.4 冷却塔的选型 ································································································· 34 6.2.5 膨胀水箱的选型 ····························································································· 35 6.2.6 分集水器的选型 ····························································································· 35 6.3 机房设计与布置······································································································· 37 第7章 通风、防排烟设计 ····························································································· 38 7.1 地下车库通风与防排烟设计 ················································································· 38

7.2 水泵房通风设计 ····································································································· 38 7.3 卫生间的通风设计 ································································································· 39 7.4 风机选型 ················································································································· 39 7.4.1 风管阻力计算 ································································································· 39 7.4.2 风口阻力计算 ································································································· 40 7.4.3 风机参数 ········································································································· 41 设计总结 ····························································································································· 43 主要参考文献 ····················································································································· 44 致 谢 ····························································································· 错误！未定义书签。 附录 ····································································································································· 45 附录2.1 建筑冷负荷汇总表 ························································································ 45 附录2.2 建筑热负荷汇总表 ························································································ 48

1.1 工程概述

本工程为广州市环保局办公楼中央空调系统设计，共6层，总建筑高度为23.4m，为多层建筑，总建筑面积为5945.74㎡，空调面积为3719.76㎡。主要功能房间有办公室、中型会议室、大会议室等。地下室为制冷机房、地下停车场、自行车库、水泵房、配电室等。

1.2 维护结构基本材料

建筑维护结构的基本材料见表1.1

表1.1 建筑结构材料表

传热系数K 结构名称 选用材料 W/(㎡·℃) ①泥砂浆 外墙 ②砖墙，δ=240 ③白灰粉刷属Ⅱ型 外窗 双层玻璃钢窗6mm ①预制细石混凝土板25mm②通风层屋顶 ③卷材防水层④水泥砂浆找平层⑤保温层⑥隔汽层⑦现浇钢筋混凝土板 0.46 3.23 0.82 1.3 室内外空气计算参数

1.3.1 室外空气计算参数

查《民用建筑空调设计》得广州室外气象参数值

1北纬23°03，东经113°19′，海拔6.6m；○2大气压力：夏季100.45KPa，○

冬季101.95KPa；○3室外空气计算参数，夏季空调室外计算干球温度：33.5℃，空调室外计算干球温度：27.7℃；冬季空调室外计算干球温度5℃，空调室外计算相对湿度70%。

1.3.2室内设计参数

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查阅《民用建筑空调设计》，查得各房间的室内参数见表1.2：

表1.2 各功能房间室内设计参数 夏季 房间类型 空气温度 ℃ 一般办公室 高级办公室 门厅 中型会议室 大会议室 26-28 24-27 28 26-28 24-28 相对湿度 % ＜65 ＜60 ≦65 ＜65 ＜60 风速 m／s ≦0.30 ≦0.30 ≦0.30 ≦0.30 ≦0.30 空气温度 ℃ 18-20 20-22 18 18-20 16-18 冬季 相对湿度 % 无规定 ≥35 ≥30 ≥30 ≥35 风速 m／s ≦0.20 ≦0.20 ≦0.20 ≦0.20 ≦0.20

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第2章 负荷的计算

2.1 夏季冷负荷的计算

房间冷、热、湿负荷是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。常需要计算的冷负荷主要有以下几种：

（1）外墙及屋面瞬时传热引起的冷负荷； （2）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷； （3）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷； （4）设备散热引成的冷负荷； （5）人体散热引起的冷负荷； （6）照明散热引起的冷负荷；

在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。

2.1.1 外围护结构冷负荷的计算方法

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按下式计算：

??AK(t?t) (2.1) Qc(?)c(?)R?——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； 式中 Qc(?) A ——外墙和屋面的面积，㎡；

K ——外墙和屋面的传热系数，W/m2?℃，根据外墙和屋面的不同构造，由

课本上的附录2-2和附录2-3种查取；

tR ——室内计算温度，℃

tc(?)——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

型分别在附录2-4和附录2-5中查取。对于不同地点，对tc(?)值进行修正，即应为tc(?)?td。其地点修正值td由附录2-6中查取；

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当外表面放热系数不同于18.6W/m2?℃时，应将（tc(?)?td）乘以下表中的修正值。

表2.1 外表面放热系数修正值k?

aw w/(m2·℃【kcal/(h·℃)】 m2·14.2 (12) 1.06 16.3 (14) 1.03 18.6 (16) 1.0 20.9 (18) 0.98 23.3 (20) 0.97 25.6 (22) 0.95 27.9 (24) 0.94 30.2 (26) 0.93 k? 当内表面的放热系数变化时，不加修正。

考虑到城市的大气污染和中浅色的耐久性差，则将表中的数值乘以下表所列的吸收修正系数值 k?。

表2.2 吸收系数修正k?

颜色 浅色 中色 类别 外墙 0.94 0.97 屋面 0.88 0.94 综上所述，外墙和屋面的冷负荷计算温度为：

（2.2） t'c(?)?(tc(?)?td)k?k?

则冷负荷就由下公式算出：

??AK(t'?t) （2.3） Qc(?)c(?)R2）外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷

在室内外温差的作用下，通过外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷按下式计算：

??KA(t?t) （2.5） Qwwc(?)c(?)R?——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； 式中 Qc(?) Kw ——外玻璃窗传热系数，W/m2?℃，由课本附录2-7和附录2-8中查得；

Aw ——窗口面积，㎡；

tc(?)——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃，由附录2-10中查得。 对附录2-7、2-8中的Kw值要根据窗柜的不同情况加以修正，修正值cw由附录

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2-9中查得。

对附录2-10中的值要进行地点修正，修正值td可从附录2-11中查得。

因此，应由下列公式来计算：

??cKA(t?t?t) （2.6） Qc(?)wwwc(?)dR3）通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

?按公式 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷Q（2.7）来计算： c(?)??CACDC （2.7） Qc(?)?wsj,maxLQ式中 Aw ——窗口面积，㎡；

C? ——有效面积系数，由暖通空调课本（下同）附录2-15中查得； CLQ——玻璃窗冷负荷系数，由附录2-16和附录2-19查得。

2.1.2 室内热源散热引起的冷负荷计算

室内热源散热主要指室内工艺设备散热、照明散热和人体散热三部分。 1）设备散热形成的冷负荷

本设计没有固定的大设备，所以不考虑设备散热 2） 照明散热形成的冷负荷

本设计的空调运行时数为16小时,开灯时数为8小时，灯具的类型和安装方式为：暗装荧光灯，所以我们由下公式（8）来计算：

??1000nnNC （2.8） QC(?)12LQ?——灯具散热形成的冷负荷，W； 式中 QC(?) n1n2——分别为镇流器消耗功率系数和灯罩的隔热系数，n1=1.2，n2=0.6； N ——照明灯具所需功率，W；

CLQ——照明散热冷负荷系数，由附录2-22查得。 3） 人体散热形成的冷负荷

人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温、湿度等）等多

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种因素有关。由暖通空调课本上的表2-12，查得办公楼的群集系数为?=0.96

人体显热散热引起的冷负荷计算式为公式（2.9）：

? QC(?)?qsn?CLQ （2.9）

式中 Q?C(?)——人体显热散热新引起的冷负荷，W； qs ——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； n ——室内全部人数； ? ——群集系数；

CLQ——人体显热散热冷负荷系数，由课本附录2-23中查得。人体潜热散热引起的冷负荷计算式为公式（2.10）：

Q?C?qln? 式中 Q?C ——人体显热散热新引起的冷负荷，W； ql ——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；

n ——室内全部人数；

? ——群集系数。

2.1.3 计算举例

以三楼办公室301为例，如图2.1所示，计算房间的冷负荷

图2.1 办公室301平面图

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2.10） （

表2.3 办公室301的负荷计算 办公室北外墙瞬时传热冷负荷

时间 tc(T) ?td ka kР t′c(T) tR K A（㎡） Qc(T) 时间 tc(T) ?td ka kР t′c(T) tR K A（㎡） Qc(T) 时间 tc(T) ?td tR Kw Aw Qc(T) 时间 CLQ Dj，max Cc，s Aw 52.12 9:00 0.65 71.88 10:00 0.75 88.06 11:00 0.81 138.55 9:00 27.90 130.31 10:00 29.00 122.08 11:00 29.90 33.57 33.12 32.67 32.31 37.40 9:00 37.30 35.12 10:00 36.80 29.03 11:00 36.30 32.07 12:00 35.90 30.42 30.15 29.43 29.79 9:00 32.10 10:00 31.80 11:00 31.00 12:00 31.40 13:00 31.30 14:00 31.20 15:00 31.20 16:00 31.30 17:00 31.40 18:00 31.60 1.70 1.00 0.90 29.70 29.61 29.61 29.70 29.79 29.97 26.00 0.82 10.32 31.31 13:00 35.50 30.55 14:00 35.20 30.55 15:00 34.90 31.31 16:00 34.80 32.07 17:00 34.80 33.60 18:00 34.90 0.00 1.00 0.90 31.95 31.68 31.41 31.32 31.32 31.41 26.00 0.82 22.32 115.49 108.9 103.96 12:00 30.80 13:00 31.50 14:00 31.90 99.02 15:00 32.20 97.37 16:00 32.20 97.37 17:00 32.00 99.02 18:00 31.60 办公室北外窗瞬时传热冷负荷

1.00 26.00 2.88 6.24 104.23 116.8 124.00 129.39 12:00 0.83 13:00 0.83 14:00 0.79 109 0.48 6.24 15:00 0.71 129.39 16:00 0.60 125.80 17:00 0.61 118.61 18:00 0.68 办公室透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷

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续表2.3

时间 Ca Qc(T) 时间 CLQ qs n a Qc(T) ql Qc 合计 时间 CLQ n1 n2 N Qc(T) 47.232 47.808 48.384 48.384 48.38

表2.4 各分项逐时冷负荷汇总

时间 北外墙 9:00 37.4 10:00 35.12 130.31 71.88 183.64 635.14 47.81 2641.9 11:00 29.03 122.08 88.06 198.33 644.12 48.38 2668 12:00 32.07 115.49 104.23 203.23 653.11 48.38 2694.5 13:00 31.31 108.9 116.81 203.23 657.6 48.38 2704.2 14:00 30.55 103.96 124 193.44 662.09 48.96 2701 15:00 30.55 99.02 129.39 173.85 558.76 48.96 2578.5 16:00 31.31 97.37 129.39 146.91 540.79 49.54 2533.3 17:00 32.07 97.37 125.8 149.36 529.56 50.69 2522.8 18:00 33.6 99.02 118.61 166.5 520.57 51.84 2528.1 473.40 623.90 9:00 0.82 473.40 635.14 10:00 0.83 473.40 644.12 11:00 0.84 150.51 161.74 170.73 159.16 9:00 0.67 183.64 10:00 0.72 198.33 11:00 0.76 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 0.75 203.23 203.2 193.44 173.85 12:00 0.8 13:00 0.82 4 0.96 179.71 184.2 188.70 123.28 473.40 473.4 473.40 473.40 653.11 657.6 662.09 558.76 办公室照明引起的冷负荷 12:00 0.84 13:00 0.84 14:00 0.85 1.2 0.6 80 48.96 48.96 49.536 50.688 51.84 15:00 0.85 16:00 0.86 17:00 0.88 18:00 0.9 473.40 540.79 473.40 529.56 473.40 520.57 85.36 67.39 56.16 47.17 14:00 0.84 15:00 0.38 146.91 16:00 0.3 149.36 17:00 0.25 166.50 18:00 0.21 办公室人员散热引起的冷负荷

58.5 西外墙 138.55 北外窗 玻璃窗日射 人员负荷 照明 合计 623.9 47.23 2596.3 52.12 159.16 由表2.4可以看出，此客房最大负荷值出现在13:00，其值为2704.2W。

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另外，夏季新风冷负荷计算如下：

参考《民用建筑空调设计》，每人的新风量为30m3/h（8.33L/s），由湿空气性质表查得：室内空气焓值为61.63KJ/kg（tR=26℃，ψ=65%）；室外空气焓值为89.26 KJ/kg。

新风负荷为：

=552.6W

所以，该房间的负荷是维护结构的冷负荷与新风负荷的总和

Q=2704.2+552.6=3256.8 W

该房间的面积为26㎡，所以，房间的负荷指标为 3256.8÷26=104W

2.1.4 冷负荷汇总

用上述的计算方法计算建筑的冷负荷，算得建筑的总负荷为495.95KW。建筑的负荷指标为83W/㎡。其他各房间的负荷见附录2.1。

2.2 冬季建筑的热负荷

2.2.1 计算举例

以一楼办公室101为例，计算房间的热负荷。

图2.2 办公室101平面图

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1） 计算结果列入表2.5中。包括基本耗热量和附加耗热量，所得维护结构耗热

量为：

维护结构耗热量计算表 表2.5

室内外计算温度差 维护结构 房间房间编号 名称 名称及方面积向 传热系数 室内计室外计算温度 算温度 温差修基本耗热正系数 量 耗热量修正 房间热负朝向修荷（W） 修正后的热量 tR-totR（℃）t o（℃） （㎡） （㎡·℃） （℃） KW/a Q（W） 正率修正值 （%） 北外墙 办北外窗 101 公室 12.6 3.96 0.82 2.88 0.82 0.45 0.21 0.12 21 1 18 5 13 1 1 1 1 134.3 148.3 244.5 121.7 24.02 2.496 0 0 -5 0 0 0 1 1 0.95 1 1 1 134.3 148.3 232.3 121.7 24.02 2.496 663.09 西外墙 22.94 地面Ⅰ 地面Ⅱ 地面Ⅲ 20.8 8.8 1.6 2） 新风热负荷：Q?mOcp?tR?tO?=60×1.01×13=787.8 W 3） 所以房间总的热负荷为:Q?Q?Q=663.09+787.8=1450.89 W

12则该房间的热负荷指标为55.8 W/㎡。

2.2.2 热负荷汇总

用上述的计算方法计算建筑的热负荷，算得建筑的总负荷为258.66KW。建筑的负荷指标为43 W/㎡。其他各房间的热负荷见附录2.2

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第3章 空调系统的论述

3.1 空调方案的确定

3.1.1 空调方案概述

结合本建筑物的特点，绝大部分房间空间较小，功能单一，全部为办公室和会议室，人员密度也较少，所以本次设计全部采用了风机盘管加新风系统，小房间采用侧送风方式。该系统具有初投资低，调节灵活，运行管理方便等优点。

3.1.2 风机盘管加新风系统的特点

风机盘管直接全部布置在房间内，直接对室内回风进行处理，新风是由新风机组处理后通过新风管道送入室内，系统的冷量或热量由空气和水共同承担。其特点是： 1）优点：○1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

2各房间可以独立地调节室温，可以随时根据需要开、停机组，方便调○

节，节能效果好

3空调使用季节较长 ○

4各功能房间之间不会互相污染 ○

2）缺点：○1风机盘管分散布置，敷设管线比较麻烦，维修管理不方便

2水系统比较复杂，容易漏水 ○

3过滤性能差 ○

3）适用性：○1适用于旅馆、公寓、办公楼等建筑物

2需要增设空调的小面积、多房间的建筑 ○

3室温需要进行个别调节的场所 ○

3.2 风机盘管的选型计算

3.2.1 风机盘管加新风系统夏季处理过程计算

在风机盘管加新风空调系统中，新风在夏季要经过冷却减湿处理，在冬季要经过加热加湿处理。本设计采用让风机盘管承担室内冷、热负荷，新风机组只承担新风本

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身的负荷的空气处理方案。该方案的空气处理过程如图3.1所示。

图3.1 风机盘管空气处理状态焓湿图

以办公室301为例进行计算，已知室内空气夏季干球温度26℃，相对湿度60%，室内焓值hN=61.63kJ/kg，含湿量dN=12.3g/kg，室外空气夏季空调计算干球温度33.5℃，室外空气夏季空调计算湿球温度27.7℃，hW?89.14kJ/kg，dW?21.58g/kg。室内冷负荷：2.034KW，室内湿负荷：0.000098kg/s。

1)求各房间的送风量G及新风量GW

○1确定机器露点L：从N点引焓线和φ=90%线交于L点，连接WL，W→L是新风机组内实现的冷却减湿过程。

2求室内热湿比及房间送风量 ○

??Q2.034??10378kJ/kgW0.00098

（3.1）

过N点作ε线与φ=90%线相交，即得送风状态点S。房间送风量为：

G?Q2.034??0.09kg/s。 （3.2）

hN?hS61.63?39.033新风量按最小新风比来计算，取最小新风比m=20%, ○

因此GW?G?m?0.2G?0.2?0.9?0.02kg/s。 2) 确定风机盘管处理后的状态点M

连接点L和点S并延长到M点，M点为经过风机盘管处理后的空气状态，风机盘管处理的风量GF?G?GW?0.099?0.02?0.079kg/s，由混合原理：

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GWhs?hM ?GFhN?hs求出hM即hM?hS?GW(hN?hS)0.0288?(57.8?39.03) ?39.03??34.34kJ/kg（3.3）

GF0.1152hM线与LS的延长线相交得M点，连接点N和点M，N→M是在风机盘管内实现的冷却减湿过程。

3) 确定新风机组负担的冷量和盘管负担的冷量 新风机组负担的冷量（kw）为：

QS.W?GW(hW?hL)?0.0288?(89.14?57.8)?0.9kJ/s （3.4）

盘管负担的冷量（kw）为：

QS.F?GF(hN?hM)?0.1152?(57.8?39.03)?2.16kJ/s （3.5）

3.2.2 风机盘管的选型

根据求得的盘管负担的冷量和风机盘管处理的风量选择风机盘管，见表3.2。

表3.2 风机盘管选型参数

风量 型号 台数 （m/h） FP-68 1 680 3600 3进出水供冷量（w） 接管 ZG3供热量（w） 功率（W） 5400 62 水阻力（kpa） 20-30 4〃3.2.3 风机盘管的校核

同样以办公室301为例进行校核。

FP-68风机盘管机组中档风量时全冷2988W，其SHF?0.75，因此风机盘管处理过程的热湿比为：

?FC?2500?10000Kj/Kg （3.6）

1?SHF式中 SHF——风机盘管的平均显热比 综合考虑新风带入负荷后的室内热湿比应为：

?r?Qc??V（ohL-hN）?11950Kj/Kg （3.7） MW??Vo(dL?dN)?10?3第13 页/共 50页

Qc——室内全热冷负荷，KW Vo——新风量?/h MW——湿负荷Kg/s

风机盘管的空气处理过程的热湿比?FC等于或者稍小于?r，即可满足要求。因此该风机盘管可满足要求。

同理，以同样的方法对其他各房间进行风机盘管的选型计算，校核。

3.3 新风处理机组的选择

3.3.1 计算举例

以进行管道的阻力计算。具体计算过程见后面的5.1.4节。

以三楼的新风管道为例（详图见5.1.4节）进行计算，主要计算新风机承担的冷量，所提供的风量，和所需要的余压。计算出管道的总阻力，确定机组的余压，综合风量，冷量和阻力的因素，选择合适的新风机组。

该新风机组主要承担办公室301——309，和中型会议室310的新风负荷和新风量 1） 所以新风机所提供的冷量为：

Q=0.678×8+1.017+11.85=18.29 KW

2） 新风机所提供的风量为:

H=2×30×8+4×30+60×25=2100 m3/h

3） 风管阻力，详细计算见5.1.4节。

3.3.2 机组的选择

本设计所有空气处理机组均选用无锡北溪空调设备有限公司生产的BXK－DB系列超薄暗装吊顶式新风处理机组。根据3.3.1的计算。所选的机组性能参数见表3.5：

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表3.5 三层新风处理机组主要性能参数

型号 额定风量（m3/h） 余压（Ⅰ型）（Pa） 额定冷量(全新风干球温度34℃，湿球温度28℃)（kW） 风机额定功（Ⅰ型）（kW） BXK-2.5-DB4 冷媒水量（m/h） 3.4 32500 冷媒水阻力（kPa） 18 195 换热器面积（m） 20.2 232.0 机组重量（kg） 154 外形尺寸 （mm×mm） 950×1040×540 0.32 接管管径 凝水管径 DN40 DN20 同理，以同样的计算方法对其他楼层进行空气处理机组的选型计算。

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第4章 气流组织计算

4.1 概述

房间气流组织设计是空调设计中的一个重要环节。它直接影响室内空调设计的效果，关系着房间工作区的温湿度，精度及区域的温差，工作区气流速度等。

根据《采暖通风与空气调节设计规范》的规定，对于舒适性空调，工作区风速夏季不应大于0.3m/s，冬季不应大于0.2m/s。

4.2 散流器送风气流组织的计算

4.2.1 计算步骤

1）根据房间的尺寸及形状布置散流器，计算每个散流器的送风量。 2）初选散流器，计算颈部风速，计算射程。

3）计算工作区的平均风速是否满足要求，若不满足，应重新选择布置散流器。

4.3 计算举例

以副局长办公室215为例进行计算。房间如图4.1所示。

图4.1 散流器布置示意图

1）确定送风形式

本区域采用上送上回形式，送风为散流器平送。 2）布散流器

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以副局长办公室215为例房间内散流器送风区域的面积为55.44m2,风量为1020m3/h,房间高度为3.9m,采用均匀布置方式，每个散流器承担3.5m×3.5m的送风区域，一共布置4个散流器。如图4.1所示。 3）初选散流器

选用200×200mm2的方型散流器，颈部面积为0.0225m2,则颈部风速为：

v?0.28?1.75m/s （4.1）

4?0.04实际出口面积为：A=0.04×0.9=0.036m2 （4.2） 散流器的出口流速：vo?1.75/0.9?1.95m/s （4.3）

x?K?0A12按公式

?x?x0 求射流末端速度为0.5m/s的射程，即：

1.4?1.95?0.03612x??0.07?0.97m （4.6）

0.5?m?按公式

20.381rl(L/4?H)计算室内平均速度：

122vm?0.381?0.97(3.5?3.5/4?3.9)212?0.106m/s?0.3m/s （4.7）

则送冷风时，vm附加20％即室内平均风速为0.11m/s，则送热风时，vm减少20％即室内平均风速为0.09m/s所选散流器符合要求

用同样的方法计算其他各房间的气流组织，确定房间的送风口尺寸，送风口个数。

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第5章 系统水力计算

5.1 风管系统水力计算

5.1.1 概述

空调系统水力计算的目的是：确定各管段的断面尺寸和系统阻力，保证系统内的风量分配达到要求，最终确定系统通风机的型号和动力消耗。空调水力计算采用假定流速法，即根据风道与风口的经济流速确定其风速值，再由风道或风口应输送的风量得到风道或风口所需尺寸，并计算出系统的阻力。风道与风口的经济流速见表5.1：

表5.1 风道与风口的经济流速（m/s）

风道、风口类别 风速 主风道 6～8 无送、回风口的支风道 5～7 有送、回风口的支风道 3～5 送风口 3～5 5.1.2 空调系统水力计算的特点

1）系统内的介质为空气而非采暖系统中的热水或蒸汽，因此管道的断面远远大于热水或蒸汽管道的断面，因而占用空间较大；

2）除特殊情况外，空调系统一般用镀锌薄钢板作风道，且为了与建筑配合，风道多采用矩形断面，为了最大限度的利用板材，实现风管制作与安装的机械化、工厂化，我国确定了《通风管道统一规格》；

3）空调系统的局部阻力所占比例较大，一般为50%以上。

5.1.3 空气流动阻力

空气流动阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 1）摩擦阻力

摩擦阻力主要发生在流动边界层内。空气在风管内流动时，由于边壁上流体质点无滑动，故而从边壁开始形成一个边界层。边界层内存在较大的流速梯度，所以在流体流动时，就产生了阻碍流体运动的内摩擦力。

空气在风管中的流动阻力，通常以单位体积流体的能量损失?P表示。 摩擦阻力?pm的数学表达式为

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l?v2 ?pm??? Pa （5.1）

de2式中 ?——摩擦阻力系数； de——风管当量直径，m； ?——空气密度，kg/m3；

v——风管内空气平均流速，m/s； l——风管长度，m。 对于矩形风管

de?2ab （5.2） a?b式中 a,b——矩形风管的边长，m。 2） 局部阻力

在风管系统中，管道安装一些管件用以控制或调节风管内空气的流动。比较典型的管件有：弯头、三通及变径管。当空气流经管件时，由于流量大小和流动方向的改变，引起了流速的重新分布并产生涡流。由此产生的阻力，称为局部阻力。

局部阻力可按下式计算： Z??式中 ?——局部阻力系数；

v——?与之对应的断面流速，m/s。 3）风管内空气流动阻力

风管内空气流动阻力，等于摩擦阻力和局部阻力总和，即

?P????pm?Z????l?Rm?Z? （5.4） 本设计采用假定流速法。

对本设计计算而言，风量G是作为已知条件，假定流速v，则管径D和单位长度摩擦阻力Rm就可确定。其设计计算步骤：

1管段编号。在每一管段始末两点处或分叉点处做标号，每一管段为一流量； ○

?v22 （5.3）

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○2将管段编号、流量、管段长度均列入表中，管长取两管件中心间的距离； 3选局部构件最多、长度最长的管路为最不利管路，本设计取1～2～3～4～5～○

6～7～8～9～10～11～12，

○4逐段选定流速并按风道标准管径选定风道断面，然后算得管内实际流速，并查出管道的比摩阻，由管长进一步算出管段沿程阻力；

○5按系统布置查出局部构件，并确定其局部阻力系数ζ值，再由相应的动压值算出局部阻力值； ○6求管道系统总阻力；

○7系统总阻力为外部阻力和内部阻力之和，内部阻力主要考虑表冷器、初、中效过滤器等，表冷器取116Pa，初效过滤器取50Pa，中效过滤器取100Pa； ○8求风系统总阻力。

5.1.4 计算举例

1) 以三层的送风管道的水力计算为例进行计算，三层送风管道如图5.1所示。

图5.1 送风管道系统水力计算图

表5.2 送风管道系统水力计算表

管道编号 1-2 2-3 3-4 4-5

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风量管长 初选流速风道断面实际流速比摩阻沿程阻力局部阻力动压局部阻力管段总阻b/mm （m/s） (Pa/m) 损失（m/s） a×（Pa） 系数∑ξ （Pa） 损失（Pa）力（ Pa） 2 2 2 2.5 160×160 160×160 200×160 200×200 1.31 1.95 2.08 2.08 0.19 0.37 0.37 0.32 0.56 1.46 1.69 1.69 4.52 0.27 0.27 0.27 1.03 2.28 2.60 2.60 4.65 0.62 0.70 0.70 15.21 2.07 2.39 2.39 （m3/h） (m) 60 180 240 300 2.93 3.94 4.57 5.28

续表5.2

管道编风量管长 初选流速风道断面实际流速比摩阻沿程阻力局部阻力动压局部阻力管段总阻b/mm （m/s） (Pa/m) 号 （m3/h） (m) （m/s） a×损失（Pa） 系数∑ξ （Pa） 损失（Pa）力（ Pa） 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 860 3.55 1360 3.55 1920 6 3 4 5 5 5 5 400×200 500×200 500×200 630×200 630×200 630×200 2.99 3.78 5.34 4.37 4.59 4.8 0.43 0.6 1.12 0.73 0.77 0.85 1.53 2.13 6.72 3.00 2.23 1.73 0.41 0.41 5.36 2.20 8.57 3.51 3.73 5.64 0.31 17.11 5.30 12.02 0.41 11.46 4.70 0.27 12.64 3.41 0.27 13.82 3.73 7.70 5.64 5.46 40 1980 4.11 2040 2.89 10-11 2160 2.03 11-12 12-13 2160 1.43 分支管路 2-a 3-b 4-c 5-d 5-e 6-f 7-g 7-h 8-i 9-j 10-k 120 5.57 60 60 60 500 500 60 500 60 60 1.21 1.21 1.21 7.6 7.6 1.21 7.6 1.21 1.21 空气处理装置 5 630×200 4.8 0.85 1.22 1.72 13.82 23.78 24.99 1.5 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1.5 160×160 160×160 160×160 160×160 400×200 400×200 160×160 400×200 160×160 160×160 160×160 1.31 0.66 0.66 0.66 1.74 1.74 0.66 1.74 0.66 0.66 1.31 0.19 0.06 0.06 0.06 0.16 0.16 0.06 0.16 0.06 0.06 0.19 1.06 0.07 0.07 0.07 1.22 1.22 0.07 1.22 0.07 0.07 1.06 5.05 4.55 4.55 4.55 5.05 5.05 4.55 5.05 4.55 4.55 5.05 1.03 5.20 16.02 0.26 1.19 13.26 0.26 1.19 13.26 0.26 1.19 13.26 1.82 9.17 18.39 1.82 9.17 18.39 0.26 1.19 13.26 1.82 9.17 18.39 0.26 1.19 13.26 0.26 1.19 16.26 1.03 5.20 20.26 120 5.57 根据以上风管水力计算结果，本新风管的最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11 -12-13管段，其总阻力为：

Rz=5.21+2.07+2.39+3.37+5.64+12.02+7.7+5.64+5.46+40+24.99=114.49Pa 同理，用同样的方法计算其他风管的阻力。 2)分支管路的阻力平衡计算

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分支管路的阻力计算详见表5.2。

管段1-10与管段10-K并联，故不平衡率为：

?P1?10?P??P10?k1?10?38.43?20.26?100%?38.63%?15% 不满足要求，用阀门调

38.43节。其他支管的阻力平衡同上计算，实际运行时，可利用调节阀改善其不平衡性，使风口出流量更加均匀。

5.2 水管系统水力计算

同样以3层冷冻水供回水管为例进行供回水管道系统的水力计算，供回水管道如图5.2所示。

图5.2 供回水管道系统图

1）以1-2段管为例进行说明：流量mw=0.74m3/h，管长L=3.5m。查表8-4（民用建筑）初选管径DN20，其比摩阻为Rml=210pa/m，计算流速、动压及沿程阻力损失：

由d?4m4?0.354mw?0.31m/s 可得：v?2w?2d?0.02?3.14?3600?v1000?0.312??48.05pa 则其动压为?pd?22?v2管段1-2的沿程阻力损失为：?py?Rml?l?210?3.5?420pa 2）局部阻力损失的计算：

该管段存在局部阻力的部件有：分流三通、闸阀、弯头、滤水网,等，查手册得分流三通、闸阀、滤水网、的阻力系数分别为：1.5、0.5、0.3、2.5,则???4.8。 因此，管段1-2的局部阻力损失为：

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?pj?????pd?4.8?48.05?230.64pa

则该管段的总阻力为：?p1?2??py??pj?420?230.64?650.64pa 其他管段的计算方法与1-2管段相同。各管段的计算结果见表5.3：

表5.3 供回水管道系统水力计算表

管道编管长号 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 10-12 局部阻力管段总阻动压（Pa） (m) （m3/h）（ mm）（ m/s） (Pa/m) 损失（Pa） 系数∑ξ 损失（Pa） 力（Pa） 3.5 5.08 4.57 3.5 3.55 3.55 3.55 0.96 2.96 4.11 5.88 0.35 0.74 1.07 1.43 2.04 2.65 3.62 4.23 4.58 4.9 5.22 20 20 25 25 32 32 32 40 40 40 40 0.31 0.65 0.61 0.81 0.71 0.92 1.25 0.94 1.01 1.08 1.3 120 215 305 430 145 170 250 185 190 200 245 420.00 1092.20 1393.85 1505.00 514.75 603.50 887.50 177.60 562.40 822.00 1440.60 4.8 1.5 1.5 1.8 1.5 1.5 2.5 1.5 1.5 1.5 0.3 48.05 230.64 3650.64 流量管径流速比摩阻沿程阻力局部阻力211.25 316.88 1409.08 186.05 279.08 1672.93 328.05 590.49 2095.49 252.05 378.08 892.83 423.20 634.80 1238.30 781.25 1953.13 2840.63 441.80 662.70 840.30 510.05 765.08 1327.48 583.20 874.80 1696.80 845.00 253.50 1694.10 支路管段 2-a 3-b 4-c 5-d 6-e 7-f 7-g 8-h 1.38 3.04 3.04 1.66 1.66 1.66 4 1.66 0.35 0.33 0.36 0.61 0.61 0.61 0.36 0.61 20 20 20 20 20 20 20 20 0.31 0.3 0.32 0.54 0.54 0.54 0.32 0.54 120 120 120 200 200 200 120 200 165.60 364.80 364.80 332.00 332.00 332.00 480.00 332.00 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 48.05 45.00 51.20 230.64 3960.24 216.00 5800.80 245.76 6100.56 145.80 699.84 5031.84 145.80 699.84 5031.84 145.80 699.84 5031.84 51.20 245.76 4725.76 145.80 699.84 5031.84

第23 页/共 50页

续表5.3

管道编管长号 9-i 10-j 11-k 局部阻力管段总阻动压（Pa） (m) （m3/h）（ mm）（ m2/h） (Pa/m) 损失（Pa） 系数∑ξ 损失（Pa） 力（Pa） 0.35 0.32 0.32 20 20 20 0.31 0.3 0.3 120 120 120 364.80 364.80 564.80 4.8 4.8 6.8 48.05 45.00 45.00 230.64 5950.44 216.00 5800.80 706.00 5263.8 流量管径流速比摩阻沿程阻力局部阻力3.04 3.04 5.64 根据以上计算结果，可知第三层的最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12管路，其支管最不利环路阻力为16.73×2=33.46KPa。同理，用同样的方法计算其他水平支管的阻力。

3) 分支管路的阻力平衡计算 分支管路的阻力计算详见表5.3。

管段1-11与管段11-K并联，故不平衡率为：

?P1?11?P??P11?k1?11?10064.5?5263.8用阀门调?100%?32.3%?15% 不满足要求，

10064.5节。其他支管的阻力平衡同上计算，实际运行时，可利用调节阀改善其不平衡性，使各管路出流量更加均匀。

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第6章 冷热源机房设计

6.1 冷热源方案确定

6.1.1 冷热源方案分析

1）选型影响因素

1初投资 ○

2运行费用（能耗、运行管理、维护等） ○

3增容费 ○

4运行的可靠性、安全性、操作维护的方便程度、使用寿命 ○

5机房面积、燃煤锅炉房要求的储煤、渣面积、贮油条件等 ○

6环境影响 ○

2）常用冷热源的选择原则

1热源优先采用城市、区域供热或工厂余热； ○

2具有城市燃气供应的地区，可采用燃气锅炉、燃气热水机组或燃气吸收式冷○水机组供冷供热；

3具有多种能源地区的大型建筑，可采用复合式能源供冷供热 ○

4干旱缺水的地区，可采用空气源或地源热泵机组供冷、供热； ○

5如果有天然水可以利用，可采用水源热泵机组供冷、供热； ○

6全年空调且各房间负荷相差较大，需要长时间同时供冷和供热，经技术经济○

比较后，可采用水环热泵机组供冷、供热；

7在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区，可采用蓄冷、蓄热系统供冷、供○热。

6.1.2 冷热源方案选择

1）可供选择方案的初拟 方案一：风冷热泵机组制冷供热 方案二：螺杆式冷水机组+燃气锅炉

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方案三：直燃型溴化锂吸收式冷热水机组制冷供热。 2）机组的选择

1根据本建筑的总冷负荷为495.944KW，可计算制冷机房的总冷负荷为： ○

Qj?1.15?Qz

?1.15?495.944?570.336 KW 热负荷为

Qj?1.15?Qz

?1.15?258.66?297.46 KW

2根据机房的总负荷，查设备手册，选择制冷机组,各机组的性能参数见表○6.1-6.3：

表6.1 风冷热泵机组性能参数表

机组型号 台数 单台制冷量（KW） 单台制热量（KW） 制冷功率 KW/台 制热功率 KW/台 制冷剂 制冷剂充注量kg 冷冻水流量（m3/h） 冷冻水压力损失（Kpa） 进出口管径 空气流量（m3/h） 尺 寸 长（mm） 宽（mm） 高（mm） 7.5×2 22.4 15 DN100 24000 2000 1880 900 LSQWRF65M／A-C1 1 65 69 35.4 33.2 R22 7.5×4 45 17.5 DN65 48000 2000 2085 1700 LSQWRF130M／A-C1 4 130 138 70.8 65.7

表6.2 螺杆式冷水机组+燃气锅炉性能参数表

机组型号 台数 单台制冷量（KW） 螺杆机 LSLGF300 2 324 机组型号 台数 额定功率（KW） 第26 页/共 50页

锅炉 CWNSO.1.5 2 150

续表6.2

额定工况机组输入功率 KW/台 冷冻水流量（m3/h） 冷冻水压力损失（Kpa） 进出口管径 冷却水流量（m3/h） 冷却水压力损失（Kpa） 进出口管径 尺 寸 长（mm） 宽（mm） 高（mm） 螺杆机 85 60 60 DN100 90 60 DN100 3812 1462 1880 尺 寸 工作压力（MPa） 热效率（%） 热水出口（mm） 回水口（mm） 进出水压降（KPa） 电功率（KW） 水溶积（m3） 长（mm） 宽（mm） 高（mm） 锅炉 常压 89 100 100 10 7.5 7.73 1600 1600 2700 80 燃气消耗（NM3/h） 表6.3直燃型溴化锂吸收式冷热水机组性能参数表 机组型号 台数 单台制冷量（KW） 燃气消耗（m3/h） 冷冻水流量（m3/h） 冷冻水压力损失（Kpa） 进出口管径 热水流量（m3/h 热水压力损失（Kpa） 进出口管径 冷却水流量（m3/h） 冷却水压力损失（Kpa） 进出口管径 长（mm） 尺 寸 宽（mm） 高（mm） BZ-M30 2 349 53.2m3/h 60 90 DN100 30 50 DN100 93 90 DN100 3320 1860 1890 第27 页/共 50页

6.1.3 方案的比较

本次设计只对各方案主要设备的初投资和运行费用进行比较，成本最低者，即为最优方案。

1）方案初投资比较

表6.4 方案一 主要设备及初投资表

设备名称 主要技术参数 Q=65KW Q=130KW L=30m3/h 冷冻水泵 H=28m L=100m3/h H=28m 合 计 -- 单价 万元/台 132 146 1.32 1.48 -- 单价 万元/台 108 1.58 1.65 9.45 35 1.47 -- -- 台数 1 4 2 3 -- 总价 （万元） 132 584 2.64 5.44 724.08 总价 （万元） 216 4.74 4.95 18.9 70 4.41 5 324 功率（KW） 35.4 70.8*4 11*2 13*3 -- 风冷热泵 表6.5 方案二 主要设备及初投资表

设备名称 螺杆式冷水机组 冷冻水泵 冷却水泵 冷却塔 燃气锅炉 热水泵 冷却水系统管道配件 合计 主要技术参数 Q=324KW L=88m3/h H=28m L=120m3/h H=25m L=200m3/h △t=5℃ Q=150KW L=50m3/h H=28m -- -- 台数 2 3 3 2 2 3 -- 功率（KW） 85*2 11*3 15*3 3*2 耗气量=53.2m3/h 12*3 -- -- 表6.6 方案三 主要设备及初投资表

设备名称 溴化锂直燃机组

第28 页/共 50页

主要技术参数 单价 万元／台 156 台数 总价 （万元） 312 功率（KW） Q=349KW 2 耗气量=80m3／h

续表6.6

设备名称 冷冻水泵 冷却水泵 冷却塔 热水泵 冷却水系统管道配件 合计 主要技术参数 L=88m3／h H=28m L=120m3/h H=25m L=200m3/h △t=5℃ L=50m3/h H=28m -- -- 单价 万元／台 1.58 1.65 9.45 1.47 -- -- 台数 3 3 2 3 -- -- 总价 （万元） 4.74 4.95 18.9 4.41 5 350 功率（KW） 11*3 15*3 3*2 12*3 -- -- 2） 方案运行费用的比较

对各方案的年运行费用进行比较，主要比较各方案主要设备的耗电费用，耗气耗油的费用。广州地区的天然气的价格为3.45元/立方米，工商业用电2.5元／度。一天按8小时工作时间，一个月22天计算。夏季供冷时间按5个月计算，冬季供热按3个月计算。则各方案的运行费用比较见表6.7表：

表6.7 各方案运行费用比较 方案一 空调方案 夏季 主机日耗电费（元） 主机日耗气费（元） 空调泵日耗电费（元） 冷却塔日耗电费（元） 年运行费用（元） 6372 -- 1220 -- 1186484 冬季 1338 -- 1220 -- 夏季 3400 -- 1560 120 冬季 -- 2936.64 1620 120 夏季 -- 4428.8 1560 120 冬季 -- 2214.4 1620 120 方案二 方案三 1025177.92 1102587.2 3） 结论 从上述比较分析可以看出，方案二的初投资和运行费用都是最少的。故本工程选用方案二，即选用螺杆式冷水机组和锅炉实现供冷和制热。

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6.2 设备的选型

6.2.1 冷冻水泵的选型

1）冷冻水泵的计算

选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定：

Q=β1Qmax （6.1）

式中 Qmax—按管网额定负荷的最大流量，m3/s；

β1—流量储备系数，对单台水泵工作时，β1=1.1；两台水泵并联工作时，β1=1.2。

H=β2Hmax (6.2)

式中 Hmax—管网最大计算总阻力，kPa；

β2—扬程（压头）储备系数，β2=1.1-1.2 制冷机房的布置平面简图如图6.1所示：

取最不利环路如下所示，由1-2-3-4-5-6-7-8段管路组成。

图6.1 机房设备管道平面图

从机房平面图上可以看出，冷冻水供回水管路都由三段不同管径的管路组成。L1-2=6500mm,L2-3=15000mm,L3-4=40000,L4-5=10000mm,L5-6=40000，L6-7=8500，L7-8= 6000mm。

根据管段的流量，确定各管段的管径，然后根据公式

v?4?V （6.3） 2??D计算管段的流速

第30 页/共 50页

4?V=2.12m/s. 2??D4?VL2-3管段流量V=120 m3/h，则D2-3=DN150，V2-3==1.88 m/s. 2??D4?VL4-5管段流量V=58.59m3/h，则D3-4= DN100，V3-4==2.07m/s.

??D24?VL5-6管段流量V=40.66m3/h，则D5-6= DN100，V5-6==1.13m/s

??D24?VL6-7管段流量V=22.73 m3/h，则D6-7=DN80，V6-7==0.99m/s. 2??D4?VL7-8管段流量V=8.35 m3/h，则D7-8=DN50，V7-8==1.18m/s. 2??D4?VL8-9管段流量V=22.73 m3/h，则D6-7=DN80，V6-7==0.99m/s.

??D24?VL9-10管段流量V=40.66m3/h，则D5-6= DN100，V5-6==1.13m/s

??D24?VL10-11管段流量V=58.59m3/h，则D3-4= DN100，V3-4==2.07m/s. 2??D4?VL12-13管段流量V=120 m3/h，则D2-3=DN150，V2-3==1.88 m/s. 2??D4?VL13-14管段流量V=60 m3/h，则D1-2=DN100，V1-2==2.12m/s.

??D2L1-2管段流量V=60 m3/h，则D1-2=DN100，V 1-2=

各管段的沿程阻力和总阻力计算见表6.8：

表6.8 冷冻水管段阻力汇总表

管道编号 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 6.5 6 120 60 150 100 1.88 2.12 20 3.9 3.9 8 3.9 3.9 20 58.59 40.66 22.73 8.35 22.73 40.66 58.59 100 100 80 50 80 100 100 管长流量管径流速比摩阻沿程阻力局部阻力动压局部阻力管段总阻(m) （m3/h） （mm） （m/s） 4.5 10 60 120 100 150 2.12 1.88 2.07 1.13 0.99 1.18 0.99 1.13 2.07 (Pa/m) 损失（KPa） 系数∑ξ （KPa）损失 （KPa）力（ KPa） 225 175 225 170 150 200 150 170 225 集水器 175 225 1.14 1.35 5.3 6.2 1.77 2.25 9.37 13.93 1.01 1.75 4.50 0.66 0.59 1.60 0.59 0.66 4.50 5.26 3.5 0.4 0.4 0.4 5.3 0.4 0.4 0.4 2.25 1.77 2.14 0.64 0.49 0.70 0.49 0.64 2.14 11.82 6.19 0.86 0.26 0.20 3.69 0.20 0.26 0.86 12.83 7.94 30 5.36 0.92 0.78 5.29 0.78 0.92 5.36 20 10.5 15.28 分水器、除污器的阻力 则管段的总阻力为115.95Kpa。

机组蒸发器压降为60 KPa，冷末端设备的阻力为45KPa，则最不利环路的总阻力

第31 页/共 50页

△P=115.95+60+45=220.95 KPa

根据H=β2Hmax ，取β

2

=1.2，则H=265.14KPa，即扬程H=27m.

根据Q=β1Qmax ，Qmax =120 m3/h，β1=1.2，则流量Q=144 m3/h. 2） 水泵型号的确定

根据流量和扬程选用SG型管道泵三台，一台备用。查《暖通空调常用数据手册》，查得水泵型号参数见表6.9：

表6.9 冷冻水泵性能参数表

型号 SG80-160（1）A 流量m3/h 75 杨程h 28 功率KW 11 转速r/min 2900 效率% 76.5 6.2.2 热水泵的选择

用冷冻水泵的选型计算方法选择热水泵，选得热水泵GC型专门的锅炉泵，三台，其中一台为备用。选用水泵型号参数见表6.10：

表6.10 热水泵性能参数表

型号 2GC 流量m3/h 35 杨程h 16 功率KW 12 转速r/min 1500 效率% 76 6.2.3 冷却水泵的选择

1） 冷却水泵的计算

制冷机房的布置平面简图如图6.2所示，取最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8段管路。

机房设备管道平面图 图6.2

第32 页/共 50页

从机房平面图上可以看出，冷却水供回水管路由两段不同管径的管路组成。 L1-2=4500mm, L2-3=40000mm, L3-4=6000, L5-6=7000mm， L6-7=40000mm L7-8=4500mm 根据管段的流量，确定各管段的管径，然后根据式6.3确定管段流速：

4?V=1.41m/s.

??D24?VL2-3管段流量V=180 m3/h，则D2-3=DN200，V2-3==1.59 m/s.

??D24?VL3-4管段流量V=90m3/h，则D3-4= DN150，V3-4==1.41m/s. 2??D4?VL5-6管段流量V=90m3/h，则D5-6= DN150，V5-6==1.41m/s 2??D4?VL6-7管段流量V=180 m3/h，则D6-7=DN200，V6-7==1.59 m/s.

??D24?VL7-8管段流量V=90 m3/h，则D7-8=DN150，V7-8==1.41m/s.

??D2L1-2管段流量V=90 m3/h，则D1-2=DN150，V1-2=

各管段的沿程阻力和总阻力计算见表6.11：

表6.11 冷却水管段阻力汇总表

流量管径流速比摩阻沿程阻力局部阻力动压局部阻力管段总阻管道编号 管长(m) （m3/h） （mm） （m/s） (Pa/m) 损失（KPa） 系数∑ξ （KPa） 损失（KPa）力（ KPa） 1-2 2-3 3-4 5-6 6-7 7-8 8 40 20 9 40 9 90 180 90 90 180 90 150 200 150 150 200 150 1.41 1.59 1.41 1.41 1.59 1.41 210 175 210 210 175 210 1.68 7.00 4.20 1.89 7.00 1.89 5.26 2.5 7.6 3.5 5.3 6.2 0.99 1.26 0.99 0.99 1.26 0.99 5.23 3.16 7.53 3.48 6.70 6.16 6.91 10.16 11.73 5.37 13.70 8.05 则冷却水管段的总阻力为55.82KPa。

冷凝器的阻力为60KPa，冷却塔喷头的阻力为30KPa，冷却塔的高度为3.36m，最不利环路的总阻力：

△P=41.66+60+30+33.6=179.42KPa

根据H=β2Hmax ，取β

2

=1.2，则H=215.31KPa，即扬程H=22m.

根据Q=β1Qmax ，Qmax =180 m3/h，两台水泵并联工作时，β1=1.2， 则Q=216 m3/h.

根据流量和扬程选用SG型管道泵三台，一台备用。查《暖通空调常用数据

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手册》，得水泵型号见表6.12：

表6.12 冷却水泵性能参数表

型号 SG80-125（1） 流量m3/h 110 杨程h 22 功率KW 22 转速r/min 3200 效率% 74 6.2.4 冷却塔的选型

查阅相关资料可知广州的夏季湿球温度为27.7℃。按外界湿球温度为28℃选择冷却塔。根据以上所选择的螺杆式冷水机组的参数，可知机组的冷却水循环水量为90m3/(台·h),所以总冷却水循环量为180m3/h。进水温度37℃，出水温度32℃，冷幅高4℃。

根据冷却塔选择特性曲线图选择冷却塔：

1从4℃冷幅高点上划一条平行线，找出与5℃温差斜线之交点A； ○

2在A点上划一条垂直线，找出与28℃湿球温度斜线之交点B； ○

3在B点划一条平行线，同时在180m○C；

4C点在175与200斜线之间。 ○

所以，所选的冷却塔的冷却水量应该是200m3/h。查设备手册，选择DBNL3-100超低噪声型逆流玻璃钢冷却塔两台。冷却塔的参数见表6.13：

表6.13 DBNL3-100性能参数 冷却水量（m/h) 100 进水管管mm 100×4 33/h水量点上划一条垂直线，找出其交点

主要尺寸 总高度（mm） 最大直径(mm) 3035 溢流管mm 50 型号 风量 （m/h) 32000 自动补水管mm 32 3风机直径电动机功率（mm） 1600 排污管mm 50 （KW） 4×2 干重Kg 1510 DBNL3-100 进压力KPa 30 3360 出水管mm 200 第34 页/共 50页

6.2.5 膨胀水箱的选型

膨胀水箱可同时实现系统的补水，膨胀和定压三个功能。设置时应设在系统的最高处。膨胀水箱的容积式由系统中的水容量和最大的水温变化幅值决定的，可按下式计算：

VP=β×△t×V0， （6.4）

其中 β——水的体积膨胀系数，β=0.0006L/℃

△t——水温的最大波动值；

Vo——系统在初始温度下的水容积，m3。按表6.14确定。

表6.14 系统初始水容量（L/㎡）

项目 供冷时 供热时 全空气系统 0.40-0.55 1.25-2.00 空气-水空调系统 0.70-1.30 1.20-1.90 本设计的空调水系统采用冷水，热水共用的双管系统。膨胀水箱的有效容积的大小按冬季工况来确定。

则，△t=95-70=25℃，Vo=1.5 L/㎡

所以，VP=β×△t×Vo=0.0006×25×1.5=0.0225m3 则选择的膨胀水箱性能参数见表6.15：

表6.15 膨胀水箱的规格尺寸及配管的公称直径

水箱形式 有效型号 容积 m 1 0.35 3尺寸/mm 高/mm 水箱配管公称直径DN 溢流管 排水管 膨胀管 信号管 20 循环管 20 水箱自重/kg 127 圆形 900 700 40 32 25 6.2.6 分集水器的选型

1）分水器的选型计算

调设计采用分两区供配冷冻水，每一区从分水器接一根供水管，集水器上每一区设一根回水管。其中1-3层为第一区，4-6层为第二区。根据各层的负荷计算所需供

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配的冷冻水量。在根据所需供配的水量确定管道管径。其计算公式为：

D?10004GL (6.5) 3600?v 其中 D——计算所需的管径，mm； GL——水的流量，m3/h；

v——水的经济流速，取1.5-2.5m/s； 各区配水量计算见表6.16

表6.16 各区配水流量表 冷负荷（KW） 水流量（m3/h) 第一区 236.96 56.32 第二区 258.989 58.59 分水器各配水管管径计算 ○1总进水水管管径：

D1=

4GL?3600?v4?120?141 mm, 故取D1=150mm。

3600??2.1 ○2第一区总配水管管径：

D2=

4GL?3600?v4?58.32?95.13 mm, 故取D2=100mm。

3600??2.0 ○3第二区总配水管管径：

D3=

4GL?3600?v4?58.59?98.47 mm, 故取D3=100mm。

3600??2.0 ○4其他各管管径：

备用管：D4=100mm 旁通管：D5=80mm 泄水管：D6=40mm

根据表6.17的规定，确定分水器的长度。

表6.17 集分水器上管道间距

相邻管管径Dg (mm) 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 两相邻管中心间距(mm) 250 250 250 270 290 310 330 360 390 460 其中分水器的泄水管装在分水器下部，还要接一根冬天供热用的热水管，管径

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DN=150其确定分水器的长度及管径径：

L=390+390+330+330+330+150+150=2070 mm

由于工程实际中分水器的尺寸一般要比最大管径大2-3倍，故取分水器的管径300mm。

2）集水器的长度及管径

集水器比分水器多一根接补水箱的补水管，去管径为32mm，故集水器的长度为2380mm。管径与分水器相同，取300mm。

6.3 机房设计与布置

制冷机房设计应符合有关规范、标准的规定，严格遵守安全规程。保护环境、节约能源、技术先进，讲求效益。

1、制冷机房的位置应尽可能靠近负荷中心，力求缩短输送管道。

2、大中型制冷机房内应设值班室、控制室、维修间和卫生设施。有条件时，应设通讯装置。

3、在建筑设计中，应根据需要预留大型设备的进出安装和维修使用的孔洞，并应配备必要的起吊设施。

4、布置卧式壳管式冷凝器、蒸发器、冷水机组时，必须考虑在其一端预留清洗和更换管簇的必要距离，也可考虑利用能打开的门窗孔洞。

5、机房内应考虑留出必要的检修用地，当利用通道作为检修用地时，应根据设备的种类和规格而适当加宽。

6、制冷机房内，设备顶部与梁底的间距不应小于1.2m。 机房布置图详见图纸

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第7章 通风、防排烟设计

本建筑的通风房间主要有地下车库、自行车库、机房、配电室、水泵房、六层的大会议室、厕所等房间，对与地下室的配电室和水泵房等通风量较大的房间采用加风机的通风方式，而对于厕所等，采用排气扇的方式进行排风。

7.1 地下车库通风与防排烟设计

地下车库总面积为1780㎡，小于2000㎡。故只需设一个防火分区，设两个防烟分区。设两台排风排烟机，一台送风。第一防烟分区面积为835.6㎡，第二防烟分区面积为736㎡。系统采用排风排烟合设方案，平时排风，火灾时排烟。其中，排风排烟风道合用及排风排烟风口合用。这样可使排风均匀，排烟点到位。但是排风排烟转换完全由风口来完成，全部风口为电控风口，控制复杂，可靠性差，造价高。 根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的规定，地下车库采用6次/h的换气次数计算排风（烟）量，而送风量不小于5次/h。根据公式：

G=n×V=n×hS （7.1）

式中 G——排烟量，m3/h； V——房间体积，m3； h——房间高度，m； S——房间面积，m2；

根据以上计算方法，得出各房间的排风（烟）量见表7.1：

表7.1 地下车库排风（烟）量

名称 第一防烟分区 第二防烟分区 面积㎡ 836.6 736 体积m3 计算方法 3095.42 2723.2 6次/h 6次/h 排（烟）风量m3/h 18572.52 16339.2 则送风量为：G=n×V=n×hS=5×3.7×1572.6=29093.1m3/h

7.2 水泵房通风设计

空调机房、水泵房、配电房等通风量的计算，根据规定，应采用《高层民用建筑

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设计防火规范》中的计算方法，按60m3/(h.m2)计算，送风量不宜小于排风量的50%计算。水泵房的面积为91.3㎡。

则水泵房的排风量为： G排=60×S=60×91.3=5478 m3/h

送风量为： G送=50%×G排=50%×5478=2739 m3/h

7.3 卫生间的通风设计

卫生间采用10次/h的换气次数计算排风量。卫生间面积为14㎡，层高为3.9m。则卫生间的排风量为：

G=n×V=n×hS=12×3.9×14=546m3/h

根据卫生间的排风量，选择两个BLD型通风器，单个风量为300 m3/h。选择的通风器性能参数见表7.2

表7.2 通风器性能参数

型号 BLD-300 输入功率W 60 转速r/min 680 风量m3/h 噪声Db（A） 300 45

7.4 风机选型

7.4.1 风管阻力计算

用假定流速法计算管道的阻力。金属管道风速不大于20m/s，一般在15m/s左右。 以车库排烟为例，进行水力计算。首先选定系统最不利环路作为计算的出发点，选出区域中的最不利环路为1-2-3-4-5，系统的管路走向示意如图7.1所示:

图7.1 车库排烟风管图

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对于管段1-2

流量G=18324.77m3/h，管长L=8.37m，初选流速V=16m/s，根据G和V可以算得管道的截面面积，再根据风管的标准尺寸选择风管断面尺寸为1000×320（mm×mm）。

实际流速：v = G/3600ab =1 8324.77/3600x1x0.5=16.9m/s 动压：p??v2/2?1.2?15.92/2?151.69pa

局部阻力系数：查通风工程附录可知该管段上的附件（矩形分叉三通）的总的局部阻力系数：

???0.27

局部阻力：Z?151.69?0.27?40.96pa

单位比摩阻由《通风工程》查得：R?4.66pa/m 则沿程阻力：RL?8.37?4.66?39Pa

管道阻力即为风管的压力损失：?p?Z?RL?39?40.96?79.96Pa 其他管段的各个参数的确定方法与管段1-2的确定方法相同 则车库排风管道水力计算见表7.3：

表7.3 车库排风管道水力计算表

管道编号 1-2 2-3 3-4 4-5 初选流风道断面 实际流比摩阻沿程阻力局部阻力局部阻力管段总阻管长(m) 动压（Pa） 3b/mm 速（m/h） 速（m/s） a×（m/s） (Pa/m) 损失（Pa） 系数∑ξ 损失（Pa）力（ Pa） 18324.7 8.37 13258.7 10.3 10484.6 9.63 5014.53 9.17 16 15 15 14 1000×320 800×320 630×320 320×320 15.9 14.4 14.5 13.6 4.66 4.12 4.5 5.52 39.00 42.44 43.34 50.62 0.27 0.11 0.11 0.11 151.69 40.96 124.42 13.69 126.15 13.88 110.98 12.21 79.96 56.12 57.21 62.83 风量分支管路 1-6 1-7 5066.40 2579.64 5 5.4 12 9 400×320 320×250 11 8.96 3.3 2.95 16.50 15.93 0.27 0.11 72.60 48.17 19.60 5.30 36.10 21.23 同理，用同样的方法计算其他各房间的排烟管道水力计算。

7.4.2 风口阻力计算

本工程中，进风口均采用双层百叶，排风口均采用单层百叶。风口的尺寸根据各

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管道尺寸不同而不同。进风口风速不大于7m/s，排风口风速不大于10m/s。 运用假定流速法，根据风口流量确定风口的尺寸。从而计算得出风口实际流速，确定风口动压。根据风口局部阻力系数，得出风口局部阻力。

同样以7.4.1的风管3-4管段的排风口阻力计算为例，由于排风口速度不大于10m/s，

风口流量5470.08m 3/h。初选风口尺寸为500mm×400mm。根据公式 V=G/3600/a/b=5470.08/3600/0.5/0.4=7.6m/s.

单层百叶风口局部阻力系数为1.4，则风口阻力为：

P=1.4×0.5ρv2=1.4×0.5×1.2×7.62=48.52pa

根据以上方法，得出各风口尺寸及阻力见表7.4：

表7.4 各风口尺寸及阻力

管段编号 2-3 3-4 4-5 风量（m/h） 2774.12 5470.08 3907.2 3风口尺寸 宽（mm） 长(mm) 400 500 300 400 400 300 实际流速(m/s) 5 7.6 8.6 局部阻力系数 1.4 1.4 1.4 动压(pa) 局部阻力(Pa) 15 69.31 44.38 21 48.52 62.13 分支管段 1-6 1-7 2486.4 2579.64 300 300 300 300 7.7 7.96 1.4 1.4 35.57 38.02 49.8 53.23 根据7.4.1计算的最不利环路的风管阻力，再加上最不利环路风口的局部阻力，则最不利环路的总阻力为：

79.96+56.12+57.21+62.83+21+48.52+62.13=387.77 Pa

同理，用同样的方法计算其他各房间的排烟管道的总阻力。

7.4.3 风机参数

风机是根据风量和最不利管路的阻力来选取的。风机有轴流式和离心式两种，排烟风机应保证280℃时能连续工作30min。风机外壳与墙壁或其他设备之间的距离不小于600mm。风机入口安装280°防火阀，可以联锁关闭相应的排烟风机。 选取风机的流量和风压应有一定的富裕量。根据7.4.2节的计算，选取风机的性能参数见表7.5所示：

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风机性能参数 表7.5

转速风机型号 （r/min） HTFC-Ⅱ NO.18 1450 （m3/h） 18552 500 500 风量余压(pa) 功率(KW) 长（mm） 宽（mm） 高（mm） 850 850 850 风机尺寸 同理，选择其他合适的风机。

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设计总结

通过近半年的设计,我对空调的设计又有了更深一步地了解,使我在学习空调工程时遗留的问题得以解决并且使我的知识系统化、条理化。在以往的学习中我们只注重于理论知识,对知识的实际应用十分缺乏。通过这次设计我认识到知识的理论转化为实际需要做很多的工作，这不仅仅只是知识的应用，而且，也是对设计者综合应用能力的考验。与此同时,我深刻体会到工程设计的繁琐和严谨,它不仅代表着一个行业，它还包含着对社会的责任。

在设计过程中从设计的前期资料准备到设计的理论计算，从方案的比较到方案的确定，我大量查阅了空调设计的相关规范、手册。寻找比较符合工程实际的计算方法，设计方案，慎重地考虑设计的每一个细节。方案的确定中在充分考虑广州地区的气候特点，设计参数，结合房间的实际用途，本设计全部采用了风机盘管加新风系统的设计方案。设备选型中我根据设计要求选择合理的空调设备，使其尽可能的达到节能高效的目的。在风口布置，水利计算，消声计算等设计步骤中我尽可能的使设计方案、方法合理、经济，以利于空调系统的使用。

通过设计中的每一个步骤，我充分系统的理解了空调工程设计的全过程，系统全面的归纳了自己的知识体系，使自己知识更加全面，对空调设计有了更全面的了解，加深对知识的理解，为自己以后的工作积累了经验。

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主要参考文献

[1]中华人民共和国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-87，2001年

版

[2]陆亚俊.《暖通空调》.第二版. 北京：中国建筑工业出版社，2007年6月 [3]付祥钊等.《流体输配管网》. 第三版. 北京：中国建筑工业出版社，2009年9

月

[4]项端祈.《空调制冷设备消声与隔振实用手册》.北京：中国建筑工业出版社，1990

年1月

[5]《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003） [6]《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB 50243-2002） [7]《暖通空调制图标准》（GB/T50114-2010） [8]《锅炉房设计规范》（GB50041－2005）

[9]《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－2005）

[10]《民用建筑空调设计》（第二版），马最良主编，化学工业出版社，

[11]全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调.动力，中国建筑标准设计研究院，2009年

[12]《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50235－97)

2012年6月

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附录

附录2.1 建筑冷负荷汇总表

房间名称 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 门厅 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 办公室 大厅 办公室 副局长办公室 副局长办公室 房间序号 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 新风负荷（KW） 0.678 0.678 0.678 0.678 0.678 0.678 1.017 1.017 2.035 1.017 0.678 0.678 0.678 0.678 1.356 1.356 1.356 1.356 1.356 0.678 0.678 0.678 0.678 0.678 0.678 0.678 1.017 1.017 5.087 1.017 2.261 2.261 室内负荷（KW） 2.183 2.183 2.183 2.032 2.183 2.183 3.356 2.641 9.600 2.775 2.325 2.325 2.325 2.325 3.000 3.000 3.000 3.000 3.300 1.854 1.854 1.703 1.900 1.856 1.854 1.854 2.842 2.425 6.231 2.425 3.675 3.675 冷负荷（KW） 2.861 2.861 2.861 2.710 2.861 2.861 4.373 3.658 11.635 3.792 3.003 3.003 3.003 3.003 4.356 4.356 4.356 4.356 4.656 2.532 2.532 2.381 2.578 2.534 2.532 2.532 3.859 3.442 11.318 3.442 5.936 5.936 面积(m) 26.00 26.00 26.00 24.84 26.00 26.00 31.54 33.10 58.00 34.32 27.50 27.50 27.50 27.50 39.60 39.60 39.60 39.60 43.12 26.00 26.00 26.00 24.80 24.60 26.00 26.00 36.17 31.42 58.48 31.42 55.52 55.52 负荷指标 110 110 110 110 110 110 110 110 200 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 97 97 92 104 103 97 97 107 110 194 110 107 107

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