【正文】 用 天正 軟件的負荷計算器代替人工計算，得到空調區(qū)域的設計冷負荷。 夏季各空調房間冷負荷計算結果 3 層及 10 層所有空 調房間夏季總冷負荷及新風冷負荷見附錄 B。 冬季空調房間熱負荷計算 由于冬季室外溫度的波動幅度遠小于室內外的溫差，因此在圍護結構的基本耗熱量計算中采用日平均溫差的穩(wěn)態(tài)計算法 。 熱負荷組成及主要計算公式 空調房間的供暖設計熱負荷 Q 主要包括以下幾部分： 1 2 3Q Q Q Q? ? ?? ? ? (330) 式中 ， 1Q? ——圍護結構傳熱耗熱量， W； 2Q? ——冷風滲透耗熱量， W； 3Q? ——戶間傳熱量， W； 圍護結構傳熱耗熱量包括圍護結構的基本耗熱量和附加耗熱量兩部分 ,附加耗熱量主要考慮朝向修正，外門附加，高度附加。 主要計算公式如下： 圍護結構的基本耗熱量 39。 ( )NWq FK t t??? (331) 式中 ， 39。q ——圍護結構的基本耗熱量形成的熱負荷 (W)； ?——圍護結構的溫差修正系數(shù)； F——圍護結構面積 (m2)； 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 15 K——圍護結構的傳熱系數(shù) [W/( m2℃ )]； Nt ——冬季采暖室內計算溫度 (℃ )； Wt ——冬季采暖室外計算溫度 (℃ )。 整個供暖房間的基本耗熱量 1jQ?? ，應等于它的圍護結構各部分 (墻、窗、門、樓板、屋頂、地面等 )基本耗熱量 q? 的總和。即 ? ?1 j n wQ q KF t t a?? ? ?? ? ??? (332) 圍護結構的附加耗熱量 (1)朝向附加 圍護結構的朝向不同，傳熱量不同，它考慮到不同朝向太陽輻射熱等因素的影響。因此，在計算建筑熱負荷時，應對不同朝向建筑的圍護結構的傳熱量進行修正，即在圍護結構的基本傳熱量的基礎上乘以朝向修正率，即為朝向的附加耗熱量。 (2)高度附加 對于房間層高較高的房間，室內空氣溫度將形成溫度梯度， 即上部氣溫高，下部氣溫低的現(xiàn)象。當房間高度大于 4m時，每增 1m時，包括各項附加耗熱量在內的房間耗熱量增加 2%，但總的附加值不超過 15%。 圍護結構的高度附加 本設計中建筑層高均 不超過 4m，因此在本設計中高度附加可以忽略。 冷風滲透耗熱量 )( wnpw39。2 ttcVQ ?? ? (333) 式中 ， 2Q? ——冷風滲透耗熱量 (W)； V——經(jīng)門、窗隙入室內的總空氣量， m3/h； ρw——供暖室外計算溫度下的空氣密度，本設計 取 ； pc ——冷空氣的定壓比熱， pc =1KJ/(kg℃ )。 經(jīng)門、窗隙入室內的總空氣量按下式計算 nlLV ??? h (334) 式中 ， Lh——每米每小時縫隙入室內的空氣量； l ——門窗縫隙的計算長度， m； n——滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。 bwvbhLh )()( 20??? (335) 式中 ， h ——計算門窗中心標高， m； ν0——冬季室外最大風向的平均風速， m/s； α——外門窗縫隙滲風系數(shù)， 取 。 b ——門窗縫隙滲風指數(shù)，取 ； 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 16 冷風侵入耗熱量 開啟外門時侵入的冷空氣需要加熱到室內溫度，對于短時間開啟無熱風幕的外門，可以用外門的基本耗熱量乘以相應的附加率： m..13 jQNQ ??? (336) 式 中 ， m..1jQ? ——外門基本耗熱量， W； N——考慮冷風侵入的外門附加率。 本設計中戶門通過單元樓門與外界相隔并不與大氣直接接觸，因此可不考慮冷風侵入。 戶間傳熱量 對于中央空調供暖系統(tǒng)，在確定戶內采暖設備容量和計算戶內管道時，還應考慮間歇供暖和分室調節(jié)引起的隔墻或樓板間的傳熱，計入向鄰戶傳熱引起的耗熱量附加，也稱戶間傳熱負荷，戶間傳熱負荷不統(tǒng)計在供暖系統(tǒng)的總熱負荷內。 目前工程中戶間傳熱負荷多按下式計算： hj h hQ x KF t? ??? (337) 式中 ， hjQ? ——戶間總熱負荷， W； K ——戶間樓板或隔墻的傳熱系數(shù)， W/(m2K)； F ——戶間樓板或隔墻的傳熱面積， m2； hx ——戶間傳熱量附加率； ht? ——戶間傳熱計算溫差， ℃ 。 進行戶間傳熱負荷計算時，必須 注意以下幾點： (1)戶間傳熱負荷的計算溫差 ht? ，一般宜取 5~8℃ ，本設計取 7℃ 。 (2)戶間傳熱量附加率 hx ，是考慮戶間樓板及隔墻同時發(fā)生傳熱的概率，一般可取 50%。對于頂層或底層房間，由于垂直方向只有向下或向上傳熱，宜考慮較大概率，一般可取 70%~80%。本設計底層取 70%，頂層取 75%，標準層取 50%。 本設計為酒店中央空調設計，酒店屬于公共建筑，因此不需要考慮戶間傳熱。 房間熱負荷計算舉例 以 10 層客 房 1003 為例計算冬季熱負荷，房間面積為 30 m2，功能為賓館客房。南外墻面積為 m2，南外窗面積為 m2。人員密度取每間客房 2 人，新風量取 80m3 /h 圍護結構耗熱量 的計算： 南外墻：傳熱系數(shù) K=,溫差修正系數(shù) α=，朝向修正率為 0%. 南外墻的耗熱量 q1=(20+14)(1+0)= 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 17 南外窗：傳熱系數(shù) W/m2?K，溫差修正系數(shù)α =，朝向修正率為 0%. 南外窗的耗熱量 q2=(20+34)(1+0)= 圍護結構耗熱量 Q1= q1+ q2 = 由于該酒店冬天采用空調采暖，與集中供暖相比室內保持微正壓，因此不需要考慮冷風滲透耗熱量，只需要考慮房間圍護結構耗熱量及附加耗熱量，又由于該酒店層高不超過 4m，因此也不需要考慮高度附加。 綜上 所述 可得客房 1003 的熱負荷 Q= Q1 = 以此可算出其它房間的熱負荷。 冬季各房間空調房間熱負荷計算結果 3 層及 10 層各空調房間冬季總熱負荷及新風熱負荷見附錄 B。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 18 第 4 章 空調 系統(tǒng)選擇及設備選型 空調系統(tǒng)方案的確定 空調系統(tǒng)設計方案 風機盤管加獨立新風系統(tǒng)，即空氣 — 水系統(tǒng)，是由處理過的空氣和水共同負擔室內負荷，具有以下特點：各空調房間互不干擾，可以獨立的調節(jié)室溫，并可隨時根據(jù)需要開、停機組，節(jié)省運行費用；布置靈活，可和集中處理的新風系統(tǒng)聯(lián)合使用，也可單獨使用；與集中式空調相比，不需回風管道，可減少占用的建筑空間，有利于降低建筑層高，節(jié)省建筑投資；各房間之間不會互相污染；動力消耗和運行費用較低。 風機盤管系統(tǒng)將回風限定在房間內部，從而降低了各房間交叉污染的可 能性，而且室內局部空調末端在干工況下工作，避免了細菌的滋生。不論從技術角度還是經(jīng)濟角度方案都是可行的。 風機盤管與新風連接方式的比較 (1)新風與風機盤管送風各自獨立送入房間 這種方式的好處是新風與風機盤管的運行腹部干擾，即使風機盤管停止運行，新風量仍然保持不變。在實際工程設計中，這種方式對施工也較為簡單，風管的連接方便；不利之處是室內至少有兩個送風口，對室內吊頂裝修產(chǎn)生一些影響。 (2)新風與風機盤管送風混合 這種方式相對來說對室內的裝修設計較為有利，只有統(tǒng)一的送風口。缺點是： a、如果新風 道的風壓控制不好，與風機盤管會互相影響，因此要求計算更為準確一些，或在新風道上采取風量的調節(jié)措施； b、 與新風與風機盤管送風各自獨立送入房間相比，要求風機盤管的處理點更低一些。 (3)新風送風與風機盤管回風相混合 與新風與風機盤管送風各自獨立送入房間相比，夏季風機盤管的處理點不變，因此該方式的優(yōu)點與其類似，缺點是： a、由于總送風量即為風機盤管的送風量，因此該房間的換氣次數(shù)略有減少。 b、同樣需對新風的風壓進行調控或計算精確。 c、當風機盤管停用時，新風量會減少，且有可能把回風口過濾網(wǎng)上已過濾的灰石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 19 塵重新吹 入室內。 d、風機盤管需配合回風箱對風機盤管的檢修不利。 綜上所述，本設計中選用風機盤管加獨立新風系統(tǒng)，對空調區(qū)域進行集中控制，三層房間類型主要為餐廳、娛樂休閑場所，房間面積較大，人員相對密集，本設計中采用將新風與風機盤管送風各自獨立送入房間的形式，十層主要為客房，房間面積較小，房間人數(shù)也比較小，考慮到房間的美觀不宜在房間頂部設置多個風口，因此采用新風與風機盤管送風混合后一起送入房間的形式。 風機盤管的選擇 風機盤管系統(tǒng)風量的計算 風機盤管的夏季處理過程 現(xiàn)以 1003 客 房為例計算 ， 空 氣處理方式為風機盤管獨立送風時的風量。冷負荷Q=,濕負荷 W=(1)熱濕比 ε=Q/W=22590kJ/kg (2)確定送風狀態(tài)點： 如下圖，在 id 圖上根據(jù) tn=26℃ 及 ? n=55%確定室內狀態(tài)點 N, in =。干球溫度 td=℃ 和濕球溫度 tw=25℃ 確定室外狀態(tài)點W ,iw=。過 N 點作 等熱濕比 (ε)線與 相對濕度 φ=90% 的曲線相交于 O 點，得送風狀態(tài)點 to=℃ ,io= kJ/kg。 圖 41 風機盤管露點送風系統(tǒng)夏季工況焓濕圖 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 20 (3)計算總送風量 ： G=Q/(in—io)=()=(4)風 機盤管風量 ： 按人均標準取用的新風量 Gw= kg/s，則風機盤管的風量 Gf=GGw== kg/s。 (5)風 機盤管機組出口空氣的焓 im : im =(Gi0Gwil)/ Gf=(5 )/= kJ/kg 連接 L， O 兩點并 延長與 im 相交于 M 點，查的 tm=16℃ . (6)計算冷量： 計算新風冷量： Q=Gw(iw –il )=( )= kW 計算風盤冷量： Q=Gf(i0 – im)=( )= 風機盤管的冬季處理過程 由于是定風量系統(tǒng)，冬季處理過程的送風量和夏季一樣，且新風比一樣。 現(xiàn)以 1003 客 房為例計算 ， 空氣處理方式為風機盤管獨立送風時的風量 ，房間熱負荷 Q=,濕負荷 W=。 (1)熱濕比 ε=Q/W=； (2)確定送風狀態(tài)點 (如下圖 )： 由前面的計算可知，室內設計溫度 20℃，相對濕度50%，由此可以在 hd 圖上查出 in=39KJ/Kg,室外溫度 11℃，相對濕度 58%，新風量 kg/s； 圖 42 風機盤管露點送風系統(tǒng) 冬 季工況焓濕圖 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 21 (3)計算總送風量： G=Q/(in—io)=(3931)=(4)風機盤管風量：按人均標準取用的新風量 Gw= kg/s，則風機盤管的風量 Gf=GGw== kg/s。 (5)風機盤管機組出口空氣的焓 im : hm =(Gi0Gwil)/ Gf=(39)/= kJ/kg 連接 L， O 兩點并延長與 im 相交于 M 點，查的 tm=℃ . (6)計 算冷量： 計算新風 熱負荷 ： Q=Gw(il –iw )=( 39+9)= 計算風盤 熱負荷 ： Q=Gf(i0 – im)=( )= 風機盤管設備選型 選擇風機盤管機組時，是把設 計顯熱負荷與機組顯熱負荷匹配，在大多數(shù)情況下，盤管有足夠的潛熱量，可滿足設計需要。 空調系統(tǒng)中風機通常都是在中速或低速實際運行，也可按照風機中速，平均制冷符合條件下選擇，允許在非?；蚋叻遑摵蓵r使用高轉速，以增大風機工作能力。 本設計中 風機盤管的選擇根據(jù)風盤冷負荷、熱負荷、風盤風量來選擇，室內的新風負荷由新風機組承擔。 由于房間數(shù)量、類型較多，冷量各有差異，現(xiàn)以 10 層 1003客房為例對風機盤管的選擇來進行說明。 客房 1003 室內冷負荷為 ，熱負荷為 、室內送風量為 80m3/h。根據(jù)以上數(shù)據(jù) 所選的風機盤管為開利吊頂臥式風機盤管 42CE002200A，臺數(shù) 1 臺，單臺制冷量為 、制熱量為 、風量 340m3/h，其詳細的性能參數(shù)見表 41 ，其它房間的風機盤管選型見附錄 C 風機盤管選型表： 表 41 42CE系列風機盤管 型號 制冷量 w 風量 m3/h 水流量 kg/h 設備尺寸 出風口尺寸 長 mm 寬 mm 高 mm 長 mm 高 mm 42CE002200A 340 360 690 466 220 480 119 42CE003200A 450 480 770 466 220 480 119 42CE004200A 600 660 890 466 220 600 119 42CE008200A 6450 1230 1290 1410 466 220 1080 119 風機盤管系統(tǒng)的水系統(tǒng) 風機盤管系統(tǒng)的水系統(tǒng)與采暖系統(tǒng)相似，可以采用兩管制水系統(tǒng)，供回路 水管各一根，具有簡便、初期投資低等優(yōu)點。 由于本次設計的空調功能為冬夏兩用空調，建筑形式有內外區(qū)之分，對于外區(qū)系統(tǒng)，夏季工況風機盤管要提供房間所需的冷量，冬石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 22 季工 況風機盤管要提供房間所需的熱量；對于內區(qū)系統(tǒng)，冬夏兩工況都要提供房間所需的冷量，因此本設計風機盤管系統(tǒng)的水系統(tǒng)采用的是分區(qū)兩管制。 系統(tǒng)設計時應注意管路要有坡度，并考慮排氣裝置。 凝結水排放為開 式 ，非滿流自流系統(tǒng)。為保證自流系統(tǒng)的水頭，凝結水管在敷設時保持一定坡度，且不允許有積水部位 ， 凝結水至近排放到 房 間地漏中。 風機盤管機組在使用過程中應該注意的幾個問題 (1)定期清洗濾塵網(wǎng)，以保持空氣流動暢通； (2)定期清掃換熱器上的積灰，以保證它具有良好的傳熱性能； (3)風 機盤管制冷時，冷水進口溫度一般采 用 710℃ ，不能低于 5℃ ，以防止管道及空調器表面結露； (4)當噪聲級很高時，可以在機組出口和房間送風口之間的風道內做消聲處理。 新風機組的選擇 新風量的確定 一個完善的空調系統(tǒng)，除了滿足對環(huán)境的溫、濕度控制之外，還必須給環(huán)境提供足夠的新鮮空氣。房間 風量的確定與室內空氣品質和能量消耗有關 ，從改善室內空氣品質角度看，新風量多些好；但是送入室內的新風都得通過熱、濕處理，將消耗能量，因此新風量少些好。在系統(tǒng)設計時，一般須確定最小新風量， 一般原則為： (1)滿 足衛(wèi)生要求 ，稀釋人群本身活動所產(chǎn)生 的污染物，保證室內空氣品質 ； (2)補 充室內 燃燒消耗 的 空氣量及局部 排風量； (3)保 證空調房間的正壓要求， 使 房間維持正壓 ； (4)某些功能房間的排氣次數(shù)及新風換氣 次數(shù) 有一定的要求需要滿足。 在實際工程設計中，如果計算新風量不足總風量的 10%，則應該取系統(tǒng)風量的10%。 本設計 中房間功能主要為四星級酒店客房、餐廳及各種娛樂休閑場所，根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準 2021》查得各類型房間新風量見表 22， 走廊、 通道 及前室采用自然通風不需要新風機 組 提供 新風 。 新風機組的布置及選型 新風機組的布置與每層建筑 的建筑形式有關，該建筑面積較大，四周朝向均有房間，房間較多新風量較大，若風管分支過長，新風管道的不平衡率增大，新風可能無石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 23 法送入末端房間，無法滿足設計要求，為避免出現(xiàn)這種情況，每層布置兩個新風機組，分別承擔該樓層兩側房間所需的新風量。風口布置在容易引進，使風管最近和最不利環(huán)路阻力較為平衡的位置，且各新風支管出口直接接入室內。 根據(jù) 每臺新風機組負責區(qū)域各房間的新風 冷負荷 總和及總新風量確定新風機組的型號?，F(xiàn)以 10 層 101 新風機組的選型為例進行介紹： 10 層設置兩臺新風機組，對稱布置， 101 新風機組布置在建筑東 南位置的機房內，為客房 1001 至客房 1014 及客房 1031 至客房 1038 共 22 個房間提供新風，每個房間的新風量為 80m3/h，總新風量為 1760m3/h，根據(jù)負荷計算得到的各房間的新風冷負荷得到該 22 個房間的總新風冷負荷為 ,參考海爾新風機組樣本選擇明裝吊頂式 HDK 系列新風機組， 型號為 HDK02，其制冷量為 ，風量為 2021m3/h。各層新風機組選型及各型號機組參數(shù)見下表 ： 表 43 HDK新風機組技術參數(shù) 樓層機組 型號 風量 制冷量 KW 設備尺寸 接管管徑 長 mm 寬 mm 高 mm 進出水口 mm 冷凝水 mm 101 HDK2 2021 1015 986 568 40 25 102 HDK2 2021 1015 986 568 40 25 31 HDK4 4000 1100 1012 654 40 25 32 HDK4 4000 1100 1012 654 40 25 新風入口注意事項 (1)新 風進口位置：本系統(tǒng)采用獨立的新風系統(tǒng)，因此只須考慮風機盤管機組配置合理；布置時應盡量使排風口與進風口遠離， 進風口應盡量放在排風口的上風側；為避免吸入室外地面灰塵，進風口底部應距地面不宜低于 2m。 (2)新 風口其他要求：進風口應設百葉窗，以防雨水進入，百葉窗應采用固定的百葉窗，在多雨地區(qū)，宜采用防水的百葉窗。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 24 第 5 章 房間氣流組織校核 氣流組織概述 氣流組織直接影響室內的空調效果，關系著房間工作區(qū)的溫濕度基數(shù)、空調精度以及區(qū)域溫差、工作區(qū)氣流速度，是空調設計的一個重要環(huán)節(jié)。尤其是在室溫要求在一定范圍內波動、有潔凈度要求以及高大空間幾種情況下，合理的氣流組織就更為重要。因為只有合理的氣流組織才能 充分發(fā)揮送風的作用．均勻地消除室內余熱余溫，并能更有效地排除有害氣體和懸浮在空氣中的灰塵。因此，不同性質的空調房間，對氣流組織與風量計算有不同的要求。 對氣流組織的要求主要是針對 ―工作區(qū) ‖，所謂工作區(qū)是指房間內人群的活動區(qū)域，一般指距地面 2m以下的區(qū)域，工藝性空調房間視具體情況而定。一般的空調房間，主要是要求在工作區(qū)內保持比較均勺而穩(wěn)定的溫濕度。而對工作區(qū)風速有嚴格要求的空調，主要是保證工作區(qū)內風速不超過規(guī)定的數(shù)值。室內溫濕度有允許波動范圍要求的空調房間，主要是在工作區(qū)域內滿足氣流的區(qū)域溫差、室內溫濕度基數(shù) 及其波動范圍的要求。氣流的區(qū)域溫差是指工作區(qū)域內無局部熱源時．由于氣流而引起的不同地點的溫差。高大空間的空調氣流組織和風量計算，除保證達到工作區(qū)的溫濕度、風速要求外，還應合理地組織氣流以滿足節(jié)能的要求。 房間氣流組織方式 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、條縫送風和噴口送風。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。 側 送是空調房間最常用的一種氣流組織形式，一般以貼附射流的形式出現(xiàn)，工作區(qū)通常是回流。常用方式由以下幾種： (1)單 側上送上回、下 回或走廊回風； (2)雙 側外送上回； (3)雙側內送下回或上回風； (4)中部雙側內送上下回或下回。 一般層高的小面積空調房間宜采用單側送風。當房間長度較長，單側不能滿足時，可采用雙側送風。當空調房間中部頂棚下安裝風管對生產(chǎn)工藝影響不大時，可采用雙石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 25 側外送。 在 室溫允許波動范圍較小時通常采用孔板送風方式。這種送風方式的特點是：在房間高度為 35 米而換氣次數(shù)要求較大時，亦能夠保證工作區(qū)具有均勻而較小的氣流速度?？装逅惋L可分為全面孔板送風和局部孔板送風。 散 流器送風分為散流器平送和散流器下送兩種基本的送風 方式。圖 51(a)為散流器平送，頂棚回風的氣流組織模式。散流器與頂棚在同一平面上，選出的氣流為貼附于頂棚的射流。射流的下側卷吸室內空氣，射流在近墻下降。頂棚上的回風口應遠離散流器。工作區(qū)基本上處于混合空氣中，而且必須吊頂。圖 51(b)為散流器向下送風，下側回風的室內氣流組織，所用的散流器具有向下送風的特點。散流器出口的空氣以夾角 θ=20176。~30176。噴射出，在起始段不斷卷吸周圍空氣而擴大，當相鄰的射流搭接后、氣流呈向下流動模式。工作區(qū)位于向下流動的氣流中，在工作區(qū)上部是射流的混合區(qū)。 由于本工程設計為酒店 房 間 ， 3 層房間采用散流器上送上回 的送風方式。根據(jù)風口風量和推薦的送風口送風速度 (~)及回風口回風風速 ()選擇送風口和回風口的大小。而對于客房，考慮到層高與裝修的要求，采用風機盤管加新風側送的送風方式，這樣可以半吊頂，即可節(jié)約吊頂費用，又可節(jié)約房間空間。