辦公樓中央空調系統畢業設計

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1、裝訂線安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書摘要本設計為XX公司辦公樓中央空調系統,擬為之設計合理的中央空調系統,為室內工作人員提供舒適的工作環境。設計內容包括: 空調冷負荷的計算；空調系統的劃分與系統方案的確定；冷源的選擇;空調末端處理設備的選型；風系統的設計與計算；室內送風方式與氣流組織形式的選定；水系統的設計、布置與水力計算； 風管系統與水管系統保溫層的設計；消聲防振設計；等內容。本設計依據有關規范考慮節能和舒適性要求，設計的空調系統采用風機盤管新風系統。關鍵字：辦公樓；中央空調；風機盤管新風系統；性能比較。1 緒論1.1 我國暖通空調的現狀及其發展1.2 建筑空調系統節能國內外研究現狀

2、1.2.1 建筑空調系統節能國外研究現狀 能源是整個經濟系統的基本組成部份，作為一個能源消耗大國，美國在節能和提高能源利用率方面投入了大量的人力、物力。在美國的整個能源消耗中，有約1/3以上消耗在建筑能耗上，這些能耗用來滿足人們的熱舒適、空氣品質、提高人們的生活質量。美國暖通空調制冷工程師協會、美國制冷協會、美國冷卻塔協會等組織、美國能源部以及眾多暖通空調設備生產廠家如York, Carrier等都為建筑節能做出了很大貢獻。特別是美國制冷設備生產廠商投入了大量的資源研究高性能冷水機組，使得冷水機組單位制冷量的能耗僅為20世紀70年代的62.3%。美國在空調冷源水系統方面的研究也卓有成效，在冷卻

3、水系統方面著重于降低冷卻水流量，以達到減少冷卻水泵能耗的目的。日本是一個資源貧困的國家，其主要能源來自進口，同時又是一個能源高消費國家。因此，節能和提高能源的利用率對日本來講有著重要的意義。長期以來，在建筑節能方面，日本做了大量工作，頒布了許多節能法規，提出了建筑節能的評價方法。日本的一些設備生產廠家對空調和制冷設備的投入也很大。Daikin公司首推的變頻VRV系統，為中小型建筑安裝集中式空調系統創造了條件；Sany公司則在直燃式冷水機組上成績卓著。世界各國大力發展可再生能源作為空調冷熱源用能。地源熱泵供暖空調是一種使用可再生能源的高效節能、環保型的工程系統。在美國地源熱泵系統占整個空調系統的

4、20%左右;瑞士40%的熱泵為地禍熱泵，瑞典65%的熱泵為地禍熱泵。1.2.2 建筑空調系統節能國內研究現狀 我國是一個人均資源相對貧乏的國家，因此節能降耗有著十分重要的意義。近年來，由于國民經濟的快速發展，使我國的能源顯得越來越緊張。1）建筑空調系統節能國內研究現狀概況隨著經濟建設的不斷深入和人們生活水平的不斷提高，空調建筑物越來越多，建筑物消耗的能量也越來越大，甚至出現了空調系統與經濟建設爭搶電力資源的情況。因此，在建筑物節能顯得十分迫切。在我國建筑總能耗中，空調系統的能耗占有相當大的比重，因此研究探討空調系統的節能就顯得十分重要。在建筑物空調系統運行能耗中，冷源系統的能耗是最大的。近年來

5、，我國暖通空調學術界和工程界在空調冷源系統的節能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷源系統的形式選擇上，對壓縮式冷水機組和吸收式冷水機組的技術經濟比較研究較多，通過對眾多方案的分析已經基本達成共識：吸收式冷水機組節電而不節能，對其在我國的應用應區別對待，對于有余熱可以利用的地區，應大力提倡使用吸收式冷水機組，而一般建筑物則應采用蒸汽壓縮式制冷。當然，在進行冷熱源系統的選擇時，還要考慮建筑物所在地的氣象條件、電力供應狀況、能源情況、空調系統有無采用余熱回收的可能性等方面的問題。2）我國建筑空調系統節能研究有待解決的問題通過對一些地區空調系統的調查發現，設計人員在涉及選用冷水機組時多考慮其

6、額定工況下的全負荷性能，而對其部分負荷性能的考慮較少。在風冷式冷水機組和水冷式冷水機組的選擇應用上我國制冷工程界也存在著認識上的差異。我國在冷源水系統方面的研究目前較少，一般都是按冷水機組的樣本提供的冷卻水量和冷凍水量進行冷卻水泵和冷凍水泵的選擇。對于水系統的水泵是否運行節能則關注不多。事實上，對于冷水機組的運行而言，冷凝器和蒸發器都要求定流量，因此，對于冷水機組部分負荷狀態運行時，水泵的輸出都是全負荷輸出，水系統的全年運行能耗是相當大的。因此水系統的節能具有很大的潛力。1.3 空調系統的設計與建筑節能 空調制冷技術的誕生是建筑技術史一項重大進步，它標志著人類從被動適應宏觀自然氣候發展到主動控

7、制建筑微氣候，在改造和征服自然的過程的又邁出了堅實的一步。但是對空調的依賴也逐漸成為建筑能耗增長的最主要的原因。制冷空調系統的出現為人們創造了舒適的空調環境，但20世紀70年代的全球能源危機，使制冷空調系統這一能源消耗大戶面臨嚴重考驗，節能降耗成為空調系統設計的關鍵環節。據統計，我國建筑能耗約占全國總能能耗的35%，空調能耗又約占建筑能耗的50%60%左右。由此可見，暖通空調能耗占總能耗的比例可高達22.75%。因此，建筑中的空調系統節能已成為節能領域中的一個重點和熱點。于是降低空調能耗也被納于建筑節能的任務中，如何更好的利用現在的空調技術服務人類同時又能滿足建筑能耗的要求，是現階段專業技術人

8、員的工作要點。而暖通空調設計方案的好壞直接影響著建筑環境的質量和節能狀況。隨著科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高，暖通空調領域中新的設計方案大量涌現，針對同一個設計項目，往往可以有很多不同的設計方案可供選擇，設計人員要進行大量的方案比較和優選工作，設計方案技術經濟性比較正在成為影響暖通空調設計質量和效率的一項重要工作。如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選，是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。1.4 空調的發展和前景1.4.1 變頻空調的發展變頻空調是目前空調消費的流行趨勢。它與一般空調比，有著高性能運轉、舒適靜音。節能環保、能耗低的顯著特點，它的出

9、現改善了人們的生活質量。日本作為變頻空調強國，從20世紀80年代初開始到現在，變頻空調已占其空調市場的90左右。變頻空調在我國發展速度相當快，不到8年時間就達到與日本先進水平同步。進入2000年，國內個別企業將直流變頻技術與PAM控制技術結合應用，使空調完全進入變頻空調的最高領域。它不僅使直流變頻壓縮機的優越性能充分發揮，更能利用數碼特點，準確提高能效，達到節能51的目的。1.4.2 無氟空調的發展臭氧層破壞是當前全球面臨的重大的環境問題之一，由于以前空調業所采用的傳統制冷劑對臭氧層有破壞作用及產生溫室效應，對大氣造成破壞，因而無氟空調是眾所期待的產品。近年來以海爾空調為代表的無氟空調的出現，

10、標志著無氟空調時代的來臨。1.4.3 舒適性空調的發展健康是空調業發展的主題之一。以前的空調采用了多種健康技術，如負離子、離子集塵、多元光觸媒等，這些技術的運用使空調產品的健康性能得到了極大提升。海爾空調把負離子、離子集塵、多元光觸媒、雙向換新風、健康除濕等領先技術在內的高科技手段組合起來使用，發揮了巨大的威力，而未來空調進步的一個方向也就是對各種技術的靈活使用?？照{氣流的舒適度是健康空調的另一個標準。傳統空調的送風方式簡單直吹人體，易引起傷風、感冒、頭痛、關節痛等不舒適狀態，因此新近推出的風可以從周圍環繞，而不是對人直吹，通過改善空調送風的氣流分布，令人感覺更舒適的空調環繞立體送風、三維立體

11、風的健康空調成了熱銷產品也就不足為奇了。1.4.4 一拖多空調器的發展從一個側面反映了我國居民居住環境的巨大變化，也為自身發展指明了方向。1993年以前，中國空調市場主要以一拖一為主，1993年海爾推出一拖二空調后，率先將空調業引入了一拖多時代。目前海爾一拖多空調產量突破了百萬臺足以證明其市場消費能力。海爾MRV網絡變頻一拖多中央空調的出現以及眾多廠家的家用中央空調產品使得家庭中央空調迅速普及。1.4.5其它空調新技術的發展2） 冷觸媒技術冷觸媒這一技術采用日本專利，是一種低溫低吸附的材料，根據吸附-催化原理，在常溫下就能對甲醛等有害物質邊吸附邊分解成二氧化碳和水，這種觸媒不需要再生，不需更換

12、，使用壽命長達十年以上。 3） 體感溫度控制技術智能裝在遙控器上的感溫元件，感知室內人們活動范圍的溫度，并將信息發射到主機接收器上，使主機隨時調整運行狀態，實現真正的體感溫度控制自動化。4） 人感控制技術人感控制技術利用雙紅外感應器控測人的方位，自動調節送風方向（左送風、中送風、右送風或全方位送風），風隨人行。5） PTC電輔助加熱技術PTC電輔助加熱技術，可在超低溫條件下迅速制熱，效力強勁，安全可靠，可長期使用?？傊?，伴隨著科技和社會的進步，節能、環保、健康、智能控制已成為空調發展的大趨勢。1.2 工程概況本建筑是一幢五層高的辦公樓，地處江蘇省南京市。南京地處我國長江下游地區，屬北亞熱帶季風

13、氣候區，四季分明，夏熱冬冷，春秋短暫，雨量集中，歷年平均氣溫16，主導風向夏季為西南風，冬季為東北風。 本辦公樓第一層為中央空調機房及停車場,二五層為辦公室, 采用風機盤管加新風系統，這四層的布局基本相同。每層有24間辦公室，大部分辦公室都配有衛生間。第一層高4.5m, 二五層層高均為3.8m，建筑物總高度約為21.2m?？偨ㄖ娣e約為6690m。本系統管線不復雜，施工方便，夏季空調和冬季供暖同用一套系統，無論從經濟、使用壽命，還是從美觀、清潔的角度講，該系統都很符合建筑用途的要求。二五層辦公室風機盤管加新風系統；廁所設置排風扇，保持廁所的相對負壓，通過其他房間滲透補充廁所風量，再通過廁所風機

14、排出，使廁所異味不能擴散至其他房間。正壓控制的問題，為防止外部空氣流入空調房間，設定保持室內510Pa正壓，送風量大于排風量時，室內將保持正壓。該設計中采用的計算方法和數據依據主要來源于張萍主編的中央空調設計實訓教程1,還有其他的一些相關資料。相關建筑圖見附錄。該建筑物相關資料如下：1）屋面保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，厚度為70mm。2）外墻外墻為厚度為240mm的紅磚墻，墻外表面為水泥砂漿抹灰加淺色噴漿，墻為厚為70mm的加氣混凝土保溫層，內粉刷加油漆。3）外窗單層鋼窗，玻璃為6mm厚的吸熱玻璃，內有活動百葉簾作為內遮陽。4）人數人員數的確定是根據各房間的使用功能及使用單位提出的要求確定的，本

15、辦公樓人員密度按每平方米0.15人估算。5）照明、設備由建筑電氣專業提供，照明設備為暗裝熒光燈，鎮流器設置在頂棚內，熒光燈罩無通風孔，功率為30w/m。設備負荷為40 w/m。6）空調使用時間辦公樓空調每天使用10小時，即8：0018：00。7）動力與能源資料a. 動力：工業動力電 380V50Hz;b. 能源：由自備空調機房供給。8）氣象資料a.表2.1 室外氣象參數表 地理位置（南京）海拔(m)大氣壓力(Kpa)室外平均風速m/s北緯東經8.9冬季夏季冬季夏季3110118431025.21004.02.62.6b.表2.2 室外計算（干球溫度）表 冬季夏季夏季空調室外計算濕球溫度空氣調節

16、通風空氣調節空調日平均通風-623531.43228.3c.表2.3 室內計算參數表 名稱房間用途溫度()濕度(%)室內風速m/s夏季辦公室2650v0.25冬季辦公室2340v0.159)其他新風量取30 m/h.p;噪聲聲級不高于40 dB; 空氣中含塵量不大于0.30 mg/m; 室內空氣壓力稍高于室外大氣壓。3 設計方案的論證3.1 辦公樓（寫字樓）空調特點1）建筑特點辦公樓的外圍護結構多為鋼筋混凝土的框架結構,采用自重的輕型墻體材料作為外圍護結構。大量采用玻璃幕墻,采用大面積單層玻璃幕墻加鋁合金飾板作為高層寫字樓外圍護結構的主流,其玻璃幕墻主要為6mm或8mm厚度的熱反射鍍膜玻璃。辦

17、公樓由吊頂或架空地板形成辦公自動化機器和通訊設備的線性空間，辦公樓的凈高為2.6m左右。2）使用特點辦公樓的使用性質與時間全樓大體一致,所以整幢樓可選擇用同樣的空調系統和設備,管理比較方便。辦公樓一般采用集中或半集中空調系統。3)辦公樓空調系統注意事項a.分區問題：按建筑物分為內區和外區,也可以按朝向分或根據房間用途、標準高低、負荷變化以及使用時間等特點劃分系統。b.過度季節問題：過度季節外區可不用冷熱源,但內區仍需要降溫,這時應用室外空氣直接進入內區降溫,即節能又簡單;或考慮采用一臺小容量的制冷機。c.加班問題：個別辦公樓或某層需要節假日加班,為此最好不要設太大的集中空調系統。d.特殊房間的

18、個別控制問題：用風機盤管系統以便控制。3.2 方案比較表3.1 全空氣系統與空氣水系統方案比較表 2 比較項目全空氣系統空氣水系統設備布置與機房1 空調與制冷設備可以集中布置在機房2 機房面積較大層高較高3 有時可以布置在屋頂或安設在車間柱間平臺上1 只需要新風空調機房、機房面積小2 風機盤管可以設在空調機房內3 分散布置、敷設各種管線較麻煩風管系統1 空調送回風管系統復雜、布置困難2 支風管和風口較多時不易均衡調節風量1 放室內時不接送、回風管2 當和新風系統聯合使用時，新風管較小節能與經濟性1 可以根據室外氣象參數的變化和室內負荷變化實現全年多工況節能運行調節，充分利用室外新風減少與避免冷

19、熱抵消，減少冷凍機運行時間2 對熱濕負荷變化不一致或室內參數不同的多房間不經濟3 部分房間停止工作不需空調時整個空調系統仍需運行不經濟1 靈活性大、節能效果好，可根據各室負荷情況自我調節2 盤管冬夏兼用，內避容易結垢，降低傳熱效率3 無法實現全年多工況節能運行使用壽命使用壽命長使用壽命較長安裝設備與風管的安裝工作量大周期長安裝投產較快，介于集中式空調系統與單元式空調器之間維護運行空調與制冷設備集中安設在機房便于管理和維護布置分散維護管理不方便，水系統布置復雜、易漏水溫濕度控制可以嚴格地控制室內溫度和室內相對濕度對室內溫度要求嚴格時難于滿足空氣過濾與凈化可以采用初效、中效和高效過濾器，滿足室內空

20、氣清潔度的不同要求，采用噴水室時水與空氣直接接觸易受污染，須常換水過濾性能差，室內清潔度要求較高時難于滿足消聲與隔振可以有效地采取消防和隔振措施必須采用低噪聲風機才能保證室內要求風管互相串通空調房間之間有風管連通，使各房間互相污染，當發生火災時會通過風管迅速蔓延各空調房間之間不會互相污染 表3.2 風機盤管+新風系統的特點表2 優點1)布置靈活，可以和集中處理的新風系統聯合使用，也可以單獨使用2)各空調房間互不干擾，可以獨立地調節室溫，并可隨時根據需要開停機組,節省運行費用，靈活性大，節能效果好3)與集中式空調相比不需回風管道，節約建筑空間4)機組部件多為裝配式、定型化、規格化程度高，便于用戶

21、選擇和安裝5)只需新風空調機房，機房面積小6)使用季節長7)各房間之間不會互相污染缺點1)對機組制作要求高，則維修工作量很大2)機組剩余壓頭小室內氣流分布受限制3)分散布置敷設各中管線較麻煩，維修管理不方便4)無法實現全年多工況節能運行調節5)水系統復雜，易漏水6)過濾性能差適用性適用于旅館、公寓、醫院、辦公樓等高層多層的建筑物中,需要增設空調的小面積多房間建筑室溫需要進行個別調節的場合表3.3 風機盤管的新風供給方式表1 供給方式示意圖特點適用范圍房間縫隙自然滲入1)無規律滲透風，室溫不均勻2)簡單、方便3)衛生條件差4)初投資與運用費用低5)機組承擔新風負荷，長時間在濕工況下工作1)人少，

22、無正壓要求，清潔度要求不高的空調房間2)要求節省投資與運行費用的房間3)新風系統布置有困難或舊有建筑改造機組背面墻洞引入新風1)新風口可調節，冬、夏季最小新風量；過渡季大新風量2)隨新風負荷變化，室內直接受影響3)初投資與運行費節省4)須作好防塵、防噪聲、防雨、防凍措施5)機組長時間在濕工況下工作同上房高為6m以下的建筑物單設新風系統，獨立供給室內1)單設新風機組，可隨室外氣象變化進行調節，保證室內濕度與新風量要求 2)投資大3)占有空間多4)新風口盡量緊靠風機盤管，為佳要求衛生條件嚴格和舒適的房間，目前最常采用此方式單設新風系統供給風機盤管1)單設新風機組，可隨室外氣象變化進行調節，保證室內

23、濕度與新風量要求2)投資大3)新風按至風機盤管，與回風混合后進入室內，加大了風機風量，增加噪聲要求衛生條件嚴格的房間，目前較少采用此種方式本設計為辦公樓的空調系統設計，系統的選定應注意檔次和安全的要求，按負擔室內空調負荷所用的介質來分類可選擇四種系統全空氣系統、空氣水系統、全水系統、冷劑系統。全空氣系統分一次回風式系統和二次回風式系統，該系統是全部由處理過的空氣負擔室內空調冷負荷和濕負荷；空氣水系統分為再熱系統和誘導器系統并用、全新風系統和風機盤管機組系統并用；全水系統即為風機盤管機組系統，全部由水負擔室內空調負荷，在注重室內空氣品質的現代化建筑內一般不單獨采用，而是與新風系統聯合運用；冷劑系

24、統分單元式空調器系統、窗式空調器系統、分體式空調器系統，它是由制冷系統蒸發器直接放于室內消除室內的余熱和余濕。對于較大型公共建筑，建筑內部的空氣品質級別要求較高，全水系統和冷劑系統只能消除室內的余熱和余濕，不能起到改善室內空氣品質的作用，所以全水系統和冷劑系統在本次的建筑空調設計時不宜采用。終上所述，擬采用風機盤管加新風系統，風機盤管的新風供給方式用單設新風系統，獨立供給室內。3.3 方案的確定本辦公樓采用風機盤管加新風系統，分成兩個區（東區和西區）。因為辦公室是間歇性使用，白天使用，晚上關閉，人員分布較平均，同時各房間冷熱負荷并不相同需要進行個別的調節，導致熱濕比不同，所以全空氣系統并不適合

25、。每層設有新風機組，可以由同層的新風機組送入室內，和風機盤管一起滿足室內的冷熱負荷。 風機盤管空調方式，這種方式風管小，可以降低房間層高，但維修工作量大，如果水管漏水或冷水管保溫不好而產生凝結水，對線槽內的電線或其它接近樓地面的電器設備是一個威脅，因此要求確保管道安裝質量。風機盤管加新風系統占空間少，使用也較靈活，但空調設備產生的振動和噪音問題需要采取切實措施予以解決。對于該系統所存在的缺點，可在設計當中根據具體的問題予以解決和彌補。3.4 風機盤管機組的結構和工作原理風機盤管機組是空調機組的末端機組之一,就是將通風機、換熱器及過濾器等組成一體的空氣調節設備。機組一般分為立式和臥式兩種,可以按

26、室內安裝位置選定,同時根據室內裝修要求可做成明裝或暗裝。風機盤管通常與冷水機組(夏)或熱水機組(冬)組成一個供冷或供熱系統。風機盤管是分散安裝在每一個需要空調的房間內(如賓館的客房、醫院的病房、寫字樓的各寫字間等)。風機盤管機組中風機不斷循環所在房間內的空氣和新風，使空氣通過供冷水或供熱水的換熱器被冷卻或加熱，以保持房間內溫度。在風機吸風口外設有空氣過濾器，用以過濾被吸入空氣中的塵埃，一方面改善房間的衛生條件，另一方面也保護了換熱器不被塵埃所堵塞。換熱器在夏季可以除去房間的濕氣，維持房間的一定相對濕度。換熱器表面的凝結水滴入接水盤內，然后不斷地被排入下水道中。由于本系統采用風機盤管+新風系統，

27、有獨立的新風系統供給室內新風，即把新風處理到室內參數，不承擔房間負荷。這種方案既提高了該系統的調節和運轉的靈活性，且進入風機盤管的供水溫度可適當提高，水管結露現象可以得到改善。機組由風機、電動機、盤管、空氣過濾器、室溫調節裝置及箱體等組成(見圖3.1) 。圖3.1 風機盤管機組構造圖4 空調冷負荷計算4.1 冷負荷構成及計算原理4.1.1 圍護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法具體計算見附錄11）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按下式計算：LQ1=FK(tl n - tn) W （4.1）式中：LQ1外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷

28、,W； F外墻和屋面的面積，； K外墻和屋面的傳熱系數，W/(),可根據外墻和屋面的不同構造，表16（a）或表16（b）1中查??；tn室內計算溫度，； tl n外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值，根據外墻和屋面的不同類型分別在表17（a）表17（g）1中查取必須指出：(4.1)式中的各圍護結構的冷負荷溫度值都是以北京地區氣象參數為依據計算出來的，因此對不同地區和不同情況應按下式進行修正： tl n =( tl n + td) ka kp （4.2）式中: td地區修正系數，見表18（a）及表18（b）1； ka不同外表面換熱系數修正系數，見表1-91； kp不同外表面的顏色系數修正系數，見表1-

29、101；2） 內墻,樓板等室內傳熱維護結構形成的瞬時冷負荷當空調房間的溫度與相鄰非空調房間的溫度大于3時,要考慮由內維護結構的溫差傳熱對空調房間形成的瞬時冷負荷,可按如下傳熱公式計算： LQ2=FK(tl s - tn) W （4.3）式中： F內維護結構的傳熱面積，m； K內維護結構的傳熱系數，W /( mk) ；tn 夏季空調房間室內設計溫度，；tl s 相鄰非空調房間的平均計算溫度， 。 tl s按下式計算 tl s = t + tl s （4.4）式中：t 夏季空調房間室外計算日平均溫度，；tl s 相鄰非空調房間的平均計算溫度與夏季空調房間室外計算日平均溫度的差值,當相鄰散熱量很少(

30、如走廊)時, tl s 取3 ,；當相鄰散熱量在23116 W /m2時, tl s取5 。3）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷在室內外溫差的作用下, 玻璃窗瞬變熱形成的冷負荷可按下式計算： LQ3=FK(tl tn) W （4.5）式中：F外玻璃窗面積，m； K玻璃的傳熱系數，W /( mk) ； 本設計單層玻璃K=6.26 W /( mk) ； tl玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，見表1-131；tn室內設計溫度， 。不同地點對t l按下式修正：t l=t l+ t d （4.6）式中：t d地區修正系數， ，見表1-141。4.1.2 透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷透過玻璃窗進入室內的日射得熱形

31、成的逐時冷負荷按下式計算： LQ4=FC ZD j.max CLQ W （4.7）式中：F玻璃窗的凈面積,是窗口面積乘以有效面積系數Ca， 本設計單層鋼窗Ca=0.85； C Z玻璃窗的綜合遮擋系數C Z=CsCn ；其中，Cs 玻璃窗的遮擋系數，由表1-161查得，6mm厚吸熱玻璃Cs =0.89；Cn 窗內遮陽設施的遮陽系數，由表1-171查得，中間色活動百葉簾Cn =0.6；D j.max日射得熱因數的最大值，W/m，由表1-181查得； CLQ 冷負荷系數，由表1-19（a）表1-19（b）1查得。4.1.3 設備散熱形成的冷負荷 設備和用具顯熱形成的冷負荷按下式計算： Q7=Qq+Q

32、CLQ W (4.8)式中：Q7設備和用具實際的顯熱形成的冷負荷，W；Qq設備和用具的實際顯熱散熱量，W；CLQ設備和用具顯熱散熱冷負荷系數；如果空調系統不連續運行，則CLQ1.0。設備和用具的實際顯熱散熱量按下式計算1）電動設備當工藝設備及其電動機都放在室內時： Q1000n1n2n3N/ (4.9)當只有工藝設備在室內，而電動機不在室內時： Q1000n1n2n3N (4.10)當工藝設備不在室內，而只有電動機放在室內時： Q1000n1n2n3 N (4.11)式中：N電動設備的安裝功率，kW；電動機效率，可由產品樣本查得；n1利用系數，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，一般可取0.7

33、0.9可用以反映安裝功率的利用程度；n2電動機負荷系數，定義為電動機每小時平均實耗功率與機器設計時最大實耗功率之比；n3同時使用系數，定義為室內電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.50.8。2）電熱設備散熱量對于無保溫密閉罩的電熱設備，按下式計算： Q1000 n1n2n3n4N (4.12)式中：n4考慮排風帶走熱量的系數，一般取0.5；其中其他符號意義同前。3）電子設備散熱量 計算公式同(4.10)，其中系數n2的值根據使用情況而定，本設計對計算機n2取1.0。4.1.4 照明散熱形成的冷負荷根據照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負荷計算式分別為：白熾燈：LQ5 =100

34、0NCLQ W (4.13)熒光燈：LQ5 =1000n1n2 NCLQ W (4.14)式中：LQ5燈具散熱形成的冷負荷，W； N照明燈具所需功率，KW； n1鎮流器消耗功率系數，當明裝熒光燈的鎮流器裝在空調房間內時，取n11.2；當暗裝熒光燈鎮流器裝設在頂棚內時，可取n11.0；本設計取n11.0； n2燈罩隔熱系數，當熒光燈上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱與頂棚內時，取n20.50.8；而熒光燈罩無通風孔時,取n20.60.8；本設計取n20.6； CLQ照明散熱冷負荷系數。本設計照明設備為暗裝熒光燈，鎮流器設置在頂棚內，熒光燈罩無通風孔，功率為30w/m。設備負荷為40

35、 w/m。4.1.5 人體散熱形成的冷負荷人體散熱引起的冷負荷計算式為：LQ6qsnnCLQ +qlnn W (4.15)式中：LQ6人體散熱形成的冷負荷，W； qs不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量，W(見表1-201)；n室內全部人數；n群集系數，辦公樓群集系數為0.93；CLQ人體顯然散熱冷負荷系數，人體顯然散熱冷負荷系數(見表1-211)。4.1.6 新風冷負荷目前，我國空調設計中對新風量的確定原則，仍采用現行規范、設計手冊中規定或推薦的原則, 辦公樓的新風量取30 m/h.p。夏季，空調新風冷負荷按下式計算：CLW1.2LW(hW-hN) W (4.16)式中: CLW夏季新風冷負

36、荷，KW；LW新風量，kg/s；hW室外空氣的焓值，kj/kg；hN室內空氣的焓值，kj/kg。4.2 濕負荷 人體散濕量人體散濕量可按下式計算： D=nnw10-3 kg/h (4.17)式中：D人體散濕量，kg/h；n群集系數，辦公樓群集系數為0.93；w成年男子的小時散熱量，kg/(hp)；26時，極輕勞動成年男子的小時散熱量為0.109 kg/(hp)。 4.3 各層房間冷負荷計算表4.1 辦公室冷負荷匯總表 時間房間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:001#421847505011520244265671605863

37、406520647958092#373741394323445345624629469147264740480145313#372341334330447345884661472047224747478445313#(2間)744682668660894691769322944094449494956890624#341438244021416442794352441144394438447542504#(3間)10242114721206312492128371305613233133171331413425127505#39294331451546454754482148834918493

38、2499347236#515656005569544854115524559456375625563452597#318835883781392433924336472349975185513245458#130915401686179113791917190818941879188016829#364841494405458947484819484548704880491345469#(2間)7296829888109178949696389690974097609826909210#、11#3594410543884597477948494848484148334846449010#、11

39、# (9間)323463694539492413734301143641436324356943497436144041012#4049435442384059397040474112412341104100380413#12841514166417721874191319141908190419111717合計8420094797998121032831E+051085151098781E+05110960111363103384一樓樓板1655916559165591655916559165591655916559165591655916559頂層屋面1022891848871793279

40、328349918410541121061377615446總負荷1109871205401252421277741287791334231356211377131396251416981353894.4 各房間送風狀態的確定4.4.1 方案終上所述，采用風機盤管加新風系統，風機盤管的新風供給方式用單設新風系統，獨立供給室內。風機盤管加新風系統的空氣處理方式有:1）新風處理到室內狀態的等焓線，不承擔室內冷負荷；2）新風處理到室內狀態的等含濕量線，新風機組承擔部分室內冷負荷；3）新風處理到焓值小于室內狀態點焓值,新風機組不僅承擔新風冷負荷，還承擔部分室內顯熱冷負荷和全部潛熱冷負荷，風機盤管僅承擔

41、一部分室內顯熱冷負荷，可實現等濕冷卻，可改善室內衛生和防止水患；4）新風處理到室內狀態的等溫線風機盤管承擔的負荷很大，特別是濕負荷很大，造成衛生問題和水患； 5）新風處理到室內狀態的等焓線，并與室內狀態點直接混合進入風機盤管處理。風機盤管處理的風量比其它方式大，不易選型。所以本設計選擇新風處理到室內狀態的等焓線，不承擔室內冷負荷方案。4.4.2 辦公室的新風量及新風負荷的確定按辦公室的新風量指標30 m/h.p；本辦公樓人員密度按0.15 m2/p估算；則新風量：Gw 1=301=30 m/hGw 4=304=120 m/hGw 5=305=150 m/h新風負荷計算: 在濕空氣的h-d圖上，

42、根據設計地的室外空氣的夏季空調計算干球溫度tw和濕球溫度tws確定新風狀態點W，得出新風的焓hW；根據室內空氣的設計溫度tN和相對濕度，確定回風狀態點N（也就是室內空氣設計狀態點），得出回風的焓hN。則夏季空調的新風負荷按CLW1.2 LW (hW-hN) W 計算。 (4.18)根據室內外參數（tN=26, =50%;tw=35,tws=28.3）查h-d圖（見圖4.1）得hW=91.2，hN=52.4 ；h=hW-hN=91.2-52.4=38.8 KJ/Kg。則 CLW 1=Gwh=301.238.810003600=388（W） CLW 4= Gwh=1201.238.81000360

43、0=1552（W）CLW 5= Gwh=1501.238.810003600=1940（W）圖4.1濕空氣的h-d圖4.5 制冷系統負荷的確定制冷系統負荷Q0可按下式確定： Q0=QKrKKKb KW (4.19)式中：Q空調系統冷負荷，KW ； Kr房間同期使用系數，0.61.0 ，本設計Kr=0.8；Kf 冷量損失附加系數，風-水系統Kf=1.101.15； 直接蒸發式表冷系統Kf=1.051.10； 本設計為風-水系統，Kf=1.10；K效率降低修正系數，K=1.051.10；本設計K=1.05； Kb事故備用系數，一般不考慮備用，僅在特殊工程中才采用X臺1備用的方式。本設計不考慮備用，

44、Kb=1.0。則本設計制冷系統的負荷Q0=QKrKKKb =475.7870.81.101.051.0 =439.627 KW5 風機盤管加新風系統選型計算5.1 風機盤管系統選型計算1) 空氣處理方案及有關參數的查取采用新風直入式空氣處理方式，新風機組不承擔室內負荷，空氣處理方案過程線如下圖：圖 5.1 空氣處理方案過程圖由tN=26, =50%得hN=52.5 KJ/Kg，tNS=18.6；由tw=35,tws=28.3得hW=91.2 KJ/Kg；查h-d圖(見圖5.1)tNL=14.9，tN-tNL=26-14.9=11.110，則取送風溫度差為t=10；則tl(F)=26-10=16

45、,由tl(F)=16，l(F)=90%，在h-d圖上定出風機盤管機器露點L(F)，得hl(F)=44.9 KJ/Kg。2）房間所需冷量（包括新風）以1#辦公室為例： Q=6520 W3）房間所需新風冷負荷以1#辦公室為例： CLW 5 =1940W4）風機盤管所需冷量以1#辦公室為例： QF=Q- CLW 5 =6521-1940=4580W5）風機盤管所需風量LF= QF/1.2(hN - hl(F)=4.58/1.2(52.5-44.9)=0.502m/s=1807 m/h6）選擇風機盤管所選的風機盤管要求當進水溫度為7時，進風參數DB/WB=26/18.6，LF=1807 m/h，QF=

46、4580 W。 根據所需風量及中等風速選型原則，初選型號為FP-10WA的標準型風機盤管兩臺，其額定風量為1010 m/h，取最小水量L=656kg/h，進水溫度為7時查得風機盤管的冷量為37490.91=3411.6W，滿足要求。故選FP-10WA的標準型風機盤管兩臺，其水壓降為3.7kpa。用同樣方法確定其他房間風機盤管型號,見下表:表5.1 各房間風機盤管型號匯總表房間FP型號總負荷W新風負荷 W單臺風機盤管負荷W單臺中速風量m3/ h單臺全冷量W水流量Kg/h水壓降KPa臺數1#FP-10WA625019404580/2810374959215.422#FP-12.5WA4801194

47、02861101042206563.713#FP-12.5WA478419402844101042206563.714#FP-12.5WA447519402844101042206563.715#FP-14WA499319403053117646216504.316#FP-8WA563719403697/267027313124.327#FP-16WA51851552363313106502105714.518#FP-7.1WA1917388152957027193324.119#FP-14WA491319402973117646216504.3110#、11#FP-12.5WA4849194

48、02909101042206563.7112#FP-12.5WA412315522571101042206563.7113#FP-7.1WA1914388152657027193324.115.2 新風機組選型 表5.2 新風機組選型表空調分區所需要新風量m3/ h所需要新風負荷KW型號額定風量m3/ h冷量KW盤管數量電機功率KW水流量Kg/h水壓降Kpa余壓Pa西區150019.53FPG4-20D200020.94排0.371.1614.3220東區180023.28FPG6-20D200027.86排0.371.54261706 空調水系統的確定6.1 水系統的比較、選擇空調水系統包括

49、冷水系統和冷卻水系統兩個部分，它們有不同類型可供選擇。表6.1 空調水系統比較表 1 類型特征優點缺點閉式管路系統不與大氣相接觸，僅在系統最高點設置膨脹水箱與設備的腐蝕機會少;不需克服靜水壓力，水泵壓力、功率均低。系統簡單與蓄熱水池連接比較復雜開式管路系統與大氣相通與蓄熱水池連接比較簡單易腐蝕，輸送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同；經過每一管路的長度相等水量分配，調度方便，便于水力平衡需設回程管，管道長度增加，初投資稍高異程式供回水干管中的水流方向相反；經過每一管路的長度不相等不需設回程管，管道長度較短，管路簡單，初投資稍低水量分配，調度較難，水力平衡較麻煩兩管制供熱、供冷合用同一管路系

50、統管路系統簡單，初投資省無法同時滿足供熱、供冷的要求三管制分別設置供冷、供熱管路與換熱器，但冷熱回水的管路共用能同時滿足供冷、供熱的要求，管路系統較四管制簡單有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路系統布置較簡單四管制供冷、供熱的供、回水管均分開設置，具有冷、熱兩套獨立的系統能靈活實現同時供冷或供熱，沒有冷、熱混合損失管路系統復雜，初投資高，占用建筑空間較多單式泵冷、熱源側與負荷側合用一組循環水泵系統簡單，初投資省不能調節水泵流量，難以節省輸送能耗，不能適應供水分區壓降較懸殊的情況復式泵冷、熱源側與負荷側分別配備循環水泵可以實現水泵變流量，能節省輸送能耗，能適應供水分區不同壓降，系統總壓力低。系統

51、較復雜，初投資較高根據以上各系統的特征及優缺點，結合本辦公樓情況，本設計空調水系統選擇閉式、同程、雙管制、單式泵系統，這樣布置的優點是過渡季節只供給新風，不使用風機盤管的時候便于系統的調節，節約能源。6.2 空調水系統的布置本系統設計可以采用雙管制供應冷凍水，且具有結構簡單，初期投資小等特點。同時考慮到節能與管道內清潔等問題，可以采用閉式系統，不與大氣相接觸，僅在系統最高點設置膨脹水箱，管路不易產生污垢和腐蝕，不需要克服系統靜水壓頭，水泵耗電較小。由于設計屬于多層建筑，因此可以采用同程式水系統，此系統除了供回水管路外，還有一根同程管，由于各并聯環路的管路總長度基本相同，各用戶盤管的水阻力大致相

52、等，所以系統的水力穩定性好，流量分配均勻，且此系統屬于垂直同程系統。 本設計采用的是模塊化活塞式冷水機組，機組布置在一樓機房的方案。供水、立管均采用同程式，新風機組和風機盤管系統共用供、回水立管；各層水管也采用同程式，新風機組和風機盤管系統共用供、回水立管。畫各層水管路西區和東區。定壓補水系統采用膨脹水箱，膨脹水箱置于頂層。6.3 標準層風機盤管水系統水力計算6.3.1 基本公式本計算方法理論依據張萍編著的中央空調實訓教程1。1)沿程阻力Pe=e v 2/2 g mH2O （6.1）沿程阻力系數e=0.025L/d （6.2）2)局部阻力 水流動時遇彎頭、三通及其他配件時，因摩擦及渦流耗能而產生的局部阻力為： Pm=v 2/2 g mH2O （6.3）3）水管總阻力 P=Pe+Pj mH2O （6.4）4)確定管徑 mm （6.5）式中：Vj冷凍水流量,m 3/s ；vj流速,m/s 。在水力計算時，初選管內流速和確定最后的流速時必須滿足以下要求：表6.2 管內水的最大允許水流速表1 公稱直徑：DNV（m/s） 公稱直徑：DN V（m/s）150.3