苏州市金惠大厦空调系统设计

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建筑环境与设备工程 09170217 赵振波     指导教师  李春娥 讲师

摘要

本次设计任务是苏州市金惠大厦的空调系统设计，其建筑总面积为8619.67m^2，，建筑高度为52.2m。在空调冷负荷计算的基础上，通过方案比较，确定一、二，十三层为全空气系统，三～十二层为风机盘管加新风系统。全空气系统的气流组织采用上送上回的形式。在风机盘管加新风系统中，新风机组不承担室内负荷，新风由机组处理后直接送入各个房间。水系统设计选用闭式同程循环，由于该楼宇的空调总负荷，冷源选择螺杆式冷水机组。基于假定流速法进行风系统和水系统的水力计算，据此进行相关空调设备的选型。此外，对设备的减噪防震以及管道的保温也做了必要设计，满足空调系统的舒适性需求。

关键词：空调系统；全空气系统；水力计算；舒适性.

Abstract

A comfortable air-conditioning system is designed for Jinhui building in Suzhou city. The total architectural area and the architectural height of this building are 8619.67m² and 52.2m, respectively. Based on the calculated results of cooling load and the comparison of various air-conditioning patterns, a all-air system and the individual primary air fancoil systems are adopted for the first, second, thirteen layer and the three to the twelve layers respectively. The air distribution method of the all-air system is ceiling air supply and air return. The fresh air is processed by the fresh air handling units that cannot afford the cooling loads of each room and then sent to each room directly. A Screw type chiller is selected as the cold source due to the total cooling load of this building. On the basis of assuming velocity method, the hydraulic calculations of air systems, chilled water systems, and cooling water systems are carried out to determine the type selections of air-conditioning equipments. In addition, reduction of noise and shock-resistant for equipments and the pipes with temperature keeping are also considered in order to meet the comfortable requirement of this air-conditioning system.

Keywords: air-conditioning system; all-air system; hydraulic calculation; comfortable.

一、概述

（一）原始资料　

1．室外参数

苏州市夏季，干球温度：35℃ ； 湿球温度：28.3℃ ；空调日平均温度：31.3℃；

空气流速2.6m/s； 大气压力：1025.2kPa ；纬度：北纬31⁰32´

2．室内设计参数

基于《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736－2012和金惠大厦的房间布局，其空调房间的设计参数如表1所示：

表1  金惠大厦各房间空调设计参数

房间使

用性质

夏季/冬季

新风量

m³/h·人

干球温度 ^οC

相对湿度 ％

空气流速 m/s

噪声 NR  (dB)

办公室

26

60

0.2

25～50

30

会议室

24

55

0.2

45～60

20

大厅

26

60

0.2

35～55

20

计算机室

24

55

0.2

30～50

40

档案室

24

55

0.2

35～45

20

多功能大厅

26

60

0.2

30～40

20

其他

26

60

0.2

15～25

20

（二）建筑概要

该建筑总面积为8619.67m²，总高度为52.2ｍ。各层的功能分别为：地下一层（停车库，设备机房）；地上十三层，共计十四层，地上一层是营业大厅；三～十二层为办公性楼层；十三层是多功能大厅。大厦各房间的具体功能、使用要求和建筑结构等见建筑条件图。

二、空调系统冷、湿负荷计算

（一）冷负荷的计算

空调系统的冷负荷分为室内冷负荷和新风负荷。室内冷负荷包括外围护结构（外墙、外窗或自然采光部分、屋顶）和内围护结构（内墙、内楼板、内门）的冷负荷、设备散热的冷负荷、照明散热的冷负荷、人体的潜热散热、显热散热的冷负荷、食物的潜热散热、显热散热的冷负荷等。新风负荷是将室外新风处理到室内等焓状态点的冷负荷。

本设计按逐时冷负荷系数法计算冷负荷。通过相应计算，室内总冷负荷最大值为501874W，出现在17：00。新风负荷根据上表中的人均新风量标准及各房间的人数，计算出新风量（全楼的总新风量59248.2m³/h），根据新风量和室内外的焓差，可算得该建筑的总新风负荷为45.7kW。

全楼的空调系统冷负荷为861500W,冷负荷指标100W/ m²。

三、空调方式的选择和系统分区

（一）空调系统的分类

1. 根据空气处理设备的集中程度分类：

集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统                                                                               

2. 根据负担室内冷湿负荷所用的介质不同分类：

全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统

（二）空调系统的选择

1. 一次回风空调系统

大楼的一层，二层，十三层是大空间，人员较多，使用时间集中，且室内人员和照明等散热量大，要求的送风量大，故选择一次回风系统。

2. 风机盘管加新风系统

三～十二层的房间由于是小空间且使用功能和使用时间不同，为了便于管理和节能，故采用风机盘管加独立新风系统。

四、空调设备的选型计算

（一）风量计算

1．送风量的计算

根据计算出的冷负荷结果，基于一次回风焓湿图i-d，如下图所示。计算出各房间所需的送风量，

得到各层的总送风量分别为：一层为11728.8m³/h；二层为1908 m³/h；十三层为12873.6 m³/h。

2．新风量的计算

根据人均新风量标准及各房间的人数，计算出一～十三层的新风量，新风量依次为：一层，2220 m³/h；二层，200 m³/h；三层，1116.3m³/h；四～八层，1869.7 m³/h；九～十二层，3572 m³/h；十三层，3280 m³/h。

（二）风机盘管的选型、计算

    根据各个空调房间的冷负荷，运用焓湿图计算出各个空调房间的送风量。   

根据各房间的实际功能和布局，选用开利风机盘管，根据水管的连接位置，选用左式和右式。主要选用

了42CMT003，42CMT002，42CE002300A,42CE004200A,42CE003300A,42CE005300A等型号的风机盘管。

（三）冷源的选择

根据该空调系统得总冷负荷为6059.7W ，选取冷水机组。

（四）组合式空调机组的选型、计算

根据一层，四二层和十三层所需的送风量和相应的冷负荷，选择型组合式空调机组各一台，型号分别为一层TZK08，二层TZK03，十三层TZK15。

（五）新风机组选型计算

根据三～十二层的所需新风量和相应的新风冷负荷，新风机组选择次为：三层，G-3.5DF；四—八层，G-5DF,九—十二层G-3XDF吊顶式，数量10台。

五、风系统设计计算

（一）风道设计的任务

由于风道的设计质量，将直接影响房间气流和空调效果。为了使风道设计合理，必须进行风管的水力计算。

水力计算的任务是：确定各管道的断面尺寸，系统阻力，保证系统内的风量分配达到要求，并最终确定风机的型号和动力消耗。

（二）风管的水力计算

1．送风系统的水力计算

      绘制送风系统图，选取最不利环路，并进行系统编号，标注管长风量，采用假定流速法计算各段风管的沿程阻力和局部阻力，最后进行不平衡率校核，确保不平衡率控制在15%以内，如不能满足，选择调整管径，可用阀门进行辅助调节。

    在本设计中，详细计算了一层送风管道全空气系统最不利环路的阻力为122.68Pa。经过校核，加阀门调节，各并联环路的不平衡率均小于15%，满足要求。

   2．回风系统的水力计算

 具体计算过程同送风管道（均采用假定流速法）

六、空调水系统计算

本设计采用一次泵定水量系统，双管制，闭式循环且采用同层水平管路为同程式，各层之间（竖向）为异程式的管路系统形式。按空调房间使用时间的不同将水系统分为两个区：一~六层空调系统为K-1区，七~十三层空调系统为K-2区，并对管路系统进行水力计算和阻力平衡，经过计算的出最不利的三层的阻力不平衡度仅为11.7% ，满足要求。最不利环路的总阻力7967Pa，冷冻水循环量3.96 m³/h，总阻力为13568Pa，空调系统冷冻水循环量为81.73 m³/h选择冷冻水泵的型号。

七、消声减振及管道保温设计

（一）风管的消声设计

在风机出口处设置内壁粘贴吸声材料的静压箱，它即可以起稳定气流的作用，又可以起消音的作用。选用北京青云联合空调设备有限公司生产的JY-1系列静压箱。

（二）设备的减振设计

   空调系统中的风机，水泵，制冷压缩机等设备运行时，会由于转动的部件的质量中心偏离轴中心而产生振动，该振动传给支架并以弹性波的形式沿房屋结构传给其他房间，又以噪声的形式出现。当振动影响某些工作的正常进行或危机建筑物安全时，必须采用减振措施。通常采用软木或橡胶等作为减振材料。

（三）管道的保温设计

选用的保温材料为聚乙烯。空调系统风管、水管按经济保温厚度选用。具体为风管=19㎜。水管：DN＜100（㎜）选=20㎜；100≤DN＜250（㎜）选=25㎜；DN≥250（㎜）选=30㎜。

 

参考文献

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