《建筑环境与设备工程专业毕业设计说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑环境与设备工程专业毕业设计说明书.doc(27页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、前言 随着我国国民经济的高速增长和综合国力的不断增强,暖通空调事业和其他事业一样,也获得了迅速的发展。装备有完善的暖通空调设施的现代工(农)业建筑、现代的公共建筑和各类高层民用建筑,像雨后春笋般在祖国大地上拔地而起。 然而,与此同时,能源环境问题亦日益加剧。在我国,全社会总能耗中建筑使用能耗约占28%,而空调能耗占建筑总能耗得70%。因此,暖通空调节能越来越受到国家各部门的重视。宁波市作为国家可再生能源应用示范城市,出台了相关补贴政策,每平最高补贴70元,总额最高300万元,以促进可再生能源应用技术发展。 目前我国实施建筑节能65%的标准,暖通空调系统作为办公楼、住宅的耗能大户,对整个建筑物的
2、能耗有着直接的影响。地源热泵技术,作为一种利用浅层常温土壤中的能量作为能源的高效节能、无污染、低运行成本的既可采暖又可制冷、并可提供生活热水的新型空调技术。近十几年来,在北美北欧等国家取得了很快的发展,中国的地源热泵市场在最近五年来也非常活跃。因此,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的高效、环保、节能的供热和供冷空调技术。 地源热泵系统是利用地下土壤常年温度相对稳定的特性,通过埋入建筑物周围的地耦管与建筑物内部完成热交换的装置。冬季通过地源热泵将大地中的低位热能提高品味对建筑物供暖,同时把建筑物内的冷量储存至地下,以备夏季制冷使用;夏季通过地源热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑物进行降
3、温,同时储存热量,以备冬季制冷时使用。因此地源热泵技术被称为二十一世纪的“绿色空调技术”。目前,以宁波地区得天独厚的优势,地源热泵中央空调系统是中央空调方案中的最佳选择。 通过这次设计,本人深觉坚持节能环保,整体践行暖通系统的低碳之路,推动暖通空调行业不断可持续发展,设计出更多更好的节能环保中央空调系统是我们每个暖通空调行业人士不可推卸的责任。摘要 本设计从整幢大楼的负荷计算开始,从系统合理、选型合适、防护措施合法及充分考虑到能源损耗等出发,并对整栋大楼里的每种房间类型进行分析,给各种不同房间合理的选择了空调系统,并根据房间功能合理的布置了管道。冷负荷的计算我们采用了谐波反应法,并依据所计算的
4、冷负荷选择了冷热源,根据各个房间的冷负荷及所需要的冷风量选择了相应的末端产品。在水系统设计上,我参考了国内的多个实例,并进行了水力计算,充分考虑水力失调,在多个系统的比较下选择了系统。对于风系统更是对比了多个系统,对于房间的气流分布,选择了较合理的送风方式。同时,本设计分析了地埋管换热器的设计要素。综合考虑当地地质条件、地源热泵的优势以及冷热负荷的特点,设计了混合式地源热泵系统。采用地埋管换热器满热负荷、辅助冷却装置补偿冷负荷的方案。末端采用风机盘管加独立新风系统。关键词混冷负荷,送风量,合式地源热泵系统,地埋管换热器,辅助冷却装置,风机盘管加独立新风ABSTRACT This design
5、is from whole the mansion of cold carry the calculationstart, from the system reasonable ,choose the type fit ,protection measure leagal and consider well the energy exhaust to wait the angle sets out, and proceed the analysis to the room of whole the mansion of each category type ,give various diff
6、erent rooms to choose the air condition system reasonablely ,and arranged the piping reasonablely according to the function of every kind of room .the caculation of the cold burthen, we choose the engineering ascends to estimate the method in common usely, and compute cold to carries to choose the c
7、old and hot source according to, the energy that contrasted every kind of fueling price and electicity the price and considered the aftertime while choosing boiler variety circumstance. According to the each room of cold carry and needs of send to the amount of breeze chose the homologous air condit
8、ion bitter end product. On the water system design ,we according to a solid example, combine proceeding the water power computes, considering the water power well out of tune, under several systems of more just chose the system. Contrasted breeze system very much several systems distribute to the cu
9、rrent of air of the room, choose to send the breeze method most reasonablely. In systems of more just chose the system very much several systems, distribute to the current of the air of the room, choose to send the breeze method most reasonablely. Analyses the key design elements of ground heat exch
10、ange r. Taking account of the local geological condition, the advantages of t he ground2source heat pump system and the condition that cooling load is higher than heating load in this area the building located , designs a hybrid ground2source heat pump system( HGSHPS). The heating load is provided b
11、y the ground heat exchanger, and the cooling load is complemented by the auxiliary cooling device. The Fan-Coil Unit with independent Fresh Air System is applied to the terminal. Keywords : cooling load, air supply, hybrid ground2source heat pump system, ground heat exchanger, auxiliary cooling devi
12、ce, Fan-Coil Unit with independent Fresh Air目录前言I摘要IIABSTRACTIII目录IV1绪论11.1建筑概况11.2设计参数12负荷计算12.1冷负荷计算方法12.2空调热负荷计算方法42.3生活热水负荷53空调系统方案确定13.1空调系统方案比较13.2空调水系统方案比较确定23.3风机盘管选型及布置34设计方案计算及设备选型124.1热泵机组的选择124.2地埋管换热器的设计124.3空调水系统方案设计134.4空调风系统设计134.5辅助冷却系统145气流组织165.1布置气流组织分布165.2散流器选择计算166消声、减振、保温及防火设
13、计186.1消声设计186.2减振设计196.3保温设计196.4防火设计19总结21参考文献21谢 辞231绪论1.1建筑概况 该工程位于浙江省宁波市鄞州区,建筑面积12280,地上建筑十二层,无地下室,为框架结构,一层层高5.85,二层和十一、十二层层高4.2,其他楼层高3.75,系综合大楼,用于政府办公。 政府办公建筑作为一个流动人口较多的公共场所,对室内环境的要求也比较高,其能耗是其他建筑的3到5倍。由于能源的紧缺,节能问题越来越引起人们的重视。因此需要为办公建筑物安装配置节能、舒适的中央空调系统,为办公人员同来访人员提供一个舒适的室内环境。1.2设计参数 室内设计参数 夏季 冬季办公
14、楼宁波地区基本气象参数 夏季室外计算干球温度夏季室外计算湿球温度夏季大气压力 夏 季室外平均风速冬季室外计算干球温度冬季室外计算相对湿度冬季大气压力 冬季室外平均风速 表1.1 2负荷计算2.1冷负荷计算方法 (1)外墙和屋面传热冷负荷计算公式 外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷,按下式计算: (2.1)式中:-温度波的作用时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻,点钟;-计算时刻,点钟;-作用时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,简称负荷温差,; 当外墙或屋顶的衰减系数时,可用日平均冷负荷代替各计算时刻的冷负荷: (2.2)式中:-负荷温差的日平均值,;-计算面积,;(2)外窗的温差传热冷
15、负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Q按下式计算 : (2.3)式中:-计算时刻下的负荷温差,;-传热系数;-窗框修正系数; (3)外窗太阳辐射冷负荷 透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷,应根据不同情况分别按下列各式计算: 外窗只有内遮阳设施时 (2.4)式中:-内遮阳系数;-计算时刻下,透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,; (4)内围护结构的传热冷负荷 相邻空间通风良好 (2.5) 式中:-夏季空气调节室外计算日平均温度,;-邻室温升,可根据邻室散热强度采用,; (5)人体冷负荷 人体显热散热形成的计算时刻冷负荷,按下式计算: (2.6)式中:-群体系数;-计算时刻空调房间内
16、的总人数;-名成年男子小时显热散热量,;-计算时刻,;-人员进入空调区的时刻,;-从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间,; (6)灯光冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷,应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算:白炽灯散热形成的冷负荷 (2.7)镇流器在空调区之外的荧光灯时刻灯具散热的冷负荷系数;镇流器装在空调区之内的荧光灯 (2.8)暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯 (2.9)式中:-照明设备的安装功率,W;-考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔, 利用自然通风散热于顶棚内时,取为0.5-0.6,荧光灯罩无通风孔时,视顶棚内通风情况取为0.6-0.8;-
17、同时使用系数,一般为0.5-0.8;-计算时刻,;-开灯时刻,;-从开灯时刻算起到计算时刻的时间,; (2.10)(7)设备冷负荷电热工艺设备散热量热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷,按下式计算: (2.11)式中:-热源投入使用的时刻,;-从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间,;时间设备、器具散热的冷负荷系数;-热源的实际散热量,;-通风保温系数; (2.12)(8)渗透空气显热冷负荷渗透空气的显冷负荷,按下式计算: (2.13)式中:-单位时间渗入室内的总空气量,;-夏季空调室外干球温度,;-室内计算温度,。 (9)散湿量与潜热冷负荷 人体散湿量按下式计算: (2.14)式中:
18、-散湿量,;-群体系数;-计算时刻空调区的总人数;-一名成年男子的小时散湿量,g/; 人体散湿形成的潜热冷负荷,按下式计算: (2.15)式中:-一名成年男子小时潜热散热量,; 渗入空气散湿量及潜热冷负 进行餐厅冷负荷计算时,需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷,可按每位就餐客人9考虑。 渗入空气形成的潜热冷负荷,按下式计算: (2.16)式中:-室外空气的含湿量,g/Kg;-室内空气的焓,KJ/Kg;-室外空气的焓,KJ/Kg;-室内空气的含湿量,g/Kg;由以上方法算的各房间空调冷负荷见附录A,该建筑夏季总冷负荷为848KW。2.2空调热负荷计算方法(1)围护物的基本耗热量的计
19、算 通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(也称围护物的基本耗热量),按下式计算: (2.17)式中:-该围护物的传热系数,;-该面围护物的散热面积,;-供暖室外计算温度,;-温差修正系数。 外墙、屋顶的传热系数当考虑梁、楼板、柱等的热桥影响时,采用外墙平均传热系数Km。按规定,取各成分面积的加权平均值。地面传热计算 当围护物是贴土的非保温地面时,其温差传热量(W)用下式计算: (2.18)式中:-非保温地面的平均传热系数,;-室内空气计算温度,;(2)附加耗热量 (2.19)式中:-该围护物的基本耗热量,;-朝向修正;-风力修正;-两面外墙修正;-窗墙面积比过大修正;-房高修正;-间歇附加;
20、附加耗热量按基本耗热量的百分数计算。考虑了各项附加后,某面围护物的传热耗热量: (3)通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量 (2.20)式中:-干空气的定压质量比热容, ;- 渗透空气的体积流量, ;-室外温度下的空气密度,;-室内空气计算温度, ; 忽略热压及室外风速沿房高的递增,只计入风压作用时的的计算方法: (2.21)式中:-房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度,;-每米门窗缝隙的渗风量,;由以上方法算的各房间空调热负荷见附录B,该建筑冬季总热负荷为613。2.3生活热水负荷在十一层有8个淋浴头,热水小时用水定额,使用温度,同时使用百分数,当地冷水温度。热水密度,热水热容。设计小时耗热量 (
21、2.22)考虑到淋浴间位于顶层,且用水量不大,适合采用独立的太阳能设备提供热水,且满足节能、环保、经济等要求。3空调系统方案确定 3.1空调系统方案比较空调系统按能源种类分主要有以下三种:(1) 传统的中央空调 有空气源热泵(风冷机组)+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉两种形式。空气源热泵(风冷机组)和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放,受室外气温因素影响太大,其制冷量随室外空气温度升高而降低,尤其在高温高湿地区,机组制冷性能极不稳定,效率低下。在制热时,空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热装置,否则机组不能正常工作,耗电量大,效率很低,而水冷冷水机组+锅炉这种空调形
22、式,在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉,污染严重,运行费用昂贵。(2) 地下水源空调 系统是从水井中抽取的地下水。这种空调在应用上受到许多限制,需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。虽然在理论上抽取的地下水能够回灌到地下水层,但是目前国内地下水回灌技术还不成熟,很容易造成地下水资源的流失。目前由于对使用地下水的规定和立法越来越严格,这种空调系统的应用已逐渐减少。(3) 土壤热交换器地源空调系统 地源热泵是一种利用地下土壤中的地热资源,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。这种空调系统是把热交换器埋于地下,通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏
23、季通过机组将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温。同时储存热量,以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间,对房间进行供暖,同时储存冷量,以备夏用,大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉,这样就实现了能量的季节转换。通常机组消耗1的电量,用户可以得到45左右的热量或冷量。与锅炉供热系统相比,地源空调系统要比电锅炉节省三分之二以上的电能,比燃煤、燃油锅炉节省约二分之一的能量;由于地下土壤的温度全年较为稳定,一般为1520,在夏季远远低于室外空气温度,在冬季远远高于室外空气温度,机组运行工况稳定,无论在制冷还是制热都一直处于高效率运转状态,制冷、制热的性能与传统的空气源热泵相比,要高出40
24、%左右,因此其运行费用为普通中央空调的系统的4050。 由上可知,土壤热交换器地源空调系统有着明显的优势,但地源热泵地下换热器所处的位置是地壳中地表浅层的土壤。土壤的类型、热特性、热传导性、温度、湿度等对地源热泵的性能影响较大,因此在很地区的应用受到了限制。 宁波地区属于“夏热冬冷”地区,气候适中,冬季不十分冷但需要供暖,根据地质勘察资料,该办公楼所在地地下79.10 以上的地层为粉质黏土、黏土和砂砾堆积层。并且在办公楼周围有足够的场地铺设地埋管。采用土壤作为系统的冷热源,工程造价可以控制在相对较低的水平。对深层土壤(测试井深70 )的导热系数进行的测试,知土壤导热系数为1.266 ,导热性能
25、良好,负荷合作热泵系统的冷热源的条件。综合考虑土壤源热泵的诸多优势及工程项目所在地的地质特点,决定采用土壤作为该办公楼空调系统的冷热源。 由于该建筑的空调设计冷负荷(848) 比供暖设计热负荷(613) 大,地埋管的设计以满足供暖负荷为主,夏季则以辅助冷却装置满足排热要求。另一方面,采用辅助冷却装置减少了地埋管的铺设长度,从而大大节省整个建筑的初投资。因此,采用辅助冷却装置补充夏季冷负荷是最佳选择。末端采用布置灵活的风机盘管加独立新风系统。3.2 空调水系统方案比较确定 空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统两部分,它们有不同类型可供选择。类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触,仅在系统最高
26、点设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少,不需克服静水压力,水泵压力、功率均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀,输送能耗大同程式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,便于水力平衡需设回程管,管道长度增加,初投资稍高异程式供回水干管中的水流方向相反;经过每一管路的长度不相等不需设回程管,管道长度较短,管路简单,初投资稍低水量分配,调度较难,水力平衡较麻烦两管制供热、供冷合用同一管路系统管路系统简单,初投资省无法同时满足供热、供冷的要求三管制分别设置供冷、供热管路与换热器,但冷热回水的管路共用能同时满足供冷、供热的要求,管路
27、系统较四管制简单有冷热混合损失,投资高于两管制,管路系统布置较简单四管制供冷、供热的供、回水管均分开设置,具有冷、热两套独立的系统能灵活实现同时供冷或供热,没有冷、热混合损失管路系统复杂,初投资高,占用建筑空间较多单式泵冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵系统简单,初投资省不能调节水泵流量,难以节省输送能耗,不能适应供水分区压降较悬殊的情况复式泵冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵实现水泵变流量,节省输送能耗,适应供水分区不同压降系统较复杂,初投资较高表3.1 空调水系统比较表 根据以上各系统的特征及优缺点,结合本设计情况,本设计空调水系统选择闭式、异程、双管制、单式泵系统,这样布置的优点是过渡季
28、节只供给新风,不使用风机盘管的时候便于系统的调节,节约能源。3.3风机盘管选型及布置 新风处理到室内状态的等焓线,不承担室内冷负荷,而且不考虑风机温升。空气处理过程焓湿图如下:图3.1 夏季风机盘管处理过程焓湿图O室外空气参数 R室内设计参数 M风机盘管处理室内的空气点S送风状态点 室内热湿比 fc风机盘管处理的热湿比 L-机器露点其中热湿比: 总送风量: 新风量: 风机盘管风量: 对于M点焓值的确定: 由于 以办公室3001为例进行计算;室内空气状态点取房间热湿比为确定各状态点参数:,G=1.344/(52.7-45.2)=0.19kg/s满足人卫生要求的最小新风量,故所需新风量。则又由 解
29、得=23.325 kJ/kg则新风机组承担的冷量为: 盘管承担的冷量为: 风机盘管的选型计算以办公室3001为例计算:室内冷负荷: 湿负荷: 新风量: 回风量: 根据所需风量选择型号为42CE012200A型风机盘管。各房间选型结果及各房间新风量见附录C。风机盘管的布置与空调房间的使用性质和建筑形式有关,对于办公室、会议室、休息室和档案室等一般布置在进门的过道顶棚内,并综合考虑房间均匀送风的情况,采用吊顶卧式暗装的形式,采用上送上回。风机盘管机组空调系统的新风供给方式采用由独立新风系统供给室内新风,经处理过的新风从进风总风管通过支管送入各个房间。单独设置的新风机组,可随室外空气状态参数的变化进
30、行调节,保证了室内空气参数的稳定,房间新风全年都可以得到保证。4设计方案计算及设备选型 本设计采用混合地源热泵系统即地源热泵+辅助冷却装置+风机盘管+独立新风系统。设计主要包括热泵机组的选择、地埋管换热器的设计计算、辅助冷却系统设计、水系统设计、新风系统设计、机房控制系统设计、机组的备用与切换设计。4.1 热泵机组的选择 根据空调系统设计热负荷、设计冷负荷确定选用两台开利的热泵机组,A机组为165A-HP1,B机组为130A-HP1,具体参数见表4.1。A机组是根据空调设计热负荷选取,供暖时仅此机组运行,B机组是根据设计冷负荷选取,夏天时和A机组一起运行,共同承担冷负荷。机组型号制冷量/KW制
31、热量/KW冷凝器进出口温度/蒸发器进出口温度/输入功率/KW尺寸(长*宽*高)/MM制冷制热制冷制热进口制冷制热165A-HP157863318/2940/4512/715/17971453278*980*1816130A-HP147952518/2940/4512/715/17761203278*980*1816 表4.1 热泵机组主要参数4.2 地埋管换热器的设计 地埋管换热器是地源热泵系统设计的核心内容,主要包埋管形式、管材、管径、管长、竖井数目及间距确定。 地源热泵系统中的土壤换热器埋管方式有水平式、垂直式、直接膨胀式、热井式。其中垂直式地埋管在工程中常用的有单U形管和双U形管。根据工
32、程设计冷、热负荷及现场勘测井地质资料以及宁波市地源热泵系统建筑应用技术导则,本工程采用单U形垂直埋管换热器,钻孔深度为70m,钻孔内U型管换热器底部距井底1.0m,U型管换热器长度140m。管路采用并联同程式,选用防腐性能好且成本较低的高密度聚乙烯(PE)管做U型管换热器管材。U型管换热器应选用较小管径以减小钻孔直径,降低工程造价且小管径管壁较薄,管壁热阻小。埋管的常用规格有D25、D40、D50,D25管适用的钻孔深度不超过60m,所以本工程采用D32的PE管,钻孔直径为110mm,。 设计中地埋管换热器的埋管长度及布置方式依据空调设计热负荷以及热水设计热负荷确定。地埋管换热器长度、负荷计算
33、、管路系统布置等计算过程比较复杂。本设计采用国际上常用的、由国际地源热泵协会(IGSHPA)提供的计算模型进行详细计算。IGSHPA 模型给出的U 形管地埋管换热器的长度计算方程如下:冬季制热工况时 (4.1)夏季制冷工况时 (4.2) 上式中,为满足供暖热负荷所需U形管换热器长度;为热泵处于最低进口流体温度时的供热量, ; 为热泵处于最低进口流体温度时的供热性能系数; 和 均为运转系数;为土壤的年最低温度,竖直U 形埋管取土壤全年温度的平均,;为夏季工况下全部通过地埋管换热器排放热量所需U 形管换热器的设计长度,m ;为热泵处于最高出口流体温度时的制冷量,;为热泵处于最高出口流体温度时的制冷
34、性能系数;和分别为埋管热阻和土壤热阻,m / ;分别为热泵机组的流体最高出口温度与最低进口温度, 。参考ASHRAE 标准:ta ,min + ( 16 22) 。ta ,min为给定地区室外最低气温,;为土壤的年最高温度,。均由机组实测数据确定。土壤特性参数由业主提供的土壤测试报告及查阅相关资料得到。相关的计算参数见表4.3 ,将具体的参数代入式(2) 可计算得到所需埋管的总长度。设计热负荷/KWU型管参数管材内径/m外径/m当量直径/m导热系数/(W/(m)热阻/(m/W)619PE0.0250.0320.045250.350.076表4.2 地埋管参数土壤特性参数机组参数类型最低温度/导
35、热系数(W/(m)土壤热阻(m/W)/KW运转系数ta ,min/粉质粘土17.31.2660.527.37504.20.74.8表4.3 地下土壤及机组参数 从而可以确定U型管换热器总数即钻孔总数N=个。为避免井间热干扰,将钻孔及U型管换热器间距确定为4.5m,共设三个埋管群,根据现场情况,拟将地埋管换热器布置在办公楼周围的绿地下面,建筑楼前方绿地设两个,均为70根;东边一个为44根。考虑避让其他专业管线,如给排水管、电缆等,同时考虑管路热量损失、成孔困难、预留进出重型设备及车道位置等情况,暂按成孔率90%计算。由于埋管数量比较多,为便于检修,将换热孔分为多个分区,并设检修井。埋管区域地埋管
36、水平干管埋深在地下1.8m以下(避开其他专业管线)。4.3空调水系统方案设计本设计中水系统采用闭式、同程、双管制、单式泵系统。水力计算中空调水系统阻力主要有设备阻力,附件阻力和管道阻力。设备阻力通常由设备生产厂商提供,因此,进行水利计算的主要内容是附件和管件(如阀门、三通、弯头等)的阻力以及直管段的阻力。空调水系统常用管材有焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管及PVC塑料管,该设计采用镀锌钢管。计算方法采用假定流速法,其方法计算步骤:(1) 绘制冷水系统图,并对管段编号;(2) 把流速控制在0.5-2m/s;(3) 根据各个管段的水量和所选的流速比摩阻确定管段的直径,计算摩擦阻力和局部阻力。管段数据见
37、附录D;(4) 计算系统的总阻力。(5) 对各层供水系统最不利管路进行水力计算,不平衡率控制在15%以内,由于设计是按阀门全开时的阻力计算的,考虑到后期的调节,在设计中把不平衡率控制30%以内也是可以的。计算结果见附录E及附录F。4.4空调风系统设计 根据风管系统布置,采用假定流速法选定风管管径,进行阻力计算时,首先选定系统最不利管路(即阻力最大的一条管路)作为计算的出发点;其次根据风量和所选定的管内风速计算这一最不利管路各管段的断面尺寸;绘制风系统轴测图,对各管段各环路进行编号,标注长度和风量;确定各风管的风量,再根据主风道风速控制在56.5/,支风道风速控制在34.5/,确定各管段的断面尺
38、寸,计算摩擦阻力和局部阻力;并联管路的阻力平衡;计算系统的总阻力;选择风机。主要计算公式:沿程阻力: 局部阻力: 总阻力损失:风系统详细水利计算见水力计算附录G。 新风机组选型结果见附录H。以楼层四为例,管段总阻力小于该楼层选的机组全压280Pa,所以所选的机组符合要求。管路用风量调节阀进行调节使其平衡。4.5辅助冷却系统 对于混合地源热泵系统而言,冷却塔容量的精确计算是一个极其复杂的过程。它不仅与建筑的负荷特性有关,而且还与冷却塔的控制策略与开启时间紧密相连。根据ASHRAE提供的工程简化设计计算方法,即首先按夏季与冬季的负荷分别计算出所需的埋管长度,然后按下式即可算得冷却塔的冷却能力。 (
39、4.3) (4.4)由(4.2)、(4.3)可知,=1575,=43500,带入(4)式可知冷却塔的冷却能力(考虑5%10%的富裕量)=289。根据外部湿球温度即建筑环境要求该设计选用CAT系列角型横流式玻璃缸冷却塔CAT80。5气流组织 气流组织直接影响空调系统的使用效果,只有合理的气流组织才能充分发挥送风的冷却或加热作用,均匀地消除室内热量,并能更有效地排除有害物和悬浮在空气中的灰尘。 空调房间的气流流型主要取决于送风射流,送风口形式对它有直接影响。回风口的位置对室内气流流型和区域温差的影响较小。本设计主要采用上送风。5.1布置气流组织分布 风机盘管加独立新风系统使风机盘管暗装于天花板,采
40、用散流器平送风。气流贴附于顶棚形成贴附设流,工作区处于回流区中,送风与室内空气混合充分,工作区的风速较低,温度湿度比较均匀,适用于公用建筑及其他要求舒适性较高的场所。使用场合颈部最大风速(m/s)旅馆客房、接待室、计算机房45食堂、图书馆、游艺厅、办公室56商店、旅馆、会议室67.5表5.1 散流器送风颈部最大允许风速5.2散流器选择计算散流器送风气流分布设计步骤为首先布置散流器,然后预选散流器,最后校核射流的射程和室内平均风速。 (1)散流器选型 采用方形片式径向散流器平送。 (2)布置散流器 由办公室间数和办公室尺寸确定选用166个散流器,则1001房间为例散流器的送风量为: (5.1)
41、(3)初选散流器 散流器的出风速度选定为3.0m/s,这样:=0.015 (5.2)由此确定选用FK-12方形散流器,风口尺寸为120120mm。 (4)检查根据式: (5.3)经计算检查满足要求。 (5)检查 (5.4)经计算检查结果满足要求。6消声、减振、保温及防火设计 空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外,还能通过建筑物的结构和基础进行传播。例如传动的风机或压缩机所产生的整栋可直接传给基础,并以弹性波的形式从机器基础沿房屋结构传到室内,并以噪声的形式出现,可采用非刚性连接来达到消弱由及其传给基础的陈东,即在振源和基础间设避振结构如弹簧避振器、软木、橡皮等,使噪声、振动得以衰减。6.1消声设计消声主要目的是使噪声在室内的声压级得以下降,空调房间的噪声主要来自风口。送,回风管在空调机房里采用消声静压箱以此降低噪音;在管道系统中主要是对管道风速进行限制(主风管6-8,支风管3-5);风管管道转弯处设消声弯头等。具体设计如下:(1) 通风、空调和制冷机房的位置,宜布置在远离对隔振和消声有较严格要求的房间的位置,机房内部的