【正文】 表 45四層 水力計(jì)算表 編號(hào) G(kg/h) L(m) 形狀 a/W(mm) b(mm) υ(m/s) ΔPy(Pa) ΔPj(Pa) ΔP(Pa) 1 1936 矩形 250 250 2 1815 矩形 250 250 0 3 1694 矩形 250 250 0 4 1573 矩形 250 250 0 5 1452 矩形 250 250 0 6 1331 矩形 250 250 0 7 121。對于第四層來說，整個(gè)系統(tǒng)的總阻力就是管段 117所有管段的阻力之和，該管段的總阻力為 80Pa，考慮到風(fēng)管漏風(fēng)，應(yīng)將該阻力乘以一個(gè)富裕系數(shù) 。根據(jù)下式局部阻力的計(jì)算公式可計(jì)算該管段的局部阻力： PavPj 2 ??????? ?? 式中 jP? 局部阻力， Pa； ζ局部阻力系數(shù)，各層的局部阻力系數(shù)詳見附表 v——與 ξ對應(yīng)的風(fēng)道斷面平均速度 ,m/s。風(fēng)道系統(tǒng)中主要的局部阻力構(gòu)件有彎頭，三通及變徑管，當(dāng)空氣流經(jīng)這些構(gòu)件時(shí)，由于流態(tài)的紊流而產(chǎn)生局部阻力。以管段 3為例，根據(jù)已經(jīng)計(jì)算出的各房間的新風(fēng)量得出管段 4的新風(fēng)量為1600 hm/3 ，管段 4為主風(fēng)道，初選速度為 5m/s，因此根據(jù)流量和速度可以按下式計(jì)算出管道的截面面積： 20 8 6 0 01 6 0 03 6 0 0 mvLA ????? 把 A= 2m 規(guī)格化，根據(jù)規(guī)范《中央空調(diào)工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)》上給出的矩形管道規(guī)格選取截面尺寸為 320mm250mm的風(fēng)管，此規(guī)格風(fēng)管的截面面積為 2m ，這時(shí)風(fēng)管的實(shí)際流速為 m/s。下面以第四層的新風(fēng)系統(tǒng)布置圖為例來說明水力計(jì)算的具體步驟，布置風(fēng)管的軸測圖： 圖 44一 層風(fēng)管軸測圖 （ 1）首先選定風(fēng)管的最不利環(huán)路，并對各段風(fēng)管進(jìn)行編號(hào)，最不利環(huán)路為： 1234567891011121314151617。 表 43民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的選用 風(fēng)速 低速風(fēng)速 高速風(fēng)速 推薦風(fēng)速 最大風(fēng)速 部位 住宅 公共建筑 住宅 公共建筑 新風(fēng)入口 3 5 風(fēng)機(jī)入口 4 5 風(fēng)機(jī)出口 58 —— 10 ——11 主風(fēng)道 —— 5—— 4—— 6 —— 8 水平支風(fēng)管 3 3—— —— 5 4—— 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 垂直支風(fēng)管 3— — —— 4 4—— 6 送風(fēng)口 1—— 2 —— 4 —— 風(fēng)道水力計(jì)算舉例 風(fēng)管水力計(jì)算的主要任務(wù)是確定管道的截面尺寸和管道的阻力，風(fēng)管的形狀一般為圓形或矩形，本工程采用的是矩形風(fēng)管，矩形風(fēng)管加工簡單，易于與建筑物的結(jié)構(gòu)吻合，占用建筑高度小。在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，一般要考慮 10％的余量，以補(bǔ) 償可能存在的漏風(fēng)和阻力計(jì)算不精確。系統(tǒng)總阻力為最不利環(huán)路阻力加上空氣處理設(shè)備的阻 力。如果通過調(diào)整風(fēng)管尺寸不能達(dá)到要求，則必 須設(shè)調(diào)節(jié)閥門以保證風(fēng)量分配。 4. 與最不利環(huán)路并聯(lián)的管路的阻力平衡計(jì)算。根據(jù)初選的流速確定斷面尺寸時(shí)，應(yīng)按表 [1]6表 62 的通風(fēng)管 道統(tǒng)一規(guī)格選取，然后按照實(shí)際流速計(jì)算沿程阻力和局部阻力。因此必須根據(jù)風(fēng)管系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用 和氣流噪聲等因素進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定合理的經(jīng)濟(jì)流速。假定流速法的計(jì)算步驟和方法如下： 1. 繪制空調(diào)系統(tǒng)的軸測圖，并對各段風(fēng)道編號(hào)并標(biāo)注長度和風(fēng)量、管段長 度一般按兩個(gè)管件的中心線長度計(jì) 算，不扣除管件本身的長度。局部阻力一般按下式計(jì)算： 2v2???Z Pa (72) 式中 Z ——局部阻力， Pa； ? ——局部阻力系數(shù)； 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 v ——與 ? 對應(yīng)的風(fēng)道斷面平均速度， m/s； 風(fēng)道水力計(jì)算方法 風(fēng)管水力計(jì)算方法有假定流速法、壓損平均法、靜壓復(fù)得法三種，由于本 設(shè)計(jì)場合對風(fēng)速有一定要求，因此采用假定流速法進(jìn)行水力計(jì)算。 （ 1）沿程阻力 根據(jù)流體力學(xué)，空氣在任意橫斷面不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的摩擦阻力 可按下式計(jì)算： lRlvRP mS ????? 24 2m ?? Pa (71) 式中 λ——摩擦阻力系數(shù)； υ——空氣在管內(nèi)的平均流速， m/s； ρ——空氣密度， kg/m3； l ——管道長度， m； Rs——管道的水力半徑， m； Rm——單位長度的摩擦阻力， Pa/s；可由文獻(xiàn)表 － 1 查取。 沿程阻力和局部阻力 空氣在風(fēng)道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于其本身具有黏滯性及管道內(nèi)的粗糙性等原因，在空氣內(nèi)部與管壁之間由于摩擦而產(chǎn)生的沿程能量損失，稱之為沿程損失（或稱摩擦阻力）；而當(dāng)空氣流經(jīng)風(fēng)道中的管件（如彎頭、三通 、變徑等）和設(shè)備（如 空氣處理設(shè)備、消聲器、各類閥門等）時(shí)，由于氣體的方向和速度發(fā)生變化以 及產(chǎn)生渦流等原因造成集中的能量損失，稱之為局部阻力。同時(shí)我們也應(yīng)注意到，為克服空氣輸送及分配過程中的流動(dòng)阻力，空氣動(dòng)力設(shè)備 ——風(fēng)機(jī)需要消耗大量能量。 江西理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 空調(diào)風(fēng)管水力計(jì)算 空氣的輸送與分 配是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。 2 = 1 2 2 4 + 0 . 1 6 9 . 6 4 9 0pG G G? ? ? ? ?正 m3/h； 根據(jù)總送風(fēng)量的 10%得新風(fēng)量： 3G =85610%=86m3/h 故取 101 立案辦公室新風(fēng)量為： G=490m3/h 方案計(jì)算 新風(fēng)冷負(fù)荷可由下式計(jì)算： 36 00/10 00????? hGQ ? (210) 式中 G —— 新風(fēng)量，確定方法見第四章， m3/h ； h? ——室內(nèi)空氣與室外空氣的焓差， kJ/kg； ?——空氣 的密度 ， 3/mkg ， 本設(shè)計(jì)中取 3/ mkg?? 。 因此確定房間的新風(fēng)量我們只要對最小新風(fēng)量即系統(tǒng)送風(fēng)量的 10%和滿足衛(wèi)生要求的新風(fēng)量進(jìn)行比較取最大值即可。 最小新風(fēng)量最終風(fēng)量的確定原則： 1. 根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50019－ 2020）第 條，空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量應(yīng)符合下列規(guī)定： (1) 不小于人員所需 新風(fēng)量，以及補(bǔ)償排風(fēng)和保持室內(nèi)正壓所需風(fēng)量兩項(xiàng)中的較大者； (2) 人員所需新風(fēng)量應(yīng)滿足《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50019－2020）第 條的要求，并根據(jù)人員的活動(dòng)和工作性質(zhì)以及在室內(nèi)的停留時(shí)間等因素確定。 保持正壓新風(fēng)量，可按下式計(jì)算： npAG )(?? ?? (41) 式中 G——從房間縫隙滲出的風(fēng)量，也就是正壓風(fēng)量， m3/s； cA ——縫隙（門、窗等）面積， m2； p? ——房間內(nèi)正壓，縫隙兩側(cè)的壓差，一般取 5~10Pa； ?——流量系數(shù)， ~； n——流動(dòng)指數(shù)， ~1，一般取 。根據(jù)該建筑物的類型及功能在《中央空調(diào)設(shè)計(jì)與施工》中查得 場所 的新風(fēng)量為每人 17 hm/3 補(bǔ)充局部排風(fēng)量 當(dāng)空調(diào)房間內(nèi)設(shè)有排風(fēng)柜等局部排風(fēng)裝置時(shí)，為了不使車間 產(chǎn)生負(fù)壓，在系統(tǒng)中必須有相應(yīng)的新風(fēng)量來補(bǔ)償排風(fēng)量。確定新風(fēng)量的依據(jù)有下列三個(gè)因素： 衛(wèi)生要求 在人長期停留的空間內(nèi)，新鮮空氣的多少對健康有直接影響。 新風(fēng)量的確定 既然在處理空氣時(shí)，大多數(shù)場合要利用相當(dāng)一部分回風(fēng)，所以，在夏、冬季節(jié)混入的回風(fēng)量愈多，使用的新風(fēng)量愈少，就愈顯得經(jīng)濟(jì)。由于顯熱部分只對空氣溫度起作用，則 Gkg/s 空氣送入室內(nèi)后溫度由 ts 變?yōu)?tn,它就吸收了余熱量中顯熱部分 Qx,可近似用下式表示。 選定送風(fēng)溫差之后，在 hd圖上找出室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn) N； 根據(jù)算出的房間冷負(fù)荷 Q和濕負(fù)荷 D求出熱濕比 ε=Q/D,再通過 N點(diǎn)畫出過程線； φ=90%線 與過程線 ε的交點(diǎn) O即為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)； 按下式計(jì)算送風(fēng)量： 送風(fēng)量 G=ON hhQ （ 41） 式中 G——送風(fēng)量， kg/s； Q——室內(nèi)全部 冷負(fù)荷， kW； ON hh， ——分別為室內(nèi)空氣和送風(fēng)的比焓， kJ/kg； 順便指出，計(jì)算送風(fēng)量和確定送風(fēng)狀態(tài)也可以利用余熱量中的顯熱部分和送風(fēng)溫差來計(jì)算。 圖 42 全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng) 空氣處理過程圖 為了獲得 O 點(diǎn)，常用的方法是將室內(nèi)、外混合狀態(tài) C 的空氣經(jīng)過冷卻減濕處理到 L 點(diǎn)（ L 點(diǎn)為機(jī)器露點(diǎn)，它一般位于 φ=90%～ 95%線上），然后送入房間，吸收房間余熱余濕后變?yōu)槭覂?nèi)狀態(tài) N，一部分室內(nèi)排氣直接排到室外，另一部分再回到空調(diào)機(jī)房和新風(fēng)混合。根據(jù)選定的送風(fēng)溫差 0t? ，劃出 0t 線，該線與 ε線的交點(diǎn) O 即為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。 空調(diào)冷凍水水系統(tǒng)選擇閉式、同程式、雙管制、單級(jí)泵，定流量系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)采用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)，冷源采用螺桿式水冷冷水機(jī)組。 綜上所述，選用單風(fēng)道全空氣一次回風(fēng)定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。 其中螺桿式冷水機(jī)組是由螺桿式制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥、油分離器、自控元件等組成的一個(gè)完整的的冷水系統(tǒng)。它為空調(diào)系統(tǒng)提供冷媒，空調(diào)系統(tǒng)可以直 接或間接地通過冷媒從室內(nèi)除去熱量，以維持被調(diào)房間的熱濕環(huán)境。 冷卻水系統(tǒng) 空調(diào)的冷卻水系統(tǒng)有直流式冷卻水系統(tǒng)、混合式冷卻水系統(tǒng)和循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，考慮到 武漢市 的能源結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)條件，水源情況，建筑物的地理位置、使用要求和功能，本設(shè)計(jì)中采用冷 卻水系統(tǒng)中采用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)，冷卻塔設(shè)在建筑物的屋頂上。輸送能耗隨負(fù)荷減少而降低，水泵容量和電耗少，系統(tǒng)需配備一定自控設(shè)備。 (5)定流量與變流量 定流量水系統(tǒng)中的循環(huán) 水量保持定值，負(fù)荷變化時(shí)，可通過改變風(fēng)量或者改變供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)方便，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備，缺點(diǎn)是水流量不變，輸送始終為設(shè)計(jì)最大值。 (4)單式泵與復(fù)式泵 單式泵冷、熱源側(cè)與負(fù)荷側(cè)合用一組循環(huán)水泵，系統(tǒng)簡單，初投資省，不能調(diào)節(jié)水泵流量，難以節(jié)省輸送能耗，不能適應(yīng)供水分區(qū)壓降較懸殊的情況。 三管制分別設(shè)置供冷、供熱管路與換熱器，但冷熱回水的管路共用能同時(shí)滿足供冷、供熱的要求，管路系統(tǒng)較四管制簡單，有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路系統(tǒng)布置較簡單。 異程式水系統(tǒng)供回水干管中的水流方向相反，經(jīng)過每一管路的長度不相等，管路系統(tǒng)簡單，初投資省，水量分配，調(diào)度較難，水力平衡較麻煩。 (2)同程式與異程式 同程式水系統(tǒng)除了供回水管路外，還有一根同程管，由于各并聯(lián)環(huán)路的總長度基本相等，水量分配，調(diào)度方便，便于水力平衡。只須做好循環(huán)水泵的定壓和及時(shí)向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)水。閉式水系統(tǒng)的管道與設(shè)備不易腐蝕，循環(huán)水不易污染。 冷凍水系統(tǒng) 冷凍水系統(tǒng)可以分為開式與閉式，同程式與異程式，雙管制、三管制與四管 制，單式泵與復(fù)式泵，定流量與變流量。 本設(shè)計(jì)中采用一次回風(fēng)無再 熱處 理方案 。 并設(shè)立回風(fēng)管， 另外每層獨(dú)立設(shè)置一個(gè)空調(diào) 機(jī)組。 空調(diào)風(fēng) 系統(tǒng)方案的確定 本次設(shè)計(jì)中的建筑為圖書館，場所面積較大，房間分布不規(guī)則 ， 樓層較高為 米，綜合考慮各方面因素，確定選用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)。 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有： （ 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(dú)使用； （ 2）各空調(diào)房間 互不干擾，可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)室溫，并可隨時(shí)根據(jù)需要開停機(jī)組 ,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)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(jī)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(jī)房，機(jī)房面積??； （ 6） 使用季節(jié)長； （ 7）各房間之間不會(huì)互相污染。 （ 2） 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng) 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是目前應(yīng)用廣泛的一種空調(diào)系統(tǒng)，它由風(fēng)機(jī)盤管來承擔(dān)全部室內(nèi)負(fù)荷，單獨(dú)設(shè)新風(fēng)機(jī)組，向室內(nèi)補(bǔ)充所需新風(fēng)。 其主要缺點(diǎn)為： （ a） 空氣比熱、密度小 ,需空氣量多 ,風(fēng)道斷面積大 ,輸送耗能大； （ b） 空調(diào)設(shè)備需集中布置在機(jī)房 ,機(jī)房面積較大 ,層高較高； （ c） 除制冷及鍋爐設(shè)備外空氣處理機(jī)組和風(fēng)管造價(jià)均較高； （ d）送回風(fēng)管系統(tǒng)復(fù)雜 ,布置困難； （ e）支風(fēng)管和風(fēng)口較多時(shí)不易均衡調(diào)節(jié)風(fēng)量 ,風(fēng)道要求保溫 ,影響造價(jià)； （ f）全空氣空調(diào)系統(tǒng)一個(gè)系統(tǒng) 不宜供多個(gè)房間的空調(diào)。因此適用于建筑空間較高，面積較大，人員較多的房間，以及房間溫度和濕度要求較高，噪聲要求較嚴(yán)格的空調(diào)系統(tǒng)。對于定 風(fēng)量單風(fēng)道系統(tǒng)，還要求工作時(shí)間一致，負(fù)荷變化規(guī)律基本相同。 (3)綜合考慮初投資和運(yùn)行費(fèi)