某商场夏季中央空调系统设计 毕业论文

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　　毕　业　设　计（论文）　某商场夏季中央空调系统设计学生姓名：指导教师：专业名称：机电系楼宇自动化机电工程技术学院2011年4月28日共59页第9页 毕业论文任务书1．本毕业论文课题来源及应达到的目的这次设计的设计课题是某商场夏季中央空调系统设计2．本毕业论文（设计）任务的内容和要求主要任务是完成整栋大楼冷负荷的计算；系统的经济性分析；系统冷冻站的设计；四楼购物区空调系统的风系统和水系统的设计；以及四楼办公区风机盘管系统的设计。采用谐波反应法进行了负荷计算，计算出夏季冷负荷。通过比较,选择使用一次回风的全空气系统。然后进行了空调风系统设计空调系统(包括风系统、水系统)冷热源系统设计等,并对于各种空调机的选用做了经济及技术比较分析，最后决定采用离心式冷水机组。气流组织采用圆形直片式散流器上送风，采用带过滤网的单层百叶回风口下回风。然后，又利用假定流速法作了风系统和水系统的水力计算，并对管道的保温、设备的减噪防震也做了简单设计和说明。共59页第9页 3．完成形式独立完成4．本毕业论文（设计）课题工作进度计划起迄日期工作内容2011年4月10日至2011年6月12日1.了解该楼的工程概况，设计依据，建筑基础资料，2.开始计算设计签名：2011年4月9日指导教师审查意见：1、是否符合要求（内容、格式规范）2、是否同意下发实施指导教师：年月日共59页第9页 摘要本次设计课题是广州市蘭西一百商场夏季中央空调系统设计，主要任务是完成一、二、三、四楼的冷负荷计算；空调系统方案的经济性分析和制冷机组的选型；空调系统冷冻站的设计；四楼购物区空调机组的选型，风系统和水系统的设计；四楼办公区风机盘管系统的设计;并绘制了四层风管平面布置图、风管轴侧图、机房平面布置图，水系统轴侧图。在设计中，采用谐波反应法计算出夏季冷负荷。对于各种冷水机组的选用做了经济及技术比较分析，最后决定采用水冷离心式冷水机组。空调系统采用一次回风全空气系统。气流组织采用圆形散流器上送风，下回风，然后又利用假定流速法进行了风系统和水系统的水力计算，并对管道的保温、设备的减噪防震也做了简单设计和说明。关键词：空调系统冷水机组风系统水系统风机盘管共59页第9页 ABSTRACTThisdesignistheGuangzhoulanwest100marketssummerthecentralair-conditioningsystemdesign,theprimarymissioncompletesone,two,three,fourbuildingsloadcomputation;Air-conditioningsystemplanefficientanalysisandwaterunit'sshaping;Theair-conditioningsystemfreezingstandsdesign;Fourbuildingsshoppingareaairconditioningunit'sshaping,windsystemandaqueoussystemdesign;Fourbuildingsworkareaairblowerplatetubesystemdesign;Andhasdrawnupfourwindstubesfloor-plan,thewindsidechart,theengineroomfloor-plan,theaqueoussystemaxissidechart.Inthedesign,usestheovertonetorespondthelawcalculatesthesummercoldload.Selectedregardingeachkindofairconditionerhasmadetheeconomicalandthetechnologycomparativeanalysis,finallydecidedusedthewatercoolingcentrifugaltypecoldwaterunit.Theair-conditioningsystemusestimereturnstothewindentireairsystem.Theaircurrentorganizationusescirculardriftingontoblowof,thenexttimewind,thenhascarriedonthewindsystemandtheaqueoussystemcomputation,andtothepipelineheatpreservation,theequipmentreducedchirpquakeproofhasalsomadethesimpledesignandtheexplanation.Keyword：air-conditioningsystemcoldwaterunitwindsystemaqueoussystemairblowerplatetube共59页第9页 目录1文献综述11.1课题背景11.2商场暖通空调设计的特殊性问题21.3百货公司、商场类建筑空调系统设计的注重点21.4百货商场的空调设备21.5百货商场的空调方式61.6百货商场的消声隔震61.7防火、防排烟72设计基础资料82.1工程概况82.2设计依据82.3建筑基础资料82.4气象参数93空调系统冷负荷的确定113.1二（三）楼冷负荷计算113.1.1围护结构冷负荷计算113.1.2内扰(室内热源)散热形成的冷负荷123.2二（三）楼的冷负荷计算及汇总详见下表134空调方案确定和经济技术分析194.1技术分析及空调方案的选择194.1.1按空气处理设备的设置情况分类194.1.2按负担室内负荷所用介质种类分类204.1.3按集中式空调系统处理的空气来原来比较：204.1.4按送风管风速来比较204.1.5集中系统按送风量是否变化有：204.1.6按送风管数目：214.1.7空调方案的确定214.2经济技术分析及制冷机选择21共59页第9页 4.2.1经济技术分析215冷冻站设计225.1制冷机组的选择计算225.2冷却塔的选择255.2.1冷却塔的冷却原理255.2.2冷却塔的分类255.3.3冷却塔选型设计时应考虑的问题265.3.4冷却塔的设计工况和选型265.3水处理装置的选择265.4集水器和分水器的选择275.5膨胀水箱的选择计算276四楼办公区空调风机盘管系统的设计296.1送风量确定296.2新风量的确定316.3四楼办公区风机盘管的选型316.4风机盘管的水力计算337四楼购物区空调水系统设计357.1冷凝水系统设计357.2冷冻水系统设计367.2.1形式:闭式系统367.2.2竖管冷冻水管径确定367.2.3机房冷冻水管径计算387.3冷却水系统的设计407.4水泵的选型407.4.1冷冻水泵407.4.2冷却水泵417.4.3补水系统428四楼购物区空调风系统设计438.1送风量确定438.2新风量的确定448.2.1确定依据:44共59页第9页 8.2.2确定过程:458.3空调机组的选型458.3.1空调机组冷量的确定458.3.2空调机组的选型468.4气流组织计算478.5风管水力计算489空调系统管道保温处理及设备减震设计559.1管道保温措施559.2空调系统噪声控制与减震控制559.3系统的防火559.4系统的防、排烟56总结57致谢58参考文献591文献综述1.1课题背景共59页第9页 百货商场是由若干专业商店或专业柜台组成，其经营范围比百货商店更广。有的亦称百货公司、百货大楼或购物中心等。大型百货商场经营成千上万种商品，规模大、顾客多，一般多设计为多层营业大厅，建筑面积可达上万平方米；中型百货商场，主要经营日用百货和热门商品，规模为几千平方米；小型百货商店经营日用百货，一般仅有一个营业厅，规模为几百平方米。百货商场除营业大厅外，还配备有仓库、管理、加工等用房。这类建筑的特点是：1)空间较大、柜和陈列摆设多样、人流众多，要合理安排顾客人流路线和货物进出路线，避免交错混杂。2)根据商品特性安排营业部位，贵重商品一般设在楼上，日用商品设在最方便的地方，笨重商品多安排在底层或地下层。3)有些商场、商店和其他用途的建筑组合在一起，或附设在某些建筑中。如大型购物中心，不仅有百货商场，而且还有自助食堂、电影院、游乐场、美容院、游泳池和展览厅等活动内容的建筑；目前很多旅馆、车站、航空港等处，均开辟了很多商店、商场，有的还附带饮食店、食品商场等。4)营业大厅要求宽敞，且有良好的通风、采光设施，对大中型商场还应设置通风空调。柜台平面布置应有较大的灵活性，以适应经营商品变换的需要。5)因人流集中，应特别注意消防安全措施等。随着人们生活水平的提高购买力增强近年来增加了不少商业建筑，繁华地区的商场顾客比较拥挤。为了保护广大顾客和商场职工的健康，我国卫生防疫部门对面业建筑提出了卫生要求，对较大的重点商场还进行过监测对已建的大中商场要求进行改造提出增设通风设施或加建空气调节装置。新建的大中商业建筑和有条件的一船商场，也相继用没了空气调节设施，大大改善了现有商业建筑的环境和卫生标准。商业建筑是一个人员众多的公共场所，温度、湿度、清洁度和新鲜空气量等，对顾客和商场职工等影响很大。售货员长时间在卫生标推不高的环境中工作，会影响健康和工作效率；客虽然在商场中只是短暂地停留，但污浊含尘的空气容易传播某些疾病。因此，商业建筑的空气环境越来越被商业部门重视。近年来，在同一城市相同地段的一些商场，凡设置有良好通风空调系统的，其年经营额要比不设通风空调系统的间类规模商场大得多，而且商场职工的工作环境得到了较好的改善工作效率提高、病休人员减少、出勤率增高。商场和一般的建筑有相同之处，但也有很多特殊性的地方，如商场由于人流众多，照射商品的灯光较强，因此在冷、热负荷计算方面，人体发热和灯光负荷成为主要虑的因素。并且很多商场的柜台、货架和店铺的开间组合，有时要重新划分和作重共59页第9页 新布置，经营商品也会有新的变换，这就要求空调系统和风口布置要适应这些变化等等。因此，设计百货商场暖通空调系统、选择冷、热源和布置送、回风口时，必须充分考虑到商场的这些特点，进行合理的设计。1.2商场暖通空调设计的特殊性问题1)在售货场陈列的商品是多种多样的，商品的种类变化和商场的形式变化也是较多的，而商场的人员密度和照明负荷也有很大的差别，所以空调方式和设备也应具有各种灵活性以适应各种要求。2)综合性的商场，有时有饮食店、各种商店、文化娱乐中心等，应根据一般售货情况和特点，不同的营业时间划分空调通风系统和设置通风换气装置。3)对于特殊售货场，举办展销物品的会场等，在冬季有的地方也要降温。也就是在南方地区，冬季有可能要进行制冷运转；在北方地区，可以进入大量室外冷风以达到降温目的。4)商场办公室一般设置在商场外面较多，由于其空调时间和一般售货场不同，必须考虑另外的系统，通常采用风机盘管系统。5)为防止从主要进出口侵入的室外空气，商业建筑物在冬季应设置热风幕，以防止冷风从大门侵入室内；夏季多采用普通空气幕（又称气帘）。6)由于商业建筑人员频繁进出，而且易燃物品也较多，故必须遵守《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑防火规范》等，对高层商业建筑和封闭性的地下商场等，应配置排烟等防灾设备。1.3百货公司、商场类建筑空调系统设计的注重点1)百货公司、商场的冷负荷主要来自照明和人员发热。其数值大小视建筑的档次而定。档次高的人数少，反之人多。通常按0.5~1.0人/m2计算。照明按30~40W/m2。2)过渡季节的通风换气十分重要。几乎需80%的排气才能满足卫生要求。因此这类建筑宜采用双风机系统，或单风机加排风机系统。3)商场出入口处人流不息，一年四季大门敞开。冬季流入大量冷空气，夏季室外热气入侵，增加空调负荷。多年的经验告诉我们，大门口设置冷热风幕时解决这一问题的好办法。风幕的吹出口风速不能太大，也不能过小，大了会吹掉顾客的帽子，小了挡不住室外气流的入侵。工程实践证明风幕的吹出口风速以4~5m/s为好。4)商场中循环空气污染严重，空气过滤器以自动清洗式为佳。共59页第76页 1.4百货商场的空调设备目前，百货商场采用的冷源有以下几种：往复式（活塞式）制冷机、离心式制冷机、螺杆式制冷机、吸收式制冷机等。应根据不同百货商场的冷负荷大小和各地区能量的供给条件，允许接受电力的能力情况进行选择。对于较小的商店，有的则可以采用分体式空气调节器、窗式空调器或柜式空调器。“制冷”中有“台数不宜过多”、“应与空气调节负荷变化情况及运行调节要求相适应”、“台数不宜少于两台”等规定。我们在考虑冷水机组配置时，应注意避免下列四种情况。一、要避免机组台数过少，台数过少存在的问题有：1)负荷可靠性下降，一旦负荷高峰时机组出现故障，影响的比例就大；2)负荷适应性差。因为综合性建筑中往往配置有娱乐场所等，其面积不大、冷负荷也不大，而娱乐场所又往往有提前和延长制冷要求，机组台数少，意味着单台制冷负荷大，一旦开启，负荷就不适应，对离心式机组，往往易发生喘振现象，所以选择离心机组，要满足20%～40%负荷时能适应最小冷负荷的需要。3)机组台数过少，机组低负荷运行的概率高，由于机组在低负荷下运行的COP低，因而能耗会增高。二、要避免机组台数过多。机组台数过多有如下缺点：1)单机容量下降，机组COP下降，能耗高；2)机组台数多，配置的循环水泵也多，水泵并联多，并联损失高；3)机组台数多，配置的循环水泵多，占用机房面积就大。还有一种情况就是设计者有时会将高区低区的冷水机组截然分开，其实这是没有必要的，因为高区可采用通过换热的办法，使高低区的冷水机组合为一个系统，这样就可减少机组台数。4)机组台数过多，也意味着绝对故障点增多。三、要避免不恰当的使用多机头机组(包括多机头风冷热泵或模块化风冷热泵、模块化冷水机组)。如3台30HT—280有24个机头，3台LSRF829M有36个机头，8台CXAH250，总冷量仅1224kW，却有32个机头，绝对故障点太多。四、要避免一味地采用等容量机组。采用等容量机组，机房布置也许会划一整齐，备品备件会少，但工程中往往有小负荷的不同使用功能的场所，如采用等容量机组，就容易造成负荷适应性差的缺点。其实《采暖通风与空气调节设计规范》中有“大型制冷机房，当选用制冷量大于或等于1160kW的一台或多台离心式制冷机时，宜同时设置一台或两台制冷量较小的离心式、活塞式或螺杆式等压缩式制冷机”大小容量搭配的规定。中央空调系统节能措施：当人们意识到能源危机时，减少能源的消耗在社会生活中愈来愈重要。在公共和民用建筑中，中央空调系统的耗能约占建筑物耗能的65共59页第76页 ％以上。目前，大多数楼字中央空调系统中存在很多能源浪费的情况，如因空调负荷计算不当，致使冷热源机组容量选择过大，形成“大马拉小车”的状况；系统的自控节能控制设计较为粗糙，甚至未作考虑，通常水泵运行的定流量系统对于电能的浪费是严重的；系统的管理不当也会造成运行成本的浪费等等。空调冷负荷的确定及冷水机组的选择:设计冷负荷是选择设备的主要依据，所以正确地计算建筑冷负荷对整个系统的设计十分重要。公共和民用建筑空调系统的负荷主要来自围护结构传热(包括太阳辐射)和新风负荷。由于各房间朝向、位置、功能及其内部热源等情况的不同造成的最大冷负荷出现的时间并不相同。因此建筑物冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值，而不是简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加。空调系统负荷是随室外气象条件而变化的，一年春夏秋冬四季中负荷有很大的不同，波动很大，在全年出现峰值负荷的时间很少。有资料表明，办公楼全年负荷的时间频率(某负荷出现时间与总时间之比)如图所示：从图中可以看出，全年负荷大多集中于最大负荷的50％～70％之间，而且当负荷大于总负荷的50％时，一般需开冷机，其余时间可用新风抵消冷负荷。因此设计时考虑全年负荷变化对冷机及其他设备进行大小搭配选择，以便在室内冷负荷较小时开启小型设备，而在冷负荷较大时再开启大型设备，尽量避免冷机及其他设备在低负荷率的情况下运行，其单位制冷量的耗电量会增加，因此适当选择冷机型号，保证高效率运行，也可减少系统能耗，达到节能的目的。水泵的选择：冷水泵和冷却水泵的容量是按建筑物最大的设计负荷选定的，水泵扬程由系统最不利环路沿程阻力和局部阻力之和确定。实际工程因系统管路复杂，阻力计算往往只是粗略计算，而考虑很高的安全系数，这样水泵扬程选择往往偏大，泵扬程在0.4～0.5MPa的设计常能见到。水泵的选择计算，应贯彻执行国家节能设计标准(GB50189—93)对水系统”水输送系数”的要求：空调供冷的水输送系数不得小于30。同时对系统最不利环路阻力的计算应该力求准确以选择适当水泵扬程使水泵达到经济运行的目的。另外泵的设置，经常未考虑冬夏季空调水量的差别，冬夏共用l台水泵，冬季大流量小温差，低效运行，电能浪费很大。为此建议冬夏季的冷水循环泵和热水循环泵分别设置。共59页第76页 空调水系统节能措施:目前空调冷水系统大都采用1级泵定流量系统。水泵容量是按冷水机组最大负荷时选定的，且全年在固定的水流量下工作。当一些空调末端停机时，水阀不能关闭，回水温度随着降低，使得供回水间温差减小。由于季节昼夜和建筑物使用功能的不同，实际空调负荷在一年绝大部分时间内远比设计负荷低(前面也谈到过)，全年有60％的时间实际负荷是在设计负荷的50％～70％以下运行，而冷水流量不变情况下，供回水间温差由设计的5~7℃降为0.5～1.0℃，即系统在大流量小温差的情况下工作，从而浪费了水泵运行的输送能量且增大了管路系统的冷热量损失。为了较好实现节能目标，考虑空调水系统设计为变流量系统。在空调末端设二通阀，依据室内恒温器的信号或送风温度信号，控制二通阀门的开度，改变用户(负荷侧)的水流量达到变流量的目的。但在冷源侧，通过冷水机组蒸发器的水流量是不能低于所需水量的额定值的，否则导致冷水温度过低，甚至有结冰危险，所以在供回水干管之间须设置带调节阀的旁通管以保证通过冷水机组蒸发器的水流量的恒定一次泵变流量系统冷源侧常采用多台冷水机组和多台冷水泵(每台冷水泵对应1台冷水机组)的方式。此时，每台水泵水流量不变，冷水泵和相应的冷水机组进行台数控制，以使冷水机组在部分负荷下进行节能运行，其系统如下图所示。共59页第76页 一次水泵的台数控制则采用流量控制法。其控制原理是：供水总管上流量检测器测得的实际水量，通过变送器将流母信号变成脉冲信号送到台数控制器，控制器按各台水泵预设定的流量范围和变送器送来的信号进行比较，如果实际用水量小于1台水泵的容量时，则停止1台水泵运行；当实际用水量增加时，水泵的加泵过程与此相反。为了保证一次泵流量和冷水机水量恒定，采用负荷控制时，要求在一次泵供回水干管问设置带调节阀的旁通管，并采用固定供回水压差的方法。此处的压差控制只是通过供回水压差调节旁通阀的开启度以控制旁通水量，并不能直接控制水泵的停启。当然，亦可采集旁通水量大小信号来实现水泵的流量台数控制。随着控制技术的发展，不同类型冷水机组都配置有完善的控制装置，能根据负荷变化自动调节蒸发和冷凝器中冷媒循环流量，为水系统的变流量运行提供了基础条件。对冷水机组的冷水系统进行变流量运行是完全可能的，不会对冷水机组的安全运行产生影响，流量的调节范围可控制在60％～100％之间。当实际用户负荷变化时，供水量随之变化，可直接通过水泵的变频调速控制达到节能目的。而对于冷水机组的冷却水系统进行变流量运行也是完全可行的，由于冷却水量较冷水流量大20％~30％，其节能效果更加显著。通过水泵的变频调速控制，变频器在1-2年内即可回收投资，空调水系统采用变流量运行，使输送能耗能随流量的增减而增减，具有显著的节能效益和经济效益。1.5百货商场的空调方式共59页第76页 百货商场的空调方式大致分为集中方式和局部方式。集中方式有可分为全空气方式、与机组（指末端装置）结合使用的方式（或空气-水方式）以及全水方式。大中型商场主要采用全空气方式中的单风道定风量方式。局部方式在小型商业建筑中使用最广。1.送风口型式：因为不同类型的送风口有不同的送风气流流形，所以送风口的型式要考虑不同的使用场合，不能盲目采用。商场以顶棚送风居多，而顶棚送风口的形式又以散流器型和盘型用得最广泛。百货商店送风口的允许风速为7.5m/s，对一层（首层）可达10m/s。2.回风口型式：一般商场装在墙上或顶棚上的回风口，以固定百叶（格子型）的型式使用最广泛。但目前国内商场的卫生条件和环境较差，一般多采用下回风或侧回风。百货商店回风口的允许风速，位于人的活动区域上面时，允许面风速4m/s，在人的活动区域内，但原离人时，允许面风速3-4m/s，在人的活动区域内，但离人较近时，允许面风速2-3m/s。在墙上的回风格，允许面风速2.5-5m/s。3.送、回风口布置时需要注意事项1)根据所处理的负荷大小来设计选择个数和大小。2)注意影响气流的障碍物，若气流流动的地方受梁等障碍物影响时，气流偏转会有吹风感，而气流停滞时会造成温度分布不均匀，所以应注意风口布置的位置。3)避免气流短路。由于送风口和回风口布置不当，送出的气流还没有完全处理室内的负荷，就被回风口吸入，发生所谓短路现象。4)要有模数化、标准化的设计思想。风口的布置，要能够适应以后隔墙的变化和货柜的重新组合等变化，适应今后商场变化的需要。5)风口的数量选择是根据实际需要，不宜过多设置；因风口在商场内外露，所以它的形状和布置等的确定，应征得建筑师的同意。1.6百货商场的消声隔震消声处理往往带有随意性和可有可无性，噪声处理计算除有特殊要求外，一般被忽略，因此往往出现不理想的情况。常见的问题有：1)根据布置的可能性设置消声设备，设置了送风消声设备却忽略了回风消声根据布置的可能性设置消声设备，设置了送风消声设备却忽略了回风消声设备；没有条件设置消声设备时，在所谓静压箱(实际上只能算是接管箱)内贴保温吸音材料算是考虑了，既增加了阻力损失，消声效果也不够，如果出现保温吸声材料贴得不紧密，壁板又嫌薄且无加强措施，还会增加附加振动噪声。集中回风口的噪声超标常困挠着用户，消声设备布置在空调机房内，二次再生噪声影响和风管辐射噪声也应引起重视2)风噪声也是不能忽视的。风噪声常发生在空调送风的始端风口处。由于风管始端往往按设备出口尺寸配置，或由于空间紧张，设计风管尺寸偏小，风速较大，风口处啸叫的风噪声很大，由于风口导流未考虑好，风口处送不出风来，有时甚至是吸风也时有发生。风口风量调节欠周，个别风口风速太大也会引起风噪声。共59页第76页 风机、水泵、空调器等空调设备，风管、水管的隔震处理应引起足够重视。1.7防火、防排烟1.防火分区和防火分隔在高层建筑设计时,防火和防烟分区的划分是极其重要的。防火区的划分,既要从限制火势蔓延、减少损失方面考虑,又要顾及到便于平时使用管理,以节省投资。《高规》第5.1.1条规定“高层建筑内采用的防火墙等划分防火分区”。《高规》第5.1.3条规定“当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时,?”。由以上两条可知防火墙用于划分防火区区和进行防火分隔,然而《高规》没有对防火分隔作明确的定义,没有规定什么况下应设防火分隔。《高规》第5.1.1～5.1.4条条文说明指出国外规范规定高层建筑每隔一定距离设一道防火墙。防火分区、防火分隔是两个不同的概念,一个防火分区内可以有若干个防火分隔,一个防火分隔就不一定是一个防火分区。防火墙、隔墙更是两个不同的概念,在高层建筑中前者要求耐火极限不低于3.00h的不燃烧体,后者要求耐火极限没那么高的不燃烧体。2.防烟分区和挡烟垂壁《高规》第5.1.6条“设置排烟设施的走道、净高不超过6.00m的房间,应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.50m的梁划分防烟分区。每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2,且防烟分区不应跨越防火分区。”《高规》第8.4.5条机械排烟时“防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。”如文献[2][3]所述在施行这两条时,尤其是大面积房间排烟时,会遇到以下问题:①把梁高大于0.50m的梁视为挡烟垂壁,自然地将房间划分成许多小的防烟分区,结果按一个最大防烟分区每平方米不小于120m3h计算的排烟量很小,而系统的排烟口却很多,使控制系统复杂;②当梁高相同时,防烟分区之间的界线模糊;③因《高规》第8.4.5条规定的是机械排烟的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m,当自然排烟时其排烟口距最远点的水平距离应是多少?笔者认为《高规》第5.1.6条仅适用于走道和净高不超过6.00m的房间,并不适用于大面积的商场、展览厅。建议《高规》增加关于大面积房间防烟分区的条文,并限定其与单台排烟机最小排烟量相匹配的防烟分区的最小面积。共59页第76页 2设计基础资料2.1工程概况该工程位于广东省广州市，是广州蘭西一百商场夏季中央空调系统设计，商场共4层，总建筑高度22m，总建筑面积为10580㎡，南北边长为41.54m,东西边长为65.84m。设计内容包括商场的一二三四层的集中中央空调系统设计和该空调系统配套的冷冻站设计，空调水系统设计及风系统设计，空调系统管道保温处理及设备减震设计。该建筑是集办公、商业与一体的综合民用建筑，建筑房间类型以商场和办公室为主，同时还有一些辅助性房间。商场的营业时间为8：00—20：00，办公室的上班时间为8：00—12：00，13：00—18：00。在该时段内要求对各房间进行空气调节。根据房间类型及分布，我们对该建筑进行如下分区：一区，以办公为主，包括主楼第四层的办公室、休息室及其他少数辅助房间；二区，以商场为主，同时包括群房。表2-1本建筑功能表楼层用途面积（㎡）一购物区2571.56消防水泵房73.44二（三）购物区2645四购物区2473办公区171.362.2设计依据本工程暖通空调设计根据甲方提供的委托设计任务书,并依照暖通现行国家颁发的有关规范,标准进行设计，具体为：共59页第76页 1.《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）2.《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）（2001年版）2.3建筑基础资料1)外墙：370厚砖墙外墙查《实用供热空调设计手册》表11.4-1可知传热系数K=1.49W/㎡·℃，衰减系数β=0.15，衰减度ν=38.6，延迟时间ξ=12.7h，νf=2.0，放热衰减度ξf=1.52)内墙：240厚砖墙查《实用供热空调设计手册》表11.4-1可知传热系数K=1.76W/㎡·℃，衰减系数β=0.28，衰减度ν=17.56，延迟时间ξ=9.0h,νf=2.0，放热衰减度ξf==2.03)楼板：二三四层为水磨石楼面查《实用供热空调设计手册》表11.4-4可知传热系数K=2.72W/㎡·℃，衰减系数β=0.50，衰减度ν=6.40，延迟时间ξ=5.3h，νf=1.8，放热衰减度ξf==2.74)屋顶：200厚膨胀珍珠岩保温屋面查《实用供热空调设计手册》表11.4-2可知传热系数K=0.52W/㎡·℃，衰减系数β=0.48，衰减度ν=35.16，延迟时间ξ=6.3h，νf=1.1，放热衰减度ξf==1.35)外窗：单层钢窗5mm米厚普通玻璃，无内外遮阳查《实用供热空调设计手册》表3.1-13可知窗户的传热系数K=6.4W/㎡·℃查《实用供热空调设计手册》表11.4-11可知窗户的构造修正系数Xg=0.936)内门:普通木质内门查《采暖通风空气调节设计图说》表1-2-2-2可知,木内门的传热系数K=2.9W/㎡·℃表2-2围护结构的夏季热工指标共59页第76页 名称Kβζνfξf屋面78号0.520.486.31.11.3外墙79号1.490.1512.72.01.5内墙1号1.760.289.02.02.0楼板36号2.720.55.31.82.7由表2-2知，内墙的νf=2.0，楼板的νf=1.8，查《实用供热空调设计手册》表可知，该商场的房间属于重型类房间。2.4气象参数1)室外气象参数夏季室外计算干球温度33.5℃夏季室外计算相对温度27.7℃夏季日平均干球温度30.1℃夏季平均日较差6.5℃夏季平均风速1.8m/s1)室内设计参数表2-3室内设计参数室内温度（℃）相对湿度（%）新风量夏季夏季m3/(h·人)25-2760-6530m3/(h·人2)本商场室内设计参数：表2-4商场室内设计参数夏季   共59页第76页 房间名称新风量（m³/h.人）噪声dB(A)气流速度（m/s）干球温度℃相对温度%商场266015550.4办公室265018400.33空调系统冷负荷的确定冷负荷计算是空调设计及空调冷水机组选型的主要依据。在冷负荷计算中，我们经常采用冷负荷系数法和谐波反应法计算空调冷负荷。在房间冷负荷计算中，包括外墙和屋顶冷负荷、外玻璃窗冷负荷、日射得热冷负荷、人员散热冷负荷、设备冷负荷、照明冷负荷、食物散热冷负荷。在选择空调冷水机组时，需要的是空调机组冷负荷，它包括房间冷负荷、新风冷负荷和再热冷负荷。由于我们在空气处理时不需要再热，所以不考虑再热冷负荷。空调系统冷负荷，应根据所服务的房间同时使用情况，系统类型和调节方式，按各房间诼时冷负荷的的综合最大值或各房间的计算冷负荷累加值而定，并应计算新风冷负荷以及通风机，水泵，风管，水管等温升引起的附加冷负荷。本设计不采用各系统冷负荷综合最大值作为制冷机的容量，而是把每个逐时值的累加最大值作为选用冷水机组的依据，为使其有富裕值，一般在选用冷水机组时，应以小于1的参差系数，有关空调冷负荷的具体计算请见下列计算过程。3.1二（三）楼冷负荷计算3.1.1围护结构冷负荷计算1.外墙：外墙瞬变温差传热形成的冷负荷Q，可按下式计算：Q=KFΔtτ-ζ（3-1）式中：K—外墙的传热系数,W/㎡·F—外墙的面积,㎡共59页第76页 τ—计算时刻；τ-ζ—温度波的作用时刻，即温度波作用外墙外侧的时刻；Δtτ-ζ——作用时刻下，通过外墙的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃，各外墙的面积计算如下：西外墙：F=1.24×13×4.5+1.54×4.5+1.6×4.5+1.25×4.5=62.856㎡东外墙：F=1.74×14×4.5+1.24×4.5+8.44×4.5=162.36㎡南外墙：F=7.92×4.5+4.9×4.5×2+7.9×2×4.5+10.2×4.5=178.27㎡北外墙：F=1.24×4.5×8+1.25×4.5+1.6×4.5=31.815㎡西北外墙：F=4.5㎡西北玻璃墙：F=45.312㎡北玻璃墙：F=52.7㎡西玻璃墙：F=70.5㎡1.窗户(1).窗户瞬变传导得热形成的冷负荷按下式进行计算:Qτ=KF∆tτ（3-2）式中:K—窗户的传热系数,W/㎡·℃F—窗口面积,㎡∆tτ—计算时刻的负荷温差,℃,见《空气调节》课本附录2-12.因传导负荷只与气温有关,故按最热月的日较差分区,见附录2-12.窗户热容小，传热系数较大，故负荷温差按早较差0.5℃分档。窗户日得射得热形成的冷负荷按下式进行计算:Qτ=FXgJwτ（3-3）共59页第76页 式中:F—窗口面积,㎡Xg—窗户的构造修正系数,Xg=0.93Jwτ—计算时刻的透过没有内遮阳设施外窗的太阳辐射负荷强度,W/㎡,见《空气调节》课本附录2-133.1.2内扰(室内热源)散热形成的冷负荷室内热源包括工艺设备散热、照明散热及人体散热等。室内热源散出的热量包括显热和潜热两部分，显热散热中对流热成为瞬时冷负荷，而辐射热部分则先被围护结构等物体表面所吸收，然后再慢地逐渐散出，形成冷负荷.潜热散热瞬时冷负荷。l人体散热形成的冷负荷人体散热与性别，年龄，衣着，劳动强度以及环境条件(温、湿度)等多种因素有关。从性别上看，可认为成年女子总散热量约为男子的85%，儿童约为75%。由于性质不同的建筑物中有不同比例的成年男子，女子和儿童数量，而成年女子和儿童的散热量低于成年男子。为了实际计算方便，可以成年男子为基础，乘以考虑了各类人员组成比例的系数，称群集系数。于是人体显热散热形成的计算时刻冷负荷则为:Qτ=φq1nXτ-TW（3-4）式中:q1—不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W，见《空气调节》课本表2-16n—室内全部人数φ—群集系数,见《空气调节》课本表2-15,φ=0.89T—人员进入空调房间的时刻τ-T—从人员进入房间时算起到计算时刻的时间,hXτ-T—τ-T时间人体显热散热量的冷负荷系数，见《空气调节》附录表2-16查《空气调节》课本表2-16可知，t=26℃时，q1=66W查《空气调节》课本附录表2-16得出τ-T时间人体显热散热量的冷负荷系数共59页第76页 l人体潜热散热形成的冷负荷人体潜热散热形成的冷负荷为Q=φq2n（3-5）式中:q2—不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W，见《空气调节》课本表2-16φ,n—同上式查《空气调节》课本表2-16可知，t=26℃时，q2=105W故人体潜热散热形成的冷负荷3.2二（三）楼的冷负荷计算及汇总详见下表表3-1各项温差传热逐时冷负荷计算表序号项目计算时刻τ备注81012141618201东外墙τ-ζ1921231357K=1.49　Δtτ-ζ9.58.57.57.58.59.510查表11.4-8F=162.36Q2298.2062056.2891814.3731814.3732056.2892298.2062419.164ζ=132东外窗Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=5.8Q418.2682697.1136941.10341097.9541167.6651080.526871.392F=30.0483南外墙τ-ζ1921231357K=1.49Δtτ-ζ7.576.55555.5查表11.4-8F=178.27Q1992.1671859.3561726.5451328.1121328.1121328.1121460.923ζ=134南外窗Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10共59页第76页 K=5.8Q95.2128158.688214.2288249.9336265.8024245.9664198.36F=6.845北外墙τ-ζ1921231357K=1.49Δtτ-ζ7.576.56666.5查表11.4-8F=31.815Q355.5326331.8305308.1283284.4261284.4261284.4261308.1283ζ=136北外窗Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=5.8Q360.8064601.344811.8144947.11681007.251932.0832751.68F=25.927北玻璃墙Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=4.8Q607.1041011.841365.9841593.6481694.8321568.3521264.8F=52.78西外墙τ-ζ1921231357K=1.49Δtτ-ζ10.59.58.587.577.5查表11.4-8F=62.865Q983.5229889.8541796.1852749.3508702.5164655.682702.5164ζ=139西外窗Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=5.8Q630.7431051.2381419.1721655.71760.8241629.421314.048F=45.31210西玻璃墙Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=4.8Q812.161353.61827.362131.922267.282098.081692F=70.511西北外墙τ-ζ1921231357K=1.49Δtτ-ζ109.58.57.5777.5查表11.4-8F=4.5Q67.0563.697556.992550.287546.93546.93550.2875ζ=13共59页第76页 12西北外窗Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=5.8Q111.4992185.832250.8732292.6854311.2686288.0396232.29F=8.0113西北玻璃墙Δtτ2.445.46.36.76.25查表11.4-10K=4.8Q518.48641166.41360.81447.21339.21080F=45.31214ΣQ9250.67211124.6812699.1613556.3114340.413795.0312345.59表3-2人体、灯光、设备散热形成负荷序号项目计算时刻τ备注1012141618201人体q1=66τ-T24681012φ=0.89T=8Xτ-T0.80.90.940.960.970.98查表11.4-17n=2645Tι=12Qτ187005.6997881.4102231.7104406.8105494.4106582式11.4-142灯光上午τ-T24681012n=0.8T=8Xτ-T0.750.870.920.950.960.97N=92.6Tι=12Qτ15556064449.668153.67037671116.871857.6式11.4-143设备Qτ311403114031140311403114031140ΣQ173705.7193471201525.3205922.8207751.2209579.6商场全天的日平均客流量约相当与一天中峰值客流量的70%表3-3透过玻璃外窗的太阳辐射逐时冷负荷(5mm厚普通玻璃单层钢框外窗，Xg=0.93,玻璃墙为19mm厚双层玻璃，Xg=1)计算时刻τ备注序号项目8101214161820共59页第76页 1东外窗F=30.048Jwτ1692131721521299567查表11.4-13Xg=0.93Qτ4722.6445952.2084806.4784247.5853604.8592654.7411872.291式11.4-92西外窗F=45.312Jwτ456175142224212130查表11.4-13Xg=0.93Qτ1896.3072570.553160.5125983.9039439.3968933.7145478.221式11.4-93南外窗F=6.84Jwτ28496774705135查表11.4-13Xg=0.93Qτ178.1136311.6988426.2004470.7288445.284324.4212222.642式11.4-94北外窗F=25.92Jwτ45597480807345查表11.4-13Xg=0.93Qτ1084.7521422.231783.8141928.4481928.4481759.7091084.752式11.4-95西北外窗Jwτ425974115184183109查表11.4-13F=4.01Xg=0.93Qτ156.6306220.0287275.9682428.8695686.1912682.4619406.4937式11.4-96西玻璃墙Jwτ456175142224212130查表11.4-13F=70.5Xg=1Qτ3172.54300.55287.51001115792149469165式11.4-97北玻璃墙Jwτ45597480807345查表11.4-13F=52.7Xg=1Qτ2371.53109.33899.8421642163847.12371.5式11.4-98西北玻璃墙Jwτ425974115184183109查表11.4-13F=45.312Xg=1Qτ1903.1042673.4083353.0885210.888337.4088292.0964939.008式11.4-9ΣQτ15485.5520559.9222993.3632497.4144449.5941440.2425539.91由于一楼和四楼的计算方法与二楼相同，故以下只列出结果，省略计算过程。表3-4一楼房间冷负荷与湿负荷汇计算时刻τ序号负荷项目81012141618201传热负荷102631244414275156071671316264145212辐射负荷3014.553952.414957.2616158.6817491.5816163.373014.55共59页第76页 3室内发热负荷02243062512752622472681962707082732204人体潜热负荷252305.6252305.6252305.6252305.6252305.6252305.6252305.65房间全热负荷265583.2493008522812.9546318.3554706.2555441543061.26房间湿负荷442.4442.4442.4442.4442.4442.4442.4二(三)楼房间冷负荷与湿负荷汇总计算时刻τ序号负荷项目81012141618201传热负荷92511112512699135561434013795123452辐射负荷154852056022993324974444941440255403室内发热负荷1737051934712015252059222077512095794人体潜热负荷173022.5173022.5173022.5173022.5173022.5173022.5173022.55房间全热负荷197758.5378412.5402185.5420600.5437733.5436008.5420486.56房间湿负荷303.1303.1303.1303.1303.1303.1303.1四楼房间冷负荷与湿负荷汇总计算时刻τ序号负荷项目81012141618201传热负荷122451406818351232462802431560301812辐射负荷126791702320137299734230739862244273室内发热负荷1606281791101866411907531924631941724人体潜热负荷161771.3161771.3161771.3161771.3161771.3161771.3161771.35房间全热负荷186695.3353490.3379369.3401631.3422855.3425656.3410551.36房间湿负荷283.5283.5283.5283.5283.5283.5283.5汇总Q847795.4160332317065531789151185302818531141794585由上表数据知，18点负荷最大，所以以18点负荷作为整个商场购物的计算冷负荷，新风负荷=670.624kw，购物区总负荷Q=670.624+1853.114=2523.738kw，湿负荷汇总D=1332kg/h=0.37kg/s共59页第76页 表3-5四楼办公区负荷计算及汇总详见下表房间号项目计算时刻τ8101214161820401东外墙τ-ζ1921231357K=1.49　Δtτ-ζ9.58.57.57.58.59.510F=7.83Q110.833799.1669587.5002587.5002599.16695110.8337116.667ζ=13东外窗Δtτ2.445.46.36.76.25K=5.8Q31.0694451.782469.9062481.5572886.7355280.2627264.728F=2.232ΣQτ141.9031150.9494157.4065169.0575185.9025191.0964181.395表3-6人体、灯光、设备散热形成负荷房间号项目计算时刻τ101214161820401人体上午τ-T24681012φ=1T=8Xτ-T0.790.890.930.170.080.04n=4Tι=6Qτ1208.56234.96245.5244.8821.1210.56q1=66下午τ-T//0246T=14Xτ-T///0.790.890.93Tι=6Qτ2///208.56234.96245.52ΣQτ208.56234.96245.52253.44256.08256.08灯光上午τ-T24681012n=0.8T=8Xτ-T0.730.860.910.210.10.06共59页第76页 N=0.7344Tι=6Qτ1428.8896505.2672534.6432123.379258.75235.2512下午τ-T//0246T=14Xτ-T///0.730.860.91Tι=6Qτ2///428.8896505.2672534.6432ΣQτ428.8896505.2672534.6432552.2688564.0192569.8944设备上午τ-T24681012n1=0.5T=8Xτ-T0.810.90.930.150.070.04n2=0.7Tι=6Qτ169.400877.11279.682412.8525.99763.4272n3=0.5下午τ-T///246n4=0.5T=14Xτ-T///0.810.90.93N=0.9792Tι=6Qτ2///69.400877.11279.6824ΣQτ69.400877.11279.682482.252883.109683.1096ΣQτ706.8504817.3392859.8456887.9616903.2088909.084表3-7透过玻璃外窗的太阳辐射逐时冷负荷(5mm厚普通玻璃单层钢框外窗，Xg=0.93)计算时刻τ项目8101214161820东外窗F=2.232Jwτ1692131721521299567Xg=0.93Qτ350.8034442.1369357.0307315.5155267.773197.1972139.0759表3-8401房间冷负荷与湿负荷汇总计算时刻τ共59页第76页 序号负荷项目81012141618201传热负荷1421511571691861911812辐射负荷3514423573162681971393室内发热负荷7078178608889039094人体潜热负荷4204204204204204204205房间全热负荷9131720175117651762171116496房间湿负荷0.7360.7360.7360.7360.7360.7360.736其他房间与401相同，故省略计算过程，由上表数据知，16点负荷最大，所以以16点负荷作为办公区的计算负荷，围护结构负荷=14.096kw，新风负荷=5.4kw总负荷Q=19.5kw表3-9区域围护结构冷负荷kw新风冷负荷kw购物区1853.114670.624办公区14.0965.4整个商场空调区的冷负荷Q=2523.738+19.5=2543.238kw4空调方案确定和经济技术分析空气调节系统一般由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成，根据需要，它有多种不同形式。在工程上考虑到建筑物的用途和性质，热湿负荷的特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行维修费用等诸多因素，应选择合理的空调系统共59页第76页 4.1技术分析及空调方案的选择4.1.1按空气处理设备的设置情况分类1)集中系统：集中系统的所有空气处理设备（风机、冷却器、加温器、过滤器）都集中设在一个空调机房。2)半集中系统：除了集中空调机房外，半集中系统还设有分散在被调房间的二次设备，多设有冷热交换装置，它的功能主要是在空气进入被调房间前，对来自集中处理设备的空气进一步补充处理，如独立新风加风机盘管系统。3)分散系统：这种机组把冷热源和空气处理输送设备，集中设在一个箱体内形成一个紧凑的空调系统。4.1.2按负担室内负荷所用介质种类分类1)全空气系统是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。此种方式适用于较大的空间，使用风量较大，要有较大的风道或较高的风速，会产生噪音问题。2)全水系统空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。因为水的比热大，所以要处理相同负荷时，水系统所需的管道占空间减小了许多。但是水只能来消除余热余湿量，并不能解决房间的通气问题。所以此种系统只适用于小空间人流密度也不大，要求室内品质不高的场所。3)空气—水系统是由水和空气共同承担空调房间负荷的系统，即可以用水系统来占用少量空间承担室内负荷，是现在大型建筑广泛采用的系统。4.1.3按集中式空调系统处理的空气来原来比较：1)封闭式系统：其所处理的空气全部来自空调房间本身，无室外空气补充，全部为再循环空气。这种系统冷热量消耗最省，但卫生效果最差。2)直流式系统：共59页第76页 其所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，然后全部排出室外，能量消耗较大，但卫生效果较好。1)混合式系统：是上述两种系统的混合，这种空调系统处理的空气来源为部分回风加新风。既能满足卫生要求，由经济合理，故应用广泛。4.1.4按送风管风速来比较1)低速系统：一般指主风管风速低于15m/s的系统，对于公用和民用建筑住风管风速不超过10m/s。2)高速系统：一般指主风管风速高于15m/s的系统，对于公用和民用建筑住风管风速一般超过10m/s。4.1.5集中系统按送风量是否变化有：1)定风量系统：送风量不变2)变风量系统：风量随室内负荷变化而变化4.1.6按送风管数目：1)单风管系统：仅有一个送风管，夏天送冷风，冬天送热风。2)双风管系统：空气经处理后分别用两个风管送出表4-1各种空调方式概略比较表空调方式初投资电耗机房面积房间个别控制温湿度精度采用全新风维修设计施工技术低速定风量，单风管中中中-大难中可简中共59页第76页 高速定风量，单风管小-中大中难中可简高低速变风量中-大大中-大可中-高可简-中高双风道，低速大中-大大可高可简中分区机组系统中小-中中难中可简-中中风机盘管加新风小小-中小冬夏可中不可繁中4.1.7空调方案的确定根据设计要求和建筑物的特点，及其所其的作用，选用了一次回风的全空气系统。本建筑物的一层为办公大堂，人流密度大，空气要求质量高，所以采用全空气系统。二层标准办公室，而办公室人员少，空气中新风需求量不大，而新风管与风机盘管的风口一同从房间门顶将风吹出去使风贴房顶射流，这种气流组织是较好的一种，完全可以满足这种小房间的要求，而且根据各种手册中的校核可知这种气流组织形式交好，可使室内各种的气流均匀。4.2经济技术分析及制冷机选择4.2.1经济技术分析由于设备的选型涉及投资问题，在本设计中，根据现场条件，对各种可能的方案进行了认真的分析和比较风冷制机组与水冷制冷机组的技术经济比较：1)提要　　共59页第76页 风冷制冷机组适用于所处地域水源紧张的中、小系统；对年运行时数越长的制冷系统采用风冷制冷机组越有利；风冷制冷机组的年度综合费用低于水冷系统，但水冷系统若管理得法，补水量控制在3%以下，则风冷制冷机组较水冷制冷机组所增加的初投资很难回收。1)风冷制冷机组的运行费　　风冷制冷机组年耗电费用=（压缩机耗电量+风机耗电量）×运行时间/年×电价2)水冷制冷机组的运行费用水冷制冷机组年水费=（总循环水×换水次数+补水量×总循环水量×运行时间/年）×水价水冷制冷机组年耗电费用=（压缩机耗电量+冷却塔风扇耗电量+冷却水泵耗电量）×运行时间/年×电价本建筑物地处广州市，水源基本充足，而且广州市的未来水源是充足的。综合以上因素，本设计选用水冷机组。5冷冻站设计5.1制冷机组的选择计算空气调节用人工冷源（也就是冷水机组）是包含全套制冷设备的、制备冷冻水或冷盐水得制冷机组，是目前空调系统中普遍选用的做为空调冷源的设备。冷水机组按驱动的动力可分为两类，一类是电力驱动的冷水机组，包括活塞式冷水机组，螺杆式冷水机组和离心式冷水机组；另一类式热力驱动的冷水机组，又称吸收式冷水机组，分为蒸汽或热水式吸收式冷水机组和直燃式吸收式冷水机组。冷水机组根据冷却介质得不同，又分为水冷式冷水机组和风冷式冷水机组两大类。选择冷水机组时，应根据建筑物用途、冷水温度、以及电源、水源和热源等情况，从初投资和运行费用进行技术经济比较确定。选择冷水机组的类型和台数应主要考虑以下几点：1)选用电力驱动的冷水机组时，当单机制冷量Qe＞1160KW时，宜选用离心式；当Qe=580~1160KW时，宜选用离心式或螺杆式；当Qe＜580KW时，宜选用活塞式。2)冷水机组一般以选用2~4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型选用4共59页第76页 台，冷水机组一般不设备用，并与负荷变化情况及运行调节相适应。1)有合适热源，特别是有余热和废热可以利用，以及电力不足时，宜采用溴化锂吸收式冷水机组。进行技术经济比较后，宜优先采用能量调节自动化程度较高的冷水机组，活塞式机组宜采用多台压缩机自动联控机组，以及变频可调的冷水机组。2)电力驱动的压缩式冷水机组宜根据单机空调制冷量在额定工况下的能效率比参照下表优选用活塞式、螺杆式或离心式冷水机组。制冷机选择，应考虑其对环境的影响：1）噪声与振动要控制在环境条件允许指标之内。2）考虑制冷剂氟利昂对大气臭氧层的危害和禁用实践，R-11,R-12为制冷剂的制冷机应禁止使用。制冷系统的部制冷量应包括用户实际所需的制冷量以及制冷系统本身和供冷系统冷损失,按下式计算Q′=(1+m)Q（5-1）式中:Q′—制冷系统的部制冷量,KWQ—用户实际需要的制冷量,KWm—冷损失附加系数,m=0.10-0.15,取0.1所以总制冷量Q′=(1+0.1)×2543=2797KW查规范可知,制冷机组台数的选择按工程大小,负荷运行规律而定,一般不少于2台,保证系统运行的稳定性,本工程选用制冷机组2台,故机组单机容量为Q′=Q/2=2797/2=1398KW，由于单机容量非常大，只能选择吸收式制冷机或离心式制冷机。故可选(1)直燃型吸收式冷(温)水机组BZ-VI-150型2台(1)（重通—约克，R123）LSLXR123-1400型2台表5-1各制冷机组燃料消耗情况见下表型号制冷量(KW)燃料消耗BZ-VI-1501744天然气124Nm3/h,轻油131㎏/h共59页第76页 LSLXR123-14001406电机功率310KW表5-2各制冷机组经济分析机机型型数值项目机型数值项目直燃型BZ-VI-150（单机）离心LSLXR123-1400型（单机）一次性投资200万150万运行成本燃料与动力(1)轻油131㎏/h油价3.75元/㎏运行4.5.6.7.8.9月共183天每天运行18小时年运行成本3.75*131*18*183=161.8133万(2)天然气124Nm3/h天然气价格2.5元/㎏运行4.5.6.7.8.9月共183天每天运行18小时年运行成本124*2.5*183*183=102.114万用电量310KW/h电价0.56元/KWh运行4.5.6.7.8.9月共183天每天运行18小时年运行成本310*0.56*18*183=57.1838万合计轻油361.8133万天然气302.114万207.1838万通过上表数据比较可知，选用离心式制冷机组比较经济；故采用离心式冷水机组（重通—约克，R123）LSLXR123-1400型,该机组主要参数如下:共59页第76页 额定制冷量1406KW蒸发器进出水温12-7℃蒸发器侧冷冻水流量242m3/h蒸发器侧压力降122.5KPa蒸发器侧进出水管径200㎜冷凝器进出水温32-37℃冷凝器侧冷却水流量302m3/h冷凝器侧压力降55.9KPa冷凝器侧进出水管径200㎜外形尺寸:长4952㎜,宽1810㎜,高3020㎜其所需要的冷冻水量为：m3/h（5-2）其中，Ｑ０为系统总的制冷量，Ｃ为热水的比热，本设计中取4.18KJ/KG·℃,t１为冷冻水的出口温度，７℃；t２为冷冻水的入口温度，１２℃5.2冷却塔的选择5.2.1冷却塔的冷却原理制冷系统和工业过程中产生的热量，必须导走并耗散掉。常用水作为一种将热量从冷凝器或工业换热器带走的传热介质。过去曾将水从水源直接抽入换热器，水带走热量后直接排放至下水道或水源。由于用水量的增加和处理费用的上升，从水厂买水带走热量使很不经济的，而且还会引起水源温度上升，破坏生态环境。冷却塔的作用是将携带热量的冷却水在塔内于空气进行换热，使热量传输给空气大气。共59页第76页 冷却塔中水与空气的换热方式之一是，通过水表面的空气与水直接接触，通过接触传热和蒸发散热，把水中的热量传输给空气。用这种方式冷却的称为湿式冷却塔。湿式冷却塔的换热效率高，水被冷却的极限温度为空气的湿球温度。但是水因蒸发而造成损耗；蒸发又使循环的冷却水含盐度增加，为了稳定水质，必须排掉一部分含盐度较高的水；风吹也会造成水的飘散损失。必须有足够的新水补充。因此，湿式冷却塔需要有供给的水源。缺水地区，在补充水有困难的情况下，只能采用干式冷却塔。干式冷却塔中空气与水的换热是通过由金属管组成的散热器表面传热，将管内水的热量传输给散热器外流动的空气。干式冷却塔的换热效率比湿式冷却塔的要低，冷却的极限温度为空气的干球温度。这些装置的一次性投资大，并且风机耗能很高。5.2.2冷却塔的分类常用冷却塔有玻璃钢和钢筋混凝土两种，玻璃钢冷却塔具有冷效高、占地小、轻巧、节能等优点，较常用。冷却塔按进出水温差Δt分为普通型（Δt=5℃）、中温型（Δt=8℃）、和高温型（Δt=28℃）；按噪声分为普通型[噪声＞65dB（A）]、低噪声型[60-65dB（A）]、超低噪声型[＜60dB（A）＝；按进风方式分为逆流式和横流式；按结构分为圆形、方型和矩形。1)通风式冷却塔通常有两种：l自然通风冷却塔（双曲线冷却塔）。起初这类塔用于大型发电装置，被加热加湿的空气与周围空气存在密度差，空气被诱导入塔内。l机械通风冷却塔。风机可设在空气入口侧或出口侧，水自上而下，而空气自下而上（逆流式），或水平方向流入。2)喷射式冷却塔共59页第76页 热水通过压力喷嘴喷向塔内，称为散开的喷流体，同时将大量常温空气带入塔内。热水通过蒸发与接触传热、，将热量传给空气，冷却后的水落入集水池。这种塔同样可以装有填料，但不用风机，因而没有风机噪声。1)干湿式冷却塔它是将常规冷却塔的蒸发部分和翅片管换热器的干表面结合起来（串联或并联）的冷却塔，用于减少雾气和节约水资源。在比较冷的天气下，被冷却塔排放的热湿气流密度特别大，在有些装置中为避免道路、桥梁及周围建筑的能见度低，排放该气流受到限制。5.3.3冷却塔选型设计时应考虑的问题1)应选用温差大，冷幅高，冷效好的冷却塔。2)选用冷却塔时应遵循《工业企业噪声控制规范》（GBJ87-85）的规定。3)中小型制冷机的冷却水量一般在65-500m3/h之间，多选用逆流式4)当处理水量大于300以上时，方形冷却塔可实现多风机控制，但价格高于圆形冷却塔。5.3.4冷却塔的设计工况和选型国家标准GB7190-1997规定的冷却塔的标准设计工况如下表：表5-3冷却塔的标准设计工况塔类型标准塔中温塔进水温度t1/℃3743出水温度t2/℃3233设计温差△t/℃510湿球温度ts/℃2828干球温度tg/℃31.531.5大气压力/Pa100375100375冷却塔的选型、冷却塔要求的水量可按下式计算:m3/h（5-3）式中，q为冷却塔水量t/h；Qc为冷凝器的负荷，KW；Qe为蒸发器的冷量，KW；△T为冷却水进出口温差（℃），压缩式制冷机△t=5℃，吸收式制冷机△t=6℃；k考虑制冷机耗功的热量系数，对压缩式制冷机，k=1.25-1.3。故选择2台北京市京苑软化水设备厂生产的超低噪声型CDBNL3-400超低噪声型逆流式玻璃钢冷却塔,主要技术参数冷却塔的标准设计工况见下:表5-4CDBNL3-400超低噪声型逆流式玻璃钢冷却塔主要技术参数共59页第76页 型号冷却水量（m3/h）风量(m3/h)风机直径（mm）电机功率(kw)进水压力(104Pa)CDBNL3-400400224000380011365.3水处理装置的选择水处理装置中以安装软化水设备最好，但价格高，占地面积大，电子水处理装置是近年来应用较好的一种水处理装置，。WT型高频电子水处理器就是其中的一种效果较好的水处理装置。WT高频电子水垢处理器利用高频电磁场作用流经处理器的水，可以防止硬垢生成，有效地杀灭水中的藻类，菌类等，有效地抑制水中微生物的繁殖。由于补水量为整个系统总水量的1%左右,所以补水量为302×1.1=332.2m3/h,故选取北京市万事泰得电子及能源有限公司生产的分体化系列WT-400型高频电子水垢处理器,技术参数如下:处理水量400m3/h功率350W接口方式φ300法兰尺寸规格A：1180mmBφ325C720mmD160mm5.4集水器和分水器的选择集水器和分水器的管径确定原则是使水量通过时的流速控制在0.5-0.8m/s取0.6m/s，所以集水器和分水器和管径（5-4）式中：Mw---系统需要的冷冻水量，m3/hv-----分水器或集水器中的水流速，m/s所以集水器和分水器和管径(5-5)共59页第76页 此时流速（0.5—0.8m/s）(5-6)故符合要求。故选用管径为DN400的集水器和分水器。5.5膨胀水箱的选择计算膨胀水箱的作用:定压和补水。由于本设计中空调水系统为闭式水系统，为使水系统的水因温度变化而引起的体积膨胀给予余地，以及有利于系统中空气的排除，在管路系统中应考虑连接膨胀水箱。为保证膨胀水箱和水系统的正常工作，在机械循环系统中，膨胀水箱应该接在水泵的吸入侧，在本设计中采用落地膨胀水箱。膨胀水箱上的配管主要包括膨胀管、信号管、补水管（手动和浮球阀自动控制）、溢流管、排污管等。箱体应保温并加盖板。膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定，可由下面的公式计算：Vp=α△tVs(5-7)其中，Vp-膨胀管有效容积，即从信号管到溢流管之间的高差内的容积（m3）；α-水的体积膨胀系数，α=0.006L/℃;△t-最大的水温变化值，℃；Vs-膨胀水箱系统的水容量，即系统中和管道和设备内总水容量（m3），Vs可按下表确定。表5-5系统型式全空气系统空气-水系统供冷时0.40～0.550.70～1.30供热时1.25～2.001.20～1.90Vp=α△tVs=0.006×5×0.55×10506.56=173L=0.173m3根据以上的计算数据，查阅《简明空调设计手册》，选用的膨胀水箱具体规格尺寸如下：水箱型式型号公称容积/m3有效容积/m3半径/mm高/mm水箱自重/kg共59页第76页 方形20.30.33800800119.4表5-66四楼办公区空调风机盘管系统的设计根据四楼办公区的建筑特点，采用风机盘管加新风系统送风，风机选用离心式风机。由于本设计只要求夏季供冷，故新风的供给方式采用由机组背面墙洞引入新风，此方式的新风口可调节，冬、夏季最小新风量，过渡季节大量新风量，且初投资与运行费用节省，但由于机组长时间在湿工况下工作，须做好防尘、防噪声、防雨，防冻措施。6.1送风量确定1.确定依据:根据节能的原则,为取消系统再热,采取露点送风的一次回风系统2.确定方法由空调房间的余热Q和余湿W得到房间的热湿比e,过室内状态点N作热湿比e线与j=90%的交点即为送风状态点L（舒适性空调可以采用最大的送风温差）,查i—d图,得L点状态参数,则送风量G=Q/(iN–iL)，3.送风量的计算1)由室内状态点N(26℃,50%),查i—d图得2)热湿比e的确定：四楼办公区：(6-1)式中：Q---房间余热量，KWW---房间余湿量，kg/s3)送风量的确定共59页第76页 过室内状态点N作热湿比e线与j=90%的交点即为送风状态点L,查i—d图,得L点状态参数,则送风量G=Q/(iN–iL)，送风温差为8℃。四楼办公区：图6-1i—d图查i—d图可知:N:t=26℃,φ=50%,d=10.5g/㎏干空气,i=52.9KJ/㎏干空气L:t=18℃,φ=90%,d=11.6g/㎏干空气,i=47.5KJ/㎏干空气1.校核风量按换气次数法进行校核风量查《中央空调》第四章第12节表4-21可知,舒适性空调至少保证每小时6-9次的换气次数四楼办公区：次/h＞5次/h故四楼办公区的送风量满足换气次数的要求.共59页第76页 6.2新风量的确定确定过程:四楼办公区新风量的确定1)按满足卫生要求查《实用供热空调设计手册》可知,应保证每人不小于18m3/h的新风量,即gw=18m3/(h·人)Gw1=n×gw=4×18=72m3/h=0.02m3/s2)按系统10%最小新风量Gw2=10%G=10%×0.253=0.0253m3/s所以系统新风量为Gw=｛Gw1,Gw2｝=0.0253m3/s回风量Gh=G-Gw=0.253-0.0253=0.223m3/s新风比6.3四楼办公区风机盘管的选型共59页第76页 图6-2i—d图查i—d图可知:N:t=26℃,φ=50%,d=10.9g/㎏干空气,i=52.9KJ/㎏干空气L:t=16℃,φ=90%,d=11.5g/㎏干空气,i=47.5KJ/㎏干空气W:t=33.5℃,φ=65%,d=21.5g/㎏干空气,i=88KJ/㎏干空气l房间所需冷量：Q=1762KWl新风负荷：0.0253×（88-52.9）=0.89KWl风机盘管的冷量：由于不同的新风供给方式，不同的新风处理终参数，风机盘管承担的冷负荷不相同。本设计采用由墙洞引入新风直接进入机组，新风不经过热湿处理直接进入室内，风机盘管提供的冷量应等于室内冷负荷和新风冷负荷之和，通过风机盘管的送风量仍为房间送风量。1.762+0.89=2.65KWl选择风机盘管要求：进水7℃；进风参数DB/WB=26/17.5时，Qf=2650W,QF=910.4m3/h根据所需风量及中等风速原则，初选FP-12.5风量为1010m3/h，取最小水量L=656m3/h，进水温度7℃，查得QF=4637×0.9=4173w满足要求。故选择FP-12.5型风机盘管一台，水压降为3.7kpa，水流量为656kg/h。其他房间风机盘管选型见下表：表6-1房间型号水压降（kpa）水流量（kg/h）401FP-12.53.7656402-406同401同401同401407FP-12.5（2）3.7656风机盘管的核校：利用焓差法校核FP-12.5型风机盘管的焓差：共59页第76页 而室内状态点和送风状态点的焓差：52.9-47.5=5.4kj/kg∵Δi＞Δio∴所选风机盘管满足设计要求。6.4风机盘管的水力计算1.选择最不利环路如图所标1-16段2.确定各管段的管径采用假定流速法计算管径。即先假定一个流速，利用公式式中：G-计算流量，m3/sV—假定流速m/s通过算出的D值，选择恰当的当量管径，再利用此当量管径，通过上式反算出管道内真正的流速。管内水的最大允许流速表6-2D（mm）＜1520253240506580100125≥150共59页第76页 V(m/s)0.30.650.811.51.51.551.61.82.02.0-3.0风机盘管的水力计算表表6-3管段号流量长度管径流速动压ξe　∑ξ局阻ZΔPeΔPe+Z（m3/s）（m）（㎜）（m/s）Pd（Pa）　　(Pa)(Pa)(Pa)1-20.0010414.3400.83344.448.940.53182.553078.413260.962-30.000913.6400.73263.712.251.5395.56593.35988.913-40.000783.6320.97473.012.811.6756.821330.352087.174-50.000653.6320.81328.482.811.5492.72923.851416.585-60.000423.6320.52137.152.811.5205.72385.72591.446-70.000393.6250.80317.433.601.6507.891142.761650.657-80.000263.6250.53141.083.601.5211.62507.89719.528-90.000131.5200.4186.111.882.57221.30161.46382.769-100.000263.6250.53141.083.601.8253.95507.89761.8410-110.000393.6250.80317.433.601.5476.151142.761618.9111-120.000423.6320.52137.152.811.8246.86385.72632.5812-130.000653.6320.81328.482.811.5492.72923.851416.5813-140.000783.6320.97473.012.811.5709.521330.352039.8714-153.6400.73263.712.251.8474.68593.35共59页第76页 0.000911068.0315-160.0010414.5400.83344.449.062.03699.213121.473820.672-170.000130.75200.4186.110.941.78153.2780.73234.0017-150.000130.78200.4186.110.980.2723.2583.96107.21其中：ξe=0.025L/dΔpe=ξe*ρν2/2Z=Σξ*ρν2/2管件局部阻力系数：查《简明空调设计手册》与《空气调节工程》可知管段1-2：闸阀1个ξ=0.27；90°弯头（R/D=1.5）ξ=0.26；管段2-3：直流三通1个ξ=1.5管段3-4：直流三通1个ξ=1.5;渐缩ξ=0.10管段4-5：直流三通1个ξ=1.5管段5-6：直流三通1个ξ=1.5；管段6-7：直流三通1个ξ=1.5;渐缩ξ=0.10管段7-8：直流三通1个ξ=1.5管段8-9：闸阀2个ξ=0.54；90°弯头（R/D=1.5）ξ=0.52；直流三通1个ξ=1.5渐缩ξ=0.10管段9-10：直流三通1个ξ=1.5；渐扩ξ=0.3；管段10-11：直流三通1个ξ=1.5；管段11-12：直流三通1个ξ=1.5；渐扩ξ=0.3；管段12-13：直流三通1个ξ=1.5管段13-14：直流三通1个ξ=1.5管段14-15：直流三通1个ξ=1.5;渐扩ξ=0.3共59页第76页 管段15-16：闸阀1个ξ=0.27；90°弯头（R/D=1.5）ξ=0.26；直流三通1个ξ=1.5管段2-17：直流三通1个ξ=1.5；渐缩ξ=0.10；闸阀1个ξ=0.27管段17-15：闸阀1个ξ=0.277四楼购物区空调水系统设计7.1冷凝水系统设计冷凝水系统设计设无压排水,坡度为0.003,采用强度较大和不易生锈的排水塑料管或热镀锌钢管。.冷凝水管不应与污水系统和室内雨水系统连接,以防臭味和雨水从空气处理机组冷凝水盘外溢。当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口与大气相通。冷凝水管径按冷负荷进行估算,一般1KW冷负荷每小时约产生0.4㎏左右的冷凝水,估算指标依据参照《简明空调设计手册》第10章第10.5节(冷凝水管管径选择表),见下表表7-1冷负荷（KW）≤4243-230231-400401-11001101-20002001-35003501-5000＞5000管道公称直径（㎜）DN25DN32DN40DN50DN80DN100Dn125Dn150故各管段的凝结水管径为共59页第76页 图7-1空调冷凝水系统图管段1:冷量530KW,选DN50管径管段2:冷量530+576=1106KW,选DN80管径管段3:冷量576×2+530=1164KW=1682KW,选DN80管径7.2冷冻水系统设计7.2.1形式:闭式系统供水方式:异程式二管制配泵:一次泵管路布置图见下:7.2.2竖管冷冻水管径确定管径确定方法同风机盘管，采用假定流速法共59页第76页 图7-2表7-2管段1-22-33-44-56-77-88-99-106-11流量14.7429.4844.2258.9658.9644.2229.2814.7458.96管径（mm）D108D133D159D219D219D159D133D108D219共59页第76页 图7-3表6-3管段1-22-33-44-56-77-88-99-106-11流量14.7429.4844.2258.9658.9644.2229.2814.7458.96管径（mm）D108D133D159D219D219D159D133D108D219共59页第76页 图7-4表7-4管段1-22-33-44-56-77-88-99-106-11流量19.0238.0457.0676.0876.0857.0638.0419.0276.08管径D108D133D159D219D219D159D133D108D219共59页第76页 7.2.3机房冷冻水管径计算图7-5冷水机组的额定水流量为67.2L/s×2=134.4L/s，冷冻水进出口接管直径为200mm，利用假定流速法确定管径。表7-5管段1-22-32a-3a3-43a-4a5-65a-66-7流量134.467.267.267.2134.4管径mm300250250250300流速m/s1.91.371.371.371.9共59页第76页 7.3冷却水系统的设计图7-6单台冷水机组的冷却水额定流量为83.9L/s，利用假定流速法确定管径。表7-6管段0-10a-11-22-33-44-55-65-6a7-87a-8a流量83.916883.983.916883.983.9管径mm250300250250300250250流速m/s1.712.381.711.712.381.711.717.4水泵的选型7.4.1冷冻水泵l流量共59页第76页 单台冷水机组的额定水流量为242m3/h考虑10%安全系数水泵流量Q=242×（1+10%）=266.2m3/hl扬程利用下列公式计算式中：Hf,Hd—水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，PaHm---设备阻力损失，Pa水系统总的沿程阻力和局部阻力损失为21.24mH2O设备阻力损失为3.5mH2O则Hp=24.74mH2O水泵扬程系数取1.1则水泵的扬程为27.214mH2O故选IS型空调水泵,型号为150-125-315A离心泵3台,其中2用1备,该机组的主要技术参数为:额定流量187m3/h=52L/s扬程28mH2O效率82%转速1450rpm必须气蚀余量3.0(NPSH)轴功率17.39KW电机功率22KW7.4.2冷却水泵l流量单台冷水机组的额定水流量为302m3/h考虑10%的安全系数流量Q=302×(1+5%)=317m3/h共59页第76页 l扬程利用下列公式计算式中：Hf,Hd—水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，PaHm---冷凝器阻力损失，PaHs---冷却塔中冷却水的提升高度（从冷却塔水池到喷嘴的高差）mH2OHo---冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约等于5mH2O水系统总的沿程阻力和局部阻力损失为12.11mH2O冷凝器的阻力损失为6.5mH2O冷却塔中冷却水的提升高度为3.73mH2O则Hp=29.14mH2O水泵扬程系数取1.1则水泵的扬程为32.054mH2O故选IS型空调水泵,型号为125-100-200B离心泵3台,其中2用1备,该机组的主要技术参数为:额定流量173m3/h=48.1L/s扬程38mH2O效率81%转速2900rpm必须气蚀余量4.5(NPSH)轴功率22.1KW电机功率30KW7.4.3补水系统1)冷却水补水系统直接由自来水经过软化装置补到冷却塔,系统补水量按系统循环水量的1.2%进行补水。流量Q=604×1.2%=7.248m3/h补水管管径DN50钢管2)冷冻水补水系统共59页第76页 补水量流量Q=6m3/h选DN50钢管考虑一定安全系数,故流量Q=×(1+10%)=6.6m3/h扬程H=18.7×(1+10%)=20.5mH2O故选IS型空调水泵,型号为50-32-125型离心泵1台,该机组的主要技术参数为:额定流量7.5m3/h扬程22mH2O效率47%转速2900rpm必须气蚀余量2.0(NPSH)共59页第76页 8四楼购物区空调风系统设计8.1送风量确定1.确定依据根据节能的原则,为取消系统再热,采取露点送风的一次回风系统2.确定方法由空调房间的余热Q和余湿W得到房间的热湿比e,过室内状态点N作热湿比e线与j=90%的交点即为送风状态点L（舒适性空调可以采用最大的送风温差）,查i—d图,得L点状态参数,则送风量G=Q/(iN–iL)3.送风量的计算1)由室内状态点N(26℃,60%),查i—d图得2)热湿比e的确定:四楼购物区:3)送风量的确定过室内状态点N作热湿比e线与j=90%的交点即为送风状态点L,查i—d图,得点状态参数,则送风量G=Q/(iN–iL)四楼购物区:共59页第76页 图8-1i—d图查i—d图可知:N:t=26℃,φ=60%,d=13.6g/㎏干空气,i=57.6KJ/㎏干空气L:t=18.5℃,φ=90%,d=11.8g/㎏干空气,i=48KJ/㎏干空气由i—d图可知:室内状态点N所对应的露点温度t=17.8℃,送风状态点L的温度（t=18.5℃）高于该露点温度,故可保证风口不结露1.校核风量按换气次数法进行校核风量查《中央空调》第四章第12节表4-21可知,舒适性空调至少保证每小时6-9次的换气次数.四楼购物区:换气次数次/h＞5次/h故四楼购物区的送风量满足换气次数的要求.8.2新风量的确定8.2.1确定依据:空调系统的新风量是指冬夏季设计工况下应向空调房间提供的室外新鲜空气量，它的大小与室内空气品质和能量的消耗有关。一般原则为1)满足卫生要求：一般是以稀释室内产生的CO2,使室内CO2的浓度不超过1000ppm为基准，由此确定常态下的每人新风量。在实际工程中可按现行设计规范GBJ10-87规定采用。对于人员密集和居留时间短暂的建筑物（如会堂、体育馆），新风量所形成的冷负荷比例甚高，确定新风量是尤其要慎重。但对于办公室和旅馆客房新风量实际采用的数值比我国现行规范要大。如办公室一般采用25～30m³/(人·h)；旅馆则按等级而异，高级别的客房可用50m³/(人·h)。共59页第76页 1)补充局部排风量当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使房间产生负压，在系统中必须有相应的新风量来补偿排风量。2)保证空调房间的正压要求为防止外界未经处理的空气渗入房间，干扰室内空调参数，在空调系统中利用一定量的新风来保持房间的正压（室内空气压力>房间周围的），这部分与新风量相当的空气量在正压作用下有房间门窗缝隙等不严密处渗透出去。这部分渗透空气量的大小由房间的正压、窗户结构形成的缝隙状况（缝隙的面积和阻力系数）所决定的。普通空调系统室内正压可取5～10帕。在实际工程设计只能感，新风量也可按总送风量的百分数来设计，一般规定不小于10%8.2.2确定过程:四楼购物区新风量的确定l按满足卫生要求查《百货商场空调设计》第二章表2-1可知,应保证每人不小于15m3/h的新风量,即gw=15m3/(h·人)Gw1=n×gw=2473×15=37095m3/h=10.3m3/sl按系统10%最小新风量Gw2=10%G=10%×34.37=3.437m3/s所以系统新风量为Gw=｛Gw1,Gw2｝=10.3m3/s回风量Gh=G-Gw=34.37-10.3=24.07m3/s新风比＞10%共59页第76页 8.3空调机组的选型8.3.1空调机组冷量的确定1)确定依据：能量守恒定律2)确定过程：图8-2i—d图查i—d图可知:N:t=26℃,φ=60%,d=13.6g/㎏干空气,i=57.6KJ/㎏干空气L:t=18.5℃,φ=90%,d=11.8g/㎏干空气,i=48KJ/㎏干空气W:t=33.5℃,φ=65%,d=21.5g/㎏干空气,i=88KJ/㎏干空气N,W混合到C,列能量守恒方程代入数据,得iC=KJ/㎏干空气共59页第76页 由此在NW连线上找到C点，并查得tc=,tcs=,即空调箱的进风参数为DB/WB=/故空气处理设备所需冷量为Q=G(ic-iL)=34.37×1.2×（66.7-48）=772KW8.3.2空调机组的选型根据空气处理过程的特点,即大焓差的特点,选取组合式空调机组图8-3组合式空调机组各功能组合段示意图1—混合段2-初效过滤段3-过滤段4-中间段5-表冷挡水段6-蒸汽加热段7-风机装箱段l四层空气处理设备选型由于四楼冷量和均很大，即风量123740m3/h，冷量772KW，故将四楼购物区分为三区，即北区，南区和中区；南区、北区的风量和冷量相同，即风量G=34500m3/h，冷量Q=215KW；选取立式系列空调机组，型号为FPG6-350的组合式空调器,主要技术参数如下:额定风量35000m3/h，冷量265.34KW，水流量14.74L/s，水压降67.52Kpa，余压为590Pa，电机功率112KW，噪声≤55dB(A)中区风量G=54740m3/h，冷量Q=342KW；选取立式系列空调机组，型号为FPG4-600的组合式空调器,主要技术参数如下:额定风量60000m3/h，冷量342.27KW，水流量19.02L/s，水压降70.81Kpa，余压为685Pa，电机功率22.5KW，噪声≤55dB(A)共59页第76页 8.4气流组织计算气流组织计算的目的是在于选择气流分布的形式，确定送风口的形式，数目和尺寸，使工作区的风速和温差满足设计要求。本工程购物区采用风管送风，办公区采用风机盘管加新风，新风由墙洞引入。1)气流组织：采用上送下回的气流组织。l风口的形式：送风口选择使用吊顶圆形直片式散流器回风口选择使用加过滤网的单层百叶回风口新风口采用带过滤网的防雨百叶风口l风口的数目：南区：送风口29个,回风口1个，新风口1个北区：送风口38个,回风口1个，新风口1个，中区：送风口48个,回风口1个，新风口1个l风口允许风速：查《采暖通风空调技术措施》可知，送风口的推荐风速为2-5m/s，回风口(房间下部)的推荐吸风速度为3-4m/s。l风口尺寸的确定：依据风口的推荐风速和每个风口的风量选择风口尺寸2)送风口每个风口风量：南、北区因南、北区选取立式系列空调机组，型号为FPG4-350的组合式空调器，额定风量35000m3/h，故每个送风口的风量3)南区：Ls=35000/29=1206m3/h=0.34m3/s因房间吊顶高度为3m，查《实用供热空调设计手册》表11.9-7，A=5m，H=3m,查得室内送风平均风速为0.18m/s，按送冷风修正，有Vpj=1.2×0.18=0.216m/s<0.3m/s满足设计要求。查《实用供热空调设计手册》表11.9-7，Ls=0.33-0.35m3/s时，散流器颈部尺寸D=450mm，Vs=2.19-2.01m/s,因此选用颈部尺寸为450mm的吊顶圆形直片式散流器，此时散流器的颈部风速为：Vs=Ls/(3.14*D2)/4=0.34*4/（3.14*0.45*0.45）=2.14m/s查《实用供热空调设计手册》表11.9-12，在Vs=3m/s时，其全压损失为16.37Pa（以下在计算风口阻力时近似使用此值）,额定风量为1770m3/h，射程为2.88m。共59页第76页 1)北区：Ls=35000/38=921.05m3/h=0.3m3/s因房间吊顶高度为3m，查《实用供热空调设计手册》表11.9-7，A=5m，H=3m,查得室内送风平均风速为0.18m/s，按送冷风修正，有Vpj=1.2×0.18=0.216m/s<0.3m/s满足设计要求。查《实用供热空调设计手册》表11.9-7，Ls=0.29-0.3m3/s时，散流器颈部尺寸D=400mm，Vs=2.5-2.41m/s,因此选用颈部尺寸为400mm的吊顶圆形直片式散流器，此时散流器的颈部风速为：Vs=Ls/(3.14*D2)/4=0.3*4/（3.14*0.4*0.4）=2.42m/s查《实用供热空调设计手册》表11.9-12，在Vs=3m/s时，其全压损失为16.37Pa（以下在计算风口阻力时近似使用此值）,额定风量为1770m3/h，射程为2.88m。2)中区：Ls=60000/48=1250m3/h=0.35m3/s因房间吊顶高度为3m，查《实用供热空调设计手册》表11.9-7，A=6m，H=3m,查得室内送风平均风速为0.2m/s，按送冷风修正，有Vpj=1.2×0.2=0.24m/s<0.3m/s满足设计要求。查《实用供热空调设计手册》表11.9-7，Ls=0.4m3/s时，散流器颈部尺寸D=450mm，Vs=2.61m/s,因此选用颈部尺寸为450mm的吊顶圆形直片式散流器，此时散流器的颈部风速为：Vs=Ls/(3.14*D2)/4=0.35*4/（3.14*0.45*0.45）=2.5m/s查《实用供热空调设计手册》表11.9-12，在Vs=3m/s时，其全压损失为16.37Pa（以下在计算风口阻力时近似使用此值）,额定风量为1770m3/h，射程为2.88m。8.5风管水力计算风管的水力计算是在系统和设备布置，风管材料，各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。其主要目的是，确定名管段的管经(或断面尺寸)和阻力，保证系统内达到要求的风量分配，最后确定风机的型号和动力消耗，采用假定流速法进行水力计算，为使风量均匀送排风，可用假定流速法来演绎静压复得法，即利用动压差克服阻力，达到均匀送排风。共59页第76页 风道布置如下1.南区：图8-4风管示意图主要计算步骤如下:1)对各管段进行编号，标出管段长度和各送风点的风量。2)选择最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9，各垂直支风管长取0.5m(选择最不利环路的原则:1.阻力损失最大的环路2.距离最长的环路)3)根据各管段的流量及选定的流速，确定最不利环路上各客段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。管段1-2:假定流速V=3.5m/s，根据Q=0.34m3/s=1206m3/h，F=0.34/3.5=0.0.097m2，查《实用供热空调设计手册》表8.1-2，选择规格为320㎜×320㎜,则实际流速V=3.32m/s，根据实际流速和流量，查《实用供热空调设计手册》表8.2-2可知，比摩阻为Rm=0.45Pa/m;同理可查得管段2、3、4、5、6、7、89、10、11的管道尺寸及单位长度摩擦力见水力计算表。4)为降低噪音，在空调机组出口处设置一个消音弯头，选用ZWA50（1250×320），由额定风量35000m3/h，V=10m/s查得此消音弯头的压降为37Pa。因防火要求，在空调机房与购物区接口出设置防火阀，选用FH-0.25FW-1250×400，其阻力系数为0.5。5)摩擦阻力：由V=3.32m/s，查《实用供暖空调设计手册》表8.2-2得，R=0.4Pa/m6)局部阻力：散流器：Z=16.37Pa共59页第76页 1)天圆地方（从矩形变至圆形）渐扩管：查《实用供暖空调设计手册》由A1/A0=（3.14×0.4×0.4/4）/（0.32×0.32）=1.23，θ=45°，查得ξ=0.34对开式多叶风量调节阀（0°）：查《实用供暖空调设计手册》又2nb/(a+b)=2×0.8×320/(320×320)=0.8,开启度为0°，查得ξ=0.522)90°矩形弯头：查《实用供暖空调设计手册》根据a/b=320/302=1,r/b=0.36/0.32=1.13,查得ξ=0.233)渐缩管:查《实用供暖空调设计手册》θ=45°,ξ=0.04该管段的局部阻力系数∑ξ=0.34+0.52+0.23+0.04=1.13局部阻力系数计算表表8-1管段管件、设备名称阻力系数Σξ管段管件、设备名称阻力系数ξΣξ1-2散流器Z=16.37Pa1.136-7渐缩管ξ=0.040.29天圆地方渐阔管ξ=0.34分叉三通ξ=0.25共59页第76页 对开式多叶风量调节阀（0°）ξ=0.5290°弯头ξ=0.23渐缩管ξ=0.042-3渐缩管ξ=0.040.167-8直流四通ξ=0.080.1290°矩形三通ξ=0.12渐缩管ξ=0.043-4渐缩管ξ=0.040.168-9渐扩管ξ=0.63.590°矩形三通0.12消音弯头Z=37Pa直流四通ξ=0防火阀ξ=0.5风量调节阀（20°）ξ=2.44-5渐缩管ξ=0.040.045/-4/散流器Z=16.37Pa1.9190°矩形三通ξ=0天圆地方渐阔管ξ=0.34对开式多叶风量调节阀（10°）ξ=1.1三通旁通ξ=0.575-6渐缩管ξ=0.040.269/-Ⅲ三通直通ξ=0.158.4390°矩形三通0对开式多叶风量调节阀（22°）ξ=3.24四通旁通ξ=5.0490°弯头ξ=0.21共59页第76页 四层南区送风管道水力计算表表8-2管段号流量（m3/s）长度（m）V假（m/s）断面尺寸（宽×高）V实（m/s）Pd（Pa）∑ξ局阻Z（Pa）比摩阻Rm（Pa/m）Rml（Pa）Rml+Z（Pa）1-20.344.63.5320×3203.327.111.138.030.351.619.642-30.684.44400×3203.407.460.161.190.241.062.253-41.024.54500×5004.0810.740.060.640.301.351.994-51.343.64.5630×5004.3011.930.040.480.301.081.565-62.363.85800×6305.4018.810.264.890.351.336.226-73.383.85800×6305.4018.810.264.890.351.336.227-84.43.85.51000×8006.8029.820.298.650.421.6010.258-95.423.85.51000×8006.8029.820.298.650.421.6010.259-106.443.65.51250×10006.5027.250.123.270.301.084.3510-118.48761600×10006.5027.253.595.380.261.8297.205/-4/0.340.53.5320×3203.236.731.919.620.350.1813.039/-Ⅲ1.022.54400×3204.0810.748.4359.800.300.7591.26ΣRml+Z=203.81+16.37+16.37=236.55Pa检查并联管路的阻力平衡1)并联支管：管路1-5/的总阻力（因管段5/-4/为直流三通，且其阻力系数为0）ΔP1-5/=ΔP1-4=31.81Pa共59页第76页 管路5/-4/的总阻力ΔP5/-4/=13.03+16.37=29.4Pa=%7.6＜%15所以并联支管阻力平衡满足设计要求。1)并联干管：管路1-9/的总阻力ΔP1-9/=ΔP1-8=149.83Pa管路Ⅲ-9/的总阻力ΔPⅢ-8=ΔP1-3+ΔPⅢ-9/=38.89+91.26=130.15Pa=%13.1＜%15所以并联干管阻力平衡满足设计要求。由于北区和中区的计算方法与南区相同，故以下只列出结果，省略计算过程。1.北区图8-5北区风管示意图表8-3四层北区送风管道水力计算管段号流量长度V假断面尺寸V实Pd∑ξ局阻Z比摩阻RmlRml+Z共59页第76页 （m3/s）（m）（m/s）（宽×高）（m/s）（Pa）（Pa）Rm（Pa/m）（Pa）（Pa）1-20.305.703.50320×3203.759.073.0127.300.522.9630.272-30.605.203.50400×3204.6914.190.162.270.613.175.443-40.905.204.00500×5005.6320.440.061.230.784.065.284-51.205.004.00800×6304.8014.860.040.590.422.102.695-62.403.604.50800×6304.7614.610.263.800.270.974.777-84.804.004.501000×8004.8014.860.294.310.180.725.038-97.204.004.501000×8004.8014.860.294.310.180.725.039-109.604.205.001250×10005.7621.400.122.570.230.973.5310-11126.005.501250×10004.8014.863.552.010.130.7852.795/-4/0.300.503.50320×2503.759.072.2019.950.520.2620.219/-Ⅳ1.201.504.00400×2504.8014.865.6183.370.420.6384.00ΣRml+Z=214.03+16.37+16.37=246.77Pa检查并联管路的阻力平衡1)并联支管：管路1-5/的总阻力（因管段5/-4/为直流三通，且其阻力系数为0）ΔP1-5/=ΔP1-4=43Pa管路5/-4/的总阻力ΔP5/-4/=20.27+16.37=36.58Pa=%14＜%15所以并联支管阻力平衡满足设计要求。2)并联干管：管路1-9/的总阻力ΔP1-9/=ΔP1-8=126.18Pa管路Ⅲ-9/的总阻力ΔPⅢ-8=ΔP1-3+ΔPⅢ-9/=43+84=117Pa共59页第76页 =%7.3＜%15所以并联干管阻力平衡满足设计要求。1.中区：表8-4四层北区送风管道水力计算管段号流量长度V假断面尺寸V实Pd∑ξ局阻Z比摩阻RmlRml+Z（m3/s）（m）（m/s）（宽×高）（m/s）（Pa）（Pa）Rm（Pa/m）（Pa）（Pa）1-20.405.903.50320×3204.0010.321.1311.660.533.1314.792-30.805.403.50400×3204.0010.320.161.650.341.843.493-41.205.004.00500×5003.819.360.060.560.231.151.714-52.405.804.50630×5004.7614.610.040.580.271.572.155-64.805.504.50800×6304.8014.860.263.860.180.994.856-79.605.504.50800×6304.8014.860.263.860.180.994.857-810.005.505.001000×8005.7621.400.296.210.231.277.478-912.405.505.001000×8005.7621.400.296.210.231.277.479-1012.805.606.001250×10006.0023.220.296.730.221.237.9710-1113.205.606.001250×10006.0023.220.296.730.221.237.9711-1213.65.006.001600×12506.0023.220.122.790.201.003.7912-1314.005.506.501600×12505.7621.400.122.570.160.883.4513-1414.408.006.502000×12506.7229.133.50101.950.211.68103.634/-3/0.400.503.50400×3204.0010.323.1031.990.530.2732.2611/-Ⅲ1.203.004.00320×3204.8014.868.09120.220.421.26121.48共59页第76页 图8-6中区风管示意图ΣRml+Z=307.03+16.37+16.37=339.77Pa检查并联管路的阻力平衡1)并联支管：管路1-4/的总阻力（因管段4/-3/为直流三通，且其阻力系数为0）ΔP1-4/=ΔP1-3=36.36Pa管路4/-3/的总阻力ΔP5/-4/=15.99+16.37=32.26Pa=%11.3＜%15所以并联支管阻力平衡满足设计要求。2)并联干管：管路1-11/的总阻力ΔP1-11/=ΔP1-10=169.66Pa管路Ⅲ-11/的总阻力ΔPⅢ-10=ΔP1-3+ΔPⅢ-11/=36.36+121.48=157.84Pa=%7＜%15所以并联干管阻力平衡满足设计要求。共59页第76页 9空调系统管道保温处理及设备减震设计9.1管道保温措施空调用的冷冻水在输送过程中，难免与周围有温差的介质发生热交换，从而消耗热量，这就需要我们做好管道的保温。空调风管保温材料采用带铝箔的超细玻璃棉,厚度为50㎜,容重16㎏/m3,热阻1.28㎡·℃/W。9.2空调系统噪声控制与减震控制空调工程中主要的噪音来源是通风机，制冷机，机械通风冷却塔等。空调送、排风系统中的噪音，主要是由通风机在运转时产生的，它由空气动力噪音，机械噪音，电磁噪音等组成，其中以空气动力为主，可经过风道直接传入室内。降低系统噪音的措施：1)空调机房周围采用了吸声材料，以此降低噪音。2)在管道系统中设置消声器。空调系统减震的措施：1)空调机组与风管连接的地方采用软接头。2)通风机，水泵和制冷机固定在隔震基座上，以增加其稳定性。3)水管，风管采取减震措施。9.3系统的防火空调系统的风道是火灾蔓延的重要途径，为了保证建筑及人员的安全，必须十分重视空调系统的防火问题。防火措施：1)各层因尽量设有自动喷水灭火装置。2)垂直风道应设在管道竖井内，该井壁应为耐火极限不低于1小时的非燃烧体，井壁上的检查门应采用丙级防火门。3)通风及空气调节系统的风道不宜穿过防火墙和变形缝，如必须穿过，应在风道上设防火阀。共59页第76页 1)风道应采用非燃材料2)进风口应设在不受火灾威胁的安全地带。3)防火应考虑可靠的接地措施，防止静电积聚。4)防火阀及排烟阀、排烟风机待均应定期检修和运行，以备紧急情况下使用。9.4系统的防、排烟1)须设置防、排烟的部位：防烟楼梯间及其前室，消防楼梯间前室和合用前室。2)利用建筑物的窗，阳台，凹廊或专用排烟口排烟。3)在各空调区域设置排烟风机。4)用风机向楼梯间送风，可防止烟气入侵。总结这次设计的设计课题是广州市阑西一百商场夏季中央空调系统设计，主要任务是完成整栋大楼冷负荷的计算；系统的经济性分析；系统冷冻站的设计；四楼购物区空调系统的风系统和水系统的设计；以及四楼办公区风机盘管系统的设计。采用谐波反应法进行了负荷计算，计算出夏季冷负荷。通过比较,选择使用一次回风的全空气系统。然后进行了空调风系统设计空调系统(包括风系统、水系统)冷热源系统设计等,并对于各种空调机的选用做了经济及技术比较分析，最后决定采用离心式冷水机组。气流组织采用圆形直片式散流器上送风，采用带过滤网的单层百叶回风口下回风。然后，又利用假定流速法作了风系统和水系统的水力计算，并对管道的保温、设备的减噪防震也做了简单设计和说明。共59页第76页 参考文献[1]陆耀庆.实用供暖空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1993.6[2]陆耀庆.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1987.12[3]周邦宁.中央空调设备选型手册.北京：中国建筑工业出版社.1999.11[4]建设部.采暖通风与空气调节设计规范.北京：中国计划出版社.2004.3[5]郑爱平.空气调节工程.北京：科学出版社.1985.12[6]孙一坚.工业通风.北京：中国建筑工业出版社.1994.1[7]措施编写组.供热通风空调制冷设计技术措施..北京：1982.11[8]陆耀庆.实用供暖空调设计手册..北京：中国建筑工业出版社.1993.6[9]赵荣义.简明空气调节设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1988.12[10]黄镜绪.百货商场空调设计.北京：中国建筑工业出版社.1992.9共59页第76页