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文檔簡介
目錄第一章工程概況 31.1設計題目 31.2設計依據: 31.3工程概況及設計范圍 31.4建筑圍護結構: 31.5室外空調設計參數與室內空調設計參數 51.6設計任務 5第二章空調冷、熱、濕負荷的計算 62.1
夏季空調室內冷負荷計算 62.1.2
內熱源散熱形成的冷負荷 62.2夏季空調冷負荷計算方法和手算實例 62.2.1東外墻 72.2.3東外窗非穩(wěn)態(tài)傳熱 72.2.4東外窗日射得熱 72.2.5內圍護結構 82.2.6室內熱源散熱形成的冷負荷 82.3濕負荷的計算 112.3.1
濕負荷的組成 112.3.2濕負荷的計算方法 112.3.3濕負荷匯總 122.4
冬季熱負荷的計算 122.4.1圍護結構傳熱耗熱量 122.4.2
門窗縫隙滲入冷風耗熱量 132.4.3熱負荷計算舉例及匯總 132.5鴻業(yè)負荷計算軟件校核(采用鴻業(yè)負荷計算軟件6.2計算) 152.6進行冬夏季的工藝分析 162.6.1冷熱負荷分析 162.6.2負荷曲線分析 17第三章空調冷熱源選擇與計算 183.1設計條件分析 183.1.1地域分析 183.1.2方案分析 183.1.3能源分析 183.1.4水泵初選的方法 193.2.總裝機容量及冷熱源設備初選 193.2.1制冷機組臺數的選擇 193.2.2設備初選 193.3冷熱源方案經濟性比價 223.3.1設備出投資估算 223.3.2設備運行費用估算 223.3.3經濟比較 223.4最終方案的確定 233.5室內游泳館的除濕設計與選型 23第四章房間空氣處理方案及送風量的確定 244.1空氣處理方案的確定與概述 244.2送風量的計算及匯總 244.2.1游泳館、籃球場送風量的計算、設備選型及匯總 244.2.2其他送風量的計算、設備選型及匯總 254.3體育館新風系統(tǒng) 264.3.1新風系統(tǒng)的確定 264.3.2新風系統(tǒng)的設計 264.3.3新風處理過程 26第五章室內氣流組織設計與計算 275.1氣流組織的分類選擇 275.2氣流組織的分布原則 275.3風口形式 275.4散流器的布置原則 275.5氣流組織的設計計算 275.5.1側向送風氣流組織的設計計算 275.5.2散流器送風的設計計算 285.5.3回風口的設計計算 30第六章、空調方案的確定與設備選型 326.1空調系統(tǒng)方案的確定 326.2新風管風量的確定 326.3空調機組的選型 33第七章、風系統(tǒng)的設計 357.1
風管材料和形狀的確定 357.2
送、回風管的布置 357.3風管設計 357.3.1風管設計草圖及截面尺寸 357.3.2風道水力計算步驟 397.3.3全空氣系統(tǒng)的風道水力計算 40第八章、水系統(tǒng)的設計 448.1水系統(tǒng)方案的確定 448.1.1兩管制水系統(tǒng)的選擇 448.1.2同程和異程系統(tǒng)的選擇 448.2冷凍水管路設計計算步驟 458.3冷凍水供回水水力計算 468.4空調水系統(tǒng)的附件及設備選擇 508.4.1水泵的選擇 508.4.2循環(huán)水泵的選擇 508.4.3冷卻塔的選擇 518.5膨脹水箱的選擇 51參考資料 53第一章工程概況1.1設計題目長沙市某體育館中央空調設計1.2設計依據:1、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》2、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》3、《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》4、《多聯機空調系統(tǒng)技術規(guī)程》5、《海南居住建筑節(jié)能設計規(guī)范》6、《公共建筑節(jié)能設計規(guī)范》7、《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》8、《民用建筑熱工設計規(guī)范》1.3工程概況及設計范圍1.本建筑為長沙市某體育館建筑,占地面積約為2182m2。體育館共上下兩大層,一層層高6.9米,二層層高12.6米。一層包括門廳衛(wèi)生間、淋浴室、更衣室、衛(wèi)生間、和更衣室;設備用房、服務區(qū)和儲藏室,中間為游泳池;二層包括籃球場、辦公室、輔房、器材室、衛(wèi)生間、淋浴室和更衣室;三層為設備平臺和設備用房。外墻構造參見設計圖紙。2.本工程設計范圍:1)一層的室內游泳館和二層的室內籃球場都是高大空間場所;考慮到人員散發(fā)的氣味,還有一層室內游泳館的水面散濕量,需要對室內進行空氣處理,如果濕度過高,那么會對室內的設備進行腐蝕,過高的會引起人體的不適感;還需要對室內的空氣進行處理。一層室內游泳館可以考慮全空氣系統(tǒng),來保證游泳館內的溫濕度要求,但是考慮到出游泳館以外的其他房間濕負荷要求不大,且全空氣系統(tǒng)的前期投資和設備維修等費用較高,初選空氣-水系統(tǒng),用除濕設備來滿足一層游泳館的濕負荷。2)除開游泳館和籃球場為高大空間建筑以外,其他房間規(guī)格適中,考慮到體育館各大部分房間的工作時間為上午8:00到下午18:00,可以用風機盤管加新風系統(tǒng)來滿足規(guī)格適中房間的負荷,而高大空間的房間,只用風機盤管是無法滿足的,可以考慮吊頂式空調器加新風系統(tǒng)。1.4建筑圍護結構:1、屋面:網架屋面材料名稱厚度mm導熱系數W/(m.K)蓄熱系數W/(㎡.K)修正系數熱阻(㎡.K)/W熱惰性指標D=R·S厚鋁鎂錳合金直立鎖邊屋面板900.93011.3061.000.0220.243厚玻璃絲保溫層751.51015.2431.000.0260.404厚壓型鋼板底板500.0330.3471.001.0610.368鍍鋅次檀600.93011.3061.000.0220.243鍍鋅主檀600.6307.9081.000.1271.004各層之和335∑R=1.35∑D=3.68傳熱系數0.3142、外墻:玻璃幕墻材料名稱厚度mm導熱系數W/(m.K)蓄熱系數W/(㎡.K)修正系數熱阻(㎡.K)/W熱惰性指標D=R·S熱流向上空氣層200.93011.3061.000.0220.243熱流向下空氣層500.2203.4291.000.9093.117平板玻璃100.93011.3061.000.0220.243各層之和80∑R=0.95∑D=3.60傳熱系數3.6123、樓板鋼筋混凝土樓板材料名稱厚度mm導熱系數W/(m.K)蓄熱系數W/(㎡.K)修正系數熱阻(㎡.K)/W熱惰性指標D=R·S水泥刨花板200.93011.3061.000.0220.243熱流向下空氣層2001.74017.0601.000.0631.078水泥膨脹蛭石300.93011.3061.000.0220.243鋼筋混泥土100內粉刷加油漆200.0330.3471.000.7580.263各層之和370∑R=0.89∑D=2.07傳熱系數0.87內墻與樓板為同種材質。1.5室外空調設計參數與室內空調設計參數長沙市,參數如下:室外氣象資料:查取《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范《GB50736-2012》維度:28°13′海拔:68.0m大氣壓:冬季:101.83pa夏季;99.56pa夏季空調室外計算干球溫度:36.5℃夏季空調室外計算濕球溫度:29.0℃夏季空調室外計算日平均溫度:32.1℃冬季空調室外計算溫度:-0.8℃冬季空調室外計算相對濕度:90%;供暖室外計算溫度:0.9℃。室內設計參數:夏季:tR=26℃,ψR=60%,風速不大于0.3m/s;
冬季:tR=18℃,ψR≥30%,風速不大于0.2m/s。其他條件:室內人員密度:大辦公室為0.3人/m2,均為輕度勞動。房間照明:日光燈暗裝,15W/m2。室內電氣(電腦等設備):20W/m2。長沙市電費:0.588元/度1.6設計任務1.室內冷熱負荷的計算:體育館的中央空調一般設置成舒適性空調,在設計計算是,要按照冷熱負荷的計算方法計算圍護結構的熱工性能。計算冷負荷和熱負荷,最后按照其中較大的數據進行接下來的計算以及設備選型。2.算出負荷后,確定系統(tǒng)形式。3.進行風系統(tǒng)的水力計算。4.由說明書以及前面計算的冷熱負荷,選擇合適的方案、設備型式。5.部分功能特殊的建筑,需要進行采暖設計。6.要嚴格按照設計規(guī)范要求來進行設計,設計時要考慮現場的真是情況,考慮消防問題,在設計選型時,還應該考慮是否環(huán)保和節(jié)能。8.應進行相關方案的對比,得出對比結論。第二章空調冷、熱、濕負荷的計算2.1
夏季空調室內冷負荷計算
2.1.1
建筑圍護結構的冷負荷
建筑圍護結構的冷負荷包括外墻和屋面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵?;太陽光透過玻璃的窗戶日射得熱和外窗的傳熱而形成的冷負荷;內墻和內門等和地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵伞?.1.2
內熱源散熱形成的冷負荷
內熱源形成因素較多,主要為三個方面:人體活動、辦公設備、照明設備形成的冷負荷。室內內熱源散熱包括潛熱和顯熱兩部分,潛熱和顯熱中對流形式散出的冷負荷為瞬時冷負荷,顯熱中輻射散出的為滯后冷負荷。2.1.3滲透風耗冷量有空調的房間,與室外保持5-10Pa的壓差是合適的,此時的空氣在壓差的作用下,只能單向流動,無法從室外向室內擴散,因而可不考慮滲透風帶入的耗冷量。2.2夏季空調冷負荷計算方法和手算實例采用冷負荷計算法計算。以體育館二樓東面靠近樓梯口第一間辦公室1為例:辦公室2長6m,進深4.2m,高6m面積為30m22.2.1東外墻外墻或屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠嬎銜r刻冷負荷(W),按下式計算:式中
—計算面積,㎡;—計算時刻,點鐘;—溫度波的作用時刻;考慮到體育館外墻為玻璃幕墻,在下文進行計算。2.2.2樓板傳熱Q其中,Qc(τ)—外墻的逐時冷負荷,W;A—外墻的面積,m2;K—外墻或屋面的傳熱系數,W/(m2·℃);△t—樓層間溫差,取3°C進行計算計算:Qc(τ)=30*0.87*3=65.772w2.2.3東外窗非穩(wěn)態(tài)傳熱Q其中:Qc(τ)—外玻璃窗的逐時冷負荷,℃;Kw—外玻璃窗傳熱系數,W/(m2·℃);Aw—窗口面積,m2;tc(τ)—外玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值,℃;表1東外窗非穩(wěn)態(tài)傳熱逐時冷負荷計算表時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc(τ)31.632.232.833.534.134.534.834.834.734.534.1tR2626262626262626262626△t5.66.26.87.58.18.58.88.88.78.58.1Kw3.613.613.613.613.613.613.613.613.613.613.61Aw3636363636363636363636Q728.2806.288497510531105114411441131110510532.2.4東外窗日射得熱Q其中:Ca—有效面積系數;AW—窗口面積;CS—窗玻璃的遮陽系數;Ci—窗內遮陽設施的遮陽系數;Dj·max—日射得熱因數最大值;CLQ—窗玻璃冷負荷系數,無因此,由附錄2-14查的。查玻璃幕墻的有效面積系數Ca=0.85,窗的有效面積Aw=0.85*6*6=30.6m2。由附錄2-11查得遮陽系數Cs表2東外窗日射得熱逐時冷負荷計算時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.480.610.570.380.310.30.290.280.270.230.21Dj.max539Cs0.75Ci0.5Ca0.85Aw36Q296937733525235019171856179417321670142312992.2.5內圍護結構
1)當鄰室為空調房間時,室溫均相同,可不用計算。辦公室內墻外均為空調房間,可不必計算熱損失。2)當鄰室為通風良好的非空調房間時,通過內墻和樓板的溫差傳熱負荷,可計算:Q=KF(twp+△t-tn)Twp——夏季空調室外計算日平均溫度;△t1s——鄰室溫升,根據鄰室散熱強度,鄰室為走廊的溫升為0.Q=0.87×18.7×(32.1-26)=99.24w2.2.6室內熱源散熱形成的冷負荷
1)設備散熱Q其中:Qs—設備的實際顯熱散熱量,W;CLQ—設備和用具顯熱散熱冷負荷系數,W;辦公室中Qs=30×25.2=756W。表3設備散熱逐時冷負荷計算表時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Qs756CLQ0.780.910.930.940.950.960.960.970.970.980.98Qc(τ)589.7688703711718725.8725.8733733.37417412)照明散熱白熾燈Q熒光燈Q其中:N—照明燈具所需功率,W;n1—鎮(zhèn)流器消耗系數,當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調房間內時,取n1=1.2;當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝在頂棚時,可取n1=1.0;n2—燈罩隔熱系數,當熒光燈罩上部穿有小孔(下部為玻璃板),可利用自然通風散熱于頂棚內,取n2=0.5~0.6;而熒光燈罩無通風者n2=0.6~0.8;CLQ—照明散熱冷負荷系數;表4照明散熱逐時冷負荷計算表時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.410.730.780.820.840.860.880.890.910.920.93N364.5n11n20.6Qc(τ)89.67159.65170.6179.3183.7188.1192.4194.6199.0201.2203.43)人體人體冷負荷包括兩部分,分別是人體顯熱冷負荷和人體潛熱冷負荷。辦公室屬極輕勞動,設辦公室常駐人員為2人。查表2-14,當室溫為26℃,每人散發(fā)的顯熱和潛熱量為60.5W和73.3W,由表2-13查取群集系數φ=0.9,由附錄2-17查得人體顯熱散熱冷負荷系數逐時值1.人體顯熱冷負荷
Q其中:qs—不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量;n—室內全部人數;Ψ—群集系數;CLQ—人體顯熱散熱冷負荷系數;表5人體顯熱散熱逐時冷負荷計算表時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.410.730.780.820.840.860.880.890.910.920.93qs60.5n2Ψ0.9Q44.6479.49784.9489.3091.4893.6595.8396.9299.10100.2101.32.人體潛熱冷負荷Q其中:ql—不同室溫和勞動性質的成年男子潛熱散熱量,W;n,Ψ-同上式。辦公室6的人體潛熱負荷:Qc=73.3×2×0.90=131.94W2.2.7新風冷負荷計算
QQc,oMoho——室外空氣焓值,kjhR——室內空氣焓值,kj根據已知條件,每人的新風量為30m3/h,由濕空氣焓濕圖查得:室內空氣焓值為58.5KJ/Kg,室外空氣焓值為80KJ/Kg,故新風冷負荷為:Q=ma×(ho-hR)=1.2×30×2×(93-58)÷3600=0.7KW=700W表6辦公室冷負荷逐時冷負荷匯總表計算時刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00樓板65.7765.7765.865.865.865.7765.7765.865.7765.865.8東外窗非穩(wěn)態(tài)傳熱728.2806.28849751053110511441144113111051053內維護結構99.2499.2499.299.299.299.2499.2499.299.2499.299.2東外窗日射得熱29693773352523501917185617941732167014231299設備散熱589.7688703711718725.8725.8733733.3741741照明散熱89.67159.7171179184188.1192.5195199201203人體顯熱44.6579.584.989.391.593.6595.8396.999.1100101人體潛熱131.9131.9132132132131.9131.9132131.9132132新風700700700700700700700700700700700總計(不含新風)47185803566546024261426542494198413038673695總計54186503636553024961496549494898483045674395辦公室逐時冷負荷中最大冷負荷即為辦公室在9:00時的冷負荷,為6503W2.3濕負荷的計算
2.3.1
濕負荷的組成
室內濕負荷的形成原因很多,主要為人的呼吸作用和運動的散濕量,各種潮濕的表面、食物和其他東西的散濕量、由含濕量較高的空氣所帶來的濕負荷以及某些設備運行時所形成的散濕量。2.3.2濕負荷的計算方法
2.3.2.1人體散濕量
人體濕負荷可按下式計算:
m其中
mw—人體散濕量,kg/s;n
—
計算時刻空調房間內的總人數;
ψ—
群體系數,可通過《空氣調節(jié)》查得;
g—一名成年男子的每小時散濕量,g/h,可通過《空氣調節(jié)》查得。
2.3.2.2室內游泳池敞開水面的蒸發(fā)散濕量一層室內游泳池需要考慮水面的蒸發(fā)散濕量。計算時刻敞開水面的蒸發(fā)散濕量Dr(kg/h),可按下式計算:Dr=Frg式中Fr——計算時刻的蒸發(fā)表面積,m2;g——水面的單位蒸發(fā)量,見紅寶書表20.12-1,kg/(m2·h)。計算的游泳池敞開水面蒸發(fā)散濕量為:525×0.19=99.75kg/h=27.71g/s2.3.3濕負荷匯總各房間濕負荷匯總如下:表7一、二層濕負荷統(tǒng)計表一層濕負荷面積散濕量(g/s)二層濕負荷面積散濕量(g/s)游泳館1061.42427.71器材室46.80.24門廳2155.40.81籃球場1270.96.63設備用房70.80.27辦公室125.20.13輔房125.90.14辦公室227.30.14急救室35.6160.19辦公室325.20.13輔房217.8080.09輔房313.450.07門廳1155.40.81輔房413.450.07服務室27.30.14設備用房133.20.692.4
冬季熱負荷的計算
2.4.1圍護結構傳熱耗熱量
1)圍護結構的基本耗熱量Q其中
Aj—j部分圍護結構的表面積,m2;Kj
—
傳熱系數,W/(m2·℃),tR—冬季室內計算溫度,℃;to·w
—供暖室外計算溫度,℃;α
—
溫差修正系數。2)圍護結構附加耗熱量①
朝向修正
查《暖通規(guī)范》規(guī)定,選用朝向修正系數如下:南
-15
~
-30%
北、東北、西北
0
~
10%
東、西
-5%東南、西南
-10%~-15%
在本次設計中朝向修正系數選定為:東、西:-5%
;南:-20%
;北:0%;東南:-10%。②
風力修正
《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)規(guī)范》規(guī)定:在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別高的建筑物,垂直外圍護結構熱負荷附加5%~10%。體育館位于長沙市,地市較低,平均風速也不大,對于冷負荷的計算影響不大,故不考慮。③
高度修正
層高為4.5m,附加率取1%。2.4.2
門窗縫隙滲入冷風耗熱量1)滲入冷風量房間滲入冷風量L等于表中推薦值乘以房間體積。表8換氣次數房間類型一面有外窗的房間兩面有外窗的房間三面有外窗的房間門廳換氣次數(h-1)0.25~0.670.5~1.01.0~1.52.02)滲入冷風量耗熱量Q其中:L—滲透冷風量,m3/h;ρao—供暖室外計算溫度下的空氣密度,kg/m3;Cp——空氣定壓比熱,1kJ/(kg·℃);to·h—供暖室外計算溫度,℃;2.4.3熱負荷計算舉例及匯總表9辦公室1熱負荷計算表面積傳熱系數室內外計算溫差基本耗熱量(W)朝向修正率風力附加高度附加附加耗熱量冷風滲透耗熱量總計東外墻(玻璃幕墻)25.23.6118.81710.27-500.0131645.88308.201954.08表10一層熱負荷統(tǒng)計表一層熱負荷面積(墻)基本耗熱量朝向修正高度附加附加耗熱量冷風滲透量總計游泳館231.8415734.517100.015315975.255214791.0830766輔房142.2282865.92990.850.1532808.7546280.7309333089.5急救室57.963933.629280.850.1533855.15338385.3169674240.5輔房228.981966.814640.850.1531927.57669192.6584842120.2門廳182.83933.629280.9503736.947821681.21795418.2服務室25.21197.191520.9501137.33194128.4126481265.7門廳272.154896.67620.950.1535363.57428950.2535956313.8表11二層熱負荷統(tǒng)計表二層熱負荷面積基本耗熱量朝向修正高度附加附加耗熱量冷風滲透量總計器材室29.251985.1390.950.02533968.95788330.2039524299.2籃球場415.828219.514400.035329215.663317934.025847150辦公室1362443.2480.950.02874901.06997237.0695045138.1辦公室2392646.8520.950.02875309.49247256.8252965566.3辦公室3362443.2480.950.02874901.06997237.0695045138.1輔房318.91282.70520.850.02532433.04164124.4614910791輔房418.91282.70520.850.02532564.5574124.461498357.52.5鴻業(yè)負荷計算軟件校核(采用鴻業(yè)負荷計算軟件6.2計算)使用軟件鴻業(yè)負荷計算辦公室1的負荷,與手算進行校核,軟件計算結果如下;表12辦公室6負荷統(tǒng)計表參數夏季總冷負荷(全熱)(W)夏季室內冷負荷(全熱)(W)夏季室內濕負荷(kg/h)夏季新風冷負荷(W)辦公室6640.65941.060.11699.54與手動計算夏季總冷負荷(含新風/全熱)6503.12(W),夏季室內冷負荷(全熱)5803.12(W),夏季新風冷負荷700(W)相差不大,相差率分別為2.11%、2.38%、0.07%,可以進一步使用軟件進行計算:表13軟件計算負荷匯總房間面積(㎡)夏季總冷負荷最大時刻(含新風/全熱)(h)夏季室內冷負荷最大時刻(全熱)(h)夏季總冷負荷(含新風/全熱)(W)夏季室內冷負荷(全熱)(W)夏季新風量(m^3)/h夏季新風冷負荷(W)游泳館1061.42418:0018:00195890.42138490.966368.5258929輔房125.913:0013:005458.084739.1177.7718.97急救室35.61613:0013:007495.156506.92106.8988.23輔房217.80813:0013:003774.013279.8953.4494.12門廳1155.49:009:0023519.8816429.11932.47090.8服務室27.39:009:004640.183882.3581.9757.83門廳2155.49:009:0021149.3214058.56932.47090.8器材室46.816:0016:005961.964785.75140.11176.2籃球場1270.918:0018:00249300.07143462.0711438.1105838辦公室125.29:009:006640.605941.0675.6699.53辦公室227.39:009:006966.666208.8381.9757.83辦公室325.29:009:006640.605941.0675.6699.53輔房313.4513:0013:002434.752061.3940.35373.36輔房413.4513:0013:002434.752061.3940.35373.362.6進行冬夏季的工藝分析2.6.1冷熱負荷分析表14冷熱負荷分析表夏季總冷負荷(含新風/全熱)(W)夏季室內冷負荷(全熱)(W)夏季新風機組冷負荷(全熱)(W)冬季總熱負荷(含新風/全熱)(W)冬季室內熱負荷(全熱)(W)冬季新風熱負荷(W)533068.05345708.68187359.36302318.2219548.71166854.14由圖表可見,長沙地區(qū)的冬季總熱負荷(含新風/全熱)533068.05W比夏季總冷負荷(含新風/全熱)345708.68W要大,所以空調處理設備仍按照夏季選擇。2.6.2負荷曲線分析體育館負荷曲線:圖1辦公室1負荷曲線紅色曲線代表夏季總冷負荷(含新風/全熱)最大值出現在9:00-10:00,為最大總冷負荷,這跟辦公室1的外窗朝向有關,辦公室的外墻(外窗)為整墻的玻璃幕墻,朝向為東,在上午九點左右的日射得熱最強,即使考慮到圍護結構所吸收的熱量,但因為東外窗的日射得熱占比較大,夏季5:00是設計冷負荷最小的時刻,此時圍護結構散熱形成的冷負荷相對較小,日射得熱量也相對較小。圖二總負荷曲線分析冷負荷曲線,黃色曲線代表夏季室內總冷負荷(全熱)最大值出現在14:00-16:00,為最大設計冷負荷,最小值出現在6:00,所以6:00時負荷為最小設計冷負荷。跟建筑物和外窗的朝向有關,西外窗朝向的房間不考慮負荷,多為其他朝向的的外窗,綜上原因,日射得熱在這個時刻最大,又因為日射得熱的占比較大,所以出現最大總冷負荷值;6:00最小,此時為最小冷負荷時刻。第三章空調冷熱源選擇與計算3.1設計條件分析3.1.1地域分析長沙處于夏熱冬冷地區(qū),季節(jié)變化明顯;長沙位于沖積盆地,邊緣地勢高峻;在水源方面,長江流經長沙。在供暖方面,長沙地區(qū)沒有城市集中供暖。3.1.2方案分析1)空氣源熱泵是一種比較適合中小型建筑,運用比較靈活的冷源設備,它比較適合像湖南這樣的夏熱冬冷地區(qū)。但考慮到夜間溫度低可能會結霜,還需要額外考慮除霜的問題。綜合造價和耗能,本次設計冷熱源熱泵不適合。2)風冷熱泵一臺制冷量在幾十到幾百之間,容量小,適合小型建筑,在負荷總量上可以考慮風冷熱泵;但如果如果選擇風冷熱泵,長沙地處盆地,風能較低。而且長沙這邊是高濕環(huán)境,選用風冷熱泵時同樣的要考慮除霜。3)地源熱泵地域土地原來制冷,土地是可再生資源所以土地源熱泵節(jié)能性好、環(huán)保、壽命長。但是他的占地面積大,初投資較高。綜合成本考慮,地源熱泵不適合。4)水源熱泵是利用江水、河水等作為低位熱源的設備。優(yōu)點是節(jié)能、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、運行費用低、投資適中等等優(yōu)點。但是水源熱泵的水源水質需要進行處理,且去睡受構筑物地質條件約束較大,如果選擇的水體為地下水時,很難保證100%的回灌,且體育館負荷不大,綜合經濟性考慮,不選用水源熱泵。5)根據體育館總冷負荷,選擇冷水機組來承擔夏季的冷負荷。一般選用螺桿式或離心式。綜合考慮根據負荷選用螺桿式或離心式冷水機組。冬季熱負荷有過鍋爐承擔。綜上所述,最后選定的冷熱源方案一為冷水機組+鍋爐的冷熱源;方案二為風冷熱泵。3.1.3能源分析1)電力長沙市電力充足,電費為180度以下0.588元/度,180-350度為0.638元/度,350度以上為0.888元/度。2)水力長沙地區(qū)水力發(fā)達,多條江河經過長沙;長沙多年平均水資源總量為96.19億m3。水價類型供水價格污水處理費水資源費垃圾處理費合計自來水價引水工程合計一、居民生活用水1.310.21.510.750.020.32.58二、非居民生活用水工業(yè)用水2.170.22.371.050.020.33.74行政事業(yè)用水1.050.644.08經營服務性用水1.350.644.38三、特種行業(yè)用水5.440.25.641.380.020.317.353)天然氣長沙非居民天然氣價格為3.17元/立方米。3.1.4水泵初選的方法1、在選擇水泵時,水泵的流量應為冷水機組額定流量的1.1~1.2倍。水泵揚程(mH2O)按照下式Hl=ΔP1+ΔP2+0.05×L×(1+K)(3-2)式中:ΔP1冷水機組蒸發(fā)器的水壓降;ΔP2并聯裝置中水壓損失最大的壓力降;L最不利環(huán)路的管長;2、空調水系統(tǒng)水泵的設計與配置:(1)在兩管制空調水系統(tǒng)中,冷凍水的供水熱泵和熱水供水的熱泵不能重合,必須分開設置;(2)在機房設置冷熱源設備時,最好每臺設備設置對應的水泵。(3)熱水供水管的水泵必須要設置兩臺以上,要考慮設備用泵。(4)冷卻水泵考慮到設備使用,應該要兩用一備。3.2.總裝機容量及冷熱源設備初選3.2.1制冷機組臺數的選擇《規(guī)范》中對制冷機臺數有要求,在設置是,要注意選型臺數,不能小于兩臺,2-4臺最好。這是為了保證一臺機組故障時系統(tǒng)還能正常運作,也便于制冷量調節(jié)。3.2.2設備初選表15.總冷負荷、冷負荷夏季總冷負荷(含新風/全熱)(W)夏季室內冷負荷(全熱)(W)夏季新風機組冷負荷(全熱)(W)冬季總熱負荷(含新風/全熱)(W)冬季室內熱負荷(全熱)(W)冬季新風熱負荷(W)533068.05345708.68187359.36302318.2219548.71166854.14夏季總冷負荷為533KW,冬季總熱負荷為302.3KW;夏季的總冷負荷大于冬季的總熱負荷,所以把夏季的總冷負荷作為選型的基準。方案一:冷水機組+鍋爐1)設備:夏季的總冷負荷由冷水機組來承擔,選用美的的滿液式水冷螺桿式冷水機組,該冷水機組制冷劑有R22和R132a兩種,綜合環(huán)??紤],選用美的滿液式水冷螺桿式冷水機組(R132a)型。夏季總冷負荷533KW,考慮到臺數不宜過少,選用型號為LSBLG340/MCF1設備兩臺。名義制冷量為340KW,查變工況性能修正系數表,冷凍水出水溫度為7°/C,冷卻水進水溫度28°/C,得修正系數為1.015340×1.015×2=690.2KW滿足夏季總冷負荷需求。冬季總熱負荷為302.3KW=0.3MW參照鍋爐的選型樣本,選用E型常壓熱水鍋爐,代號為E28的鍋爐,額定負荷為0.33MW,滿足冬季總熱負荷要求。表16.體育樓總冷負荷選型匯總冷負荷(KW)340熱負荷(KW)330型號LSBLG540/MCF1型號E28功率(KW)64用電量(KW)天然氣消耗量(Nm3/h)0.4835.7臺數兩臺臺數一臺冷卻水流量(m3/h)69熱水循環(huán)量(t/h)11.2長(m)3.5長(m)1.96寬(m)1.4寬(m)1.1高(m)1.75高(m)1.242)水泵根據系統(tǒng)估算所需的水流量及管路壓力降,水泵初步選型如下:冷凍水泵(并聯):冷水機組出水口,夏季空調水系統(tǒng)總循環(huán)水量為68.9m3/h,選用IGSB型便拆式管道離心泵ISGB65-12.5(I)A三臺。熱水循環(huán)泵(并聯):冬季空調水系統(tǒng)總循環(huán)水量為11.2m3/h。選用IGSB型便拆式管道離心泵ISGB40-32B三臺。冷卻水泵(并聯):冷卻水端水量為138m3/h,選用IGSB型便拆式管道離心泵ISGB80-32(I)B三臺。表17.離心泵選型表水泵型號流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)電機功率(kW)電壓(v)ISGB型(元/臺)ISGB65-12.5(I)A44.74129002.53802168ISGB40-32B5.52429001.13801807ISGB80-32(I)B872429001138053933)冷卻塔所選的螺桿式冷水機組總冷卻水流量為138m3/h,故選用元亨橫流式冷卻塔型號YHA-150 一臺。表18.冷卻塔選型表型號冷卻水量(m3/h)電機功率(kW)長(m)寬(m)高(m)進(出)水管徑DNmm塔體揚程(m)自重(Kg)YHA-1501505.52.64.184.41504.11350方案二:風冷熱泵設備:風冷熱泵在夏季進行供冷,在冬季進行供熱;考慮到夏季熱負荷大于冬季熱負荷,所以根據設計的夏季熱負荷進行選型;初選開利旋渦式風冷熱泵型號30RB-192G三臺。表19、冷熱源選型表型號制冷量(Kw)輸入功率(kW)水流量(m3/h)長(mm)寬(mm)高(mm)30RB-192G1996334.22457225322972)水泵根據系統(tǒng)估算所需的水流量及管路壓力降,水泵初步選型如下:冷凍水泵(并聯):冷水機組出水口,夏季空調水系統(tǒng)總循環(huán)水量為68.9m3/h,選用IGSB型便拆式管道離心泵ISGB65-80A三臺。冷卻水泵(并聯):冷卻水端水量為138m3/h,選用IGSB型便拆式管道離心泵ISGB80-32(I)B三臺。表20.水泵選型表水泵型號流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)電機功率(kW)電壓(v)ISGB型(元/臺)ISGB80-32(I)B87242900113805393ISGB65-80A23.47029001138054353)冷卻塔所選的螺桿式冷水機組總冷卻水流量為138m3/h,故選用元亨橫流式冷卻塔型號YHA-125 一臺。表30.冷卻塔選型表型號冷卻水量(m3/h)電機功率(kW)長(m)寬(m)高(m)進(出)水管徑DNmm塔體揚程(m)自重(Kg)YHA-12512542.13.784.271504.112503.3冷熱源方案經濟性比價3.3.1設備出投資估算方案一:美的滿液式水冷螺桿機組型號LSBLG340/MCF1兩臺滿液螺桿式冷水機組450元/kw450×340×2=30.6(萬元)常壓熱水鍋爐型號表E28粗估價2萬元/臺水泵ISGB65-125(I)C三臺ISGB40-32B三臺ISGB80-32(I)B三臺2168×3+1807×3+5393×3=2.8萬元)冷卻塔YHA-150一臺單價300元/(t/h)300×150=4.5(萬元)方案2:開利旋渦式風冷熱泵型號30RB-192G三臺風冷熱泵550元/kw500×199×3=29.85(萬元)水泵ISGB80-32(I)B三臺ISGB65-80A三臺5393×3+5435×3=3.2(萬元)冷卻塔YHA-125一臺單價300元/(t/h)125×300=3.75(萬元)3.3.2設備運行費用估算電費0.588元/度;水費2.17元/噸;天然氣3.17元/立方米;天然氣配套費105元/立方米。以夏季供冷和冬季供熱各四個月來計算。方案一:電費:(4×30×8×2×64+4×30×8×0.48+40.2×4×30×8)×0.588=9.5(萬元)天然氣:6.26×4×30×8=0.6(萬元)天然氣入網費:61.8×35.3×105=22.9(萬元)方案二:電費:(63×3×8×30×8+66×8×30×8)×0.588=28.8(萬元)3.3.3經濟比較方案一:設備初投資:30.6+2+2.8+4.5=39.9(萬元)設備運行費用:第一年:22.9+0.6+9.5=33(萬元)第二年:0.6+9.5=10.1(萬元)總費用:44.9+33=72.9(萬元)方案二:設備初投資:29.85+3.2+3.75=36.8(萬元)設備運行費用:28.8(萬元)總費用:36.8+65.8=65.6(萬元)3.4最終方案的確定經過計算,方案一初投資略大于方案二,可以忽略不計;第一年考慮到熱水鍋爐的天然氣入網費較大,使方案二的第一年的運行費用大于方案一;但是方案二第一年過后,年運行費用要遠遠低于方案一,綜合設備使用年限來看,方案一的經濟性能優(yōu)于方案二。方案二使用風冷熱泵受地方影響較大,長沙處于夏熱冬冷地區(qū),要考慮到除霜問題;在長沙地區(qū),水力資源要優(yōu)于風力資源,較方案二而言方案一更有利。綜合討論,方案一要優(yōu)于方案二,最終選用方案一,冷水機組加鍋爐。3.5室內游泳館的除濕設計與選型游泳場泳池水面蒸發(fā)帶來大量的室內濕負荷,為了人體的舒適,必須要考慮游泳池的室內濕負荷處理。一般可以用全空氣系統(tǒng)來承擔游泳池的濕負荷,但是考慮到整體的中央空調設計,最終決定空調系統(tǒng)采用風機盤管加新風,一層游泳池的濕負荷由室內除濕機來承擔。選用四臺室內除濕機,放置在游泳場館的四個角落。游泳池的總濕負荷為27.71kg/h。選用zcj系列精巧型轉輪除濕機型號zcj-1000,除濕量7.2kg/h。型號除濕量(kg/h)處理風量(m^3)/h再生風量(m^3)/h長寬高(mm)Zcj-10007.21500500650×650×1750第四章房間空氣處理方案及送風量的確定4.1空氣處理方案的確定與概述此設計的機房在一層的設備用房,體育館內游泳館和籃球場皆為高大空間建筑,均采用吊頂式空調器。新風負荷由新風機進行處理,其余負荷由末端設備吊頂式空調器承擔。除游泳館和籃球場以外的房間,末端設備均采用風機盤管,新風獨立于風機盤管,新風負荷由新風機處理,其余負荷由末端風機盤管承擔。4.2送風量的計算及匯總4.2.1游泳館、籃球場送風量的計算、設備選型及匯總4.2.1.1送風量的確定游泳館和體育館使用吊頂式空調器,不通新風,由空調器承擔室內所有負荷,空調器選用測通風管送風,下回風的方式??照{房間的總送風量確定方法如下:在前文計算了游泳館的總冷負荷和總散濕量,有兩者的比值可以算出熱濕比,由送風溫差在焓濕圖上找出送風點O,由室內狀態(tài)可以查的室內狀態(tài)點N,繼續(xù)查的兩點的焓值,算出兩者之差,最后由總冷負荷與焓值之差的比值算出送風量。圖3吊頂式空調器處理過程4.2.1.2典型房間送風量的計算以一層室內游泳池為例子;夏季長沙的室外桿球溫度為36.5°C,夏季室外濕球溫度為29°C;房間的設計狀態(tài)為:溫度26°C,濕度60%;這樣就可以在焓濕圖上找到室內的焓值。查焓濕圖,得到室內狀態(tài)點的焓值in=58.8kj/kg,由前面的室內負荷計算可以得到游泳館夏季總冷負荷195.89KW,總濕負荷27.71kg/h。房間的熱濕比:ε=Q/w=195890/27.71=7069.3送風狀態(tài)點的確定:ε=7069.3線與濕度為90%線的交點即為所求的送風狀態(tài)點,查焓濕圖得送風狀態(tài)點焓值io=34.5kj/kg。送風量的計算:焓差:in-io=58.8-34.5=24.3kj/kg送風量:G=195890/24.3=8061(m3/h)4.2.1.3其他房間送風量的計算除游泳館外只有籃球場為高大空間建筑,需要吊頂式空調器送風:室內焓值點:in=58.8kl/kgio=41.8kj/kj焓差:in-io=58.8-41.8=17kj//kg送風量:G=249300/17=14664.7(m3/h)4.2.2其他送風量的計算、設備選型及匯總除室內游泳館和室內籃球場為高大建筑需要吊頂式送風以外,其他房間的送風為風機盤管送風,風機盤管承擔室內所有負荷。風機盤管采用散流器送風,后回風的方式。風機盤管的送風量計算與上文吊頂式風機盤管計算方式相同,故直接計算列于下表:表31.送風量匯總表各房間風量統(tǒng)計表全熱冷負荷Q(KW)新風量m3/h濕負荷q(g/s)輔房14739.1177.70.12急救室6506.92106.80.16輔房23279.8953.40.08門廳116429.11932.40.7服務室3882.3581.90.12門廳214058.56932.40.7器材室4785.75140.10.08辦公室15941.0675.60.11辦公室26208.8381.90.11辦公室35941.0675.60.11輔房32061.3940.350.02輔房42061.3940.350.024.3體育館新風系統(tǒng)4.3.1新風系統(tǒng)的確定籃球場,游泳館均需要考慮新風,除此之外,辦公室和器材室等考慮人員進出,也需要進行房間的新風設計?;@球場與體育掛人員較多,濕度大,需要的新風量也較大,一般考慮一層布置一套以上的新風系統(tǒng)。體育館一共兩層,考慮每層布置兩套新風送風管,新風的熱負荷有新風機來承擔。4.3.2新風系統(tǒng)的設計新風系統(tǒng)在設計時需要注意,新風設計主要是為了室內空氣的衛(wèi)生,將室內人體產生的污染物和其他污染物進行稀釋,除此之外,新風系統(tǒng)還能保證房間的一個正壓,使氣體單向傳遞,避免室外受污染空氣進入。按照每人需求新風量不小于30m3/h來設計計算,新風由側風口進入室內,再流經新風機處理到室內狀態(tài)點。。4.3.3新風處理過程夏季室外溫度高,濕度高,想要滿足室內人員的新風需求,一般需要將室外新風處理成室內狀態(tài)點,本設計有新風機處理室外新風的熱負荷,處理過程的焓濕圖見下圖:圖4新風處理過程第五章室內氣流組織設計與計算5.1氣流組織的分類選擇系統(tǒng)的送風口一般可分為側向送風、孔板上送風、散流器上送風等。下部送風有置換通風系統(tǒng)、地板系統(tǒng)和崗位/個人環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)等。體育館一層高6.9m,中間為游泳館,體育館二層中央為籃球場,高9m,因為室內籃球場層高較高,且屋面為網架屋面,故考慮用上部送風的側送風方式,其他房間考慮用上部送風的散流器送風方式。5.2氣流組織的分布原則(1)滿足室內設計溫濕度及其精度、工作區(qū)允許的氣流速度、噪聲標準及防塵要求;(2)保證氣流的一個均勻分布,避免死角;(3)與建筑裝飾有較好的配合。5.3風口形式一般風口的風量和風速和回風口風速來選擇送/回風口。(1)送風口形式:對于辦公室,送風口一般采用帶調節(jié)閥方形散流器。(2)送風口布置:送風口大致均布置在房間中心部位或軸線上,以利于氣流分布均勻和氣流組織設備的定位,定位尺寸詳見施工圖。(3)回風口布置:此次設計中的末端設備,空調器選擇下回風的方式,風機盤管設備選擇后回風的方式,回風口布置在吊頂上。(4)散流器頂送風:散流器布置在新風管末端或末端設備出風管,出風口的氣流貼附與頂棚。5.4散流器的布置原則(1)布置時水平方向的送風不能有障礙物。(2)一般按對稱布置或梅花形布置(3)每個散流器的布置區(qū)域最好為正方形,如果長寬比大于1.25,那么最好選用矩形散流器。5.5氣流組織的設計計算5.5.1側向送風氣流組織的設計計算采用百葉風口等進行側向送風時,其送、回風口的布置形式有:單側上送下回單側上送上回單側上送、走廊回風雙側上送下回雙側上送上回考慮到體育館內室內游泳場和室內籃球場的空間較大,故都選用側送風的方式。體育場的夏季冷負荷大于冬季熱負荷,且建筑樓層較低,可以考慮單側上送上回的方式。5.5.1.1籃球場設計計算步驟確定房間的總送風量和換氣次數:根據空調區(qū)的夏季冷負荷、熱濕比和送風溫差,繪制空氣處理過程的h-d圖,算夏季空調送風量Ls(m3/h)Ls=3.6Qx/1.2×1.01(tn-ts)式中Qx——空調區(qū)的全熱冷負荷,W;tn、ts——室內空氣溫度和送風溫度,°C;查實用供熱空調設計手冊表25-1-1,選定送風溫差△t=tn-ts=6°C;Ls=3.6×29406.57/1.2×1.01×6=145572)根據總送風量和房間的建筑尺寸,確定百葉風口的型號、個數,并進行布置。因籃球場空調送風量過大,將籃球場分為兩個大塊,即每部分的送風量為14557/2=7278.5(m3/h)查紅寶書表25.2-4,選用風口尺寸500×400,風口面積0.20m2,k=0.72的百葉風口;風量Ls=7300-7400(m3/h),單個區(qū)域風口個數為5個,籃球場總風口個數為10個,送風風速vs=2.82-2.85(m/s),貼附長度x1=9.01-9.28(m)按下式計算射流到達空調區(qū)時的最大速度vx(m/s),校核其是否滿足要求;Vx=mvskbkcFs?/xx=A+(H-h)式中:Fs——送風口的計算面積,m2;m——送風口的速度衰減系數,對于單層百葉風口可取為4.5,雙層去3.4;kb——射流股數修正系數,取1-3;kc——受限系數,取決于相對射程x,一般為0.1-1.0.Vs=4×2.83×2×0.5×0.2?/33.9=0.149x<0.2滿足要求x=26.9+(9-2)=33.95.5.1.2游泳館設計計算步驟1)確定房間的總送風量和換氣次數:Ls=3.6×16373.03/1.2×1.01×6=8105.5(m3/h)確定百葉風口的型號、個數:查表,選用風口尺寸500×250,風口面積0.125m2,k=0.72;風量Ls=8150-8250(m3/h),風口個數10個,送風速度2.52-2.55(m/s),貼附長度7.20-7.39(m).3)計算射流到達空調區(qū)時的最大速度vx(m/s),校核其是否滿足要求;Vs=4×2.53×2×0.5×0.125?/22.9=0.155<0.2滿足要求X=18+6.9-2=22.95.5.2散流器送風的設計計算除游泳館和籃球場以外房間用散流器進行送風以辦公室1為例:1)將辦公室1劃分為4個小區(qū),即長度方向劃分為二等分,每等分為3.0m;寬度方向劃分為二等分,分為兩個2.1m長區(qū)域,每個區(qū)域現在是3.0×2.1,可以算作是一個獨立的房間來看。2)根據辦公室1長度為6.0m,得室內平均風速vpj=0.238m/s,對于送冷風情況,vpj=1.2×0.238=0.286m/s<0.3m/s,說明合適,對于送熱風情況,3)經計算,每個散流器需要送風37.8m3/h,確定散流器口徑100mm×100mm,喉口風速2.0m/s;4)對辦公室來說,2.0m/s的速度是允許的,不會產生較大噪聲;5)查《實用供熱空調設計手冊》25.8-3中120mm×10mm的散流器,喉口風速為2.0m/s時射程為4.21m,相當于從散流器中心至墻面距離的1.002倍,滿足要求。表32.各房間風量統(tǒng)計表各房間風量統(tǒng)計表全熱冷負荷Q(KW)新風量m3/h濕負荷q(g/s)輔房14739.1177.70.12急救室6506.92106.80.16輔房23279.8953.40.08門廳116429.11932.40.7服務室3882.3581.90.12門廳214058.56932.40.7器材室4785.75140.10.08辦公室15941.0675.60.11辦公室26208.8381.90.11辦公室35941.0675.60.11輔房32061.3940.350.02輔房42061.3940.350.02仿照辦公室1進行各房間的散流器設計計算,列表如下:表33.各房間方形散流器統(tǒng)計表房間型號房間型號輔房1120×120器材室120×120急救室120×120辦公室1120×120輔房2120×120辦公室2120×120門廳1、服務室240×240辦公室3120×120門廳2240×240輔房3120×120輔房4120×1205.5.2.1散流器氣流組織計算選取具有代表性的房間進行氣流組織和風口選擇計算,以第1層商場1003(圖3-2)為例進行詳細計算。初始條件:房間面積為501.1m2,凈高4.2m。該房間總的送風量為8423+4009=12432m3/h,即為3.45m3/s。散流器在房間頂部水平送風,回風在風機盤管上采用后回風。1、布置散流器。對稱布置。每個散流器承擔5m×5m;2、初選,根據新風管或者風機盤管送風管的風速選擇。3、按散流器射流的速度衰減方程求射流末端速度為0.5m/s的射程得:x=2.05m>0.75×2.5,滿足要求;4、按式11-18計算室內平均速度Vm=0.381×2.05/(25/4+4.22)1/2=0.16m/s如果送冷風,則室內平均風速為0.192m/s<0.3m/s。所選散流器負荷要求。所以,新風送風口和送風口都滿足條件。5.5.2.2典型房間散流器氣流組織計算(辦公室1)已經條件:區(qū)域長A=6m,寬B=4.2m,高H=6m,該區(qū)域最大顯熱冷負荷為6.5Kw,送風溫差為7℃,條縫口設在區(qū)域的一端。(1)確定參數A=6m,A1≈A,氣流射程x=0.75×6=4.5mn=x/A_1=4.5/6=0.75(2)按公式7-5計算每m長條縫口的送風量:L_s1=(0.75×1.96)/(6×7)=0.035m^3?((s?m))(3)按公式7-4或查實用供熱空調設計手冊第二版(下冊)表25.6-1,求得室內平均風速Vpj送冷風,Vpj=1.2×0.162=0.1944m/s由于條縫口設在房間的一端,因此在查表25.6-1時,A值應 等于區(qū)域的實際長度的2倍,即A=2×3.92=7.84m,H=3.5m,查得室內平均風速Vpj=0.16m/s。送冷風時,應乘以修正系數1.2,此時Vpj=1.2×0.16=0.192m/s(1)確定送風速度Vs和條縫口寬度b:查表25.6-1時,應查A=7.84m、Ls1值應是實際的Ls1的2倍即2×0.035=0.07m^3?((s?m))表中數值。查得最接近的風量為0.07m^3?((s?m)),相應的送風速度Vs=3.87m/s,條縫口寬度b=9mm,查mdv系列商用中央空調技術手冊得45型四面出風嵌入式室內機的射程為6m(2)按公式7-3校核Vx,假設條縫寬度為9mm;Vx=Vs×K√((b/x))=3.87×2.35×√(0.009/3)=0.50m/s,符合要求。其他房間經計算與校核,也符合要求。5.5.3回風口的設計計算1.回風口的布置方式及要求:1)回風口在布置時應該要盡量的避開人群。2)房間側送風時,送/回風口最好在同一邊。3)回風口的回風量應該靈活設置,可采用帶有對開式多葉閥的回風口,也可采用設在回風支管上的調節(jié)閥。表34.回風口的吸風速度回風口風位置最大吸風速度(m/s)房間上部≤4.1房間下部不靠近人經常停留的地點時≤3靠近人經常停留的地點時≤1.5籃球場和游泳館采用的是側向送風的氣流組織送風型式,故回風口設置在送風口用測,上送下回的型式,選用的回房間歐型式為單層白葉風口;除籃球場、游泳館外的房間采用的是散流器上部送風的方式,故回風口設置在房間下部人較少的地方,選用的是單層白葉風口。第六章、空調方案的確定與設備選型6.1空調系統(tǒng)方案的確定空調系統(tǒng)按負擔室內空調負荷所用的介質,可分為全空氣系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)和全水系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng),制冷劑系統(tǒng)包括多聯機系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)適合于冷負荷密度大、濕負荷大的高大空間區(qū)域。但是它在世紀應用時風管較大,需要較大的機房,想體育館的設備用房較小的情況下不適用。我們所做的體育館中央空調,體育館的一層室內游泳館和二層室內籃球場為高大空間建筑,其余各房間多為辦公室等,這些房間負荷差不多,都不大,人群密集度不大,總冷負荷也較小,運行時間比較一致??諝?水風機盤管、空氣-水誘導風量系統(tǒng)、空氣-水輻射板系統(tǒng)適用于密度不大、濕負荷也較小的場合。考慮到濕負荷的話,除了一層室內游泳館的濕負荷較大以外,其余房間和室內籃球場濕負荷都較小。建筑物二層有多個辦公室和房間、籃球場,為了避免各房間污染物相互傳播,個房間的溫度可獨立調節(jié),二層的辦公室、籃球場和其他房間,空氣-水系統(tǒng)可獨立調節(jié)。。處理流程簡單,操作管理簡單。設備簡單,初投資少,占用建筑空間小。一層游泳館濕負荷較大,全空氣系統(tǒng)適合濕負荷較大的地區(qū),但是考慮到其他房間濕負荷不大,且全空氣系統(tǒng),需要空氣來承擔所有負荷,設備投資較大,且所需設備較多。所以,最終選擇空氣-水風機盤管系統(tǒng),用除濕設備來平衡室內游泳館的濕負荷??紤]到室內游泳館和室內籃球場的面積過大,一般的風機盤管不適用,用吊頂式空調機組代替風機盤管處理室內負荷。6.2新風管風量的確定表35.各房間風量統(tǒng)計表房間比焓值hR(kJ/kg)相對濕度溫度tR(°C)全熱冷負荷Q(KW)新風量m3/h濕負荷q(g/s)游泳館5860%26138.496368.5239.22輔房15860%264.7477.70.12急救室5860%266.51106.80.16輔房25860%263.2853.40.08門廳1、服務室5860%2620.311014.30.82門廳25860%2614.06932.40.7器材室5860%264.79140.10.08籃球場5860%26143.4611438.15.75辦公室15860%265.9475.60.11辦公室25860%266.2181.90.11辦公室35860%265.9475.60.11輔房35860%262.0640.350.02輔房45860%262.0640.350.026.3空調機組的選型查閱《暖通空調》新風與風機盤管的負荷匹配方案:方案一:新風承擔全部濕負荷和部分冷負荷,風機盤管承擔部分冷負荷。優(yōu)點是風機盤管得到較大的保護,增加了使用年限;進入風機盤管的冷水溫度較高,這樣會得到較大的制冷系數。方案二、新風之承擔自身的濕負荷和冷負荷,奇遇全部冷負荷由風機盤管承擔。對于方案三、新風只承擔濕負荷,風機盤管承擔全部冷負荷。這種方案的好處室內的溫度和濕度被分開進行了獨立控制。這種溫濕度獨立控制方案,既保留了方案一的優(yōu)點,又避免了要求有低溫冷水和要求有高、低兩種溫度冷水的缺點。綜合分析以上方案,為便于風機盤管和新風機組的選擇,即新風機承擔新風冷負荷,風機盤管承擔室內全熱冷負荷,最終選擇方案方案二。本設計采用約克臥室暗裝風機盤管,較大的房間布置兩臺。
其型號及性能參數如下表所列:表36.風機盤管的選型房間型號臺數房間型號臺數輔房1YGFC06CB2H1器材室YGFC06CC2H1急救室YGFC07CB3S1辦公室1YGFC07CD2H1輔房2YGFC04CC2H1辦公室2YGFC08CB2H1門廳1、服務室YGFC12CB2H2辦公室3YGFC07CD2H1門廳2YGFC08CB3H2輔房3YGFC02CB4H1輔房4YGFC02CB4H1游泳館和籃球場用吊頂式空調機組,選用海爾吊頂式空調機組。表37.吊頂式空調機組選型房間型號臺數風量(m^3)/h制冷量(kw)游泳館G-5DF8500025.1籃球場G-6DF8600031.2新風機的選擇,考慮到一層游泳館和二層籃球場的新風需求量一臺新風機無法滿足,故考慮在一層和二層各設置兩臺新風機。表38.新風機的選型新風機新風量(m^3)/h制冷量(kw)型號選擇一層右側新風機513044.41HDK-05一層左側新風機342231.67HDK-04二層右側新風機599255.45HDK-06二層左側新風機589954.47HDK-06第七章、風系統(tǒng)的設計7.1
風管材料和形狀的確定
風管按形狀分為圓形和矩形風管,本設計選用矩形風管,其占的有效空間較小、易于布置、明裝較美觀等,材料選用金屬風管,加工和安裝都很方便,機械強度較高。7.2
送、回風管的布置
見圖紙,送風管有新風送風管和末端機組送風管;新風機組和末端設備的送風管皆為頂部送風,但是末端設備的回風方式不同,空調器選用下回風,風機盤管選用后回風。7.3風管設計7.3.1風管設計草圖及截面尺寸根據風管草圖,風管尺寸設計按一下原則:保證新風支管風速3-4.5m/s,新風干管風速5-6.5m/s。圖5.一層風管設計草圖圖6.二層風管設計草圖表39.一層左邊新風管左邊新風干管流量(m3/h)寬(m)高(m)153.41201202160.21201203237.91601204874.732012051511.540020062148.340025072785825016093422630250表40.一層右邊新風管左邊新風干管流量(m3/h)寬(m)高(m)1636.8250160211443201603178140020042247400250528845002506335050032073857500400844945004009513063040010636.8250160表41.二層左邊新風管左邊新風干管流量(m3/h)寬(m)高(m)140.3512012021184.152502503232840025042468400320536125003206475663040071143.840020085899630400表42.二層右邊新風管左邊新風干管流量(m3/h)寬(m)高(m)140.351201202116.912012031260320200424044003205248640032063630500320737075003208485063040091143.84002001059946305007.3.2風道水力計算步驟采用假定流速法進行風道水力計算的步驟如下:1)畫好空調系統(tǒng)的風系統(tǒng)平面圖,進行編號,計算好每段的風量。2)根據風量選擇合理流速和管徑,一般干管流速為5~6.5m/s,水平支風道風速為3.0~4.5m/s.。3)根據選好的風速和管徑繼續(xù)算管段的斷面尺寸,由斷面尺寸再算出真實流速。4)根據管徑和風量、流速,在規(guī)范上查的比摩阻。計算沿程阻力和局部阻力5)選擇最不利環(huán)路(即阻力最大的環(huán)路)進行阻力計算ⅰ.沿程阻力公式為:ΔP式中l(wèi)—管段長度,m;Rm—單位長度摩擦阻力,Pa/m.ⅱ.局部阻力公式為:ΔP系統(tǒng)總阻力:ΔP=ΔP7.3.3全空氣系統(tǒng)的風道水力計算1)一層左邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表43.一層左邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表編號流量(m3/h)管段尺寸(mm×mm)風速(m/s)Rm(Pa/m)管長(m)△Py(Pa)ζ△Pj(Pa)△P153.4120mm×120mm1.030.1713.920.150.0953059522.0953059522160.2120mm×120mm3.091.187.89-0.05-0.285917858.7140821463237.9160mm×120mm3.441.1811.213-0.04-0.2834857212.716514284874.7320mm×200mm3.80.656.1440.221.902585525.9025855251512400mm×200mm5.250.984.264-0.09-1.485646312.51435368862148400mm×250mm5.971.135.286-0.01-0.213453355.7865466572785500mm×250mm6.191.015.8960.061.3768507377.3768507378636.8250mm×160mm4.421.152.9233.3539.1961723742.1961723793422630mm×250mm6.040.84.4240.510.9244151214.92441512一層左邊最不利環(huán)路為1-2-3-4-5-6-7-9,最有利環(huán)路為8-9,計算新風管道不平衡率:最不利環(huán)路最有利環(huán)路60.0357.12不平衡率4.85%不平衡率小于15%,滿足要求;2)一層右邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表44.一層左邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表編號流量(m3/h)管段尺寸(mm×mm)風速(m/s)Rm(Pa/m)管長(m)△Py(Pa)ζ△Pj(Pa)△P1636.8250mm×160mm4.421.153.5840.232.6910804916.69108049121144200mm×160mm6.211.74120.030.6928811852.69288118531781400mm×200mm6.181.320.831-0.01-0.228734280.77126571642247400mm×250mm6.241.222.9740.061.3991837185.39918371852884500mm×250mm6.411.080.40-0.01-0.24607663-0.2460766363350500mm×320mm5.820.813.0120.030.6085854112.60858541173875500mm×400mm5.360.630.911-0.01-0.172061570.82793842684494500mm×400mm6.240.835.745-0.01-0.233197294.76680271495130630mm×400mm5.660.594.630.59.5930604212.5930604210636.8250mm×160mm4.421.151.6921.8321.4116404323.41164043一層右側最不利環(huán)路為1-2-3-4-5-6-7-8-9,最有利環(huán)路為9-10,計算新風管道不平衡率:最不利環(huán)路最有利環(huán)路36.136.0不平衡率0.28%不平衡率小于15%,滿足要求;3)二層左邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表45.二層左邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表編號流量(m3/h)管段尺寸(mm×mm)風速(m/s)Rm(Pa/m)管長(m)△Py(Pa)ζ△Pj(Pa)△P140.35120mm×120mm0.780.1113.210.360.1311734741.13117347421184250mm×250mm5.261.234.5260.030.4971037696.49710376932328400mm×250mm6.471.30.691-0.01-0.250704930.7492950742468400mm×320mm5.360.822.052-0.05-0.860307871.13969212853612500mm×320mm6.270.933.630.030.7063348743.70633487464756630mm×400mm5.240.514.092-0.01-0.164443571.83555643471144400mm×200mm3.970.60.6901.4213.4036682713.4036682785899630mm×400mm6.50.764.330.512.651762515.6517625二層左側最不利環(huán)路為1-2-3-4-5-6-8,最有利環(huán)路為7-8,計算新風管道不平衡率:最不利環(huán)路最有利環(huán)路30.729.1不平衡率5.21%不平衡率小于15%,滿足要求;4)二層右邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表46.二層左邊空氣—水系統(tǒng)新風管道水力計算表編號流量(m3/h)管段尺寸(mm×mm)風速(m/s)Rm(Pa/m)管長(m)△Py(Pa)ζ△Pj(Pa)△P140.35120mm×120mm0.780.1111.210.150.0546556141.0546556142116.9120mm×120mm2.260.682.2320.090.2753047482.27530474831260320mm×200mm5.471.263.6350.030.537588815.5375888142404400mm×320mm5.220.782.52-0.01-0.163190671.83680933252486400mm×320mm5.40.832.162-0.04-0.698556961.3014430463630500mm×320mm6.30.941.982-0.01-0.237703411.7622965973707500mm×320mm6.440.980.831-0.01-0.248385390.75161461
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