暖通空调设计毕业论文正

北京市某饭店通风空调设计

摘要 本设计为北京某十层饭店空调工程设。该楼的工程概况为：总建筑面积约13132m２，高

37.4m, 地上十层，地下一层。

空调设计中，一至三层的大空间（大堂、西餐厅、宴会厅等）采用全空气一次回风的空气处理方案。空气处理机组采用超薄吊顶式空气处理系统。其余空调房间（中餐厅、客房、贵宾房等）采用风机盘管加新风系统。新风由设置在走廊内的吊顶新风机组处理后送入各房间。

在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机和水泵。

空调用制冷机房设在地下室，选用两台螺杆式冷水机组。夏天使用冷水机组提供的7/12℃的冷水。水管路采用两管制。

关键词：空调设计，全空气系统，风机盘管系统，冷水机组

Design of Ventilating and Air Conditioning

for restaurant in Beijing

Abstract The air conditioning engineering of one Hotel with ten layers in Beijing

was designed. The engineering general situation of the residence's floor is:Total building area

roughly 13132 m２, high 37.4 m, on the ground 10 layer, underground 1 layer In air conditioning design, 1F and 3F big spaces ( great hall, western-style restaurant, banquet hall and so on) use concentrated all-air system. The air processing unit is microtome-ceil air system. Other air conditioned rooms (example Chinese dinner service, guest room, VIP Room and so on) use CFU and all-fresh air system, the outside air processes by new atmosphere unit which establishes in ceiling, and then sends in to various rooms.

The main-machine and fan coils’choice were based on the calculation of cold-load. And through the numeration of blast volume and water flux，the standard of air duct and water pipe was determined. The most disadvantage resistance and pressure of the loop-road were checked up to ensure the machine of fresh-air and water pump.

The Air conditioning refrigeration engine room is located in the basement, Selecting two screw rods types cold water unit, it uses 7/12 ℃ cold water which the cold water unit provides in summer. The water supply uses two pipelines.

Key word: Air conditioning design, entire air system, air blower plate tube system, cold water unit.

设计说明书 1 工程概况

1.1.设计依据

1.1.1设计原始资料

设计对象所在地：北京市某饭店

土建资料：本大楼是一个具备餐饮、客房等功能的建筑，总建筑面积为13132平方米，建筑高度为37.4米,地下室深4m。

该饭店地下室主要为设备机房,储藏间,给排水专业设备间,配电间等；地面一层为大厅及管理用房，层高3.8米；二层主要为办西餐厅，层高4.2米；三层为宴会厅，层高4.2米；四层为中餐厅及贵宾房，层高4.2米；五层为客房及管道转换层，层高3.6米；六至十层为标准客房，层高3.6米。

外墙：砖墙；白灰粉刷；厚度370 mm ，Ⅲ型墙

外窗：单层窗，透明玻璃（6mm），金属窗框，80%玻璃，白色帘，窗高2m。 内墙：两面抹灰一砖内墙 内门：木门 高2.0米

屋面：从上到下为：预制细石混凝土板25mm；表面喷白色水泥浆；通风量≥200mm；卷材防水层；水泥砂浆找平层20mm；保温层，沥青膨胀珍珠岩125mm；隔汽层；现浇钢筋混凝土板70mm；内粉刷

1.2.设计范围

本设计的范围为10层饭店大楼空调及整栋建筑的冷源设计。

1.3. 设计原则

空调系统划分和分区要考虑节能要求和运行管理方法，设计施工要满足国家及行业有关规范﹑规定的要求，充分利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。

2 空调系统方案的确定

2.1 选择负荷计算方法

采用目前广为使用的空调负荷实用计算方法——空调冷负荷系数法计算冷负荷。即采用冷负荷温差CLTD和冷负荷系数CLF来分别计算墙体、屋顶、窗户的传热冷负荷及窗户的日射冷负荷、内部热源引起的冷负荷。

2.2 初步选择空调方式

本设计一至三层采用全空气系统的集中式空调系统(一层无吊顶处,风机盘管侧送为半集中系统)：四至十层均采用风机盘管加新风系统（新风独立处理）的半集中式空调系统。

2.3 水力计算方式

风管和水管的水力计算采用假定流速法,即按技术经济要求选定风管的流速，再根据风管和水管的风量和水量确定风管的断面尺寸和阻力。

2.4 初步设计水系统

考虑到闭式循环有管道与设备不易腐蚀，不需为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小，且投资省、系统简单的优点，采用闭式循环系统，两管制。同时由于系统采用风机盘管，本设计采用异程式，各分路的供回水干管上设调节阀，调节各分路水系统平衡。膨胀水箱、冷却塔位于大楼顶层。根据一泵对一机的原则和阻力计算的结果，考虑一定的安全系数，并选择备用水泵。冷冻水泵采用变频调速技术以实现节能，根据负荷的变化和冷冻机的运行情况，调节水泵运行台数和转速，既可适应负荷变化也可维持冷冻机出水量和温差恒定。

3 空调房间冷负荷计算

3.1空调设计参数 3.1.1 围护结构参数见下表

围护结构参数表

外窗的有效面积系数为Ca=0.85 ,遮挡系数为Cs=0.89 ,遮阳系数Ci=0.5 ,日射得热因数最大值Dj,max=114W/m2 .玻璃门的有效面积系数为1.0 ,遮挡系数为Cs=0.89 3.1.2室外计算参数(北京市) 北京市空调设计室外空气计算参数

1.位置： 北纬39°48′， 东经119° 28′， 海拔31.2m

2 大气压力： 夏季大气压力 99.86Kpa 冬季大气压力 102.04Kpa 3. 室外空气参数，见下表

室外空气参数表

3.1.3 围护结构外表面的放热系数(夏季)

3.1.4 本建筑的室内设计参数如下表

室内空气设计参数表

3.1.5.其它冷负荷相关参数见表（三）

其它冷负荷相关参数表（三） 注: 1.弱电机房、数据处理中心，设备按实际发热量估算。

2.室内保持正压，不考虑空气渗透引起的冷负荷。

3.本设计由于内部房间的温差较小，不考虑内围护结构的传热。

3.2空调设计冷负荷计算

3.2.1选择冷负荷计算方法

目前在我国暖通空调工程中，比较常用的是谐波反应法和冷负荷系数法计算空调冷负荷，冷负荷计算法是建立在传递函数法的基础上，是便于在工程上进行手算的一种简化方法。本设计中采用采用目前广为使用的建筑空调负荷实用计算方法——空调冷负荷系数法计算空调冷负荷，通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。从而取得计算墙体、屋顶、窗户的传热冷负荷及窗户的日射冷负荷、内部热源引起的冷负荷。

3.2.2 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

Qc(τ)=AK[(tc +td)kαkρ-tR] (5-1) 式中： Qc(τ) ------- 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

A ------- 外墙和屋面的面积，m；

K ------- 外墙和屋面的传热系数，W/(m2·℃ ) ；

由《暖通空调》附录2-2和附录2-3查取；

tR ------- 室内计算温度，℃；

tc ------- 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃；

由《暖通空调》附录2-4和附录2-5查取；

td ------- 地点修正值，由《暖通空调》附录2-6查取； kα ------- 吸收系数修正值；由《暖通空调》表2-8查取

kρ ------- 外表面换热系数修正值；由《暖通空调》表2-9查取

3.2.3、内墙、地面引起的冷负荷

Qc(τ)=AiKi(to.m+Δtα- tR) (5-2) 式中：

ki ------- 内围护结构传热系数，W/(m2·℃ )；ki=2.05 W/(m2·℃ )

Ai ------- 内围护结构的面积，m2；

to.m ------- 夏季空调室外计算日平均温度，℃； Δtα------- 附加温升。由《暖通空调》表2-10查取

3.2.4、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

Qc(τ) = cw Kw Aw ( tc(τ) + td － tR) （5-3） 式中 ：

Qc(τ) -------外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；

Kw ------- 外玻璃窗传热系数，W/(m2·℃ )，由《暖通空调》附录2-7和附录

2

2-8查取；

Aw ------- 窗口面积，m2； tc(τ

)

------- 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃，

由《暖通空调》附录2-10查得；

cw ------- 玻璃窗传热系数的修正值；

由《暖通空调》附录2-9查得，双层金属窗框 cw=1.2

td ------- 地点修正值；

3.2.5、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

Qc(τ) = Cα Aw Cs Ci Djmax CLQ (5-4) 式中 ：Cα------- 有效面积系数，由《暖通空调》附录2-15查得；

Aw------- 窗口面积，m2；

Cs------- 窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得； Ci------- 窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-14查得； Djmax-------日射得热因数，由《暖通空调》附录2-12查得30纬度带的日

射得热因数；

CLQ------- 窗玻璃冷负荷系数，无因次；

3.2.6、照明散热形成的冷负荷

荧光灯 Qc(τ) =1000n1n2NCLQ (5-5)

式中 ：Q -------灯具散热形成的冷负荷，W；

N-------照明灯具所需功率，W；

n1-------镇流器消耗公率系数，明装荧光灯n1=1.2； n2-------灯罩隔热系数；n2=1.0

CLQ-------照明散热冷负荷系数，可有附录2-22查得； 3.2.7、人体散热形成的冷负荷 3.2.7.1、人体显热散热形成的冷负荷

Qc(τ) =qs n φ CLQ (5-6-1)

式中：qs ------- 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量；

n ------- 室内全部人数；

φ------- 群集系数，由《暖通空调》表2-12查得；

CLQ ------- 人体显热散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-23查得；

3.2.7.2、人体潜热散热引起的冷负荷

Qc(τ) = ql n φ （5-6-2）

式中：ql -------不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量， W；

n，φ-------同式5-6-1；

3.2.8、食物散热形成的冷负荷

本工程中西餐厅菜肴冷负荷以每人17W计算，即17³200=3400W 中餐厅菜肴冷负荷以每人30W计算，即30³240=7200W

3.3 、湿负荷的计算

3.3.1、人体散湿量可按下式计算：

mw1=0.278nψg³10-6 g/s （5－7） 式中： mw1 -------人体散湿量, g/s；

; g ------- 成年男子的小时散湿量，g/h；

n ------- 室内全部人数；

ψ------- 群集系数；

3.4、新风负荷计算

夏季空调新风冷负荷

Qc.o=Mo（iw—in） （5－8） 式中: Qc.o-------夏季新风冷负荷，KW；

Mo-------新风量，kg/s； iw-------室外空气的焓值，kJ/kg in-------室内空气的焓值，kJ/kg； 3.5负荷计算实例

以十层客房1001计算为例：（设计参数如前面表格所示） 1).北外墙负荷：砖墙，白灰粉刷，厚度370 mm Ⅲ型墙 K=1.5W/(m2

) A=36.12 M2

2).北外窗瞬时传热冷负荷：(规格： 单层窗（3mm），金属窗框，80%玻璃)

根据ai=8.7 W/(㎡²K)和ao=14.4 W/(㎡²K)，有附录2-8查得Kw=2.878W/(㎡²K) 金属单层钢窗应乘以1.0的修正系数。则Kw=2.878W/(m2

3).北外窗透入日射得热引起的冷负荷： 根据规范查双层钢窗有效面积系数Ca =0.85 采用内遮阳系数Ｃc,s=0.89³0.5=0.43

查得北纬39˚，南向日射得热因数最大值Dj,max=599W/m2

福州地区北纬39°48′，属于北区，查得南区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值ＣLQ=0.81

4) .人员散热引起的冷负荷：

休息室属于极轻劳动。当室温为26℃，每人散发的显热和潜热量为60.5W和73.3W。查得群集系数n2=0.93。查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。休息室人数为3人。

5).照明散热形成的冷负荷： 则房间的照明总功率为1000W

荧光灯明装，镇流器设在顶棚内，n1=1.2。灯罩的隔热系数n2=0.8。

6)西外墙冷负荷：

砖墙，白灰粉刷，厚度370 mm Ⅲ型墙 K=1.5 W/(m2·℃ )

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7)北外窗瞬时传热冷负荷：(规格： 单层窗（3mm），金属窗框，80%玻璃)

根据ai=8.7 W/(㎡²K)和ao=14.4 W/(㎡²K)，有附录2-8查得Kw=2.878W/(㎡²K) 金属单层钢窗应乘以1.0的修正系数。则Kw=3.04*1.2= 3.648W/(m2

8)北外窗透入日射得热引起的冷负荷： 根据规范查双层钢窗有效面积系数Ca =0.85 采用内遮阳系数Ｃc,s=0.89*0.5=0.43

查得北纬39˚，南向日射得热因数最大值Dj,max=599W/m2

福州地区北纬39°48′，属于北区，查得南区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值ＣLQ=0.81

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9)屋顶冷负荷:

屋面：从上到下为：预制细石混凝土板25mm；表面喷白色水泥浆；通风量≥200mm；卷材防水层；水泥砂浆找平层20mm；保温层，沥青膨胀珍珠岩125mm；隔汽层；现浇钢筋混凝土板70mm；内粉刷；属Ⅱ型，传热系数K=0.48W/（㎡²K）

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由上表可知, 1001室下午18:00出现最大冷负荷3810.3W.

3.6 各层冷负荷汇总

3.6.1 十层其他房间负荷计算如下：

由上表可知, 下午18:00出现最大冷负荷30318W. 3.6.2六至九层房间冷负荷

由下表可知,下午17:00出现最大冷负荷24263W.

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3.6.3五层房间冷负荷 15

由上表可知,下午18:00出现最大冷负荷17078.22W. 3.6.4 四层冷负荷

由上表可知,下午18:00出现最大冷负荷48904.59W，菜肴冷负荷以每人30W ，

30*240=7200 W，最大负荷为56104.59 W

3.6.5 三层宴会厅冷负荷 16

由上表可知,下午18:00出现最大冷负荷71960W. 3.6.6 二层西餐厅冷负荷.

由上表可知,下午23:00出现最大冷负荷32494W, 菜肴冷负荷以每人30W ，17*200=3400 W，最大负荷为35894 W 3.6.7 一层大厅冷负荷

由上表可知,下午18:00出现最大冷负荷44104W 3.6.8一至十层冷负荷总计

由上表可知,下午18:00出现最大冷负荷343.89KW 。因此，我们取此时负荷进行空调系统设计。

3.7 湿负荷汇总

Qc(τ) =qs n φ CLQ (5-6-1) 经计算汇总如下表:

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3.8新风冷负荷汇总

夏季空调新风冷负荷 Qc.o=Mo（ho—hR）

根据夏季空调室外计算干球温度33.2℃，湿球温度26.4℃，由湿空气焓湿图查得室外空气焓值ho=83.67kJ/kg

当tR=26℃，

φ=60℅时，室内空气焓值hR=58.85kJ/kg； Δ26=90.8-61=24.82 kJ/kg 新风量确定：

新风冷负荷计算表

3.9 各层房间冷负荷、湿负荷、新风汇总

3.9.1一层房间冷负荷、湿负荷、新风统计

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湿负荷 ：mw1=0.278nφg³10-6= 0.278³130³0.93³109=3.66³10-3（kg/s） Q=18³130=2340(M3/h²人)

3.9.2二层冷负荷、湿负荷、新风统计

3.9.3 三层冷负荷、湿负荷、新风统计

3.9.4 四层冷负荷、湿负荷、新风统计

3.9.5 五层冷负荷、湿负荷、新风统计

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3.9.6. 六至九标准层冷负荷、湿负荷、新风统计

3.9.7 十层冷负荷、湿负荷、新风统计

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4 空气处理系统设计

4.1 空调房间分区

本设计每层用房功能基本相同,固按每层一分区。

4.2 空调方式确定

一至三层采用全空气系统，因一层大厅一部分没有吊顶，固此区域采用风机盘管侧送风；四至十层采用风机盘管加独立新风的半集中式系统。另外，一层消控室采用分体工空调机，另行确定。

4.3设备的布置

因本建筑没有设层间空间机房，固各空调机、新风机组及风机盘采用吊顶安装。

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5 送风量和系统冷量确定

5.1空调机及风机盘管选型计算实例

5.1.1二层空气处理过程设计（二层采用全空气系统）

全空气系统设计计算 夏季送风状态点和送风量

空调系统送风状态和送风量的确定可在h-d图上进行，具体步骤如下: 1) 在h-d图上找出室内状态点N，室外状态点W

2）根据计算出的室内冷负荷Q和湿负荷W求出根据计算出的室内冷负荷Q和湿负荷W求出

QW

，再过N点画出此过程线

3）采用最大温差送风即（露点送风），画出相对湿度90％等相对湿度线，该线与线交于O点，O为送风状态点。

4）由

一次混合

C

冷却干燥

ε

O

N

GWG

NCNW

=确定新风和回风的混合状态点C连接C和O点。如图所示：

W

一次回风空气处理过程

二层计算过程如下：

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1 热湿比

QW

＝12048.2/5.362*10^(-3)= 9197.59kJ/kg

2 确定送风状态点

在i-d图上确定N点，dn=12.79g/kg, hn=58.85 kJ/kg过N点作ε＝9197.59线， 采用机器露点送风，确定送风状态点O ,to=19.23℃,do=12.71g/kg ho=51.67 kJ/kg

3 计算送风量 送风量G=1000(19570m/h)

新风量GW=5000m/h 4 确定新回风混合状态点 由

GWG

3

3

Wdndo

=（5636.21000）/3600/（12.79-12.71）==6.52kg/s

=

NCNW

=5000/19570=25.5%可用作图法在NW线上确定c点，ic=51.669KJ/kg。

5 求系统需要的冷量

Qo=G(ic-io)=6.52³(58.85-51.669)=46.82kw

因为没有空调机房,选用吊顶式空调机,又考虑吊顶高度及送风量和系统冷量,选取两台BFP5A-W-4排和一台BFP3-W-4排。其机组性能见下表 机组性能表

5.1.2风机盘管加独立新风：

采用新风不承担室内负荷的方案，即送入室内新风的焓处理到与室内空气焓线，新风处理的机器露点相对湿度即可定出新风处理后的机器露点D。

1 确定送风量和冷量： （1）计算室内湿负荷：

Mw=0.278*n*Φ*g*10-6=0.278*10*0.93*109*10-6=0.0002820.kg/s

（2）室内热湿比及房间送风量：

ξ=Q/W=4986.56*10-3/0.000282=17682.84kj/kg

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采用可能达到的最低参数送风，过R点作ξ线按

6.72℃送风温差与φ=90%线相交，即得送风点C（见右下图），

则送风量为

G= 1000Mw /(dR-dR)=0.282*3600/(12.79-12.75)=1964.8 m3/h： 要求的新风量Gw=10*30=300 m3/h

新风比Gw/G=300/1761*100%=18.3% 符合新风比要求 设计合理

（3）风机盘管的风量：

GF=G-Gw=1964.8-300=1664.8 m3/h=0.555kg/s

（4）风机盘管的全冷量：

QF=GF（in-im）=0.555*（58.85-51.82）=3.9KW （6）风机盘管的选择：

根据房间的形状、用途及美观要求， 选用三燕设备有限公司生产的FP系列产品。

以401为例： FP-10卧式暗装风机盘管机组二台，每台机组的送风量为1100m3/h；在进水温度为7℃，水流量为898.41Kg/h时，二台该型号风机盘管机组的最大全冷量12KW，均能满足要求。

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2 送风口的选择

(1)、根据《暖通空调常用数据手册》第830页 选用送风口尺寸为800³120 mm，vs=2 m/s ,送风量为860 m3/h fs=0.8³0.12=0.12 m2 1计算依据

气流分布的流动模式取决于送风口和回风口位置、送风口形式等因素。其中送风口（它的位置、形式、规格、出口风速等）使气流分布的主要影响因素。对于舒适性空调的气流组织应该注意：一是尽可能保证室内参数（温度）的均匀性，二是防止送、回风空气短流而导致空调效果不良，三是防止夏季时直接对人体吹冷风。

在本设计中的一至四层及六至十层的长形房间采用散流器吊顶平送，送风均匀，能够保证室内空调区域的舒适环境。

在本设计中的六至十层长度稍短的房间采用用风机盘管吊顶侧送，属于贴附射流（送风口采用百叶风口），气流组织较好，冬季送热风时可调节风口外层叶片的角度，向下送出，人员基本上处于回流区，在气流组织计算中，主要计算射流的贴附长度以及校核回风流场内各点的流速即可。

根据文献《简明空调设计手册》式5－7得 贴附射流的贴附长度主要取决于阿基米德数Ar： Ar＝gds⊿ts/vs2Tn （6-1） 式中

⊿ts——送风温差 °C g——重力加速度 m/s2 ds——风口直径或当量直径 m vs——送风速度 m/s Tn——工作区绝对温度 K 2 气流组织的射流计算 （1）侧送上回的房间射流计算

对于采用上侧双层百叶侧送的房间，下面以1009为例进行射流计算（气流组织方式如下图）：

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风口尺寸：800³120mm，当量直径为：391mm， 额定风量：860m3/h，风口风速：2.1m/s，送风温差：6.69°C。

假设射流末端⊿tx =1°C

校核贴附长度，利用公式5－1计算Ar

Ar＝gds⊿ts/vs2Tn =9.81³6.69³0.391/2.12³299=0.019 查《简明空调设计手册》图5－10得x/ ds＝17, x =17³0.391=6.65m

根据建筑图纸得知，该办公室要求贴附长度为6m，实际可达6.65m，满足要求。 （2）上送上回射流计算

根据《暖通空调》公式10－16得知，散流器射流的速度衰减方程为 Vx / v0 = KA1/2 /(x+x0)

式中 x——以散流器中心为起点的射流水平距离， m； Vx——在x处的最大风速， m/s； V0——散流器出口风速， m/s；

x0——平送射流原点与散流器中心的距离，一般取0.07m； A——散流器的有效流通面积， m2 ； K——系数，多层锥面散流器为1.4，盘式散流器为1.1。

散流器下送室内平均风速vm (m/s)，与房间大小、射流的射程有关，可按照《暖通空调》式10－17计算：

vm ＝0.381rL/(L/4 +H) 式中 L——散流器服务区边长， m； H——房间尽高， m；

r—— 射流射程与边长L之比，因此rL即为射程，射程为散流器中心道风速为0.5m/s处的距离，通常把射程控制在到房间边缘之75％。

对于散流器上送上回的房间，人员处于送风区，下面以西餐厅为例进行射流计算（气流组织方式如下图）：

2

21/2

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风口尺寸：240³240mm，当量直径为：240mm， 送风量：12048.2m3/h，风口风速：3m/s，吊顶风柜安装高度为3.4米，共有20个送风口。人的主要活动高度为2米以内，西餐厅面积22.5 ³18.2m2 ，净高3.4m，则每个散流器承担4.5³4.5的面积。

西餐厅，按照风口风速3m/s选择风口。选择240³240mm的方形散流器，根据送风量计算得知颈部风速为2.905m/s。由于散流器实际出口面积约为颈部面积90％，即A=0.24³0.24³0.9=0.05184m2，则散流器出口风速3.23m/s。

按照公式求射流末端速度为0.5m/s的射程，即x= K v0A / vx - x0 ＝2.21m 按照公式计算室内平均风速vm＝0.19m/s

送冷风，则室内平均风速为0.19m/s(在0.1~0.25m/s之间)，所选散流器符合要求

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5.2各层房间风机盘管及空调机选型汇总

5.2.1 一层大厅机组

一层大厅选用集中和半集中风机盘管混合送风.

5.2.2二层空调机选型

二层西餐厅为集中式送风

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5.2.3三层空调机选型

三层宴会厅为集中式送风

5.2.4四层风机盘管及新风机组选型

半集中式送风

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5.2.5五层风机盘管及新风机组选型

5.2.6六至九层风机盘管及新风机组选型

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5.2.7 十层风机盘管及新风机组选型

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6 风系统、水系统设计

6.1 风管水力计算

计算风管的压力损失：通过对风管的沿程压力损失和局部压力损失的计算，最终确定风管的尺寸并选择及校对新风机组或空调机组。

（1） 通过矩形风管的风量按下式计算：L＝3600abv

其中a、b为风管断面的净高和净宽。

（2） 沿程压力损失

长度为l的风管沿程压力损失△Pm可按下式计算： △Pm＝△pm*l 其中△pm为单位管长的沿程压力损失

（3） 局部压力损失

局部压力损失△Pj＝ξρν2/2

其中ξ为局部阻力系数，ρ为空气的密度，ν为风管内该压力损失发生处的

空气流速。

（4） 风管的压力损失△P＝△pm＋△Pj

6.1.1 以十层风系统为例，作水力计算（假定流速法）（附风管系统草图） 十层最不利管段如下图

:

风管水力计算表

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综上所述,之前选取的SYXF-4B,6排,风量4000 M3/h,机外余压280 Pa,符合要求.

6.2 水管水力计算

6.2.1 水系统的选择

空调水系统按照管道的布置形式和工作原理，一般分为一下主要几种类型： （1） 按供、回水管道数量，分为：双管制、三管制和四管制； （2） 按供、回水在管道内的流动关系，分为：同程式和异程式； （3） 按供、回水干管的布置形式，分为：水平式和垂直式； （4） 按原理分为：开式和闭式；

（5） 按调节方式分为：定流量和变流量。

该设计中管路不与大气接触，在系统最高点设置膨胀水箱，且冷源供冷采用螺杆式 冷水机组，故选用闭式双管系统，冷水系统简单，不需要克服静水压力、水泵压力，功率均低，初投资省等优点。水管布置采用异程方式。

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封闭式回水系统中，空调水经过末端装置（在本设计中为风机盘管或吊顶风柜）后，利用剩余压力经回水管回到空调水泵，经水泵加压后再进入空调机组进行处理后再经过供水管回到空调末段装置使用，如此形成一个封闭的循环系统。闭式系统中的空调水不与大气相接触，仅在系统的最高处设膨胀水箱，管路系统不易产生污垢和腐蚀，无须克服系统静水压头，水泵能耗相对较少。

在水管布置上，有同程式和异程式系统两种。其中同程系统的特点在于供回水的水流方向相同，经过每一环路的管路长度相等，优点在于水量分配和调节方便，易于实现水利平衡；但投资费用高。因此在本设计中采用异程系统。

系统调节方式：①进出冷水机组的主管道之间的压差旁通阀通过调节水量来适应负荷变化。②末端风机盘管或新风机组回水管上采用电动二通阀调节水量来调节风机盘的冷量。

6.2.2 以大楼十层水系统为例，作水管水力计算（假定流速法）（附风管系统草图）

假定流速法:以管道内水流速作为控制因素，先按技术经济要求选定管道的流速，再根据管道的流量确定水管的管径和查设计手册水力计算表得到阻力，为选择冷冻水循环泵作准备。

水系统水力计算基本公式 1、沿程阻力计算公式

Hf = R • L Pa 式中：Hf-------水管沿程阻力 Pa；

R-------单位长度沿程阻力，又称比摩阻， Pa/m ； L-------管长 ， m； 2、 局部阻力计算公式

Hd = Σξ• Pd Pa

式中：Hd-------水管局部阻力系数 ， Pa； Σξ-------水管局部阻力系数； Pd-------水管的动压 ， Pa ；

十层水系统最不利管路如图:

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水管水力计算表

管路的布置和管径的确定

风机盘管的供、回、凝水管路(见图纸)。冷冻水供回水管

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≥DN50时采用无缝钢管。空调凝结水管采用UPVC管。

㈠ 空调水管的布置具体看图纸，其中细节如下：

（1）图中所注管道标高，均以管底为准；管材采用采用碳素无缝钢管，法兰连接； （2）水管路系统中的最低点处，应配置DN=25mm泄水管，并配置相同直径的闸阀或 蝶阀。在最高点处，应配置DN=15mm自动排气阀； （3）管道支吊架表

管道支吊架表

（4）管道活动支、吊、托架的具体形式和设置位置，由安装单位根据现场情况确定, 做法参见国标88R420;

（5）管道的支、吊、托架，必须设置于保温层的外部，在穿过支、吊、托架处，应 镶以垫木；

（6）冷水供、回水管、集管、阀门等，均需以保温材料（导热系数Ａ≤0.06Ｗ／ｍ²℃） 进行保温。保温层的厚度：当DN≤50ｍｍ时，δ=30ｍｍ：DN>=50ｍｍ时，δ=50ｍｍ。采用带铝箔复合层的管壳，可以不再做保护层；

（7）冷水管道穿越墙身和楼板时，保温层不能间断；在墙体或楼板的两侧，应设置 夹板，中间的空间，应以松散保温材料（岩棉、矿棉或玻璃棉）填充；

（8）与水泵连接的进、出水管上，必须设置减振接头，接头选型，详见设计图纸； （9）每台水泵的进水管上，应安装闸阀或蝶阀、压力表和Ｙ型过滤器；出水管上应 安装止回阀、闸阀或蝶阀、压力表和带护套的角型水银温度计；

（10）安装水泵基座下的减振器时，必须认真找平与校正，务必保证基座四角的静 态下沉度基本一致。

㈡ 冷凝水管的设计

风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须 及时予以排走，排放冷凝水管道的设计，采用开式、非满流自流系统，排放方式采用分 区排放，客房处分两区,集中后分别由两根立管排出。

(1)沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之二的坡度，且不允许有积水部位；

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(2)当凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高 度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口，应与大气相通； (3)冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，不必进行防结露的保温和隔气处理； (4)冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管；

(5)设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要 的设施；

(6)冷凝水管的公称直径DN(mm)，应根据负荷的大小来确定。

由《简明空调设计手册》按冷冻水供回水7/12℃计算流量,水泵压出口流速取2.4~3.6m/s，吸入口取1.2~2.1m/s，主干管流速取1.2~4.5m/s，一般管道取1.5~3m/s，为控制流速，本设计中水平管道的流速取0.8～2.0m/s。闭式系统选表面当量绝对粗糙度K＝0.2mm，确定主要管段流量、流速、管径。

冷冻水管内水流速推荐值

注：风机盘管与新风机组的进出管径由生产厂家提供。

在计算出各管段的相应流速后则按照上述公式进行管径计算，计算出管径后应按照国家标准的钢管公称直径选取。经整理，流量与管径之间的对应关系如下表所示：

流量与管径之间的对应关系

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为了便于确定各管段局部阻力系数，现将常用的局部阻力构件及其系数列表如下，在计算过程中，根据实际情况查找相应的构件：局部阻力当量长度表（m）

7 冷冻机房设计

7.1 冷水机组选择

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7.1.1 冷冻机组选择依据

（1）选用电力驱动的冷水机组时，当单机制冷量Q＞1160 KW时，宜选用离心式；当Qe=580~1160 KW时，宜选用离心式或螺杆式；当Q＜580 KW时，宜选用活塞式。 （2）冷水机组一般以选用2~4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型选用4台，冷水机组一般不设备用，并与负荷变化情况及运行调节相适应。 （3）有合适热源，特别是有余热和废热可以利用，以及电力不足时，宜采用溴化锂吸收式冷水机组。

（4）进行技术经济比较后，宜优先采用能量调节自动化程度较高的冷水机组，活塞式机组宜采用多台压缩机自动联控机组，以及变频可调的冷水机组。

（5）电力驱动的压缩式冷水机组宜根据单机空调制冷量在额定工况下的能效率比参照下表优选用活塞式、螺杆式或离心式冷水机组。

冷水机组选择方式

7.1.2 本设计选择方案

根据前面的负荷计算可得到整个大楼的总冷负荷为343.89kW，新风负荷为299.83kW，所以冷水机组所需的供冷量为643.72kW考虑到实际同时使用概率等因素的影响（同时使用系数0.7~0.9，），因为本工程多数为办公大厦，选用系数0.80得实际所需冷量：Q=0.8³643.72=514.976kW为保留一定的富余量，选择LSCW100两台螺杆式冷水机组，其相关技术参数如下表：配电功率KW

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7.2 冷却塔选择

冷却塔根据冷却水量和冷却水供、回水温度及温差选择。冷却塔的水流量 = 冷却水系统水量³1.2。冷却水量取决于冷水机组冷凝器的散热量和冷却水供、回水温差。按热平衡公式计算如下：

W = 3600 Q/(1000 ∆t²c) 式中 Q——冷凝器散热量，kW；

W——冷却水量，m³/h；

∆t——冷却水供、回水温差，℃； c——水的比热，kJ/(kg²℃)。

又 Q ＝（1.2～1.3）Q 。 其中 Q 。——冷水机组制冷量 KW

冷水机组冷凝器的散热量为 Q ＝（1.2～1.3）Q 。＝2³1.25³326.4= 816kW。 选用逆流式冷却塔，逆流式冷却塔按水的冷却温差，对于蒸汽式压缩制冷机组供、回水温差一般为5℃。故采用低温差（标准型）逆流式冷却塔。

对于低温系列工况：进塔水温t1＝37℃，出塔水温t2＝32℃，水温差∆t＝5℃。 因此，冷却水量 W = 3600³816/(1000³5³4.2) = 139.9m³/h。 冷却塔的水流量 = 1.2W＝167.9 m³/h

因此选择DFN系列方形冷却塔2台，单台流量为 100m³/h，主要性能如下： 型号： DFN-100 流量： 100m³/h 电机功率：3.0 Kw

外形尺寸 高度（H）4170mm , 长³宽=2600mm³2600mm 配管尺寸（DN）

温水入管 150 mm，冷水出管 200mm，排水管 32 mm，溢水管 50mm，补给水管 （自动）32mm （手动） 50mm 冷却塔的布置：

（1）冷却塔应设置在空气流畅，风机出口处无障碍物的地方。如建筑外观的需要，冷却塔需用百叶窗围挡时，则百叶窗静孔面积处的风速应小于2m/s，以保证有足够的开口面；

（2）冷却塔应设置在噪声要求低和允许水滴飞溅的地方，当附近有住宅或其他建筑物，且有一定的噪声要求时，应考虑消声和隔振措施；

（3）冷却塔设置在屋顶或楼板上，应校核结构承压强度； （4）冷却塔和制冷机一般为单台布置，便于管理； （5）冷却塔的补给水量一般为冷却塔循环水量的1∽3%；

（6）为了防止冷凝器和冷却水管路系统的腐蚀，冷却水和补给水的水质要达到一定的标准，必要时应设加药装置，对冷却水进行处理；

（7）当多台冷却塔并联使用时，要特别注意避免因并联管路阻力不平衡造成水量分

配不均或冷却塔底池的水发生溢流现象。为此，各进水管上都必须设置阀门，借以调节进水量；同时在各冷却塔的底池之间，用与进水干管相同管径的均压管（平衡管）连接。 此外，为使各冷却塔的出水量均衡，出水干管宜采用比进水干管大两号的集管并用45° 弯管与冷却塔各出水管连接。

7.3 冷冻水泵选择

根据制冷机组给定的流量可以得，G=56.179³2³1.1=123.59 t/h=123.59m³/h 1.冷水机组阻力：取60 kPa（6 mH2O）；

2.管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa；管路沿程阻力和局部阻力2³33.81=66.36 kPa；系统管路的总阻力为50 kPa+66.36 kPa=116.36kPa（11.636 mH2O）；

3.空调末端装置阻力：风机盘管阻力为23 kPa（2.3 mH2O）； 4.二通调节阀的阻力：取40 kPa（0.4 mH2O）。

5.于是，水系统的各部分阻力之和为：60 kPa+116.36kPa+23kPa+40 kPa=239.36 kPa（23.936 mH2O）

6.水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=23.936m*1.1=26.33m。

选用三台立式离心泵，二用一备,单台流量为 60m³/h，主要性能参数如下： 型号：IS80-65-160 流量：60 m³/h 扬程：29m 功率：7.5 kW 效率：72% 气蚀余量：3.0m

7.4 冷却水泵选择

首先确定冷却水量。冷却水量按下式计算： W=ψ²W

式中 W——冷水机组所要求的冷却水量，m³/h； ψ——安全系数，ψ=1.05～1.15。

因此，冷却水量为 W = 1.15³70.224³2 = 161.515 m³/h。 再确定冷却水泵扬程 冷却水泵扬程的组成

1.制冷机组冷凝器水阻力：为7mH2O； 2.冷却塔喷头喷水压力：一般为2~3mH2O

3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为2~3mH2O 4.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；

5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失： 一般为5~8 mH2O； 综上所述，冷却水泵扬程为17~21mH2O，一般为21~25mH2O。

选用三台离心泵，二用一备,单台流量为 86.6 m³/h，主要性能参数如下： 型号：IS100-80-160B 流量：86.6 m³/h 扬程：24.1m 功率：7.5Kw 效率：76.5％ 气蚀余量：4.0m

7.5补水泵的选择

冷却水补水量一般1为冷却水循环水量的1~1.6%.即补给水泵水量为2.42 m³/h 选用3台立式离心泵，单台流量为 12.5m³/h，主要性能参数如下： 型号： IS50-32-125 流量：7.5 m³/h 扬程：23m/ 功率：2.2kW 效率： 49% 气蚀余量：2.0m

7.6 膨胀水箱选择

本设计采用闭式水系统，为了使系统中的水因温度变化而引起的体积膨胀给予余地以及有利于系统中的空气排除，加上可以对系统进行稳压的作用，因此在管路系统中应该连接膨胀水箱。为保证膨胀水箱和空调水系统的正常工作，水箱标高至少高出系统最高点1.0m。膨胀管和循环管连接点间距可取1.5-3.0米。

在本设计中，采用了开式膨胀水箱定压方式，膨胀水箱设置在水泵吸入口侧总管上，且膨胀管上不应有任何截断装置，来起定压、排气、补水的作用。膨胀水箱的配管应包括膨胀管、信号管、溢流管、排污管等。

膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定，由《简明空气调节设计手册》355页可知，水箱容积可由下式计算：

Vp=αΔtVs

式中：V——水箱有效容积，M3；

α——温差引起的水的体积膨胀系数，制冷时取0.0006，空调供热时0.015. Δt-最大的水温变化值，℃，取Δt=35-7=28℃。

Vs——系统内单位水容量之和，M3，即系统中管道和设备内总容水量。由《简明空气调

节设计手册》第355 页，表 10-6查得Vs 0.70~1.3 L/M2；计算系统内冷冻水总容量时，按空气－水系统按每平米建筑1.0L/M2取。则 将以上数据代入式中计算： 制冷工况：V = 0.0006³28³13132 = 0.265L = 0.265 m3

由《设备选型手册》[4,4.2-10]可选用型号为2号的圆形水箱，基本参数如下： 2号 圆形 直径 800 高800 公称容积0.3 有效容积 0.33 溢流管 DN40; 排水管 DN32; 膨胀管 DN25; 信号管 DN20; 循环管 DN20； 补水管 DN32。 膨胀水箱装在屋面，水箱自重119.4kg。

7.7 分水器和集水器的选择

在采用集中供冷、供暖方式的工程中，为有利于各空调分区的流量分配和调节灵活

方便，常常在供、回水干管上分别设置分水器和集水器，再从分水器和集水器分别连接各空调分区的供水管和回水管。这样的连接方式使得各分区的供、回水管上的截止阀的安装和维修操作都十分方便。

分水器和集水器管径的确定原则是使水量通过时的流速控制在约0.5~0.8m/s左右。分水器和集水器实际上是一段大管径的管子。本设计采用无缝钢管，其内部的水流速度为0.7m/s，则冷水机组冷水流量为57.9*2=115.8m3/h，故分水器和集水器的截面直径D2=W/900πv=115.8/（3.14³900³0.7）=0.0585m2

则D=250mm 实际流速 v=0.7m/s

8 消声、减震、管道的保温及防腐

8.1风管的保温及防腐

8.1.1保温目的

①提高冷、热量的利用率，避免不必要的冷、热损失，保证空调的设计运行参数。 ②当空调风道送冷风时，防止其表面温度可能低于或等于周围空气的露点温度，使表面结露，加速传热；同时可防止结露对风道的腐蚀。 8.1.2保温材料的选择

根据新规范及业主要求，本设计选用柔性泡沫橡塑保温材料，其导热系数λ=0.03375+0.000125tm[W/（m.K）]，式中tm-保冷层的平均温度，℃。

8.1.3保温层厚度的选择

本应该计算保温层的防止结露的最小厚度和经济厚度，然后取其较大值，由于缺乏新规范推荐的《设备及管道保冷设计导则》（JB/T 15586），本设计中风管的保温层厚度均按新规范附录J 表J.0.1-3空气调节风管最小保冷厚度（mm），上海为Ⅱ类地区，其最小保温厚度为19mm，本设计中选用保温层厚度为25mm。 8.2水管的保温及防腐 8.2.1保温及防腐目的

①保温目的：一是为了减少管道的冷、热损失，二是防止冷管路表面结露。 ②防腐目的：防止金属表面的外部腐蚀并保护好涂料层。 8.2.2保温材料的选择

根据新规范及业主要求，本设计选用柔性泡沫橡塑保温材料，其导热系数λ=0.03375+0.000125tm[W/（m.K）]，式中tm-保冷层的平均温度，℃。 8.2.3保温层厚度的选择

本设计中冷冻水管的保温层厚度均按新规范附录J 表J.0.1-1空气调节供冷管道最小保冷厚度（mm），冷凝水管保温层厚度按表J.0.1-4空气调节凝结水管防凝露厚度（mm），上海为Ⅱ类地区，其最小保温厚及选择的实际厚度（mm）列表如下：

8.3 消声减震设计

8.3.1 消声设计

1.由于风管主管道的设计风速＜8m/s，故在新风机组的出口装设消声静压箱，并贴以吸声材料，既可以稳定气流，有可利用箱断面的突变和箱体内表面的吸声作用对风机产生的噪音进行有效的衰减。

2.管道系统消声设计的步骤

○1根据噪声声源的频谱、管道系统的噪声衰减量和实际的室内容许噪声标准，确定消声器所需的消声量。要特别注意，噪声源的声功率级，噪声自然衰减量，室内容许噪声均应分别按各倍频程确定。

○2根据给定的管道空气流量，选择适当的流速从而确定消声的有效流通截面积。选择流速时应注意兼顾消声器的消声性能，空气动力性能以及气流再生噪声。一般的说，通过室式消声器的风速不宜大于5m/s；通过消声弯头的风速不宜大于8m/s；通过其他类型的消声器风速不宜大于10m/s。 8.3.2 减震设计

1.新风机组、风机盘管及装设管道中间的通风机的吊装，吊脚架上采用弹簧减震装置，机组与风管的连接处采用帆布或柔性短管。

2.水泵、热泵机组固定在隔振基座上，以增加其稳定性。隔振基座用混凝土板或型钢加工而成，其质量按经验数据确定，水泵取其自重的1～3倍，水泵的基座采用弹簧复合减震器，接管均应采用柔性连接。对于热泵机组由于自重大，其地基承重能力应大于机组运行重量的1.5倍。可在机座下直接设置橡胶垫板或减震基座。而选用的麦克维尔大型单螺杆风冷热泵配货时提供防震基座可按其样本说明施工。

3.在设计和选用隔振器时，应注意的问题

1当设备转速n>1500r/min时,宜选用橡胶、○软木等弹性材料垫块或橡胶隔振器;设备转速≤1500r/min时,宜选用弹性隔振器. 2隔振器承受的荷载比应超过允许工作荷载. ○

3选择弹簧隔振器时,设备的旋转频率f与弹簧隔振器垂直方向的自振频率之比应大○

于或等于2.0.当其共振振幅较大时,宜与阻尼比大的材料联合使用.

4使用隔振器时,设备重心不宜太高,否则容易发生摇晃.当设备重心偏高时,或设备○

重心偏离几何中心较大且不易调整时,或隔振要求严格时,宜加大隔振台座的重量及尺寸,使体系重心下降,确定机器运转平稳.

5支承点数目不应少于4个,机器较重或尺寸较大时,可用6～8个. ○

6为了减少设备的振动通过管道的传递量,通风机和水泵的进出口宜功过隔振软管与○

管道连接.

7在自行设计隔振器时,为了保证稳定,对弹簧隔振器,弹簧应做得短胖些.一般地说,○

对于压缩性荷载,弹簧的自由高度不应大于直径的两倍橡胶、软木类的隔振垫,其静态压缩量X不能过大,一般在10mm以内,这些材料的厚度也不宜过大,一般在几十毫米以内.

结论

通过毕业设计，本人检测了四年来所学的知识，也整理和完善了所学的零星知识，对空调系统

有了一个比较完整的认识和了解，并系统的掌握了设计的过程和方法。

至于本系统的设计方案，也只能尽我所知使其尽可能的合理，因为受本身的思维和知识水平限制，导致设计中很少有创新之处。虽然成果不是很令人满意，但终究是自己动脑动手一步一步做出来的，这点使我在遗憾之余感到些许欣慰。在设计中的每一步，我都做了认真的考虑，在这样点滴考虑与思量过程中，我摸索到空调设计要点，更清晰了解整个设计过程。

相信本人在以后的工作过程中，理论结合实践，经过不懈的努力，在本专业方面会有更大的进步。经过三个月的不懈努力，终于完成了毕业；硕果丰收，其中有自己本身的艰辛付出，更离不开指导老师—刘俊红老师的言传身教。从毕业设计开始到结束，老师经常给我们进行设计辅导，为方便设计提供了大量的资料，并经常和我们交流，指出设计中的优点与不足。在此感谢老师对我的帮助和指导。

致谢

经过三个多月的不懈努力，终于完成了本次毕业设计。在本次毕业设计的整个过