杭州一家博物館的暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)

AbstractSTYLEREF"標(biāo)題1"摘要-37-第7章風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)系統(tǒng)是暖通設(shè)計(jì)內(nèi)容里的重點(diǎn)研究對(duì)象之一，其管路的設(shè)計(jì)水平?jīng)Q定了建筑各空間內(nèi)的送風(fēng)量和回風(fēng)量以及排風(fēng)量是否可滿足設(shè)計(jì)條件，另外，根據(jù)條件設(shè)合適的風(fēng)機(jī)來克服流動(dòng)摩擦阻力?？照{(diào)風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣影響直接決定了空調(diào)系統(tǒng)的性能好壞[21]。7.1空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算7.1.1風(fēng)管的選擇在風(fēng)管形式的選擇上由于博物館多是航海模型和放火展柜，為不影響室內(nèi)裝飾及參觀感受大部分又只能明裝且管路布置復(fù)雜，故將通風(fēng)管道設(shè)于棚頂，所以選擇用矩形風(fēng)管。寬高比最大為4最小為1。風(fēng)管材料選取時(shí)考慮其制作工藝和材料價(jià)格，獲取難易程度、使用廣泛程度使用條件和摩擦阻力系數(shù)等，綜合比較在本次設(shè)計(jì)中風(fēng)管系統(tǒng)中管材采用鍍鋅鋼板[22]7.1.2風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算水力計(jì)算有三種途徑，一是壓損平均法、二是靜壓復(fù)得法、三是假定流速法。本設(shè)計(jì)采用假定流速法。此方法是由技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)速，根據(jù)管內(nèi)風(fēng)量確定斷面尺寸和系統(tǒng)阻力，后可求得沿程阻力和局部阻力，累計(jì)得到總壓損，從而確定管路的尺寸并對(duì)空氣處理機(jī)組進(jìn)行選取和校核。本設(shè)計(jì)選用經(jīng)典手算方式計(jì)算典型房間，和天正設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩種方式進(jìn)行風(fēng)管水力計(jì)算。最不利環(huán)路阻力與末端風(fēng)口阻力之和為總阻力[23]。計(jì)算過程如下1）在平面內(nèi)布置風(fēng)管，標(biāo)出每段的風(fēng)量和長(zhǎng)度2）選擇最不利環(huán)路，將管路劃分，選取流速3）根據(jù)計(jì)算風(fēng)量和選取流速算風(fēng)管斷面尺寸a×b（或管徑D），并要其符合風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格。再用規(guī)格化的尺寸、風(fēng)量算管內(nèi)實(shí)際流速[24]。4）由實(shí)際流速v、風(fēng)量L、斷面當(dāng)量直徑D查《暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》得比摩阻Rm，由下式（7-1）求得沿程阻力。（7-1）式中：l—風(fēng)管長(zhǎng)度；5）求解各段局部阻力查管路內(nèi)各附件的局部阻力系數(shù)，由式（7-2）求解各段局部阻力（7-2）式中：△Pj—局部阻力，ζ—局部阻力系數(shù)ρ—密度，kg/m3；v—流速，m/s6）計(jì)算總阻力（7-3）7）校核風(fēng)管的平衡狀態(tài)對(duì)合流三通的兩股氣流在相遇并匯合會(huì)合的過程中的能量損失一般不同，支管和直管的局部壓力損失應(yīng)該分別計(jì)算，所以在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能地使兩者的流速詳盡。7.2風(fēng)系統(tǒng)水力計(jì)算本節(jié)列舉博物館內(nèi)部分房間的最不利環(huán)路水力計(jì)算結(jié)果，每個(gè)房間各個(gè)管段的完整計(jì)算結(jié)果詳見附錄。一層展區(qū)一的最不利阻力為193Pa，表7-1為最不利路水力計(jì)算。表7-1一層展區(qū)一風(fēng)管最不利環(huán)路水力計(jì)算編號(hào)G(m3/h)L(m)D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔPy(Pa)ΔPj(Pa)ΔP(Pa)131840.43.65125010007.081.4701.472315920.22.3410006307.021.4451.1352.572415920.21.0610006307.020.6535.6136.262515920.26.8610006307.024.2204.222612736.164.528008005.531.720.3222.022712736.164.098008005.531.5401.54289552.129.88006305.263.9210.7314.65296368.089.86305005.625.889.6215.5303184.049.85003205.538.8227.8836.71313184.041.395003205.531.2501.25321592.022.494002005.533.582.966.54一層展區(qū)二的最不利阻力為79Pa，表7-2為其最不利路徑水力計(jì)算表7-2一層展區(qū)二最不利路徑水力計(jì)算編號(hào)G(m3/h)L(m)D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔPy(Pa)ΔPj(Pa)ΔP(Pa)115640.325.510006306.93.2703.27241303.363.42502505.795.7769.8475.61一層展區(qū)三的最不利阻力為94Pa，表7-3為其最不利路徑水力計(jì)算。表7-3一層?xùn)|南最不利路徑風(fēng)管水力計(jì)算編號(hào)G(m3/h)L(m)D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔPy(Pa)ΔPj(Pa)ΔP(Pa)131324.326.57125010006.962.5702.571717619.934.3410008006.121.7412.0913.831815662.168.6410006306.915.1635.7140.861915662.164.0210006306.912.402.42011746.6211.898008005.13.8403.84217831.0810.768006304.322.9702.97223915.548.065004005.4460.896.9231957.776.95002504.354.8214.0718.89241957.772.125002504.351.4801.48三層展區(qū)三的最不利阻力為97Pa，表7-4為其最不利路徑水力計(jì)算表7-4一層?xùn)|南最不利路徑風(fēng)管水力計(jì)算編號(hào)G(m3/h)L(m)D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔPy(Pa)ΔPj(Pa)ΔP(Pa)124488.248.4216008005.312.0820.6722.75224488.241.9116008005.310.4700.47317491.66.8616006304.821.721.833.55410494.961.9312505004.660.6117.8218.43510494.966.2412505004.661.9601.9666996.6410.428005004.864.238.9313.1573498.3210.536303204.826.6222.6229.2483498.322.66303204.821.6301.6391749.163.025002004.863.142.886.02第8章水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第8章水系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1水管設(shè)計(jì)原理在水平面圖中，在設(shè)計(jì)好管路走向，定位設(shè)備位置，選好管材明確水量后，可進(jìn)行水管的水力計(jì)算；水力計(jì)算的作用是獲得每段的斷面尺寸（即管徑）和阻力，確保系統(tǒng)個(gè)管段具有的分配水量滿足要求。根據(jù)結(jié)果進(jìn)行冷熱源機(jī)房?jī)?nèi)的水泵的選型。計(jì)算方法同風(fēng)管的三種計(jì)算方法一樣，其中大多普遍使用的是假定流速法[24]。該博物館水管的水力計(jì)算過程為：1）利用公式由管道供回水溫和負(fù)荷計(jì)算求解流量；2）首先假定供回水管流速、通過計(jì)算求實(shí)際管徑尺寸；3）由上述的計(jì)算結(jié)果找出最不利管路并計(jì)算此段環(huán)路阻力；流量由下式計(jì)算（8-1）式中：G—水流量，m3/h；Δ—進(jìn)水、出水溫差；取5℃；Q—設(shè)計(jì)負(fù)荷值，kW；c—水的比熱，c=4.19kJ/kg；ρ—水的密度，1000kg/m3；水管的管徑可由下式計(jì)算d=4Gπv（式中：v—流速，m/s；沿程阻力可由下式計(jì)算Hf=L×Rm（8-3）式中：L—水管的長(zhǎng)度，m；Rm—單位長(zhǎng)度摩擦阻力，Pa/m；局部壓頭損失可由下式計(jì)算（8-3）式中：—局部阻力，Pa；ζ—附件局部阻力系數(shù)；8.2冷凍水及冷卻水管路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選擇用了兩種計(jì)算方式，對(duì)典型房間進(jìn)行手算和天正軟件計(jì)算全部管路并校核的兩種方式進(jìn)行水路水力計(jì)算，通過繪制水路布置圖，計(jì)算了各個(gè)管段確定出最不利環(huán)路，其水力計(jì)算結(jié)果如下表所示。表8-1最不利環(huán)路水力計(jì)算表序號(hào)QGDN內(nèi)徑LvRΔPyζ動(dòng)壓ΔPj總122238177100106601.2017310391172272211113234559329125131111.2213715081.57481122262935085987068640.66976208121621664244100171978080.51.60.941532451.544166190654457652615015661.11925511.561992814786123211528080.5231.1522752321666666589975085987068240.66972328121621625448124213248080.5511.16231117841.567710161280093966809912513181.417914302.59852463389210791136027200207431.126628222.563015764398119641657782002071051.3796100825936468214763總計(jì)3610620808396525812068571426866848該環(huán)路總阻力為66848Pa即約為66.85kPa，在該環(huán)路中的局部阻力詳細(xì)設(shè)置情況如下所示表8-2局部阻力設(shè)置表序號(hào)ζ詳細(xì)設(shè)置1190°普通彎頭121.5分流三通(1→2)1.53190°普通彎頭14、51.5分流三通(1→2)1.56190°普通彎頭17190°普通彎頭181.5分流三通(1→2)1.592.5分流三通(1→2)90°普通彎頭1.51102.5分流三通(1→2)90°普通彎頭1.51115突然擴(kuò)大90°普通彎頭90°普通彎頭90°普通彎頭90°普通彎頭11111回水管總阻力為66.86kPa，每層水平環(huán)路總阻力、立管管路、回水管、設(shè)備局阻的阻力總和為各層環(huán)路的最終總阻力根據(jù)結(jié)果計(jì)算不平衡率為x=(?P4-?P3)/?P4×100%=5%＜15%，不平衡率滿足條件。冷卻水管路最不利環(huán)路和該支路里的局部阻力詳細(xì)設(shè)置情況如表8-3、8-4所示：表8-3冷卻水最不利環(huán)路序號(hào)QGDN內(nèi)徑LvRΔPyζ動(dòng)壓ΔPj總122238177100106601.2017310391172272211113表8-4局部阻力設(shè)置表序號(hào)ζ詳細(xì)設(shè)置1190°普通彎頭1個(gè)8.3冷凝水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算在對(duì)空氣進(jìn)行降溫時(shí)當(dāng)空氣的露點(diǎn)溫度比換熱器的外表高的時(shí)候，水氣會(huì)在外表產(chǎn)生凝結(jié)水，風(fēng)盤和處理機(jī)組等在使用中時(shí)機(jī)器里形成的冷凝水全部都由冷凝水管排走，通常排至廁所，花壇等地。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)如下表表8-5冷凝水管設(shè)計(jì)考慮因素設(shè)計(jì)要求管材因金屬材質(zhì)時(shí)間久易被腐蝕，所以通常選擇UPVC、PVC管等坡度水平方向與支管連接的機(jī)組，坡度>1/100；同向順?biāo)飨蛏系母晒芷露?gt;0.02，嚴(yán)禁發(fā)生集水情況；收集裝置處于負(fù)壓段時(shí)，水盤出口要設(shè)與大氣相連的水封，防倒流；且高度相對(duì)于負(fù)壓區(qū)，要高出其負(fù)壓二分之一左右處理絕熱處理考慮，因冷凝水會(huì)出現(xiàn)在管外結(jié)露的可能；立管最上側(cè)裝透氣管，與外界相通；設(shè)計(jì)的管路有進(jìn)行清洗的可能，避免堵塞；若隨使用時(shí)間變長(zhǎng)生出藻類，則水處理方法（化學(xué)）清理管徑管徑確定，水平干管和立管直徑基本一致，通常，對(duì)應(yīng)1kW的負(fù)荷，每個(gè)小時(shí)生成0.4kg的量；區(qū)域里的潛熱負(fù)荷若大，則可會(huì)生成0.8kg。不同機(jī)組的冷負(fù)荷根據(jù)下表來選擇確定表8-6冷凝水管的管徑選擇表冷負(fù)荷公稱直徑冷負(fù)荷公稱直徑冷負(fù)荷公稱直徑（W）（mm）（kW）（mm）（kW）（mm）700020101-1764010561760025177-598501513-1246212517700-10000032599-105520＞12462150第9章保溫防腐及消聲減震第9章保溫與消聲9.1空調(diào)系統(tǒng)的保溫溫差可造成管道能量損失，為了避免水氣在管外表面凝結(jié)，同時(shí)維持進(jìn)入機(jī)組的水溫穩(wěn)定在某一數(shù)值，管道和所使用的設(shè)備附件應(yīng)添加保溫層。一般來說，水系統(tǒng)的供、回水管、其上的附件、風(fēng)機(jī)外的送、回風(fēng)管等需要進(jìn)行保溫，另外新風(fēng)管、制冷環(huán)路中的管路等外表若易結(jié)露，也需要設(shè)置[28]。對(duì)管道保溫亦是節(jié)能的措施之一，它可減少成本提高效率?？照{(diào)系統(tǒng)中為減少介質(zhì)在運(yùn)輸過程中不必要的能量損失，保證所運(yùn)輸?shù)拿劫|(zhì)能夠滿足用戶的要求系統(tǒng)中的管道和在管道上安裝的一些附件都要在表面設(shè)置保溫層。選擇的保溫材料要求耐熱性較高，不與金屬反應(yīng)，密度小，足夠的機(jī)械強(qiáng)度，吸水性能低，導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)偏低，設(shè)置安裝便捷且性價(jià)比高。在實(shí)際應(yīng)用中由于防火性能好且保溫能力強(qiáng)，玻璃棉、聚乙烯及發(fā)泡橡膠這三種產(chǎn)品受到設(shè)計(jì)者的青睞，被大量使用[29]。本設(shè)計(jì)中的保溫材料采用聚乙烯。9.2消聲在現(xiàn)代的建筑中通常情況下基本都設(shè)有空調(diào)等附屬的設(shè)備機(jī)器，因此在建筑的內(nèi)外都有可能受到噪聲的影響。通常來講室外的噪聲源都是經(jīng)過建筑物外部的維護(hù)結(jié)構(gòu)例如墻、窗等向室內(nèi)傳播噪聲。而建筑物內(nèi)安裝的空調(diào)、各種電器、給水排水設(shè)備和管道、通風(fēng)管道等則是室內(nèi)產(chǎn)生噪聲的主要原因，其中產(chǎn)生噪聲最大的是空調(diào)系統(tǒng)中的制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲的部位主要是風(fēng)管及風(fēng)管上的閥門、制冷機(jī)組、向室內(nèi)送風(fēng)的通風(fēng)機(jī)、冷卻水塔等設(shè)備。其中通風(fēng)機(jī)是產(chǎn)生噪聲的最主要的源頭。風(fēng)量輸送時(shí)，由于空氣與葉片接產(chǎn)生紊流，會(huì)造成噪音，其類型主要是寬頻率的氣流噪聲。噪音隔絕一般有三種方式，一是在對(duì)噪音的傳播的途徑進(jìn)行控制、二是選擇吸聲好的材料，三是通過某些方式消除噪音。在本設(shè)計(jì)中風(fēng)管內(nèi)氣流的噪聲和機(jī)組使用產(chǎn)生的噪聲是主要噪音源頭。隔絕聲音是降低其他房間所受到的噪聲影響的一種手段。房間的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括隔墻，房頂以及門窗的整體設(shè)計(jì)決定了這個(gè)房間隔音效果的高低。因此在設(shè)計(jì)空調(diào)房間中應(yīng)把因外管道穿墻或頂形成的孔周圍用塑性條件高的材料填充密封，防止氣流穿過縫隙產(chǎn)生噪音。參考文獻(xiàn)結(jié)論結(jié)論此次畢業(yè)設(shè)計(jì)從選擇課題到設(shè)計(jì)完成近四個(gè)月時(shí)間，研究設(shè)計(jì)博物館暖通系統(tǒng)的過程中，從最初的沒有思路到逐漸找到合適的方法，最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程有了更清晰的認(rèn)知，加深了對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，又從中學(xué)到實(shí)際空調(diào)設(shè)計(jì)問題的解決方法，受益匪淺。本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了杭州某航海博物館的負(fù)荷、