蘇州市金惠大廈空調系統設計

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建筑環(huán)境與設備工程 09170217 趙振波     指導教師  李春娥 講師

摘要

本次設計任務是蘇州市金惠大廈的空調系統設計，其建筑總面積為8619.67m^2，，建筑高度為52.2m。在空調冷負荷計算的基礎上，通過方案比較，確定一、二，十三層為全空氣系統，三～十二層為風機盤管加新風系統。全空氣系統的氣流組織采用上送上回的形式。在風機盤管加新風系統中，新風機組不承擔室內負荷，新風由機組處理后直接送入各個房間。水系統設計選用閉式同程循環(huán)，由于該樓宇的空調總負荷，冷源選擇螺桿式冷水機組?；诩俣魉俜ㄟM行風系統和水系統的水力計算，據此進行相關空調設備的選型。此外，對設備的減噪防震以及管道的保溫也做了必要設計，滿足空調系統的舒適性需求。

關鍵詞：空調系統；全空氣系統；水力計算；舒適性.

Abstract

A comfortable air-conditioning system is designed for Jinhui building in Suzhou city. The total architectural area and the architectural height of this building are 8619.67m² and 52.2m, respectively. Based on the calculated results of cooling load and the comparison of various air-conditioning patterns, a all-air system and the individual primary air fancoil systems are adopted for the first, second, thirteen layer and the three to the twelve layers respectively. The air distribution method of the all-air system is ceiling air supply and air return. The fresh air is processed by the fresh air handling units that cannot afford the cooling loads of each room and then sent to each room directly. A Screw type chiller is selected as the cold source due to the total cooling load of this building. On the basis of assuming velocity method, the hydraulic calculations of air systems, chilled water systems, and cooling water systems are carried out to determine the type selections of air-conditioning equipments. In addition, reduction of noise and shock-resistant for equipments and the pipes with temperature keeping are also considered in order to meet the comfortable requirement of this air-conditioning system.

Keywords: air-conditioning system; all-air system; hydraulic calculation; comfortable.

一、概述

（一）原始資料　

1．室外參數

蘇州市夏季，干球溫度：35℃ ； 濕球溫度：28.3℃ ；空調日平均溫度：31.3℃；

空氣流速2.6m/s； 大氣壓力：1025.2kPa ；緯度：北緯31⁰32´

2．室內設計參數

基于《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50736－2012和金惠大廈的房間布局，其空調房間的設計參數如表1所示：

表1  金惠大廈各房間空調設計參數

房間使

用性質

夏季/冬季

新風量

m³/h·人

干球溫度 ^οC

相對濕度 ％

空氣流速 m/s

噪聲 NR  (dB)

辦公室

26

60

0.2

25～50

30

會議室

24

55

0.2

45～60

20

大廳

26

60

0.2

35～55

20

計算機室

24

55

0.2

30～50

40

檔案室

24

55

0.2

35～45

20

多功能大廳

26

60

0.2

30～40

20

其他

26

60

0.2

15～25

20

（二）建筑概要

該建筑總面積為8619.67m²，總高度為52.2ｍ。各層的功能分別為：地下一層（停車庫，設備機房）；地上十三層，共計十四層，地上一層是營業(yè)大廳；三～十二層為辦公性樓層；十三層是多功能大廳。大廈各房間的具體功能、使用要求和建筑結構等見建筑條件圖。

二、空調系統冷、濕負荷計算

（一）冷負荷的計算

空調系統的冷負荷分為室內冷負荷和新風負荷。室內冷負荷包括外圍護結構（外墻、外窗或自然采光部分、屋頂）和內圍護結構（內墻、內樓板、內門）的冷負荷、設備散熱的冷負荷、照明散熱的冷負荷、人體的潛熱散熱、顯熱散熱的冷負荷、食物的潛熱散熱、顯熱散熱的冷負荷等。新風負荷是將室外新風處理到室內等焓狀態(tài)點的冷負荷。

本設計按逐時冷負荷系數法計算冷負荷。通過相應計算，室內總冷負荷最大值為501874W，出現在17：00。新風負荷根據上表中的人均新風量標準及各房間的人數，計算出新風量（全樓的總新風量59248.2m³/h），根據新風量和室內外的焓差，可算得該建筑的總新風負荷為45.7kW。

全樓的空調系統冷負荷為861500W,冷負荷指標100W/ m²。

三、空調方式的選擇和系統分區(qū)

（一）空調系統的分類

1. 根據空氣處理設備的集中程度分類：

集中式空調系統、半集中式空調系統、分散式空調系統                                                                               

2. 根據負擔室內冷濕負荷所用的介質不同分類：

全空氣系統、全水系統、空氣-水系統、冷劑系統

（二）空調系統的選擇

1. 一次回風空調系統

大樓的一層，二層，十三層是大空間，人員較多，使用時間集中，且室內人員和照明等散熱量大，要求的送風量大，故選擇一次回風系統。

2. 風機盤管加新風系統

三～十二層的房間由于是小空間且使用功能和使用時間不同，為了便于管理和節(jié)能，故采用風機盤管加獨立新風系統。

四、空調設備的選型計算

（一）風量計算

1．送風量的計算

根據計算出的冷負荷結果，基于一次回風焓濕圖i-d，如下圖所示。計算出各房間所需的送風量，

得到各層的總送風量分別為：一層為11728.8m³/h；二層為1908 m³/h；十三層為12873.6 m³/h。

2．新風量的計算

根據人均新風量標準及各房間的人數，計算出一～十三層的新風量，新風量依次為：一層，2220 m³/h；二層，200 m³/h；三層，1116.3m³/h；四～八層，1869.7 m³/h；九～十二層，3572 m³/h；十三層，3280 m³/h。

（二）風機盤管的選型、計算

    根據各個空調房間的冷負荷，運用焓濕圖計算出各個空調房間的送風量。   

根據各房間的實際功能和布局，選用開利風機盤管，根據水管的連接位置，選用左式和右式。主要選用

了42CMT003，42CMT002，42CE002300A,42CE004200A,42CE003300A,42CE005300A等型號的風機盤管。

（三）冷源的選擇

根據該空調系統得總冷負荷為6059.7W ，選取冷水機組。

（四）組合式空調機組的選型、計算

根據一層，四二層和十三層所需的送風量和相應的冷負荷，選擇型組合式空調機組各一臺，型號分別為一層TZK08，二層TZK03，十三層TZK15。

（五）新風機組選型計算

根據三～十二層的所需新風量和相應的新風冷負荷，新風機組選擇次為：三層，G-3.5DF；四—八層，G-5DF,九—十二層G-3XDF吊頂式，數量10臺。

五、風系統設計計算

（一）風道設計的任務

由于風道的設計質量，將直接影響房間氣流和空調效果。為了使風道設計合理，必須進行風管的水力計算。

水力計算的任務是：確定各管道的斷面尺寸，系統阻力，保證系統內的風量分配達到要求，并最終確定風機的型號和動力消耗。

（二）風管的水力計算

1．送風系統的水力計算

      繪制送風系統圖，選取最不利環(huán)路，并進行系統編號，標注管長風量，采用假定流速法計算各段風管的沿程阻力和局部阻力，最后進行不平衡率校核，確保不平衡率控制在15%以內，如不能滿足，選擇調整管徑，可用閥門進行輔助調節(jié)。

    在本設計中，詳細計算了一層送風管道全空氣系統最不利環(huán)路的阻力為122.68Pa。經過校核，加閥門調節(jié)，各并聯環(huán)路的不平衡率均小于15%，滿足要求。

   2．回風系統的水力計算

 具體計算過程同送風管道（均采用假定流速法）

六、空調水系統計算

本設計采用一次泵定水量系統，雙管制，閉式循環(huán)且采用同層水平管路為同程式，各層之間（豎向）為異程式的管路系統形式。按空調房間使用時間的不同將水系統分為兩個區(qū)：一~六層空調系統為K-1區(qū)，七~十三層空調系統為K-2區(qū)，并對管路系統進行水力計算和阻力平衡，經過計算的出最不利的三層的阻力不平衡度僅為11.7% ，滿足要求。最不利環(huán)路的總阻力7967Pa，冷凍水循環(huán)量3.96 m³/h，總阻力為13568Pa，空調系統冷凍水循環(huán)量為81.73 m³/h選擇冷凍水泵的型號。

七、消聲減振及管道保溫設計

（一）風管的消聲設計

在風機出口處設置內壁粘貼吸聲材料的靜壓箱，它即可以起穩(wěn)定氣流的作用，又可以起消音的作用。選用北京青云聯合空調設備有限公司生產的JY-1系列靜壓箱。

（二）設備的減振設計

   空調系統中的風機，水泵，制冷壓縮機等設備運行時，會由于轉動的部件的質量中心偏離軸中心而產生振動，該振動傳給支架并以彈性波的形式沿房屋結構傳給其他房間，又以噪聲的形式出現。當振動影響某些工作的正常進行或危機建筑物安全時，必須采用減振措施。通常采用軟木或橡膠等作為減振材料。

（三）管道的保溫設計

選用的保溫材料為聚乙烯。空調系統風管、水管按經濟保溫厚度選用。具體為風管