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摘 要
本設(shè)計(jì)為石家莊某商場(chǎng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)。通過(guò)方案比較，在負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用了風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)和全空氣兩種空調(diào)系統(tǒng)形式。風(fēng)機(jī)盤(pán)管為臥式暗裝，新風(fēng)不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)混合后經(jīng)側(cè)送風(fēng)口送出；全空氣系統(tǒng)為一次回風(fēng)系統(tǒng)，室內(nèi)送風(fēng)采用散流器送風(fēng)方式。新風(fēng)從墻洞或新風(fēng)豎井引入，再由新風(fēng)機(jī)組集中處理供應(yīng)。冷凍水由地下室的冷凍機(jī)房供應(yīng)，采用了閉式異程兩管制水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)工程中考慮了消聲、減振的措施。
關(guān)鍵詞：空調(diào)；風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)；全空氣系統(tǒng)；新風(fēng)
Air Conditioning Design of Jinan Hotel
ABSTRACT
The air conditioning engineering of Shijiazhuang market building was designed. On the base of cooling load, heating load and moisture load calculation, primary air fan-coil system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. The fresh air doesn’t undertake indoor load and delivers air through fixed deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. The return air is harnessed one time by the air handling unit in the all air system and the handled air is delivered through double deflection grille by sidewall air supply. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. The chilled water which is a closed two-pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. Measures of noise elimination and damp is considered during the design.
Key Words: air conditioning; primary air fan-coil system; all air system; fresh air
目錄
設(shè)計(jì)目的 2
原始資料 2
（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)資料 2
設(shè)計(jì)任務(wù) 3
1.1 氣象資料 3
①夏季資料 4
1.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù) 4
1.3.1 建筑信息 4
2．1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷 5
Cs——窗玻璃遮擋系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取6mm厚的普通玻璃 0.74 5
Fc——外窗有效面積，m2 5
2．2 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷 7
2．3 人員冷負(fù)荷 7
2.3.1 潛熱冷負(fù)荷 7
2.3.2 顯熱冷負(fù)荷 8
Clq——照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)，數(shù)值選取見(jiàn)表3.6 8
2.6新風(fēng)量的確定 9
3.1 空調(diào)系統(tǒng)方案的比較 10
3.1.1全空氣系統(tǒng)（集中式空調(diào)系統(tǒng)） 10
3.1.2全水系統(tǒng) 10
3.1.3空氣-水系統(tǒng) 10
3.1.4冷劑系統(tǒng) 10
4.1.1風(fēng)道材質(zhì) 12
2設(shè)計(jì)計(jì)算 12
4.2.2水力計(jì)算的原理與方法 12
4.2．3 風(fēng)機(jī)盤(pán)管的選型 13
4.2.4 風(fēng)道的布置和制作要求 13
4.2.5 風(fēng)道的選擇原則 13
4.2.6 風(fēng)道的設(shè)計(jì)方法 14
4.2.7風(fēng)管的水力計(jì)算 15
4.2.8 新風(fēng)入口注意事項(xiàng) 15
4.2.9 空調(diào)房間的氣流組織 16
5.1 空調(diào)水系統(tǒng)的選擇 17
5.2 空調(diào)水系統(tǒng)的布置 18
5.3 水系統(tǒng)水力計(jì)算方法 18
5.4 凝水管的設(shè)計(jì) 19
5.5 水系統(tǒng)水力計(jì)算 19
6.1冷水機(jī)組類(lèi)型及選用 20
第七章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲減振 24
7.1空調(diào)系統(tǒng)的消聲 24
7.2.空調(diào)裝置的隔振 24
第八章 空調(diào)系統(tǒng)的防火排煙 25
8.1 空調(diào)系統(tǒng)的防火措施 25
8.2 空調(diào)系統(tǒng)的排煙 25
2 排煙口距本防煙分區(qū)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離應(yīng)不超過(guò)30m； 26
8.4中庭機(jī)械排煙量 26
第九章管道的保溫 28
9.1 保溫材料 28
9.2 保溫層厚度的確定 28
1 監(jiān)測(cè)功能 29
2 控制功能 30
1. 溫度控制 31
2.濕度控制 31
[5] 潘云鋼主編．高層民用建筑設(shè)計(jì)．天津：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999 34
[7] 劉金言．給排水、暖通，空調(diào)百問(wèn)．天津：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001年9月 34
[9] 電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院.空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)．天津：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003年10月 34
[11] 賀平、孫剛等.供熱工程.天津：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993 34
4
緒論
設(shè)計(jì)目的
設(shè)計(jì)題目
石家莊某四層建筑商場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)目的
畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科學(xué)校主要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序和基本原則，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟，提高運(yùn)算和制圖能力。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際知識(shí)，并學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識(shí)解決工程問(wèn)題。
設(shè)計(jì)概述
設(shè)計(jì)依據(jù)
（1）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；（2）《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》
原始資料
（1）建筑資料：建筑名稱(chēng)為四層建筑辦公樓,總建筑高度為20m。面積為 27158m2。建筑耐火等級(jí)為Ⅱ級(jí)。建筑等級(jí)為二類(lèi)。全樓共有地上四層；地上一層為休息室、傳達(dá)室等；二層以上為辦公室，會(huì)議室等。
本工程提供圖紙有：建筑平面圖，屋頂平面圖，立體圖，各部分剖面圖以及門(mén)窗構(gòu)造、材料圖等。
（2）冷、熱源、電源：制冷站冷水供回水溫度為7℃／12℃。
（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)資料
屋面：水泥膨脹珍珠巖屋面 ，II型，k＝0.55W/m2·k
外墻：磚＋水泥砂漿＋白灰粉刷 ，Ⅱ型墻，k＝1.5W/m2·k
內(nèi)墻：k＝1.53W/m2·k
外窗：采用塑鋼窗，雙層玻璃，k＝2.93W/m2·
玻璃幕墻我們認(rèn)為其是窗戶(hù)的另一形式，考慮其日得熱，溫差得熱。
設(shè)計(jì)任務(wù)
（1） 確定室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)
（2） 計(jì)算空調(diào)冷（熱）、濕負(fù)荷
（3） 確定空調(diào)方案
（4） 確定氣流組織方案
（5） 空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管/水管設(shè)計(jì)計(jì)算
（6） 計(jì)算并選擇空調(diào)設(shè)備
設(shè)計(jì)內(nèi)容
①確定最佳空調(diào)方案（集中式、半集中式、分散式空調(diào)系統(tǒng)；全水、全空氣、空氣—水系統(tǒng)等各種方案比較）；
②計(jì)算空調(diào)負(fù)荷（夏季冷負(fù)荷）；
③選擇空調(diào)設(shè)備（夏季為設(shè)計(jì)工況）；
④布置空調(diào)系統(tǒng)；
⑤風(fēng)、水系統(tǒng)阻力計(jì)算；
⑥冷熱站設(shè)計(jì)（水源熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻水泵等的選擇；機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的布置；機(jī)房水系統(tǒng)）；
⑦設(shè)備及材料統(tǒng)計(jì)；
⑧空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)；
⑨風(fēng)、水系統(tǒng)管道的防腐保溫；
第一章 設(shè)計(jì)依據(jù)
1.1 氣象資料
（1）根據(jù)建筑物所在的地區(qū)是北京市，其緯度是（北）39°54′。
（2）大氣參數(shù)：
①夏季資料
夏季室外大氣壓力（Pa）： 99390 Pa
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算日平均溫度（℃）： 30.1
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度（℃）： 35.2
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度（℃）： 26.8
夏季通風(fēng)計(jì)算溫度（℃）： 30.8
夏季室外平均風(fēng)速（m/s）： 1.8
夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度（%）： 56
1.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)
表2.1 空氣調(diào)節(jié)房間室內(nèi)計(jì)算參數(shù)
建筑類(lèi)型
房間類(lèi)型
夏季
冬季
溫度(℃)
相對(duì)濕度(﹪)
氣流平均速度(m/s)
溫度(℃)
相對(duì)濕度(﹪)
氣流平均速度(m/s)
辦公樓
一般辦公室
26～28
<65
≤0.3
18～20
—
≤0.2
高級(jí)辦公室
24～27
60～40
≤0.3
20～22
55～40
≤0.2
會(huì)議室
25～27
<65
≤0.3
—
—
≤0.2
1.3 土建資料
1.3.1 建筑信息
本設(shè)計(jì)為某四層建筑辦公樓，地處北京，主樓共4層。建筑物參數(shù)如下：
建筑面積：27158㎡
建筑總高度： 20m
總層數(shù)：4層
1.3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)資料
屋面：水泥膨脹珍珠巖屋面 ，II型，k＝0.55W/m2·k
外墻：磚＋水泥砂漿＋白灰粉刷 ，Ⅱ型墻，k＝1.5W/m2·k
內(nèi)墻：k＝1.53W/m2·k
外窗：采用塑鋼窗，雙層玻璃，k＝2.93W/m2·
玻璃幕墻我們認(rèn)為其是窗戶(hù)的另一形式，考慮其日得熱，溫差得熱。
第二章 空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算
2．1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷
2.1.1 外窗冷負(fù)荷
外窗冷負(fù)荷有兩部分組成，即太陽(yáng)輻射得熱引起的冷負(fù)荷和溫差傳熱引起的冷負(fù)荷。
1 日射得熱引起的冷負(fù)荷按下式計(jì)算：
CL=Ca*Cs*Ci*Fw8Dj,max*Clq （W） （3.1）
式中：CL——太陽(yáng)日射得熱引起的冷負(fù)荷，W。
Ca ——窗有效面積系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取雙層鋼窗0.75。
Cs——窗玻璃遮擋系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取6mm厚的普通玻璃 0.74
Cn——窗內(nèi)玻璃遮陽(yáng)系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取活動(dòng)淺色簾0.50。
Fc——外窗有效面積，m2
Djmax——最太陽(yáng)得熱因數(shù)，W；因北京市的緯度為39.54，取40°緯度帶的太陽(yáng)輻射得熱因數(shù)，如表2.1所示數(shù)值。
表2.1 最大太陽(yáng)得熱因數(shù)
朝向
S
E
N
W
Djmax
302
599
114
598
Ccl——外窗冷負(fù)荷系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取北區(qū)有內(nèi)遮陽(yáng)玻璃冷負(fù)荷系數(shù)，如表3.2所示數(shù)值。
表2.2 外窗冷負(fù)荷系數(shù)
時(shí)間朝向
S
E
N
W
8
0.26
0.82
0.54
0.14
9
0.4
0.79
0.65
0.17
10
0.58
0.59
0.75
0.18
11
0.72
0.38
0.81
0.19
12
0.84
0.24
0.83
0.2
13
0.8
0.24
0.83
0.34
14
0.62
0.23
0.79
0.56
15
0.45
0.21
0.71
0.72
16
0.32
0.18
0.6
0.83
17
0.24
0.17
0.61
0.77
18
0.16
0.13
0.68
0.53
2.溫差傳熱通過(guò)玻璃窗引起的逐時(shí)冷負(fù)荷按下式計(jì)算：
CL2=κc×Kc×Fc×(tw1+td- tnx) (W) （3.2）
式中： CL2——玻璃窗溫差傳熱引起的冷負(fù)荷，W。
κc ——外窗傳熱系數(shù)修正值，在本設(shè)計(jì)中取金屬窗框80﹪雙層玻璃 1.2。
Kc ——外窗夏季傳熱系數(shù)，W/ m2℃，在本設(shè)計(jì)中取3.3。
Fc ——外窗面積，m2。
Tw1 ——外窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度，℃，按表3.3取值。
td ——外窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度地點(diǎn)修正值，℃，取0℃。
Tnx——夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃。
表2.3 外窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
t1
26.9
27.9
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.8
2.1.2 外墻及屋面冷負(fù)荷
CL3=Kq×Fq×(t2+td-tns) （3.3）
式中 Kq——外墻或屋面的傳熱系數(shù)，W/ m2℃。本設(shè)計(jì)采用1.04 W/ m2℃
Fq——外墻或屋面的面積，m2。
t2——外墻或屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度，℃，本設(shè)計(jì)中外墻為Ⅲ型，按表3.4取值。
表2.4 外墻冷負(fù)荷計(jì)算溫度
時(shí)間朝向
S
E
N
W
8
34.6
36.00
32.30
37.80
9
34.2
35.5
32.1
37.3
10
33.9
35.2
31.8
36.8
11
33.5
35
31.6
36.3
12
33.2
35
31.4
35.9
13
32.9
35.2
31.3
35.5
14
32.8
35.6
31.2
35.2
15
32.9
36.1
31.2
34.9
16
33.1
36.6
31.3
34.8
17
33.4
37.1
31.4
34.8
18
33.9
37.5
31.6
34.9
屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫度
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
T2
38.1
37
36.1
35.6
35.6
36
37
38.4
40.1
41.9
43.7
td——外墻或屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度的地點(diǎn)修正值，℃，北京為0。
tns——夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃ 。
2．2 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷
內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指內(nèi)隔墻及內(nèi)樓板，它們的冷負(fù)荷是通過(guò)溫差傳熱（即與鄰室的溫差）而產(chǎn)生的。
內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷
twp
29.10
△tls
2.00
tls
31.10
tNx
26.00
△t
5.10
K
1.53
F
1.00
CL
7.80
2．3 人員冷負(fù)荷
人員散熱首先形成房間的得熱量，進(jìn)而形成房間的冷負(fù)荷。根據(jù)得熱的性質(zhì)不同，分為潛熱得熱和顯熱得熱兩種。潛熱得熱直接傳給室內(nèi)空氣形成房間的瞬時(shí)冷負(fù)荷；而顯熱得熱又分為對(duì)流得熱和輻射得熱兩種。由于潛熱得熱和顯熱得熱形成冷負(fù)荷的過(guò)程不同，所以?xún)烧咭謩e進(jìn)行計(jì)算。
2.3.1 潛熱冷負(fù)荷
計(jì)算公式：
CL4=qq×n1×n2 （3.4）
式中 CL4——人體潛熱形成的冷負(fù)荷， W.
qq——單個(gè)成年男子的人體潛熱散濕量，W。當(dāng)室內(nèi)溫度為26℃取69W。
n1 ——室內(nèi)全部人數(shù)，個(gè)。根據(jù)不同性質(zhì)建筑的人員密度按下式確定：
n1=ρ×F (式3.5)
ρ——房間的人員密度，人/ m2。
F——房間面積，m2。
n2 ——室內(nèi)人員的群集系數(shù)。見(jiàn)下表：
工作場(chǎng)所
群集系數(shù)
影院，劇院
0.89
體育館
0.92
體育館
0.9
閱覽室
0.96
2.3.2 顯熱冷負(fù)荷
計(jì)算公式為：
CL5=qx×n1×n2×CCl (3.5)
式中 CL5 ——人體顯熱形成的冷負(fù)荷， W。
qx ——單個(gè)成年男子的人體顯熱散濕量，W。當(dāng)室內(nèi)溫度為28℃取51 W。
n1 ——室內(nèi)全部人數(shù)，個(gè)。按式3.4方法計(jì)算。
n2 ——室內(nèi)人員的群集系數(shù)，見(jiàn)上表。
CCl ——人體顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，見(jiàn)下表。
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
CCl
0.53
0.62
0.69
0.74
0.77
0.8
0.83
0.85
0.87
0.89
0.42
2．4 照明冷負(fù)荷
照明冷負(fù)荷有輻射散熱和對(duì)流散熱兩種形式，其中的對(duì)流散熱直接構(gòu)成房間瞬時(shí)冷負(fù)荷；而輻射熱則如同人體顯熱中的輻射熱一樣，先被圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面及其中的家具等吸收，當(dāng)表面溫度高于室內(nèi)空氣溫度時(shí)，再以對(duì)流熱的形式放散給室內(nèi)空氣，構(gòu)成房間的滯后冷負(fù)荷。
按下列公式計(jì)算：
熒光燈：Q=1000 n1×n2×N×Clq
N——照明燈具所需功率，W。取每盞燈的功率為60 W。
n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，取1.2，當(dāng)暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器設(shè)在頂棚內(nèi)時(shí)，取1.0。在本設(shè)計(jì)中取1.2。
n2——燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風(fēng)散熱與頂棚內(nèi)時(shí)，取0.5～0.6。在本設(shè)計(jì)中取0.6。
Clq——照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)，數(shù)值選取見(jiàn)表3.6
表2.6 照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Clq
0.3
0.44
0.75
0.83
0.87
0.9
0.92
0.94
0.95
0.95
0.96
2．5 冷負(fù)荷計(jì)算匯總
系統(tǒng)的全部室內(nèi)冷負(fù)荷，是房間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷和室內(nèi)冷負(fù)荷（設(shè)備冷負(fù)荷、照明冷負(fù)荷、人員冷負(fù)荷）在同一時(shí)刻累計(jì)后的最大值。即CL= CCl＋CC2＋CC3＋CC4＋CC5＋CC6＋CC7，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄。
2.6新風(fēng)量的確定
新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性，在夏、冬季節(jié)混入的新風(fēng)量越少，就越經(jīng)濟(jì)。但實(shí)際上，不能無(wú)限制地減少新風(fēng)量，一般規(guī)定，空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)占送風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)不應(yīng)低于10%。
確定新風(fēng)量的依據(jù)有三個(gè)因素：
1. 衛(wèi)生要求；
2. 補(bǔ)充局部排風(fēng)量；
3. 保持空調(diào)房間的“正壓”要求。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，新風(fēng)量為以上三種的計(jì)算方法所得的最大值。當(dāng)按上述方法得出的新風(fēng)量不足總風(fēng)量的10%時(shí)，也按10%計(jì)算，以確保衛(wèi)生和安全。
2.6.1 新風(fēng)冷負(fù)荷計(jì)算
夏季新風(fēng)冷負(fù)荷可按下式計(jì)算[5]：
(5-1)
式中：——新風(fēng)冷負(fù)荷，kw；
——新風(fēng)量，kg/s；
——室外空氣的焓值，kj/kg；
——室內(nèi)空氣的焓值，kj/kg。
經(jīng)由焓濕圖查得=73.9 kj/kg，=54.01 kj/kg。
2.6.2新風(fēng)濕負(fù)荷計(jì)算
夏季新風(fēng)濕負(fù)荷D（kg/h），可按下式計(jì)算：
(5-2)
式中：——室外空氣的含濕量，g/kg；
——室內(nèi)空氣的含濕量，g/kg；
——新風(fēng)量，kg/h。
經(jīng)由焓濕圖查得=18.21 g/kg，=11.29 g/kg。
2.6.3送風(fēng)方式
本建筑采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。房間中的新風(fēng)供給方式有以下兩種：（1）直接送到風(fēng)機(jī)盤(pán)管吸入端，與房間的回風(fēng)混合后，再被風(fēng)機(jī)盤(pán)管處理之后送入室內(nèi)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是一旦風(fēng)機(jī)盤(pán)管停機(jī)后，新風(fēng)將從回風(fēng)口吹出，回風(fēng)口一般都有過(guò)濾器，此時(shí)過(guò)濾器上的灰塵將被吹入房間；如果新風(fēng)已經(jīng)冷卻到低于室內(nèi)溫度，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)盤(pán)管進(jìn)風(fēng)溫度降低，從而降低了風(fēng)機(jī)盤(pán)管的出力。（2）新風(fēng)與風(fēng)機(jī)盤(pán)管的送風(fēng)并聯(lián)送出。這種系統(tǒng)安裝較為復(fù)雜，但避免了以上兩條缺點(diǎn)[5]。因此經(jīng)過(guò)比較，本建筑采用第二種方式送新風(fēng)。
2.7各層冷負(fù)荷匯總見(jiàn)附錄。
第三章 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定
3.1 空調(diào)系統(tǒng)方案的比較
空調(diào)房間按承擔(dān)房間負(fù)荷的介質(zhì)不同分為四種,全空氣系統(tǒng),全水系統(tǒng),空氣-水系統(tǒng),冷劑系統(tǒng) 。
3.1.1全空氣系統(tǒng)（集中式空調(diào)系統(tǒng)）
此種系統(tǒng)適用于冷負(fù)荷密度大,潛熱負(fù)荷大(室內(nèi)熱濕比小)或?qū)κ覂?nèi)含塵濃度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)所，用于病房或者室內(nèi)空氣品質(zhì)不能用于回收。
3.1.2全水系統(tǒng)
全水系統(tǒng)中房間的全部負(fù)荷都由水來(lái)承擔(dān)，管道所占空間小，無(wú)室外新風(fēng)的引入，空氣品質(zhì)差。通常不使用該種系統(tǒng)。
3.1.3空氣-水系統(tǒng)
空氣-水系統(tǒng)中室內(nèi)的負(fù)荷一部分由水承擔(dān)，另外一部分由室外新風(fēng)承擔(dān)。其空氣處理設(shè)備部分集中于機(jī)房，部分分散于空調(diào)房間。
適用于以下場(chǎng)合：
·一個(gè)系統(tǒng)有多個(gè)房間或區(qū)域，各房間的負(fù)荷各不相同，相差大。
·辦公樓，醫(yī)院，旅館等多房間的建筑。
3.1.4冷劑系統(tǒng)
又名局部機(jī)組，房間負(fù)荷全部由制冷劑承擔(dān)。此種方法適用于小型建筑，如住宅，小型商場(chǎng)。
集中式和風(fēng)機(jī)盤(pán)管加獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)方式的比較：
表3.1 方案比較
比較項(xiàng)目
集中式
風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)
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
3. 有時(shí)可以布置在屋頂上
1. 只需要新風(fēng)空調(diào)機(jī)房面積
2. 風(fēng)機(jī)盤(pán)管可以安裝在空調(diào)房間里
3. 分散布置，敷設(shè)各種管線(xiàn)較麻煩
節(jié)能和經(jīng)濟(jì)
1. 可以根據(jù)室外氣象參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)全年多工況節(jié)能運(yùn)行
2. 對(duì)熱濕負(fù)荷不一致或室內(nèi)參數(shù)不同的多房間不經(jīng)濟(jì)
3. 部分房間停止空調(diào)，系統(tǒng)仍運(yùn)行，不經(jīng)濟(jì)
1. 靈活性大，節(jié)能效果好
2. 盤(pán)管可冬夏兼用，內(nèi)壁結(jié)垢，降低傳熱效率
3. 無(wú)法實(shí)現(xiàn)全年多工況調(diào)節(jié)
風(fēng)管系統(tǒng)
1. 空調(diào)送回風(fēng)管系統(tǒng)復(fù)雜，布置困難
2. 支風(fēng)管和風(fēng)口過(guò)多時(shí)不易平衡
1． 放室內(nèi)時(shí)，不接送、回風(fēng)管；
2． 當(dāng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合使用時(shí)，新風(fēng)量較小
維護(hù)
運(yùn)行
空調(diào)與制冷設(shè)備集中在機(jī)房?jī)?nèi)，便于管理和維修
布置分散，維護(hù)與管理不便，系統(tǒng)復(fù)雜，易漏水
溫濕度 控制
可嚴(yán)格控制溫度和相對(duì)濕度
室內(nèi)要求嚴(yán)格時(shí)，難以滿(mǎn)足要求。
空氣過(guò)濾與凈化
可以采用初效、中效和高效過(guò)濾器，滿(mǎn)足室內(nèi)空氣清潔的不同要求。采用噴水室時(shí)，水與空氣直接接觸，易受污染，須經(jīng)常換水
過(guò)濾性能差，室內(nèi)清潔度要求較高時(shí)難于滿(mǎn)足
消聲隔震
可以有效的采取消聲和隔震措施
必須采用低噪聲風(fēng)機(jī)，才能保證室內(nèi)要求
風(fēng)管互相串通
空調(diào)房間之間有風(fēng)管連通，使各個(gè)房間互相污染。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)通過(guò)風(fēng)管迅速蔓延
各個(gè)房間之間不會(huì)互相污染
使用壽命
使用壽命長(zhǎng)
使用壽命長(zhǎng)
安裝
設(shè)備和風(fēng)管安裝工程量大，周期長(zhǎng)
安裝投產(chǎn)快
3.2 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定
該空調(diào)建筑為一商場(chǎng)建筑，對(duì)于這類(lèi)如采用集中式系統(tǒng)，則風(fēng)管管徑很大，又要穿越墻壁，對(duì)防火、消聲和防震均不利，且不利施工。各房間空間小，所以能充分發(fā)揮風(fēng)機(jī)盤(pán)管的特點(diǎn)，各房間能自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)室溫，不影響其他房間的使用，減少運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)風(fēng)機(jī)盤(pán)管可以暗裝，便于室內(nèi)裝飾，故選用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加獨(dú)立新風(fēng)的空調(diào)方式。
第四章 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)
4.1 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道
空調(diào)設(shè)計(jì)中，一個(gè)主要內(nèi)容是各種送風(fēng)，回風(fēng)，新風(fēng)及排風(fēng)管道和風(fēng)口的布置
4.1.1風(fēng)道材質(zhì)
主要有土建式風(fēng)道，鋼板制風(fēng)道(鍍鋅鋼板,普通鋼板)，非金屬風(fēng)道和軟風(fēng)管等。我們選擇普通鋼板制風(fēng)道。
4．2風(fēng)道水力計(jì)算
4.2.1水力計(jì)算的類(lèi)型
1校核計(jì)算
校核計(jì)算是已知各管段的長(zhǎng)度，管徑及風(fēng)機(jī)所能提供的壓頭，要求校核各段風(fēng)量是否滿(mǎn)足要求。
2設(shè)計(jì)計(jì)算
設(shè)計(jì)計(jì)算是已知風(fēng)道布置，風(fēng)道長(zhǎng)度及各段風(fēng)量，要求確定各段管徑和選擇風(fēng)機(jī)。
4.2.2水力計(jì)算的原理與方法
1原理：這兩種方法都是通過(guò)壓力平衡來(lái)達(dá)到分配風(fēng)量的目的的。
2方法：假定流速法，壓損平均法，靜壓復(fù)得法。
確定風(fēng)管的形狀和風(fēng)管的尺寸風(fēng)管的水力計(jì)算方法較多，對(duì)于高速送風(fēng)系統(tǒng)采用靜壓復(fù)得法；對(duì)于低速送風(fēng)系統(tǒng)，大多采用等壓損法和假定流速法。等壓損法以單位長(zhǎng)度風(fēng)管的壓力損失相等為前提，在已知總作用壓力的情況下，取最長(zhǎng)的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路，將總的作用壓力值平均分配給風(fēng)管的各個(gè)部分，再根據(jù)各部分風(fēng)量和所分配的壓力損失值確定風(fēng)管的尺寸；假定流速法是根據(jù)噪聲和風(fēng)管本身的強(qiáng)度，并考慮到運(yùn)行費(fèi)用來(lái)設(shè)定。
水力不平衡率一般不超過(guò)10%,不平衡率超過(guò)10%的在運(yùn)行時(shí)采用閥門(mén)調(diào)節(jié)。
4.2．3 風(fēng)機(jī)盤(pán)管的選型
由前述可得本系統(tǒng)中新風(fēng)處理到與室內(nèi)空氣等濕狀態(tài)，承擔(dān)部分室內(nèi)的冷負(fù)荷。由于吊頂式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管有高能效，運(yùn)轉(zhuǎn)寧?kù)o節(jié)能，保養(yǎng)費(fèi)低，靈活性高安裝費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇吊頂式暗裝帶下回風(fēng)箱型風(fēng)機(jī)盤(pán)管。按風(fēng)量和冷量選擇風(fēng)機(jī)盤(pán)管。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)量可用下式計(jì)算：
(6-1)
式中：——總空調(diào)風(fēng)量，kg/s；
——新風(fēng)風(fēng)量，kg/s。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管承擔(dān)的冷量可用下式計(jì)算[5]：
(6-2)
式中：——風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)量，kg/s；
——室內(nèi)空氣焓值，kj/kg；
——回風(fēng)空氣焓值，kj/kg。
4.2.4 風(fēng)道的布置和制作要求
（1）風(fēng)管應(yīng)注意布置整齊，美觀(guān)和便于維修、測(cè)試，應(yīng)與其他管道統(tǒng)一考慮，要防止冷熱源管道之間的不利影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各管道的裝拆方便。
（2）風(fēng)管布置應(yīng)盡量減少局部阻力，彎管中心曲率半徑要不小于其風(fēng)管直徑或邊長(zhǎng)。一般采用1.25倍直徑或邊長(zhǎng)。
（3）風(fēng)管法蘭間應(yīng)放置具有彈性的墊片，如海綿橡膠、橡皮等，以防止漏風(fēng)，風(fēng)管與風(fēng)管之間不應(yīng)有看得見(jiàn)的孔洞。
4.2.5 風(fēng)道的選擇原則
（1）按風(fēng)道的形狀 矩形風(fēng)道：矩形風(fēng)道具有占用的有效空間少，易于布置，及管件制作相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。廣泛地用于民用建筑空調(diào)系統(tǒng)。為避免矩形風(fēng)道阻力過(guò)大，其寬高比小于6，最大不應(yīng)超過(guò)10，在建筑空間允許的條件下，愈接近于1愈好。
（2）按風(fēng)道材料 金屬風(fēng)道：這類(lèi)風(fēng)道材料，主要包括普通薄鋼板（黑鐵皮），鍍鋅薄鋼板（白鐵皮）及不銹鋼板。鋼板厚度一般在0.5—1.5 mm。金屬風(fēng)道的優(yōu)點(diǎn)是易于加工制作，安裝方便，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的防火性能，氣流阻力較小，因而，廣泛用于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。
4.2.6 風(fēng)道的設(shè)計(jì)方法
風(fēng)道選用鍍鋅薄鋼板制矩形風(fēng)道，均按照低速風(fēng)道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
風(fēng)管水力計(jì)算方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等幾種，這里采用假定流速法，假定流速法的特點(diǎn)是先按技術(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)管的斷面尺寸和阻力[6]。
假定流速法的計(jì)算步驟和方法如下[6]：
（1）繪制空調(diào)系統(tǒng)軸測(cè)圖，并對(duì)管段風(fēng)道進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度和風(fēng)量（管道長(zhǎng)度一般按兩個(gè)管件的中心線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算，不扣除管件本身的長(zhǎng)度）。
（2）確定風(fēng)道內(nèi)的合理流速，在輸送空氣量一定的情況，增大流速可是風(fēng)管斷面積減小，制作風(fēng)管所消耗的材料，建筑費(fèi)用等較低，但同時(shí)也會(huì)增加空氣流經(jīng)風(fēng)管的流動(dòng)阻力和氣流噪聲，增大空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用；減小風(fēng)速則可降低輸送空氣的動(dòng)力損耗，節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，降低氣流噪聲，但卻增加風(fēng)管制作消耗的材料及建設(shè)費(fèi)用。因此必須根據(jù)風(fēng)管系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和氣流噪聲等因素進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
（3）根據(jù)各風(fēng)道的風(fēng)量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸，計(jì)算沿程阻力和局部阻力。注意阻力計(jì)算應(yīng)該選擇最不利環(huán)路（即阻力最大的環(huán)路）進(jìn)行。
（4）與最不利環(huán)路并聯(lián)的管路的阻力平衡計(jì)算。為保證各送、排風(fēng)點(diǎn)達(dá)到預(yù)期的風(fēng)量 ，必須進(jìn)行阻力平衡計(jì)算。一般的空調(diào)系統(tǒng)要求并聯(lián)管路之間的不平衡率應(yīng)不超過(guò)15%。若超出上述規(guī)定，采用閥門(mén)調(diào)節(jié)，這種方法具有設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單，調(diào)整范圍大的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際運(yùn)行調(diào)試工作量較大。
（5）計(jì)算系統(tǒng)總阻力。系統(tǒng)總阻力為最不利環(huán)路阻力加上空氣處理設(shè)備阻力。
（6）選擇風(fēng)機(jī)及其配用電機(jī)。根據(jù)風(fēng)量和系統(tǒng)的總阻力損失選擇風(fēng)機(jī)，風(fēng)量、阻力損失附加系數(shù)均為1.1。但由于本系統(tǒng)不是自行選擇風(fēng)機(jī)，而是選用空氣處理機(jī)組，需要做的是用系統(tǒng)總阻力和總風(fēng)量校核空氣處理機(jī)組的風(fēng)量和余壓能否滿(mǎn)足系統(tǒng)的需求。
根據(jù)建筑的使用性質(zhì)并考慮不同噪聲要求下，風(fēng)管推薦風(fēng)速詳見(jiàn)表7-1和表7-2。
表4-1 風(fēng)管推薦風(fēng)速[6]
推薦風(fēng)速 / m.s-1
最大風(fēng)速 / m.s-1
部位
居住
建筑
公共
建筑
工業(yè)
建筑
居住
建筑
公共
建筑
工業(yè)
建筑
風(fēng)機(jī)吸入口
3.5
4.0
5.0
4.5
5.0
7.0
風(fēng)機(jī)出口
5.0~8.0
6.5~10.0
8.0~12.0
8.5
7.5~11.0
8.5~14.0
主干管
3.5~4.5
5.0~6.5
6.0~9.0
4.0~6.0
5.5~8.0
6.5~11
支干管
3.0
3.0~4.5
4.5~5.0
3.5~6.0
4.0~6.5
5.0~9.0
從支管上接出的風(fēng)管
2.5
3.0~3.5
4.0
3.0~4.0
4.0~6.0
5.0~8.0
新風(fēng)入口
3.5
4.0
4.5
4.0
4.5
5.0
表4-2 根據(jù)所服務(wù)房間允許噪聲級(jí)最大允許風(fēng)速[6]
室內(nèi)允許噪聲級(jí) /dB
干管 / m.s-1
支管 / m.s-1
風(fēng)口 / m.s-1
25~35
3.0~4.0
≤2.0
≤0.8
35~50
4.0~7.0
2.0~3.0
0.8~1.5
50~65
6.0~9.0
3.0~5.0
1.5~2.5
65~85
8.0~12.0
5.0~8.0
2.5~3.5
4.2.7風(fēng)管的水力計(jì)算
（1）風(fēng)管的沿程摩擦損失（Pa），可按下式計(jì)算[6]：
(4-1)
式中：——單位管長(zhǎng)沿程摩擦阻力，Pa/m；
——風(fēng)管長(zhǎng)度，m。
（2）局部壓力損失（Pa），可按下式計(jì)算：
(4-2)
式中：——局部阻力系數(shù)；
——風(fēng)管內(nèi)局部壓力損失發(fā)生處的空氣流速，m/s；
——空氣密度。
（3）風(fēng)管的壓力損失（Pa），按下式計(jì)算：
(4-3)
風(fēng)管水力計(jì)算見(jiàn)附錄。
4.2.8 新風(fēng)入口注意事項(xiàng)
（1） 新風(fēng)進(jìn)口位置：本系統(tǒng)采用獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)，因此只須考慮風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組配置合理；布置時(shí)應(yīng)盡量使排風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口遠(yuǎn)離，進(jìn)風(fēng)口應(yīng)盡量放在排風(fēng)口的上風(fēng)側(cè)；為避免吸入室外地面灰塵，進(jìn)風(fēng)口底部應(yīng)距地面不宜低于2m。
（2） 新風(fēng)口其他要求：進(jìn)風(fēng)口應(yīng)設(shè)百葉窗，以防雨水進(jìn)入，百葉窗應(yīng)采用固定的百葉窗，在多雨地區(qū)，宜采用防水的百葉窗[6]。
4.2.9 空調(diào)房間的氣流組織
氣流組織設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)者要組織空氣合理的流動(dòng)。氣流組織是室內(nèi)空調(diào)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它直接影響著空調(diào)系統(tǒng)的使用效果。大多數(shù)空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)都需要向房間或被控制區(qū)送入和排出空氣，不同形狀的房間、不同的送風(fēng)口和回風(fēng)口形式和布置、不同大小的送風(fēng)量都影響室內(nèi)空氣的流速分布、溫濕度分布和污染物濃度分布。因此只有合理的氣流組織，才能充分發(fā)揮送風(fēng)的冷卻作用，均勻地消除室內(nèi)的余熱余濕，使工作區(qū)溫度和風(fēng)速等參數(shù)在要求的范圍內(nèi)，從而滿(mǎn)足人們舒適性的要求。
氣流分布設(shè)計(jì)的目的是風(fēng)口布置，選擇風(fēng)口規(guī)格，校核室內(nèi)氣流速度、溫度等等。因此，一個(gè)合理的空氣處理方式和合理的氣流組織對(duì)于室內(nèi)的空氣質(zhì)量有著直接和主要的影響，送風(fēng)口以安裝的位置分，有側(cè)送風(fēng)口、頂送風(fēng)口、地面風(fēng)口；按照送出氣流的流動(dòng)狀況有擴(kuò)散型風(fēng)口、軸向型風(fēng)口和孔板送風(fēng)。綜合考慮送風(fēng)風(fēng)量，送風(fēng)氣流等因素選用典型的平送流型方形散流器。它有多層同心的平行導(dǎo)向葉片，使空氣流出后貼附頂棚流動(dòng)。其特點(diǎn)是線(xiàn)條挺直，表面光潔，葉片角度為固定式，整個(gè)葉片與邊框采用分離式結(jié)構(gòu)，以方便安裝與調(diào)節(jié)。各房間均采取頂送風(fēng)。
4.3.1氣流組織方式
1）側(cè)面送風(fēng)：
a) 單側(cè)上送下回或走廊回風(fēng)
b) 單側(cè)上送上回
c) 雙側(cè)上送下回
2）散流器送風(fēng)：
a) 散流器平送，下部回風(fēng)
b) 散流器下送，下部回風(fēng)
c) 送吸式散流器上送上回
3）孔板送風(fēng)：
a) 全面孔板下送，下部回風(fēng)
b) 局部孔板下送，下部回風(fēng)
4）噴口送風(fēng)：
上送下回，送回風(fēng)口布置在同側(cè)
5）條縫送風(fēng)：條縫型風(fēng)口下送，下部回風(fēng)
6）旋流風(fēng)口送風(fēng)：上送下回
本次設(shè)計(jì)選用的是下送下回。
第五章 空調(diào)系統(tǒng)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 空調(diào)水系統(tǒng)的選擇
空調(diào)水系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)兩個(gè)部分，它們有不同類(lèi)型可供選擇。具體類(lèi)型及各類(lèi)型優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表8-1。 根據(jù)以上各系統(tǒng)的特征及優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本建筑情況，選擇閉式、同程、雙管制、單式泵系統(tǒng)，采用兩管制水系統(tǒng)，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是過(guò)渡季節(jié)只供給新風(fēng)，不使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管的時(shí)候便于系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，節(jié)約能源。
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用雙管制供應(yīng)冷凍水，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，初期投資小等特點(diǎn)。同時(shí)考慮到節(jié)能與管道內(nèi)清潔等問(wèn)題，采用閉式系統(tǒng)，不與大氣相接觸，管路不易產(chǎn)生污垢和腐蝕，不需要克服系統(tǒng)靜水壓頭，水泵耗電較小。
表5-1 各種水系統(tǒng)形式的比較
類(lèi)型
特征
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
閉式
管路系統(tǒng)不與大氣相接觸，僅在系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)置膨脹水箱
與設(shè)備的腐蝕機(jī)會(huì)少;不需克服靜水壓力，水泵壓力、功率均低。系統(tǒng)簡(jiǎn)單
與蓄熱水池連接比較復(fù)雜
開(kāi)式
管路系統(tǒng)與大氣相通
與蓄熱水池連接比較簡(jiǎn)單
易腐蝕，輸送能耗大
同程式
供回水干管中的水流方向相同；經(jīng)過(guò)每一管路的長(zhǎng)度相等
水量分配，調(diào)度方便，便于水力平衡
需設(shè)回程管，管道長(zhǎng)度增加，初投資稍高
異程式
供回水干管中的水流方向相反；經(jīng)過(guò)每一管路的長(zhǎng)度不相等
不需設(shè)回程管，管道長(zhǎng)度較短，管路簡(jiǎn)單，初投資稍低
水量分配，調(diào)度較難，水力平衡較麻煩
兩管制
供熱、供冷合用同一管路系統(tǒng)
管路系統(tǒng)簡(jiǎn)單，初投資省
無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足供熱、供冷的要求
三管制
分別設(shè)置供冷、供熱管路與換熱器，但冷熱回水的管路共用
能同時(shí)滿(mǎn)足供冷、供熱的要求，管路系統(tǒng)較四管制簡(jiǎn)單
有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路系統(tǒng)布置較簡(jiǎn)單
四管制
供冷、供熱的供、回水管均分開(kāi)設(shè)置，具有冷、熱兩套獨(dú)立的系統(tǒng)
能靈活實(shí)現(xiàn)同時(shí)供冷或供熱，沒(méi)有冷、熱混合損失
管路系統(tǒng)復(fù)雜，初投資高，占用建筑空間較多
單式泵
冷、熱源側(cè)與負(fù)荷側(cè)合用一組循環(huán)水泵
系統(tǒng)簡(jiǎn)單，初投資省
不能調(diào)節(jié)水泵流量，難以節(jié)省輸送能耗，不能適應(yīng)供水分區(qū)壓降較懸殊的情況
復(fù)式泵
冷、熱源側(cè)與負(fù)荷側(cè)分別配備循環(huán)水泵
可以實(shí)現(xiàn)水泵變流量，能節(jié)省輸送能耗，能適應(yīng)供水分區(qū)不同壓降，系統(tǒng)總壓力低。
系統(tǒng)較復(fù)雜，初投資較高
5.2 空調(diào)水系統(tǒng)的布置
本設(shè)計(jì)采用同程式水系統(tǒng)，此系統(tǒng)的水量分配，調(diào)度方便，便于水力平衡。
5.3 水系統(tǒng)水力計(jì)算方法
水系統(tǒng)的水力計(jì)算采用假定流速法。對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算是為使系統(tǒng)中各管段的水流量符合設(shè)計(jì)要求，以保證流進(jìn)各空調(diào)機(jī)組（房間風(fēng)機(jī)盤(pán)管）的水流量滿(mǎn)足要求。主要任務(wù)是按已知各管段的流量，根據(jù)假定流速，確定各管段的管徑。
其具體步驟如下[6]
（1）繪制水系統(tǒng)的軸側(cè)圖或示意圖，對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注長(zhǎng)度和負(fù)荷，管段長(zhǎng)度一般按兩管件間中長(zhǎng)度計(jì)算，步扣除管件（如三通、彎頭）本身的長(zhǎng)度；
（2）選定最不利環(huán)路；
（3）確定合理的水流速度，可參考表8-2；
表5-2 冷熱水管最大流速
公稱(chēng)直徑 / mm
15
20
25
32
40
50
>50
一般管網(wǎng) / m.s-1
0.8
1
1.2
1.4
1.7
2
3
有特定要求的管網(wǎng) / m.s-1
0.5
0.65
0.8
1
1.2
1.3
1.5
（4）根據(jù)水管的水量和選擇的流速確定各管段的管徑。
（5）根據(jù)所選的管徑反過(guò)來(lái)計(jì)算水管內(nèi)的實(shí)際流速。
（6）計(jì)算沿程阻力和局部阻力。
（7）并聯(lián)管路的阻力平衡。為使系統(tǒng)管段流量按設(shè)計(jì)流量運(yùn)行，兩并聯(lián)之路的阻力必須保持平衡。對(duì)一般的空調(diào)水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，兩支管的阻力差不應(yīng)超過(guò)±15％。
計(jì)算出最不利環(huán)路的阻力損失后，即可根據(jù)數(shù)據(jù)選擇相應(yīng)設(shè)備。
空調(diào)系統(tǒng)的水系統(tǒng)的管材有鍍鋅鋼管和無(wú)縫鋼管。當(dāng)管徑DN≤100 mm時(shí)可以采用鍍鋅鋼管，其規(guī)格用公稱(chēng)直徑DN表示；當(dāng)管徑DN>100 mm時(shí)采用無(wú)縫鋼管，其規(guī)格用外徑×壁厚表示，一般須作二次鍍鋅。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)水力計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)附錄。
5.4 凝水管的設(shè)計(jì)
各種空調(diào)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水，必須即時(shí)排走。排放冷凝結(jié)水的管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)注意以下各要點(diǎn)[3]：
（1）風(fēng)機(jī)盤(pán)管凝結(jié)水盤(pán)的泄水支管坡度，不宜小于0.01。其它水平支干管，均抬頭走，即沿水流方向的反方向，應(yīng)保持不小于0.002的坡度，且不允許有積水部位。如受條件限制，無(wú)坡度輻射時(shí)，管內(nèi)流速不得小于0.25m/s。
（2）當(dāng)冷凝水盤(pán)位于機(jī)組內(nèi)的負(fù)壓區(qū)段時(shí)，凝水盤(pán)的出水口處必須設(shè)置水封，水封的高度應(yīng)比凝水盤(pán)處的負(fù)壓大50%左右。水封的出口，應(yīng)與大氣相通。
（3）冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或鍍鋅鋼管，不宜采用焊接鋼管。
（4）為了防止冷凝水管道表面結(jié)露，必須進(jìn)行防結(jié)露驗(yàn)算。
（5）冷凝水立管的頂部應(yīng)設(shè)計(jì)通向大氣的透氣管。
（6）冷凝水管的公稱(chēng)直徑DN（mm）,應(yīng)根據(jù)冷凝水的流量計(jì)算確定，也可根據(jù)機(jī)組的冷負(fù)荷Q(kW)，按相關(guān)數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱(chēng)直徑。通常情況下，可以根據(jù)冷負(fù)荷按下列數(shù)據(jù)近似選擇冷凝水管的公稱(chēng)直徑：
表5-3 冷凝水管的管徑選擇表
冷負(fù)荷/kw
公稱(chēng)直徑/mm
冷負(fù)荷/kw
公稱(chēng)直徑/mm
冷負(fù)荷/kw
公稱(chēng)直徑/mm
7
20
101~176
40
1056~1512
100
7.1~17.6
25
177~598
50
1513~12462
125
17.7~100
32
599~1055
80
＞12462
150
（7）設(shè)計(jì)和布置冷凝水管路時(shí)，必須認(rèn)真考慮定期沖洗的可能性。
（8）閉式系統(tǒng)的冷水和熱水管路的每一個(gè)最高點(diǎn)，應(yīng)設(shè)排氣裝置。為了拆裝檢修，在排氣裝置前應(yīng)加裝一個(gè)閥門(mén)。為避免排氣裝置漏水，排氣管最好接至水池或室外。
（9）系統(tǒng)最低點(diǎn)和需要單獨(dú)放水的設(shè)備的下部應(yīng)設(shè)帶閥門(mén)的放水管，并接入地漏。
5.5 水系統(tǒng)水力計(jì)算
（1）沿程阻力也稱(chēng)摩擦阻力（Pa），可按下式計(jì)算：
(8-1)
式中：——單位長(zhǎng)度直管段的摩擦阻力（習(xí)稱(chēng)比摩阻），Pa/m；
——直管段長(zhǎng)度。
（2）局部阻力損失（Pa），可按下式計(jì)算：
(8-2)
式中：——管道配件的局部阻力系數(shù)；
——水流速度，m/s；
——水的密度，m/s。
（3）水管的壓力損失（Pa），可按下式計(jì)算：
(8-3)
各層水管水力計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)附錄。
第六章 機(jī)房設(shè)計(jì)及設(shè)備的選擇
6.1冷水機(jī)組類(lèi)型及選用
6.1.1 冷水機(jī)組的選用
空調(diào)冷源機(jī)組類(lèi)型一經(jīng)選用將長(zhǎng)期使用運(yùn)行，影響基建初投資、長(zhǎng)期能耗量、維護(hù)費(fèi)用及使用安全性，因此，在選擇確定冷源方案時(shí)應(yīng)綜合比較后確定。此外設(shè)計(jì)選用時(shí)還應(yīng)考慮國(guó)家多年以后的能源結(jié)構(gòu)和制冷工質(zhì)的時(shí)限和發(fā)展問(wèn)題。
6.2土壤源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟
6.2.1建筑物冷熱負(fù)荷及冬夏季地下?lián)Q熱量計(jì)算
冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量?？梢杂上率龉接?jì)算：
Q1＇= Q1×（1+1/COP2）=114kw
Q2＇=Q2×（1-1/COP2）=149 kW
其中Q1＇ ——夏季向土壤排放的熱量，kW
Q1——夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，kW
Q2＇——冬季從土壤吸收的熱量，kW
Q2——冬季設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷，kW
COP1——設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的制冷系
COP2——設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的供熱系數(shù)
一般地，地源熱泵機(jī)組的產(chǎn)品樣本中都給出不同進(jìn)出水溫度下的制冷量、制熱量以及制冷系數(shù)、供熱系數(shù)，計(jì)算時(shí)應(yīng)從樣本中選用設(shè)計(jì)工況下的 COP1、COP2 。若樣本中無(wú)所需的設(shè)計(jì)工況，可以采用插值法計(jì)算。
6.2.2選擇熱交換器形式
在現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)場(chǎng)可用地表面積、當(dāng)?shù)赝寥李?lèi)型以及鉆孔費(fèi)用，確定熱交換器采用垂直豎井布置或水平布置方式。盡管水平布置通常是淺層埋管，可采用人工挖掘，初投資一般會(huì)便宜些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在本工程中，采用垂直埋管布置方式。
根據(jù)埋管方式不同，垂直埋管大致有3種形式：（1）U型管（2）套管型（3）單管型套管型的內(nèi)、外管中流體熱交換時(shí)存在熱損失。單管型的使用范圍受水文地質(zhì)條件的限制。U型管應(yīng)用最多，管徑一般在50mm以下，埋管越深換熱性能越好，最深的U型管埋深已達(dá)180m。本工程地埋管深度為150m。
6.2.3選擇管材
一般來(lái)講，一旦將換熱器埋入地下后，基本不可能進(jìn)行維修或更換，這就要求保證埋入地下管材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中使用的金屬管材在這方面存在嚴(yán)重不足，且需要埋入地下的管道的數(shù)量較多，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用價(jià)格較低的管材。所以，土壤源熱泵系統(tǒng)中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）管材，它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀，可以保證使用50年以上；因此，推薦用于地下埋管系統(tǒng)。
6.2.4確定管徑
在實(shí)際工程中確定管徑必須滿(mǎn)足兩個(gè)要求：（1）管道要大到足夠保持最小輸送功率；（2）管道要小到足夠使管道內(nèi)保持紊流以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。顯然，上述兩個(gè)要求相互矛盾，需要綜合考慮。一般并聯(lián)環(huán)路用小管徑，集管用大管徑，地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管內(nèi)流速控制在1.22m/s以下,對(duì)更大管徑的管道，管內(nèi)流速控制在2.44m/s以下。
6.2.5 確定豎井埋管管長(zhǎng)
地下熱交換器長(zhǎng)度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當(dāng)?shù)氐耐寥兰夹g(shù)資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。在實(shí)際工程中，可以利用管材“換熱能力”來(lái)計(jì)算管長(zhǎng)。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長(zhǎng)的換熱量，一般垂直埋管為70～110W/m(井深)，或35～55W/m(管長(zhǎng))，即取50W/m（管長(zhǎng)），具體計(jì)算公式如下：
（3）L=Q×1000/50=1000×149/50=2980m
其中 L——豎井埋管總長(zhǎng)，m
Q——夏季向土壤排放的熱量，kW
分母“50”是夏季每m管長(zhǎng)散熱量，W/m
6.2.6確定豎井?dāng)?shù)目及間距
目前豎井深度多數(shù)采用20～200m，設(shè)計(jì)者可以在此范圍內(nèi)選擇一個(gè)豎井深度H，代入下式計(jì)算豎井?dāng)?shù)目:
（4） N=L/(2×H) =2980/(2×150)=10
其中 N——豎井總數(shù)
L——豎井埋管總長(zhǎng)，m
H——豎井深度，m
分母“2”是考慮到豎井內(nèi)埋管管長(zhǎng)約等于豎井深度的2倍。
然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整，若計(jì)算結(jié)果偏大，可以增加豎井深度，但不能太深，否則鉆孔和安裝成本大大增加。
6.2.7計(jì)算管道壓力損失
計(jì)算1－2－3－4－5－6－7－8－9－10―11－1′各管段的壓力損失，得到各管段總壓力損失為10kPa。再加上連接到熱泵機(jī)組的管路壓力損失，以及熱泵機(jī)組、平衡閥和其他設(shè)備元件的壓力損失。
6.2.8 水泵選型
根據(jù)上述計(jì)算最不利環(huán)路所得的管道壓力損失，再加上熱泵機(jī)組、平衡閥和其他設(shè)備元件的壓力損失，確定水泵的揚(yáng)程，需考慮一定的安全裕量。根據(jù)系統(tǒng)總流量和水泵揚(yáng)程，選擇滿(mǎn)足要求的水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)。
6.2.8 校核管材承壓能力
管路最大壓力應(yīng)小于管材的承壓能力。若不計(jì)豎井灌漿引起的靜壓抵消，管路所需承受的最大壓力等于大氣壓力、重力作用靜壓和水泵揚(yáng)程一半的總和即：
P =P0 +ρgh +0.5Ph =3.0Mpa <3.7Mpa
其中ｐ ——管路最大壓力，Pa
ｐo——建筑物所在的當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa
ρ——地下埋管中流體密度，kg/m3
g ——當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2
h——地下埋管最低點(diǎn)與閉式循環(huán)系統(tǒng)最高點(diǎn)的高度差，m
ρg h——水泵揚(yáng)程，Pa
6.3冷源機(jī)房的設(shè)計(jì)原則
冷源機(jī)房的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：
1.制冷機(jī)房應(yīng)盡可能靠近冷負(fù)荷中心，吸收式制冷機(jī)房還應(yīng)盡量靠近熱源。
2.應(yīng)考慮設(shè)備的進(jìn)出、安裝和維修條件，配備必要的起吊設(shè)施，大型設(shè)備選出預(yù)留孔洞宜直接通向室外。
3.大中型制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置值班室、控制室、維修間和衛(wèi)生間等，也可與其他機(jī)房合用。
4.布置臥式殼管式冷凝器、冷水機(jī)組和溴化鋰吸收式制冷劑時(shí)，必須考慮在其一端預(yù)留清洗和更換管族的必要距離。
項(xiàng) 目
距 離（m）
主要通道和操作通道寬度
≥1.5
制冷機(jī)突出部分與配電盤(pán)之間
≥1.5
制冷機(jī)突出部分相互間的距離
≥1.0
制冷機(jī)與墻面之間
≥0.8
非主要通道
≥0.8
6.機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)考慮留出必要的檢修用地，當(dāng)利用通道作為檢修用地時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的種類(lèi)和規(guī)格而適當(dāng)加寬。
6.4 機(jī)房其他設(shè)備選擇
6.4.1 冷卻水循環(huán)泵
循環(huán)水泵的工作特性曲線(xiàn)有平坦型、陡降型和駝峰型。如選兩臺(tái)泵，一工一備，則應(yīng)選平坦型水泵，使采暖或空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行工況變化而導(dǎo)致流量變化時(shí)，泵的揚(yáng)程變化較小，系統(tǒng)水力穩(wěn)定性好。此外，改變并聯(lián)泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，陡降型水泵泵組的流量調(diào)節(jié)范圍大。選泵時(shí)還應(yīng)注意使水泵長(zhǎng)時(shí)間工作點(diǎn)位于高效區(qū)。
1）冷卻水泵的臺(tái)數(shù)宜按制冷機(jī)組的臺(tái)數(shù)一對(duì)一匹配設(shè)計(jì)，或水泵臺(tái)數(shù)比冷水機(jī)組多一臺(tái)作為備用，水量按制冷機(jī)組提供的數(shù)據(jù)確定。本工程由于用的是水源熱泵，故只有在高負(fù)荷時(shí)方啟動(dòng)冷卻水循環(huán)泵，因此其選用均可按機(jī)組容量得30-50%來(lái)選用。
流量G=1.2*66.7=80m3/h。
2）冷卻水泵的揚(yáng)程應(yīng)為以下各項(xiàng)的總和：
① 冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力
② 冷卻水管路系統(tǒng)總的局部阻力
③ 制冷機(jī)組冷凝器的阻力，93 kPa；
④ 冷卻塔中水的提升高度
⑤ 冷卻塔噴嘴噴霧壓力，一般為5 mH2o。
則 H =1.2（18.4+3+5）=31.6m
選型：65DL型水泵兩臺(tái)，轉(zhuǎn)速1450r/min,流量30m3/h,揚(yáng)程H=32,效率78%，重量為50kg.其它水泵的計(jì)算一樣。
6.4.3分水器、集水器的選擇
，分、集水器的直徑應(yīng)按總流量通過(guò)時(shí)的斷面流速v=0.5～1.0m/s計(jì)算，并應(yīng)大于最大接管開(kāi)口直徑的2倍，最后按壓力容器的設(shè)計(jì)要求來(lái)確定，因此分、集水器的直徑應(yīng)為DN=400
第七章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲減振
7.1空調(diào)系統(tǒng)的消聲
空調(diào)系統(tǒng)消聲設(shè)計(jì)應(yīng)考慮噪聲的頻譜特性、室內(nèi)允許的噪聲標(biāo)準(zhǔn)、通風(fēng)機(jī)噪聲、風(fēng)管中產(chǎn)生的氣流噪聲和從風(fēng)管管壁傳入風(fēng)管內(nèi)的噪聲、風(fēng)管系統(tǒng)噪聲的自然衰減、消聲器的聲衰減量以及隔聲室的隔聲量等。
為減少空調(diào)系統(tǒng)消聲和隔振處理及降低被空氣調(diào)節(jié)房間噪聲的困難，應(yīng)盡可能的減少噪聲源的噪聲。為此，在進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及選擇通風(fēng)設(shè)備時(shí)應(yīng)注意：
1 應(yīng)將風(fēng)量大的系統(tǒng)分成若干小系統(tǒng)。
2 選用高效率、低噪聲的通風(fēng)機(jī)。
3 風(fēng)量一定時(shí)，盡量降低風(fēng)管系統(tǒng)的壓力損失及選用轉(zhuǎn)速低的風(fēng)機(jī)。必要時(shí)可用雙風(fēng)機(jī)。
4 閥門(mén)，分支管三通等部件需采用較厚的鋼板。彎頭及分支管三通等氣流急劇轉(zhuǎn)彎處，宜裝設(shè)導(dǎo)流葉片。
5 對(duì)于消聲要求嚴(yán)格的房間，連接風(fēng)口的支管上最好不設(shè)調(diào)節(jié)閥。
7.2.空調(diào)裝置的隔振
空調(diào)裝置產(chǎn)生的振動(dòng)，除了以噪聲形式通過(guò)空氣傳播到空調(diào)房間，還可能通過(guò)建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進(jìn)行傳播。在振源和它的基礎(chǔ)之間安裝彈性構(gòu)件，可以減輕振動(dòng)力通過(guò)基礎(chǔ)傳出，也可以在儀器和它的基礎(chǔ)之間安裝彈性構(gòu)件來(lái)減輕外界振動(dòng)對(duì)儀器的影響。在設(shè)計(jì)和選用隔振器時(shí)候，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
1．當(dāng)設(shè)備轉(zhuǎn)速n >1500r/min時(shí)，宜選用橡膠，軟木等彈性材料塊或橡膠隔振器；設(shè)備轉(zhuǎn)速<1500r/min時(shí)，宜用彈簧隔振器。
2．