南京市某行政辦公樓地源熱泵空調(diào)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

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1、 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目： 南京市某行政辦公樓地源熱泵空調(diào)設(shè)計 作 者： 學(xué) 號： 20093219 院 系： 水土學(xué)院 專 業(yè)： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè) 班 級： 09年級三班 指導(dǎo)者： 2013 年 6 月 畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要

2、南京市某行政辦公樓地源熱泵工程設(shè)計 某辦公樓，共六層，地處江蘇南京市，全樓采用地源熱泵系統(tǒng)進行集中供給空調(diào)方式。 該中央空調(diào)集中系統(tǒng)采用風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng)，而水系統(tǒng)采用半封閉式螺桿機組，為閉式雙管異程式?？照{(diào)主機使用型號為LRY-L460一臺制冷量462.7Kw,空調(diào)側(cè)使用兩臺型號為IS80-65-160循環(huán)水泵，功率7.5Kw，地源側(cè)使用兩臺型號為IS80-65-160循環(huán)水泵，功率為7.5Kw，機房設(shè)置在地下室，節(jié)約了建筑面積。 關(guān)鍵詞 辦公樓 地源熱泵 熱平衡 地下?lián)Q熱器 集分水器

3、 目 次 引言1 1、設(shè)計依據(jù) 1.1設(shè)計任務(wù)書6 1.2建筑平面剖面圖6 1.3設(shè)計參數(shù)6 2、負荷計算 2.1冷負荷的計算7 2.2熱負荷的計算8 3、新風(fēng)負荷計算 3.1新風(fēng)量的確定11 3.2夏季空調(diào)新風(fēng)冷負荷的計算11 4、系統(tǒng)選擇 4.1 冷熱源選擇12 4.2 空調(diào)系統(tǒng)的選擇12 4.3 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定13 4.4 熱平衡分析14 5、空氣處理設(shè)備的選擇 5.1風(fēng)機盤管的選擇15 5.2新風(fēng)機組的選擇16 6、氣流組織 6.1氣流組織分布17 6.2風(fēng)口布置17 7、風(fēng)系統(tǒng)水力計算 7.1風(fēng)管水力計算

4、方法18 7.2風(fēng)管水力計算過程19 7.3風(fēng)管的布置及附件20 8、水系統(tǒng)設(shè)計及水利計算 8.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計21 8.2冷水系統(tǒng)的水力計算21 8.3冷凝水管道設(shè)計22 9、機房設(shè)備的選擇計算 9.1地源熱泵機組選型計算22 9.2地埋管設(shè)計計算22 9.3循環(huán)水泵的選擇23 9.4集分水器的設(shè)計計算24 9.5水處理設(shè)備25 9.6閥門安裝25 10、管道保溫與防腐 10.1管道保溫26 10.2管道防腐27 11、消聲減振設(shè)計 11.1消聲設(shè)計27 11.2減振設(shè)計28 謝 辭29 參考文獻30 引言 社會的發(fā)展以及

5、人民生活水平的提高，越來越多的人在使用地源熱泵中央空調(diào)技術(shù)，以倡導(dǎo)綠色環(huán)保時尚理念，并營造健康舒適的生活環(huán)境。 本設(shè)計為南京市某辦公樓地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，共六層，全樓冷負荷約為859.5千瓦，根據(jù)房間功能，全樓采用地源熱泵系統(tǒng)進行集中供給空調(diào)方式。 根據(jù)各不同功能房間，辦公室、會議室、活動室、指揮中心等，將該集中系統(tǒng)設(shè)為風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)機組從室外引入新風(fēng)處理到室內(nèi)空氣焓值，風(fēng)機盤管承擔(dān)室內(nèi)全部冷負荷及部分的新風(fēng)濕負荷。風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng)有風(fēng)口下送和側(cè)送。水系統(tǒng)采用閉式雙管同程式，冷水泵三臺，兩用一備；冷卻水泵選三臺，兩用一備。衛(wèi)生間通風(fēng)統(tǒng)一由排風(fēng)扇接出，在末端安裝止回

6、閥。 在冷負荷計算的基礎(chǔ)上完成主機和風(fēng)機盤管的選型，并通過風(fēng)量、水量的計算確定風(fēng)管路和水管路的規(guī)格，并校核最不利環(huán)路的阻力和壓頭用以確定新風(fēng)機和水泵。根據(jù)建筑總冷負荷確定室外鉆井口數(shù)約為108口，地埋管使用Dn32的PE管材，采用雙U回路連接，通過集分水器供水到冷凍機房。 依據(jù)相關(guān)的空調(diào)設(shè)計手冊所提供的參數(shù)，進一步完成新風(fēng)機組、水泵、熱水機組等的選型，從而將其反應(yīng)在圖紙上，最終完成整個空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。 1、設(shè)計依據(jù) 1.1設(shè)計任務(wù)書 1.2建筑平面圖 剖面圖 1.3設(shè)計參數(shù)： 1．建筑地點 南京市，118.8E 32N 2．室外氣象

7、參數(shù) 室外平均風(fēng)速：夏季2.6m/s；冬季2.6m/s。 大氣壓力：夏季100.4kPa； 冬季102.52kPa。 空調(diào)室外計算干球溫度：夏季35℃；冬季－6℃； 夏季空調(diào)室外計算濕球溫度28.3℃ 冬季空調(diào)室外計算相對濕度73%； 夏季日平均干球溫度31.4℃。 3．土建資料 本工程地處南京，為一幢六層建筑，主要功能是辦公樓；建筑總高度為24m。地下一層3.6m，一層5.6m，二層4m，三四五層3.6m。 外墻為Ⅱ型外墻，內(nèi)粉刷，外有水泥砂漿。屋面為70mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板加25mm厚瀝青膨脹珍珠巖保溫層，為Ⅲ型 門為鋁合金玻璃門，6mm普通玻璃（K=2.5W/

8、㎡℃），內(nèi)門為單層木門。 窗為雙層鋼窗，3mm厚普通玻璃。 4．設(shè)計依據(jù) （1）《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB50019－2003） （2）《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50243－2002） （3）《暖通空調(diào)制圖標準》（GB/T50114－2001） （4）全國民用建筑工程時間技術(shù)措施《暖通空調(diào)動力》（2003） （5）《供熱空調(diào)設(shè)計手冊》 （6）《采暖通風(fēng)設(shè)計手冊》 5．室內(nèi)設(shè)計參數(shù) 夏季空調(diào)：設(shè)計溫度為261℃, 相對濕度62%5％，室內(nèi)風(fēng)速為0.3m/s。 冬季空調(diào)：設(shè)計溫度為181℃，相對濕度51%5％，室內(nèi)風(fēng)速為0.20m/s。 6．室

9、內(nèi)照明及人員密度估算指標 1．室內(nèi)照明估算指標： 會議室 11W/m2 辦公室 11W/m2 指揮室 30W/ 11W/m2 2．室內(nèi)人員密度估算指標： 辦公室，會議室，指揮中心8 m2 /人 7．冷熱源 冷源：冷凍水供水溫度為7℃，回水溫度為12℃。 熱源：熱水供水溫度為50℃，回水為45℃。 8．設(shè)計成果 1．設(shè)計說明書 2．設(shè)計計算書 3．設(shè)計圖紙： 2、負荷計算 2.1 冷負荷計算 1．外墻和屋面瞬變溫差傳熱引起的冷負荷 外墻為Ⅱ型外墻，內(nèi)粉刷，外有水泥砂漿；屋面為70mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板加25mm厚瀝青膨脹珍珠

10、巖保溫層，Ⅲ型。外墻和屋面瞬變溫差傳熱引起的冷負荷可用以下公式計算： LQ=AK(tln-tN) 式中 LQ——外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷（W）； A——外墻和屋面的面積（m2）； ——外墻和屋面的傳熱系數(shù)W/ (m2℃) tN——室內(nèi)設(shè)計溫度（℃）； 夏季：27℃。 tln——外墻和屋面的冷負荷逐時值，附錄2-7查詢，℃； 2．外窗瞬變溫差傳熱引起的冷負荷 外窗為雙層鋼窗，有內(nèi)遮陽，外玻璃墻為單層6mm普通玻璃。 由玻璃窗引起的瞬時冷負荷計算公式為： LQ=AK(tln-tN)

11、 式中 LQ——外窗瞬變傳熱引起的冷負荷（W）； A——玻璃窗的計算面積 （m2）； ——玻璃窗的傳熱系數(shù)W/ (m2℃)； tN——室內(nèi)設(shè)計溫度（℃）； 夏季：27℃。 tln——玻璃窗的冷負荷溫度逐時值（℃）； 3．透過外窗的日射得熱引起的冷負荷 透過外窗的日射得熱引起的冷負荷的計算公式為： LQ=ACzDjmaxCLQ 式中 LQ——透過外窗的日射得熱引起的冷負荷（W）； A——玻璃窗的有效面積（m2），=窗洞的面積有效面積系數(shù)，可查（附錄2-8）； Cz——玻璃窗綜

12、合遮陽系數(shù)，量綱為一； ——不同緯度各朝向日射得熱因數(shù)的最大值（W/ m2）； CLQ ——玻璃窗冷負荷系數(shù)，見表2－8。 4．室內(nèi)熱源引起的冷負荷 （1）照明得熱引起瞬時冷負荷 LQ=qFCLQ （2-6） 式中 LQ——照明得熱量（W），； ——每平方米的得熱量（W/ m2）； ——空調(diào)面積（m2）； CLQ——照明冷負荷系數(shù)，見表2－9。 （2）人體散熱引起的冷負荷 顯熱負荷計算公式為： LQ=qxn1n2CLQ

13、 式中 ——室內(nèi)人數(shù)； ——群集系數(shù)，表2-5； ——室內(nèi)全部人體的顯熱得熱，＝58W； CLQ——人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)，見附錄2－9。 潛熱負荷計算公式為： LQ= q1n1n2 式中 q1——室內(nèi)成年男子的潛熱散熱量, 表2-6。 （3）設(shè)備散熱得熱量（工藝設(shè)備在室內(nèi)，電機在室內(nèi)） Q=1000n1n2n3P/η 式中n1——利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，一般可取0.

14、7—0.9，可用以反映安裝功率的利用程度； n2——電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均實耗功率與機器設(shè)計時最大實耗功率之比，可取0.5左右； n3——同時使用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.5—0.8。 P——設(shè)備的安裝功率，Kw； η—— 電動機效率，見表2－4。 各項冷負荷及匯總見下頁表所示：單位（w） 樓層 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 一層 183340 197812 200456 196617

15、 198266 206172 211535 213084 211616 201494 174250 二層 157689 178121 198812 198742 195326 198762 201024 198820 191002 178008 152312 三層 157658 183421 198842 193282 193916 194304 216574 207858 199091 185350 173136 四層 156329 176321 19883

16、201099 184754 205155 217424 208693 199910 184982 183816 五層 162409 183426 203219 221099 201754 215155 227424 218693 209910 194982 193816 經(jīng)過計算匯總，17:00時，五層冷負荷總量約為280.1kw。 2.2 熱負荷計算 1．圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 式中 ——圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量（W）； ——圍護結(jié)構(gòu)面積（m2）； —

17、—圍戶結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（W/（m2℃））， 外墻：240的1.97 W/ (m2℃) ，370的1.50W/（㎡℃），窗 2.68W/（m2℃），樓板3.1 W/（m2℃），屋頂1.00W/（m2℃）； ——冬季室內(nèi)計算溫度（℃）； ——供暖室外計算溫度（℃），＝－4 ℃； ——圍戶結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)， 外墻、屋頂、外窗＝1（內(nèi)墻樓板為0.7）。 2．圍戶結(jié)構(gòu)的附加耗熱量 計算圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的同時應(yīng)考慮它的附加耗熱量，包括：朝向修正耗熱量、風(fēng)力附加耗熱量、高度附加耗熱量以及外門附加耗熱量等。本空調(diào)工程的熱負荷計算只考慮朝向修正耗熱量。朝向附加修正率見表2-9。

18、 附加耗熱量＝基本耗熱量修正率 由于空調(diào)房間保持微正壓，不需計算冷風(fēng)滲透耗熱量，經(jīng)常開啟的大門等有空氣幕，也不必計算冷風(fēng)侵入耗熱量，所以熱負荷由基本耗熱量和附加耗熱量兩部分組成。 具體數(shù)據(jù)見表格。單位：（W） 樓層 一層 二層 三層 四層 五層 熱負荷匯總 211535 189726 150615 147062 160560 經(jīng)過計算匯總，五層熱負荷總量約為859.5 kw。 3、新風(fēng)負荷的計算 3.1 新風(fēng)量的確定 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)得新風(fēng)量，應(yīng)符合下列規(guī)定： 人員所需的新風(fēng)量應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)衛(wèi)生標

19、準的要求，并根據(jù)人員的活動和工作性質(zhì)以及在室內(nèi)的停留時間等因素確定，以每人每小時30 m計算 具體數(shù)據(jù)見表格，m/h 樓層 一層 二層 三層 四層 五層 新風(fēng)量匯總 4709 4710 4128 4110 4207 總新風(fēng)量為23910m/h。 3.2 夏季空調(diào)新風(fēng)冷負荷的計算： Qc.o=Mo（ho—hr）*1.1 （4-1） 式中Qc.o——夏季新風(fēng)冷負荷,KW； Mo——新風(fēng)量,kg/s； ho——室外空氣的焓值,kJ/kg； hr ——室內(nèi)空氣的焓值

20、,kJ/kg； 1.1——余量系數(shù)； 根據(jù)夏季空調(diào)室外計算干球溫度34.0℃,濕球溫度28.2℃,查表可知φ=64.66%，由濕空氣焓濕圖查得室外空氣焓值ho=64.5kJ/kg，當tr=27℃,φ=75℅時,室內(nèi)空氣焓值hR=54.4kJ/kg； 根據(jù)上述公式，計算得各層夏季空調(diào)新風(fēng)冷負荷為： 一層96.025kw， 二層96.028 kw， 三層88.625kw， 四層87.908kw， 五層92.88kw, 總新風(fēng)冷負荷為461.107 kw。 4、系統(tǒng)選擇： 4.1冷熱源選擇: 4.1.1冷熱源比較 根據(jù)冷熱源系統(tǒng)設(shè)計原則和建筑物的實際情況，擬

21、定冷熱源系統(tǒng)方案，對各方案進行技術(shù)、經(jīng)濟比較，具體比較見下表： 方案名稱 方案說明 優(yōu)點 缺點 地源熱泵冷熱水機組 1）機組設(shè)置于地下室設(shè)備機房內(nèi) 2）用電驅(qū)動 3）空氣源或水源熱泵 1）能供冷熱，節(jié)省設(shè)備 2）充分利用地位能源 3）節(jié)約能源 調(diào)節(jié)不便 活塞式冷水機組冷 區(qū)域鍋爐房供熱 1）機組設(shè)置于地下設(shè)備機房內(nèi) 2）用電驅(qū)動 1）需設(shè)置換熱設(shè)備 1）換熱效果較好熱效率高 2）多機頭，冷量調(diào)節(jié)方便 3）污染少，利于環(huán)保 1）制冷量小 2）噪聲大 3）熱效率低 4.1.2 冷熱源系統(tǒng)方案的確定 根據(jù)各方案的技術(shù)可行性與經(jīng)濟比較

22、，擬選擇地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，以大地作為冷熱源進行供熱制冷，能滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，并可以達到良好的效果。 4.2空調(diào)系統(tǒng)的選擇 4.2.1空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 (1)選擇的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能保證室內(nèi)要求的參數(shù)，即在設(shè)計條件下和運行條件下均能保證達到室內(nèi)溫度、相對濕度、凈化等要求。 (2)綜合考慮初投資和運行費用，系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)濟合理； (3)盡量減少一個系統(tǒng)內(nèi)的各房間相互不利的影響； 4.2.2空調(diào)系統(tǒng)方案 由于風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點： （1)布置靈活，可以和集中處理的新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合使用，也可以單獨使用 （2)各空調(diào)房間互不干擾，可以獨立地調(diào)節(jié)室溫，并可隨時根據(jù)需要開停機組,節(jié)省運行費

23、用，靈活性大，節(jié)能效果好 （3)與集中式空調(diào)相比不需回風(fēng)管道，節(jié)約建筑空間 （4)機組部件多為裝配式、定型化、規(guī)格化程度高，便于用戶選擇和安裝 （5)只需新風(fēng)空調(diào)機房，機房面積小 （6)使用季節(jié)長 （7)各房間之間不會互相污染 能夠滿足設(shè)計原則，而其弊端 （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(nèi)氣流分布受限制 （3)分散布置敷設(shè)各中管線較麻煩，維修管理不方便 （4)無法實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié) （5)水系統(tǒng)復(fù)雜，易漏水 （6)過濾性能差 在考慮綜合情況下，影響較小，是比較不錯的選擇。 4.3 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定 本次設(shè)計中的建筑主要房間

24、為辦公室，大多面積較小，且各房間互不連通，應(yīng)使所選空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各個房間的獨立控制，綜合考慮各方面因素，確定選用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。在房間內(nèi)布置吊頂?shù)娘L(fēng)機盤管，采用暗裝的形式。 4.4 熱平衡分析 夏季向地下排放的熱量計算 設(shè)空調(diào)供冷時間為150天，每天10h，負荷計算為： Q =ThwN 式中 T，取150d， h，10h/d， w，為全樓冷負荷與設(shè)備功率之和，約為950kw N，空調(diào)同時使用系數(shù)，取0.8 , 向地下排放熱量計算結(jié)果約為1140000 kwh 冬季從地下吸收熱量計算 設(shè)空調(diào)采暖120天,每天10h，負荷計算為： Q =ThwN 式中 T

25、，取120d， h，10h/d， w，為全樓熱負荷，約為861kw N，空調(diào)同時使用系數(shù)，取0.7 , 從地下吸收熱量計算結(jié)果約為723240 kwh 制取生活熱水用熱量計算 一年制取生活熱水，設(shè)為60天，每天總用水量250 L，從地下吸收的熱量計算: Q=CM?t 式中 M,為全樓用水總質(zhì)量，估算為7.5*10?3kg C，為水的比熱容，4.2kJ/Kg℃ ?t，溫度差估算取10℃， 則制取生活熱水消耗熱量約為630000kwh 全年冷熱量計算結(jié)果 空調(diào)排放熱量 1140000 KWh 空調(diào)用熱量 723240 KWh， 供水用熱量 630

26、000 KWh， 全年總的吸熱量略大于排熱量,上述計算是理想狀態(tài)計算，實際上夏季熱水用量將會有所波動，但不會產(chǎn)生較大影響，因此本工程地埋換熱器全年吸放熱量計算上基本平衡。 5、空氣處理設(shè)備的選擇 5.1 風(fēng)機盤管的選擇 5.1.1夏季送風(fēng)量的確定： 每個房間的送風(fēng)量計算如下 G= Q/（hn-ho） 式中 G為送風(fēng)量，kg/s Q為冷負荷，w Hn，為室外焓值，查濕空氣焓濕圖， 64.5kJ/kg, Ho，為室外焓值，查濕空氣焓濕圖，54.4kJ/kg， 具體數(shù)據(jù)見表格，kg/s 樓層 一層 二層 三層 四層 五層 送風(fēng)量匯總 3

27、.86 3.74 4.72 4.63 4.12 5.1.2風(fēng)機盤管的確定 根據(jù)已經(jīng)得出的房間冷負荷，以及適宜風(fēng)速，參照品牌風(fēng)機盤管參數(shù)，選擇風(fēng)機盤管的型號 注：風(fēng)機盤管機組的選擇都選用了中速制冷量，中速風(fēng)速，且是冷量優(yōu)先，兼顧風(fēng)量，風(fēng)量校核，二者綜合考慮的原則。根據(jù)負荷計算結(jié)果的冷量和風(fēng)量,對每個房間進行風(fēng)機盤管選型.根據(jù)冷量優(yōu)先,兼顧風(fēng)量的原則。 具體數(shù)據(jù)如下 5.1.3風(fēng)機盤管的布置 風(fēng)機盤管機組空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)采用獨立供給室內(nèi)的方式，經(jīng)過處理后的新風(fēng)從送風(fēng)總風(fēng)管通過支管送入各個房間，單獨設(shè)置的新風(fēng)機組，可隨室外空氣狀態(tài)參數(shù)的變化進行調(diào)節(jié)，保證了室內(nèi)空氣參數(shù)的穩(wěn)定，

28、房間新風(fēng)全年都可以有保證。 風(fēng)機盤管的供水系統(tǒng)，采用雙水管系統(tǒng)，冬季供熱水，夏季供冷水，過度季節(jié)盡量利用室外新風(fēng)，關(guān)閉空調(diào)機組關(guān)閉供水。一層所有房間的新風(fēng)負荷為96.025KW，室內(nèi)空氣計算溫度26℃，相對濕度60%，室外干球溫度35℃，濕球溫度28.3℃， 根據(jù)各個房間的功能不同人均新風(fēng)量都有要求，總的新風(fēng)量為4709m3/h。 由已知可得冷量Q=6.481.15=7.45kw 風(fēng)量G=7401.15/1.2=709.2㎡/h 其中1.15為富裕量。 5.2 新風(fēng)機組的選擇 此建筑地上共有六層樓，根據(jù)所負擔(dān)房間的新風(fēng)量與新風(fēng)負荷確定新風(fēng)機組新風(fēng)機組的選型如下 樓層 風(fēng)機風(fēng)

29、量G(m3/h) 室外焓值hn(KJ/Kg) 室內(nèi)焓ho值(KJ/kg) 新風(fēng)負荷Q（Kw） 新風(fēng)機組型號及臺數(shù) 第一層 4709 65.0 54.40 96.025 DBFPX 6 一臺 第二層 4710 65.0 54.40 96.028 DBFPX6 一臺 第三層 4128 65.0 54.40 88.268 DBFPX 6 一臺 第四層 4110 65.0 54.40 87.908 DBFPX6 一臺 第五層 4207 65.0 54.40 92.880 DBFPX 6 一臺

30、 6、氣流組織 6.1氣流組織分布： 側(cè)送是空調(diào)房間中最常用的一種氣流組織方式。一般為貼附射流形式出現(xiàn)，工作區(qū)通常是回流。對于室溫允許波動范圍有要求的空調(diào)房間，一般能夠滿足區(qū)域溫差的要求，因此采用這種方式。 各管段建議流速和最大流速列于下表： 編號 管段 建議流速（m/s） 最大流速（m/s） 1 新風(fēng)入口 2.5 4.5 2 風(fēng)機入口 4.0 5.0 3 風(fēng)機出口 6.5-10 7.5-11 4 主風(fēng)道 5-6.5 5.5-8 5 水平支風(fēng)道 3-4.5 4-6.5 6 垂直支風(fēng)道 3-3.5 4-6 7 送風(fēng)口 1.5-

31、3.5 3-5 6.2 風(fēng)口布置 本次設(shè)計中遵循了以下原則： （1）新風(fēng)口應(yīng)盡量靠近風(fēng)機盤管的送風(fēng)口，目的讓新風(fēng)與室內(nèi)回風(fēng)混合均勻。 （2）送風(fēng)口尺寸放大。變風(fēng)量末端在調(diào)節(jié)時產(chǎn)生的風(fēng)速變化會使人感到不舒適，這在大風(fēng)量送風(fēng)口尤為明顯。解決這個問題的最簡單方法是加大吊頂風(fēng)口的尺寸，盡可能減少出風(fēng)速度，使這種風(fēng)速的變化帶來的影響微乎其微。一般可將送風(fēng)口的額定流量加大一檔。 （3）增強吊頂貼附效應(yīng)。使吊頂平面保持平整，盡量使吊頂面的凸凹遠離送風(fēng)口。這其中主要包括燈具、水噴淋頭和火災(zāi)報警探頭，兩者間須隔開一定的距離。 7、風(fēng)系統(tǒng)水力計算 7.1 風(fēng)管水力計算方法 風(fēng)管尺寸的計算

32、在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送排風(fēng)點的位置和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進行，采用假定流速法,其計算方法如下： （1）確定空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道形式,合理布置風(fēng)道,并繪制風(fēng)道系統(tǒng)軸側(cè)圖,作為水利計算草圖。 （2）在計算草圖上進行管段編號,并標注管段的長度和風(fēng)量,管段長度一般按兩管件中心線長度計算,不扣除管件(如三通,彎頭)本身的長度。 （3）選定系統(tǒng)最不利環(huán)路，一般指最遠的環(huán)路。 （4）選擇合適的空氣流速，同前頁各管段建議流速和最大流速表中所列。 （5）根據(jù)給定風(fēng)量和選定流速，逐段計算管道端面尺寸，并使其符合矩形風(fēng)道統(tǒng)一規(guī)格。然后根據(jù)選定了的段面尺寸和風(fēng)量，計算出風(fēng)道內(nèi)的實際流速。 通過矩形風(fēng)道的

33、風(fēng)量G可按下式計算： G=3600abv（） 式中 a、b——分別為風(fēng)道斷面凈寬和凈高，m。 （6）計算風(fēng)道的沿程阻力。 （7）計算各管段的局部阻力。 （8）計算系統(tǒng)的總阻力。 7.2 風(fēng)管水力計算過程 以一層的新風(fēng)系統(tǒng),布置一層的送風(fēng)系統(tǒng)并繪制出草圖選擇出最不利環(huán)路0-1-2-3-4-5-6-7。 （1）初選流速為4m/s，風(fēng)量為4709m/h，計算風(fēng)管斷面面積為 F=4709/（36004）=0.152㎡ 根據(jù)《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》將F規(guī)劃為400*400㎜，實際面積為0.16㎡，則實際流速為4.21m/s。 （2

34、）計算摩擦阻力和局部阻力（表格中的動壓為1/2ρν） 7.3風(fēng)管的布置及附件： （1） 風(fēng)管道全部用鍍鋅鋼板制作，厚度及加工方法，按《通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50243-97）的規(guī)定確定，主管和支管的斷面尺寸在圖中標明； （2） 設(shè)計圖中所注風(fēng)管的標高，以風(fēng)管底為準； （3） 穿越沉降縫或變形縫處的風(fēng)管兩側(cè)，以及與通風(fēng)機進、出口相連處，應(yīng)設(shè)置長度為200～300ｍｍ的人造革軟接；軟接的接口應(yīng)牢固、嚴密。在軟接處禁止變徑。 （4） 風(fēng)管上的可拆卸接口，不得設(shè)置在墻體或樓板內(nèi); （5） 所有水平或垂直的風(fēng)管，必須設(shè)置必要的支、吊或托架，其構(gòu)造形式由安裝單位在保證牢固、可

35、靠的原則下根據(jù)現(xiàn)場情況選定; （6） 風(fēng)管支、吊或托架應(yīng)設(shè)置于保溫層的外部，并在支吊托架與風(fēng)管間鑲以墊木，同時，應(yīng)避免在法蘭、測量孔、調(diào)節(jié)閥等零部件處設(shè)置支吊托架; （7） 安裝調(diào)節(jié)閥、蝶閥等調(diào)節(jié)配件時，必須注意將操作手柄配置在便于操作的部位。 （8） 安裝防火閥和排煙閥時，應(yīng)先對起外觀質(zhì)量和動作的靈活性與可靠性進行檢驗，確認合格后再進行安裝； （9） 防火閥的安裝位置必須與設(shè)計相符，氣流方向務(wù)必與閥體上標志的箭頭相一致，嚴禁反向； 8、水系統(tǒng)設(shè)計及水利計算 8.1 空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計 8.1.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計原則 （1）管路考慮必要的坡度以排除空氣； （2）要解決好水處

36、理與水過濾； （3）力求水力平衡； （4）變流量系統(tǒng)宜采用變頻調(diào)節(jié)； （5）防止大流量小溫差； （6）注意管網(wǎng)的保冷與保暖效果。 8.1.2空調(diào)水系統(tǒng)方案的確定 空調(diào)水系統(tǒng)按照管道的布置形式和工作原理，一般分為一下主要幾種類型： （1）按供、回水管道數(shù)量，分為：雙管制、三管制和四管制； （2）按供、回水干管的布置形式，分為：水平式和垂直式； （3）按供、回水在管道內(nèi)的流動關(guān)系，分為：同程式和異程式； （4）按原理分為：開式和閉式； （5）按調(diào)節(jié)方式分為：定流量和變流量。 系統(tǒng)冷熱源的供冷、供熱用地源熱泵機組供給，房間不需要同時供冷、供熱，該設(shè)計中管路不與大氣接觸，在每層

37、水系統(tǒng)的最高點和系統(tǒng)的最高點設(shè)排氣閥,以排除系統(tǒng)中積存的空氣，故選用閉式雙管系統(tǒng)，冷水、熱水共同使用一個管路，系統(tǒng)簡單，初投資較低。干管的布置采用垂直同程式，一級泵、水泵變流量系統(tǒng)。 8.2冷水系統(tǒng)的水力計算 采用假定流速法，其計算步驟如下： （1）繪制冷水系統(tǒng)圖，對管段編號，標注長度和流量； （2）確定合理的流速； （3）根據(jù)各個管段的水量和選擇流速確定管段的直徑，計算摩擦阻力和局部阻力； （4）并聯(lián)管路的阻力平衡； （5）計算系統(tǒng)的總阻力 8.2.1冷水系統(tǒng)的水平管段的水力計算 以一層冷水系統(tǒng)為例，其冷水系統(tǒng)最不利環(huán)路為1-2-3-4-5-6-7（具體見CAD圖紙） 水

38、系統(tǒng)的水力計算方法與風(fēng)系統(tǒng)的大致相同，可以參照風(fēng)系統(tǒng)的水力計算。 最不利循環(huán)管路0-7的總阻力為76KPa， 最短管路0-1阻力為16KPa 8.3冷凝水管道設(shè)計 8.3.1設(shè)計原則： 在中央空調(diào)機組的運行過程中都會產(chǎn)生一定數(shù)量的冷凝水，必須及時予以排走，以保證系統(tǒng)安全有效的運行。排放冷凝水管道的設(shè)計，一般采用開式、非滿流自流系統(tǒng)。冷凝水管道設(shè)計注意以下事項： （1)沿水流方向，水平管道應(yīng)保持不小于千分之三的坡度，且不允許有積水部位； （2）冷凝水管道宜采用PVC塑料管，不必進行防結(jié)露的保溫和隔氣處理； （3）冷凝水立管的頂部，應(yīng)設(shè)計通向大氣的透氣管； （4）設(shè)計和布置冷凝水

39、管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應(yīng)設(shè)計安排必要的設(shè)施； （5）冷凝水管的公稱直徑DN(mm)，應(yīng)根據(jù)通過冷凝水的流量計算確定。 8.3.2管徑確定 管段承擔(dān)冷負荷小于17kw，冷凝管徑為DN25。 9、制冷機房設(shè)備的選擇計算 9.1 地源熱泵機組選型計算： 根據(jù)整棟辦公樓的最大冷負荷，并考慮風(fēng)機、風(fēng)管、水管、冷水管及水箱溫升引起的附加冷負荷，修正后： Q=1.1859.5=945.45KW， 該辦公樓的總設(shè)計負荷為645.45KW， 選兩臺460的LRY-L460系列雙螺桿冷水機組，參數(shù)如下 制冷量為462.7kw， 輸入功率：90.5kw， 蒸發(fā)阻力為<60k

40、Pa， 冷凝阻力為<61kPa， 空調(diào)水流量9204 外形尺寸為 3210㎜1400㎜1860㎜（寬深高） 9.2 地埋管的設(shè)計計算： 根據(jù)計算得該系統(tǒng)夏季的冷負荷為408KW，冬天的熱負荷為132KW，地埋管在夏季向土壤的散熱量為建筑物總的冷負荷值，熱泵機組的功率以及設(shè)備的散熱量之和；冬季從土壤中吸收的熱量為建筑物的總熱負荷與熱泵機組功率的之差，故夏季散熱量大于冬季，初步確定應(yīng)按照夏天的最不利工況進行計算。 第一步 C=Q/q, 式中 C，為鉆井總深度，單位m Q，樓層總冷負荷，取500，單位kw

41、 q，單位孔深的傳熱量，取0.05，單位KJ/m 計算結(jié)果約為 鉆井總深度C=500/0.05=10000m 第二步 N=C/t 式中 N，鉆井總個數(shù)，單位口 C，鉆井總深度，單位m T，每口井深度，取82m 計算結(jié)果約為 鉆井總個數(shù)N=8856/80=125口 考慮到便于分區(qū)，設(shè)計打井126口，分成六個小區(qū)，每個小區(qū)21口井。 考慮現(xiàn)場可用地表面積、當?shù)赝寥李愋鸵约般@孔費用，確定地埋管采用垂直豎井布置。換熱性能較高，并且不會受土地面積的限制，鉆孔圍繞建筑物四周，呈U型排列，孔位間距4-5米。 根據(jù)埋管方式不同，本工

42、程采用每個豎井中布置單U型管。單U型管管徑一般在50mm以下，埋管越深，換熱性能越好，其中使用最普遍的是每個豎井中布置單U型管。 地下熱交換器中流體流動的回路形式采用并聯(lián)系統(tǒng)，管徑較小，管道費用較低，且常常布置成同程式，當每個并聯(lián)環(huán)路之間流量平衡時，其換熱量相同，其壓降特性有利于提高系統(tǒng)能力。 由于所有埋管均在建筑物基礎(chǔ)下面，一旦將埋管埋入，就不可能進行維修或更換，這就要求保證埋管的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。根據(jù)地源熱泵施工規(guī)范要求選擇高密度聚乙烯PE管。管內(nèi)流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道，管內(nèi)流速控制在2.44m/s以下,管徑選則的是Dn32 。 9.3 循環(huán)水泵的選擇：

43、 水泵是中央空調(diào)及采暖系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。水泵的選擇原則及注意事項：首先要滿足最高運行工況的流量和揚程，并使水泵的工作狀態(tài)點處于高效率范圍；泵的流量和揚程應(yīng)有10~20%的富裕量；當流量較大時，宜考慮多臺并聯(lián)運行，并聯(lián)臺數(shù)不宜超過3臺，并應(yīng)盡可能選擇同型號水泵；供暖和空調(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)水泵，宜配備一臺備用水泵。 水泵的形式的選擇與水管系統(tǒng)的特點、安裝條件、運行調(diào)節(jié)要求和經(jīng)濟性等有關(guān)。選擇水泵所依據(jù)的流量L和壓頭P如下確定： 水泵揚程： P=1.2Hmax （kPa） 式中 Hmax，管網(wǎng)最不利環(huán)路總阻力計算值，kPa； 1.2 為放大系數(shù)。 水泵水量： L=1.2L

44、max （m3/h） 式中 Lmax，設(shè)計最大流量， 1.2 為放大系數(shù)。 9.3.1冷凍水泵的設(shè)計計算 1、設(shè)備的阻力： 編號 項目 阻力kPa 1 集水器阻力 4 2 分水器阻力 5 3 制冷機組阻力 42 4 最不利循環(huán)管路 86 計算得總和為124kPa，所需揚程為124*1.1=136.4mH2O。 循環(huán)水流量: G=Q/(1.1Δt) Q—總冷負荷kw; Δt—供水溫差℃; 所以G=500/(1.1*5)=91m/h. 選型號為IS80-65-160的水泵。其流量為79-130m3/

45、h，揚程為74.5-87mH2O，轉(zhuǎn)速為2900，功率為27.5kw。選用三臺，兩用一備。 2、冷凍水泵配管布置： 進行水泵的配管布置時，應(yīng)注意以下幾點： （1）安裝軟性接管：在連接水泵的吸入管和壓出管上安裝軟性接管，有利于降低和減弱水泵的噪聲和振動的傳遞。 （2）出口裝止回閥：目的是為了防止突然斷電時水逆流而時水泵受損。 （3）水泵的吸入管和壓出管上應(yīng)分別設(shè)進口閥和出口閥；目的是便于水泵不運行能不排空系統(tǒng)內(nèi)的存水而進行檢修。。 （4）水泵的出水管上應(yīng)裝有溫度計和壓力表，以利檢測。如果水泵從地位水箱吸水，吸水管上還應(yīng)該安裝真空表。 （5）水泵基礎(chǔ)高出地面的高度應(yīng)小于0.1m，地面

46、應(yīng)設(shè)排水溝。 9.3.2冷卻水泵的設(shè)計計算： 由前地埋管水力計算得，冷卻水泵揚程為25m； 地埋管中循環(huán)液流量的確定： 夏天冷卻水供回水溫度 30/25℃; 冬天冷凍水供回水溫度 7/12℃， 循環(huán)液的溫差為4-5℃。 流量根據(jù)下式進行計算 G=Q/1.1Δt=500/5.5=91m3/h 計算的循環(huán)液的流量為91m3/h。 選擇冷卻水泵3臺，型號為IS80-65-160C，流量160 m3/h，揚程32m，功率22kw，一用一備。 9.4 集分水器的設(shè)計計算： 集水器和分水器實際上是一段大管徑的無縫鋼管，只是在其上按設(shè)計要求焊接上若干不同管徑

47、的管接頭，一般是為了便于連接通向各個環(huán)路的許多并聯(lián)管道而設(shè)置的，分水器用于供水管路上，集水器用于回水管路上，在一定程度上也起到均壓作用。 集水器和分水器應(yīng)設(shè)溫度計、壓力表，底部應(yīng)有排污管接口，一般選用DN100，兩者之間應(yīng)設(shè)均壓管，配管間距應(yīng)考慮兩閥門手輪之間便于操作。 根據(jù)經(jīng)驗公式D=（1.5-3）dmax D，集分水器的管徑 Dmax，支管中的最大直徑，為Dn32 計算為 D=1.6*25=40 故集分水器管徑為Dn100。 9.5 水處理設(shè)備 設(shè)計中選擇電子水處理器進行水

48、處理。 9.6 閥門安裝： 水系統(tǒng)的閥門可采用閘閥、止回閥、球閥，對于大管路可采用蝶閥，選用閥門時，應(yīng)和系統(tǒng)的承壓能力相適應(yīng)，閥門型號應(yīng)與連接管管徑相同。 閥門的作用一為檢修時關(guān)斷用，一為調(diào)節(jié)用。當需定量調(diào)節(jié)流量時，可采用平衡閥。平衡閥可以兼作流量測定、流量調(diào)節(jié)、關(guān)斷和排污用。一般在下列地點設(shè)閥門： （1）水泵的進口和出口； （2）系統(tǒng)的總?cè)肟?、總出口；各分支環(huán)路的入口和出口； （3）熱交換器、表冷器、加熱器、過濾器的進出水管； （4）自動控制閥雙通閥的兩端、三通閥的三端，以及為手動運行的旁通閥上； （5）放水及放氣管上； 10、管道保溫與防

49、腐 10.1 管道保溫 10.1.1保溫目的 管道保溫的目的為：a．提高冷、熱量的利用率，避免不必要的冷、熱損失，保證空調(diào)的設(shè)計運行參數(shù)。b.當空調(diào)風(fēng)道送冷風(fēng)時，防止其表面溫度可能低于或等于周圍空氣的露點溫度，使表面結(jié)露，加速傳熱；同時可防止結(jié)露對風(fēng)道的腐蝕。 10.1.2保溫材料的選用 保溫材料的熱工性能主要取決于其導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)越大，說明性能越差，保溫效果也越，因此選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的保溫材料是首要原則。同時綜合考慮保溫材料的吸水率、使用溫度范圍、使用壽命、抗老化性、機械強度、防火性能、造價及經(jīng)濟性，可以在本設(shè)計中對供回水管及風(fēng)管的保溫材料均采用帶有網(wǎng)格線鋁箔帖面的防潮離心玻璃棉

50、。 10.1.4保溫經(jīng)濟厚度 關(guān)于經(jīng)濟厚度,要考慮以下一些因素： （1）保溫材料的類型及造價(包括各種施工、管理等費用)； （2）冷（熱）損失對系統(tǒng)的影響； （3）空調(diào)系統(tǒng)及冷源形式； （4）保溫層所占的空間對整個建筑投資的影響； （5）保溫材料的使用壽命。 通過對現(xiàn)有大量工程的實際調(diào)研，結(jié)合實際情況，本設(shè)計以下表作為經(jīng)濟厚度的參考，因此供回水管及風(fēng)管的保溫材料可以選用25mm厚的采用帶有網(wǎng)格線鋁箔帖面的防潮離心玻璃棉。 10.2 管道防腐 防腐目的是防止金屬表面的外部腐蝕并保護好涂料層。 方法比較簡單，刷2-3層防腐漆,達到目的。 11、消聲減震設(shè)計 11.

51、1消聲設(shè)計 空調(diào)過程中主要的噪聲來源是通風(fēng)機、制冷機等，通風(fēng)機噪聲除有風(fēng)道傳入室內(nèi)外，設(shè)備的噪聲和震動也可能通過建筑傳入室內(nèi)，因此，當空調(diào)房間內(nèi)要求比較安靜時，空調(diào)設(shè)備除了應(yīng)滿足室內(nèi)溫濕度要求之外，還應(yīng)滿足噪聲的有關(guān)要求，達到這一要求的重要手段之一就是通風(fēng)系統(tǒng)得消聲和設(shè)備的防振。 根據(jù)給定的管道空氣流量，選擇適當?shù)牧魉購亩_定消聲的有效流通截面積。選擇流速時應(yīng)注意兼顧消聲器的消聲性能，空氣動力性能以及氣流再生噪聲。一般的說，通過室式消聲器的風(fēng)速不宜大于5m/s；通過消聲彎頭的風(fēng)速不宜大于8m/s；通過其他類型的消聲器風(fēng)速不宜大于1 m/s。 消聲器宜設(shè)置在靠近空調(diào)機房氣流穩(wěn)定的管道

52、上，當消聲器直接布置在機房內(nèi)時，消聲器檢修門及消聲器后的風(fēng)道應(yīng)具有良好的隔聲能力。若主風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速太大，消聲器靠近通風(fēng)機設(shè)置，勢必增加消聲器的氣流再生噪聲，這時可以分別在氣流速度較低的分支管上設(shè)置消聲器為宜。 11.2 減震設(shè)計 空調(diào)裝置產(chǎn)生的震動，除了以噪聲形式通過空氣傳播到空調(diào)房間還可能通過建筑物的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進行傳播。在設(shè)計隔震時，可以根據(jù)工程性質(zhì)確定其減震標準，然后選擇減震材料或減震器。 新風(fēng)機組、風(fēng)機盤管及裝設(shè)管道中間的通風(fēng)機的吊裝，吊腳架上采用彈簧減震裝置，機組與風(fēng)管的連接處采用帆布或柔性短管。 水泵、熱泵機組固定在隔振基座上，以增加其穩(wěn)定性。隔振基座用混凝土板或型鋼加工而成

53、，其質(zhì)量按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定，水泵取其自重的1～3倍，水泵的基座采用彈簧復(fù)合減震器，接管均應(yīng)采用柔性連接。對于熱泵機組由于自重大，其地基承重能力應(yīng)大于機組運行重量的1.5倍?？稍跈C座下直，接設(shè)置橡膠墊板或減震基座。 參考文獻 [1] 趙榮義．空氣調(diào)節(jié)．中國建筑工業(yè)出版社（教材），1981,北京 [2] 陸耀慶． 實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊．中國建筑工業(yè)出版社，1986,北京 [3] 陸耀慶． 供暖通風(fēng)設(shè)計手冊．中國建筑工業(yè)出版社，1986,北京 [4]苗若愚．暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊．中國建筑工業(yè)出版社，1997,北京 [6]劉永

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