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- 摘要
南京某中型辦公建筑面積3610 m2，建筑物高度23m，地上主體建筑六層，框框架結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外高差0.8m?？照{(diào)建筑為一小型建筑，，選用多聯(lián)機(jī)VRV3空調(diào)系統(tǒng)；它集變頻、變?nèi)莸燃夹g(shù)于一身，具有使用節(jié)能、舒適、控制、靈活等特點(diǎn)，通過包不同容量機(jī)組的組合和布置可以滿足不同規(guī)模建筑物的要求，特別是在小于10000平米的舒適性空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)。
VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機(jī)組，采用一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)一組室內(nèi)機(jī)（一般可達(dá)16臺(tái)）?？刂萍夹g(shù)上采用變頻控制方式，按室內(nèi)機(jī)開啟的數(shù)量控制室外機(jī)內(nèi)的渦旋式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行制冷劑流量的控制。 VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)，全水系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個(gè)性化的使用要求，設(shè)備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。
該系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)控制，變頻多聯(lián)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可以通過LONWORKS或BACnet網(wǎng)關(guān)接口上傳信號(hào)至建筑物自控中心BAS或BMS系統(tǒng)，自控中心經(jīng)該網(wǎng)關(guān)口下傳信號(hào)至變頻多聯(lián)機(jī)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的管理。
網(wǎng)絡(luò)控制的功能：室溫監(jiān)視、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、室內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)、空調(diào)報(bào)警信息和錯(cuò)誤代碼、ON/OFF控制和監(jiān)視、溫度設(shè)定和監(jiān)視、空調(diào)機(jī)模式設(shè)定和監(jiān)視、遙控器模式設(shè)定和監(jiān)視、濾網(wǎng)信號(hào)監(jiān)視和復(fù)位、風(fēng)向設(shè)定和監(jiān)視、遙控器禁止設(shè)定。
關(guān)鍵詞：VRV、變頻控制、冷負(fù)荷
Abstract
Nanjing, a medium-sized office building area of ??3610 m2, the building height of 23m, six-floor main building, box frame construction, interior height 0.8m. Air-conditioned building is a small building, the choice of multi-line VRV3 air conditioning system; it set frequency, modulation and other technologies in one, with the use of energy efficiency, comfort, control, flexibility and so on, through a combination of packages of different size and layout of units to meet the different the scale of the building requirements, especially in the less than 10,000 square meters of comfort air conditioning system.
VRV air conditioning system called Variable Refrigerant Volume whole system, namely the variable refrigerant flow system. Structure similar to the split system air conditioning units, using a single outdoor unit corresponds to a set of indoor unit (usually up to 16). Control technology, variable frequency control method, according to the number of indoor unit is turned on inside the outdoor unit control the scroll compressor speed, the refrigerant flow control. VRV air conditioning systems and all air system, all water systems, air - water systems, to better meet the use requirements of individual users, equipment, building space occupied by relatively small, and more energy efficient.
This systemuses network control, frequency multi-line running through the BACnet Gateway Interface LONWORKS or upload signals to the center of the building automation system BAS or BMS, control center via the gateway port to download multi-line signal to the inverter device, enabling the the management of the entire air conditioning system.
Network control functions: temperature monitoring, operation status monitoring, status monitoring operation of the compressor, indoor fan running, air conditioning, alarm information and error codes, ON / OFF control and monitoring, temperature setting and monitoring, air conditioning mode setting and monitoring , remote control mode setting and monitoring, surveillance and reset the filter signals, wind direction setting and monitoring, remote control prohibition setting.
Keywords: VRV, frequency control, cooling load
目錄
第一章 緒論…………………………………………………………4
1.1 設(shè)計(jì)目的……………………………………………………4
1.2 設(shè)計(jì)概述--------------------------------------------4
1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)--------------------------------------------5
1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容--------------------------------------------5
第二章 設(shè)計(jì)依據(jù)-------------------------------------------5
2.1 氣象資料-----------------------------------------------5
2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)------------------------------------------6
2.3 土建資料-----------------------------------------------6
2.3.1 建筑信息-----------------------------------------7
2.3.2 建筑結(jié)構(gòu)-----------------------------------------7
第三章 空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算--------------------------7
3.1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷-------------------------------------7
3.1.1 外墻冷負(fù)荷----------------------------------------7
3.1.2 外墻及屋面冷負(fù)荷--------------------------------8
3.2 人員冷負(fù)荷---------------------------------------------9
3.2.1 潛熱冷負(fù)荷----------------------------------------9
3.2.2 顯熱冷負(fù)荷---------------------------------------10
3.3 設(shè)備冷負(fù)荷--------------------------------------------10
3.4 冷負(fù)荷計(jì)算匯總---------------------------------------10
3.5 新風(fēng)量的冷負(fù)荷---------------------------------------11
3.6 空調(diào)濕負(fù)荷--------------------------------------------12
3.7 各層空調(diào)冷負(fù)荷匯總---------------------------------12
3.8 空調(diào)總冷負(fù)荷匯總------------------------------------13
3.9建筑空調(diào)總冷負(fù)荷-----------------------------------14
3.10空調(diào)房間的濕負(fù)荷----------------------------------14
第四章 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定---------------------16
4.1 系統(tǒng)方案的比較---------------------------------------16
4.2 系統(tǒng)方案的確定---------------------------------------20
4.3 系統(tǒng)的焓濕圖------------------------------------------21
第五章 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)--------------------------------------22
5.1 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道---------------------------------------22
5.2 風(fēng)道的水力計(jì)算---------------------------------------22
5.2.1 水力計(jì)算的類型----------------------------------22
5.2.2 水力計(jì)算的方法與原理--------------------------23
5.2.3 新風(fēng)機(jī)組的選型----------------------------------23
5.3 風(fēng)口及其氣流組織-------------------------------------25
5.3.1 氣流組織方式-------------------------------------25
5.3.2 氣流組織計(jì)算-------------------------------------25
第六章 空調(diào)冷熱源的選擇--------------------------26
6.1 冷媒系統(tǒng)設(shè)計(jì)------------------------------------------26
6.2 分歧管的選取 -----------------------------------------27
6.3 冷媒管的計(jì)算------------------------------------------29
6.4 冷凝水系統(tǒng)的設(shè)備和附件---------------------------32
第七章 空調(diào)冷媒系統(tǒng)設(shè)計(jì)-------------------------33
7.1 室內(nèi)機(jī)的選取-----------------------------------------33
7.2 室外機(jī)的選取-----------------------------------------34
7.3 新風(fēng)設(shè)備的選取--------------------------------------34
7.4 設(shè)備型和參數(shù)-----------------------------------------34
第八章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲、減震及保溫-----39
8.1 消聲設(shè)計(jì)-----------------------------------------------39
8.2 減震設(shè)計(jì)-----------------------------------------------40
8.3 管道的保溫---------------------------------------------41
第九章 空調(diào)的自動(dòng)制設(shè)計(jì)--------------------------43
9.1 前言-----------------------------------------------------43
9.2 設(shè)計(jì)題目----------------------------------------v------43
9.3 控制的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容----------------------------------44
9.4 控制模型-----------------------------------------------44
9.5 控制規(guī)律選擇-----------------------------------------45
9.6 控制流程-----------------------------------------------46
9.7 變頻多聯(lián)機(jī)運(yùn)行控制原理與構(gòu)成--------------------46
9.8 小結(jié)-----------------------------------------------------47
謝辭---------------------------------------------------------------------48
參考文獻(xiàn)-------------------------------------------------------------49
附錄----------------------------------------------------------------------50
- 4 -
緒論
1.1設(shè)計(jì)目的
1.1.1設(shè)計(jì)題目
南京某中型辦公樓空調(diào)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)。
1.1.2設(shè)計(jì)目的
畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科學(xué)校主要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序和基本原則，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟，提高運(yùn)算和制圖能力。同時(shí)，通過設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際知識(shí)，并學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識(shí)解決工程問題。
1.2設(shè)計(jì)概述
1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)
（1）設(shè)計(jì)任務(wù)書；（2）《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》；（3）《變頻控制多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)》
1.2.2原始資料
（1）建筑資料：
本工程位于南京市，地上主體建筑六層，建筑物高度23m，建筑面積3610 m2。
本工程主題六層，框框架結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外高差0.8m。
本工程為三級(jí)建筑，使用年限為50年，耐火等級(jí)為二級(jí)，抗震等級(jí)按7級(jí)設(shè)防，基本設(shè)計(jì)地震加速度值為0.1g，防水等級(jí)為三級(jí)。
房間主要是辦公室，還配有打字室、接待室、服務(wù)室、監(jiān)控室、會(huì)議室。
本工程提供圖紙有：建筑平面圖，屋頂平面圖，立體圖，各部分剖面圖以及門窗構(gòu)造、材料圖等。
（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)資料
屋面：水泥膨脹珍珠巖屋面 ，II型，k＝0.51W/m2·k
外墻：磚＋水泥砂漿＋白灰粉刷 ，Ⅱ型墻，k＝0.59W/m2·k
外窗：采用塑鋼窗，雙層玻璃，k＝3.01W/m2·
玻璃幕墻我們認(rèn)為其是窗戶的另一形式，考慮其日得熱，溫差得熱。
1.3設(shè)計(jì)任務(wù)
（1） 確定室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)
（2） 計(jì)算空調(diào)冷（熱）、濕負(fù)荷
（3） 確定空調(diào)方案
（4） 確定氣流組織方案
（5） 空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管/冷媒管設(shè)計(jì)計(jì)算
（6） 計(jì)算并選擇空調(diào)設(shè)備
1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容
①確定最佳空調(diào)方案（集中式、半集中式、分散式空調(diào)系統(tǒng)；全水、全空氣、空氣—水系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)式空調(diào)系統(tǒng)（vrv系統(tǒng)）等各種方案比較）；
②計(jì)算空調(diào)負(fù)荷（夏季冷負(fù)荷）；
③選擇空調(diào)設(shè)備（夏季為設(shè)計(jì)工況）；
④布置空調(diào)系統(tǒng)；
⑤風(fēng)、冷媒系統(tǒng)阻力計(jì)算；
⑥設(shè)備及材料統(tǒng)計(jì)；
⑦空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)；
⑧風(fēng)、冷媒系統(tǒng)管道的防腐保溫；
第二章 設(shè)計(jì)依據(jù)
2.1 氣象資料
（1）根據(jù)建筑物所在的地區(qū)是南京市，其緯度是（北）32度。
（2）大氣參數(shù)：
①夏季資料
夏季室外大氣壓力（Pa）： 100400 Pa
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算日平均溫度（℃）： 31.4
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度（℃）： 35
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度（℃）： 28.0
夏季通風(fēng)計(jì)算溫度（℃）： 32
夏季室外平均風(fēng)速（m/s）： 2.60
夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度（%）： 81
②冬季資料：
冬季室外大氣壓力（Pa）： 1025200 Pa
冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度（℃）： -6℃
采暖室外計(jì)算溫度（℃）： -3℃
冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度（℃）： 2℃
冬季室外平均風(fēng)速（m/s）： 2.6
冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算相對(duì)濕度（%）： 64
2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)
表2.1 空氣調(diào)節(jié)房間室內(nèi)計(jì)算參數(shù)
建筑類型
房間類型
夏季
冬季
溫度(℃)
相對(duì)濕度(﹪)
氣流平均速度(m/s)
溫度(℃)
相對(duì)濕度(﹪)
氣流平均速度(m/s)
辦公樓
一般辦公室
26～28
<65
≤0.3
18～20
—
≤0.2
高級(jí)辦公室
24～27
60～40
≤0.3
20～22
55～40
≤0.2
會(huì)議室
25～27
<65
≤0.3
—
—
≤0.2
2.3 土建資料
2.3.1 建筑信息
本設(shè)計(jì)為某高層建筑寫字樓，地處北京，主樓共12層。建筑物參數(shù)如下：
建筑面積： 3610㎡
建筑總高度： 4223m
總層數(shù)：6層
層高：1層：3.9m
2～5層：3.3m
6層：3.9m
2.3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)資料
屋面：膨脹珍珠巖屋面 ，II型，k＝0.51W/m2·k
外墻：空心磚＋水泥砂漿＋鋁塑板 ，Ⅱ型墻，k＝0.59W/m2·k
外窗：采用塑鋼窗，雙層玻璃，k＝3.01W/m2·
玻璃幕墻我們認(rèn)為其是窗戶的另一形式，考慮其日得熱，溫差得熱。
第三章 空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算
3．1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷
3.1.1 外窗冷負(fù)荷
外窗冷負(fù)荷有兩部分組成，即太陽(yáng)輻射得熱引起的冷負(fù)荷和溫差傳熱引起的冷負(fù)荷。
1 日射得熱引起的冷負(fù)荷按下式計(jì)算：
CL=Ca*Cs*Ci*Fw*Dj,max*Clq （W） （3.1）
式中：CL——太陽(yáng)日射得熱引起的冷負(fù)荷，W。
Ca ——窗有效面積系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取雙層鋼窗0.75。
Cs——窗玻璃遮擋系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取5mm厚的普通玻璃 0.78
Ci——窗內(nèi)玻璃遮陽(yáng)系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取淺藍(lán)布簾、中間色0.60。
Fw——外窗有效面積，m2
Djmax——最太陽(yáng)得熱因數(shù)，W；因南京市的緯度為32度，取32°緯度帶的太陽(yáng)輻射得熱因數(shù)，如表3.1所示數(shù)值。
表3.1 最大太陽(yáng)得熱因數(shù)
朝向
S
E
N
W
Djmax
174
539
115
539
Ccl——外窗冷負(fù)荷系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取北區(qū)有內(nèi)遮陽(yáng)玻璃冷負(fù)荷系數(shù)，如表3.2所示數(shù)值。
表3.2 外窗冷負(fù)荷系數(shù)
時(shí)間朝向
S
E
N
W
8
0.26
0.49
0.43
0.15
9
0.4
0.6
0.49
0.16
10
0.58
0.56
0.56
0.17
11
0.72
0.37
0.61
0.17
12
0.84
0.29
0.64
0.18
13
0.8
0.29
0.66
0.25
14
0.62
0.28
0.66
0.37
15
0.45
0.26
0.63
0.47
16
0.32
0.24
0.59
0.52
17
0.24
0.22
0.64
0.62
18
0.16
0.19
0.64
0.55
2.溫差傳熱通過玻璃窗引起的逐時(shí)冷負(fù)荷按下式計(jì)算：
CL2=κc×Kc×Fw×(t1+td- tns) (W) （3.2）
式中： CL2——玻璃窗溫差傳熱引起的冷負(fù)荷，W。
κc ——外窗傳熱系數(shù)修正值，在本設(shè)計(jì)中取金屬窗框80﹪雙層玻璃 1.2。
Kc ——外窗夏季傳熱系數(shù)，W/ m2℃，在本設(shè)計(jì)中取3.3。
Fw ——外窗面積，m2。
t1 ——外窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度，℃，按表3.3取值。
td ——外窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度地點(diǎn)修正值，℃，取0℃。
tns——夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃。
表3.3 外窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
t1
26.9
27.9
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.8
3.1.2 外墻及屋面冷負(fù)荷
CL3=Kq×Fq×(t2+td-tns) （3.3）
式中 Kq——外墻或屋面的傳熱系數(shù)，W/ m2℃。本設(shè)計(jì)采用0.632 W/ m2℃
Fq——外墻或屋面的面積，m2。
t2——外墻或屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度，℃，本設(shè)計(jì)中外墻為Ⅲ型，按表3.4取值。
表3.4 外墻冷負(fù)荷計(jì)算溫度
時(shí)間朝向
S
E
N
W
8
34.6
36
32.3
35.4
9
34.2
35.5
32.1
34.4
10
33.9
35.2
31.8
33.5
11
33.5
35
31.6
32.8
12
33.2
35
31.4
32.4
13
32.9
35.2
31.3
32.1
14
32.8
35.6
31.2
32.1
15
32.9
36.1
31.2
32.3
16
33.1
36.6
31.3
32.8
17
33.4
37.1
31.4
33.7
18
33.9
37.5
31.6
35
屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫度
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
T2
38.1
37
36.1
35.6
35.6
36
37
38.4
40.1
4.19
43.7
td——外墻或屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度的地點(diǎn)修正值，℃，南京為0。
S
W
N
E
水
td
1
2.1
2.7
2.1
2
tns——夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃ 。
3．2 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷
內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指內(nèi)隔墻及內(nèi)樓板，它們的冷負(fù)荷是通過溫差傳熱（即與鄰室的溫差）而產(chǎn)生的。一般來講，當(dāng)空氣調(diào)節(jié)區(qū)與鄰室的夏季溫差在3℃以內(nèi)時(shí)，可不予計(jì)算。本設(shè)計(jì)中空調(diào)區(qū)與鄰室的溫差小于3℃，所以不進(jìn)行計(jì)算。
3．3 人員冷負(fù)荷
人員散熱首先形成房間的得熱量，進(jìn)而形成房間的冷負(fù)荷。根據(jù)得熱的性質(zhì)不同，分為潛熱得熱和顯熱得熱兩種。潛熱得熱直接傳給室內(nèi)空氣形成房間的瞬時(shí)冷負(fù)荷；而顯熱得熱又分為對(duì)流得熱和輻射得熱兩種。由于潛熱得熱和顯熱得熱形成冷負(fù)荷的過程不同，所以兩者要分別進(jìn)行計(jì)算。
3.3.1 潛熱冷負(fù)
計(jì)算公式：
CL4=qq×n1×n2 （3.4）
式中 CL4——人體潛熱形成的冷負(fù)荷， W.
qq——單個(gè)成年男子的人體潛熱散濕量，W。當(dāng)室內(nèi)溫度為26度60.5W。
n1 ——室內(nèi)全部人數(shù)，個(gè)。根據(jù)不同性質(zhì)建筑的人員密度按下式確定：
n1=ρ×F (式3.5)
ρ——房間的人員密度，人/ m2，辦公大樓人員密度見表3.5。
表3.5 房間的人員密度
房間類型
大辦公室
辦公室
個(gè)人小辦公室
會(huì)議室
人員密度
0.14
0.17
0.07～0.06
0.3～0.6
F——房間面積，m2。
n2 ——室內(nèi)人員的群集系數(shù)。
見下表：
工作場(chǎng)所
群集系數(shù)
影院，劇院
0.89
體育館
0.92
體育館
0.9
閱覽室
0.96
3.3.2 顯熱冷負(fù)荷
計(jì)算公式為：
CL5=qx×n1×n2×CCl (3.5)
式中 CL5 ——人體顯熱形成的冷負(fù)荷， W。
qx ——單個(gè)成年男子的人體顯熱散濕量，W。當(dāng)室內(nèi)溫度為28℃取51 W。
n1 ——室內(nèi)全部人數(shù)，個(gè)。按式3.4方法計(jì)算。
n2 ——室內(nèi)人員的群集系數(shù)，見上表。
CCl ——人體顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，見下表。
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
CCl
0.51
0.61
0.67
0.72
0.76
0.8
0.0.82
0.84
0．38
0.38
0.3
3．4 照明冷負(fù)荷
照明冷負(fù)荷有輻射散熱和對(duì)流散熱兩種形式，其中的對(duì)流散熱直接構(gòu)成房間瞬時(shí)冷負(fù)荷；而輻射熱則如同人體顯熱中的輻射熱一樣，先被圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面及其中的家具等吸收，當(dāng)表面溫度高于室內(nèi)空氣溫度時(shí)，再以對(duì)流熱的形式放散給室內(nèi)空氣，構(gòu)成房間的滯后冷負(fù)荷。
計(jì)算公式為：CL6= Q×CCl （3.6）
式中： CL6 ——照明散熱形成的冷負(fù)荷，W。
Q ——照明設(shè)備的散熱量，W。
按下列公式計(jì)算：
熒光燈：Q=1000 n1×n2×N
N——照明燈具所需功率，W。取每盞燈的功率為60 W。
n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，取1.2，當(dāng)暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器設(shè)在頂棚內(nèi)時(shí)，取1.0。在本設(shè)計(jì)中取1.2。
n2——燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風(fēng)散熱與頂棚內(nèi)時(shí)，取0.5～0.6。在本設(shè)計(jì)中取0.6。
CCl——照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)，數(shù)值選取見表3.6
表3.6 照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
CCl
0.3
0.44
0.75
0.83
0.87
0.9
0.92
0.94
0.95
0.95
0.96
3．5 設(shè)備冷負(fù)荷
設(shè)備散熱形成的冷負(fù)荷，其形成過程同照明冷負(fù)荷的形成過程。
計(jì)算公式為：
CL7= Q×CCl （3.7）
式中： CL7——設(shè)備散熱形成的冷負(fù)荷，W。
Q——設(shè)備的散熱量，W。辦公室內(nèi)使用電子設(shè)備，其散熱量按下式計(jì)算：
Q=1000×n1×n2×n3×N/η （3.8）
n1——利用系數(shù)（安裝系數(shù)），是電動(dòng)機(jī)最大實(shí)耗功率與安裝功率之比，用以反映安裝功率的利用程度，一般取0.7～0.9。在本設(shè)計(jì)中取0.8。
n2——同時(shí)使用系數(shù)，即房間內(nèi)電動(dòng)機(jī)同時(shí)使用的安裝功率與總安裝功率之比，根據(jù)工藝過程的設(shè)備使用情況而定，一般為0.5～0.8。在本設(shè)計(jì)中取0.6。
n3——負(fù)荷系數(shù)，每小時(shí)的平均實(shí)耗功率與設(shè)計(jì)最大實(shí)耗功率之比，它反映了平均負(fù)荷達(dá)到最大負(fù)荷的程度，一般取0.5左右，精密機(jī)床取0.15～0.4，對(duì)于已經(jīng)給出實(shí)測(cè)的實(shí)耗功率值的電子計(jì)算機(jī)可取1.0。在本設(shè)計(jì)中取0.5。
N——電動(dòng)設(shè)備的安裝功率，kW。在本設(shè)計(jì)中取2kW/臺(tái)。
η——電動(dòng)機(jī)效率，根據(jù)產(chǎn)品樣本查取，在本設(shè)計(jì)中取0.8。
CCl——設(shè)備冷負(fù)荷系數(shù)，數(shù)值選取見表3.7
表3.7設(shè)備冷負(fù)荷系數(shù)
時(shí)間
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
CCl
0.3
0.58
0.83
0.88
0.91
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
3．6 冷負(fù)荷計(jì)算匯總
系統(tǒng)的全部室內(nèi)冷負(fù)荷，是房間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷和室內(nèi)冷負(fù)荷（設(shè)備冷負(fù)荷、照明冷負(fù)荷、人員冷負(fù)荷）在同一時(shí)刻累計(jì)后的最大值。即CL= CCl＋CC2＋CC3＋CC4＋CC5＋CC6＋CC7，計(jì)算結(jié)果見附錄1。
3.7 新風(fēng)量的確定
新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性，在夏、冬季節(jié)混入的新風(fēng)量越少，就越經(jīng)濟(jì)。但實(shí)際上，不能無(wú)限制地減少新風(fēng)量，一般規(guī)定，空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)占送風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)不應(yīng)低于10%。
確定新風(fēng)量的依據(jù)有三個(gè)因素：
1. 衛(wèi)生要求；
2. 補(bǔ)充局部排風(fēng)量；
3. 保持空調(diào)房間的“正壓”要求。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，新風(fēng)量為以上三種的計(jì)算方法所得的最大值。當(dāng)按上述方法得出的新風(fēng)量不足總風(fēng)量的10%時(shí)，也按10%計(jì)算，以確保衛(wèi)生和安全。
3.7.1滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求(以CO2為控制指標(biāo))
Gw1=2.78×10-4×m/(y0-y)
式中Gw1 ：衛(wèi)生要求所需的新風(fēng)量，㎏/s
m:CO2的產(chǎn)生量，g/h
m=m，* n1
m，每人的CO2的呼出量，見下表
工作狀態(tài)
CO2的呼出量（g/h.人）
安靜中
19.5
極輕的工作
33
輕勞動(dòng)
45
y室外新風(fēng)中的CO2濃度，本式中取0.75。
y0室內(nèi)空氣的CO2允許濃度，本式中取1.75。
3.7.2滿足室內(nèi)局部排風(fēng)和室內(nèi)最小正壓的要求
GW2=GJP+G+
GW2：滿足室內(nèi)局部排風(fēng)和室內(nèi)最小正壓的要求的新風(fēng)量，kg/s。
GJP：滿足室內(nèi)局部排風(fēng)，kg/s。
G+：室內(nèi)最小正壓要求的新風(fēng)量，kg/s。
3.7.3 不小于系統(tǒng)總送風(fēng)量的10％。
新風(fēng)量計(jì)算公式：GW3=10％G
G 系統(tǒng)總送風(fēng)量，kg/s，由下式定
G=CL/（In-I0）；
CL 系統(tǒng)的全部的冷負(fù)荷相加。
In 室內(nèi)空氣焓值,kJ/kg。
I0 送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的焓值。（過室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)N的熱濕比線ξ=CL/W與機(jī)器露點(diǎn)φ=90％的交點(diǎn)相應(yīng)的焓值）。
3.7.4 新風(fēng)量的確定
GW=max（Gw1，GW2，GW3）
3．8 空調(diào)濕負(fù)荷計(jì)算
大多數(shù)情況下，空調(diào)區(qū)的濕負(fù)荷來自人體散濕敞開水槽表面的散濕量。在本設(shè)計(jì)中只有來自人體的散濕量。由此產(chǎn)生的濕負(fù)荷計(jì)算如下：
Dτ=0.278φnτg kg/h (3.9)
式中： Dτ——計(jì)算時(shí)刻的人體散濕量 ，kg/h；
φ——群集系數(shù)；見冷負(fù)荷計(jì)算中的群集系數(shù)；
nτ——計(jì)算時(shí)刻空調(diào)區(qū)內(nèi)的總?cè)藬?shù) ；
g——1名成年男子每小時(shí)散濕量（g/h）。
3.9建筑空調(diào)總冷負(fù)荷
建筑的總冷負(fù)荷等于建筑所有空調(diào)房間冷負(fù)荷總和。以上幾節(jié)已經(jīng)算出各空調(diào)房間的空調(diào)冷負(fù)荷，所以建筑的總冷負(fù)荷為：
樓層
一層
二層
三層
四層
五層
六層
冷負(fù)荷
27052 w
221828 w
22285 w
22970 w
23212 w
29503 w
總負(fù)荷
346850w
3.10空調(diào)房間的濕負(fù)荷
通過建筑的用途可以知道空調(diào)房間的濕負(fù)荷主要是空調(diào)房間內(nèi)的人員散濕而形成。
房間號(hào)
房間名稱
N
φ
g
W
101
銷售公司
4
0.8
109
348.8
102
辦公倉(cāng)庫(kù)
1
0.8
109
87.2
103
打字室
2
0.8
109
174.4
104
辦公室
4
0.8
109
348.8
105
辦公室
2
0.8
109
174.4
106
大廳
4
0.8
109
348.8
107
保衛(wèi)值班室
1
0.8
109
87.2
108
安全科長(zhǎng)辦公室
2
0.8
109
174.4
109
安全科辦公室
4
0.8
109
348.8
110
銷售科長(zhǎng)辦公室
2
0.8
109
174.4
111
銷售科辦公室
4
0.8
109
348.8
112
走到東
0.8
109
0
113
走到西
0.8
109
0
114
廁所
0.8
109
0
201
接待室
6
0.8
109
523.2
202
服務(wù)室
1
0.8
109
87.2
203
董事長(zhǎng)室
3
0.8
109
261.6
204
礦長(zhǎng)是
3
0.8
109
261.6
205
會(huì)議室
20
0.8
109
1744
206
總經(jīng)理室
3
0.8
109
261.6
207
經(jīng)營(yíng)副礦長(zhǎng)室
3
0.8
109
261.6
208
顧問室
2
0.8
109
174.4
209
監(jiān)控室
2
0.8
109
174.4
210
走到東
0.8
109
0
211
走到西
0.8
109
0
212
廁所
0.8
109
0
301
接待室
6
0.8
109
523.2
302
財(cái)務(wù)科檔案室
2
0.8
109
174.4
303
副書記室
1
0.8
109
87.2
304
財(cái)務(wù)科長(zhǎng)辦
2
0.8
109
174.4
305
財(cái)務(wù)科辦公室
4
0.8
109
348.8
306
會(huì)議室
20
0.8
109
1744
307
總工
1
0.8
109
87.2
308
生產(chǎn)副礦長(zhǎng)
1
0.8
109
87.2
309
安全副礦長(zhǎng)
1
0.8
109
87.2
310
機(jī)電副礦長(zhǎng)
1
0.8
109
87.2
311
行政副礦長(zhǎng)
1
0.8
109
87.2
312
工農(nóng)關(guān)系副礦長(zhǎng)
1
0.8
109
87.2
313
走到東
0.8
109
0
314
走到西
0.8
109
0
315
廁所
0.8
109
0
401
接待室
6
0.8
109
523.2
402
計(jì)劃科辦公室
2
0.8
109
174.4
403
計(jì)劃科科長(zhǎng)辦
2
0.8
109
174.4
404
技術(shù)科曬圖室
2
0.8
109
174.4
405
技術(shù)科科長(zhǎng)辦
2
0.8
109
174.4
406
技術(shù)科地質(zhì)組
2
0.8
109
174.4
407
技術(shù)科測(cè)量組
4
0.8
109
348.8
408
土建科
2
0.8
109
174.4
409
組宣科科長(zhǎng)辦
2
0.8
109
174.4
410
組宣科辦公室
2
0.8
109
174.4
411
供應(yīng)科科長(zhǎng)辦
2
0.8
109
174.4
412
供應(yīng)科辦公室
2
0.8
109
174.4
413
副總辦公室
1
0.8
109
87.2
414
工會(huì)主席
1
0.8
109
87.2
415
走到東
0.8
109
0
416
走到西
0.8
109
0
417
廁所
0.8
109
0
501
接待室
6
0.8
109
523.2
502
計(jì)生辦查體
2
0.8
109
174.4
503
計(jì)生辦主任室
1
0.8
109
87.2
504
質(zhì)檢科
2
0.8
109
174.4
505
通防科辦公室
2
0.8
109
174.4
506
通防科科長(zhǎng)辦
2
0.8
109
174.4
507
通防科儀器室
4
0.8
109
348.8
508
團(tuán)委
2
0.8
109
174.4
509
司法辦
2
0.8
109
174.4
510
辦公室
2
0.8
109
174.4
511
辦公室
2
0.8
109
174.4
512
辦公室
2
0.8
109
174.4
513
辦公室
2
0.8
109
174.4
514
109
0
601
休息室
6
0.8
109
523.2
602
會(huì)議室
30
0.8
109
2616
603
調(diào)度會(huì)議室
10
0.8
109
872
604
調(diào)度值班室
1
0.8
109
87.2
605
調(diào)度主任辦
1
0.8
109
87.2
606
調(diào)度辦公室
1
0.8
109
87.2
607
調(diào)度模擬室
6
0.8
109
523.2
608
走到
0.8
109
0
609
廁所
0.8
109
0
第四章 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定
4.1 空調(diào)系統(tǒng)方案的比較
間負(fù)荷的介質(zhì)不同分為四種,全空氣系統(tǒng),全水系統(tǒng),空氣-水系統(tǒng),冷劑系統(tǒng) 。
4.1.1全空氣系統(tǒng)（集中式空調(diào)系統(tǒng)）
此種系統(tǒng)適用于冷負(fù)荷密度大,潛熱負(fù)荷大(室內(nèi)熱濕比小)或?qū)κ覂?nèi)含塵濃度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)所，用于病房或者室內(nèi)空氣品質(zhì)不能用于回收。
4.1.2全水系統(tǒng)
全水系統(tǒng)中房間的全部負(fù)荷都由水來承擔(dān)，管道所占空間小，無(wú)室外新風(fēng)的引入，空氣品質(zhì)差。通常不使用該種系統(tǒng)。
4.1.3空氣-水系統(tǒng)
空氣-水系統(tǒng)中室內(nèi)的負(fù)荷一部分由水承擔(dān)，另外一部分由室外新風(fēng)承擔(dān)。其空氣處理設(shè)備部分集中于機(jī)房，部分分散于空調(diào)房間。
適用于以下場(chǎng)合：
·一個(gè)系統(tǒng)有多個(gè)房間或區(qū)域，各房間的負(fù)荷各不相同，相差大。
·辦公樓，醫(yī)院，旅館等多房間的建筑。
4.1.4冷劑系統(tǒng)
又名局部機(jī)組，房間負(fù)荷全部由制冷劑承擔(dān)。此種方法適用于小型建筑、舒適性空調(diào)系統(tǒng)。
集中式和風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)方式的比較：
表4.1 方案比較
比較項(xiàng)目
集中式
風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)
設(shè)備布置與機(jī)房
1. 空調(diào)與制冷設(shè)備可以集中布置在機(jī)房
2. 機(jī)房面積較大
3. 有時(shí)可以布置在屋頂上
1. 只需要新風(fēng)空調(diào)機(jī)房面積
2. 風(fēng)機(jī)盤管可以安裝在空調(diào)房間里
3. 分散布置，敷設(shè)各種管線較麻煩
節(jié)能和經(jīng)濟(jì)
1. 可以根據(jù)室外氣象參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)全年多工況節(jié)能運(yùn)行
2. 對(duì)熱濕負(fù)荷不一致或室內(nèi)參數(shù)不同的多房間不經(jīng)濟(jì)
3. 部分房間停止空調(diào)，系統(tǒng)仍運(yùn)行，不經(jīng)濟(jì)
1. 靈活性大，節(jié)能效果好
2. 盤管可冬夏兼用，內(nèi)壁結(jié)垢，降低傳熱效率
3. 無(wú)法實(shí)現(xiàn)全年多工況調(diào)節(jié)
風(fēng)管系統(tǒng)
1. 空調(diào)送回風(fēng)管系統(tǒng)復(fù)雜，布置困難
2. 支風(fēng)管和風(fēng)口過多時(shí)不易平衡
1． 放室內(nèi)時(shí)，不接送、回風(fēng)管；
2． 當(dāng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合使用時(shí)，新風(fēng)量較小
維護(hù)
運(yùn)行
空調(diào)與制冷設(shè)備集中在機(jī)房?jī)?nèi)，便于管理和維修
布置分散，維護(hù)與管理不便，系統(tǒng)復(fù)雜，易漏水
溫濕度 控制
可嚴(yán)格控制溫度和相對(duì)濕度
室內(nèi)要求嚴(yán)格時(shí)，難以滿足要求。
空氣過濾與凈化
可以采用初效、中效和高效過濾器，滿足室內(nèi)空氣清潔的不同要求。采用噴水室時(shí)，水與空氣直接接觸，易受污染，須經(jīng)常換水
過濾性能差，室內(nèi)清潔度要求較高時(shí)難于滿足
消聲隔震
可以有效的采取消聲和隔震措施
必須采用低噪聲風(fēng)機(jī)，才能保證室內(nèi)要求
風(fēng)管互相串通
空調(diào)房間之間有風(fēng)管連通，使各個(gè)房間互相污染。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)通過風(fēng)管迅速蔓延
各個(gè)房間之間不會(huì)互相污染
使用壽命
使用壽命長(zhǎng)
使用壽命長(zhǎng)
安裝
設(shè)備和風(fēng)管安裝工程量大，周期長(zhǎng)
安裝投產(chǎn)快
4.2 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定
空調(diào)建筑為一小型建筑，，選用多聯(lián)機(jī)vrv3空調(diào)系統(tǒng)；它集變頻、變?nèi)莸燃夹g(shù)于一身，具有使用節(jié)能、舒適、控制、靈活等特點(diǎn)，通過包不同容量機(jī)組的組合和布置可以滿足不同規(guī)模建筑物的要求，特別是在小于10000平米的舒適性空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)。
VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱為Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)，即變制冷劑流量系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于分體式空調(diào)機(jī)組，采用一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)一組室內(nèi)機(jī)（一般可達(dá)16臺(tái)）?？刂萍夹g(shù)上采用變頻控制方式，按室內(nèi)機(jī)開啟的數(shù)量控制室外機(jī)內(nèi)的渦旋式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行制冷劑流量的控制。
VRV空調(diào)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)，全水系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)相比，更能滿足用戶個(gè)性化的使用要求，設(shè)備占用的建筑空間比較小，而且更節(jié)能。
4.3 系統(tǒng)的焓濕圖
大金vrv3空調(diào)系統(tǒng)的焓濕圖
本設(shè)計(jì)中，主要的空調(diào)方式為室內(nèi)機(jī)加獨(dú)立新風(fēng)的空調(diào)方式。新風(fēng)處理到室內(nèi)空氣的焓值，不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷；空調(diào)負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)的冷媒系統(tǒng)承擔(dān)。
在處理中，我們采用新風(fēng)直接吹入室內(nèi)，室內(nèi)機(jī)只處理回風(fēng)。
不考慮風(fēng)機(jī)的溫升（LK段）
室外空氣W在新風(fēng)機(jī)組中處理到機(jī)器露點(diǎn)L（W-L），與在風(fēng)機(jī)盤管處理好的回風(fēng)（N-M），在風(fēng)機(jī)盤管的出口處混合達(dá)到O點(diǎn)，最后由熱濕比送至室內(nèi)N點(diǎn)。
第5章 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)
5.1 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道
空調(diào)設(shè)計(jì)中，一個(gè)主要內(nèi)容是各種送風(fēng)，回風(fēng)，新風(fēng)及排風(fēng)管道和風(fēng)口的布置。
5.1.1風(fēng)道材質(zhì)
主要有土建式風(fēng)道，鋼板制風(fēng)道(鍍鋅鋼板,普通鋼板)，非金屬風(fēng)道和軟風(fēng)管等。
名
稱
比
較
項(xiàng)
土建式風(fēng)道
鋼板制風(fēng)道
非金屬風(fēng)道
軟風(fēng)管
優(yōu)點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,
與風(fēng)管的連接方式比較靈活。
使用壽命長(zhǎng)。
摩擦阻力小
耐腐蝕，
使用壽命高，
強(qiáng)度高。
重量輕，
柔軟性好
不宜變形
缺點(diǎn)
施工質(zhì)量要求嚴(yán)格,
風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗大,
施工管理要求高,
保溫困難。
厚度小，
對(duì)焊接技術(shù)有一定的要求。
質(zhì)量不穩(wěn)定，
風(fēng)道的制作與安裝不是同一單位，現(xiàn)場(chǎng)修改困難。
空氣阻力大
適用場(chǎng)合
不太重要的房間
空調(diào)新風(fēng)的進(jìn)風(fēng)道
主要的風(fēng)道形式，廣泛用于各類建筑中。
通過比較我們選擇普通鋼板制風(fēng)道。
5．2風(fēng)道水力計(jì)算
5.2.1水力計(jì)算的類型
1校核計(jì)算
校核計(jì)算是已知各管段的長(zhǎng)度，管徑及風(fēng)機(jī)所能提供的壓頭，要求校核各段風(fēng)量是否滿足要求。
2設(shè)計(jì)計(jì)算
設(shè)計(jì)計(jì)算是已知風(fēng)道布置，風(fēng)道長(zhǎng)度及各段風(fēng)量，要求確定各段管徑和選擇風(fēng)機(jī)。
5.2.2水力計(jì)算的原理與方法
1原理：這兩種方法都是通過壓力平衡來達(dá)到分配風(fēng)量的目的的。
2方法：假定流速法，壓損平均法，靜壓復(fù)得法。
確定風(fēng)管的形狀和風(fēng)管的尺寸風(fēng)管的水力計(jì)算方法較多，對(duì)于高速送風(fēng)系統(tǒng)采用靜壓復(fù)得法；對(duì)于低速送風(fēng)系統(tǒng)，大多采用等壓損法和假定流速法。等壓損法以單位長(zhǎng)度風(fēng)管的壓力損失相等為前提，在已知總作用壓力的情況下，取最長(zhǎng)的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路，將總的作用壓力值平均分配給風(fēng)管的各個(gè)部分，再根據(jù)各部分風(fēng)量和所分配的壓力損失值確定風(fēng)管的尺寸；假定流速法是根據(jù)噪聲和風(fēng)管本身的強(qiáng)度，并考慮到運(yùn)行費(fèi)用來設(shè)定。
風(fēng)管和設(shè)備內(nèi)的風(fēng)速
位 置
推薦值(m/s)
最大值(m/s)
住宅
公共建筑
工廠
住宅
公共建筑
工廠
風(fēng)機(jī)吸入口
風(fēng)機(jī)出口
干管
支管
從支管上接出的風(fēng)管
3.5
5～8
3.～4.5
3
2.5
4.0
6.5～10
5～6.5
3～4.5
3～3.5
5.0
8～12
6～9
4～5
4
4.5
8.5
4～6
3.5～5
3.25～4
5.0
7.5～11
5.5～8
4～6.5
4～6
7.0
8.5～14
6.5～11
5～9
5～8
水力不平衡率一般不超過10%,不平衡率超過10%的在運(yùn)行時(shí)采用閥門調(diào)節(jié)。
5.2.3新風(fēng)機(jī)組的選型
新風(fēng)機(jī)組的選型和組合式空氣處理器的選型是一樣的方法，根據(jù)風(fēng)量選擇合適的新風(fēng)機(jī)組。選型的結(jié)果列如下表：具體參數(shù)見附錄
表5.3 新風(fēng)機(jī)組選型表：
新風(fēng)機(jī)位置
風(fēng)量
型號(hào)
一層
780立方米
FXMP140MMFVC
二層
1290立方米
FXMP224MMFVC
三層
1230立方米
FXMP224MMFVC
四層
960立方米
FXMP140MMFVC
五層
960立方米
FXMP140MMFVC
六層
1650立方米
FXMP244MMFVC
5.2.4確定新風(fēng)機(jī)組負(fù)擔(dān)的冷量和盤管負(fù)擔(dān)的冷量
1新風(fēng)機(jī)組負(fù)擔(dān)的冷量
Qo，w=Gw*(hwx-hnx)
式中的Qo，w 既是新風(fēng)機(jī)組負(fù)擔(dān)的冷量
Gw 既是之前所求的新風(fēng)量，結(jié)合三個(gè)，取最大的。
hwx 室外新風(fēng)的焓值，由夏季空氣調(diào)節(jié)室外干球溫度與相對(duì)濕度 定，本設(shè)計(jì)北京的為81。
hnx 室內(nèi)夏季的溫度與相對(duì)濕度確定。
2 盤管負(fù)擔(dān)的冷量
Q0，F(xiàn)=GF*（hnx-hMX）
式中的Q0，F(xiàn)表示盤管負(fù)擔(dān)的冷量
GF 表示回風(fēng)量，即GF =G-Gw
G表示系統(tǒng)總的送風(fēng)量，之前已求出。
hMX 表示的是經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管處理后的空氣狀態(tài)，由下式確定：
Gw / GF =（hox- hMX）/（