1、- i - 目录 前 言. . 1 第一章 工程概述与设计依据 . 2 1.1 工程概述 2 1.2 设计依据 2 1.2.1 围护结构热工指标 . 2 1.2.2 室外设计参数 . 2 1.2.3 室内设计参数 . 3 1.2.4 体力活动性质 . 3 第二章 负荷计算 . 4 2.1 夏季冷负荷的计算 4 2.1.1 夏季冷负荷的组成 . 4 2.1.2 空调冷负荷计算方法 . 4 2.2 湿负荷的计算 8 2.2.1 湿负荷的组成 . 8 2.2.2 湿负荷的计算方法 . 9 第三章 空调方案的确定 . 9 3.1 空调系统的确定 9 3.1.1 风机盘管加新风方式的确定 . 9 3.2
2、 空气处理过程设计 . 10 3.2.1 风机盘管加独立新风系统设计 10 第四章 风系统的设计 . 13 4.1 风管材料和形状的确定 . 13 4.2 送、回风管的布置 . 13 4.3 气流组织设计 . 13 4.3.1 风机盘管加新风系统 13 - ii - 4.4 风管设计 . 14 4.4.1 风道水力计算步骤 14 4.4.2 风机盘管加新风系统的新风管道水力计算 . 15 第五章 水系统的设计 17 5.1 水系统方案的确定 . 17 5.1.1 两管制水系统的特点 17 5.1.2 闭式系统的特点 18 5.1.3 同程和异程系统的选择 18 5.1.4 一次泵变流量系统的选
3、择依据 18 5.1.5 水系统方案的确定 19 5.2 冷冻水管路设计计算步骤 . 19 5.3 冷冻水供回水水力计算 . 20 5.4 冷冻水泵的选型 . 24 5.4.1 冷冻水泵设计规范 24 5.4.2 冷冻水泵的选型 24 5.5 冷凝水排放系统设计 . 25 结 论 26 参考文献 . 27 - 1 - 前言 随着国民经济的飞速发展，空气调节技术已是保证室内良好环境的一种必 不可少的技术。经济的发展使从事空调设计人员越来越多，对设计要求也越来 越高。许多其他行业的人也越来越多的关心空调系统设计的合理性和经济性。 尤其是近年来能源危机的出现、环保意识的不断提高，对空调设计提出了新的
4、 更为严峻的挑战。因此，利用自然资源，保护环境成了当前各国空调制冷行业 的研究方向。 为了适应时代的发展，各种空调应运而生。如变频空调，它是目前空调消 费的流行趋势，节能环保，能耗低；无氟空调，由当前全球面临的一个重大环 境问题所催生，无氟空调是众所期待的产品；舒适性空调得到了很大的发展， 健康是空调发展的主题之一，人们对于生活质量的要求越来越高；一拖多的发 展从侧面反映了我国居民居住环境的巨大变化，也为自身发展指明了方向。目 前，对于办公楼的空调系统比较推崇的空调方式是风机盘管加新风系统，这种 系统灵活性大，能独立的调节室温，不但节能，而且健康，得到了广泛应用。 随着生产和科技的不断发展，人
5、类对空调技术也进行了一系列的改进，同 时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系 统、燃气空调、VAV 空调系统、地源热泵系统等。本次设计中采用风冷螺杆式 冷热水机组作为空调系统的冷热源，这样一台机组夏季可进行供冷，冬季又可 进行供热。风冷螺杆式冷热水机组利用室内外空气作为冷热源，它不用冷却水 泵、冷却水管路及冷却塔，省去了庞大的冷却水系统，投资省，安装方便。 总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空 调发展的大趋势。 - 2 - 第一章 工程概述与设计依据 1.1 工程概述 本工程为广州市某村政府办公大楼空调系统设计，总建筑面积约为 800m
6、2， 共四层，每层层高为 3.8m。 设计的主要内容有：空调冷热负荷的计算；空调系统方案的确定；空调末 端处理设备的选型；风系统的设计与计算；水系统的设计与计算等。根据建筑 本身的特点，功能需要和有关规范要求，确定本系统会议室采用风机盘管加新 风系统。 关键词：办公楼 风机盘管加新风系统 1.2 设计依据 1.2.1 围护结构热工指标 外墙： 选用砖墙， 内外粉刷， =240mm， K=1.95 W/m2K， 衰减系数=0.35， 延迟时间=8.5h； 屋面：选用保温屋面，保温材料为沥青膨胀珍珠岩，K=0.94W/m2K，衰减 系数=0.51，延迟时间=6.2h； 外窗：选用单层玻璃钢窗， K
7、=4.54W/m2K2，窗的有效面积系数 xg=0.85， 地点修正系数 xd=1，取标准玻璃，遮挡系数 Cs=1.00，选用浅色布帘，遮阳系 数 Cn=0.50； 门：选用双层木门外门，K=3.54W/m2K3，无遮阳； 房间类型：房间类型为中型2。 1.2.2 室外设计参数 - 3 - 广州市室外设计参数 冬季 空调室外计算温度 5.3 空调室外计算相对湿度 74 室外平均风速 2.4m/s 通风室外计算（干球）温度 10.3 夏季 空调室外计算（干球）温度 34.2 空调室外（湿球）温度 27.8 室外平均风速 1.5 m/s 通风室外计算（干球）温度 31.9 1.2.3 室内设计参数
8、 夏季空调设计温度：26，风速不大于 0.3 m/s 冬季空调设计温度：20，风速不大于 0.2 m/s 广州市室内设计参数 表 1-2 序号 房间名称 温度 湿度 新风量 标准 m3/h人 噪声 dB（A） 夏季 冬季 夏季 冬季 1 办公室 26 20 5060 3540 40 46 2 会议室 26 20 5060 35 50 55 3 阅览室 26 20 5060 35 30 45 4 宣传大厅 26 20 5565 3035 20 55 1.2.4 体力活动性质 体力活动性质可分为1： 静坐：典型场所：影剧院、会堂、阅览室等； 极轻劳动：主要以坐姿为主，典型场所：办公室、旅馆等； 轻
9、度劳动：站立及少量走动，典型场所：实验室、商店等； 中等劳动：典型场所：纺织车间、印刷车间、机加工车间等； 重劳动：典型场所：炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。 - 4 - 所以本设计中办公楼属于极轻劳动，舞厅、健身房属于重劳动。 第二章 负荷计算 空调房间冷（热） 、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依 据。 在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量 和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗（失）热量。 在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为 补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度
10、所需由 房间除去或增加的湿量称为湿负荷。 2.1 夏季冷负荷的计算 2.1.1 夏季冷负荷的组成 夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成： 1) 通过围护结构传入室内的热量 2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量 3）人体散热量 4）照明散热量 5）设备散热量 6）伴随人体散湿过程产生的潜热量 2.1.2 空调冷负荷计算方法 冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。本设计采用谐波反应 法。谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂，一般需用电子计算机。为了便于手 算，采用谐波法的工程简化计算方法。以 401 阅览室为例： - 5 - 1.外墙和屋顶 CLQKF t （2-1） 式中 F 计算面积，m2； K
11、 传热系数，W/(m2)； 计算时刻，h； 温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h； t 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，可通 过空气调节查得。 北外墙 计算时刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 t- 6 5 5 5 5 5 5 - 6 - K 1.95 F 40.7 CLQ 476 397 397 397 397 397 397 计算时刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 t- 6 6 7 7 8 8 K 1.95 F 40.7 CLQ 476 476 556
12、556 635 635 南 外 墙 计算 时刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 t- 6 6 6 5 5 5 6 K 1.95 F 40.5 CLQ 473.85 473.85 473.85 394.875 394.875 394.875 473.85 计算 时刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 t- 6 6 7 7 7 8 K 1.95 F 40.5 CLQ 473.85 473.85 552.825 552.825 552.825 631.8 东计算时8:00 9:00 10:00 11:00
13、12:00 13:00 14:00 - 7 - 外 墙 刻 t t- 7 6 6 6 6 7 9 K 1.95 F 36.4 CLQ 496.86 425.88 425.88 425.88 425.88 496.86 638.82 计算时 刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 t- 10 11 11 12 12 12 K 1.95 F 36.4 CLQ 709.8 780.78 780.78 851.76 851.76 851.76 西 外 墙 计算时 刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 t- 8 8
14、 7 7 6 6 6 K 1.95 F 25.9 CLQ 404.04 404.04 353.54 353.54 303.03 303.03 303.03 计算时 刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 t- 6 7 7 8 8 9 K 1.95 F 25.9 CLQ 303.03 353.54 353.54 404.04 404.04 454.55 2.外窗 外窗的冷负荷包括两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日 - 8 - 射得热形成的冷负荷。 1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷 CLQ=KFt （2-2） 式中 t 计算时刻的负荷温差，可通
15、过空气调节查得； K 传热系数，W/(m2)； F 计算面积，m2。 2）窗户日射得热形成的冷负荷 CLQ=xgxdCnCsFJj （2-3） 式中 g x 窗的有效面积系数；单层钢窗 0.85，双层钢窗 0.75； d x 地点修正系数，可通过空气调节查得； Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数，可通过空气调节查得； Cs 窗玻璃的遮挡系数，可通过空气调节查得； Jj 计算时刻时， 透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷， 简称负荷强度，W/m2，可通过空气调节查得。 北 外 窗 瞬变传热得热形成冷负荷 计算时刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00
16、 t 2.4 3.2 4 4.7 5.4 5.9 6.3 K 4.54 F 13 CLQ 141.65 188.86 236.08 277.39 318.71 348.22 371.83 计算时刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 t 6.6 6.7 6.5 6.2 5.6 5 K 4.54 F 13 - 9 - CLQ 389.53 395.43 383.63 365.92 330.51 295.10 日射得热形成冷负荷 计算时刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 Jj,t 64 70 77 86 9
17、1 93 90 Cn 0.5 Cs 0.83 F 13 CLQ 293.49 321.00 353.10 394.37 417.30 426.47 412.72 计算时刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 Jj,t 86 85 84 69 34 26 Cn 0.5 Cs 0.83 F 13 CLQ 394.37 389.79 385.20 316.42 155.92 119.23 南 外 窗 瞬变传热得热形成冷负荷 计算时 刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 t 2.4 3.2 4 4.7 5.4 5
18、.9 6.3 K 4.54 F 9.7 CLQ 105.69 140.92 176.15 206.98 237.81 259.82 277.44 计算时 刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 t 6.6 6.7 6.5 6.2 5.6 5 K 4.54 F 9.7 - 10 - CLQ 290.65 295.05 286.25 273.04 246.61 220.19 日射得热形成冷负荷 计算时 刻 t 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 Jj,t 42 58 71 81 88 90 87 Cn 0.5 Cs
19、 0.83 F 9.7 CLQ 143.71 198.46 242.94 277.16 301.11 307.95 297.69 总冷负 荷 249.40 339.38 419.09 484.13 538.91 567.77 575.13 计算时 刻 t 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 Jj,t 80 70 53 35 23 19 Cn 0.5 Cs 0.83 F 9.7 CLQ 273.73 239.52 181.35 119.76 78.70 65.01 总冷负 荷 564.38 534.57 467.60 392.79 325.31 285.20
20、3.内围护结构 1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可 按式（2-1）计算。此时负荷温差t 应按空气调节相应表中“零”朝向的 数据采用。 2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算 - 11 - 4.地面 查舒适性空调，地面传热可忽略不计。 围护结构负荷计算结果见下表 5.室内热源散热形成的冷负荷 设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。 1）设备 CLQ= JE-TQ （2-4） 式中 Q 设备得热，W； T 设备投入使用时刻，h； E-T T时间内的设备负荷强度系数，可通过空气调节查得。 该房间有 1200w 电热设备，从早上 8：
21、00 工作到下午 17：00。 设备（401 阅览室）负荷 计算 时刻 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 JE-T 0.57 0.82 0.87 0.9 0.92 0.94 0.95 0.95 0.4 设备 功率 Q 1200 CLQ 684 984 1044 1080 1104 1128 1140 1140 480 2）照明 CLQ= JL-TQ （2-5） 式中 Q 照明得热，W； T 开灯时刻，h； L-T T时间内的照明负荷强度系数，可通过空气调节查得。 该房间安有 8 支 40W 的荧光灯，开灯时间从早上 8：0
22、0 到下午 17：00。 照明（401 阅览室）负荷 计算 时刻 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 JL-T 0.43 0.74 0.82 0.86 0.89 0.91 0.93 0.94 0.54 - 12 - 照明 功率 Q 408=320 CLQ 137.6 236.8 262.4 275.2 284.8 291.2 297.6 300.8 172.8 3）人体 人体冷负荷包括人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。 .人体显热冷负荷 CLQ=JP-TQ （2-6） 式中 Q 人体得热，W； T 人员进入房间时刻，h； P-
23、T T时间内的人体负荷强度系数，可通过空气调节查得。 该房间有 20 人，工作时间为早上 8：00 到下午 17：00。 人体（401 阅览室）显热负荷 计算时 刻 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 JP-T 0.52 0.79 0.86 0.89 0.92 0.93 0.94 0.95 0.45 人体显 热 Q 6120=1220 CLQ 634.4 963.8 1049.2 1085.8 1122.4 1134.6 1146.8 1159 549 .人体潜热冷负荷 Q qnn （2-7） 式中 q 不同室温和劳动性质时
24、成年男子散热量，W，可通过空气调节 查得； n 室内全部人数； n 群集系数，可通过空气调节查得。 401 阅览室的人体潜热负荷：Q qnn =7320.90=131 W 则 401 阅览室冷负荷汇总如下： 其他房间亦如上计算，结果见附表 1 - 13 - 按逐时法将每个房间冷负荷逐时相加，得出建筑物逐时冷负荷，其中建筑 物逐时冷负荷中最大冷负荷即为建筑物的冷负荷。 根据计算得建筑物最大冷负荷出现在 16：00，数值为 59906W。 各层冷负荷汇总及建筑冷负荷汇总见附表 2。 2.2 湿负荷的计算 2.2.1 湿负荷的组成 空调房间的湿负荷有以下组成： 1）人体散湿量； 2）渗透空气带入室内
25、的湿量； 3）化学反应过程的湿量； 4）各种潮湿表面、液面或流液的散湿量； 5）食物或其他物料的散湿量； 6）设备散湿量。 2.2.2 湿负荷的计算方法 本次设计湿负荷主要考虑的是人体散湿量。 人体湿负荷 Wr（kg/h）可按下式计算： 1 1000Wrn w （2-8） 式中 n 计算时刻空调房间内的总人数； 群体系数，可通过空气调节查得； w 一名成年男子的每小时散湿量，g/h，可通过空气调节查得。 各房间湿负荷汇总如下：(三层与二层相同) 房间湿负荷 房间 人数（人） 湿负荷（g/h） 101,102，204 10 1090 103 5 545 104 20 2180 - 14 - 10
26、5,201,202,203 5 545 401,402 20 2180 第三章 空调方案的确定 3.1 空调系统的确定 3.1.1 风机盘管加新风方式的确定 办公室、阅览室和会议室厅等空间人员集中程度不大，各房间的负荷根据 运行时间不一致，且各自有不同要求，因而采用风机盘管加新风系统。风机盘 管直接放置在各个空调房间内，对室内回风进行处理；新风则由新风机组集中 处理后通过新风管道送入室内与回风混合。新风机组每层放置一台在空调机房 内，制冷机组放置在屋顶。风机盘管加新风系统的冷量或热量是由空气和水共 同承担，所以属于空气-水系统。其优点如下： 1）布置灵活，节能效果好，各房间能根据室内负荷情况单
27、独调节温湿度， 房间不使用时可以关掉机组，不影响其他房间的使用； 2）各空调房间互不相通，不会相互污染； 3）只需要新风机房，机房面积小，风机盘管可以安装在空调房间内； 4）与集中式空调相比，不需要回风管道，节省建筑空间； 5）节省运行费用； 6）使用寿命长。 办公楼内有部分审讯室，结合实际情况可知，这部分房间实用时间很不规 律，当空调主系统停止运行时，部分房间可能还需使用，故增设分体空调，不 考虑在风机盘管加新风系统中。 3.2 空气处理过程设计 3.2.1 风机盘管加独立新风系统设计 一、夏季送风状态点和送风量 - 15 - 1）新风量的确定 确定新风量的依据有下列三个因素：稀释人群本身和
28、活动所产生的污染 物，保证人群对空气品质的要求；补充局部排风量；保持空调房间的“正 压”要求。 对于因素，按规范上假定每人所需的新风量计算，查表 1-2； 对于因素，由于相对来说很小，不予考虑； 对于因素，一般空调都满足其正压要求。 因此满足卫生要求的新风量公式为 Gw=ngw （3-1） 式中 n 空调房间内的总人数； gw 新风量标准，即单位时间内每人所需的新风量，m3/h人。 2）夏季送风状态点和送风量的确定 考虑到卫生和能效，选择处理后的新风和风机盘管处理过的空气混合后送 入室内的方案。采用新风不负担室内负荷的方式，新风处理到机器露点 L，温 升后到达 K,管道温升为 2，风机盘管处理
29、到点 M，混合到 O 点一并送入房间， i-d 图上的处理过程如图 3-2 所示。 图 3-2 新风与风机盘管送风混合后送入时的空气处理过程 以 101 办公室为例 - 16 - 1. 满足卫生要求的新风量 Gw1=ngw =1030=300 m3/h=0.1 kg/s 2. 热湿比=Q/W=4560x3600/1090=15060 3. 送风状态点 已 知 室 内 外 参 数 tN=26 ， N =60% ， tW=34.2 ， tWs=27.8 ， 查 得 iN=58.6kJ/kg，iw=88.8 kJ/kg，由室内空气hn线，新风处理后的机器露点的 相对湿度和风机温升即可定出新风处理后的
30、机器露点 L1 及温升后的 K 点 在 i-d 图中， 过 N 点作线与=90%相交， 即得送风状态点 O， io=48.8 kJ/kg， 总风量 G=Q/(iN-io)=4560/（58.6-48.8）=0.490kg/s=1469.67 m3/h。 4. 用换气次数校核 换气次数定义为房间通风量 L(m3/h)和房间体积(m3)的比值，即 n=G/V （3-2） 则 101 办公室换气次数 n=1469.67/(76.763.2)=9.45，所以符合换气次 数要求。 5. 新风量的确定 满足卫生的新风量 Gw1=300 m3/h 6. 新风负荷 () WWWL QGii （3-3） 式中
31、Gw 新风量，kg/s iw，iL 室外新风点以及新风处理后点的焓值，kJ/kg 则 101 办公室的新风负荷为 Qw=0.11000(88.8-58.6)=2800W 7. 风机盘管风量 FW GGG （3-4） 式中 G 总送风量，kg/s； GW 新风量，kg/s 则风机盘管风量为 GF=0.490-0.1=0.390 kg/s=1170m3/h 8. 风机盘管冷量 连接点 L1及点 O 并延长至 M 点，使 OM/L O/( G w /GF),则 iL2= io- (iL-io） GW/GF=48.8-(58.6-48.8)300/1170=45.7 kJ/kg - 17 - 则风机盘
32、管冷量 QF=GF（iN- iL2） （3-5） QF=GF（iN- iLM）=0.3901000（58.6-45.7）=4748W 各房间亦如上计算，结果见附表 3 二、风机盘管的选型 根据风机盘管风量以及所承担的冷量对风机盘管进行选型。101 办公室选 用 FP-68 型风机盘管 2 台，FP-68 型号风机盘管性能参数如下表所列（进出水 温差 5） ： FP-68 风机盘管性能参数 型号 FP-68 （低静压） 风量 (m3/h) 冷量 (w) 热量 (w) 水阻力 (kpa) 水量 (L/h) 噪音 dB(A) 送风 量要 求高 时用 高档 低挡 高档 510 680 3330 490
33、2 30 605 40 其余房间设备选型见附表 2。 三、新风机组选型 新风机组选型 楼层 新风量 m3/h 新风负荷 w 型号 额定风量 m3/h 一层 1500 14100 HDK-02 2000 二层 900 7000 HDK-01 1000 三层 900 7000 HDK-01 1000 四层 1200 11400 HDK-02 2000 第四章 风系统的设计 - 18 - 4.1 风管材料和形状的确定 风管按其形状一般分为圆形和矩形风管，本设计选用矩形风管，其占的有 效空间较小、易于布置、明装较美观等，按其材料选用金属风管，易于加工制 作、安装方便，具有一定的机械强度和良好的防火性能
34、，气流阻力较小。 4.2 送、回风管的布置 大空间内，按房间的空间结构布置送回风管的走向（见图纸） ，采用上送下 回方式，送风均采用圆形散流器下送，回风采用单层百叶回风口；小空间内， 因本建筑层高较高，可充分利用吊顶，在房间的吊顶内放置卧式风机盘管，实 现上送风，风口采用圆形散流器。 4.3 气流组织设计 4.3.1 风机盘管加新风系统 以 101 办公室为例：（房间面积 52.54m 2,送风温差 8， 没每 m2 冷负荷 86.8w） - 19 - 1）将健身房划分为 4 个小区，即长度方向划分为四等分，每等分为 3.38m；宽 度方向划分为 2 等分，每等分为 3.38m，这样，每个小方
35、区为 3.383.38m。将 散流器设置在小方区中央，则每个小方区可当作单独房间看待。 2）根据空调区域长度为 4m，净高度为 3.2m 得室内平均风速 pj v =0.15m/s2，对 于送冷风情况， pj v =1.20.15=0.18m/s0.3m/s，说明合适，对于送热风情况， pj v =0.80.15=0.12 m/s0.2m/s（合适） ； 3）根据房间的冷负荷及送风温差 s t，按下式2计算送风量 1.2 1.01 spss Lqctqt0.83 s qt=0.10 3 m s 查实用供热空调设计手册表 11.9-7 找到相近送风量 s L=0.10 3 m s， s v=3.
36、89m/s，D=200mm； 4）对办公室来说，散流器送风速度 3.89m/s 是允许的2，不会产生较大噪声； 5）查实用供热空调设计手册选用颈部名义直径 D=200mm 的散流器，风量在 360 3 mh（0.10 3 m s）时的射程为 1.57m，相当于从散流器中心至墙面距离的 0.93 倍，满足要求。整个房间需要设置 4 个这种型号的散流器。 其他房间亦如上计算，结果见附表 2。 4.4 风管设计 4.4.1 风道水力计算步骤 风道水力计算实际上是风道设计过程的一部分。它包括的内容有：合理采 用管内空气流速以确定风管截面尺寸；计算风系统阻力及选择风机；平衡各支 风路的阻力以保证各支风路
37、的风量达到设计值。 采用假定流速法进行风道水力计算的步骤如下： 绘制空调系统轴测图，并对各段风道进行编号、标注长度和风量。管 段长度一般按两个管件的中心线长度计算。 确定风管内的合理流速。选定流速时，要综合考虑建筑空间、初始投 资、运行费用及噪声等因素。查空调制冷专业课程设计指南表 5-4 选取主风道风速为 56.5m/s，水平支风道风速为 3.04.5m/s。 根据各风道的风量和选定流速，计算各管段的断面尺寸，并使断面尺 - 20 - 寸符合通风管道统一规格，再算出风道内实际流速。 根据风量 L 或实际流速 v 和断面当量直径 D 查图得到单位长度摩擦阻 力 Rm。 计算沿程阻力和局部阻力
38、选择最不利环路（即阻力最大的环路）进行阻力计算 . 沿程阻力 公式为： ym PR l （4-1） 式中 l 管段长度，m； Rm 单位长度摩擦阻力，Pa/m . 局部阻力 公式为： 2 /2 j Pv （4-2） 系统总阻力 公式为： yj PPP （4-3） 4.4.2 风机盘管家新风系统的风管道水力计算 以四层风管水力计算为例： 1）绘制四层送风管道布置图 2）水力计算 对各管段进行编号，标出管长和各点送风量。 选定最不利环路，本系统选 1,9,10,11,12 位最不利环路。 根据各管道的风量几选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单 位长度摩擦阻力。 管段 1 有水平风管，初
39、定流速为 6.0m/s。根据 L1=1500m 3/h,V 1=6.0m/s 所选管径按通 风管道统一规格调整为： 320 mm200mm,实际流速 V1=6.6m/s,Rm1=2.235pa/m 其余管段计算方法与之相同，结果见下表 查资料的各管件的局部阻力系数 - 21 - 管段 1 蝶阀=0.3 裤衩分流三通：Fb/Fc=0.5 查的=0.68 =0.98 管段 2 蝶阀：=0.3 T 型分流三通：直通管，Ls/Lc=0.5 查的=0.4 旁通管，Fb/Fc=0.45 Lb/Lc=0.3 查的=2.41 =3.11 其余管段计算方法与之相同，结果见下表 计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力
40、，计算结果见下表 对并联管路进行阻力平衡，计算结果见下表 计算系统的总阻力，获得管网特性曲线 P=37.98+77.90+21.29-0.42+1.06=137.81pa 四层最不利环路风管水力计算如下表所示： 最不利环路风管道水力计算 管段 编号 送风 量 m3/h 管宽 mm 管高 mm 风速 m/s Rm Pa/m 管长 m y P Pa j P Pa P Pa 1 1200 250 200 6.8 2.643 6.53 17.259 0.908 25.25 3 42.51 9 600 250 120 6.8 4.013 3.68 14.768 3.11 86.49 5 101.26 1
41、0 300 200 120 3.5 1.312 9.2 12.070 1.298 9.547 21.62 11 150 120 120 3.6 1.265 1.61 2.037 -0.2 -1.665 0.37 12 150 120 120 3.6 1.265 0.96 1.214 -0.2 -1.665 -0.45 总阻力：137.81pa - 22 - 管 段 编 号 流 量 m /h 管 宽 mm 管 高 mm 管长 m 流 速 m/s 动 压 pa 局 部 阻 力 系数 局部阻 力 pa 单 位 长 度 摩 擦 阻 力 pa/m 摩擦阻 力 pa 管 段 阻 力 pa 13 300 2
42、00 120 2.37 3.5 7.355 0.908 6.678 1.312 3.109 9.79 14 150 120 120 1.64 3.6 8.326 -0.2 -1.665 1.265 2.075 0.41 15 150 120 120 0.84 3.6 8.326 -0.2 -1.665 1.265 1.063 -0.60 2 900 250 160 2.23 6.4 24.68 1.76 43.437 2.764 6.164 49.60 3 750 200 200 5.94 5.3 17.46 0.1 1.746 1.961 11.648 13.39 4 150 120 120
43、 4.42 3.6 8.326 1.08 8.992 1.265 5.591 14.58 5 150 160 160 2.41 3.6 8.326 0.59 4.912 1.265 3.049 7.96 6 600 200 200 2.32 4.3 10.54 0.908 9.570 1.28 2.970 12.54 7 300 200 120 1.56 3.5 7.355 0.42 3.089 1.312 2.047 5.14 8 300 200 120 0.84 3.5 7.355 0.42 3.089 1.312 1.102 4.19 9-15 与 2-8 不平衡率： P9-15=109
44、.43pa P2-8=107.41pa 不平衡率 X=（P9-15-P2-8）/P9-15=1.85% 符合要求，其余管段不平衡率见附表 3 其余各层计算方法与之相同，计算结果见附表 3 - 23 - 裤衩三通 T 型分流三通 局部阻力系数表 管段编号 部件名称 阻力系数 管段编号 部件名称 阻力系数 蝶阀 0.3 蝶阀 0.3 裤衩三通 0.608 裤衩三通 0.608 蝶阀 0.3 90弯头 0.39 T 型分流三通 2.41 蝶阀 0.3 Y 型合流三通 -0.2 T 型分流三通 2.41 Y 型合流三通 -0.2 蝶阀 0.3 Y 型合流三通 -0.2 裤衩三通 0.608 Y 型合流
45、三通 -0.2 90弯头 0.39 第五章 水系统的设计 5.1 水系统方案的确定 5.1.1 两管制水系统的特点 两管制水系统是采用同一套供回水管路，冬季供热水、夏季供冷水。由 - 24 - 运行人员依据多数房间的需要决定，实行供热与供冷的转换。其系统简单、一 次性投资少，但不能同时供冷水和供热水。本设计空调精度要求不是很高，故 采用两管制。而三管制是公用一根回水管，因此冷热有混合损失，运行效率不 高，而且系统水力工况复杂，难于运行。四管制初投资较高且多占空间。 5.1.2 闭式系统的特点 1） 水泵扬程仅需克服循环阻力， 与楼层数无关仅取决于管路长度和阻力。 2）循环水不易受污染，管路腐蚀
46、情况比开式系统好。 3）不需要设回水池，但要设一个膨胀水箱。膨胀水箱尽量接至靠近入口 的回水干管。 5.1.3 同程和异程系统的选择 同程式系统供回水干管中的水流方向相同，经过每一管路的长度相等， 水量分配调度方便，便于水力平衡，初投资稍高；异程式系统不需设回程管， 管道长度较短，管路简单，初投资较低，水力平衡较困难。本设计选用同程式 系统。 5.1.4 一次泵变流量系统的选择依据 系统中循环水量为定值，或夏季和冬季分别采用两个不同的定水量，负 荷变化时，减少制冷量或制热量，改变供、回水温度的系统称为定水量系统。 定水量系统简单，不需要变水量定压控制。用户采用三通阀，改变通过 表冷器的水量，各
47、用户之间不相互干扰，运行较稳定。其缺点是水量均按最大 负荷确定的，且最大负荷出现时间很短，即使在最大负荷时，各朝向的峰值也 不会在同一时间内出现，绝大多数时间供水量都大于所需的水量，因此水泵无 效能耗很大。 保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统称为变 流量系统。 变流量系统的水泵能耗随负荷减少而降低，系统的最大水量亦可按综合 最大负荷计算，因而水泵运行能量可大为降低，管路和水泵的初投资亦可降低。 - 25 - 但需采用供、回水压差进行台数和流量的控制，自控系统复杂。 本次设计采用一次泵变流量系统，其原理如下： 在系统处于设计状态下，所有设备都满负荷运行，压差旁通阀开度为零（无旁 通流量） ，这时压差控制器两端接口处的压力差为零。当末端负荷变小时，末端 的两通阀关小，使末端设备中冷冻水的流量按比例减少，从而使被调参数保持 在设计值范围内。 二次泵变流量系统虽然能节省冷冻水泵的耗电量，但初投资比较大，自 控要求比较高，占地面积也大些。 5.1.5 水系统方案的确定 本设计采用两管制、闭式、一次泵变流量系统，各层水管异程布置；风 机盘管供回水管上均设有调节阀，依据负荷的变化灵活的调节。为防止管网因 杂质和结垢而造成水路堵塞影响使用，在冷冻回水口上设 Y 型过滤器。冷冻水 管采用焊接钢管，冷凝管采用镀锌钢管，管
