某空调系统设计计算书 - 图文

沈阳城市学院

课 程 设 计

专业：建筑环境与设备工程

班级： 姓名：

2013年 月 日

课程设计任务书

专业 班级 姓名 设计起止日期 设计题目 设计任务（主要技术参数） 指导教师评语 成绩： 签字： 年 月 日

第一章 工程概况

1.1. 已知参数

1) 工程概况：围护结构性能参数

外墙：属于Ⅱ型结构，外表面为浅色，传热系数K＝1.50W/（m22℃）； 屋顶：Ⅴ型结构，K＝1.07W/（m22℃），屋面吸收系数??0.9。

外窗：双层玻璃钢窗，玻璃采用3mm厚的普通玻璃，内挂白色窗帘。

2??18.6W(m??C)，?围护结构外表面放热系数为围护结构内表面放热系数

?N?8W/(m2??C)。窗户高度均为1.5m。

2) 气象资料，查阅《规范》及相关手册 3) 土建资料

建筑平面图（首层平面图、标准层平面图）、剖面图

本设计的室外计算参数以设计地点的室外计算参数为依据。室内计算参数按照房间用途和空调分区合理选取。 4) 动力资料

空调：冷冻水由统一的冷冻机房提供；热媒为三个表压的高压蒸汽，由集中锅炉房供给。

1.2. 设计参数

1) 重庆市纬度北纬29°31′，经度东经106°29′。

2) 室外计算干球温度35.5℃，室外计算湿球温度26.5℃。 3) 重庆市夏季大气压力963.8hPa，冬季大气压力980.6hPa。 室内计算干球温度26℃，室内空气相对湿度59％。

1

第二章 房间夏季冷负荷计算

空调房间的冷负荷包括建筑围护结构传入室内热量形成的冷负荷，人体散热形成的冷负荷，灯光照明散热形成的冷负荷以及其他设备散热形成的冷负荷。通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷存在延迟和衰减，所以空调房间夏季设计冷负荷适宜按照冷负荷系数法计算各种热源引起的负荷，再按各项逐时冷负荷的综合最大值确定。

以2008房间（办公室）为例，该房间平面图如图2.1所示

图2.1

1. 外墙、屋顶瞬变传热形成的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下，外墙

和屋顶瞬时冷负荷可按下式计算

CL?KF(twl?tN) (2-1)

X/t/wl?(twl?td)k?k? (2-2)

式中，CL—外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷(W)

K—外墙和屋顶传热系数，W/(m22℃) F—外墙和屋面的面积m2

tt/wl—外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值 —夏季空调室内计算温度（℃）

NXtt

wl—以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（℃）

d— 同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（℃）

k?—外表面放热系数修正值

2

k?—外表面吸收系数修正值，一般取值1.0。

2. 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室内外温差作用下，通过外玻璃窗

瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算 CL?CWKWFW(twl?td?tN)X (2-3) 式中，CL—外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷(W)

CW—玻璃窗传热系数修正值

KW—外玻璃窗传热系数W/(m2

2℃) FW—窗口面积m2

twl—外玻璃窗冷负荷计算温度逐时值（℃） td—玻璃窗的地点修正值

tN—夏季空调室内计算温度（℃）

X3. 玻璃窗日射得热所成的冷负荷

透过玻璃窗进入室内的日射得热所成的冷负荷按下式计算

CL?CaCsCiFwDj,maxCLQ (2-4)

式中，FW—窗口面积m2 Ca—有效面积系数 CLQ—窗玻璃冷负荷系数 Cs—窗玻璃遮阳系数 Ci—窗内遮阳设施的遮阳系数 Dj,max—日射得热因数 4. 照明散热形成的冷负荷

荧光灯：CL?1000n1n2NCLQ (2-5)

式中，CL—照明设备散热形成的冷负荷(W)

N—照明设备所需功率(KW)

n1—镇流器消耗功率系数，明装荧光灯取n1?1.2

3

n2—灯罩隔热系数 CLQ—照明散热冷负荷系数

5. 人体散热冷负荷

人体散热冷负荷由两部分组成，人体显热冷负荷和人体散湿所引起的潜热冷负荷。

人体显热冷负荷可按下式计算：

CLs?n?qsCLQ (2-6)

式中，CLs—人体显热散热形成的冷负荷

n—室内全部人数 ?—群集系数

q— 同室温和劳动性质成年男子显热散热量(W)

s CLQ—人体显热散热冷负荷系数

人体散湿所引起的潜热冷负荷可按下式计算：

Q???n?q2 (2-7)

式中，n?—计算时刻空调区内总人数

q2—1名成年男子小时潜热散热量(W)

6. 内围护结构冷负荷

当邻室与空调区的夏季温差大于3 ℃时，宜按下式计算

CL?KF(tls?tN) (2-8)

Xtls?twp??tls (2-9)

式中，tls—邻室计算平均温度（℃）

?tls—邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值 以下为该空调房间冷负荷计算表：

表2-1北外墙冷负荷( 单位:W） 逐时冷负荷计算 北外墙 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 33.1 ｔｗｌ 31.6 31.4 31.3 31.2 31.2 31.3 31.4 31.6 31.8 32.1 32.4 32.6 32.9 4

ｔ ｄ2.8 1 0.94 ???t/?wl 32.34 32.15 32.05 31.96 31.96 32.05 32.15 32.34 32.52 32.81 33.09 33.28 33.56 33.75 tNx26 6.34 6.15 6.05 5.96 5.96 6.05 6.15 6.34 6.52 6.81 7.09 7.28 7.56 7.75 1.5 4.533.9-1.231.532=13.95 132.58 128.65 126.68 124.71 124.71 126.68 128.65 132.58 136.51 142.42 148.32 152.25 158.15 162.09 Δt Κ F CL 表2-2西外墙冷负荷( 单位:W） 西外墙 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 ｔ ｄｗｌ36.3 35.9 35.5 35.2 34.9 34.8 34.8 34.9 35.3 35.8 36.5 37.3 38 38.5 ｔ 2 1 0.94 36.00 35.63 35.25 34.97 34.69 34.59 34.59 34.69 35.06 35.53 36.19 36.94 37.60 38.07 26 10.00 9.63 9.25 8.97 8.69 8.59 8.59 8.69 9.06 9.53 10.19 10.94 11.60 12.07 1.5 5.433.9=21.06 315.96 304.09 292.21 283.30 274.39 271.42 271.42 274.39 286.27 301.12 321.90 345.66 366.44 381.29 ???t/?wl tNxΔt Κ F CL

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表2-3屋顶冷负荷( 单位:W） 屋顶冷负荷 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 41.6 ｔｄｗｌ 34.7 38.9 43.4 47.9 51.9 54.9 56.8 57.2 56.3 54 51 47.7 44.5 ｔ 1.7 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 1 0.94 ???t/?wl 34.22 38.16 42.39 46.62 50.38 53.20 54.99 55.37 54.52 52.36 49.54 46.44 43.43 40.70 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 26 1.07 tNxΚ F CL 4.535.4=24.3 213.62 316.28 426.26 536.24 634.01 707.33 753.77 763.55 741.55 685.33 612.01 531.36 453.15 382.27 表2-4北外墙瞬时传热冷负荷表( 单位:W) 北外窗瞬时传热 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 29.9 3 30.8 3 31.5 3 31.9 3 32.2 3 32.2 3 32 3 31.6 3 30.8 3 29.9 3 29.1 3 28.4 3 27.8 3 0:00 27.2 3 ｔｄｗｌ ｔ ｔｄｗｌ?32.9 33.8 34.5 34.9 35.2 35.2 35 34.6 33.8 32.9 32.1 31.4 30.8 30.2 ｔ t Nx26 6.9 w26 7.8 26 8.5 26 8.9 26 9.2 26 9.2 26 9 26 8.6 26 7.8 26 6.9 26 6.1 26 5.4 26 4.8 26 4.2 Δt CKw1.232.9=3.48 Fw 1.231.532=3.6 86.44 97.72 106.49 111.50 115.26 115.26 112.75 107.74 97.72 86.44 76.42 67.65 60.13 52.62 CL

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表2-5北外窗日射得热( 单位:W） 北外窗日射得热 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0.81 0.83 0.83 0.79 0.71 0.6 0.61 0.68 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0:00 0.12 C LQDCFj,max115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 115 cs 0.8630.5=0.43 1.231.53230.75=2.7 108.15 110.82 110.82 105.48 94.80 80.11 81.44 90.79 22.70 21.36 20.03 18.69 17.36 16.02 wCL

表2-6照明散热形成的冷负荷( 单位:W） 照明散热形成的冷负荷 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0.74 1.2 0.6 0.76 1.2 0.6 0.79 1.2 0.6 0.81 1.2 0.6 0.83 1.2 0.6 0.84 1.2 0.6 0.29 1.2 0.6 0.26 1.2 0.6 0.23 1.2 0.6 0.2 1.2 0.6 0.19 1.2 0.6 0.17 1.2 0.6 0.15 1.2 0.6 0:00 0.14 1.2 0.6 C1LQn n 2N CL 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 142.42 146.27 152.04 155.89 159.74 161.66 55.81 50.04 44.26 38.49 36.57 32.72 28.87 26.94 表2-7人体散热形成的冷负荷( 单位:W） 人体散热形成的冷负荷 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0.72 63 2 0.9 s0:00 0.1 63 2 0.9 CLQ0.76 63 2 0.9 0.8 63 2 0.9 0.82 63 2 0.9 0.84 63 2 0.9 0.38 63 2 0.9 0.3 63 2 0.9 0.25 63 2 0.9 0.21 63 2 0.9 0.18 63 2 0.9 0.15 63 2 0.9 0.13 63 2 0.9 0.12 63 2 0.9 qs n φ CL q 181.65 86.18 90.72 92.99 95.26 43.09 34.02 28.35 23.81 20.41 17.01 14.74 13.61 11.34 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 45 81 CL 1合计 162.65 167.18 171.72 173.99 176.26 124.09 115.02 109.35 104.81 101.41 98.01 95.74 94.61 92.34 7

表2-8内围护结构冷负荷( 单位:W） 内围护结构冷负荷 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 34.3 X0:00 34.3 26 tls 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 34.3 26 tNls26 t?tN x8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 8.3 2.38 K F 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 22.68 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 CL 表2-9 设备散热形成的冷负荷( 单位:W） 设备散热形成的冷负荷 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 1 24.3 1 24.3 16 388.8 0:00 1 24.3 16 388.8 CLQ1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 1 24.3 16 388.8 F qf 16 388.8 CL 表 2-10各分逐时冷负荷汇总表( 单位:W） 各分逐时冷负荷汇总表 时间 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 北墙负荷 西墙负荷 屋顶负荷 北窗瞬时负荷 北窗日射负荷 灯光142.42 146.27 152.04 155.89 159.74 161.66 55.81 50.04 44.26 38.49 36.57 32.72 28.87 26.94 108.15 110.82 110.82 105.48 94.80 80.11 81.44 90.79 22.70 21.36 20.03 18.69 17.36 16.02 86.44 97.72 106.49 111.50 115.26 115.26 112.75 107.74 97.72 86.44 76.42 67.65 60.13 52.62 0:00 132.58 128.65 126.68 124.71 124.71 126.68 128.65 132.58 136.51 142.42 148.32 152.25 158.15 162.09 315.96 304.09 292.21 283.30 274.39 271.42 271.42 274.39 286.27 301.12 321.90 345.66 366.44 381.29 213.62 316.28 426.26 536.24 634.01 707.33 753.77 763.55 741.55 685.33 612.01 531.36 453.15 382.27 8

负荷 人员负荷 设备负荷 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 388.80 内围护负荷 总计 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 448.02 1998.64 2107.82 2223.03 2327.93 2415.98 2423.37 2355.69 2365.26 2270.65 2213.40 2150.08 2080.89 2015.53 1950.39 162.65 167.18 171.72 173.99 176.26 124.09 115.02 109.35 104.81 101.41 98.01 95.74 94.61 92.34 由此表可看出，此办公室最大冷负荷值出现在16:00，其值为2423.37W。其他房间的负荷计算见附表2-11

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第三章 空调房间空气处理过程 设计方案的确定及计算 本系统采用风机盘管加新风系统形式，有独立的新风系统供给室内新风，即把新风处理到室内参数，不承担房间负荷。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管结露现象可以得到改善。 3.1风机盘管加新风系统的处理过程及送风参数确定: RεfcεOLφ=90%φ=100%SM 图3-1夏季风机盘管处理过程焓湿图 O－室外空气参数，R－室内设计参数， M－风机盘管处理室内的空气点 S－送风状态点，?－室内热湿比，点 新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷。而且不考虑风机温升。 其中热湿比： ??总送风量： q?m??c－风机盘管处理的热湿比，L-机器露Q （3-1） W?Qh?hR （3-2） s新风量： qm,w 10

风机盘管风量： qm,F?q?qmm,w （3-3）

q对于M点焓值的确定： 由于

qMm,wm,F?hh?h?hSLMS （3-4）

q h?h?qsm,wm,F(hL?hs) （3-5）

以办公室20O8为例进行计算；室内空气状态点取Φ=59% 房间热湿比为??Q2423.38??6497kJ/kg. W0.373确定各状态点参数:

hR?65.248kJ/kg hs?56.084kJ/kg hO?92.18kJ/kg

Q?q??hhmR?s2.423?0.26kg/s

65.248?56.084故所需新风量qm,W?10%q?0.026kg/s.

mqSm,wm,FRm,F?0.26?0.026?0.234kg/s

MS.

?hh又q/q?h?h?56.084?hM65.248?56.084o,w?1，解得h?55.065kJ/kg， M9则新风机组承担的冷量为Q 盘管承担的冷量为Qo.F?qm,w(hO?hL)?0.7kW

?qm,F(hR?hM)?2.38kW

3.2风机盘管的选型计算:

以办公室2008为例计算：

室内冷负荷：Q?2.423kW,湿负荷：W?0.373g/s 新风量：q 回风量: qm,W?72.56m3/h ?653m3/h

m,F根据所需风量选择2台型号为FP-51型风机盘管。

当风机盘管送风气流组织不能达到要求时，应在风机盘管上接风管即高静压风机盘管。风机盘管的选择如表3-1所示

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表3-1 风机盘管的选型表

风机盘管的选型 房间号 房间名称 总冷负荷总湿负荷总送风量新风量风机盘管回风量Q(kg/h) W(kg/h) 3.524 1.702 2.04 1.167 0.986 1.702 8.52 1.605 1.605 0.559 1.107 3.868 2.133 2.133 1.981 2.133 2.133 3.839 2.854 2.199 2.199 0.664 1.376 0.373 0.228 0.228 0.114 0.120 0.228 4.152 0.205 0.205 0.051 0.102 0.373 0.228 0.228 0.207 0.228 0.373 0.140 0.205 0.205 0.205 0.051 0.102 qm(kg/s) 0.426 0.110 0.247 0.141 0.119 0.206 1.030 0.194 0.194 0.068 0.134 0.367 0.186 0.186 0.176 0.186 0.186 0.361 0.344 0.212 0.212 0.071 0.149 qm,w(m3qm,F(m3/h) Qo,w(kW) Qo.F(kW) 风机盘管型号 台数 /h) 1001 办公室 1002 办公室 1003 办公室 1004 值班室 1005 办公室 1006 办公室 1007 餐厅 195.34 118.8 118.8 59.44 59.44 118.8 237.2 106.88 106.88 26.7 53.49 192.55 120 120 108.8 120 120 192.55 72.55 106.04 106.04 25.11 55.81 189 994 570 335 273 456 1197 435 435 162 320 832 399 399 381 399 399 816 887 486 486 173 360 1.73 1.05 1.05 0.53 0.53 1.05 2.10 0.95 0.95 0.24 0.47 1.70 1.06 1.06 0.96 1.06 1.06 1.70 0.64 0.94 0.94 0.22 0.50 3.52 1.7 2.04 1.16 0.99 1.7 4.39 1.6 1.6 0.56 1.11 3.87 2.13 2.13 1.98 2.13 2.13 3.84 2.85 2.2 2.2 0.66 1.38 FP-68 FP-34 FP-85 FP-34 FP-34 FP-51 FP-102 FP-51 FP-51 FP-34 FP-34 FP-85 FP-51 FP-51 FP-51 FP-51 FP-51 FP-85 FP-85 FP-51 FP-51 FP-34 FP-34 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1008 办公室 1009 办公室 1010 开水间 1011 办公室 2001 会议室 2002 技术室 2003 技术室 2004 接待室 2005 财务室 2006 财务室 2007 中控室 2008 办公室 2009 化验室 2010 化验室 2011 开水间 2012 办公室 将该楼层分为两个区，新风机组选型如表3-2所示：

表3-2 新风机组

总风量总 冷 量(kW) 机组型号 台数 (m3/h) 首层(1001-1011) 二层(2001-2012)

1201.77 10.65 BFP2 1 1339.45 11.84 BFP2 1 12

3.3散流器选择计算:

散流器送风气流分布设计步骤为首先布置散流器，然后预选散流器，最后校核射流的射程和室内平均风速。 1. 散流器选型

采用方形片式径向散流器平送。 2. 布置散流器

由办公室间数和办公室尺寸确定选用1个散流器，则2008房间为例散流器的送风量为:

qv?720m3/h?0.2m3/s

3. 初步选择散流器

选用方形散流器，假设散流器喉部风速vd为3m/s.则单个散流器所需的喉部

q面积为,计算如下

nvq0.2??0.067mvn3?1vdvd2

选用风口尺寸为240mm?240mm的方形散流器，则喉部实际风速为

0.2?3.47m/s vd?1?0.24?0.24 散流器实际出口面积约为喉部面积的90％，则散流器有效流通面积

m2 F?0.9?0.24?0.24?0.0518 散流器出口风速为 v0?4. 计算射程

X?Kv0Fvd0.9?3.47?3.85m/s. 0.9v?x0?x1.4?3.85?0.0518?0.07?2.38m

0.5散流器中心到区域边缘的距离为2.25m，根据要求，散流器的射程应该为散流器中心房间或区域边缘距离的75%，所需最小射程为：2.25?0.75?1.68m。2.38m?1.68m，因此满足射程要求。 5. 计算室内平均风速

vm?0.381rlL/4?H22?0.381?2.384.542?0.201m/s

?3.92夏季工况送冷风，则室内平均风速为0.201m/s?1.2?0.241m/s,满足舒适性空调夏季室内风速不大于0.3m/s的要求。

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6. 校核轴心温差衰减

?tx?t0?vvxd ?tx?vvx??t0?d0.5?6?0.86℃ 3.47满足舒适性空调温度波动范围±1℃的要求.

其他房间计算过程与上相同，如表3-3为整个建筑系统散流器选型

表3-3散流器计算表 散流器（方形）计算表 房间编号 送风量散流器尺寸（mm) 散流器个数 喉部风速出口风速有效面积F(m2） 计算射程x(m） 最小射程(m） 平均风速轴心温差衰减qm(m3/s) vd(m/s) v0(m/s)V vm(m/s) ?tx(℃) 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 0.330 0.085 0.192 0.109 0.092 0.160 0.798 0.150 0.150 0.053 0.104 0.280 0.140 0.140 0.140 0.140 0.140 0.280 0.200 0.160 0.160 0.055 0.110 3003300 1203120 2403240 1203120 1803180 1803180 1803180 1803180 1803180 1203120 1803180 2403240 1803180 1803180 1803180 1803180 1803180 2403240 2403240 2403240 2403240 1203120 1203120 1 1 1 2 1 1 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3.67 5.90 3.32 3.80 2.84 4.93 4.10 4.64 4.64 3.66 3.21 4.86 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 4.86 3.47 2.70 2.70 3.81 3.81 4.07 6.56 3.69 4.22 3.16 5.48 4.56 5.16 5.16 4.07 3.56 5.40 4.80 4.80 4.80 4.80 4.80 5.40 3.85 3.08 3.08 4.23 4.23 0.08100 0.01296 0.05184 0.01296 0.02916 0.02916 0.02916 0.02916 0.02916 0.01296 0.02916 0.05184 0.02916 0.02916 0.02916 0.02916 0.02916 0.05184 0.05184 0.05184 0.05184 0.01296 0.01296 3.17 2.02 2.28 1.28 1.44 2.55 2.11 2.40 2.40 1.23 1.63 3.37 2.22 2.22 2.22 2.22 2.22 3.37 2.38 1.90 1.90 1.29 1.29 2.70 1.88 2.25 1.13 1.24 2.25 1.35 2.03 2.03 1.01 1.24 2.70 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 2.70 1.68 1.88 1.88 1.01 1.01 0.26 0.16 0.17 0.09 0.12 0.19 0.12 0.18 0.18 0.11 0.14 0.26 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.26 0.24 0.19 0.19 0.14 0.14 0.82 0.51 0.9 0.9 0.88 0.61 0.73 0.65 0.65 0.82 0.93 0.62 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.62 0.86 0.92 0.92 0.79 0.79

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第四章 空调风系统及水系统的水利计算

4.1风管水力计算

1. 风管管径的确定计算

根据室内允许噪声的要求，结合本设计特点，空调系统送风风道风速宜选取3-6m/s。机组的进风口管径按产品样本定制风管，进入每个房间的风管管径由房间所需要的风量来确定。本设计的风管采用矩形风管，管径的尺寸一律采用国标。采用假定流速法确定风管尺寸：

风管截面积s?qmv （4-1）

式中，q——房间风量，m3/h；

m v——假定流速，m/s； 根据上式求得风管截面积，查得实际风管尺寸，再根据实际风管截面积反求实际流速，在一定范围内即可。

2. 风系统水力校核计算 沿程阻力计算：

Py?RL （4-2）

式中 Py——风管的沿程阻力，Pa；

R——比摩阻，Pa/m,可查表；

L——风管长度，m；

局部阻力计算：

?Pj???2?2 （4-3）

式中 ?Pj——局部阻力，Pa；

ζ——局部阻力系数；

?——与ζ对应的风道断面平均速度，m/s。 管段总阻力

?P??Py??Pj （4-4） 以一层风管为例进行风系统水力计算，如图4.1所示

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图4.1

以下为整个建筑空调机组风管水力计算，见表4-1。

表4-1空调机组风管水利计算表 管段编号 新风量(m3/h) 1—2 2—3 2—4 4—5 4—6 6—7 6—8 8—9 8—10 10—11 10—12 12—13 12—14 14—15 14—16 14—17 17—18 17—19 17—20 20—21 20—22 二层 0-1 1—2 1—3 3—4 3—5 1338.39 72.9 1256.49 194.4 1071.09 1.67 4.34 2.08 6.77 3.29 3203200 1203120 2503250 1203120 2003250 5.808984375 1.40625 5.5844 3.75 5.9505 3.7074 1.4322 4.1808 15.33405 8.6856 2.4716 0.9548 2.7872 10.2227 5.7904 1.48 0.22 1.34 1.51 1.76 6.18 2.39 6.97 25.56 14.48 1339.45 195.34 1144.11 53.54 1090.57 118.8 971.77 26.7 945.07 118.8 826.27 59.44 766.83 106.88 59.44 600.51 106.88 118.8 237.2 158.1 79.1 管段长度（m） 1.36 6.27 5.38 4.28 0.315 4.788 4.237 2.26 2.98 4.32 8.87 4.84 2.602 3.39 5.32 6.58 3.66 4.61 5.48 6.56 9.44 风管尺寸（㎜3㎜） 3203250 1203120 3203200 1203120 3203200 1203120 3203160 1203120 3203160 1203120 2503160 1203120 2503160 1203120 1203120 2503160 1203120 1203120 1603160 1603160 1203120 实际风速（m/s） 4.650868056 3.768132716 4.965755208 1.03279321 4.733376736 2.291666667 5.27218967 0.515046296 5.127332899 2.291666667 5.737986111 1.146604938 5.325208333 2.061728395 1.146604938 4.170208333 2.061728395 2.291666667 2.573784722 1.715494792 1.525848765 局部阻力（Pa） 1.6524 14.38965 8.7156 0.7704 0.46305 4.09374 9.215475 0.1017 6.1686 3.6936 25.5456 1.089 6.47898 2.38995 1.197 10.0674 2.5803 3.94155 6.4378 6.52 6.6552 沿程阻力（Pa） 1.1016 9.5931 5.8104 0.5136 0.3087 2.72916 6.14365 0.0678 4.1124 2.4624 17.0304 0.726 4.31932 1.5933 0.798 6.7116 1.7202 2.6277 6.7952 3.28 4.4368 比摩阻（Pa/m） 0.81 1.53 1.08 0.12 0.98 0.57 1.45 0.03 1.38 0.57 1.92 0.15 1.66 0.47 0.15 1.02 0.47 0.57 1.24 0.5 0.47 总阻力（Pa） 2.75 23.98 14.53 1.28 0.77 6.82 15.36 0.17 10.28 6.16 42.58 1.82 10.80 3.98 2.00 16.78 4.30 6.57 13.23 9.80 11.09 16

5—6 5—7 5—8 8—9 8—10 8—11 11—12 11—13 13—14 13—15 15—16 15—17 17—18 17—19 17—20 106.9 118.8 845.39 106.9 118.8 619.69 108 511.69 118.8 392.89 26.7 366.19 53.5 118.8 194.4 4.896 5.74 7.16 5.01 5.56 8.95 4.8 5.25 5.06 5.163 2.62 3.97 6.46 7.11 9.2 1203120 1203120 2003200 1203120 1203120 2003160 1203120 2003200 1203120 2003160 1203120 1603120 1203120 1203120 2003120 2.062114198 2.291666667 5.870763889 2.062114198 2.291666667 5.379253472 2.083333333 3.553402778 2.291666667 3.410503472 0.515046296 5.297887731 1.032021605 2.291666667 2.25 3.45168 4.9077 20.943 3.53205 4.7538 25.37325 3.456 5.67 4.3263 5.963265 0.1179 15.1257 1.1628 6.07905 5.796 2.30112 3.2718 13.962 2.3547 3.1692 16.9155 2.304 3.78 2.8842 3.97551 0.0786 10.0838 0.7752 4.0527 3.864 0.47 0.57 1.95 0.47 0.57 1.89 0.48 0.72 0.57 0.77 0.03 2.54 0.12 0.57 0.42 5.75 8.18 34.91 5.89 7.92 42.29 5.76 9.45 7.21 9.94 0.20 25.21 1.94 10.13 9.66 以一层节点20为例，最不利平衡点=

?P17?20??P20?2213.233?11.92??9.6500

?P17?2013.233最不利平衡点=

?P20?22??P20?2111.092?9.8??11.6000?1500

?P20?2211.092?P19?20??P17?2010.13?9.66满足最不利??4.600?1500，

?P19?2010.13二层最不利平衡点=点的要求。

4.2水管水力计算

本设计其水系统采用的是开式系统。

1. 水管管径的确定

根据以下公式确定管段体积流量：

qv?Q （4-5）

c?(th?tg)v式中，q——管段体积流量，m3/s； Q——管段冷负荷，kW；

c——水的比热容，常取4.19kJ/(kg?K)； ?——水的密度，1000㎏/m3； th——回水温度，℃；

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th——供水温度，℃

根据假定流速法求得管段管径，用以下公式：

d?4qv ?v再用上式反求出实际流速，根据实际流速和管径查表得出比摩阻R。 2. 水系统水力计算 沿程阻力计算：

Py?RL （4-6） 式中Py——水管的沿程阻力，Pa； R——比摩阻，Pa/m,可查表；

L——水管长度，m；

局部阻力计算：

?Pj???2?2 （4-7）

式中?Pj——局部阻力，Pa； ζ——局部阻力系数；

?——与ζ对应的风道断面平均速度，m/s。 管段总阻力

?P??Py??Pj （4-8） 下图为整个水系统图： 以下为一层水系统水力计算如表4-2

表4-2一层水系统水利计算表

管段 冷负荷 qv 假定流速 管径 实际流速 比摩阻 DN 管长 沿程损失 局部阻力系数 局部损失 总阻力 一层 b-c W 19942 m3/h 2.45 m/s 2.00 mm 124.84 m/s 1.3 Pa/m 160 mm 150 m 3.9 （Pa） 624.00 ζ 0.86 （Pa） 0.73 （Pa） 624.73 18

c-7 7-8 7-5 5-6 5-2 2-3 2-4 2-0 0-1 0-① c-9 9-10 9-11 9-12 12-13 12-14 14-15 14-16 14-17 8257 2040 6217 559 5658 1107 1072 3476 3476 9239 13957 2426 1167 10364 986 9378 2426 1072 5880 1.01 0.25 0.76 0.07 0.69 0.14 0.13 0.43 0.43 1.13 1.71 0.30 0.14 1.27 0.12 1.15 0.30 0.13 0.72 2.00 2.00 2.00 2.00 1.50 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 3.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 80.33 39.93 69.70 20.90 76.78 29.41 28.94 52.12 52.12 84.97 85.28 43.54 30.20 90.00 27.76 85.61 43.54 28.94 95.87 0.8 0.8 0.7 0.5 0.9 0.6 0.6 0.8 0.8 1.2 0.8 0.8 0.6 1.1 0.5 0.9 0.8 0.5 0.6 149 240 133 248 322 255 233 240 240 306 62 240 147 258 125 174 240 125 55 100 50 70 20 70 25 32 50 50 80 150 50 40 80 32 80 50 32 100 2.31 3.63 7.02 1.57 1.2 4.15 5.46 4.4 4.4 3.89 5.78 5.32 7.14 3.97 6.83 5.25 2.69 5.7 12.73 344.19 871.20 933.66 389.36 386.40 1058.25 1272.18 1056.00 1056.00 1190.34 358.36 1276.80 1049.58 1024.26 853.75 913.50 645.60 712.50 700.15 1.04 0.62 0.68 0.62 0.88 0.62 0.62 0.88 0.88 1.3 1.04 0.62 0.62 1.04 0.62 0.78 0.62 0.62 0.88 0.33 0.20 0.17 0.08 0.36 0.11 0.11 0.28 0.28 0.94 0.33 0.20 0.11 0.63 0.08 0.32 0.20 0.08 0.16 344.52 871.40 933.83 389.44 386.76 1058.36 1272.29 1056.28 1056.28 1191.28 358.69 1277.00 1049.69 1024.89 853.83 913.82 645.80 712.58 700.31 以一层节点14为例，最不利平衡点=

?P14?17??P14?15700.31?645.80??7.8500，

?P14?17700.31最不利平衡点

?P14?17??P14?16700.31?712.31??-1.6800，满足条件。

?P14?17712.31表4-3二层水系统水利计算表 以下为二层水系统水力计算，见表4-3.

管段 冷负荷 qv 假定流速 管径 流速 比摩阻 DN 管长 沿程损失 局部阻力系数 局部损失 总阻力 二层 a-b b-7 7-8 7-5 5-6 5-2 2-3 2-4 2-1 b-9 9-10 W 46190 10585 2133 8452 664 7788 1787 2133 3868 18801 1981 m3/h 5.67 1.30 0.26 1.04 0.08 0.96 0.22 0.26 0.47 2.31 0.24 m/s 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 3.00 2.00 mm 190.00 90.95 40.83 81.27 22.78 78.02 37.37 40.83 54.98 98.97 39.35 m/s 1.3 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 Pa/m 160 149 240 138 240 306 261 261 79 149 233 mm 150 100 50 80 50 80 40 40 80 100 32 m 4 2.15 4.08 6.99 1.73 1.42 3.91 4.2 11.24 2.68 3.49 （Pa） 640.00 320.35 979.20 964.62 415.20 434.52 1020.51 1096.20 887.96 399.32 813.17 ζ 0.82 1.04 0.63 0.68 0.62 0.88 0.62 0.62 1.04 1.04 0.62 （Pa） 0.69 0.33 0.20 0.22 0.20 0.36 0.11 0.11 0.19 0.33 0.11 （Pa） 640.69 320.68 979.40 964.84 415.40 434.88 1020.62 1096.31 888.15 399.65 813.28 19

9-11 11-12 11-13 11-14 14-15 14-16 14-17 17-18 17-19 19-20 19-21 16820 2199 3045 11576 3029 2133 6414 3839 2854 2854 10297 2.06 0.27 0.37 1.42 0.37 0.26 0.79 0.47 0.35 0.35 1.26 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 114.65 41.46 48.78 95.12 48.65 40.83 70.80 54.77 47.23 47.23 89.71 1 0.8 0.8 1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 1.1 121 339 240 149 240 240 138 172 302 302 258 125 40 50 100 50 50 80 70 50 50 80 6.41 2.58 3.84 6.16 3.41 3.74 6.01 8.25 4 4 4.87 775.61 874.62 921.60 917.84 818.40 897.60 829.38 1419.00 1208.00 1208.00 1256.46 0.52 0.62 0.62 0.52 0.62 0.62 0.68 0.62 0.88 0.88 1.3 0.26 0.20 0.20 0.26 0.20 0.20 0.22 0.20 0.36 0.36 0.79 775.87 874.82 921.80 918.10 818.60 897.80 829.60 1419.20 1208.36 1208.36 1257.25 以二层节点19为例，最不利平衡点=在15％范围内，满足条件。

?P19?21??P19?201257.25?1208.36??3.8800?P19?211257.254.3冷凝水管径确定

采用估算方法，查表得其管径一律为DN25.

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第五章 消声减震及保温设计

5.1消声设计

消声主要目的是使噪声在室内的声压级得以下降，空调房间的噪声主要来自风口。送、回风管在空调机房里采用消声静压箱以此降低噪音；在管道系统中主要是对管道风速进行限制（主风管6-8m/s，支风管3-5m/s）；风管管道转弯处设消声弯头等。具体设计如下：

1. 通风、空调和制冷机房的位置，宜布置在远离对隔振和消声有较严格要求

的房间的位置，机房内部的噪声控制，应以隔振和隔声为主，吸声为辅； 2. 通风机和空调系统产生的噪音，当自然衰减不能达到允许的标准时，应设

置消声器或采用其他消声措施。系统所需要的消声量，应通过计算确定； 3. 选择消声器，应根据系统所需消声量、噪声源频率特性和消声器的声学性

能及空气动力特性等因素，经济技术比较，分别采用抗性、阻性和阻抗复合消声器；

4. 选用机械设备时，要选择效果好、噪声低的产品；

5. 经过消声处理后的风管，不宜穿越产生较高噪音的房间。噪声较高的风管，

不宜穿越要求保持较低噪声的房间，当无法避免时，应对风管进行隔声处理；

6. 设计风道时要注意风速，考虑风道自然消声，在设计弯头时加设导流叶片，

尽可能的减少空气涡流现象； 7. 在设计送回风处加贴软性吸声材料； 8. 注意风管的连接方法，防止串声事故发生； 9. 避免外界噪声传入风管内；

10. 机房尽量远离要求安静的房间。安静条件要求不同的房间不要共用一个系

统，以防止他们之间串声。

5.2减振设计

在空调设计中，常用的减振器有橡胶和刚弹簧两种。减振设计主要有： 1. 机组、泵及风机基础减振：每台设备宜采用单独的隔振基座，不宜设计成

多台合用基座；制冷机、水泵和通风机，宜固定在隔振基座上，隔振基座

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可以用钢筋混凝土板或型钢较高而成。中、低压离心通风机的隔振基座，宜采用型钢机构；

2. 设备减振主要通过风管和水管是的减振：管道隔振一般是通过设置绕性接

管和悬吊或支撑的减振器来实现；风机进出风口与管道之间用软接，目前普遍采用双层帆布或人造皮革材料制作；水泵的进出水口处应配置橡胶绕性接管；设备与管道之间配置绕性接管或软接后，还要采取支撑会悬吊支架隔振装置。

3. 常用的隔振材料有软木、海绵乳胶、玻璃纤维、防震橡胶、金属弹簧和空

气弹簧。

5.3保温设计

保温材料的选用原则：

1. 保温性能：保温材料的热工性能主要取决于其导热系数，导热系数越大其

性能越差，保温效果也就越差，因此选择低导热系数的保温材料是首要的。冷热水供回水管均需保温，冷凝水也宜保温。

2. 吸水率：各种保温材料都不同程度的存在一定的吸水率，吸水率越大，表

明在使用过程中材料的含水量增加越快。因此含水量的增加将使整个保温材料的导热系数加大，由此可知保温材料应选用低吸水率材料。 3. 使用温度范围：保温材料不能承受较高的温度，为保证其使用寿命及安全

可靠，温度控制在一定范围内。 4. 使用寿命抗老化及机械强度。

5. 防火性能：在高层民用建筑中，保温材料的防火性能是一个及其重要的指

标，管道和设备的保温材料、应为不燃材料或难燃材料。穿越防火墙和变形缝的管道两侧各2.00mm范围内应采用不燃烧材料保温。

5.4防火设计

防火阀是指安装在通风、空调系统的送、回风管路上，平时呈开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70℃时自动关闭，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用的阀门。

排烟防火阀是指安装在排烟系统管道上，平时呈开启状态，火灾时当管道内气体温度达到280℃时自动关闭，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性

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要求。起隔烟阻火作用的阀门。70度防火阀一般用在通风和空调管道上，以及通风及空调管道过防火分区或者防火墙、进机房等地方，主要作用就是发生火灾时候能切断通风及空调管路，防止火灾在管道内蔓延。本次设计采用70度防火阀。

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参考文献

[1] 黄翔主编,《空调工程》机械工业出版社，2011

[2] 马最良、姚杨主编,《民用建筑空调设计》，化学工业出版社，2009 [3] 陆亚俊主编，《暖通空调》，中国建筑工业出版社，2002。

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