杭州一家博物館的暖通空調(diào)工程設計

AbstractSTYLEREF"標題1"摘要-37-第7章風系統(tǒng)設計風系統(tǒng)是暖通設計內(nèi)容里的重點研究對象之一，其管路的設計水平?jīng)Q定了建筑各空間內(nèi)的送風量和回風量以及排風量是否可滿足設計條件，另外，根據(jù)條件設合適的風機來克服流動摩擦阻力?？照{(diào)風管系統(tǒng)設計的優(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)送風系統(tǒng)設計計算7.1.1風管的選擇在風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雜，故將通風管道設于棚頂，所以選擇用矩形風管。寬高比最大為4最小為1。風管材料選取時考慮其制作工藝和材料價格，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，綜合比較在本次設計中風管系統(tǒng)中管材采用鍍鋅鋼板[22]7.1.2風系統(tǒng)設計計算水力計算有三種途徑，一是壓損平均法、二是靜壓復得法、三是假定流速法。本設計采用假定流速法。此方法是由技術(shù)經(jīng)濟要求選定風速，根據(jù)管內(nèi)風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，累計得到總壓損，從而確定管路的尺寸并對空氣處理機組進行選取和校核。本設計選用經(jīng)典手算方式計算典型房間，和天正設計計算和校核計算兩種方式進行風管水力計算。最不利環(huán)路阻力與末端風口阻力之和為總阻力[23]。計算過程如下1）在平面內(nèi)布置風管，標出每段的風量和長度2）選擇最不利環(huán)路，將管路劃分，選取流速3）根據(jù)計算風量和選取流速算風管斷面尺寸a×b（或管徑D），并要其符合風管統(tǒng)一規(guī)格。再用規(guī)格化的尺寸、風量算管內(nèi)實際流速[24]。4）由實際流速v、風量L、斷面當量直徑D查《暖通空調(diào)設計手冊》得比摩阻Rm，由下式（7-1）求得沿程阻力。（7-1）式中：l—風管長度；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）計算總阻力（7-3）7）校核風管的平衡狀態(tài)對合流三通的兩股氣流在相遇并匯合會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該分別計算，所以在設計時盡可能地使兩者的流速詳盡。7.2風系統(tǒng)水力計算本節(jié)列舉博物館內(nèi)部分房間的最不利環(huán)路水力計算結(jié)果，每個房間各個管段的完整計算結(jié)果詳見附錄。一層展區(qū)一的最不利阻力為193Pa，表7-1為最不利路水力計算。表7-1一層展區(qū)一風管最不利環(huán)路水力計算編號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算表7-2一層展區(qū)二最不利路徑水力計算編號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算。表7-3一層東南最不利路徑風管水力計算編號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算表7-4一層東南最不利路徑風管水力計算編號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)設計第8章水系統(tǒng)設計8.1水管設計原理在水平面圖中，在設計好管路走向，定位設備位置，選好管材明確水量后，可進行水管的水力計算；水力計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)個管段具有的分配水量滿足要求。根據(jù)結(jié)果進行冷熱源機房內(nèi)的水泵的選型。計算方法同風管的三種計算方法一樣，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算過程為：1）利用公式由管道供回水溫和負荷計算求解流量；2）首先假定供回水管流速、通過計算求實際管徑尺寸；3）由上述的計算結(jié)果找出最不利管路并計算此段環(huán)路阻力；流量由下式計算（8-1）式中：G—水流量，m3/h；Δ—進水、出水溫差；取5℃；Q—設計負荷值，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算d=4Gπv（式中：v—流速，m/s；沿程阻力可由下式計算Hf=L×Rm（8-3）式中：L—水管的長度，m；Rm—單位長度摩擦阻力，Pa/m；局部壓頭損失可由下式計算（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計本設計選擇用了兩種計算方式，對典型房間進行手算和天正軟件計算全部管路并校核的兩種方式進行水路水力計算，通過繪制水路布置圖，計算了各個管段確定出最不利環(huán)路，其水力計算結(jié)果如下表所示。表8-1最不利環(huán)路水力計算表序號QGDN內(nèi)徑LvRΔPyζ動壓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設置情況如下所示表8-2局部阻力設置表序號ζ詳細設置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設置情況如表8-3、8-4所示：表8-3冷卻水最不利環(huán)路序號QGDN內(nèi)徑LvRΔPyζ動壓ΔPj總122238177100106601.2017310391172272211113表8-4局部阻力設置表序號ζ詳細設置1190°普通彎頭1個8.3冷凝水系統(tǒng)設計計算在對空氣進行降溫時當空氣的露點溫度比換熱器的外表高的時候，水氣會在外表產(chǎn)生凝結(jié)水，風盤和處理機組等在使用中時機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)設計時注意事項如下表表8-5冷凝水管設計考慮因素設計要求管材因金屬材質(zhì)時間久易被腐蝕，所以通常選擇UPVC、PVC管等坡度水平方向與支管連接的機組，坡度>1/100；同向順水流向上的干管坡度>0.02，嚴禁發(fā)生集水情況；收集裝置處于負壓段時，水盤出口要設與大氣相連的水封，防倒流；且高度相對于負壓區(qū)，要高出其負壓二分之一左右處理絕熱處理考慮，因冷凝水會出現(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；設計的管路有進行清洗的可能，避免堵塞；若隨使用時間變長生出藻類，則水處理方法（化學）清理管徑管徑確定，水平干管和立管直徑基本一致，通常，對應1kW的負荷，每個小時生成0.4kg的量；區(qū)域里的潛熱負荷若大，則可會生成0.8kg。不同機組的冷負荷根據(jù)下表來選擇確定表8-6冷凝水管的管徑選擇表冷負荷公稱直徑冷負荷公稱直徑冷負荷公稱直徑（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)，同時維持進入機組的水溫穩(wěn)定在某一數(shù)值，管道和所使用的設備附件應添加保溫層。一般來說，水系統(tǒng)的供、回水管、其上的附件、風機外的送、回風管等需要進行保溫，另外新風管、制冷環(huán)路中的管路等外表若易結(jié)露，也需要設置[28]。對管道保溫亦是節(jié)能的措施之一，它可減少成本提高效率。空調(diào)系統(tǒng)中為減少介質(zhì)在運輸過程中不必要的能量損失，保證所運輸?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置保溫層。選擇的保溫材料要求耐熱性較高，不與金屬反應，密度小，足夠的機械強度，吸水性能低，導熱系數(shù)相對偏低，設置安裝便捷且性價比高。在實際應用中由于防火性能好且保溫能力強，玻璃棉、聚乙烯及發(fā)泡橡膠這三種產(chǎn)品受到設計者的青睞，被大量使用[29]。本設計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有空調(diào)等附屬的設備機器，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、給水排水設備和管道、通風管道等則是室內(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管及風管上的閥門、制冷機組、向室內(nèi)送風的通風機、冷卻水塔等設備。其中通風機是產(chǎn)生噪聲的最主要的源頭。風量輸送時，由于空氣與葉片接產(chǎn)生紊流，會造成噪音，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，一是在對噪音的傳播的途徑進行控制、二是選擇吸聲好的材料，三是通過某些方式消除噪音。在本設計中風管內(nèi)氣流的噪聲和機組使用產(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。房間的外圍護結(jié)構(gòu)包括隔墻，房頂以及門窗的整體設計決定了這個房間隔音效果的高低。因此在設計空調(diào)房間中應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。參考文獻結(jié)論結(jié)論此次畢業(yè)設計從選擇課題到設計完成近四個月時間，研究設計博物館暖通系統(tǒng)的過程中，從最初的沒有思路到逐漸找到合適的方法，最后對整個設計流程有了更清晰的認知，加深了對專業(yè)課的學習和應用，又從中學到實際空調(diào)設計問題的解決方法，受益匪淺。本次設計主要進行了杭州某航海博物館的負荷、