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蘇州市金惠大廈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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建筑環(huán)境與設(shè)備工程 09170217 趙振波 指導(dǎo)教師 李春娥 講師
摘要
本次設(shè)計(jì)任務(wù)是蘇州市金惠大廈的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),其建筑總面積為8619.67m2,,建筑高度為52.2m。在空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上,通過(guò)方案比較,確定一、二,十三層為全空氣系統(tǒng),三~十二層為風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)的氣流組織采用上送上回的形式。在風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)中,新風(fēng)機(jī)組不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷,新風(fēng)由機(jī)組處理后直接送入各個(gè)房間。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用閉式同程循環(huán),由于該樓宇的空調(diào)總負(fù)荷,冷源選擇螺桿式冷水機(jī)組?;诩俣魉俜ㄟM(jìn)行風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的水力計(jì)算,據(jù)此進(jìn)行相關(guān)空調(diào)設(shè)備的選型。此外,對(duì)設(shè)備的減噪防震以及管道的保溫也做了必要設(shè)計(jì),滿(mǎn)足空調(diào)系統(tǒng)的舒適性需求。
關(guān)鍵詞:空調(diào)系統(tǒng);全空氣系統(tǒng);水力計(jì)算;舒適性.
Abstract
A comfortable air-conditioning system is designed for Jinhui building in
Keywords: air-conditioning system; all-air system; hydraulic calculation; comfortable.
一、概述
(一)原始資料
1.室外參數(shù)
蘇州市夏季,干球溫度:35℃ ; 濕球溫度:28.3℃ ;空調(diào)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(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)
基于《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012和金惠大廈的房間布局,其空調(diào)房間的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示:
表1 金惠大廈各房間空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)
房間使
用性質(zhì)
夏季/冬季
新風(fēng)量
m3/h·人
干球溫度 οC
相對(duì)濕度 %
空氣流速 m/s
噪聲 NR (dB)
辦公室
26
60
0.2
25~50
30
會(huì)議室
24
55
0.2
45~60
20
大廳
26
60
0.2
35~55
20
計(jì)算機(jī)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(chē)庫(kù),設(shè)備機(jī)房);地上十三層,共計(jì)十四層,地上一層是營(yíng)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(jié)構(gòu)等見(jiàn)建筑條件圖。
二、空調(diào)系統(tǒng)冷、濕負(fù)荷計(jì)算
(一)冷負(fù)荷的計(jì)算
空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷分為室內(nèi)冷負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷。室內(nèi)冷負(fù)荷包括外圍護(hù)結(jié)構(gòu)(外墻、外窗或自然采光部分、屋頂)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)(內(nèi)墻、內(nèi)樓板、內(nèi)門(mén))的冷負(fù)荷、設(shè)備散熱的冷負(fù)荷、照明散熱的冷負(fù)荷、人體的潛熱散熱、顯熱散熱的冷負(fù)荷、食物的潛熱散熱、顯熱散熱的冷負(fù)荷等。新風(fēng)負(fù)荷是將室外新風(fēng)處理到室內(nèi)等焓狀態(tài)點(diǎn)的冷負(fù)荷。
本設(shè)計(jì)按逐時(shí)冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算冷負(fù)荷。通過(guò)相應(yīng)計(jì)算,室內(nèi)總冷負(fù)荷最大值為501874W,出現(xiàn)在17:00。新風(fēng)負(fù)荷根據(jù)上表中的人均新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)及各房間的人數(shù),計(jì)算出新風(fēng)量(全樓的總新風(fēng)量59248.2m3/h),根據(jù)新風(fēng)量和室內(nèi)外的焓差,可算得該建筑的總新風(fēng)負(fù)荷為45.7kW。
全樓的空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷為861500W,冷負(fù)荷指標(biāo)100W/ m2。
三、空調(diào)方式的選擇和系統(tǒng)分區(qū)
(一)空調(diào)系統(tǒng)的分類(lèi)
1. 根據(jù)空氣處理設(shè)備的集中程度分類(lèi):
集中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)
2. 根據(jù)負(fù)擔(dān)室內(nèi)冷濕負(fù)荷所用的介質(zhì)不同分類(lèi):
全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)
(二)空調(diào)系統(tǒng)的選擇
1. 一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
大樓的一層,二層,十三層是大空間,人員較多,使用時(shí)間集中,且室內(nèi)人員和照明等散熱量大,要求的送風(fēng)量大,故選擇一次回風(fēng)系統(tǒng)。
2. 風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)
三~十二層的房間由于是小空間且使用功能和使用時(shí)間不同,為了便于管理和節(jié)能,故采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。
四、空調(diào)設(shè)備的選型計(jì)算
(一)風(fēng)量計(jì)算
1.送風(fēng)量的計(jì)算
根據(jù)計(jì)算出的冷負(fù)荷結(jié)果,基于一次回風(fēng)焓濕圖i-d,如下圖所示。計(jì)算出各房間所需的送風(fēng)量,
得到各層的總送風(fēng)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(fēng)量的計(jì)算
根據(jù)人均新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)及各房間的人數(shù),計(jì)算出一~十三層的新風(fēng)量,新風(fēng)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(fēng)機(jī)盤(pán)管的選型、計(jì)算
根據(jù)各個(gè)空調(diào)房間的冷負(fù)荷,運(yùn)用焓濕圖計(jì)算出各個(gè)空調(diào)房間的送風(fēng)量。
根據(jù)各房間的實(shí)際功能和布局,選用開(kāi)利風(fēng)機(jī)盤(pán)管,根據(jù)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(hào)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管。
(三)冷源的選擇
根據(jù)該空調(diào)系統(tǒng)得總冷負(fù)荷為6059.7W ,選取冷水機(jī)組。
(四)組合式空調(diào)機(jī)組的選型、計(jì)算
根據(jù)一層,四二層和十三層所需的送風(fēng)量和相應(yīng)的冷負(fù)荷,選擇型組合式空調(diào)機(jī)組各一臺(tái),型號(hào)分別為一層TZK08,二層TZK03,十三層TZK15。
(五)新風(fēng)機(jī)組選型計(jì)算
根據(jù)三~十二層的所需新風(fēng)量和相應(yīng)的新風(fēng)冷負(fù)荷,新風(fēng)機(jī)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(shù)量10臺(tái)。
五、風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
(一)風(fēng)道設(shè)計(jì)的任務(wù)
由于風(fēng)道的設(shè)計(jì)質(zhì)量,將直接影響房間氣流和空調(diào)效果。為了使風(fēng)道設(shè)計(jì)合理,必須進(jìn)行風(fēng)管的水力計(jì)算。
水力計(jì)算的任務(wù)是:確定各管道的斷面尺寸,系統(tǒng)阻力,保證系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)量分配達(dá)到要求,并最終確定風(fēng)機(jī)的型號(hào)和動(dòng)力消耗。
(二)風(fēng)管的水力計(jì)算
1.送風(fēng)系統(tǒng)的水力計(jì)算
繪制送風(fēng)系統(tǒng)圖,選取最不利環(huán)路,并進(jìn)行系統(tǒng)編號(hào),標(biāo)注管長(zhǎng)風(fēng)量,采用假定流速法計(jì)算各段風(fēng)管的沿程阻力和局部阻力,最后進(jìn)行不平衡率校核,確保不平衡率控制在15%以?xún)?nèi),如不能滿(mǎn)足,選擇調(diào)整管徑,可用閥門(mén)進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。
在本設(shè)計(jì)中,詳細(xì)計(jì)算了一層送風(fēng)管道全空氣系統(tǒng)最不利環(huán)路的阻力為122.68Pa。經(jīng)過(guò)校核,加閥門(mén)調(diào)節(jié),各并聯(lián)環(huán)路的不平衡率均小于15%,滿(mǎn)足要求。
2.回風(fēng)系統(tǒng)的水力計(jì)算
具體計(jì)算過(guò)程同送風(fēng)管道(均采用假定流速法)
六、空調(diào)水系統(tǒng)計(jì)算
本設(shè)計(jì)采用一次泵定水量系統(tǒng),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(tǒng)形式。按空調(diào)房間使用時(shí)間的不同將水系統(tǒng)分為兩個(gè)區(qū):一~六層空調(diào)系統(tǒng)為K-1區(qū),七~十三層空調(diào)系統(tǒng)為K-2區(qū),并對(duì)管路系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算和阻力平衡,經(jīng)過(guò)計(jì)算的出最不利的三層的阻力不平衡度僅為11.7% ,滿(mǎn)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(diào)系統(tǒng)冷凍水循環(huán)量為81.73 m3/h選擇冷凍水泵的型號(hào)。
七、消聲減振及管道保溫設(shè)計(jì)
(一)風(fēng)管的消聲設(shè)計(jì)
在風(fēng)機(jī)出口處設(shè)置內(nèi)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(lián)合空調(diào)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JY-1系列靜壓箱。
(二)設(shè)備的減振設(shè)計(jì)
空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī),水泵,制冷壓縮機(jī)等設(shè)備運(yùn)行時(shí),會(huì)由于轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量中心偏離軸中心而產(chǎn)生振動(dòng),該振動(dòng)傳給支架并以彈性波的形式沿房屋結(jié)構(gòu)傳給其他房間,又以噪聲的形式出現(xiàn)。當(dāng)振動(dòng)影響某些工作的正常進(jìn)行或危機(jī)建筑物安全時(shí),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(shè)計(jì)
選用的保溫材料為聚乙烯??照{(diào)系統(tǒng)風(fēng)管、水管按經(jīng)濟(jì)保溫厚度選用。具體為風(fēng)管