空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

目錄簡介2一。項(xiàng)目概述3二。帶有房間設(shè)計(jì)參數(shù)的建筑信息3三。熱濕負(fù)荷計(jì)算3§3.1散熱分析計(jì)算4§3.2房間熱源散熱和散熱6§3.3本章小結(jié)（與計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算結(jié)果對比）8四。送風(fēng)量和新風(fēng)量8§4.1空氣供應(yīng)的確定8§4.2新風(fēng)量的測定9五?？傮w方案設(shè)計(jì)說明10§5.1空氣處理工藝及空調(diào)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與確定105.1.1空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與確定105.1.2回風(fēng)系統(tǒng)的確定105.1.3一次回風(fēng)處理工藝11六?？諝馓幚碓O(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)11§6.1表面冷卻器的選擇12§6.2加熱器的選擇13§6.3單元的組成14七。送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)14§7.1送風(fēng)形式和風(fēng)道布置類型的確定14§7.2確定管道尺寸157.2.1管徑的測定15八。腔室氣流設(shè)計(jì)15§8.1管道阻力平衡的計(jì)算15§8.2風(fēng)管局部阻力和沿線阻力計(jì)算16§8.3水力計(jì)算統(tǒng)計(jì)16§8.4風(fēng)扇的選擇18§8.5風(fēng)口數(shù)量、風(fēng)口尺寸、風(fēng)管阻力平衡計(jì)算18§8.6回風(fēng)口風(fēng)量計(jì)算19九。其他設(shè)計(jì)和說明19十。結(jié)論19§10.1課程設(shè)計(jì)過程的經(jīng)驗(yàn)19§10.2課程設(shè)計(jì)總結(jié)20十一。參考20十二。附錄20介紹通過對教材《空調(diào)》（第四版）的學(xué)習(xí)，選擇北102教室進(jìn)行夏季空調(diào)工程設(shè)計(jì)，繪制了空調(diào)區(qū)域的建筑平面圖，每小時(shí)冷濕負(fù)荷對房間進(jìn)行人工計(jì)算，并與計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析計(jì)算確定送風(fēng)量和新風(fēng)量，設(shè)計(jì)確定空調(diào)系統(tǒng)方案，分析id圖，進(jìn)行送風(fēng)量根據(jù)各空調(diào)設(shè)備處理空氣的特點(diǎn)，了解空調(diào)設(shè)備的選型設(shè)計(jì)和說明，確定空調(diào)或風(fēng)機(jī)盤管、風(fēng)機(jī)等的尺寸、數(shù)量、配置，設(shè)計(jì)送風(fēng)系統(tǒng)，確定送風(fēng)類型，風(fēng)道布置類型，確定風(fēng)道尺寸，設(shè)計(jì)房間氣流組織：根據(jù)to對送風(fēng)量進(jìn)行空調(diào)設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)和計(jì)算。進(jìn)行氣流組織設(shè)計(jì)。根據(jù)送回風(fēng)量，確定送回風(fēng)口類型，布置空調(diào)風(fēng)管，進(jìn)行風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定管徑、阻力等，布置空調(diào)水。管道，進(jìn)行給水管道水力計(jì)算，確定管徑、阻力等，計(jì)算風(fēng)口數(shù)量、風(fēng)口尺寸，進(jìn)行風(fēng)管阻力平衡計(jì)算等，熟悉中央空調(diào)的設(shè)計(jì)、方法和步驟調(diào)理系統(tǒng)。通過整個(gè)課程設(shè)計(jì)，達(dá)到以下要求：1）．學(xué)習(xí)、理解和采用《暖通空調(diào)起草標(biāo)準(zhǔn)》；2）。學(xué)習(xí)、理解和采用暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)規(guī)范，如《民用建筑采暖通風(fēng)》和空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50736-2012）（原《采暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)書籍資料空調(diào)；3）。學(xué)習(xí)獨(dú)立完成一個(gè)空調(diào)項(xiàng)目的基本設(shè)計(jì)步驟，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容。項(xiàng)目概況本次課程設(shè)計(jì)選用的空調(diào)房是位于省市海珠區(qū)仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院北102教室。.圖1-1北102教室布置帶有房間設(shè)計(jì)參數(shù)的建筑信息1、南墻：結(jié)構(gòu)同附錄2-9[1]44號墻，即外墻涂料，中間磚墻，厚度б=240mm，傳熱系數(shù)K=1.95W/(m2*K)，衰減系數(shù)β=0.35，面積F=32.76m2；2、北墻：結(jié)構(gòu)同附錄2-9[1]44號墻，即外墻涂料，中間磚墻，厚度б=240mm，傳熱系數(shù)K=1.95W/(m2*K)，衰減系數(shù)β=0.35，面積F=36.74m2；3、無墻，地面為80mm鋼筋混凝土，上鋪水磨石預(yù)制塊，下刷面粉；4、樓層房間和東西墻都是空調(diào)空間，室溫一致；5、教室人員按座位數(shù)計(jì)為120人。6、室內(nèi)壓力略高于室外大氣壓；7.腔室設(shè)計(jì)溫度tN=26±1℃,ψN=55±5%，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01325Pa熱濕負(fù)荷計(jì)算空調(diào)房間的冷（熱）濕負(fù)荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)?？照{(diào)房間冷負(fù)荷的計(jì)算方法有兩種[1]，一種是諧波響應(yīng)法，另一種是冷負(fù)荷系數(shù)法?，F(xiàn)采用調(diào)和響應(yīng)法計(jì)算北102教室的冷負(fù)荷?！?.1散熱分析計(jì)算由附錄2-9[1]可知，3號墻體散熱衰減度vf=1.6，44號外墻散熱衰減度vf=2.0，樓板散熱衰減度為vf=1.5，查表2-8[1]可知，該房型為中型。圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的冷負(fù)荷項(xiàng)計(jì)算如下：(1)、南外墻冷負(fù)荷(W)由附錄2-9[1]可知，K=1.95W/(m2*K)，衰減系數(shù)β=0.35，衰減v=12.9，延遲時(shí)間ε=8.5h。由附錄2-10[1]得到南外墻在擾動τ-ε時(shí)刻的負(fù)荷溫差小時(shí)值△tτ-ε，南外墻由公式CLQ計(jì)算=KF△tτ-ε。的每小時(shí)冷負(fù)荷，計(jì)算結(jié)果如下表所示：南外墻冷負(fù)荷（W）計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00△tτ-ε6655544555667778?1.95F32.76CLQτ__383383320320320256256320320320383383447447447511(2)、北外墻冷負(fù)荷*(W)由附錄2-9[1]可知，K=1.95W/(m2*K)，衰減系數(shù)β=0.35，衰減v=12.9，延遲時(shí)間ε=8.5h。由附錄2-10[1]，得到擾動量τ-ε時(shí)刻北外墻荷載溫差的小時(shí)值△tτ-ε。由公式CLQ=KF△tτ-ε，可以計(jì)算出北外墻的溫度。每小時(shí)冷負(fù)荷，計(jì)算結(jié)果見下表：北外墻冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00△tτ-ε7666555666777889?1.95F36.74CLQτ__502430430430358358358430430430502502502573573645(3)、南外窗冷負(fù)荷<1>、瞬態(tài)傳熱形成冷負(fù)荷各計(jì)算時(shí)刻的負(fù)載溫差Δtτ由附錄2-12[1]得到，計(jì)算結(jié)果如下表所示：南外窗瞬態(tài)傳熱形成冷負(fù)荷（W）計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00△tτ-ε1.82.43.24.04.75.45.96.36.66.76.56.25.65.04.43.9?4.54F10.08CLQτ__82110147183215247270288302307297284256229201178<2>、來自太陽的熱量形成冷負(fù)荷由附錄2-13[1]可知，每次計(jì)算時(shí)的荷載強(qiáng)度Jjτ，窗面積31.44456m2，窗有效面積系數(shù)為0.85，位置修正系數(shù)為1，近似窗遮光系數(shù)Cn=0.5，遮光窗玻璃的系數(shù)Cs=1，房型為中?？捎晒紺LQj=xgxdCnCsFJjτ（其中窗口有效面積系數(shù)xg=0.85，位置校正系數(shù)xd日曬冷熱負(fù)荷（W）計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00Jjτ24425871818890878070533523191513F10.08CLQτ__10318024930434737738637334330022715099816456(4)北外窗冷負(fù)荷<1>、瞬態(tài)傳熱形成冷負(fù)荷各計(jì)算時(shí)刻的負(fù)載溫差Δtτ由附錄2-12[1]得到，計(jì)算結(jié)果如下表所示：北外窗瞬態(tài)傳熱形成冷負(fù)荷（W）計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00△tτ-ε1.82.43.24.04.75.45.96.36.66.76.56.25.65.04.43.9?4.54F6.1CLQτ__506789111130150164175183186180172155138122108<2>、來自太陽的熱量形成冷負(fù)荷由附錄2-13[1]可知，每次計(jì)算時(shí)的荷載強(qiáng)度Jjτ，窗面積9.9204m2，窗有效面積系數(shù)為0.85，位置修正系數(shù)為1，近似窗遮光系數(shù)Cn=0.5，遮光窗玻璃系數(shù)Cs=1。可由公式CLQj=xgxdCnCsFJjτ（其中窗口有效面積系數(shù)xg=0.85，位置校正系數(shù)xd日曬冷熱負(fù)荷（W）計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00Jjτ5764707786919390868584693426二十一17F6.1CLQτ__14816618120022323624123322322021817988675444§3.2房間熱源散熱與散熱北120教室，工作時(shí)間為早上7:00-19:00，房間內(nèi)有120人（屬于靜坐）。14:00-19:00連續(xù)使用5小時(shí)；房間內(nèi)有21盞白熾燈，功率40W/臺，開燈時(shí)間為早上7:00至12:00亮4小時(shí)，14:00連續(xù)使用5小時(shí)至19點(diǎn)：00.室溫26℃(1)、設(shè)備冷負(fù)荷到附錄2-14[1]，設(shè)備投入使用后的小時(shí)數(shù)τ-T，連續(xù)使用時(shí)間t（按最長連續(xù)使用時(shí)間計(jì)算），則負(fù)載系數(shù)為JEτ-T從可以得到CLQ=JEτ-T*N（N為設(shè)備的瓦數(shù)），設(shè)備的冷負(fù)荷如下（其中τ-T為開始工作后的小時(shí)數(shù)）：設(shè)備冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00噸0123456789101112131415τ-T,0123456789101112131415JEτ-T00.560.750.80.830.840.880.890.920.930.940.950.960.960.970.97?600CLQ0336450480498504528534552558564570576576582582(2)、照明冷負(fù)荷查看附錄2-15[1]，開燈后的小時(shí)數(shù)τ-T，持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間的持續(xù)使用時(shí)間t（按最長持續(xù)使用時(shí)間計(jì)算），然后查看附錄可知負(fù)載系數(shù)JEτ-T由CLQ=JEτ-T*N（N為照明瓦數(shù)）確定，則設(shè)備冷負(fù)荷如下（其中τ-T為數(shù)工作開始后的幾個(gè)小時(shí)）：照明冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00噸0123456789101112131415τ-T,0123456789101112131415JEτ-T00.500.690.750.790.830.860.880.900.910.920.930.940.950.950.96?40*21CLQ0420580630664697723739756764773781790798798806(3)、人體散熱從表2-18[1]可以看出，在室溫26℃時(shí)，成年人的散熱量為：顯熱Hs=63W/人，潛熱Hl=45w/人?？锤戒?-16[1]，我們可以從公式中看出：CLQ=N*Hs*JPτ-T+N*Hl（N為人數(shù)，JPτ-T為負(fù)載系數(shù)），人體的冷負(fù)荷如下（其中τ-T為工作開始后的小時(shí)數(shù)）：計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00噸0123456789101112131415τ-T,0123456789101112131415JPτ-T00.580.760.800.840.850.890.900.920.930.940.940.950.960.960.96高鐵63高45?120CLQ092561069211070114481159811902120531220412280124311250612582126571273312733(4)、水分的多少教室里沒有露天水槽、地表水等，所有的水分都是人體產(chǎn)生的。查閱表2-18[1]可知，在室溫26℃時(shí)，成年人的散熱量為68g/h，即0.0189g/s，所以散熱量為W=120*0.0189=2.268g/秒。(5)每小時(shí)冷負(fù)荷值匯總每個(gè)冷負(fù)荷的匯總(W)計(jì)算時(shí)間τ7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00南外墻荷載383383320320320256256320320320383383447447447511北外墻荷載502430430430358358358430430430502502502573573645南傳熱負(fù)荷82110147183215247270288302307297284256229201178南向日照負(fù)荷10318024930434737738637334330022715099816456北傳熱負(fù)荷506789111130150164175183186180172155138122108北方日照負(fù)荷14816618120022323624123322322021817988675444設(shè)備冷負(fù)荷0336450480498504528534552558564570576576582582照明冷負(fù)荷0420580630664697723739756764773781790798798806人體散熱092561069211070114481159811902120531220412280124311250612582126571273312733全部的1268113481313813728142031442314828151451531315365155771552715495155661557415663從計(jì)算中可以看出，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在17:00，其值為15577W。在各種冷負(fù)荷中，人體散熱的冷負(fù)荷是最大的?！?.3本章小結(jié)（與計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算結(jié)果對比）根據(jù)北102教室實(shí)測得到的建筑概況，進(jìn)行北102教室冷負(fù)荷的計(jì)算。從計(jì)算結(jié)果分析可以看出，在不考慮新風(fēng)量冷負(fù)荷的情況下，空調(diào)房的最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在17:00。其值為15577W，與電腦軟件計(jì)算的結(jié)果大致相同（參考附件1中的文件夾1），略有偏差。各個(gè)方位的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（主要是負(fù)荷溫差的小時(shí)值Δtτ-ε）偏離人體散熱和設(shè)備、照明的冷負(fù)荷，但負(fù)荷的較大值大致落在同一時(shí)期。其中，造成偏差的最大因素是人體散熱。由于算法不同，計(jì)算機(jī)軟件采用顯熱和顯冷系數(shù)，人工計(jì)算采用負(fù)荷系數(shù)。不同，這也影響了最終總冷負(fù)荷最大值下降的時(shí)間（計(jì)算機(jī)軟件總冷負(fù)荷最大值下降在13:00）。但盡管如此，兩次計(jì)算得出的總冷負(fù)荷最大值大致相同（電腦軟件計(jì)算的數(shù)值偏高）。計(jì)算不影響空調(diào)方案的選擇和空氣處理工藝，以保證設(shè)計(jì)和選擇的空氣處理設(shè)備能夠保持用戶要求的舒適度參數(shù)。送風(fēng)量和新風(fēng)量在上面已經(jīng)計(jì)算出的熱濕負(fù)荷的基礎(chǔ)上，下一步將采用不同的送風(fēng)和排風(fēng)條件來消除房間內(nèi)的余熱和濕氣，從而保持空氣所需的空氣參數(shù)?？照{(diào)房?！?.1送風(fēng)量的確定根據(jù)評價(jià)數(shù)據(jù)分析，北102教室最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在17:00，房間總余熱∑Q=15577W，總余濕∑W=2.268g/s，北102教室為全年保持空調(diào)狀態(tài)所需參數(shù)為：tN=26±1℃,ψN=55±5%，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01325Pa，則送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量計(jì)算如下圖4-1供氣狀態(tài)點(diǎn)的確定濕熱比ε=∑Q/∑W=15577/2.268=6868；確定hd圖（圖4-1）上的室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)N，并通過該點(diǎn)畫一條ε=7513的過程線。暖通空調(diào)法規(guī)規(guī)定了夏季送風(fēng)溫差的推薦值，這關(guān)系到恒溫的準(zhǔn)確性。參照表2-20[2]，取送風(fēng)溫差為△t0=8℃，則送風(fēng)溫度為t0=26-8=18℃。由此可知：h0=43.02kJ/kg，hN=56.08kJ/kg，d0=9.80g/kg，dN=11.7g/kg；風(fēng)量消除余熱：G=Q/(hN-h0)=15.577/(56.08-43.02)=1.19kg/s；消除殘留水分：G=W/(dN-d0)=2.268/(11.7-9.80)=1.19kg/s。按照消除余熱和余濕所需的相同通風(fēng)量，計(jì)算是正確的。即滿足維持北102教室空氣狀態(tài)參數(shù)要求的送風(fēng)量為1.19kg/s。此時(shí)送風(fēng)狀態(tài)參數(shù)為：to=18℃，ho=43.02kJ/kg，do=9.80g/kg?！?.2新風(fēng)量的測定一般規(guī)定空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)的百分比不應(yīng)低于送風(fēng)量的10%。確定新風(fēng)量的依據(jù)有以下三個(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)房的“正壓”要求。本節(jié)根據(jù)已知的通風(fēng)量，討論如何確定新風(fēng)量以維持北102教室空調(diào)房所需的空氣參數(shù)。下面討論新鮮空氣量的確定。換氣次數(shù)是空調(diào)工程中衡量送風(fēng)量的常用指標(biāo)。L/V（次/小時(shí)）。從實(shí)際情況可以看出（見圖1）：北102教室的容積為：V=14280*7350*3000=314.874m^3；通風(fēng)量（即送風(fēng)量G）為：L=1.19kg/s=(1.19/1.2)*3600=3570m^3/h（空氣密度參照空氣密度表，取1.2kg/m^3);北102教室的通風(fēng)頻率為：n=L/V=3570/314.874=11（次/h）。參考表2-20[2]，表中根據(jù)送風(fēng)溫差計(jì)算的換氣次數(shù)值大于表中n值（n=5），滿足要求。對于北102教室，如果新風(fēng)量按換氣量的30%計(jì)算，則新風(fēng)量GW=3570*0.3=1071m^3/h；如果按照國標(biāo)規(guī)定的最小新風(fēng)量計(jì)算，則新風(fēng)量為GW=30*120=3600m^3/h（大于換氣量，不實(shí)用），但對于北102教室人口密集的空調(diào)房，每個(gè)人占用的空間較少（不到10m^3）。以7~15m^3/(h*人)計(jì)算，新風(fēng)量可能占總風(fēng)量的30%~40%，對制冷量影響很大。為保證呼吸所需新鮮空氣的供應(yīng)，夏季稀釋人體汗液等其他異味，去除多余水分，稀釋室內(nèi)污染物，調(diào)節(jié)室溫，避免新風(fēng)量不足等。.，它可以滿足人們在房間內(nèi)舒適移動的要求。，考慮換氣次數(shù)和最小新風(fēng)量（我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18883-2002規(guī)定新風(fēng)量不應(yīng)低于30m3/h。人。[4]），當(dāng)前新風(fēng)量為30%的通風(fēng)量作為選擇依據(jù)，新風(fēng)量取為1071m^3/h。整體方案設(shè)計(jì)說明§5.1空氣處理工藝和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與確定為滿足空調(diào)房間送風(fēng)溫度和濕度的要求，空調(diào)系統(tǒng)中必須有相應(yīng)的熱濕處理設(shè)備，以便對空氣進(jìn)行各種熱濕處理，以達(dá)到所需的供氣狀態(tài)。5.1.1空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與確定（一）半集中式空調(diào)系統(tǒng)與集中式空調(diào)系統(tǒng)的比較與選型半集中式空調(diào)系統(tǒng)的部分只是經(jīng)過濕熱處理后的新風(fēng)（室外空氣），風(fēng)道小，處理的風(fēng)量少，而房間散落著終端設(shè)備直接與水和制冷劑進(jìn)行熱交換，雖然能耗小，占地面積小，但管理維護(hù)不便。集中空調(diào)系統(tǒng)自動化控制方便，風(fēng)量大，運(yùn)行可靠，易于管理和維護(hù)，但機(jī)房占地面積大，耗能大。根據(jù)北102教室的建筑概況（鄰面和樓上都是教室，要求的舒適度參數(shù)相同）和用戶要求的舒適度參數(shù)，考慮到經(jīng)濟(jì)性，可以考慮各種空氣處理設(shè)備和風(fēng)機(jī)集中設(shè)置在專門的機(jī)房內(nèi)，對空氣進(jìn)行集中處理，然后送風(fēng)系統(tǒng)將處理后的空氣送入散流器，將它們各自均勻分配到空調(diào)機(jī)房，所以以使空氣均勻分布。北102的教室達(dá)到了所要求的舒適度要求。也就是說，北102教室最方便、最經(jīng)濟(jì)的空調(diào)系統(tǒng)方案是：集中式空調(diào)系統(tǒng)（混合系統(tǒng)，即處理后的氣源一部分是新風(fēng)，一部分是回風(fēng)房間，風(fēng)道風(fēng)速低，一般不超過8m^3/s[4])。5.1.2回風(fēng)系統(tǒng)的確定現(xiàn)在比較一下二次回風(fēng)和一次回風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)北102教室建筑概況等綜合因素，現(xiàn)采用一次回風(fēng)系統(tǒng)對空氣進(jìn)行處理，以滿足用戶的舒適度要求。原因如下。：一次回風(fēng)系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：1、便于對空氣進(jìn)行集中統(tǒng)一處理（除塵、加濕、加熱、冷卻等），便于北102教室安裝維護(hù)；2.降低了制冷或制熱設(shè)備的運(yùn)行能耗，如春秋涼爽天氣，當(dāng)室外溫度低于室溫時(shí)，無需打開冰箱，回風(fēng)能抽出新鮮空氣，也能滿足北102教室的舒適要求。缺點(diǎn)：1、初始設(shè)備投入成本增加（風(fēng)機(jī)管道等）；2、占用空間大。二次回風(fēng)系統(tǒng)（用回風(fēng)代替再熱器加熱空氣）；優(yōu)點(diǎn)：雖然理論上節(jié)能，但實(shí)際效果不是很好。在實(shí)際應(yīng)用過程中，北102教室空氣的濕度要求并沒有那么高，節(jié)能效果和增加的設(shè)備成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本等都比較低。具有成本效益。缺點(diǎn)：1、工藝復(fù)雜，不易控制；2、首次開機(jī)時(shí)房間降溫速度慢；3、送風(fēng)柔和，不如常規(guī)風(fēng)速強(qiáng)；故障。根據(jù)北102教室的地理位置和建筑情況，二次回風(fēng)系統(tǒng)比較不方便，也不經(jīng)濟(jì)。5.1.3一次回風(fēng)處理工藝一次回風(fēng)處理流程如圖5-1所示。圖5-1一次回風(fēng)處理流程id圖從第2章第一節(jié)可以看出，在圖4-1的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行空氣處理。參數(shù)點(diǎn)如下：1）北102教室的總余熱為∑Q=15577W，總余濕為∑W=2.268g/s，所以濕熱比ε=6868；2)房間要求參數(shù)N為：tN=26±1℃,ψN=55±ψ=90%可以得到L點(diǎn)：dL=9.802g/kg；4）供氣狀態(tài)點(diǎn)0為：t0=18℃，h0=43.02kJ/kg，d0=9.80g/kg；5）室外參數(shù)W點(diǎn)：見附錄2-1[1]，tW=34.2℃，tWW=27.8℃，GW=0.357kg/s；6）在高清圖上，空氣混合比例關(guān)系為：NC/NW=GW/G，即新風(fēng)百分比為GW/G=30%，則NC=0.3NW，點(diǎn)的位置C可以測定：hC=66.14KJ/kg；7）系統(tǒng)所需的制冷量（制冷量）：Q0=G(hC-hL)=1.19(66.14-39.28)=31.96KW；8）制冷量分析：機(jī)房冷負(fù)荷：Q1=G(hN-h0)=1.19(56.08-43.02)=15.54KW；新風(fēng)冷負(fù)荷：Q2=GW(hW-hN)=0.357(89.61-56.08)=11.97KW；(負(fù)載)：Q3=G(h0-hL)=1.19(43.02-39.28)=4.45KW；系統(tǒng)所需制冷量：Q0=G(hN-h0)+G(hW-hN)+G(h0-hL)=15.54+11.97+4.45=31.96KW，以上7)計(jì)算一致，描述正確。空氣處理設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)為獲得0點(diǎn)，可將室內(nèi)與室外混合狀態(tài)C的空氣經(jīng)噴水室（或空冷器）冷卻除濕至L點(diǎn)（L點(diǎn)稱為機(jī)露點(diǎn)），一般位于ψ=90-95%的線上）從L加熱到0點(diǎn)鐘，然后送入房間。吸收房間的余熱和濕氣后，成為房間狀態(tài)N。房間排風(fēng)一部分直接排到室外，另一部分返回空調(diào)房與新風(fēng)混合。整個(gè)流程如圖4所示：圖6-1空氣處理的簡化流程第1章和第2章計(jì)算的冷負(fù)荷、送風(fēng)量、新風(fēng)量等參數(shù)與第3章的空氣處理過程一致（見圖4-1和圖5-1）。接下來，將進(jìn)行表面冷卻器（冷卻和除濕）和加熱器（加熱）的設(shè)計(jì)計(jì)算?！?.1表面冷卻器的選擇從上一章可以看出，待處理空氣量為4248kg/h（1.19kg/s），當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01325Pa，空氣初始參數(shù)，即C點(diǎn)參數(shù)分別為：tC=28.5℃，hC=66.14kJ/kg，tCW=22.3℃；空氣的最終參數(shù)，即L點(diǎn)的參數(shù)為：tL=14.4°C，hL=39.28kJ/kg，tLW=13.9°C，ψL=95%。北102教室選用JW型表冷器，確定水溫、水量。JW型表冷器技術(shù)數(shù)據(jù)見附錄3-5[1]。圖6-2表面冷卻器-id圖確定表冷器的排數(shù)：如圖6-2所示，根據(jù)一般換熱效率E'=1-(tL-tLW)/(tC-tCW)，可得：E'=1-(14.4-13.9)/(28.5-22.3)=0.919,根據(jù)附錄3-4[1]可知，JW型6排表冷器在常用的V-Y機(jī)殼中可以滿足E'=0.919的要求，因此決定選用6排；確定表面冷卻器的型號：假設(shè)VY'=2.0m/s，根據(jù)FY'=G/VY'ρ，可得：FY'=1.19/(2.0*1.2)=0.50m^2，據(jù)此查閱附錄3-5[1]，可選擇JW10-4型表冷器，其FY=0.944m^2，故其實(shí)際VY為：VY=G/FYρ=1.19/(0.944*1.2)=1.05m/s。查看附錄3-4[1]，當(dāng)VY=1.05m/s時(shí)，6排JW表冷器的實(shí)際E'=0.958與要求的E'=0.919相差不大。由附錄3-5[1]可知，選用的表冷器每排的傳熱面積為Fd=12.15m^2，水道截面積為fW=0.00407m^2；水分分析系數(shù)由ξ=(hC-hL)/CP(tC-tL)：ξ=(66.14-39.28)/(28.5-14.4)=1.90；傳熱系數(shù)假設(shè)水流速度v=1.2m/s，根據(jù)附錄3-3[1]中的公式，我們可以得到：Ks=[1/(35.5VY0.58ξ1.0+1/353.6v0.8)]-1=[1/(35.5*(1.05)0.58*1.901.0+1/353.6*(1.2)0.8)]-1=60.98W/(m^2*℃);冷水量從W=fWv*10^3:W=0.00407*1.2*10^3=4.884kg/s；例如，可通過表面冷卻器實(shí)現(xiàn)從β=KsF/ξGCP:β=60.98*12.15*6/1.90*1.19*1.01*10^3=1.95；從γ=ξGCP/WC:γ=(1.90*1.19*1.01*10^3)/(4.884*4.19*10^3)=0.11；由例如={1-exp[-β(1-γ)]}/{1-γexp[-β(1-γ)]}=[1-e-1.95(1-0.11)]/[1-0.11e-1.95(1-0.11)]=0.878初始水溫由t1=tC-(tC-tL)/Eg=28.5-(28.5-14.4)/0.878=12.44℃冷卻能力和水最終溫度由Q=G(hC-hL)=1.19(66.14-39.28)=31.96KW，t2=t1+G(h1-h2)/WC=12.44+1.19(66.14-39.28)/4.884*4.19=14°C?！?.2加熱器的選擇由上一章可知（見圖5-1），假設(shè)熱介質(zhì)為是0.3Mpa的蒸汽?，F(xiàn)在計(jì)算選擇合適的SRZ空氣（蒸汽）加熱器：主加熱器型號假設(shè)(vρ)'=8kg/(m^2*2)，則所需的加熱器有效截面積為：f'=G/(vρ)'=1.19/8=0.15m^2；根據(jù)計(jì)算出的f'值，查看空氣加熱器的技術(shù)數(shù)據(jù)（附錄3-7[1]），選擇有效截面積為0.154m^2、受熱面積為10.13m^的SRZ5X5D加熱器2.根據(jù)實(shí)際有效截面積，實(shí)際可計(jì)算為：vρ=G/f=1.19/0.154=7.7kg/(m^2*s)加熱器傳熱系數(shù)[1]中的SRZ-5D加熱器傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式為：K=13.6(vρ)0.49(W/(m^2*℃))即K=13.6(7.7)0.49=36.98W/(m^2*℃供暖面積及臺數(shù)需要加熱：Q=GCP(tL-t0)=1.19*1.01*(18-14.4)=4.33KW所需加熱面積為：F=Q/(K△tP)=4330/36.98[(143-(18+14.4)/2]=0.92m^2（其中ΔtP=tq-(tC+tL)/2(°C)）檢查安全系數(shù)面積余量，即安全系數(shù)為：10.13>>0.92，說明選用的加熱器是合適的?；谝陨显O(shè)計(jì)，可以選擇8個(gè)長江方型散流器，型號為FK-FS-3030，配備人字形閘門來調(diào)節(jié)風(fēng)量，從而獲得更理想的氣流分布。下表顯示了該類型擴(kuò)散器的規(guī)格和性能參數(shù)：規(guī)格尺寸（mm）頸部風(fēng)速(m/s)靜壓損失kpa總壓力損失kpa風(fēng)量(m^3/h)范圍（米）300*30027.39.76501.86§6.3單元的組成空調(diào)機(jī)組將有不同的空氣處理過程段，包括加熱、冷卻、加濕、除濕、凈化和降噪。制熱段和制冷段一般由冷熱源系統(tǒng)的空調(diào)熱水和冷凍水提供，提供空調(diào)負(fù)荷。初效和中效是凈化段。風(fēng)扇部分是使風(fēng)運(yùn)動的動力，包括送風(fēng)部分、回風(fēng)部分和排風(fēng)部分。綜上所述，北102選用的空調(diào)機(jī)組包括：新回風(fēng)混合段+中間中斷+初效過濾段+表冷段+風(fēng)機(jī)段+加熱段+中效過濾段+送風(fēng)段+消聲段。根據(jù)上述空氣處理設(shè)備的計(jì)算和設(shè)計(jì)，可選用格力公司的格力商用數(shù)顯多聯(lián)式中央空調(diào)機(jī)組型號GMVR-R63P/Na3，總制冷量18900kw（3*6300w)，滿足北102教室(15577w)所需的舒適度的冷卻需求。此類單元的詳細(xì)信息，請參見下表：牌格力模型GMVR-R63P/Na控制方法鍵控/遙控節(jié)能班1級空調(diào)技術(shù)變頻冷暖型涼爽和溫暖應(yīng)用領(lǐng)域31-40平方米電壓220V電源頻率50赫茲房間單元噪音23-35分貝冷卻能力6.3W沉默的是的方面990*880*1772mm顏色白色的空調(diào)類型中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)§7.1送風(fēng)形式和風(fēng)道布置的確定（一）送風(fēng)形式比較：<1>、上下回風(fēng)：傳統(tǒng)的基本方式是空氣從空間上部送入、下部排出的“上送下回”送風(fēng)形式。上下送風(fēng)的布風(fēng)形式不直接進(jìn)入工作區(qū)，與空氣混合距離較遠(yuǎn)，可形成較均勻的溫度場和速度場，適用于高溫、濕度和清潔度要求。對象，更經(jīng)濟(jì)。<2>、上進(jìn)上回：空氣從空間上部進(jìn)料，從上部另一端排出。其特點(diǎn)是送、排（回）風(fēng)道可集中在空間上部，耗能大，成本高。<3>、上下回風(fēng)：其特點(diǎn)是減小送風(fēng)溫差，控制工作區(qū)風(fēng)速，但排風(fēng)溫度高于工作區(qū)溫度，所以具有一定的節(jié)能效果，有利于改善工作面積?？諝赓|(zhì)量。向下送風(fēng)的出風(fēng)口安裝方式不同，安裝難度較大。還需要在風(fēng)道上做直角，材質(zhì)增加，風(fēng)阻會增加。風(fēng)機(jī)的選擇比側(cè)送風(fēng)要大，所以成本會高一些。高。<4>中送風(fēng)：在一些高大的空間，如果實(shí)際工作區(qū)域在下部，則不必將整個(gè)空間作為控制和調(diào)整的對象，使用中送風(fēng)可以節(jié)省能源消耗。但這種氣流分布會造成空間內(nèi)垂直溫度分布不均，出現(xiàn)溫度“分層”現(xiàn)象。<5>。側(cè)送風(fēng)：送出的空氣不直接吹向人。它是平的，然后自然落下。<6>、平送風(fēng)：行蹤自然，人體舒適度更好。綜合以上對比，根據(jù)北102教室空調(diào)房的具體情況，為滿足用戶對空氣舒適度的要求，綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性、便利性等因素，目前選擇的送風(fēng)形式對北102教室來說是：上下回程，平送，送風(fēng)更均勻，不會產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷感，人體感覺更好，能更快達(dá)到要求的舒適度。(2)、風(fēng)管的布置風(fēng)道布置（詳細(xì)布置見附件1-“空調(diào)-北102教室”CAD圖紙）如圖7-1所示。圖7-1風(fēng)道布置圖§7.2管道尺寸的確定對于集中式空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)管道比較大?？紤]到北102教室的建設(shè)條件和經(jīng)濟(jì)性，風(fēng)道布置如圖7-1所示。假設(shè)主管送風(fēng)速度為6m/s（僅滿足<8m/s），下面進(jìn)行管徑的選擇計(jì)算。7.2.1管徑的確定從前面幾章可以看出，送風(fēng)流量為：G=1.19kg/s，送風(fēng)速度：v=6m/s，主管截面積A=(G/ρ)/v=(1.19/1.2)/6=0.17m2，根據(jù)矩形風(fēng)管規(guī)格表可以看出，標(biāo)準(zhǔn)直徑為630*320的風(fēng)管面積[5]比較接近0.17米2。因此選擇管徑為630*320的矩形風(fēng)管，實(shí)際風(fēng)速校核為u=(G/ρ)/A=(1.19/1.2)/(0.17)=5.8m/s<8m/s，滿足所有要求。可以使用指定的周長。同理可以得到其他風(fēng)管的管徑，如表8-1——管徑阻力計(jì)算。腔室氣流設(shè)計(jì)有兩種方法可以確定沿管道的壓力損失。一、根據(jù)《實(shí)用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）提供的公式計(jì)算；二、查表計(jì)算：摩擦阻力△pm（Pa/m），并編成表格供參考?！?.1管道阻力平衡計(jì)算對于矩形風(fēng)管沿線阻力的計(jì)算，可采用《實(shí)用采暖空調(diào)設(shè)計(jì)手冊第二版》[5]中的公式計(jì)算：1、沿風(fēng)道的摩擦損失Pm(Pa)計(jì)算如下：Pm=pml(1)式中pm——沿單位管長的摩擦阻力，Pa/m；l——風(fēng)道長度，m。沿單位管長的阻力pm按下式計(jì)算：pm=λv2ρ/(2de)(2)式中λ為摩擦阻力系數(shù)；ρ——空氣密度，kg/m3；de——風(fēng)管等效直徑，m；對于圓形管道：de=d對于非圓形管道：de=4F/P對于扁管：F=πA2/4+A(BA)P=πA+2(BA)F——風(fēng)管凈截面積，m2；P——風(fēng)道截面濕周長，m；a——矩形風(fēng)管的一側(cè)，m；b——矩形風(fēng)管的另一側(cè)，m；A——扁形風(fēng)管的短軸，m；B——扁形風(fēng)管的長軸，m；3、摩擦阻力系數(shù)λ由下式計(jì)算：1/λ=-2log[K/3.71de+2.51/(Reλ^0.5)](3)式中K為風(fēng)管壁的絕對粗糙度，m；Re——雷諾數(shù)；Re=Vde/νν——運(yùn)動粘度，m2/s?？諝獾倪\(yùn)動粘度為14.8*10-6m2/s下面以風(fēng)管1為例，計(jì)算沿路阻力：表11.2-1【5】風(fēng)管壁的絕對粗糙度，可以看出選用的風(fēng)管（630*320）具有一般粗糙度等級，其絕對粗糙度K=0.15mm；所以：等效直徑：de=2ab/(a+b)=2*0.63*0.32/(0.63+0.32)=0.424m雷諾數(shù)：Re=ude/ν=5.8*0.424/(14.8*10-6)=166162由式（3）可知：λ=0.012沿單位管長的摩擦阻力pm：pm=λv2ρ/(2de)=0.012*5.82*1.2/(2*0.424)=0.55Pa/m沿風(fēng)道的摩擦損失Pm：Pm=pml=0.55*3=1.65Pa計(jì)算結(jié)果與《實(shí)用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊第2版》中沿鋼板矩形單位長度的壓力損失計(jì)算表中的值相等。同理，其他斷口沿單位長度的壓力損失也可從表中查到。并以統(tǒng)一的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便查詢?！?.2風(fēng)管局部阻力及沿線阻力計(jì)算同理，局部阻力和風(fēng)道沿線阻力也可參照《實(shí)用采暖空調(diào)設(shè)計(jì)手冊第二版》中提供的公式計(jì)算查詢?！?.3水力計(jì)算統(tǒng)計(jì)與以上兩節(jié)的方法相比，現(xiàn)在使用宏業(yè)暖通CAD軟件進(jìn)行計(jì)算，更準(zhǔn)確、更快捷。該軟件有以下三種計(jì)算水的方法：假定流量法、靜壓恢復(fù)法和阻力平衡法。假設(shè)流速法以風(fēng)管的空氣流量為控制指標(biāo)，計(jì)算風(fēng)管的截面尺寸和壓力損失，然后根據(jù)各回路之間的壓力損失差進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到平衡.計(jì)算公式如下：a)摩擦阻力系數(shù)的計(jì)算公式采用Kelebroek-White公式。b)管段損失=沿線損失+局部損失：Pg=ΣPl+ΣPd。c),Pdn=Pd1+Σ(Pm×L+Pz)?，F(xiàn)在選擇假定流量法對送風(fēng)管和回風(fēng)管進(jìn)行水力計(jì)算，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表所示。表8-3.1供氣管水力計(jì)算編號風(fēng)量(m^3/h)風(fēng)速（米/秒）Rm(Pa/m)寬度(mm)高度(mm)長度（米）ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)03600.006.251.12500.00320.004.410.000.004.944.9413600.006.251.12500.00320.004.480.286.595.0211.6023600.006.251.12500.00320.000.950.286.591.077.6632700.006.001.26500.00250.002.860.000.013.593.6041800.006.251.79400.00200.002.860.000.005.105.105900.006.252.55200.00200.002.860.000.007.287.286450.003.911.23200.00160.001.150.847.661.419.077450.003.911.23200.00160.001.300.847.661.609.268450.004.171.55250.00120.001.150.868.911.7810.699450.004.171.55250.00120.001.300.868.912.0310.9410450.004.171.55250.00120.001.150.879.051.7810.8311450.004.171.55250.00120.001.300.879.052.0311.0812450.004.171.55250.00120.001.150.868.911.7810.6913450.004.171.55250.00120.001.300.868.912.0310.94計(jì)算總結(jié)：最不利的阻力損失為49.45Pa。表8-3.2回風(fēng)管水力計(jì)算（1）編號風(fēng)量(m^3/h)風(fēng)速（米/秒）Rm(Pa/m)寬度(mm)高度(mm)長度（米）ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)01300.005.781.67250.00250.005.150.000.008.598.5911300.005.781.67250.00250.008.230.326.3313.7420.0721300.005.781.67250.00250.004.820.326.338.0514.373650.003.610.81250.00200.004.290.050.393.453.844650.003.610.81250.00200.000.880.372.900.713.615650.003.610.81250.00200.000.880.846.550.717.26計(jì)算總結(jié)：最不利的阻力損失為50.48Pa。表8-3.3回風(fēng)管水力計(jì)算（2）編號風(fēng)量(m^3/h)風(fēng)速（米/秒）Rm(Pa/m)寬度(mm)高度(mm)長度（米）ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)0650.003.610.81250.00200.000.390.000.000.310.311650.003.610.81250.00200.007.470.372.906.018.912650.003.610.81250.00200.000.390.372.900.313.21計(jì)算總結(jié)：最不利的阻力損失為12.44Pa?！?.4風(fēng)機(jī)的選擇參考風(fēng)道阻力計(jì)算（表8-3.1、表8-3.2、表8-3.3），選擇風(fēng)機(jī)，并考慮北102教室的用途、周圍環(huán)境等綜合因素，和用戶要求。目前，北102教室選用安全系數(shù)為0.1（低噪音）的離心風(fēng)機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是：風(fēng)壓大、風(fēng)量足、噪音比其他類型的風(fēng)扇小。現(xiàn)在根據(jù)計(jì)算和經(jīng)濟(jì)，北102教室空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)型號為：機(jī)號4A，轉(zhuǎn)速2900rad/min，電機(jī)5.5-2-6KW-P，流量為4012m3/h，滿壓為2014-1320Pa?！?.5風(fēng)口數(shù)量、風(fēng)口尺寸、風(fēng)管阻力平衡的計(jì)算(1)風(fēng)口數(shù)量和風(fēng)口尺寸的確定根據(jù)北102教室的布局和建筑概況（見圖1-1）和用戶要求的舒適度參數(shù)，室溫為26℃，北102教室布置8個(gè)散流器，如圖所示如圖7-1所示，現(xiàn)在計(jì)算確定與氣流分布計(jì)算相關(guān)的相關(guān)參數(shù)：每個(gè)擴(kuò)散器的面積為Fn=14.28*7.35/8=13.12m2，水平范圍分別為1.8m和1.9m，平均值為l=1.85m，垂直范圍X'=2.7-2.0=0.7米。從前面章節(jié)可以看出，送風(fēng)溫差Δt0=8°C，總風(fēng)量為：L=1.19kg/s=(1.19/1.2)*3600=3570m^3/h,換氣次數(shù)為：n=L/V=3570/314.874=11（次/h），每個(gè)散流器的送風(fēng)量為：L0=3570/8=446.25m3/h。0選擇為3.0m/s，則：F0=446.25/(3.0*3600)=0.04m2其實(shí)擴(kuò)散器的型號尺寸是300mm*300mm，則出風(fēng)口實(shí)際流速：v0=446.25/(3600*0.3*0.3)=1.38m/s。檢查uX：根據(jù)公式：uX=uo(20.5m1K1K2K3F00.5)/(X'+l)其中20.5m1=1.41（見表5-2第10項(xiàng)[1]）；K1——根據(jù)0.1l/F00.5=(0.1*1.85)/0.040.5=0.925，檢查圖5-13[1]，根據(jù)l/X'=1.85/0.7=2.64，檢查曲線11之間12價(jià)值K1=0.39；K2,K3—都取1。代入已知值得到：uX=1.38*(1.41*0.39*0.040.5)/(0.7+1.85)=0.06m/s檢查Δtx：△tx=△t0(20.5n1K1F00.5)/(X'+l)=8*(20.5*0.88*0.39*0.040.5)/(0.7+1.85)=0.3°C計(jì)算和檢驗(yàn)結(jié)果表明，Δtx和uX均符合要求。檢查噴嘴附件長度XL：XL=0.4zexpkZ=5.45*20.5m1uo[F0/(20.5n1t.)2]0.25=5.45*1.41*1.38[0.