风量确定设备选型风系统水系统水力计算气流组织计算等.doc

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1、山东建筑大学毕业设计说明书4 总 风 量、新 风 量 及 新 风 负 荷 的 计 算4.1 空调房间总风量的确定G=Q/(iN-io) (4.1)G=W/(dN-dO) (4.2)式中，Q室内总显冷负荷；W室内总湿负荷；io送风状态点焓值，iN室内状态点焓值；d O送风状态点含湿量，dN室内状态点含湿量；采用新风不担负室内负荷的方案，即送入新风处理到室内等焓线与w的交点L，新风处理的机器露点相对湿度即可定出新风处理后的机器露点L。过室内状态点作线与95交于O点，O点为送风状态点；连接OL点并延长至M，使M点满足以下关系式： 焓湿图如下：图4.1 夏季风机盘管加新风系统过程焓湿图以701房间作为

2、典型房间计算过程如下：其中Q=2094W ， W=0.238g/s（1）室内热湿比：= = 2094/0.238=8796 （2）送风量：采用最大温差送风法，过N 点作线与=95%线相交，即得送风点O。新风处理到室内等焓线与=95%线相交，即得机器露点L连接OL点并延长至M，使M点满足以下关系式：ioG= iWGW+ iMGM。根据图4-1查得室温to=26、相对湿度=60%时查得iN =58.83 kJ/kg、io=44.5 kJ/kg、dN=12.7g/kg、dO=11g/kg则送风量为： G=Q/(iN-io)=2094/(58.83-44.5)= 0.146kg/s G=W/(dN-d

3、O)=0.238/(12.7-11.1)=0.149 kg/s 取G=0.14736001.17=453 m3/h 式中，1.17 kg/m3为空气密度。因为两式计算结果差不多，所以以下计算均用公式G=Q/(iN-io)，计算结果见表4.1。表4.1 各房间总风量计算表房间号冷负荷余湿量热湿比室温相对湿度送风温度室内焓值送风焓值送风量送风量QWtntoinioGGWg/s%kJ/kgkJ/kgkg/sm3/h701办公室20940.2388796266016.358.8344.600.147453702办公室40030.4558807266016.458.8344.600.281866703书

4、记室35560.0586131026551756.1746.100.3531087704会议室39110.6266250266016.156.8343.200.287883705办公室23620.16214622266017.256.8347.200.245755706办公室23620.16214622266017.256.8347.200.245755续表4.1707办公室17810.1969108266016.456.8344.500.144444708办公室17540.1968970266016.356.8344.400.141434709办公室17540.1968970266016.3

5、56.8344.400.141434710办公室18100.1969256266016.556.8344.800.150463711办公室18030.12814138266017.556.8347.700.197608712会议室94511.540613826609.156.8326.200.309949801会议室76901.1086940266014.956.8340.300.4651431802办公室17760.12813926266017.456.8347.500.190586803办公室18080.1969246266016.556.8345.000.153470804办公室1754

6、0.1968970266016.356.8344.400.141434805办公室17540.1968970266016.356.8344.400.141434806办公室16990.1968688266016.256.8344.000.132407807办公室23520.16214560266017.556.8347.800.260801808办公室23520.16214560266017.556.8347.800.260801续表4.1809办公室17810.1969108266016.456.8344.500.144444810办公室17540.1968970266016.356.834

7、4.400.141434811办公室17540.1968970266016.356.8344.400.141434812办公室18100.1969256266016.556.8344.800.150463813办公室18030.12814138266017.556.8347.700.197608814办公室20680.18011498266017.156.8346.500.200616815荣誉室73590.7839404266016.756.8345.000.6221914七八层走廊23840.14516404265014.353.338.700.163502七八层前室12920.02944

8、450265015.253.341.200.107329七八层电梯厅17450.08720011265014.653.339.500.126389901客房29920.05554765256017.35647.100.3361034902客房23890.05543728256017.25646.900.263808903客房25840.02794193256017.45647.400.300925904客房8900.02930476266018.158.8349.400.094290905客房8900.02930476266018.158.8349.400.094290906客房8900.02

9、930476266018.158.8349.400.094290907客房11230.05819272266017.958.8348.700.111341908客房22200.05540635256017.25647.000.247759续表4.1909客房18580.1751064526601758.8346.100.146449910客房35520.05565016266018.358.8350.000.4021238九层走廊20490.1451409926501453.337.900.133409九层前室10180.02935023265015.153.340.900.082253九层电

10、梯厅13980.08716032265014.253.338.600.0952934.2 新风量的计算既然在处理空气时，大多数场合要利用相当一部分回风。所以，在冬夏季混入的回风越多就越显得经济。但实际上不能无限制的减少新风量。新风量的确定一般要遵循以下三个原则：4.2.1满足人员卫生要求在人员长期停留的空调房间内,由于人们呼出二氧化碳气体量的增加，会逐渐破坏室内空气气体的正常成分，给人体健康带来不良影响。因此在空调系统的送风量中，必须掺入含二氧化碳量少的室外新风来稀释室内空气中二氧化碳的含量，使之合乎卫生标准的要求。在实际工作中，空气调节系统的新风量可按设计规范采用。民用建筑人员所需最小新风量

11、按国家现行有关卫生标准确定。工业建筑应保证每人不小于30m3/h的新风量。4.2.2 补充局部排风和保持房间正压的要求当空调房间内有局部排风装置时,为了不使房间产生负压,在系统中至少应补充与局部排风量相等的室外新风量。为了防止室外未经处理的空气渗入空调房间,干扰空间内温湿度或洁净度,需要再在控系统中用一定量的新风量来保持房间的正压(即室内大气压力大于室外环境大气压力).空调房间正压值按规范规定不大于50Pa，过大的正压不但没有必要,而且还降低了系统运行的经济性。4.2.3 最小新风量的要求一般规定，空调系统的新风量不应低于送风量的10%。4.2.4 系统新风量确定系统的新风量不小于人员所需新风

12、量、补偿排风和保持室内正压所需风量以及系统最小新风比三者之中的最大值。即max（GW1，GW2，GW3）。其中，GW2= G排+ G正压；GW3= G10%。所以701房间的新风量确定为GW1=830=240 m3/h，GW2= G排+ G正压，GW3=45310%=45.3 m3/h，因为GW1=240 m3/h GW3，且能满足室内正压和排风要求，所以同时GW1 GW2，即701房间新风量为240 m3/h。其它房间新风量计算见附表四。4.3 新风负荷计算新风机组承担冷量为 QW = GW（iW - in） （4.3）风机盘管承担冷量为：Qf = GM（in- iM） （4.4）式中，QW

13、 ，Qf 新风机组冷量，风机盘管冷量；GW ，GM 新风量，回风量；iW ，in ，iM 新风焓值，室内焓值，M点焓值。现以701房间为典型房间计算过程如下：由于M点满足以下关系式：ioG= iWGW+ iMGM （4.5）总风量、新风量、回风量已经确定G=453 m3/h、GW=240 m3/h、GM =213 m3/h ，in =58.83 kJ/kg、io =44.5 kJ/kg、iW =83.13 kJ/kg ，所以iM = （ioG- iWGW）/ GM =(45358.83-24044.5)/213=28.34 kJ/kgQW = GW（iW - in）=240（83.13-58.

14、83）=1895 W Qf = GM（in - iM）=213（58.83-28.34）=2109 W其它房间新风负荷计算及风机盘管冷负荷计算表见附表五、附表六。5 空 调 系 统 设 备 选 型5.1 风机盘管的选型风机盘管负担房间的全部冬夏季冷热负荷，新风负荷不承担室内负荷。考虑到风机盘管结垢积尘对传热的影响，选择时，按生产厂家提供的产品样本选择，取中档运行参数。根据房间的形状、用途及美观要求，房间内选用卧式安装风机盘管，走廊、前室等选用吸顶式风机盘管。风机盘管按冷量选型，回风量为参考值。表5.1 风机盘管选型表房间号风机盘管冷量风机盘管型号额定供冷量安装数目WW个701办公室2109 F

15、P-51WA28001702办公室4031 FP-85WA45001 703书记室3556 FP-34WA18502 704会议室 5518 FP-51WA28002 705办公室2362 FP-51WA28001 706办公室2362 FP-51WA28001 707办公室1781 FP-34WA18501 708办公室1754 FP-34WA18501 709办公室1754 FP-34WA18501 710办公室1810 FP-34WA18501 711办公室1803 FP-34WA18501 七层走廊2384FP-34WA18501 FP-85XD45401 七层前室1292 FP-85

16、XD45401 七层电梯厅1745 FP-85XD45401 801会议室7690 FP-85WA45002 802办公室1776 FP-34WA18501 803办公室1808 FP-34WA18501 804办公室1754 FP-34WA18501 805办公室1754 FP-34WA18501 续表5.1806办公室1699 FP-34WA18501 807办公室2352 FP-51WA28001 808办公室2352 FP-51WA28001 809办公室1781 FP-34WA18501 810办公室1754 FP-34WA18501 811办公室1754 FP-34WA18501

17、812办公室1810 FP-34WA18501 813办公室1803 FP-34WA18501 814办公室2068 FP-51WA28001 815荣誉室7359 FP-85WA45002 八层走廊2384 FP-34WA18501 FP-85XD45401 八层前室1292 FP-85XD45401 八层电梯厅1745 FP-85XD45401 901客房2992 FP-34WA18502 902客房2389 FP-34WA18502 903客房2584 FP-34WA18502 904客房890 FP-34WA18501 905客房890 FP-34WA18501 906客房890 FP

18、34WA18501 907客房1123 FP-34WA18501 908客房2220 FP-34WA18502 909客房1858 FP-34WA18501 910客房3552 FP-34WA18502 九层走廊2049 FP-34WA18501 FP-85XD45401 九层前室1018 FP-85XD45401 九层电梯厅1398 FP-85XD45401 5.2 新风机组的选型新风量计算按下面公式：QW = GW（iW - in）=240（83.13-58.83）=1895 W七层总新风量为2760 m3/h，总冷量为23747 W，选择江苏江平整体式新风机组。712会议室由于新风承担

19、室内负荷选择吊顶式新风机组。选型列表如下：表5.2 新风机组选型表名称新风量新风负荷江苏江平新风机组名义风量长宽高制冷量电机功率数量m3/hWm3/hmmKWKW个七层276023395XF-440002150900120055.840.801八层423037248XF-6600021501100120083.761.801九层8909441XF-220002150700120027.920.551721会议室10609327DBFPX2200098687250030.500.32115.3 送风口选型计算表 送风口的选型见表5.3。表5.3 送风口选型计算表房间号送风量送风口个数房间号送风量

20、送风口个数701办公室4531205001812办公室4631205001702办公室8662405001813办公室6081605001703书记室10871604002814办公室6161605001704会议室8831205002815荣誉室19142006002705办公室7552005001901客房10344001602706办公室7552005001902客房8084001202707办公室4441205001903客房9254001602708办公室4341205001904客房2903201201709办公室4341205001905客房2903201201710办公室463

21、1205001906客房2903201201续表5.3711办公室6081605001907客房3413201201801会议室14311805002908客房7593201202802办公室5861804001909客房4494001201803办公室4701604001910客房12384001202804办公室4341205001七八九层卫生间2512501201805办公室4341205001七八层走廊409120801806办公室4071204001七八层前室329120801807办公室8011806001七八层电梯厅389120801808办公室8011806001九层走廊409

22、2001201809办公室4441205001九层前室2532501201810办公室4341205001九层电梯厅293120801811办公室4341205001712会议室9494001601回风口的选型计算见附表七。5.4 气流组织计算 本设计中有下送下回和侧送顶回两种送风方式。5.4.1 双层百叶风口送风计算 现以701房间为例，房间采用一台风机盘管，一个送风口。送风形式上送上回 1.选定送风口为双层活动百页风口，紊流系数a=0.16，假定颈部风速vd为3m/s，则选用风口尺寸为500mm120mm的双层活动百页风口，则颈部部实际风速为 Vd=m/s2、射程确定 x=m双层百页中心到

23、区域边缘最远距离为4.4m，根据要求，双层百页风口的射程应为其中心到房间或区域边缘距离的75%，所需最小射程：4.4m0.75=3.3m。3.6m3.3m，因此射程满足要求。3、计算室内平均风速：vm=0.236m/s送冷风室内平均风速取值增加20%，则0.2361.2=0.283m/s，满足舒适性空调夏季室内风速不应大于0.3m/s的要求。4、校核轴心温差衰减： txto=0.57满足舒适型空调温度波动范围1的要求。其余房间气流组织计算与701房间相同，切都满足设计要求。5.4.2 侧面送风的计算以703书记室的休息室为例，房间温度要求261，房间采用一台风机盘管，一个送风口。房间尺寸为3.

24、93.83.6(长宽高)。风机盘管送风形式为侧送顶回。1选定送风口为双层活动百页风口，紊流系数a=0.16，风口布置在宽度方向上，射程 x=3.8-0.8=3m2相对射程最小值：对于舒适型空调，射流末端的tx一般取1。取tx=1，则tx/to=1/9=0.11，查得相对射程最小值3风口当量直径：d0，max=3/24=0.125m选用双层百叶风口400mm160mm，其当量直径为 do=1.128m4确定送风速度假设送风速度v0=3.5m/s，带入下式将带入下式 V0，max=0.36m/s3.5m/s，可见满足v0 v0，max，满足设计要求。5校核射流贴附长度 阿基米德数Ar=查得射流实际

25、相对贴附长度为18，实际贴附长度为x=180.4=7.2m，大于要求贴附长度x=3m，所以满足设计要求。6校核房间高度设定风口底边至顶棚距离W=0.5m，则房间要求最小高度为 H=h+0.07x+s+0.3=2+0.073+0.5+0.3=3.01m房间实际高度为3.6m3.01m，所以满足要求。6 空 调 风 系 统 设 计 及 水 力 计 算6.1 风系统的设计计算方法本设计中所设计的管道主要是新风管道的设计，风管道只负责送经过新风机组处理过的新风到空调房间。新风道系统的设计，是要在满足设计风量要求等的前提下，尽可能节省能量。一个较好的空气管道系统设计要达到令人满意的系统平衡，较低的噪声水

26、平以及适当的压力损失。空调系统水力计算的目的是选择风管管径和计算风管阻力。下面根据假定流速法计算新风管管径。风道的水力计算，可分为两种类型：设计类型和校核类型。对设计类型计算而言，风量L是作为已知条件，如再假定流速v，则D和Rm就可以确定。这种方法称为假定流速法。下面介绍它的设计计算步骤：1. 绘制系统轴测图，标注各管段长度和风量。2. 选定最不利环路，划分管段，选定流速。选定流速时，要综合考虑建筑空间，初投资和运行费用及噪声等因素。3. 根据给定风量和选定流速，计算管道断面尺寸ab（或管径D），使其符合通风管道统一规格。4. 根据风量L或实际流速v和断面当量直径D，得到单位长度摩擦阻力Rm（

27、简称单位摩阻）。5. 计算各段的局部阻力。6. 计算各段的总阻力。7. 检查并联管路的阻力平衡情况。相关的计算公式： F=L/v (6.1)式中：F风管管道截面积 （） v初选风速 （m/s）D=2ab/(a+b) （6.2）式中：D当量直径 ab-管道断面尺寸Ph=Rml （6.3） 式中：Ph摩擦阻力（即沿程阻力）Rm单位长度摩擦阻力 （Pa/m） l管段长度 （m）Z=V2/2 (6.4) 式中：Z局部阻力 （Pa） 局部阻力系数 新风管内空气密度 （kg/m） V新风管内空气流速 （m/s） P=Ph+Z （6.5） 式中：P管段总阻力 （Pa） 风管材料一般采用薄钢板镀锌，本设计亦如

28、此。 风管形状选用方形风管6.2 风系统的水力计算6.2.1 七层风系统水力计算1绘制系统轴测图，如图6.1所示。并对个管段进行编号。 图6.1 七层风系统轴测图 2. 选定管段0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-19-20为最不利环路，逐段计算摩擦阻力和局部阻力。管段20、19：（风量L=50 m3/h,管段长l=6.4m）摩擦阻力部分：初选流速为1.5m/s，风量为60 m3/h，算得风道断面面积为 F=50/(36001.5)=0.009m2将F规格化为120120mm，F=0.0144m2，这时实际流速为0.96m/s，流速当量直径为120mm，则查得

29、单位长度摩擦阻力Rm=0.16Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=6.40.16=1.024Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有双层活动百叶风口、弯头及三通直通。双层百叶风口：Z1=2.7Pa。弯头：根据=90,R/b=1.0,a/b=1.0,查的=0.23三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=1，风量比L2/L1=0.24.查得=0.516，对应总流动压，总流流速为4.05m/s，三通直通的局部阻力 Z3=0.516（1.24.052）/2=5.08Pa该段局部阻力 Z=Z1+（1.20.962）/2+Z3=2.7+0.13+5.08=7.91Pa该段总阻力 p=pm+Z

30、1.024+7.91=8.934Pa以上计算结果均列入表6.1中，以下各段亦如此。管段14：（风量L=210 m3/h,管段长l=1.5m）摩擦阻力部分：初选流速为4.5m/s，风量为210m3/h，算得风道断面面积为 F=210/(36004.5)=0.013m2将F规格化为120120mm，F=0.0144m2，这时实际流速为4.5m/s，流速当量直径为120mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=2.15Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=1.52.15=3.225Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有三通直通。三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=1，风量比L2/L1=0

31、75，查得=0.295，对应总流动压，总流流速为6.08m/s，三通直通的局部阻力 Z3=0.295（1.26.082）/2=6.54Pa 该段总阻力 p=pm+Z=pm+Z3=3.225+6.54=9.765Pa管段13：（风量L=420m3/h，管段长l=3.9m）摩擦阻力部分：初选流速为6m/s，风量为420 m3/h，算得风道断面面积为 F=420/(36006)=0.0194m2将F规格化为160120mm，F=0.0192m2，这时实际流速为6.08m/s，流速当量直径为137mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=3.87Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=3.93.87=15

32、093Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有渐缩管及三通直通。渐缩管：根据=45，查得=0.10三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=1，风量比L2/L1=0. 5，查得=0.3，对应总流动压，总流流速为5.47m/s，则得三通直通的局部阻力 Z3=0.3（1.25.472）/2=5.39Pa该段局部阻力 Z=Z3+（1.26.082）/2 =5.39+2.22=7.61Pa该段总阻力 p=pm+Z=15.093+7.61=22.703Pa管段12：（风量L=630m3/h，管段长l=3.9m）摩擦阻力部分：初选流速为5.5m/s，风量为630 m3/h，算得风道断面面积为 F=

33、630/(36005.5)=0.032m2将F规格化为200160mm，F=0.032m2，这时实际流速为5.47m/s，流速当量直径为178mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=2.3Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=3.92.3=8.97Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有渐缩管及三通直通。渐缩管：根据=45，查得=0.10三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=0.5，风量比L2/L1=0. 25，查得=0.45，对应总流动压，总流流速为5.83m/s，则得三通直通的局部阻力 Z3=0.45（1.25.832）/2=9.18Pa该段局部阻力 Z=Z3+（1.25.472）

34、/2 =9.18+1.8=10.98Pa该段总阻力 p=pm+Z=8.97+10.98=19.95Pa管段11：（风量L=840m3/h，管段长l=3.9m）摩擦阻力部分：初选流速为6m/s，风量为840 m3/h，算得风道断面面积为 F=840/(36006)=0.039m2将F规格化为200200mm，F=0.04m2，这时实际流速为5.83m/s，流速当量直径为200mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=2.24Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=3.92.24=8.74 Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有渐缩管及三通直通。渐缩管：根据=45，查得=0.10三通直通: 支管

35、与总管的面积比F2/F1=0.5，风量比L2/L1=0. 2，查得=0.5，对应总流动压，总流流速为5.83m/s，则得三通直通的局部阻力 Z3=0.5（1.25.832）/2=10.2Pa该段局部阻力 Z=Z3+（1.25.832）/2 =10.2+2.04=12.24Pa该段总阻力 p=pm+Z=8.74+12.24=20.98Pa管段10：（风量L=1050m3/h，管段长l=3.9m）摩擦阻力部分：初选流速为6m/s，风量为1050 m3/h，算得风道断面面积为 F=1050/(36006)=0.0486m2将F规格化为250200mm，F=0.05m2，这时实际流速为5.83m/s，

36、流速当量直径为222mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=1.97Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=3.91.97=7.683 Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有渐缩管及三通直通。渐缩管：根据=45，查得=0.10三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=0.225，风量比L2/L1=0. 15，查得=0.6，对应总流动压，总流流速为5.34m/s，则得三通直通的局部阻力 Z3=0.6（1.25.342）/2=10.27Pa该段局部阻力 Z=Z3+（1.25.832）/2 =10.27+2.04=12.31Pa该段总阻力 p=pm+Z=7.683+12.31=19.993Pa管

37、段9：（风量L=1230m3/h，管段长l=3.9m）摩擦阻力部分：初选流速为5.5m/s，风量为1230 m3/h，算得风道断面面积为 F=1230/(36005.5)=0.062m2将F规格化为320200mm，F=0.064m2，这时实际流速为5.34m/s，流速当量直径为222mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=1.47Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=3.91.47=5.733Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件有渐缩管及三通直通。渐缩管：根据=45，查得=0.10三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=0.225，风量比L2/L1=0. 13，查得=0.7，对应总流

38、动压，总流流速为6.12m/s，则得三通直通的局部阻力 Z3=0.7（1.26.122）/2=15.73Pa该段局部阻力 Z=Z3+（1.25.342）/2 =15.73+1.17=16.9Pa该段总阻力 p=pm+Z=5.733+16.9=22.633Pa管段8：（风量L=1410m3/h，管段长l=2.1m）摩擦阻力部分：初选流速为6.5m/s，风量为1410 m3/h，算得风道断面面积为 F=1410/(36006.5)=0.0603m2将F规格化为320200mm，F=0.064m2，这时实际流速为6.12m/s，流速当量直径为222mm，则查得单位长度摩擦阻力Rm=1.9Pa/m，则该管段的摩擦阻力pm=lRm=2.11.9=3.99Pa 局部阻力部分：该管段存在局部阻力的部件只有三通直通。三通直通: 支管与总管的面积比F2/F1=0.