救援應(yīng)急中心執(zhí)勤綜合樓的空調(diào)設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...西安市救援應(yīng)急中心執(zhí)勤綜合樓空調(diào)設(shè)計(jì)摘要本工程是西安防火防災(zāi)中心樓。為地上六層的執(zhí)勤綜合樓，總建筑面積11000m2。一層為大廳、消防車庫、裝備庫；二層至四層為活動(dòng)室、會(huì)議室、戰(zhàn)士宿舍；五層和六層為標(biāo)準(zhǔn)間、辦公室、檔案室與大會(huì)議室。。本文首先計(jì)算出夏季冷負(fù)荷和冬季熱負(fù)荷，確定出空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)劃分情況，空調(diào)系統(tǒng)采用一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)以及全空氣系統(tǒng)，然后通過經(jīng)濟(jì)性分析選擇冷熱源為地源熱泵機(jī)組并以冷水機(jī)組作為補(bǔ)充。再進(jìn)展氣流組織計(jì)算，選定進(jìn)風(fēng)排風(fēng)方式，而后進(jìn)展了風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的水力計(jì)算，布置冷凍站，計(jì)算空調(diào)設(shè)備的附件，并對(duì)防排煙，設(shè)備的減噪防振也做了簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)和說明。關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)地源熱泵機(jī)組冷凍站目錄1設(shè)計(jì)根基資料11.1工程概況11.2設(shè)計(jì)任務(wù)11.3設(shè)計(jì)依據(jù)11.4氣象資料11.5土建資料22冷負(fù)荷組成32.1冷負(fù)荷組成32.2空調(diào)房間的計(jì)算冷負(fù)荷32.3空調(diào)建筑物的計(jì)算冷負(fù)荷32.4空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算冷負(fù)荷33冷熱負(fù)荷計(jì)算43.1夏季冷負(fù)荷計(jì)算例如43.2熱負(fù)荷計(jì)算114空調(diào)系統(tǒng)方案的對(duì)比與確定及空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)134.1空調(diào)系統(tǒng)方案對(duì)比與確定134.1空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)145全空氣系統(tǒng)風(fēng)量及氣流組織計(jì)算185.1空氣處理過程計(jì)算及設(shè)備選型185.2典型房間氣流組織計(jì)算206半集中式系統(tǒng)風(fēng)量及氣流組織計(jì)算256.1空氣處理過程計(jì)算256.2風(fēng)機(jī)盤管選型計(jì)算266.3新風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算277水管路設(shè)計(jì)及水力計(jì)算277.1水管管徑選擇依據(jù)[6]277.2水管阻力計(jì)算公式[6]288冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)308.1空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算308.2冷水機(jī)組選擇318.3冷凍水泵選型318.4冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)328.5膨脹水箱的選型計(jì)算339消聲、減震3510結(jié)論391設(shè)計(jì)根基資料1.1工程概況本建筑位于陜西西安市，為地上六層的執(zhí)勤綜合樓，總建筑面積11000m2。一層為大廳、消防車庫、裝備庫；二層至四層為活動(dòng)室、會(huì)議室、戰(zhàn)士宿舍；五層和六層為標(biāo)準(zhǔn)間、辦公室、檔案室與大會(huì)議室。屬于真題假做。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)確定的室內(nèi)外氣象條件，土建資料，人體舒適要求及冷源情況設(shè)計(jì)該賓館的冬夏季中央空調(diào)系統(tǒng)，和該系統(tǒng)配套的冷凍站，換熱站。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)本工程空調(diào)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,并依照暖通空調(diào)現(xiàn)行國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展設(shè)計(jì)，具體為：〔1〕《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50019-2003〔2〕《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75-2003〔3〕《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50045-95(2005年版)〔4〕《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50243-20021.4氣象資料1.4.1夏季室外氣象參數(shù)根據(jù)建筑物所在的地區(qū)是西安，按《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》等有關(guān)規(guī)定確定。廈門市夏季氣象條件如下[2]：表1-1室外氣象參數(shù)地點(diǎn)臺(tái)站位置大氣壓力〔hPa〕年平均溫度℃室外計(jì)算干球溫度℃夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度〔℃〕冬季夏季北緯東經(jīng)冬季夏季采暖空調(diào)通風(fēng)通風(fēng)空調(diào)空調(diào)日平均平均日較差南京34°16'108°54'978.7959.215.3-5-8-13135.232.16.926續(xù)表1-1地點(diǎn)最熱月平均溫度℃室外計(jì)算相對(duì)濕度%室外平均風(fēng)速m/s極端最低溫度℃極端最高溫度℃冬季空調(diào)最熱月月平均夏季通風(fēng)西安28.06681542.2-14.040.71.4.2室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)列于表1-2。表1-2空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)[3]季節(jié)溫度〔℃〕相對(duì)濕度〔%〕新風(fēng)量m3/(h·人)夏季266025—40冬季206025—401.5土建資料〔1〕墻：墻體為加氣混凝土保溫外墻，250mm厚查《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11.4-1可知：傳熱系數(shù)K=1.96W/㎡?℃，傳熱衰減系數(shù)β=0.15，衰減度ν=38.6，延遲時(shí)間ε=12.7h，放熱衰減度νf=2.0，放熱延遲時(shí)間εf=1.5h。〔2〕屋面：200mm為加氣混凝土保溫屋面，吸收系數(shù)為0.9查《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11.4-2可知：傳熱系數(shù)K=0.49W/㎡?℃，傳熱衰減系數(shù)β=0.48，衰減度ν=35.16，延遲時(shí)間ε=6.3h，放熱衰減度νf=1.1，放熱延遲時(shí)間εf=1.3h?！?〕門窗：門,k取2.0W/m2.k，面積取2.0×0.8m2；窗掛深色內(nèi)窗簾，k取1.5W/m2.k，面積取1.5×1.5m2，房間類型為中；2冷負(fù)荷組成2.1冷負(fù)荷組成〔1〕通過圍護(hù)構(gòu)造傳入室內(nèi)的熱量；〔2〕通過外窗進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱量；〔3〕人體散熱量；〔4〕照明散熱量；〔5〕設(shè)備、器具、管道以及其他室內(nèi)熱源的散熱量；〔6〕食品或物料的散熱量；〔7〕滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量；〔8〕伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。2.2空調(diào)房間的計(jì)算冷負(fù)荷空調(diào)房間計(jì)算冷負(fù)荷確實(shí)定方法是：將上述分各項(xiàng)冷負(fù)荷按各不同的計(jì)算時(shí)刻累加，得出房間冷負(fù)荷的逐時(shí)值，然后取其中的最大值。對(duì)于該建筑，各主要房間均維持正壓狀態(tài)，需要考慮上述負(fù)荷〔1〕至〔5〕，由于圖書館中無餐廳及水池所以〔6〕至〔7〕負(fù)荷在本設(shè)計(jì)中沒有考慮。2.3空調(diào)建筑物的計(jì)算冷負(fù)荷〔1〕當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)末端裝置不能隨負(fù)荷變化而自動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)采取同時(shí)使用的所有房間最大冷負(fù)荷的累加值；〔2〕當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)末端裝置能隨負(fù)荷變化而自動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)將同時(shí)使用的所有房間各計(jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷累加，得出建筑物冷負(fù)荷的時(shí)間序列，然后取其中的最大值。2.4空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算冷負(fù)荷空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算冷負(fù)荷，應(yīng)由以下各項(xiàng)組成：建筑物的計(jì)算冷負(fù)荷；新風(fēng)計(jì)算冷負(fù)荷；風(fēng)系統(tǒng)通過送回風(fēng)管和送回風(fēng)機(jī)產(chǎn)生溫升引起的附加冷負(fù)荷；供冷裝置的附加冷負(fù)荷；水系統(tǒng)通過水管、水泵、水箱產(chǎn)生的附加冷負(fù)荷。3冷熱負(fù)荷計(jì)算3.1夏季冷負(fù)荷計(jì)算例如計(jì)算六層會(huì)議室的夏季空調(diào)冷負(fù)荷，采用諧波法的工程簡(jiǎn)化法，按不穩(wěn)定傳熱分別計(jì)算各種熱源引起的負(fù)荷，其包括：〔1〕通過圍護(hù)構(gòu)造傳入室內(nèi)的熱量：屋面、北外墻、東南外墻；〔2〕通過外窗進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱量：北外窗；〔3〕人體散熱量；〔4〕照明散熱量；〔5〕設(shè)備散熱量。該房間面積為112㎡，人員系數(shù)取值為0.3人/㎡，照明單位面積指標(biāo)取值為10w㎡，設(shè)備單位面積指標(biāo)取值為30w/㎡，新風(fēng)沒人按照30m3/h取值，所以房間內(nèi)人數(shù)為：40人，照明：1120w，設(shè)備3360w，新風(fēng)量1200m3/h。3.1.1照明冷負(fù)荷計(jì)算照明設(shè)備的計(jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷按下式計(jì)算：Q=Qs·Xt-T〔W〕〔3-1〕式中Qs—照明設(shè)備的散熱量〔W〕；Xt-T—t-T時(shí)間內(nèi)照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)，其中空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)10小時(shí)，開燈時(shí)數(shù)10小時(shí)，燈具類型為鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)的熒光燈。照明設(shè)備散熱量Qs=1200N·n1〔W〕〔3-2〕N—照明設(shè)備安裝功率〔KW〕；n1—同時(shí)使用系數(shù)，一般取0.5-0.8；房間設(shè)備散熱量按下試計(jì)算Qs=1000N·n1·n2·n3〔W〕〔3-3〕式中Qs—照明設(shè)備的散熱量〔W〕N—照明設(shè)備安裝功率〔KW〕；n1—同時(shí)使用系數(shù)，取0.7n2—小時(shí)功率與最大功率之比，取0.7n3—利用系數(shù)，取1.03.1.2人體散熱引起的冷濕負(fù)荷計(jì)算根據(jù)下面公式計(jì)算：Qt=QSXt-T〔W〕〔3-4〕QS——人體顯熱散熱量〔W〕；Xt-T——t-T時(shí)間人體顯熱散熱量的冷負(fù)荷系數(shù)，見表2-45，由于該空間內(nèi)人員流動(dòng)性對(duì)比大，人員在室內(nèi)的總小時(shí)數(shù)取2小時(shí)。QS=n1n2qx〔W〕〔3-5〕n1——空調(diào)房間內(nèi)的人員總數(shù)；n2——群集系數(shù)，本房間取n2=0.93；qx——每名成年男子的顯熱散熱量〔W〕，本房間人員屬于極輕勞動(dòng)，顯熱=66w。Qq=n1n2qq〔W〕〔3-6〕n1——空調(diào)房間內(nèi)的人員總數(shù)；n2——群集系數(shù)，本房間取n2=0.93；qq———每名成年男子的顯熱散熱量〔W〕潛熱=105w。人體全熱冷負(fù)荷Q=Qs+Qq〔W〕〔3-7〕人體濕負(fù)荷Wr=n1n2ww—每名成年男子散濕量取w=184g/h，3.1.3圍護(hù)構(gòu)造冷負(fù)荷的計(jì)算〔1〕無外遮陽的玻璃窗日射冷負(fù)荷計(jì)算Qc=FcCzJc.maxCcl〔W〕〔3-8〕其中Cz=CsCn式中Qc—各小時(shí)的日射冷負(fù)荷〔W〕；Fc—窗的面積〔m2〕；Cs—窗玻璃修正系數(shù)，玻璃為5mm厚普通玻璃Xb=0.93；Cn—窗內(nèi)遮陽系數(shù)，掛淺色內(nèi)布窗簾Cn=0.6；Jc.max—窗日射得熱量最大值(w/m2)，Ccl—冷負(fù)荷系數(shù)，分無內(nèi)遮陽和有內(nèi)遮陽。外圍構(gòu)造的玻璃門構(gòu)造均為5mm厚的普通玻璃，所以玻璃門均與玻璃窗列入一起，按外部玻璃傳熱進(jìn)展計(jì)算?！?〕無外遮陽的玻璃窗傳熱冷負(fù)荷計(jì)算Q=KcFc(tl-tn)〔W〕〔3-9〕式中Q—玻璃窗的傳熱冷負(fù)荷〔W〕；Kc—窗玻璃傳熱系數(shù)W/m2·℃；Fc—窗面積(m2)；tl—冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值；tn—室內(nèi)計(jì)算溫度℃，本房間取26℃?！?〕外墻傳熱冷負(fù)荷的計(jì)算Q=KwFw[(tl＋td)×ka－tn]〔W〕〔3-10〕式中Q—外墻傳熱冷負(fù)荷〔W〕；Kw—外墻傳熱系數(shù)W/m2·℃；Fw—外墻面積(m2)；tl—冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值；td—溫度的地點(diǎn)修正值,單位℃；ka—溫度的由于外外表放熱系數(shù)不同引起的溫度修正系數(shù),無因次；tn—室內(nèi)計(jì)算溫度℃，本房間取24℃?！?〕內(nèi)圍護(hù)構(gòu)造傳熱冷負(fù)荷計(jì)算Q=KF⊿t〔W〕〔3-11〕式中Q—內(nèi)墻傳熱冷負(fù)荷〔W〕；K—內(nèi)墻傳熱系數(shù)W/m2·℃；F—相臨非空調(diào)房間內(nèi)墻面積(m2)；⊿t—傳熱溫差℃，取⊿t=3℃；3.1.4新風(fēng)冷負(fù)荷的計(jì)算根據(jù)公式：Q=G〔iw–in〕／3600〔W〕〔3-12〕式中Q—新風(fēng)冷負(fù)荷W；G—新風(fēng)量m3/h；iw，in—室內(nèi)外空氣焓值kj/kg；—空氣密度1.2kg/m3。新風(fēng)量=人均新風(fēng)量×面積×人員密度該房間取人均新風(fēng)量為：30m3/h新風(fēng)濕負(fù)荷根據(jù)公式：Qq=0.001G(dw-dn)(kg/h)〔3-13〕其中:dw—夏季空調(diào)室外計(jì)算參數(shù)時(shí)的含濕量(g/kg)dn—室內(nèi)空氣的含濕量(g/kg)會(huì)議室房間逐時(shí)冷負(fù)荷〔包括新風(fēng)冷負(fù)荷〕計(jì)算如表3-1：設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)刻08:00—18:00表3-1會(huì)議室逐時(shí)冷負(fù)荷負(fù)荷源報(bào)告廳房間逐時(shí)負(fù)荷值89101112131415161718房間參數(shù)面積200m2高度5.6m室內(nèi)溫度24.0℃相對(duì)濕度60人體60人照明2kW設(shè)備6kW新風(fēng)1800m3/h南外墻信息長(zhǎng)18高(寬)5.6面積95.4傳熱系數(shù)1.96負(fù)荷值560.1556.8552.6547.7542.2536.5531526522.1519.7519南外窗信息長(zhǎng)2.7高(寬)2面積5.4傳熱系數(shù)1.5負(fù)荷值227303.7394.9489.5541552.1506.1435.9340.5289.3217東內(nèi)門信息長(zhǎng)0.8高(寬)2面積1.6傳熱系數(shù)2負(fù)荷值33.333.333.333.333.333.333.333.333.333.333.3人體顯熱2168.53004.33386.33538.63260.73100.33462.23687.23747.53690.83006.3全熱3829.15080.15462.15614.34921.34760.95537.957635823.25662.84251.8濕負(fù)荷2.53.123.123.122.52.53.123.123.122.971.87新風(fēng)顯熱4906.46133613361334906.44906.46133613361334906.43066.5全熱17263.521579.421579.421579.417263.517263.521579.421579.421579.417263.510789.7濕負(fù)荷17.0421.321.321.317.0417.0421.321.321.317.0410.65照明負(fù)荷值9341303.714951579.11531.81472.21575.81677.71707.71693.31471設(shè)備負(fù)荷值3948.76845.973867556.77656.27722.5776978037828.47543.65375.2表3-2會(huì)議室逐時(shí)冷負(fù)荷匯總時(shí)刻89101112131415161718冷負(fù)荷(W)3138.24147.24415.44400.74092.53755.93972.64072.74076.539573233.7新風(fēng)冷負(fù)荷(W)2857.73572.13572.13572.12857.72857.73572.13572.13572.12857.71786.1總冷負(fù)荷(W)5995.97719.37987.67972.86950.26613.67544.77644.97648.66814.75019.8濕負(fù)荷(kg/h)0.420.520.520.520.420.420.520.520.520.490.31新風(fēng)濕負(fù)荷(kg/h)2.913.643.643.642.912.913.643.643.642.911.82總濕負(fù)荷(kg/h)3.324.164.164.163.323.324.164.164.163.42.13冷指標(biāo)(W/m2)62.882.988.38881.875.179.581.581.579.164.7總冷指標(biāo)(W/m2)119.9154.4159.8159.5139132.3150.9152.9153136.3100.4通過上述計(jì)算可以看出會(huì)議室最大冷負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)刻為下午15點(diǎn)，在計(jì)算表格中以陰影局部標(biāo)出。其余房間也采取一樣計(jì)算方式，將最大冷負(fù)荷計(jì)算出來列于表附錄1中：3.2熱負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算采用熱指標(biāo)估算方法進(jìn)展計(jì)算，各個(gè)房間及整個(gè)建筑熱負(fù)荷估算參見附錄1：4空調(diào)系統(tǒng)方案的對(duì)比與確定及空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)4.1空調(diào)系統(tǒng)方案對(duì)比與確定建筑物空調(diào)系統(tǒng)常采用一次回風(fēng)系統(tǒng)〔集中式〕和風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的半集中系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)的性能及優(yōu)缺點(diǎn)列于表4-1。表4-1兩種典型空調(diào)系統(tǒng)的對(duì)比集中式半集中式風(fēng)管、設(shè)備與布置風(fēng)管系統(tǒng)1、送回風(fēng)管系統(tǒng)復(fù)雜，布置困難；2、支風(fēng)管和風(fēng)口較多時(shí)不易均衡調(diào)節(jié)風(fēng)量；3、風(fēng)道要求保溫，影響造價(jià)。1、放室內(nèi)時(shí)，不接送、回風(fēng)管；2、當(dāng)和新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合使用時(shí)，新風(fēng)管較小。設(shè)備布置與機(jī)房1、空調(diào)與制冷設(shè)備可以集中布置在機(jī)房；2、機(jī)房面積較大，層高較高；3、有時(shí)可以布置在屋頂或安設(shè)在車間柱間平臺(tái)上。1、只需要新風(fēng)空調(diào)機(jī)房，機(jī)房面積??；2、風(fēng)機(jī)盤管可以安設(shè)在空調(diào)房間內(nèi)；3、分散布置，敷設(shè)各種管線較麻煩。風(fēng)管互相串通空調(diào)房間之間有風(fēng)管連通，各房間易互相污染；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)通過風(fēng)管迅速蔓延。各空調(diào)房間之間空氣互不串通。經(jīng)濟(jì)性節(jié)能與經(jīng)濟(jì)性1、可以根據(jù)室外氣象參數(shù)的變化和室內(nèi)負(fù)荷變化實(shí)現(xiàn)全年多工況節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié)，充分利用室外新風(fēng)，減少與防止冷熱抵銷，減少冷凍機(jī)運(yùn)行時(shí)間；2、對(duì)于熱濕比負(fù)荷變化不一致或室內(nèi)參數(shù)不同的多房間，不經(jīng)濟(jì)；3、局部房間停頓工作不需要空調(diào)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)仍在運(yùn)行，不經(jīng)濟(jì)。1、靈活性較大，節(jié)能效果好，可根據(jù)各室內(nèi)負(fù)荷情況自行調(diào)節(jié)；2、盤管冬夏兼用，內(nèi)壁容易結(jié)垢，降低傳熱效率；3、無法實(shí)現(xiàn)全年多工況節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié)。造價(jià)除制冷機(jī)鍋爐設(shè)備外空氣處理箱和風(fēng)管造價(jià)均較高。較低。適用場(chǎng)合1、空間大，可布置風(fēng)道的建筑；2、室內(nèi)溫濕度，干凈度控制要求嚴(yán)格的車間；3、空調(diào)容量很大的大空間公共建筑，如商場(chǎng)。1、室內(nèi)溫濕度要求一般的場(chǎng)合；2、多層或高層建筑而層高較低的場(chǎng)合，如旅館和一般的辦公樓；3、不適用于全年室內(nèi)濕度有要求的地方。經(jīng)分析對(duì)比，本系統(tǒng)擬采用如下方案：房間開間較大的房間采用集中空調(diào)系統(tǒng)，即一次回風(fēng)的定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，由于沒有設(shè)置專用的空調(diào)機(jī)房故基本采用吊頂式空調(diào)器；氣流組織方式為上送上回，回風(fēng)方式采用回風(fēng)管道回風(fēng)。采用雙風(fēng)機(jī)，防止當(dāng)過渡季采用全新風(fēng)，采用單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)時(shí)，空調(diào)器內(nèi)有較大的負(fù)壓，空調(diào)器的不嚴(yán)密處有風(fēng)滲入。其余房間采用半集中式系統(tǒng)，即空氣處理機(jī)或風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)〔新風(fēng)不承當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷〕，集中處理新風(fēng)，分散處理回風(fēng)。各樓層設(shè)置吊掛式超薄新風(fēng)機(jī)組，新風(fēng)處理到室內(nèi)空氣的焓值，可達(dá)會(huì)議室、辦公室、客房等室內(nèi)設(shè)計(jì)要求。室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管的安裝為臥式暗裝型，風(fēng)機(jī)盤管吊裝在在房間過道，側(cè)送，其余房間采用吊頂下送。房間面積較小的房間人員少，空氣中新風(fēng)需求量不大，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)間新風(fēng)管與風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)口一同從房間門頂將風(fēng)吹出去使風(fēng)貼房頂射流，這種氣流組織是較好的一種，完全可以滿足這種小房間的要求，氣流組織形式較好，可使室內(nèi)氣流均勻。為了到達(dá)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,應(yīng)盡量使空調(diào)機(jī)組設(shè)置在靠近空調(diào)房間的地方。無論是全空氣風(fēng)系統(tǒng)還是新風(fēng)系統(tǒng)均不宜將區(qū)域劃分過大,以防止由于風(fēng)系統(tǒng)區(qū)域過大使系統(tǒng)風(fēng)量過大,輸配距離過長(zhǎng)所帶來的3種弊病:(1)主干風(fēng)管斷面過大,需占用較大的建筑空間;(2)空氣輸配用電過大;(3)系統(tǒng)風(fēng)量的沿途漏損增大。本工程水平跨度大，因此將每個(gè)樓層均劃分為左右兩個(gè)分區(qū)，在每個(gè)分區(qū)均設(shè)置一臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組。對(duì)于空調(diào)水系統(tǒng)而言擬采用閉式水平同程兩管制空調(diào)水系統(tǒng)，采用此種水系統(tǒng)可以有效解決因空調(diào)水系統(tǒng)過于復(fù)雜而造成的水利失衡問題，可以解決末端空調(diào)系統(tǒng)因水利失衡所造成的房間空調(diào)效果舒適性差異。隨著空調(diào)裝置的日益廣泛應(yīng)用，大型建筑設(shè)置空調(diào)的場(chǎng)合越來越多，全靠空氣來負(fù)擔(dān)熱濕負(fù)荷，將占用較多的建筑空間，因此可以同時(shí)用使用空氣和水來負(fù)擔(dān)空調(diào)的室內(nèi)負(fù)荷，本消防中心采用的風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)外加全空氣系統(tǒng)就屬于這種形式。風(fēng)機(jī)盤管的優(yōu)點(diǎn)：布置靈活，各個(gè)房間可獨(dú)立調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，房間不住人時(shí)可方便地關(guān)掉主機(jī)組，不影響其他房間，比其他系統(tǒng)較節(jié)省運(yùn)行的費(fèi)用。因?yàn)楸鞠乐行姆块g多，種類也對(duì)比多，采用風(fēng)機(jī)盤管是對(duì)比適合的。除此之外，房間之間空氣互不串通，又因風(fēng)機(jī)多檔變速，在冷量上能由使用者直接進(jìn)展一定的調(diào)節(jié)。本地區(qū)在西安，西安地區(qū)冬季室外氣溫較低，空氣源熱泵使用效率低下。所以采用地源熱泵是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。地源熱泵包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造價(jià)最低，但是西安地區(qū)水資源極其短缺故不予采用。埋管方式利用地下巖層作為熱源或熱匯，、該熱源由于遠(yuǎn)離地表，常年保持恒定的溫度，遠(yuǎn)高于冬季室外溫度，低于夏季室外溫度，所以可以抑制西在哪本地氣候特征導(dǎo)致的空氣源熱泵效率低下的問題。并且地埋管地源熱泵并不受地下水資源的限制，適合西安本地的地下水資源特征。綜上所述，雖然地埋管地源熱泵的早講較高，但適用于西安本建筑。利用地埋管地源熱泵技術(shù)可以為建筑物提供冷量和熱量，到達(dá)供暖和空調(diào)的目的。它的效益表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：〔1〕地源熱泵利用清潔的電能實(shí)現(xiàn)供熱和空調(diào)，廢除了污染嚴(yán)重的中小型燃煤鍋爐?！?〕地源熱泵系統(tǒng)機(jī)組效率高，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。地下巖土的溫度全年對(duì)比恒定，在夏季地下巖土溫度比室外環(huán)境空氣溫度低，因此是熱泵很好的冷源；在冬季地下巖土的溫度遠(yuǎn)高于室外大氣溫度。因此，在冬夏兩種工況下熱泵的性能系數(shù)都高于空氣源熱泵。采用地源熱泵供暖的費(fèi)用約為采用電鍋爐供暖的1/3。地源熱泵系統(tǒng)夏季將室內(nèi)多余的熱量釋放給地下巖土層蓄存起來，冬季再將熱量從地下抽取出來送到室內(nèi)。這樣，地源熱泵系統(tǒng)利用了地下巖土作為蓄熱體，能量循環(huán)利用，是一種可持續(xù)開展的建筑供熱空調(diào)節(jié)能技術(shù)。由于地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能高效的特點(diǎn)，供熱和空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用會(huì)有明顯的降低。與傳統(tǒng)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比，地埋管地源熱泵系統(tǒng)所增加的初投資可以在3-7年內(nèi)收回?！?〕傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源〔制冷機(jī)〕和熱源〔鍋爐〕。地源熱泵既可供冷，又可供暖，一套設(shè)備代替了原來的鍋爐和制冷機(jī)兩套系統(tǒng)。熱泵機(jī)組同時(shí)還可提供生活熱水，因此一機(jī)多用，節(jié)省了建筑空間及設(shè)備的初投資。從這個(gè)意義上說，地源熱泵系統(tǒng)特別適合于同時(shí)有供熱和供冷兩種需求的應(yīng)用場(chǎng)合?！?〕由于地埋管地源熱泵系統(tǒng)可以取消傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的鍋爐和冷卻塔，因此不影響建筑的外觀。這對(duì)于重視建筑本體和環(huán)境美觀的場(chǎng)合，例如標(biāo)志性建筑和歷史性建筑等，可以成為重要的考慮因素?！?〕對(duì)于電力系統(tǒng)來說，采用地源熱泵技術(shù)實(shí)現(xiàn)供熱和制冷，由于提高了系統(tǒng)的性能系數(shù)〔特別是與直接電采暖相比〕，因此可以緩解冬夏兩個(gè)供電頂峰；而且由于冬夏的供熱和空調(diào)都采用電力，因此電力系統(tǒng)全年的運(yùn)行效率得到顯著提高。這也是在美國(guó)地源熱泵的研究得到電力公司大力支持的一個(gè)原因。市場(chǎng)上現(xiàn)有傳統(tǒng)空調(diào)存在如下一系列問題：〔1〕存在熱島效應(yīng):使得外界局部空間環(huán)境條件惡化?！?〕當(dāng)空氣溫度低于零度時(shí)，機(jī)組效率下降，并且當(dāng)環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，機(jī)組效率極低，甚至無法開機(jī)，需加輔助熱源〔家用普通3P機(jī)僅電輔加熱就達(dá)2000W〕，輔助加熱時(shí)的能效比COP要小于1?！?〕冬季室外機(jī)組需要頻繁停機(jī)除霜，其結(jié)果是除霜損失約占熱泵總能耗的10.2%，如普通3P機(jī)就要增加300瓦電能浪費(fèi)。某些地區(qū)因?yàn)榭諝鉂穸却?，一般?dāng)環(huán)境溫度5℃時(shí)外機(jī)就開場(chǎng)結(jié)霜?！?〕夏天當(dāng)空氣溫度高于35℃時(shí)，常規(guī)空調(diào)機(jī)組效率開場(chǎng)下降，空氣溫度越高，機(jī)組制冷效率越低，能耗增加。在空氣溫度為30℃時(shí)，常規(guī)空調(diào)機(jī)組能效比COP也僅有2.2左右。〔5〕室外機(jī)或冷卻塔有噪音及霉菌污染?！?〕室外機(jī)〔壓縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備〕常年暴露在露天，直接與空氣接觸，灰塵集在散熱器上，起到保溫作用，機(jī)組在高溫下運(yùn)行，增加能耗的同時(shí)機(jī)組壽命大大減少。〔7〕常規(guī)中央空調(diào)不能分區(qū)分部控制，即存在“大馬拉小車〞問題。4.1空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)原則：首先要遵循防火分區(qū)原則。個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，特別是分系統(tǒng)嚴(yán)禁跨越防火分區(qū)。依據(jù)新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)展空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)，對(duì)于相對(duì)空間較小而采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的，將采取就近原則將其劃分到同一個(gè)新風(fēng)系統(tǒng)中。對(duì)于相對(duì)開間較大的區(qū)域采用全空氣系統(tǒng)的區(qū)域劃分為一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。依據(jù)上述劃分原則將該建筑的空調(diào)系統(tǒng)劃分為假設(shè)干空調(diào)分區(qū)見表4-2表4-2空調(diào)分區(qū)劃分表空調(diào)分區(qū)房間名稱面積總冷負(fù)荷新風(fēng)冷負(fù)荷總濕負(fù)荷新風(fēng)濕負(fù)荷總冷指標(biāo)新風(fēng)量㎡WWkg/hkg/hW/m2m3/h6F-K-1會(huì)議室42038200.717982.925.5117.7113.41500.06F-K-1匯總42038200.717982.9025.5117.7113.41500.06F-K-2會(huì)議室219.938888.617982.920.3517.7176.81500.06F-K-2匯總219.938888.617982.920.3517.7176.81500.05全空氣系統(tǒng)風(fēng)量及氣流組織計(jì)算5.1空氣處理過程計(jì)算及設(shè)備選型5.1.1風(fēng)量、冷量計(jì)算〔以六層會(huì)議室室為例〕〔1〕最小新風(fēng)量確實(shí)定每人每小時(shí)所需最小新風(fēng)量為30m3/〔h·人〕，人員密度取0.3人/m2，所以最小新風(fēng)量為200×0.3×30=1800m3/h。〔2〕確定送風(fēng)狀態(tài)室內(nèi)負(fù)荷：Q=16238.8W，濕負(fù)荷為：W=3.12kg/h=0.86g/s熱濕比：ε=Q/W=16238.8/0.86=18737.0室內(nèi)的新風(fēng)量：GW=1800m3/h=0.6kg/s采用一次回風(fēng)系統(tǒng)。為了節(jié)能，采用露點(diǎn)送風(fēng)方案，將室內(nèi)、外的空氣混合后經(jīng)外表式冷卻器冷卻減濕處理到機(jī)器露點(diǎn)L〔φ=90％〕，考慮風(fēng)機(jī)與管道1.5℃的溫升，空氣狀態(tài)由L點(diǎn)變?yōu)镺點(diǎn)，然后送入房間，吸收房間的余熱余濕后變?yōu)槭覂?nèi)狀態(tài)N〔tN=24℃，φN=60%〕，室內(nèi)回風(fēng)局部排到室外，另一局部在空調(diào)機(jī)組中和新風(fēng)混合，整個(gè)處理過程如圖5-1。圖5-1六層會(huì)議室室一次回風(fēng)空氣處理過程i-d圖查i-d圖可得各狀態(tài)點(diǎn)計(jì)算參數(shù)如下：室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N：iN=52.8kJ/kg，dN=11.9g/kg送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O：iO=44.2kJ/kg，dO=10.8g/kg〔3〕計(jì)算送風(fēng)量，確定新風(fēng)比按消除余熱：=1.89kg/s按消除余濕：=2.83kg/s故送風(fēng)量G=2.83kg/s，即L=8500m3/h。最小新風(fēng)比：=21％>10％，新風(fēng)量滿足要求。故新風(fēng)量應(yīng)為Gw=1800m3/h?；仫L(fēng)量Gh=G-Gw=6700m3/h。〔4〕冷量分析計(jì)算①確定室外點(diǎn)W、混合狀態(tài)點(diǎn)C、機(jī)器露點(diǎn)L及送風(fēng)點(diǎn)O的焓值由室外空調(diào)干球溫度tw=35.0℃，濕球溫度ts=28.3℃，=21％，確定新回風(fēng)混合狀態(tài)點(diǎn)C，查i－d圖，得室外點(diǎn)W、混合狀態(tài)點(diǎn)C及機(jī)器露點(diǎn)L的焓值如下：W：iw=91.2kJ/kg；C：iC=64.0kJ/kg；L：tL=15.3℃，iL=42.8kJ/kg考慮管道溫升1.5℃，查i-d圖得溫升點(diǎn)0的計(jì)算參數(shù)如下：i0=44.2kJ/kg，t0=16.8℃，送風(fēng)溫差為7.2℃。②計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)所需的冷量Q0=G(iC-il)=56.16kW〔5〕風(fēng)量校核，換氣次數(shù)要求n≧5次/h，送風(fēng)量G＝n×s×h=5×200×5.6=5600m3/h＜8500m3/h，滿足換氣次數(shù)要求。報(bào)告廳空調(diào)機(jī)組選型：風(fēng)量G=8500m3/h，冷量Q=56.16kW，選取一組特靈吊頂式空氣處理機(jī)，型號(hào)為DBFP10〔表冷器迎面風(fēng)速為2.5m/s〕，為標(biāo)準(zhǔn)制冷回風(fēng)工況。依據(jù)上述計(jì)算過程將各個(gè)采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)區(qū)域的風(fēng)量及設(shè)備能量計(jì)算結(jié)果列于表5-1中，以供設(shè)備選型使用。表5-1全空氣系統(tǒng)空調(diào)區(qū)域計(jì)算風(fēng)量及設(shè)備冷量匯總表空調(diào)分區(qū)編號(hào)房間編號(hào)冷量回風(fēng)量新風(fēng)量總風(fēng)量kwm3/hm3/hm3/h6F-K-1會(huì)議室45.844896.401500.006,396.46F-K-2會(huì)議室46.675011.581500.006,511.65.1.2空調(diào)機(jī)組選型根據(jù)上面全空氣空調(diào)系統(tǒng)所計(jì)算出的風(fēng)量及冷量的數(shù)據(jù)表格將各個(gè)房間的設(shè)備機(jī)組選出來列于表5-2中，本設(shè)計(jì)中所選用空調(diào)機(jī)組為特靈吊頂式空氣處理機(jī)組。表6-2吊頂式空氣處理機(jī)設(shè)備選型性能參數(shù)表空調(diào)分區(qū)設(shè)備型號(hào)冷量風(fēng)量水阻水量功率余壓數(shù)量kwm3/hKpal/skwpa臺(tái)6F-K-1KDC07049.47000.032.92.42.2350.01.06F-K-2KDC07049.47000.032.92.42.2350.01.05.2典型房間氣流組織計(jì)算以茶室為例，該區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)氣流組織擬采用上送上回的氣流組織方式，采用回風(fēng)管道回風(fēng)。以報(bào)告廳的氣流組織計(jì)算為例。5.2.1風(fēng)口選擇〔1〕風(fēng)口的形式：送風(fēng)口選擇使用方形散流器。散流器中心與側(cè)墻間的距離不宜小于1000m，相應(yīng)送風(fēng)范圍〔面積〕的長(zhǎng)寬比不宜大于1：1.5?；仫L(fēng)口選擇使用帶過濾網(wǎng)的單層?xùn)鸥窕仫L(fēng)口；新風(fēng)口選擇使用帶過濾網(wǎng)的防雨防蟲百葉風(fēng)口?！?〕風(fēng)口的數(shù)目：散流器布置間距為6m，則放置在大堂右側(cè)的組合式空調(diào)機(jī)組所連接的風(fēng)口個(gè)數(shù)為：方形散流器14個(gè),雙層百葉側(cè)送送風(fēng)口2個(gè)，回風(fēng)口6個(gè)，新風(fēng)口2個(gè)，排風(fēng)口2個(gè)?！?〕風(fēng)口允許風(fēng)速：①送風(fēng)口的容許風(fēng)速：查《采暖通風(fēng)空調(diào)技術(shù)措施》可知，消聲要求較高時(shí)，風(fēng)口的推薦風(fēng)速為2-5m/s；②回風(fēng)口的風(fēng)速一般在4m/s以下，考慮噪聲因素，居住建筑內(nèi)一般取2m/s[6]?！?〕風(fēng)口尺寸確實(shí)定：依據(jù)風(fēng)口的推薦風(fēng)速和每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量選擇風(fēng)口尺寸。對(duì)放置在右側(cè)的組合式空調(diào)機(jī)組：送風(fēng)口送風(fēng)量：Ls=8500/12=708m3/h12個(gè)散流器尺寸[7]：300×300mm回風(fēng)口回風(fēng)量：Lh=0.79×8500/2=3500m3/h2個(gè)回風(fēng)口尺寸[7]：1000×250mm其余空調(diào)房間的氣流組織計(jì)算參照此典型房間進(jìn)展，最后所選風(fēng)口規(guī)格及數(shù)量參照施工圖紙。5.2.2風(fēng)管設(shè)計(jì)及風(fēng)系統(tǒng)水利計(jì)算1.空調(diào)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則〔1〕空氣管道內(nèi)推薦風(fēng)速值〔聲壓40-60dB〕，見表5-3[7]。表5-3低速風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速管道部位總管和總支管無送、回風(fēng)口的支管有送、回風(fēng)口的支管風(fēng)速〔m/s〕6-85-73-5〔2〕風(fēng)管的水力計(jì)算采用假定流速法，即先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管的流速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸。計(jì)算步驟和方法如下：a．繪制空調(diào)系統(tǒng)的軸側(cè)示意圖，標(biāo)注風(fēng)量和長(zhǎng)度，并對(duì)管段編號(hào)〔本設(shè)計(jì)只對(duì)管段編號(hào)，詳細(xì)見計(jì)算表中〕b．假定風(fēng)管內(nèi)空氣流速〔按表5-3取值〕。c．根據(jù)各風(fēng)管的風(fēng)量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸，計(jì)算摩擦阻力和局部阻力。d．計(jì)算系統(tǒng)總阻力。e．根據(jù)系統(tǒng)的總阻力校核選擇機(jī)組。2.全空氣空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)系統(tǒng)水利計(jì)算〔1〕6F-K-1會(huì)議室送風(fēng)管道的布置如圖5-2，選1-2-3-4-5-6為最不利管路。圖5-2六層會(huì)議室送風(fēng)管布置圖根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速來確定各管段的斷面尺寸，以管段1為例計(jì)算：取管內(nèi)的流速V=7m/s，則管段的斷面面積為：f=L/V=8500/〔8×3600〕=0.34m2，取斷面尺寸為1000×400，則實(shí)際面積為0.4m2，所以實(shí)際流速為5.9m/s。以下各管段的斷面尺寸計(jì)算結(jié)果見表5-4。表5-4六層會(huì)議室送風(fēng)管參數(shù)表管段編號(hào)風(fēng)量(m3/h)管寬(mm)管高(mm)管長(zhǎng)(m)ν(m/s)1850010004004.55.9242506303204.03.7328326303202.253.93414185003204.53.9457084002002.253.385.2.3風(fēng)管水力計(jì)算以管段1為例，最不利管路的阻力計(jì)算如下：〔1〕沿程阻力計(jì)算管道空氣流量L=8500m3/h，管道尺寸為a×b=1000×400，查通風(fēng)管道單位長(zhǎng)度摩擦阻力線算圖[8]，得平均比摩阻Rm=0.519Pa/m，管段長(zhǎng)度l=21.1m，從而沿程阻力△Py=Rml=0.519×4.5=2.34Pa?！?〕局部阻力計(jì)算管內(nèi)空氣流速V=5.9m/s，空氣密度ρ=1.2kg/m3。動(dòng)壓Pd=ρV2/2=1.2×5.92/2=20.89Pa。表5-5六層會(huì)議室送風(fēng)管管段1局部阻力系數(shù)表管段編號(hào)管寬mm管高mm當(dāng)量管徑DN面積m2局部阻力部件數(shù)量ζ/件ζ∑ζ110004005710.40防火閥10.50.51.77對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥10.50.5消聲器10.750.75從而局部阻力△Pj=∑ζ·Pd=1.77×20.89=36.97Pa?！?〕管段總阻力P=△Py+△Pj=2.34+36.97=39.31Pa。以下各管段的局部阻力系數(shù)及阻力計(jì)算結(jié)果見表5-6、5-7。表5-6六層會(huì)議室送風(fēng)管局部阻力系數(shù)表管段編號(hào)管寬mm管高mm當(dāng)量管徑DN面積m2局部阻力部件數(shù)量ζ/件ζ∑ζ28004005330.32矩形Y型三通10.420.420.92對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥10.50.535004004440.20矩形Y型三通10.350.350.3544002503070.10矩形送出四通〔直管〕10.350.350.3553002002000.06分流三通〔支管〕10.300.31.58散流器11.281.28表5-7六層會(huì)議室送風(fēng)管最不利管路阻力計(jì)算表管段編號(hào)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ動(dòng)壓(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)10.5192.341.7717.4130.8133.1420.6082.430.926.856.308.7330.9142.060.357.722.704.7640.3631.630.357.762.724.3550.4931.111.585.719.0310.13小計(jì)9.574.9751.5561.12因此，最不利環(huán)路總阻力為最不利管路總阻力與空氣處理機(jī)組的阻力之和，即P=61.12Pa。在乘以一定的富裕系數(shù)及壓損為P=61.12*(1+20%)=73.4Pa其余空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算參照六層會(huì)議室風(fēng)管計(jì)算步驟，計(jì)算結(jié)果詳見圖紙標(biāo)注。6半集中式系統(tǒng)風(fēng)量及氣流組織計(jì)算6.1空氣處理過程計(jì)算采用空氣處理機(jī)或風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)不負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。送風(fēng)溫差在6~9℃，滿足舒適性要求，故取送風(fēng)溫差7℃。送風(fēng)口采用雙層百葉風(fēng)口，回風(fēng)口采用帶過濾網(wǎng)的單層?xùn)鸥耧L(fēng)口。以二層培訓(xùn)宿舍為例進(jìn)展風(fēng)機(jī)盤管的選型計(jì)算，房間換氣次數(shù)n≧5次/h?！?〕最小新風(fēng)量確實(shí)定最小新風(fēng)量為30m3/〔h·人〕，所以培訓(xùn)宿舍最小新風(fēng)量為10×30=300m3/h?！?〕確定送風(fēng)狀態(tài)室內(nèi)負(fù)荷：Q=5428.5W，濕負(fù)荷為：W=0.57kg/h=0.16g/s熱濕比：ε=Q/W=5428.5/0.16=33928.1室內(nèi)的新風(fēng)量：GW=300m3/h=0.099kg/s〔3〕室外新風(fēng)經(jīng)過防雨防蟲百葉、金屬網(wǎng)過濾器二次過濾后，被新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管冷卻減濕處理到機(jī)器露點(diǎn)L〔φ=90％〕?？紤]風(fēng)機(jī)與管道1.5℃的溫升，空氣狀態(tài)由L點(diǎn)變?yōu)镵點(diǎn)，K點(diǎn)是過N點(diǎn)的等焓線與90%的等相對(duì)濕度線的交點(diǎn)。處理后的新風(fēng)與經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管處理后的室內(nèi)回風(fēng)混合后，共同送入房間，吸收房間的余熱余濕后變?yōu)槭覂?nèi)狀態(tài)N〔tN=26℃，φN=60%〕。整個(gè)處理過程如圖6-1。圖6-1風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)空氣處理過程i-d圖〔4〕由培訓(xùn)宿舍空氣處理過程i-d圖，得各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)，列于表6-1。表6-1辦公室1空氣處理過程i-d圖參數(shù)計(jì)算表狀態(tài)點(diǎn)干球溫度℃濕球溫度℃露點(diǎn)溫度℃相對(duì)濕度%含濕量g/kg焓kJ/kgN2620.3117.666012.9759.32W33.427.625.8958.3321.6391.06M18.1516.6115.4885.9511.4847.44S1917.8017.2189.2512.3550.51l21.4420.2619.779014.8359.32〔5〕由Q=G×△h〔6-1〕式中Q——全熱制冷量，kW；對(duì)風(fēng)機(jī)盤管，可直接取為室內(nèi)冷負(fù)荷[9]。G——風(fēng)量，m3/s；△h——計(jì)算狀態(tài)點(diǎn)的焓值差，kJ/kg。Q=C×M×△T〔6-2〕式中Q——顯熱制冷量，kW；C——空氣比熱，C=1.02kJ/〔kg·℃〕；水的比熱，c=4.18kJ/〔kg·℃〕；M——風(fēng)量，kg/s；△T——計(jì)算狀態(tài)點(diǎn)的干球溫度差，℃。取冷凍水進(jìn)水溫度為7℃，回水溫度為12℃。計(jì)算風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)量，回風(fēng)量，及冷量，列于表6-2。表6-2風(fēng)機(jī)盤管冷負(fù)荷及風(fēng)量計(jì)算校核室內(nèi)余熱〔kW〕總送風(fēng)量(kg/s)換氣次數(shù)校核送風(fēng)量(kg/s)新風(fēng)量(kg/s)處理新風(fēng)冷量〔kW〕回風(fēng)量(kg/s))處理回風(fēng)冷量〔kW〕5.4280.450.440.13.120.355.45可知，該送風(fēng)狀態(tài)滿足換氣次數(shù)要求和最小新風(fēng)量要求。6.2風(fēng)機(jī)盤管選型計(jì)算6.2.1風(fēng)機(jī)盤管冷量換算及選型采用標(biāo)準(zhǔn)型風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組時(shí)，按風(fēng)機(jī)盤管中檔風(fēng)量(M)的制冷量選擇型號(hào)。采用高靜壓風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組時(shí)，按風(fēng)機(jī)盤管高檔風(fēng)量(H)的制冷量選擇型號(hào)。風(fēng)機(jī)盤管名義制冷工況：進(jìn)風(fēng)干球溫度27℃，進(jìn)風(fēng)濕球溫度19.5℃，冷凍水進(jìn)口溫度7℃，冷凍水進(jìn)出口溫差5℃。本工程中設(shè)計(jì)制冷工況：進(jìn)風(fēng)干球溫度26℃，進(jìn)風(fēng)濕球溫度20.3℃，冷凍水進(jìn)口溫度7℃，冷凍水進(jìn)出口溫差5℃。表6-3設(shè)計(jì)工況下風(fēng)機(jī)盤管全熱、顯熱制冷量型號(hào)名義全熱制冷量W名義顯熱制冷量W額定風(fēng)量m3/h水流量L/h設(shè)計(jì)全熱制冷量W設(shè)計(jì)顯熱制冷量W冷水水阻力kPa水流量L/sFP-3.416611099255302176710132.360.08FP-5.124321603383454258814775.510.13FP-6.8325121335106053459196610.430.17FP-8.0403026296387564288242317.060.21FP-10.2478531487659075091290125.250.25FP-13.66182407210201325657837528.530.37FP-17.077395082127515458234468313.410.43FP-20.491586002153019009744553120.720.53FP-23.81071670401785220011402648729.860.61表6-4培訓(xùn)宿舍風(fēng)機(jī)盤管選型冷量型號(hào)數(shù)量水流量水流量5.45kwFP-8.02302L/h0.08L/s6.2.2風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)口和風(fēng)管尺寸高靜壓型風(fēng)機(jī)盤管接風(fēng)管，采用格柵風(fēng)口側(cè)送，個(gè)數(shù)為1：送風(fēng)量：Ls=510m3/h格柵尺寸[7]：500×200mm6.2.3各個(gè)空調(diào)區(qū)域風(fēng)機(jī)盤管的選擇依據(jù)上述計(jì)算過程及風(fēng)機(jī)盤管選型參數(shù)表將各個(gè)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)區(qū)域的風(fēng)機(jī)盤管選型參照?qǐng)D紙標(biāo)注。6.3新風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算在走廊內(nèi)設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)，采用吊掛式超薄空氣處理機(jī)，新風(fēng)處理到室內(nèi)空氣的焓值。6.3.1新風(fēng)機(jī)組選型以一層1F-XF-1空調(diào)系統(tǒng)為例，由新風(fēng)風(fēng)量、冷量選擇新風(fēng)機(jī)組類型、臺(tái)數(shù)、規(guī)格。表6-5新風(fēng)計(jì)算參數(shù)表狀態(tài)點(diǎn)干球溫度℃濕球溫度℃焓kJ/kgN2620.358.86W35.028.388.66由式〔6-1〕可見，新風(fēng)冷量QW=GW(iW-iN)=GW×(88.66-58.86)=77.3kW。由機(jī)組樣本查得，一層1F-K-4空調(diào)系統(tǒng)選擇使用1臺(tái)型號(hào)為TFD040的新風(fēng)機(jī)組，主要性能參數(shù)：表6-6新風(fēng)機(jī)組性能參數(shù)表新風(fēng)機(jī)組型號(hào)TFD040可調(diào)速供冷數(shù)量：1臺(tái)風(fēng)量m3/h額定供冷量kW水流量L/s水阻力kPa機(jī)組全壓Pa400085.95.415.7190冷凍水管徑冷凝水管徑噪聲dB(A)機(jī)組重量kg盤管排數(shù)DN50DN25581054高速輸入功率kW額定電流A電源進(jìn)風(fēng)干球溫度℃進(jìn)風(fēng)濕球溫度℃1.05.0220V/1~/50Hz3528冷水進(jìn)水溫度℃冷水出水溫度℃LmmWmmHmm712119914206206.3.2新風(fēng)管道設(shè)計(jì)新風(fēng)管尺寸計(jì)算及水力計(jì)算方法同一層大堂，采用假定流速法。各管段的計(jì)算結(jié)果見表6-9、表6-10、表6-11。表6-7一層1F-K-4新風(fēng)管道參數(shù)表管段編號(hào)風(fēng)量(m3/h)管寬(mm)管高(mm)管長(zhǎng)(m)ν(m/s)1400012502006.26.9442320010002001.95.556332008002004.57.055430008002001.56.614526005002008.47.222624004002000.58.3337200040020026.944816004002000.75.556912004002000.94.1671012002501604.68.3331110002501602.36.944126002001207.16.9441340020012011.44.63表6-8一層1F-K-4新風(fēng)管道局部阻力系數(shù)表管段編號(hào)管寬mm管高mm當(dāng)量管徑DN面積m2局部阻力部件數(shù)量ζ/件ζ∑16通風(fēng)機(jī)出口變徑管10.100.10.4突擴(kuò)10.090.09突縮10.210.21矩形送出三通〔直管〕20.00028002003200.16漸縮管10.100.10.136302003040.13矩形送出三通〔直管〕10.000046302003040.13矩形送出三通〔直管〕10.050.050.0555002002860.10矩形送出三通〔直管〕10.210.210.31漸縮管10.100.164002002670.08矩形送出三通〔直管〕10.000074002002670.08矩形送出三通〔直管〕10.000084002002670.08矩形送出三通〔直管〕10.000094002002670.08漸縮管10.100.10.1102501601950.04矩形送出三通〔直管〕10.0000112501601950.04矩形送出三通〔直管〕10.0000122001201500.02矩形送出三通〔直管〕10.0000132001201500.02矩形斷面直角彎頭20.190.380.88對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥10.500.5矩形送出三通〔直管〕10.000142001201500.02矩形送出三通〔直管〕10.0000151201201200.01矩形斷面直角彎頭10.210.210.71對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥10.500.5表6-9一層1F-K-4新風(fēng)管道最不利管路阻力計(jì)算表管段編號(hào)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ動(dòng)壓(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)11.4639.0730.427.83911.13620.20920.9781.8580.117.8171.7823.6431.6047.218028.7307.21841.4272.1410.0525.2511.2633.40451.80115.1250.3130.1119.33424.45962.5351.267040.08801.26771.8233.646027.83903.64681.2190.854017.81700.85490.7270.6550.110.0221.0021.657103.69617.001040.088017.001112.6616.12027.83906.12123.66426.012027.839026.012131.77420.2180.8812.37310.88831.106141.0631.38206.9601.382150.4982.1890.712.1481.5253.714總計(jì)114.7592.5536.93151.689最不利管路總阻力P=151.689Pa<190Pa?？梢?，該新風(fēng)機(jī)組壓力滿足要求7水管路設(shè)計(jì)及水力計(jì)算7.1水管管徑選擇依據(jù)[6]7.1.1凝結(jié)水管徑按表7-1選取表7-1凝結(jié)水管管徑選擇冷量(kW)≤77.1~17.617.7~100101~176177~598599-1055凝水管徑(mm)2025324050807.1.2冷凍水管管徑確實(shí)定冷凍水管管徑d的計(jì)算式為：(7-1)式中mw——水流量，m3/s；ν——水流速度，m/s。7.2水管阻力計(jì)算公式[6]7.2.1沿程阻力計(jì)算水在管道內(nèi)的沿程阻力：(7-2)式中λ——摩擦阻力系數(shù)；l——直管段長(zhǎng)度，m；d——管道內(nèi)徑，m；ρ——水的密度，通常取1000kg/m3；ν——管內(nèi)水流速，m/s；R——單位管長(zhǎng)的摩擦阻力，又稱比摩阻，Pa/m。7.2.2局部阻力計(jì)算水流動(dòng)時(shí)遇到彎頭、三通及其他配件時(shí)，因摩擦及渦流耗能二產(chǎn)生的局部阻力計(jì)算公式為：(7-3)式中ζ——局部阻力系數(shù)。7.3冷凍水系統(tǒng)選擇及水力計(jì)算以下采用假定流速法，對(duì)本賓館空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水系統(tǒng)分別進(jìn)展水力計(jì)算，限定：管徑較小時(shí)，流速ν≤1.0m/s；管徑較大或?yàn)榱⒐軙r(shí)，流速ν≤1.8m/s；。7.3.1冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路水力計(jì)算根據(jù)空調(diào)設(shè)計(jì)平面圖，作出冷凍水管的水力計(jì)算圖，最不利管路為1-40，如圖8-1。根據(jù)設(shè)備流量可計(jì)算得各管段流量，從而求得管徑及阻力損失，計(jì)算得數(shù)值列于表8-5，得二次泵回路的管路阻力損失為79562.1Pa。該最不利管路末端為風(fēng)機(jī)盤管FP13.6，設(shè)備阻力為8.53kPa=8350Pa。故冷凍水系統(tǒng)CHW-1環(huán)路的總阻力損失為79562.1+8350=87912.1Pa=87.9kPa。1圖7-1冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路水管水力計(jì)算圖1表7-2冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路水管水力計(jì)算表編號(hào)流量(m3/h)管徑管長(zhǎng)(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ動(dòng)壓(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)11.19DN200.81.0176.0140.88.0519.94159.14299.922.38DN2512.30.554.0664.810.0150.21502.42167.234.76DN3212.00.7136.21634.81.0280.2280.21914.947.76DN407.30.7110.1803.61.0223.8223.81027.4510.76DN4012.00.8192.42308.21.0325.5325.52633.7613.76DN505.20.7146.1759.53.0243.6730.81490.3716.76DN5016.20.6106.01717.51.0173.6173.61891.1819.76DN702.90.8266.0771.31.0322.3322.31093.6922.82DN703.20.6163.52059.72.0192.9385.72445.41033.46DN8012.60.9270.5865.61.0271.7271.71137.31185.60DN1004.51.3305.21861.82.0208.8417.62279.312137.8DN1254.51.4305.21678.63.5208.8730.82409.413189.95DN1504.51.5270.5865.61.0271.7271.71137.314240.7DN2002.01.4163.5326.91.5192.9289.3616.215295.5DN2508.91.654.0481.010.0150.21502.41983.4總計(jì)288.535359.988.544202.279562.1其他水管水力計(jì)算同，由假定流速法確定，具體詳見圖紙標(biāo)注管徑。8冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)8.1空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算8.1.1建筑物的計(jì)算冷負(fù)荷依據(jù)前述計(jì)算得出改建筑總冷負(fù)荷峰值為5015kw。逐時(shí)冷負(fù)荷的匯總情況可知：最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在15:00。8.1.2附加冷負(fù)荷附加冷負(fù)荷包括：風(fēng)系統(tǒng)通過送回風(fēng)管和送回風(fēng)機(jī)產(chǎn)生溫升引起的附加冷負(fù)荷；供冷裝置的附加冷負(fù)荷；水系統(tǒng)通過水管、水泵、水箱產(chǎn)生的附加冷負(fù)荷。冷損失附加系數(shù)m=0.10-0.15。8.1.3空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算冷負(fù)荷制冷系統(tǒng)的總制冷量應(yīng)包括用戶實(shí)際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)冷損失，按下式計(jì)算[1]：Q′=(1+m)Q〔8-1〕式中Q′——制冷系統(tǒng)的總制冷量，kW；Q——用戶實(shí)際需要的制冷量，kW；m——冷損失附加系數(shù)，考慮適當(dāng)余量，取0.10。，機(jī)組的冷負(fù)荷選用為Q′=φ〔1+m〕Q=1.1×5015=5516.5kW。8.2地源熱泵冷熱水機(jī)組選擇查標(biāo)準(zhǔn)可知，制冷機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇按工程大小、負(fù)荷運(yùn)行規(guī)律而定，一般不少于2臺(tái)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。故本空調(diào)設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)螺桿式地源熱泵冷熱水機(jī)組，一臺(tái)冷卻塔供蓄冷和夏季工況使用。表8-1RTHD-E3-G2-G1水冷螺桿式冷水機(jī)組性能參數(shù)表制冷量kW長(zhǎng)mm寬mm高mm機(jī)組重量kg運(yùn)行重量kg850.031851030190022002500壓縮機(jī)型式啟動(dòng)類型能量調(diào)節(jié)輸入功率kW額定電流A5-6非對(duì)稱齒形半封閉螺桿式Y(jié)-△25%-100%有級(jí)控制或無極控制230250蒸發(fā)器型式水量L/s配管管徑DN水壓降kPa水側(cè)工作壓力MPa殼管式33.3125761.0冷凝器型式水量L/s配管管徑DN水壓降kPa電源殼管式41.1125763￠-380-50Hz總制冷量=2×1466kW+1406kw=5538kW，滿足本樓供冷要求。8.3冷凍水泵選型〔1〕流量冷凍水系統(tǒng)環(huán)路的水流量為46.46L/s；考慮10%安全系數(shù)；冷凍水系統(tǒng)水泵流量Q=46.46×〔1+10%〕=51.11L/s；〔2〕揚(yáng)程利用以下公式計(jì)算[1]：〔8-2〕式中Hf，Hd——水系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力損失，Pa；Hm——設(shè)備阻力損失，Pa；由冷凍水系統(tǒng)水力計(jì)算可知系統(tǒng)總阻力Hp：冷凍水系統(tǒng)環(huán)路Hp=87.9kPa；水泵揚(yáng)程系數(shù)取1.15，則冷凍水系統(tǒng)環(huán)路水泵的揚(yáng)程為87.9×1.15kPa＝101.1kPa＝10.11mH2O；〔3〕冷凍水泵選型采用IS型水泵，冷凍水系統(tǒng)IS150-125-250B離心泵；泵的主要性能參數(shù)為：表8-2循環(huán)泵IS150-125-250B性能參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)速nr/min流量揚(yáng)程Hm效率η%功率kW必需汽蝕余量〔NSPH〕rm葉輪名義直徑mmm3/hL/s軸功率Pa電機(jī)功率PIS150-125-250B1450103.828.816.8696.911323317348.115789.13207.657.713.1759.93.58.4冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.4.1冷卻塔選擇利用以下公式計(jì)算[12]：W=Qc/[c〔tw1-tw2〕]kg/s〔8-3〕式中Qc——冷卻塔排走的熱量，kW；對(duì)于壓縮式制冷機(jī)，取制冷機(jī)負(fù)荷的1.3倍左右；對(duì)于吸收式制冷機(jī)，取制冷機(jī)負(fù)荷的2.5倍左右。C——水的比熱，kJ/〔kg·℃〕。常溫時(shí)c=4.1816kJ/〔kg·℃〕。tw1-tw2——冷卻塔的進(jìn)出水溫差，℃；對(duì)于壓縮式制冷機(jī)，取4～5℃；對(duì)于吸收式制冷機(jī)，取6～9℃。則冷卻水量W=Qc/c〔tw1-tw2〕=1.3×1395.6/〔4.1816×5〕=86.78kg/s=312.4m3/h。選用一臺(tái)新菱牌不銹鋼逆流式方形冷卻塔CEF-350，放置樓層頂層。主要性能參數(shù)：表8-3冷卻塔CEF-350性能參數(shù)表規(guī)格額定水量m3/h長(zhǎng)度mm寬度mm高度mm塔體揚(yáng)程mH2OCEF-3503503120312038004.6電機(jī)功率kW風(fēng)機(jī)直徑mm補(bǔ)水量m3/h自重kg運(yùn)行重kg噪聲dB(A)5.523601.931250323062溫水入管DN冷水出管DN排水管DN溢水管DN補(bǔ)水管DN快補(bǔ)水管DN150150508025258.4.2冷卻水系統(tǒng)水力計(jì)算采用假定流速法進(jìn)展水力計(jì)算。推薦流速[11]：1.0-2.4m/s。冷卻水系統(tǒng)水力計(jì)算流程簡(jiǎn)圖：冷卻水泵1→2冷水機(jī)組3→4冷卻塔5→6冷卻水泵表8-4冷卻水系統(tǒng)水力計(jì)算表編號(hào)流量(L/s)管徑管長(zhǎng)(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ動(dòng)壓(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)1-241.1DN1501.82.2316.0568.98.02300.318402.718971.682.2DN2505.71.693.1530.61.01249.21249.21779.741.1DN2003.31.157.2188.92.5614.41536.01724.93-441.1DN2004.31.157.2246.23.0614.41843.22089.482.2DN25080.91.693.17530.512.01249.214989.922520.441.1DN2007.01.157.2400.73.0614.41843.22243.95-641.1DN2002.31.157.2131.73.0614.41843.21974.982.2DN3501.70.814.725.03.0297.1891.4916.482.2DN25088.01.693.18191.48.01249.29993.318184.741.1DN2003.11.157.2177.53.0614.41843.22020.7總計(jì)198.117991.246.554435.272426.58.4.3冷卻水泵選擇〔1〕流量單臺(tái)冷水機(jī)組的額定冷卻水流量為41.1L/s；考慮10%安全系數(shù)；水泵流量Q=41.1×〔1+10%〕=45.21L/s。〔2〕揚(yáng)程利用以下公式計(jì)算[12]:〔8-4〕式中Hf，Hd——水系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力損失，Pa；Hm——冷凝器阻力損失，Pa；Hs——冷卻塔中冷卻水的提升高度，mH2O；Ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力，mH2O，約等于5mH2O。水系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力損失為7.3mH2O；冷凝器的阻力損失為7.6mH2O；冷卻塔中冷卻水的提升高度為4.6mH2O。則Hp=7.3+7.6+4.6+5=24.5mH2O。水泵揚(yáng)程系數(shù)取1.15；則水泵的揚(yáng)程為1.15×23.6＝28.18mH2O。選擇IS型水泵，型號(hào)為IS150-125-315離心泵兩臺(tái)，互為備用。該泵的主要性能參數(shù)為：表8-5冷卻水泵IS150-125-315性能參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)速nr/min流量揚(yáng)程Hm效率η%功率kW必需汽蝕余量〔NSPH〕rm葉輪名義直徑mmm3/hL/s軸功率Pa電機(jī)功率PIS150-125-315145012033.3347015.86302.532520055.6327922.882.524066.7298023.73.08.5膨脹水箱的選型計(jì)算膨脹水箱的有效容積〔即相當(dāng)于檢查管到溢流管之間的高度容積〕按下式計(jì)算[2]：V=0.006VC·QL〔8-5〕式中VC——系統(tǒng)內(nèi)單位水容量之和，L/kW；由文獻(xiàn)[2]第171頁表3-13，室內(nèi)機(jī)械循環(huán)供冷〔溫差5℃〕時(shí)查得VC=31.2L/kW；Q——系統(tǒng)的總冷量，kW。故V=0.006×31.2×1395.6=261.3L=0.26m3。膨脹水箱放置在十一層屋面。選擇公稱容積為0.5m3的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即能滿足要求，具體參數(shù)如下表：表8-6方形膨脹水箱規(guī)格型號(hào)公稱容積m3有效容積m3主要尺寸鋼板厚度底部支座水箱本體重量〔kg〕長(zhǎng)寬高箱頂箱底箱壁邊距間距數(shù)量LBHS2SS1CC1n10.50.519009009004442005002156.3溢水管排水管循環(huán)管膨脹管信號(hào)管DN40DN52DN20DN25DN209消聲、減震9.1消聲空調(diào)系統(tǒng)的消聲和減振是空調(diào)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，它對(duì)于減小噪聲和振動(dòng)，提高人們大額舒適感和工作效率，延長(zhǎng)建筑物的使用年限有著極其重要的意義