防排烟及防腐等文字叙述整理.docx
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防排烟及防腐等文字叙述整理
第8章水力计算63
8.1空调风系统风管的选择63
8.2各空调风系统的布置64
8.3各空调风系统的水力计算64
8.3.1一层商场空调风系统的水计算64
8.3.2二到五层新风系统水力计算75
8•4水管的水力计算75
8.4.1空调冷冻水系统的确定75
8.4.2空调冷冻水系统的划分77
8.4.3空调冷冻水系统的管路设计78
8.4.3.1空调冷冻水水系统的布置79
8.4.3.2空调冷冻水系统的设计流量79
8.4.3.3空调冷冻水系统的水力计算79
8.4.3.4冷冻水立管的水力计算83
8.4.5冷却水管的设计86
8.4.6冷凝水管的设计88
第9章冷冻机房的设备选择90
9.1冷水机组的选择90
9.2水泵的选择90
9.2.1冷冻水泵的选择91
9.2.2冷却水泵的选择92
9.2.3冷却水循环系统补水93
9.3冷却塔的选择93
9.3.1冷却塔的形式93
9.3.2冷却塔的确定94
9.3.2.1冷却塔的相关计算94
9.3.2.2冷却塔的选型95
9.4膨胀水箱的选择96
9.5分水器和集水器的选择96
9.6冷却水箱的选择97
第10章空调系统的消声和减振98
10.1空调系统的消声98
10.2空调系统的减振99
第11章空调系统的保温和防腐101
11.1空调管道保温:
101
11.1.1需要保温的情况101
11.1.2保温材料的选择101
11.1.3保温层厚度的选定102
11.2管道的防腐102
第12章防火排烟设计103
12.1空调系统的防火设计103
12.1.1防火阀的设置103
12.1.2设备及材料的选取103
12.2空调系统的排烟设计104
12.2.1烟气控制原则104
12.2.2防排烟方式的选择104
结论106
参考文献107
致谢108
第8章
水力计算
8.4.5冷却水管的设计
1.冷却水循环系统形式
本工程冷却水系统采用单级泵-供回水管的冷却水循环系统,见图8-6。
图8-6单级泵-共供回水管的冷却水循环系统示意图
2.冷却水系统的布置
根据冷却水循环系统中制冷机组、冷却塔和冷水水泵的布置位置以及系统形式,遵照管路尽量短直的原则布置系统管路。
3.画出冷却水系统循环计算图
根据冷却水系统的布置,画出系统的轴侧图(简图),见图8-7。
4.确定最不利环路
本系统可能的最不利环路为1-2-3-水泵-4-5-6-冷却塔-7-8-9-制冷机组。
5.确定各管段的管径
根据表8.21选择管段内经济流速,按式(8-2)可确定各管段的管径,再按选定的管径查水管摩擦阻力计算表,查出管道内实际流速及比摩阻值,计算结果表8.25。
表8.25冷却水系统水力计算表
管段
编号
管长
l
(m)
流量
m
(kg/s)
管径
d
/(mm)
实际流速
υ
(m/s)
比摩阻
R
(Pa/m)
摩擦阻力
Hf
(Pa)
动压
Pd=ρυ2/2
(Pa)
局部阻力
系数
Σξ
局部阻力
Hd
(Pa)
管段总阻力
Hf+Hd
(Pa)
备注
最不利管路
1-2
6.6
42.3
200
1.35
95.108
627.71
911.25
2.18
1986.53
2614
最不利管路总阻力(不包括设备阻力)为
2-3
2.3
42.3
200
1.35
95.108
218.75
911.25
6.58
5996.03
6215
4-5
4.0
42.3
200
1.35
95.108
380.43
911.25
1.88
1713.15
2094
5-6
30.0
84.6
200
2.69
368.816
11064.5
3618.05
7.5
27135.38
38199.8
7-8
32.0
84.6
200
2.69
368.816
11802.11
3618.05
2.8
10130.54
21933
8-9
3.6
42.3
200
1.35
95.108
342.39
911.25
6.38
5813.78
6156
支各分管路
1'-2'
4.4
42.3
200
1.35
95.108
627.71
911.25
1.58
1439.78
2067
支管路总阻力
2'-3'
2.3
42.3
200
1.35
95.108
627.71
911.25
6.58
5996.03
6624
4'-5
3.3
42.3
200
1.35
95.108
313.86
911.25
2.58
2351.03
2665
8-9'
0.7
42.3
200
1.35
95.108
66.58
911.25
7.08
6451.65
6518
2-2'
2.2
—
100
—
—
—
—
—
—
—
可用于调节两制冷机组的流量
6.计算各管段的沿程阻力、及总阻力
按式(8-3)、式(8-4)计算管道的沿程阻力和局部阻力,进而求出总阻力,见表8.25。
检查并联管路不平衡率
1'-2'-3'-4'-5支管段与1-2-3-4-5管段并联,则支管不平衡率为
,满足平衡要求,实际运行靠电动调节阀调节。
管段8-9'与管8-9段并联,则不平衡率为
,满足平衡要求
7.系统总阻力HT
根据上面的计算结果可得系统总阻力(最不利环路管路阻力)(不包括各种机组)为
图8-7冷却水系统管路计算草图(轴测图)
8.4.6冷凝水管的设计
1)水封的设置
无论空调末端设备的冷凝水盘是位于机组的正压断还是负压段,冷凝水盘出水口均设置水封,水封的高度应大于冷凝水盘处正压或负压值。
在正压段设置水封是为了防止漏风,在负压段设置水封是为了顺利排出冷凝水。
2)泄露支管
冷凝水盘的泄水管沿着水流的坡度方向不宜小于0.01,冷凝水平干管不宜过长,其坡度不应小于0.003,且不允许有积水部位。
当冷凝水管的坡度设置有困难时候,应减小水平干管的长度或中途加设提升水泵。
3)冷凝水管材
冷凝水管处于非满流状态,内壁接触水和空气,不应采用无不锈钢功能的焊接的钢管;冷凝水为无压自流排放,若采用塑料管就会形成中间下垂,影响排放。
因此,空调冷凝水管应采用强度较大和不易生锈的镀锌钢管或PVC塑料管,管道应采用防结霜措施。
4)冷凝水管管径
冷凝水管管径应按照冷凝水的流量和管道坡度确定。
一般情况下,1KW冷负荷每小时约产生0.4~0.8kg的冷凝水,在此范围内管道坡度为0.003时的冷凝水的管径可按下表估算
冷负荷/KW
42~230
23~1400
401~1100
1101~2000
2001~3500
管道公称直径DN/mm
25
32
40
50
80
各个房间的风机盘管冷凝管用DN20mm,新风机组的冷凝管用25mm,空气处理机组用DN32mm。
5)冷凝水的排放
冷凝水排入污水系统时,应有空气隔断措施,冷凝水管不得与室内的密闭雨水系统直接相连。
以防止臭味和雨水从空气处理机组冷凝水盘外溢。
为便于定期冲洗、检修,冷凝水平干管始端应设扫除口。
本楼的冷凝水都采用就近排放到卫生间的方式。
第9章冷冻机房的设备选择
9.1冷水制冷机组的选择
确定机组型号:
总冷负荷为kw,二台型螺杆冷水机组,供回水温度7~12℃时单台制冷量为kw,总制冷量为kw。
略大于冷负荷,符合要求。
选择机组时考虑同时使用系数,通常取0.7,所以选择机组时要在总负荷上乘以系数,再进行选型。
附加百分之十为kw。
所以根据总冷量选择的两台螺杆式制冷机组,基本参数见下表:
冷水机组的型号
冷水机组选型
生产厂商
产品名称
产品型号
山东金盾空调设备有限公司
水冷式螺杆冷水机组
SS-350S/L
制冷量(kw)
冷冻水流量(m3/h)
冷冻水压力损失(kpa)
405
69.7
58
整机长(mm)
整机宽(mm)
整机高(mm)
3055
1100
1780
设备种类
动力类型
冷却方式
水冷式冷水机组
电力式
水冷式
制冷方式
冷却水压力损失(kpa)
冷却水流量(m3/h)
蒸汽压缩式制冷
58
89
冷冻水接管口径DN(mm)
冷却水接管管径(mm)
整机重量(kg)
100
100
2021
9.2水泵的选择
水泵选择的要满足最高运行工况的流量和扬程,是水泵的工作状态点处于高效率的范围,泵的流量和扬程有10%-20%的富裕量,多台泵并联运行时,应尽可能的选择同型号水泵,选泵是必须考虑静压对泵体的作用,注意水泵壳体和填料的承压能力以及轴向推力对密封环轴封的影响。
9.2.1冷冻水泵的选择
本系统设置两台冷水机组,所以每台机组配备一台冷冻水泵,泵的扬程为克服一次环路的阻力损失,其中包括一次环路的管道阻力,最高层设备与冷冻水泵的高差,并附加10%的余量。
各个不同水系统环路的压降损失见下表9.2:
表9.2各回路的水压降
风机盘管供回水压降
每层最不利环路供回水(Kpa)
二层
29.2
三、四层
26.7
五层
44.4
立管供回水压降(Kpa)
8.0
小计(Kpa)
52.4
总立管流量(kg/h)
23038
空气处理供回水压降
立管供回水压降(Kpa)
8.8
总流量最大组合压力降(Kpa)
39.529
总立管流量(kg/h)
8762.4
由表可知系统的水压降最大52.4kpa,蒸发器的水阻为58kpa。
左边空调房间所需水泵扬程为
:
克服水系统的阻力扬程m
:
克服冷水机组的阻力扬程m
取10%的富裕系数,则所需水泵扬程为11.32×1.1=12.45m,选用的两台冷水机组,其中一台备用,每台冷冻水的流量为
,综上选择上海第一水泵厂的四级水泵,水泵参数见下表9.3:
表9.3冷冻水泵的型号
厂家
上海第一水泵厂
型号
100TSWA
中等流量
80
中扬程m
36
功率kw
22
电机型号
Y180L-4
长度L(mm)
1885
宽度B(mm)
560
高度H(mm)
505
转速r/min
1450
9.2.2冷却水泵的选择
水泵扬程为管路总阻力83244Pa、制冷机组冷凝器阻力23.8kPa、冷却塔进塔水压30kPa及除污器阻力8kPa和送回水高度差形成的阻力之和,即
考虑15%的余量,查水泵样本手册,选用山东双轮集团股份有限公司生产的型号为150RK180-20-W2型水泵(其规格见表9.4)2台(已配电动机),叶轮转速1450r/min,电机功率为18.5kW,叶轮直径为224mm,传动方式为直联传动,总重量为623kg。
表9.4冷却水泵的规格
厂家
上海第一水泵厂
型号
150RK180-20-W
中等流量
104
中扬程m
61
功率kw
22
电机型号
Y180L-4
长度L(mm)
1885
宽度B(mm)
560
高度H(mm)
505
转速r/min
1450
9.2.3冷却水循环系统补水
1.本工程冷却水系统补水量按循环水量的1.53%计算,即为1.3kg/s。
2.本工程空调冷-热水系统的补水量按设计循环水量的1%计算,即为0.04kg/s。
补给水泵扬程为20mH2O柱,选用的补给水泵型号为25LG3-10(Ⅰ)×1,台数为2台,叶轮转速2900r/min,功率为0.37kW。
9.3冷却塔的选择
冷却塔是一个散热装置,余热提取的气氛虽然流的水冷却到较低的温度。
在热的冷却塔拒绝类型称为“蒸发的,它使一小部分水”被冷却到一个流动的空气流蒸发冷却提供重要的是水流休息。
从转移到空气流的水流提高热空气的温度和相对湿度为100%,这空气排放到大气中。
9.3.1冷却塔的形式
1)逆流塔
水在塔内填料中,水自上而下,空气自下而上,两者流向相反一种冷却塔。
逆流冷却塔热力性能好、分三个冷却段:
布水器到填料顶这一空间,此段的水温较高,所以仍可将热量传给空气。
填料水与空气热交换段。
填料至集水池空间淋水段,水在此段被冷却称之为“尾效”。
在我国北方水温可下降1-2℃。
综上所述,逆流塔比横流塔在相同的情况下,填料体积小20%左右,逆流塔热交换过程更合理冷效高。
配水系统不易堵塞、淋水填料保持清洁不易老化、湿气回流小、防冻化冰措施更容易。
多台可组合设计,冬季以所需的水温水量可合并单台运行或全部停开风机。
施工安装检修容易、费用低,常用在空调和工业大、中型冷却循环水中。
2)横流塔
水在塔内填料中,水自上而下,空气自塔外水平流向塔内两者流向呈垂直正交一种冷却塔。
常用在噪声要求严格的居民区内,是空调界使用较多的冷却循环塔。
优点:
节能、水压低、风阻小、亦配置低速电机、无滴水噪声和风动噪声,填料和配水系统检修方便。
可随建筑形状随意构筑基础多台放置,根据所需的水温分别启动单台或多台冷却塔。
应注意的是:
框架要多40%热交换时要有较多的填料体积,填料易老化、配水孔易堵塞、防结冰不好、湿气回流大。
横流塔的优点正是逆流塔的缺点。
3)喷雾通风无填料冷却塔
采用独特的喷雾喷嘴安装在冷却塔底上部进风处,有喷雾自旋无电机送风和塔顶排风两种方式。
将热水经喷嘴内旋片时产生内旋流形成细微雾状化喷出,使雾状存在、向上喷顺流亦下落逆流两个冷却时效。
雾化均匀无中空现象,冷却效果稳定、电能消耗低、漂水率0.01%,不用填料、造价低寿命长,符合GB7190.1-1997国家标准。
使用范围冶金、食品、化工、高浊、高温、防腐冷却塔。
4)封闭式冷却塔
封闭式冷却塔是传统冷却塔的一种变形和发展。
它实际上是一种蒸发式冷却塔,冷却器和湿式冷却塔的组合,它是卧式的蒸发式冷却塔,工艺流体在管内流过,空气在管外流过,两者互不接触。
塔底蓄水池内的水由循环泵抽取后,送往管外均匀地喷淋下来。
与工艺式流体热水或制冷剂和管外空气并不接触,成为一种封闭式冷却塔,通过喷淋水增强传热传质的效果。
9.3.2冷却塔的确定
9.3.2.1冷却塔的相关计算
本工程采用的制冷机组为水冷式机组,机组所用冷却循环水由冷却塔采用强制风冷,并通过冷却水系统管路由冷却水泵送至制冷机组的冷凝器中与高温制冷剂进行热交换,将冷凝器放出的热量带到冷却塔,并由冷却塔放至大气中。
冷却水系统主要由冷却水泵、冷却水、冷却塔、管道及管件组成。
本工程冷却水系统的冷却塔设置在十二层屋顶,冷却水泵置在负一层设备房。
9.3.2.2冷却塔的选型
根据当地的气候条件、进出水温差、冷幅高(或进水温度)及处理水量,按冷却塔选用曲线(可由相关资料手册查到)或冷却塔选用水量表来选用。
本工程地处福州市,室外空气湿球温度28.1℃,冷却塔处理水量
,进出水温度35/30℃,冷幅高为3.6℃。
根据上述条件,选择冷却塔如下。
1.找出3.6℃的冷幅高线与5℃的温差斜线的交点A;
2.过A点划一条垂直线,找出其与26.4℃的等湿球温度线的交点B;
3.过B点划一条水平线,找到其与305m3/h的水量线的交点C;
4.确定点C的位置,其在370与400斜线(冷却塔型号线)之间。
所以本工程冷却塔的型号应该是400。
再根据冷却塔的型号查冷却塔产品选型手册,选用的冷却塔为:
江苏双良集团股份有限公司生产的型号为BHD-400型低噪声横流式上出风冷却塔,该冷却塔的主要性能参数见表9.6,主要特点有:
⑴采用重力式散水设计,循环水经散水盘直接流经填料,飞溅小、噪声低⑵整体外形矩形设计,占地面积小⑶可根据主机负荷大小,灵活调整开机台数,节约能源,同时可在不停机的情况下,检修单台冷却塔⑷冷却塔框架结构采用优质轻型碳素钢加工,并经热镀锌处理,塑料件用高级PVC原料,色泽鲜艳,不易褪色。
表9.6BHD-400型低噪声横流式冷却塔主要性能参数表
外形尺寸/mm
风机直径
电机功率
进塔水压
接管直径/mm
塔体重量
噪声
宽
长
高
mm
kW
kPa
进水管
出水管
干重
湿重
dB(A)
3035
7685
3360
1600
4×4
30
100×8
200×3
3270
8950
62
本系统的冷却塔设置在屋面上,采用逆流式玻璃钢低噪声阻燃型冷却塔,其噪声比普通型低4~8dB,对环境噪声有一定的要求的场所。
冷却塔和制冷机一般为单台配置,便于管理。
本水系统只设置两台冷却塔型号为LMCB-LN-100型冷却塔,其主要尺寸为:
总高度3435mm,最大直径3220mm,水流量为100m3/h,电机功率为3.73kw,进水压2.5mH2oPa,两台。
9.4膨胀水箱的选择
根据《中央空调设备选型手册》
Vp–膨胀水箱有效容积,m3;
α-水的膨胀系数,0.0006,L/℃;
Δt-最大的水温变化值,℃。
运行前最高温度为35℃,运行冷水温度为7℃;
Vs-系统内的水容量,m3;查《中央空调设备选型手册》得系统内的水容量供冷时为1.30L/m2,建筑面积为1100m2。
=0.0006×28×1.3×1100
=24.1L
所选取的膨胀水箱如下:
表9.7膨胀水箱选型
水箱形式
型号
公称容积m3
有效容积m3
外形尺寸mm
水箱配管的公称直径DN
水箱自重kg
内径
高
溢流管
排水管
膨胀管
信号管
循环管
H
圆形
1
0.5
0.61
900
700
40
32
25
20
20
156.3
9.5分水器和集水器的选择
在空调水系统中,为了便于连接通向各个空调分区的供水管和回水管,设置分水器和集水器,它不仅有利于各空调分区的流量分配而且便于调节和运行管理,同时在一定程度上起到了均压的作用。
分水器用于冷(热)水的供水管路上,集水器用于回水的管路上。
供回水集管上的各管路均应设置调节阀和压力表,底部应设置排污阀或排污管(一般选用DN40),供回水集管的管径按其中水的流速为0.5~0.8m/s范围确定。
管长由所需连接的管的接头个数、管径及间距确定,两相邻管接头中心线间距为两管外径加120mm,两边管接头中心线距集管断面宜为管外径加60mm。
1)分水器的选型
冷凝器总流量为0.038
,取断面流速为1.0m/s,则筒身的断面积为0.024
,筒身直径为[(4×0.038)/3.14]=0.22m。
尺寸见表9.8:
表9.8分水器的型号
筒体直径
D(mm)
长度(mm)
封头高度
h(mm)
排污管规格dp(mm)
疏水管规格ds(mm)
250
1500
100
50
25
2)集水器的选型
集水器的尺寸与分水器的规格相同,只是接管顺序相反。
9.6冷却水箱的选择
冷却水系统设置两台冷却塔和两台冷却水泵,采用共用冷却水箱和供回水管的的冷却水系统,冷却水箱的体积查空调设计手册【】,冷却水箱的体积为冷却循环流量的1.2%,则冷却水箱的体积为2.13
,设置在冷冻机房内。
第10章空调系统的消声和减振
10.1空调系统的消声
随着人们生活水平的提高,空调使用得到普及,但对于设有空调等建筑设备的现代建筑,在室外及室内两个方面都可能受到噪声和振动源的影响,所以在空调设计中空调系统的消声和减振设计是重要一环,它对于减小噪声和振动,提高人们大额舒适感和工作效率有着重要的意义。
空调系统中的噪声源主要有通风机、空调设备、冷热源设备、冷却塔、空调系统风管等,其中以空调制冷设备产生的噪声影响最大。
噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声等。
其中空气动力噪声包括涡流噪声和旋转噪声,涡流噪声是叶片在空气中旋转沿叶片厚度方向形成压力梯度变化,引起涡流及气流紊流而产生的宽频带噪声;旋转噪声是旋转叶片经过某点时,对空气产生周期性压力,引起空气压力和速度的脉动从而向周围环境辐射的噪声。
机械的噪声可能是由通风机的动平衡受到破坏而引起的旋转部件不平衡造成的,也可能是由轴承的装配不好或受到损坏而造成的。
空调系统消声设计应考虑噪声的频谱特性、室内允许的噪声标准、通风机噪声、风管中产生的气流噪声和从风管管壁传入风管内的噪声、风管系统噪声的自然衰减、消声器的声衰减量以及隔声室的隔声量等。
控制空调通风系统中噪声的最有效的措施是降低通风机的噪声。
首先要选择高效节能,低噪声性的通风机,在满足风量风压的前提下,适当选择转数低的风机,降低其空气动力噪声。
其次是选用合理的轴承,提高装备精度,严格检验叶轮的动平衡和静平衡,降低风机的机械噪声。
再次,通风机进出口的管道不得急剧转弯,通风机进出口处的管道应装柔性接管,其长度为150~250mm,一般不宜超过350mm。
为减少空调系统消声和隔振处理及降低被空气调节房间噪声的困难,应尽可能的减少噪声源的噪声。
降低噪声一般应注意到声源,传声途径和工作场所的吸声处理三个方面,上面讲到了在声源处的一些措施,除此之外,就是在通风管道上暗装消声器了,这样也可以起到很大的效果.为此,在进行空气调节系统设计及选择通风设备时应注意:
1.在空调装置的送风口处,装设柔性软接管,消声静压箱、消声器;
2.在送风管气流稳定的管段上装设微孔板消声器,消声弯头,消声箱;
3.风管管路急剧转弯处装设带导流叶片的风管弯头。
合理使用三通等部件进行噪声自然衰减;
4.穿墙的风管周围,必须用麻丝等纤维材料填充密实,然后在外表面用水泥沙浆抹平;
5.管道的吊架与楼板之间应该设防振橡胶等隔震连接;
6.垂直与水平风管的防震,对于低速风管且出口有良好防震软接管者,可以不考虑风管吊架与支撑的防震,当风速较大而建筑噪声控制严格的场合,应考虑风管防震;
7.在满足条件允许的情况下尽量使用离心风机,风机出口应设软接头,出口调节阀应在软接头后,以免风机振动使风门产生附加振动;
8.应将风量大的系统分成若干小系统,选用高效率、低噪声的通风机;
9.风量一定时,尽量降低风管系统的压力损失及选用转速低的风机。
必要时可用双风机;
10.阀门,分支管三通等部件需采用较厚的钢板。
弯头及分支管三通等气流急剧转弯处,宜装设导流叶片。
对于消声要求严格的房间,连接风口的支管上最好不设调节阀;
11.在设备用房尽量做到消声处理;设备电机尽量选用低噪型;设备安装要考虑防震措施;风管材质尽量采用吸声材料;
12.合理使用弯头、三通等部件进行噪声自然衰减;
13.增加管壁厚度,或与保温层处理结合,增加其隔声量
10.2空调系统的减振
空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外,还能通过建筑物的结构和基础传播,例如:
转动的风机,和压缩机所产生的振动可以直接传给基础,并以弹簧性波的形式从机器基础沿房屋结构传到其它房间,又以噪声的形式出现,因此,对空调系统振动机构削弱将能有效的降低噪声。
削弱由机器传给基础的振动是用消除它们之间的刚性连接来实现的,即在振源的和它的基础之间安设避
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