夏季成都商场空调设计.docx
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夏季成都商场空调设计
夏季成都商场空调设计
成都市某商场顶层空调设计
摘要
空气调节的任务就是在任何自然环境下,将室内空气控制在一定温度、湿度、气流速度以及洁净度。
本次设计的建筑物为成都市某商场三层建筑,设计主要是对第三层进行计
2算,本层建筑面积为1550.22m。
此设计中主要考虑到商场为空间比较的大的建筑,有空调处理机房所以采用集中式、全空气空调系统,又考虑需满足卫生条件的要求所以采用一次回风空调系统。
根据商场实际情况,此设计中采用的气流组织形式为顶送下回,风口采用方形散流器。
送风过程中,因为风速过大会产生噪音,所以在选择风管的时候要根据风量的大小假定合理的流速从而确定合理的管道尺寸。
同时对防火排烟问题也做了考虑,在风机出入口设置调节阀和防火阀,对各管段和设备进行减震和防腐设计。
成都市某商场顶层空调设计
1设计材料准备......................................................11.1原始材料........................................................11.2室内外空气设计参数..............................................12空调冷湿负荷计算..................................................22.1空调冷负荷计算..................................................22.1.1建筑维护结构的传热计算........................................22.1.2外窗传热冷负荷计算............................................22.1.3工艺设备的散热计算............................................32.1.4人体散热计算..................................................52.1.5照明散热计算..................................................62.2空调湿负荷计算..................................................6
2.3空调负荷参数总表................................................63空气调节的设计方案................................................73.1风机盘管+新风系统...............................................73.2全空气系统的空气调节处理过程设计计算............................84空调设计过程的设计与计算..........................................85空气处理设备的选择................................................96房间气流组织的设计...............................................107风管系统的水力计算...............................................117.1风道水力计算的步骤.............................................117.2水利计算总表...................................................118机房的布置.......................................................129空调系统消声减震的设计...........................................1210空调系统防排烟设计..............................................1311空调系统的控制与检测............................................1312空调系统全年运行调节工况的分析..................................14设计总结
参考文献
成都市某商场顶层空调设计
1设计材料准备
1.1原始材料
(1)工程地点:
四川省成都市
(2)建筑资料:
a围护结构:
2外窗—单框双玻塑钢窗,普通玻璃,传热系数2.7W/m.?
;
外窗高度1.8m,宽度详见图纸,窗内采用淡蓝色窗
帘,无外遮阳设施;
2外墙—?
型传热系数为0.45W/m?
2屋面(非上人屋面)—?
型屋顶传热系数为0.42W/m?
;
结构—框架结构
楼板厚:
0.20m;
b建筑图纸:
各层建筑平面图、立面图,剖面图
(3)设计范围:
空调工程设计,空调系统仅夏季制冷用,冬季不用。
卧室、
餐厅、客厅均设置空调,卫生间、楼梯间等可不设置。
(4)气象资料:
根据设计地区按《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19—
2001)确定;
(5)空调设计运行时间为24小时;
(6)动力资料:
空调冷热源均来自该宾馆地下二层的制冷机房内(制冷机房
不再本次设计范围之内),制冷机房提供7/12?
冷冻水。
1.2室内外空气设计参数
(1)室外空气参数
台站位置夏季
室外计算温空调日平均北纬东经海拔平均风速度湿球温度
30?
04?
104?
01?
583.23m31.60?
28.8?
1.1m/s
(2)室内设计参数
商场夏季室内温度一般为27?
,相对湿度60%。
1
成都市某商场顶层空调设计
2空调冷湿负荷计算
2.1空调冷负荷计算
本设计采用冷负荷系数法计算围护结构的冷负荷,通过室内和室外各参数来确定各项的冷负荷。
2.1.1建筑维护结构的传热计算
外墙和屋面传热形成的计算时刻冷负荷,可按下式计算:
Q(W),
(式2-1)Q,KF(t,,,t),,,,n
2式中K——传热系数,(m?
?
);
F——计算面积,m;
——汁算时刻;,
,,——温度波的作用时刻。
即温度波作用于围护结构外侧的时刻,
t,,,——作用时刻下的冷负荷计算温度,简称冷负荷温度。
——负荷温度的地点修止值,?
;
tn——室内计算温度,?
。
,0.2当外墙、架空楼板或屋面的衰减系数时,可近似使用日平均冷负
Q(W)pj荷场
Q,代替各计算时刻的冷负荷
Q,KF(t,,,t)(式2-2)pjpjn
Q,1550.22,0.42,(35.5,3,27),10907.3wpj
tt式中——负荷温度的日平均值,(由于与墙体的朝向有关,为了计算方pjpj
t便去各朝向的平均值)pj
2.1.2外窗传热冷负荷计算
(1)外窗只有内遮阳设施的辐射负荷
式中
Q,FXXXJ(式2-3)rgdzn,
Q,33,0.44,0.6,0.9,124,972.3wr
2
成都市某商场顶层空调设计
——内遮阳系数,见表2-1Xz
——计算时刻下,透过有内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度。
Jn,
表2-1玻璃窗内遮阳系数x
遮阳设施及颜色遮阳系数遮阳设备及颜色遮阳系数
白色白色0.500.60塑料活动百布窗帘浅色浅色0.600.68叶深色灰色0.650.75半透明卷轴遮浅色铝活动百叶灰白0.300.60阳帘白色毛玻璃次白0.250.40不透明卷轴遮窗面涂阳帘深色白色0.500.60白
(2)外窗的温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷可按卜式计算:
Q(W),
(式2-4)Q,,KF(t,,,t),,n
t式中——计算时刻下的冷负荷温度,
——地点修正系数,
K——窗玻璃的传热系数
——窗框修正系数
2.1.3工艺设备的散热计算
(1)办公及电器设备的散热f
q(W)空凋以办公设备的散热量可按下式计算:
s
p
q,sq(式2-5)sia,i,i,1
P——设备的种类数;
s——第t类设备的台数;i
q第i类设备的单台散热量,a,i
3
成都市某商场顶层空调设计
表2-2办公设备散热量
单台散热量单台散热量
每分名称及类别名称及类别连续节能连续待机钟输工作模式工作状态出1页
小型低安全值55201307510台式计
算中安全值6525台式21510085
机打印小型高安全值753032016070机办公
小屏幕大型300~380m550550275125办公m
显中屏幕
示400~460m700台式4008520
器m复印
机大屏幕
480~510m800办公1100400300
m
(2)电动工艺设备的散热
a.电动机和工艺设备均在空调区内的散热量
此时设备的散热量q(W)可按下式计算:
s
q,nnnN,(式2-6)s123
式中N一一电动设备的总安装功率,W
一一电动机的效率,,
b.只有电动机在空调区内的散热量
q(W)此时设备的散热量可按下式计算:
s
q,nnnN(1,,),(式2-7)s123
(3)电热工艺设备的散热f
q(W)电热设备的散热量式中、,一同时使用系数,可按下式计算:
s
q,nnnnN(式2-8)s1234
n——同时使用的安装功率与总安装功率之比,一般为0.5~1.01
n一一安装系数。
即最大实耗功率与安装功率之比,一般可取0.7~0.92
4
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——负荷系数,即小时平均实耗功率与最大实耗功率之比。
一般取0.4~0.7n3
——通风保温系数n4
N——电热设备的总安装功率,W。
通风保温系数表2-3
保温情况有拒不派风湿无局部排风时
设备有保温0.3~0.40.6~0.7
为了计算方便我们也可以使用估算法
Q,1.2nNX(式2-9)r,,t
Q,1.2,0.8,46.5,0.95,42.4kwr
2.1.4人体散热计算
(1)人体散湿形成的潜热冷负荷
计算时刻人体散湿形成的潜热冷负荷,可按下式计算:
Q(W),
D,0.001,ng(式2-10),,
n式中。
——计算时刻空调区内的总人数,人员群集系数见表2-4;,
q——名成年男子小时潜热散热量,见表2-5W2
表2-4人员群集系数
建筑类型房间类型人均面积指标
一般商店3商场建筑高档商店4
(2)人体显热冷负荷
Q(W)人体显热散热形成的计算时刻冷负荷,可按一F式计算:
Q,,nqX(式2-11),1,,T
Q,0.89,388,80,0.9,24863w,
式中n——计算时刻空调区内的总人数,
——群集系数,
q——一名成年男子小时显热散热量,见表2-5;1
5
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——计算时刻,h;,
T——人员进人空调区的时刻,h;
,T——从人员进入空跳区的时刻算起到计算时刻的持续时间,h
表2-5一名成年男子的散热量和散湿量
室内温度(?
)类别
202122232425262728
显热
938781756963575145q(W)1
潜热
9094101106112117123130136q(W)2
散湿
134140150158167175184194203g(gh)
2.1.5照明散热计算
设在空调区之内的荧光灯
此种情况下的灯具散热形成的冷负荷Q(W),可按下式计算:
Q,1.2nNX(式2-12),,,T
n-用时使用系数,取0.8;
2N-选用时按面积来算,取20m/台2.2空调湿负荷计算
D(kgh)人体散湿量,可按下式计算:
D,0.001,ng(式2-13),,式中——群集系数见表2-4;取0.89;,
n——计算时刻空调区内的总人数;388人,
g——名成年男子小时散湿量115kg/h
D,0.001,0.89,388,115,40kg/h故,
2.3空调负荷参数总表
计算得各项冷、湿负荷如表2-6所示
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成都市某商场顶层空调设计
表2-6各项负荷总表
项目计算公式数值
Q,KF(t,,,t),,,,n建筑物维护结构冷负荷15464.9W
Q,FXXXJ外窗太阳辐射得热972.3Wrgdzn,
Q,1.2nNX工艺设备散热20152.8Wr,,t
Q,,nq,,284863W人体散热Q,,nqX,1,,T
照明散热424000WQ,1.2nNX,,,T
人体散湿40kg/hD,0.001,ng,,
算得总的冷负荷Q=103.85kw
湿负荷W=40kg/h
3空气调节的设计方案
3.1风机盘管+新风系统
风机盘管+新风系统中,新风供应有方式主要有以下两种:
一种是将新风直接送入风机盘管内,被风机盘管处理后送入房间内,房间内区域温差较小,但这种方式的缺点是会造成风机盘管的噪音加大,在风机盘管未运行时新风无法送入室内;如果新风己经冷却到底于是内温度,导致风机盘管进风温度降低,从而降低了风机盘管的出力。
所以这种方式不可取;另一种是将新风与风机盘管送风通过相互独立口入房间内,在风机盘管未运行时新风也能送入室内,这种系统从安装反面稍微复杂一些但避免了上述缺点,卫生条件好,应优先采用这种送风方式,具体见风系统平面图及轴测图。
从风机盘管+新风系统着手进行分析:
房间的显热负荷和湿负荷(包括新风负荷)是由风机盘管与新风共同来承担,目前有三种设计方案:
(l)新风处理到低于室内的含湿量,承担室内的湿负荷。
这时风机盘管只承担室内部分显热冷负荷,在干工况下运行,此时必须提高冷冻水的温度,一般在14-16?
以上,但新风系统需要温度比较低的冷冻水,因此冷冻水系统比较复杂。
另外,盘管在干工况下运行,其制冷能力大约只有原来标准工况((7?
冷冻水)的60%以下,虽然风机盘管负荷减少了,但所选用的风机盘管规格并不能减少,而这时新风系统的冷却设备因负荷增加而需要加大规格。
(2)根据室内的冷负荷、湿负荷和风机盘管的热湿比确定新风的处理状态点。
设室内的全热冷负荷为和湿负荷为,新风量为,室内状态点为比焙,含湿量,新风处理后的状态点的参数为比烩、含湿量。
新风送入室内后,将给室内带入全
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成都市某商场顶层空调设计
热冷负荷和湿负荷,上述负荷若为负值,表示新风承担了部分房间冷负荷或湿负荷。
综合考虑新风带入的负荷后的室内热湿比应为式中为送入新风的密度,如风机盘管的空气处理过程的热湿比等于或稍小于,则可满足设计要求,即必须有对于某一品牌的风机盘管,在一定水温、水量、进风参数、转速条件下,它的是已知的,但是因该式中有两个未知数和,所以即使己知风机盘管的和室内冷负荷、湿负荷,也无法由上式确定出新风处理后的状态点。
(3)新风处理到室内空气的焙值,而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑围护结构冷负荷。
其处理过程如图,室外新风W被冷却到机器露点D;风机盘管将室内空气由N点处理至F点,再与D点混合至送风状态点S。
实际混合点与S点是否重合,需进行校核。
实际工程大都采用方案(3),7?
的冷冻水既可以满足新风机组要求,又可以满足风机盘管要求,水系统简单,且只用根据室内冷负荷来选风机盘管既可,在满足舒适型空调的要求下,既合理又快捷。
3.2全空气系统的空气调节处理过程设计计算
全空气系统是完全由空气来担负房间的冷热负荷系统。
一个全空气系统通过输送的冷空气向房间提供显热冷量和潜热冷量,其空气冷却、去湿处理完全集中于空调机房内的空气处理机组来完成,在房间内不再进行补充冷却;而对输送到房间内的空气的加热可在空调机房内完成,也可在个房间内完成。
全空气系统可严格控制室内温度和室内湿度,可采用多级过滤系统来满足室内的清洁要求,并且可以进行理想的气流分布。
像餐厅、健身房、舞厅这样的场所湿度较大,用全空气系统除湿,会又较好的效果。
考虑到使用全空气系统的房间位置等情况,决定空气处理在各个房间内完成。
木次系统采用一次回风式全空气系统
工程上常见的采用部分回风的空调系统有两种方式,一种是将室内回风引致喷室或表冷器之前,与新风进行混合,叫做一次回风系统;一种是令回风分别与经过喷水室或表冷器处理前、后的空气进行混合,叫做二次回风系统,二次回风系统减少了回风处理,因此比一次回风系统更经济,但系统构造比较复杂,用行费用也比较高。
因此本设计根据实际情况,使用全空气系统的空气调节。
4空调设计过程的设计与计W
C
N
,100%,
hW
L,,90%
hChN
h图2-1L
8
成都市某商场顶层空调设计
根据成都市室内外空气参数可得,室外空气的焓值,,室内空h,80gkgW干气的焓值,。
本设计中送风状态点采用露点h,61.5gkgt,27?
t,32?
N干NW送风。
(1)根据冷负荷和湿负荷计算出热湿比:
Q103.85,,,,9441W0.011
(2)确定送风状态点:
,9441通过N点按画出送风在室内状态变化过程线,按该线与相,,90%交于L点,其交点即为送风状态点
(3)确定送风量:
103.85Q,,,9.89G利用公式h,h61.5,51NL
3即9.89kgh,42902.82mh
(4)确定混合状态点:
查设计规范得,成都市商场的新回风比一般为20%,利用“混合规律”求混
合状态点C。
h,h,61.5GhWCNC,,,0.2
h,80,GhhNWCC由公式
得h,64.6gkgC干
(5)计算系统所需要的冷量:
Q,G(h,h),35605.7,(64.6,61.5),110377.7W0CL
(6)处理过程简式:
W,混合冷却减湿CL~~~~~N
N
处理过程焓湿图,如图2-1所示
5空气处理设备的选择
3本设计中,计算的送风量为42902mh,设备需要提供的冷量为:
Q,G(h,h),35605.7,(64.6,61.5),110377.7W。
0CL
故选用的空气处理设备如表2-7所示
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表2-7空气处理设备明细表
机组型号MDW450V
3风量45000mh
1300机外全压2400(Pa)3500
4排管(新回风况)266
4排管(新回风况)577供冷量(kW)6排管(新回风况)329
6排管(新回风况)703
4排管(新回风况)437供热量4排管(新回风况)670
(kW)6排管(新回风况)500
6排管(新回风况)802
4排管(新回风况)12.7制冷工况4排管(新回风况)27.5水流量6排管(新回风况)15.7(L/s)6排管(新回风况)17.4
4排管(新回风况)68.8制冷工况4排管(新回风况)51.1水阻力6排管(新回风况)49.6(kPa)6排管(新回风况)58.5
型式高效离心前倾多翼风机
风机传动方式V带传动
风机出风口方向顶出风
电源380V/3N~/50Hz
型式三相异步电机
电机115(15)
功率(kW)215(18.5)
318.5(18.5)
6房间气流组织的设计
本设计中采用的是全空气一次回风空气处理过程,送风方式为方形散流器顶
送风。
散流器性能参数如表2-8所示。
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成都市某商场顶层空调设计
表2-8散流器性能表
间距(m)5
流程(m)2.5
气流速度(m/s)4
3风量(m/h)1086
局部阻力系数6
根据送风量和房间结构及气流组织形式,将风口、风管合理布置,本设计中共设置了45个送风口,为了避免管道过粗,所以布置两根水平干管,散流器距墙不超过2m。
管道布置平面图见附录一。
7风管系统的水力计算
7.1风道水力计算的步骤
(1)确定各管道的风量和风管的布置形式之后,绘制出风道系统轴测图,
作为水力计算草图。
如附录二所示。
(2)确定最不利环路,对管段进行编号,标注管道长度和风量。
如附录2
所示
3)选择合适的空气流速。
(
低风速新风入口风计入口风机出口主风道水平风道垂直风道送风口推荐风速2.54.06.5-105.0-6.53.0-4.53.0-3.51.5-3.5最大风速4.55.07.5-105.5-8.04.0-6.54.0-6.03.0-5.0
(4)利用假定流速发,确定各管段的断面积,并计算出各风道的实际流速。
(5)计算各管段的沿程阻力。
(6)确定各局部管件的局部阻力系数,计算出局部阻力。
(7)计算系统的总阻力。
(8)根据系统的总风量、总阻力选择风机。
7.2水利计算总表
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成都市某商场顶层空调设计
表2-9风道水力计算表
管风量管初选风道断面尺实际比摩阻沿程损局部阻局部损管段段长流速流速失力系数损失3R/失/paa,b/G(mh)编V/V//E寸LmRLpa(pam)mm,号(ms)(ms)
142090.38.37.52000×8007.30.433.571.2479.382.9234322.45.16.02000×8006.00.281.432.0043.244.6326695.29.05.02000×8004.60.21.82.0025.427.2422881.69.06.51600×6306.30.443.962.0047.651.6515254.49.07.01250×5006.80.676.032.0055.561.567627.29.05.51000×4005.30.645.760.274.5510.375720.41.75.0800×4004.70.510.872.0026.527.483813.66.34.5800×3204.10.503.152.0020.223.491906.84.04.5500×2504.20.742.960.283.06.010953.42.33.5320×2503.30.571.316.0039.240.5
8机房的布置
空调机房应尽可能靠近空调房间,以减少风管的长度和阻力损失,但应防止
振动和灰尘对空调房间的影响。
本设计中制冷机房布置在地下一层,不但要明确
冷(热)源的进、出口,以便于空调系统整体设计,
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