學校教學樓空調設計項目計劃書文獻

1、學校教學樓空調設計計劃書、室內負荷計算采用空氣調節(jié)負荷估算指標的方法來計算整棟教學樓的冷負荷。根據(jù)網(wǎng)上資料以及結合實際考慮，教室的參考冷負荷指標選用150W/m2而辦公室的參考冷負荷指標選為120W/m2.。由于考慮到太陽對于教學樓東西南北墻以及屋頂?shù)妮椛淞坎灰粯拥那闆r，因此計算每個房間的冷負荷時應將所選取的參考冷負荷乘以相應的負荷修正系數(shù)求得。根據(jù)實際情況以及一般的經(jīng)驗，選取的負荷修正系數(shù)如下表所示：各朝向以及不問的參考樓層負荷修正系數(shù)底層0. 8頂層1. 5東面1西面1. 2南面1. 15北面1.05由于各層的房間結構基本相同，所以對同一樓層的房間進行房間編號如下表所示:房間編號所代表的房

2、間面積（m21西北角房間69. 122朝北而左邊的房間69. 123朝北面右邊的房間69. 124東南角房間69. 125班主任辦公室16. 32經(jīng)過計算可得各樓層房間的負荷分布如下表所示:12345各樓層各個房間的冷負荷(W底層9331. 28709.128709. 128916.481801. 7282s5層1166410886. 410886. 411145. 62252.16頂層1749616329. 616329.616718. 43378.24D計算房間內的濕負荷人體散濕量按下式計算：w=n) g式中，W人體散濕量，g/hg 成年男子的小時散濕量，g/hn-室內全部人數(shù)0群集系數(shù)，

3、學校和影劇院相似，查得 0=0.89具體結果如下表：空調濕負荷的計算人體散濕量(kg/h )場所人數(shù)群集系數(shù)人體每小時散濕量(g/h)總散濕量(kg/h )教室500. 89612. 71辦公室50. 89610. 271E、熱濕比計算12345底層12392. 0311565.911565.911841.2723927. 332s5層15490. 0414457. 3714457. 3714801.5929909. 16頂層23235. 0621686. 0621686. 0622202.3944863. 75二、空氣處理方案選擇1分析：如下圖方式A采用一次回風方式，新風不經(jīng)過處理就直接與回

4、風混合再經(jīng)過組合式空氣調節(jié)器 的盤管處理到與$ =95%的交點處即可送如空調房間。此種方式采用最大溫差送風，可以減少送風量，減少風機能耗。但經(jīng)計算 風管的面積太大，無法取得，而且沿管路阻力損失很大。方式B中新風先處理到室內焰值再與處理過的回風混合，因此風機盤管只承擔室內冷負荷，新風負荷由新 風機組承擔，但風機盤管也要承擔部分新風濕負荷。A本設計中均采用B中方式結合建筑和使用功能上的特點，大樓教室和教師休息室等采用風機盤管+獨立新風系統(tǒng)。配獨立新風系統(tǒng)。這種方式布置靈活，各空調房間可獨立調節(jié)室溫，房間沒人的時候可關掉機組（關風 機），不影響其他房間，此外房間之間空氣互不串通，冷量可由使用風機者進

5、行調節(jié)。獨立新風系統(tǒng)既提高了 該系統(tǒng)調節(jié)和運轉的靈活性，且進入風機盤管的供水溫度可適當提高，水管的結露現(xiàn)象便得到改善。新風由新風機組處理到室內空氣焰值，通過新風管道直接送入各空調房間，和風機旁管回風混合后送風。風機盤管采用二管制，設排風系統(tǒng)，廁所單獨設排風扇進行排風。在過渡季節(jié)，關閉制冷系統(tǒng)，風機盤管和新風系統(tǒng)，采用開窗進行自然通風降溫。風機盤管的控制方法：手動三檔開關選擇風機 的轉速，手動季節(jié)轉換開關；風機與水路閥門聯(lián)鎖，由室內溫度控制電動二通閥的開啟或關閉，當二通閥斷 電后能自動切斷水路?？紤]到控制的方便，六層新風采用變風量系統(tǒng)。新風口采用電動閥門與風機盤管連鎖開 關；新風機組風機采用變頻

6、器，通過封口開啟的數(shù)量控制風機的轉速。新風機組機：通過熱交換器，在向室外排除室內污濁空氣的同時將室外新鮮空氣過濾后 送入室內。內置 空氣換熱器，利用排風的冷（熱）量對進入室內的新風進行預處理。冷（熱）符合不受新風影響，大幅 度降低新風處理所需要的能量，且可代替新風處理設備，不必單設操作鍵，減少設備投資和建筑面積，利用 熱回收技術節(jié)省能耗。C房間空氣的處理過程下面以一個教室房間夏季供冷為例進行風機盤管的選擇計算，對應的處理過程見圖廣州地區(qū) 夏季的濕球溫度為27.7 C,室內設計狀態(tài)點為：Tn=26 1C, =50 10%送風狀態(tài)點0的確定：本設計中房間均為舒適性空調，可以采用溫差送風，取熱濕比為

7、1500 ,貝11=15000線 與t=18 C線交點即為所求送風狀態(tài)點0,對應的二43.5kJ/kg干空氣。新風量和負荷的計算1、按照滿足衛(wèi)生要求選取新風量=847.8kg/s = 1017.4/h需要的新風量，Z為室內產(chǎn)生的C02量安靜時，一個人19. 5g/h人周期性的停留地方C02允許的濃度1. 75g/kg室外的新風的濃度0. 6 g/kg2、按照正壓要求的新風量為防止外界未經(jīng)處理的空氣滲入房間，空調房間的正壓不應大于50pa按這一原則選取的空氣的伸出速度：v=10.206 m/s房間的正壓為50pa風量的計算：由tn二26二50IW焰濕圖得in=53kj/kg干空氣，那么送風焰差:

8、 i=in-io=53-43. 5=9. 5kJ/kg 干空氣計算系統(tǒng)需要的總風量：單個教室的風量：G= = =1.19kg/s =5140/h單個教師辦公室的風量：Gl= = =0.237kg/s =1000/h總送風量 G=5140*4*6+1000*6=129000/hD風機旁管的進風量和負荷計算風機旁管回風處理點M的確定：Gh/Gw= (i n-io) / (io- 代入算得二39. 6kj/kg連接0和L兩點與等焰線=39.6kj/kg點交點進風量：單個教室 Gh二G-Gw=5140-1500=3640 /h教師辦公室 Gh=G-Gw=1000-300 =700/h新風負荷：單個教室

9、 Qm=Gh (* in-im )二3640/1. 2* (53-39. 5 )二40950kJ/kg教師辦公室 Qm=Gh (* in-im )二700/1. 2* (53-39.5 ) =7875kJ/kg53-39. 5 )風機旁管總負荷Qm=Gh* ( in-im )二3640/1. 2* (53-39. 5 ) *4*6+700/1.2*=1030000kJ/kg排風量計算 為了及時排出廢氣以及防止室內正壓過高，應設置排風機進行排風：取教室的新風量：Gp二Gw=1500m3/h 教師辦公室為：Gp=Gw=300m3/h整棟樓的負荷為教室負荷與教師辦公室負荷之和，即：Q=( 43750

10、+40950) *24+ ( 8750+7875) *6=592. 375kW風機盤管選型：由于風機盤管的作用是處理回風，根據(jù)回風量選擇風機盤管型號。教室布置兩臺風機盤管，為 FP-204,風量為2040 /h制冷量10800W教室辦公室設置一臺風機盤管，為 FP-85,風量為850/h制冷量4700W三、冷源方案選擇電制冷冷水機組概論電制冷冷水機組為冷源，配以末端風機旁管和新風機組，需水處理設備、水泵、冷卻塔等附屬設備，要建機房。就目前市場的情況，分為離心式、螺桿式、和活塞式、水源和濱化鋰冷水機組。選取原則如下：選用電力驅動冷水機組時，當制冷量Q1160KM,宜選用離心式；當Q=58(P11

11、60KW;宜選用離心式或螺桿式；當QV580KW寸宜選用活塞式。冷水機組一般以24臺為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺，較大型可選用3臺，特大型選用4臺，冷水機組一般不設備用，并與負荷變化情況及運行調節(jié)相適應。有合適熱源，特別是有余熱和廢熱可以利用，以及電力不足時，宜用澳化鋰吸收式冷水機組。進行技術經(jīng)濟比較后，宜有限采用能量調節(jié)自動化程度比較高的冷水機組，活塞式機組宜采用多臺壓縮機自動聯(lián)控機組，以及變頻可調的冷水機組。電力驅動的壓縮時冷水機組宜根據(jù)單機空調制冷量在額定工況下的能效比參照下表優(yōu)先選用活塞式，螺桿式 或離心式冷水機組。冷水機組選擇方式單機容量(KW適用的機型能效比3.6116349活塞式3

12、.8螺桿式3.9350581活塞式3.9螺桿式405821163離心式4.4螺桿式4. 11163離心式4.4通過對比：1選用電制冷技術，浪化鋰式和天然冷源不予考慮。電制冷技術已有較長的歷史技術成熟，機組壽命長，對水質的要求比較低，能效比較高，目前市場中的故障比較小。浪化鋰吸收式冷水機組使用壽命比壓縮式短，節(jié)電不節(jié)能，耗汽量大，熱效率低。機組長期在真空下運行，外氣容易侵入，若空氣侵入，造成冷量衰減，故要求嚴格密封，給制造和使用帶來不便。機組排熱負荷大，對冷卻水水質要求較高漠化鋰溶液對碳鋼具有強烈的腐蝕性，影響機組壽 命和性能。水源熱泵機組取水困難，機組多數(shù)暗裝于吊頂內，給維修帶來一定難度，機組

13、噪聲較大2活塞式水冷機組零部件多，易損件多，維修復雜，頻繁，維護費用高，壓縮比低，單機制冷量小，單機頭部 分負荷下調節(jié)性能差，卸缸調節(jié)，不能無級調節(jié)，屬上下往復運動，振動較大，在本設計中冷量較大，不予 考慮。3離心式葉輪轉速高，輸氣量大，單機容量大，易損件少，工作可靠，結構緊湊，運轉平穩(wěn)，振動小，但在單 級壓縮機在低負荷時會出現(xiàn)“喘振”現(xiàn)象，“喘振”會增大機組的震動和噪聲，嚴重時有可能損壞機器。當運行工況偏離設計工況時效率下降較快，制冷量隨蒸發(fā)溫度降低而減少幅度比活塞式快，離心負壓系統(tǒng)，外氣易侵入，有產(chǎn)生化學變化腐蝕管路的危險。本設計中冷量較大，但由于離心式風機缺點較多也不予考慮。4而最后根據(jù)

14、制冷量大小選擇的是螺桿式冷水機組。其結構簡單，運動部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10,故障率低，壽命長。圓周運動平穩(wěn)，低負荷運轉時無“喘振”現(xiàn)象，噪音低，振動小。調節(jié)方便，可 在10%10096圍內無級調節(jié)，部分負荷時效率高，節(jié)電顯著。體積小，重量輕，可做成立式全封閉大容量機組。對濕沖程不敏感。屬正壓運行，不存在外氣侵入腐蝕問題。但是價格比活塞式高。綜合選?。郝輻U式冷水機組由系統(tǒng)所需冷量選擇冷水機組型號，搜查相關數(shù)據(jù)，確定所選冷水機組為40STD- 700WS2冷水機組部分參數(shù)如下：名義制冷量699. 7kW ；輸入功率150. 5kW；壓縮機功率150. 5*lkW四、氣流組織計算1、空

15、氣分布又稱氣流組織，也就是設計者要組織合理的空氣流動。用途不同的房間對氣流 分布有不同 要求。對氣流分布的要求主要是針對“工作區(qū)”而言。所謂工作區(qū)一班是指距離地面2m以下，工藝空調 視具體要求而定。常用評價指標：溫度梯度：在舒適區(qū)范圍內，按照ISO773O標準，在工作區(qū)內的地面上方1.1m和0.1m之間的溫差不超 過3C；美國ASHTAE55-92標準建議1. 8m和0. 1m之間的溫差不超過3C。工作區(qū)風速：我國規(guī)范要求， 舒適性空調夏季不應大于0. 3m/s ,我們取0. 25m/s。常用空調氣流組織方式國內常用空調的氣流組織方式，按照特點可歸納為側送、孔板送風、散流器送風、條縫送風 格和

16、噴口送 風。對室溫允許波動范圍有要求的空調房間的氣流組織常用前三種。對于本工程而言，采用每個房間設立的風機盤管，送風方式為側送下回，風從風機旁管出來后直接側向 吹入室內，在送風口同側房間的下部回風。氣流組織計算根據(jù)風口風量和推薦的出風口出風速度3. 5m/s及回風口吸風速度4m/s以下?；镜膮?shù)：v=3. 5m/s A=9. 6m B=7. 2m H=3. 3m二8 C1）選定送風口型式為三層的活動百葉窗型送風口，穩(wěn)流系數(shù)a=0.16,風口布置在房間的長度方向上，氣流組織才會均勻。射程x=9. 6-0. 5=9. 1m2）選定的送風溫差Zxt=8 C,G=5140m3/hn= = =22.

17、5次/ h 10次/h ,滿足要求3）確定送風速度假設送風速度v=3. 5m/s ,=53.17=53. 17=9V=0. 36* =. 36*9=3. 24接近于設計的風速，且在防止風口噪聲的流速2“5m/s之內，所以滿足要求。4）確定送風口的數(shù)目N考慮到要求空調的精度較高，因而軸心溫差Zxtx卻為空調精度的0. 6倍，即 tx=0. 6*1=0. 6 C* = *9=0. 675查得無因次距離X 二0.35代入得送風口數(shù)目N=l.83取整22個5 ）確定送風口的尺寸為：F= =0. 2 m2當量直徑d=0. 505m6）經(jīng)校核滿足要求4、排風口設為一個，則排風的口氣流組織參數(shù)和送風口一致。

18、五、水力計算1.風系統(tǒng)水力計算 通風道的設計原則:1通風管道的設計應保證使用效果的前提下使用其投資和運行費用最低。同時還應該和建筑設計密切配合，做到協(xié)調和美觀。在本設計中，風系統(tǒng)水力計算主要包括以下幾個方面：1定風管和風口的位置，校核風口的氣流組織形式。2風管尺寸選擇及校核風口大小。3計算風管的水力損失，計算各支管的阻力平衡，以及風管的沿程損失，校核風機能否將風送到各個風管 的盡頭。2通風管道的選擇1通風管道的選擇在風管的選擇上，圓風管的強度雖大，耗鋼量雖小，但占有有效空間較大，不易布置且不美觀。矩形風管由于容易布置，多用于明裝和管道布置復雜的地點。矩形風管中，方形風管阻力小，耗鋼量小。采用矩

19、形風管時，寬高比應小于 4為宜。風管材料應考慮適合經(jīng)濟，內部光滑，易于安裝，就地取材等因素。在本設計中，選用鍍鋅鋼板制作的矩形風管。風管尺寸以外徑為標準。2通風管道的制作風管用鍍鋅鋼板制作，其厚度參照通風與空調工程施工及驗收規(guī)范(GB50243-97)的要求選取。由于矩形風管占有效空間比較小，易于布置，明置，裝較美觀等特點，故采用矩形風管。新風管路布置以及其水力計算：iSi風機選型:由風量和管路阻力選擇風機型號為YWF6T-400兩臺并聯(lián)，全壓為400pa,風量為3200/h轉速為 920r/min水系統(tǒng)的布置：木設計采用兩管制，閉式，水平異程，一次泵，變流量系統(tǒng)。兩管制系統(tǒng)優(yōu)缺點：兩管制水系

20、統(tǒng)是采用同一套供回水管路。冬季供熱水，夏季供冷水。由運行人員根據(jù)多數(shù)房間的需求決 定，實行供熱與供冷的轉換。兩管系統(tǒng)具有管理方便，一次性投資較小等優(yōu)點。木設計對空調精度要求不是很 高，故采用兩管制。而三管制是共用一根回水管，因此冷熱有混合損失，運行效率不高，而且系統(tǒng)水力工況復 雜，難以運行。四管制初投資較高且多占空間。 閉式系統(tǒng)的優(yōu)點水泵揚程僅需克服循環(huán)阻力，與樓層無關，僅取決于管路長度和阻力。循環(huán)水不易受污染。管路腐蝕情況 比開始系統(tǒng)小。不需要設置回水池，但要設置一個膨脹水箱。膨脹水箱盡量接至水泵入口同程和異程系統(tǒng)的選擇同程系統(tǒng)的特點是通過各個環(huán)路的管路的總長度都相等。由于通過最近立管的循環(huán)

21、環(huán)路與通過最遠立管的循環(huán)環(huán)路的總長度相等，故壓力損失易于平衡。但同程系統(tǒng)的管材消耗量要多些。異程系統(tǒng)的特點是通過各個立管的循環(huán)環(huán)路總長度不相等。由于異程系統(tǒng)供，回水干管的總長度短，故節(jié)省管材工但在機械循環(huán)中，由于作用半徑大，連接立管多，因此通過各個立管環(huán)路的壓 力損失較難平衡。初調節(jié)不當時，就出現(xiàn)近立管流量超過要求而遠立管流量不足，即水平失調。另外，對于異程系統(tǒng)，往往出現(xiàn)前端用戶的水利穩(wěn)定性極好而末端用戶水平穩(wěn)定性很差的情況。但對于同 程系統(tǒng)，如果設計合理，可以避免前后端用戶水力穩(wěn)定性相差懸殊的問題。與異程系統(tǒng)的不同時，同程系統(tǒng) 水利穩(wěn)定性最差的用戶往往出現(xiàn)在網(wǎng)絡中部，這也是同程系統(tǒng)有時會出現(xiàn)

22、中部用戶供熱空調差甚至出現(xiàn)倒流的原因。由于大樓層面積較大，水平管路布置采用異程式。立管采用同程式便于達到水力平衡。一次泵系統(tǒng)的選擇依據(jù)一次泵系統(tǒng)的特點是直接把從空調主機出來的空調水通過管道輸送到各末端裝置后再回到空調主機，如此循環(huán)流動。其流量控制可以通過供，回水總管的旁通管來保持空調主機側的定流量而讓用戶側處于變流量運行。一次泵系統(tǒng)比較簡單，控制元件少，且本設計中水泵揚程大約在25叫一般水泵都能滿足要求，所以在本設計中采用一次泵系統(tǒng)。二次泵系統(tǒng)雖然能節(jié)省冷凍水 泵的耗電量，但初投資比較大，自控要求比較高，而且占地面積也大些。定流量和變流量系統(tǒng)定流量系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，負荷變化時，減少制冷量或

23、供熱量改變供回水溫度系統(tǒng)。定水量系統(tǒng)簡單，不要變水量定壓控制，用戶采用三通閥，改變表冷器的水量，但總管路中水量始終按照最大負荷運行，使水泵無效能耗很大。定水量系統(tǒng)一般適應間歇性降溫和空調面積小，只有一臺 冷凍機和水泵的系統(tǒng)。定流量系統(tǒng)中末端大部分采用雙位三通閥進行調節(jié)。變流量系統(tǒng)，是保持供水溫度在一 定的范圍內，當負荷變化時，改變供水量的系統(tǒng)。便水量系統(tǒng)水泵能耗隨負荷減少而降低，但需要采用供，回水壓差進行臺數(shù)和流量的控制，采用變頻泵調節(jié)水泵流量。便水量系統(tǒng)適應于大面積空調全年運行的系統(tǒng)。便水量系統(tǒng)各用戶的流量采用自動控制，負荷側常采用雙瞳調節(jié)進行控制。六、冷凍水泵選擇本設計中，水系統(tǒng)采用雙管制

24、，本設計中阻力損失主要集中在末端設備上，故采用異層制，為了實現(xiàn)水力平衡，在每層的水平管處設調節(jié)閥進行水量調節(jié)。冷凍水量的計算：L=Q/cp (th -tj)二2132550/4. 18/1000 心 4-7)=76.29 / h所需水泵揚程：H二(82039*6+59870)/ (9. 8*1000)+6*3. 6=77. 9m由冷凍水流量和所需揚程，確定水泵型號為IH100-65-250流量為100/ h揚程為80nl轉速為2900r/min功率為37KW七、冷卻塔選擇冷卻塔根據(jù)冷卻水量和冷卻水供回水溫度和溫差選擇。冷水塔的水流量二冷卻水系統(tǒng)水量*1.2 ,冷卻 水量取決于冷卻水機組冷凝器的

25、散熱量和冷卻水供回水溫差按熱平衡公式計算如下：W=3600Q/ （1000 A t c）選用逆流式冷卻水塔，逆流式冷卻水塔按水的冷卻溫差，可分為低溫差（5 C）及中溫差（10 C）兩種。中央空調用的各種電制冷設備（活塞式、螺桿式、離心式、渦輪式等）其冷凝器冷卻水的進出口水溫差約為5。C,故采用低溫差逆流式冷水塔。由于沒有冷凝器散熱量，依據(jù)此法無法選擇冷卻水塔型號，因此改為由房間總負荷即冷卻水管總冷量來計算 冷卻水量。因此冷卻水量W=73/h冷卻塔的水流量=1. 2W=1. 2*73=87. 6/h因此選擇NASERS列低溫標準逆流式水冷卻塔1臺型號 NCT125;流量：97.56/h電機功率：

26、2. 25kW外形尺寸高度（H 2875mm外徑（D） 2495mm八、衛(wèi)生間的排風設計衛(wèi)生間的排風主要是使其處于負壓狀態(tài)，使衛(wèi)生間的臭氣不往房間外串而能夠及時排掉。取其換氣次數(shù)為12次/h,公共衛(wèi)生間的排風設計在外窗上的墻上，直接把衛(wèi)生間里的氣流引到外面去，排風 量選擇G=200/h,參照有關文獻選擇天花板管道換氣扇，其型號為BP14-4DF,每個單獨的衛(wèi)生間分別設置。九、管道保溫為了減少管道的能量損失，防止空調管路表面結露及保證進入空調設備和末端空調機組的供水溫度，管 道及其福建應采取保溫措施。一般情況下，需保溫的管道設備有：冷水的供回水管道，管道附件，空調器， 空調的送、回風機，冷熱水箱

27、，不再空調房間的送回風管，可能在外表面結露的新風管，制冷機組相應管道。1、保溫材料的選擇保溫材料應根據(jù)因地制宜，就地取材的原則，選取來源廣泛價格低廉保溫性能好、易于施工、耐用的材料。2、風管的保溫設計按防止結露的保溫層設計公式為：3 二入口/對于在空調房間的風管，其保溫層為：S =0. 035* ( 19-18 ) /(26-19)1/7=4. 4mm對于不在空調房間的風管，其保溫層為：S =0. 035(27. 7 -18)/(33. 2-27)/7=7. 8mm由于在空調房間內的風管在剛剛啟動空調系統(tǒng)時，保溫層外的參數(shù)依然未達到設計參，容易產(chǎn)生凝結水, 為了在空調系統(tǒng)剛剛啟動時也能滿足要求

28、，應該取以上兩個公式計算的最大值，即冷凍水管的保溫設計計算公式為：(d+2S) In(d+2 S )/d=2 入/()計算得：(160 +2*S )In (160 +2* S )/160=2*0. 047(27. 7-7)/(33. 2-27. 7)/63、施工工程注意事項2/3施工中，立管保溫每隔3nl左右設置保溫重托環(huán)，其寬度為保溫厚度的冷凍水管的保溫結構中設置一層，防止大氣中蒸汽和空氣一起進入保溫層并滲透而出現(xiàn)凝結水，破壞保溫材 料絕熱性能保護層選用鍍鋅鐵皮，室內厚度S =0. 5mm室外保護層S =0. 8mm十、系統(tǒng)消聲水冷螺桿機組運行產(chǎn)生的噪聲。空調送回風管道內的閥門、彎管、三通、潮擴、漸縮管，送回風機等構件使氣流產(chǎn)生湍流的噪聲。較高流速氣 流噴射入室內靜止空氣中產(chǎn)生湍流的噪聲。另外，通風機、水泵、風冷熱 泵等機械設備運行產(chǎn)生振動，通過 建