毕业设计指导书全空气系统.docx
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毕业设计指导书全空气系统
毕业设计指导书
1设计条件
1。
1工程概况
1。
2设计采用的气象数据
1。
3空调房间的设计条件
1。
4围护结构的热工性能
1.5室内照明
1。
6室内设备
2系统方案初步确定
2。
1系统方案
2。
2初选系统方案
3负荷计算
3.1冷负荷计算
3。
2湿负荷计算
3.3新风负荷计算
4全空气系统中空调制冷设备提供的冷量
4。
1送风量的确定
4。
2空调制冷设备需要提供的冷量及热量确定
5室内气流组织的计算
5。
1气流组织的形式
5.2侧送风的计算
5。
3散流器送风
6风管的水力计算
6.1风管的材料和形状
6.2新风入口
6.3风管系统阻力计算方法与例题
7空调设备的选型
7。
1空调设备的主要性能
7。
2空气处理机组的选型计算
8其它
8.1消声
8。
2减振与隔振
8.3保温
9计算书和图纸
9.1计算书
9.2图纸
参考文献
1设计条件
1.1工程概况
本工程为上海市某办公楼，总建筑面积1800m2,共3层，要求对其顶层的一间会议室进行空调工程设计,建筑面积为360m2。
会议室的工作时间:
上午8:
00～下午4:
00
1。
2设计采用的气象数据
（1）空调夏季室外计算干球温度：
（2）夏季空调室外计算湿球温度：
（3）大气压力：
夏季：
1.3空调房间的设计条件
本工程空调房间的设计条件见下表。
表1-1空调房间的设计条件
房间类型
人员密度
人/m2
夏季
新风量
m3/（h⋅人）
备注
温度
℃
相对湿度
％
风速
m/s
办公室（无烟）
见附表1
高级35～50
一般20~30
室内压力稍高于室外大气压
会议室
（无烟）
见附表1
30~50
表中数据以规范为准！
1.4围护结构的热工性能
（1）外墙
结构:
给出结构构成图
传热系数：
W/（m2⋅K）（计算或查手册）
类型：
型，建议Ⅱ型
（2）屋顶
结构：
给出结构构成图
传热系数：
W/（m2⋅K）（计算或查手册）
类型:
型
（3）玻璃窗
结构：
层窗，mm厚的玻璃（普通或吸热）,窗框，％玻璃
传热系数：
W/（m2⋅K）（查手册）
內遮阳设施：
外遮阳设施:
（4）内墙
结构:
给出结构构成图
传热系数：
W/（m2⋅K）（计算）
1.5室内照明
照明密度或灯安装功率：
见附表1W/m2或kW
开灯时间：
1.6室内设备
设备类型及安装功率：
见附表2kW（见附表2）
使用时间：
同时使用系数
2系统方案初步确定
2.1系统方案
（1）全空气系统
定风量（露点送风、再热送风、二次回风）
变风量
（2）全水风机盘管系统
（3）空气－水系统（风机盘管加独立新风系统）
（4）VRV系统
（5）水环热泵系统
2.2初选系统方案
定风量（露点送风或再热送风）
3负荷计算
3.1冷负荷计算
参照教材《暖通空调》p25第2章例题
计算内容：
（1）围护结构瞬变传热冷负荷
外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
内围护结构冷负荷
外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
（2）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
（3）设备散热形成的冷负荷
（4）照明散热形成的冷负荷
（5）人体散热形成的冷负荷
要求：
手算,并列汇总表！
3。
2湿负荷计算
人体散湿量
参照教材《暖通空调》p21
3.3新风负荷计算
参照教材《暖通空调》p24
4全空气系统中空调制冷设备提供的冷量
4.1送风量的确定
（1）露点式
参照教材《暖通空调》p125第6章例题
检验送风温差!
（2）再热式
参照笔记
4。
2空调制冷设备需要提供的冷量及热量确定
（1）露点式
参照笔记
（2）再热式
参照笔记
要求：
进行冷量分析！
5室内气流组织的计算
要点：
据温度衰减、速度衰减、射程、房间高度等给出风口类型、尺寸、数量及位置。
5.1气流组织的形式
基本形式见小表。
表5—1气流组织的基本形式
送风方式
常见气流组织形式
建议出口风速（m/s）
工作区气流流型
技术要求及适用范围
备注
侧面送风
1。
单侧上送下回或走两回风
2.单侧上送上回
3。
双侧上送上回
2~5（送风口位置高时取较大值）
回流
1。
温度场、速度场均匀,混合层高度0。
3～0.5m。
2.贴附侧送风风口宜贴顶布置,宜采用可调双层百叶风口。
回风口宜设在送风口同侧.
3。
用于一般空调，室温允许波动范围为±1.0℃，和小于等于±0.5℃的工艺空调。
可调双层百叶风口配对开多叶调节阀
散流器送风
1。
散流器平送，下部回风
2.散流器下送，下部回风
2～5
回流
直流
1。
温度场、速度场均匀,混合层高度0。
5~1。
0m。
2。
需设置吊顶或技术夹层.散流器平送时应对称布置，其轴线与侧墙距离不小于1.0m。
3。
散流器平送用于一般空调，室温允许波动范围为±1.0℃,和小于等于±0。
5℃的工艺空调。
4.散流器下送密集布置用于净化空调.
5.2侧送风的计算
（1）送风口
参照教材《暖通空调》p303第11章例题
补充：
表5—2计算表1
针对第（3）步：
风口个数的估算
增加一步
建议
据公式
（6）校核房间高度高度
假设风口底至顶棚的距离为0.4m，则
3.15m<3。
5m,房间高度符合要求
注：
摘自《空调工程》p400及《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材》p390
（2）回风口
回风口附近气流速度急剧下降，对室内气流组织的影响不大。
设计时，应考虑尽量避免射流短路和产生“死区”等现象.
1）设计要点
✧回风口不应设在射流区内和人员长时间停留的地点；
✧采用侧送风时,宜设置在送风口的同侧下方；
✧条件允许时，宜采用集中回风或走廊回风，但走廊的横断面风速不宜过大且应保持走廊与非空气调节区之间的密闭性；
✧若设在房间下部，为避免灰尘和杂物被吸入，风口下缘离地面至少为0.15m；
✧回风口的吸风速度宜按下表选用.
表5-3回风口的吸风速度（m/s）
回风口的位置
最大吸风速度（m/s）
房间上部
≤4.0
房间下部
不靠近人经常停留的地点时
≤3。
0
靠近人经常停留的地点时
≤1.5
注：
上表摘自《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）及《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材》p383
2）计算公式
式中
——回风风量m3/h
--回风口个数
——回风风速m/s
5。
3散流器送风
（1）送风口
参照教材《暖通空调》p304第11章例题
补充:
表5—4计算表2
针对第（3）步：
射程校核
增加一步
散流器中心到区域边缘距离为2。
5m，根据要求，散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％，所需射程为
。
1.875m〈2.26m，因此射程满足要求。
（5）校核轴心温度衰减
℃〈1。
0℃
满足舒适性空调温度波动范围±1.0℃的要求
－射流末端流速
－散流器颈部风速
－送风温差
－射流在x处的温度与工作区温度之差
注：
摘自《空调工程》p402及《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材》p392
（2）回风口
同上。
6风管的水力计算
布置风管时要考虑的因素有：
尽量缩短管线，避免复杂的局部构件，减少支管线，节省材料,减少系统阻力。
此外，还应便于施工，以及运行调节和检修方便.
6。
1风管的材料和形状
通风、空气调节系统的风管,宜采用圆形或长、短边之比不大于4的矩形截面，其最大长、短边之比不应超过10.风管的截面尺寸,宜按国家现行标准《通风与空气调节工程施工质量验收规范》（GB50243）中的规定执行。
圆形风管强度大耗管材量小，阻力小，但占用空间大,多用于高速空调系统中。
矩形风管的优点是占空间小、美观、易于布置等,空调风管用的较多。
风管的材料一般选择薄钢板涂漆或镀锌薄钢板；如果建筑空间允许也可采用钢筋混凝土或砖砌风道，但表面应抹光或刷漆,地沟风道还要做防水处理.有腐蚀性气体的房间还可用塑料或玻璃刚制作风管。
金属风管管径应为外径或外边长，非金属风管管径应为内径或内边长.
6。
2新风入口
（1）新风入口应选择在较洁净的地点。
（2）尽量远离排风口，并应放在排风口的上风侧，而且进风口应低于排风口。
（3）为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部距室外地坪不应低于2m，布置在绿化带时，也不能低于1m.
（4）为使夏季吸入室外空气温度低一些，尽量布置在背阴处，宜设在北面，避免设在屋顶和西面。
（5）为防止雨水倒灌,应设固定的百叶窗,并在百叶窗上加金属网,以免昆虫或鸟类飞入。
6。
3风管系统阻力计算方法与例题
6。
3.1方法
风管系统阻力计算的目的主要是确定风管断面尺寸及阻力，从而确定风机的型号等。
采用假定速度法，即以风管内空气流速作为控制指标，用它来确定风管的断面尺寸和压力损失。
计算布置如下:
（1）根据空气处理装置及各送风点所在位置设计送风管道的走向和联接管，同时确定回风管的走向和联接部件。
空调机房内的新风通路和排风通路亦需确定位置与走向。
（2）画出空调系统的轴测图，管段编号并标注长度和风量。
管段长度一般可按两部件间心线长度计算，忽略构件（三通、变径管、弯头等）本身的长度.
（3）据附表3及附表4选择各管段内的风速，并计算管道断面。
在确定断面时应尽量选用通风管道的统一规格，以利合理用料和制作。
矩形风管道的规格可参见附表5所示。
（4）按选定的管道断面,求实际管内流速.按通风管道单位长度摩擦阻力线解图及常用局部管件的局部阻力系数表计算各管段的摩擦阻力及局部阻力。
在阻力计算时应选择最不利管路,即阻力最大的管路。
相关计算公式：
摩擦阻力△Pm=Rm×lPa
式中△Pm——管段摩擦阻力，Pa；
Rm-—管段单位长度摩擦阻力，Pa/m，由摩擦阻力线解图查取；
l——风管管段长度,m..
局部阻力Z=ζ
Pa
式中Z-—局部构件的局部阻力,Pa；
ζ——局部阻力系数，由局部阻力系数表查得;
——动压,Pa；
——管段内空气流速，m/s;
—-空气密度,kg/m3,取1.2kg/m3.
（5）对于最不利管道并联的管路作阻力平衡计算
一般希望并联管路之间的阻力不平衡百分率不大于15％.如果通过调整管路尺寸不能达到上述要求,则必须设调节阀门（如多叶调节阀等）以保证风量分配。
不平衡百分率=
（6）根据最不利管路的阻力加上空气处理装置的阻力则为系统的总阻力,并据此选择风机。
在选择风机时,一般要考虑有10％的余量（即风机的压头和风量均要比设计值大10％）以补偿可能存在的漏风和阻力计算不精确。
6。
3.2例题
［例]一直流式空调系统如图6—1所示（设计中一般绘制为单线图），已知每个风口的风量为1500m3/h，空气处理装置的阻力（过滤器50Pa，表冷器150Pa,加热器70Pa，空气进、出口及箱体内附加阻力35Pa）为305Pa;空调房间内的正压为10Pa，管道材料为镀锌钢板。
设计空气管道尺寸并计算风机所需的风压。
图5—1例题计算用图
A-百叶风口；B—多叶调节阀；C－多叶调节阀；D－百叶风口;
F－通风机；AHU－空气处理箱
[解］
（1）根据图5-1所示的管道布置及各管道的长度，确定计算的最不利管路为1—2—3-4-5—6。
（2）根据各管段的风量及选定的流速确定各管段的断面尺寸并计算该管段的摩擦阻力和局部阻力如下：
管段1—2：
摩擦阻力计算：
取管内流速v1-2=4.0m/s，则管道断面应为:
f1—2=
=0.104m2
取断面尺寸为320×320mm,则实际面积为0.102m2，故实际流速v1-2=4。
07m/s。
按流速当量直径Dv=320mm及实际流速v1—2=4.07m/s,查摩擦阻力线解图得单位长度摩擦阻力Rm1—2=0。
7Pa/m,故该管段的摩擦阻力为△Pm1—2=Rm1-2×l1-2=0。
7×9=6.3Pa.
局部阻力计算：
百叶风口：
取风口平均风速为3。
0m/s，则风口面积为f=
=0.139m2,取风口尺寸为450mm×320mm,实际平均流速为2。
89m/s。
查局部阻力系数表,取活动百叶风口出风时局部阻力系数ζ=3。
5。
对应的管内流速在有效面积为80%时为v=2.89/0。
8=3.6m/s。
渐扩管：
单面扩大的渐扩管，其面积比为0.139/0。
102=1.36，近似为1.5，则在扩散角为30°时其局部阻力系数ζ=0。
11,对应流速为4.07m/s.
风量调节用多叶阀：
按0°全开时四叶阀查局部阻力系数表，得ζ=0.83。
弯头:
方形90°弯头，b/h=1。
0，R/b=1时，ζ=0。
29。
分流三通的直通管：
分流前管段的流量为3000m3/h，取流速为5。
0m/s，选定管道断面为500mm×320mm（宽×高）。
实际流速为5.2m/s.由此查局部阻力系数表内90°矩形分流三通，求出L2/L=0.5；F2/F=0。
102/0。
139=0.64。
插值得ζ=0.1，对应总管流速。
管段2-3：
摩擦阻力按5。
2m/s；当量直径Dv=
=0。
39m（390mm），查摩擦阻力线解图得Rm2—3=0。
8Pa/m。
△Pm2-3=0。
8×5=4。
0Pa。
矩形分叉分流三通：
先确定总管的面积，已知风量为4500m3/h。
设流速为6m/s，选定管道断面为630mm×320mm，实际流速为6.2m/s。
求支管与总管的面积比F1/F=
=0.79.经插值的得ζ=0。
27。
管段3—4：
已知管内流速为6.2m/s，求当量直径Dv=
=0。
422m（422mm）。
查摩擦阻力线解图得Rm3—4=1。
0Pa/m。
变径弯头变换断面尺寸为500mm×400mm后,单位摩阻仍无大变化，故管段3-4的总摩擦阻力为△Pm3—4=1×9=9Pa.
弯头：
为变断面尺寸的90°弯头，近似按等断面矩形弯头计算，取R/b=1.0，b/h=1.0得ζ=0。
29.
风量调节阀：
全开时α=0;叶片数n=4，查局部阻力系数表，得ζ=0.83。
风机出口渐扩管：
由于未正式选定风机型号，可暂设风量和估计压头相近的风机并查出其出口断面尺寸。
如用4-72—11No。
4。
5A风机，其出口断面尺寸为360mm×315mm，则渐扩管两端面尺寸为360mm×315mm～500mm×400mm，取管长为380mm，则中心角约为20°，两断面面积比
=
=1。
76.查局部阻力系数表得ζ=0.14。
对应动压按风机出口断面流速计算。
空气处理装置4—5（包括进出口部件阻力在内）:
总阻力已知。
管段5—6：
单位长度摩擦阻力Rm5—6=Rm3-4=1。
0Pa/m,故摩擦阻力△Pm5-6=1×6=6Pa。
新风百叶风格：
取有效面积为80%，选用风速为5m/s则其面积f=
=0.3125m2。
取尺寸为630×500则风口实际平均速度为
=
=4m/s。
查局部阻力系数表，得ζ=0。
9（对应平均风速的动压）。
渐缩管：
断面630mm×500mm单面收缩至400mm×500mm,当α=30°时，ζ=0。
82.
弯头（两个）：
90°，R/b=1。
0,b/h≥0.75时，ζ=0。
2。
（3）支管的阻力平衡计算：
管段7—3：
此段所有的直管部分，风口，调节阀和弯头等均与管段1-2的管件具有相同的摩擦阻力系数及局部阻力系数，但分叉三通及渐缩管的局部阻力系数需要计算.
分叉三通：
F2/F1=320×320/630×320=0.5，故ζ=0。
304；减缩管:
α=20°,ζ=0.1。
管段8—2：
同管段7—3,只需计算分流三通的局部阻力系数。
分流三通：
条件同管段1—2的直通局部阻力系数计算,查ζ=0.42.
将上列各管段的阻力计算结果，列入专门设计的计算表内。
经统计得:
△P1—2=47.42Pa
△P8—2=44.8Pa
故不平衡率为
=5.5％，满足要求。
为改善两管段的平衡性,可利用调节阀调整。
对管段1-3与7-3间的不平衡率则有：
△P1-3=57。
62Pa
△P7-3=55.03Pa
故不平衡率为
=4。
5％〈15%，满足要求.同样可用调节阀改善其不平衡性,使风口出流量更为均匀。
（4）系统总阻力及风机选择：
系统总阻力为管段1-2-3-4-5-6的阻力之和，即445。
7Pa，并需考虑房间10Pa的正压。
所以风机
的总压头应不少于445。
7+10=455。
7.
风量应不少于4500m3/h。
据此选择具有一定余量的风机，并使其型号与阻力计算时所设定的型号一致。
表6—1管道阻力计算表
管段编号
风量
L
（m3/h）
管长
l
（m）
初选
风速
（m/s）
管道尺寸
a×b
（mm）
当量直径
D
（mm）
实际流速
v
（m/s）
单位长度摩擦阻力
Rm
（Pa/m）
摩擦阻力
△Pm
（Pa）
动压
（Pa）
局部阻力系数
ζ
局部阻力
Z
（Pa）
管段总阻力
△Pm+Z
（Pa）
管路总阻力
∑（△Pm+Z）
（Pa）
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1—2
1500
9
4
320×320
320
4.07
3.6
4。
07
5.2
0。
7
6。
3
7。
78
9。
94
16。
2
3。
5
0.11
0。
83
0。
29
0。
1
27。
2
1.1
8。
3
2.9
1。
62
47.42
房间正压10Pa
新风百叶
渐扩管
调节阀
弯头
三通
2-3
3000
5
5
500×320
390
5.2
6.2
0。
8
4。
0
23
0。
27
0。
62
10。
2
57。
62
分叉三通
3—4
4500
9
6
620×320
（500×400）
422
（444）
6。
2
（6.25）
11
1。
0
9.0
23
23。
4
72。
9
0。
29
0.83
0.14
6。
67
19。
4
10。
2
45.27
弯头
调节阀
渐扩管
4-5
305
5—6
4500
6
500×400
444
6.25
1.0
6.0
23.4
0。
22+0.3
0.82
12。
2
19.3
37。
5
445。
7
2弯头
渐缩
7—3
1500
13
4
320×320
320
4.07
0.7
9.1
9.94
7。
78
16.2
0.11+0。
8
+0。
29
3.5
0.304+0。
1
12.23
27。
2
6.5
55。
03
见管段1—2管件
分叉三通,渐缩
8—2
1500
2
4
320×320
320
4。
07
5。
2
0.7
1.4
9.94
16.2
0。
42
9.4+27.2
6.8
44.8
与管段1—2比少一弯头
三通
7空调设备的选型
7。
1空调设备的主要性能
（1）冷量
空调制冷系统的冷量,应根据所服务房间的同时使用情况、系统的类型及调节方式，按各房间逐时冷负荷的综合最大值或各房间夏季冷负荷的累计值确定，并应计入新风冷负荷以及风机、风管、水泵、冷水管和水箱温升引起的附加冷负荷。
（2）风量
满足根据设计计算得出的送风量和送风状态。
此外，还要满足对新风量的要求。
（3）机外余压
机组的机外余压应能满足克服风管的沿程阻力损失，局部阻力损失以及出口动压损失之和的要求。
在考虑了设计计算和施工安装过程中可能造成的误差，以及由于漏风所形成的附加压力损失等因素，因此在一般的通风空调工程中，机组的机外余压宜考虑10％~15%附加值.
7。
2空气处理机组的选型计算
7.3空气处理机组的安装
组合式空气处理机组宜安装在空气调节机房内，并留有必要的维修通道和检修空间.
8其它
8。
1消声
（1）采暖、通风和空气调节设备噪声源的声功率级，应依据产品资料的实测数值；
气流通过直风管、弯头、三通、变径管、阀门和送回风口等部件产生的再生噪声声功率级与
（2）噪声自然衰减量,应分别按各频带中心频率计算确定；
（3）通风与空气调节系统产生的噪声，当自然衰减不能达到允许噪声标准化时，应设置消声设备或采取其它消声措施。
系统所需的消声量，应通过计算确定；
（4）选择消声设备时,应根据系统所需消声量、噪声源频率特性和消声设备的声学性能及空气动力特性等因素，经济技术比较确定;
（5）消声设备的布置应考虑风管内气流对消声能力的影响，消声设备与机房隔墙间的风管应具有隔声能力;
（6）管道穿过机房围护结构处四周的缝隙，应使用具备隔声能力的弹性材料填充密实。
8。
2减振与隔振
（1）当通风、空气调节、制冷装置以及水泵等设备的振动靠自然衰减不能达标时,应设置隔振器或采用其它隔振措施；
（2）对本身不带有隔振装置的设备，当转速小于1500r/min时，宜选用弹簧减振器；转速大于1500r/min时，根据环境需求和设备振动的大小，亦可选用橡胶等弹性材料的隔振块或橡胶隔振器；
（3）冷（热）水机组、空气调节机组、通风机以及水泵等设备的进口、出口管道，宜采用软管连接。
水泵出口设止回阀，宜选用消锤式止回阀；
（4）受设备振动影响的管道，应采用弹性支吊架。
8。
3保冷与保温
8.3。
1保温部位
（1）冷、热介质在生产和输送工程中产生冷热损失的部位；
（2）防止外壁、外表面产生冷凝水的部位。
包括涉及到的设备、管道及其附件、阀门等。
8.3.2管道的保冷和保温，应符合下列要求
（1）保温层的外表面不得产生凝结水；
（2）管道和支架之间，管道穿墙、穿楼板处应采取防止“冷桥”、“热桥”的措施;
（3）采用非闭孔闭孔材料保冷时，外表面应设隔汽层和保护层;保温时，外表面应设保护层。
8。
3.3设备和管道的保冷、保温材料
（1）保冷、保温材料的主要技术性能应按国家现行标准《设备及管道保冷设计导则》（GB/T15586）及《设备及管道保温设计导则》（GB8175）的要求确定；
（2）保冷、保温材料为不燃或难燃材料。
8.3。
4设备和管道的保冷及保温层厚度
（1）供冷或冷热共用时，按《设备及管道保冷设计导则》（GB/T15586）中经济厚度或防止表面凝露保冷厚度方法计算确定;附录?
给出了空气调节供冷管道最小保冷厚度及空气调节风管最小保冷厚度；
最小保冷厚度——以《设备及管道保冷设计导则》（GB/T15586）的防凝露厚度计算为基础，并考虑减少冷损失的节能因素和材料的价格、产品规格、结合工程实际应用情况而确定，其厚度略大于防凝露厚度。
（2）凝结水管按《设备及管道保冷设计导则》（GB/T15586）中防止表面凝露保冷厚度方法计算确定；空气调节凝结水管防凝露
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