变风量空调系统工程设计.pptx
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1、1.1.设计条件设计条件 1.1建筑概况建筑概况地点地点 上海浦东陆家嘴地区上海浦东陆家嘴地区 层数层数 地上地上4040层、地下层、地下3 3层层 总建筑面积总建筑面积 70000 70000建筑总高度建筑总高度 180m 180m用途用途 出租办公楼出租办公楼( (单一房产公司所有、单一房产公司所有、 分散用户租用、物业集中管理性质分散用户租用、物业集中管理性质) )结构结构 钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架1.2标准层概况标准层概况建筑面积建筑面积 1800m2 1800m2空调面积空调面积 1465 m2 1465 m2层高层高4.2m4.2m;室内吊平顶净高;室内吊平顶净高2.8m2.8
2、m外窗玻璃:中空外窗玻璃:中空Low-ELow-E玻璃;玻璃;遮阳系数遮阳系数SC= 0.6SC= 0.6;传热系数;传热系数K= 1.7K= 1.7外墙:窗、墙比为外墙:窗、墙比为0.620.62;传热系数;传热系数K=0.53K=0.53外墙外窗铝板1.5mm膨胀聚苯板100mm玻璃幕墙(详右)外侧双层玻璃8+8mm空气层12mm内侧玻璃8mmLOW-E低辐射涂层0.76mm1.3空调冷、热源空调冷、热源冷冷 源源 离心式冷水机组离心式冷水机组 3500kW 3500kW2 2台;螺杆式冷水机组台;螺杆式冷水机组 1225kW 1225kW2 2台。台。热热 源源 油气两用热水锅炉油气两用
3、热水锅炉2800 kW2800 kW2 2台;水台;水-水板式换热器水板式换热器5055 kW5055 kW5 5台。台。水系统水系统 冷水系统:机组侧定流量系统,用户侧变流量系统;冷水系统:机组侧定流量系统,用户侧变流量系统; 冷冻机房侧冷、热冷冻机房侧冷、热4 4管制;管制; 标准层空调机房侧单冷标准层空调机房侧单冷2 2管制;管制; 标准层空调,外区风机盘管机组季节性转换冷、热标准层空调,外区风机盘管机组季节性转换冷、热2 2管制。管制。用户侧冷、热水温度:用户侧冷、热水温度: 一次冷水一次冷水6 61212; 二次冷水(二次冷水(2929层以上及层以上及B3B31414层风机盘管机组用
4、)层风机盘管机组用)7 71313; 热水热水60605050。 项目夏季冬季备注外区内区外区内区空气温度 ()25252022参照表1-3空气相对湿度()5040最小新风量(m3/hp)2020按第按第1111章方法计算章方法计算平均人员密度(m2/人)8按空调面积计CO2浓度() 0.1参照表1-3照明负荷指标(W/m2)18按空调面积计设备负荷指标(W/m2)50按空调面积计噪声指标(NC)35 1.4室内、外设计参数室内、外设计参数 夏季:夏季: 34/28.2 34/28.2; 冬季冬季: -4/75%: -4/75%; 冬冬/ /夏季室外平均风速夏季室外平均风速: : 3.1/3.
5、2m/s 3.1/3.2m/s。2.系统选择与设置系统选择与设置2.1基本情况分析基本情况分析p夏热冬冷地区,冬季外区需供热,外围护结构每米热负荷约夏热冬冷地区,冬季外区需供热,外围护结构每米热负荷约200W/m 200W/m p常温电制冷冷机组无冰蓄冷系统常温电制冷冷机组无冰蓄冷系统p避免采用价格昂贵且可能需进口的高诱导比低温送风口避免采用价格昂贵且可能需进口的高诱导比低温送风口p需保持较高的通风换气次数需保持较高的通风换气次数p标准办公层空调机房比较狭小,变风量空调系统风量受限制标准办公层空调机房比较狭小,变风量空调系统风量受限制确定采用常温变风量空调系统确定采用常温变风量空调系统 2.2
6、系统比较后采用风机盘管系统比较后采用风机盘管+单风道系统单风道系统 系统要求系统要求系统选择和优点系统选择和优点缺点缺点低温送风低温送风/ /加热量加热量200w/m200w/m/ /换气次数不变换气次数不变串联式风机动力型串联式风机动力型/ /气流组织好气流组织好/ /新风效率高新风效率高串联末端耗电大,有再热损失串联末端耗电大,有再热损失常温送风常温送风/ /加热量加热量200w/m200w/m/ /换气次数可变换气次数可变并联式风机动力型并联式风机动力型/ /风机盘管风机盘管+ +单风道系统单风道系统无再热损失无再热损失/ /冷热单冷热单风道系统风道系统并联末端耗电较大有再热损失并联末端
7、耗电较大有再热损失/ /冷热单风冷热单风道系统要分朝向道系统要分朝向/ /风机盘管风机盘管+ +单风道系统有单风道系统有冷水管、占用空间冷水管、占用空间常温送风常温送风/ /加热量加热量100-100-200w/m/200w/m/换气次数可变换气次数可变热水散热器热水散热器+ +单风道系统单风道系统无再热损失无再热损失有热水管、占用空间有热水管、占用空间常温送风常温送风/ /加热量加热量100w/m100w/m/ /换气次数可变换气次数可变热水再热单风道系统热水再热单风道系统/ /电再热单电再热单风道系统风道系统有热水管和再热损失有热水管和再热损失/ /电热有节能、安全电热有节能、安全问题问题
8、2.3系统设置系统设置p数层或整幢大楼组成的大型系统;数层或整幢大楼组成的大型系统;p每层设一台空调器的中型系统;每层设一台空调器的中型系统;p每层设多台空调器的小型系统。每层设多台空调器的小型系统。经分析采用经分析采用“周边风机盘管,东、西两套内区单风道单冷型变风量空调系统周边风机盘管,东、西两套内区单风道单冷型变风量空调系统”优点:优点:p东、西两个系统,可较好地跟踪朝向负荷变化、还可采用不同的送风温度,保证足东、西两个系统,可较好地跟踪朝向负荷变化、还可采用不同的送风温度,保证足够的送风量;够的送风量;p风管半径较小、风管截面积较小,易于布置,系统从两侧集中回风,吊平顶内静压风管半径较小
9、、风管截面积较小,易于布置,系统从两侧集中回风,吊平顶内静压比较均匀。比较均匀。p外区采用低矮式风机盘管,有利于冬季减小窗边区的温度梯度,防止冷气流下沉。外区采用低矮式风机盘管,有利于冬季减小窗边区的温度梯度,防止冷气流下沉。p低矮式风机盘管机组设置在楼板沟槽内,降低了窗台高度,增强了外窗的通透性。低矮式风机盘管机组设置在楼板沟槽内,降低了窗台高度,增强了外窗的通透性。缺点:缺点:p与每层设置一套的空调系统比较,初投资较高;与每层设置一套的空调系统比较,初投资较高;p由于空调机房设置在筒芯内,集中新风系统无法满足秋、冬、春三季全(变)新风由于空调机房设置在筒芯内,集中新风系统无法满足秋、冬、春
10、三季全(变)新风供冷需求。供冷需求。 3.内外分区与负荷风量计算内外分区与负荷风量计算3.1内外分区内外分区p通透型通透型Low-eLow-e玻璃,遮阳系数玻璃,遮阳系数SC=0.6SC=0.6,大于公共建筑节能设计标准中规定的遮,大于公共建筑节能设计标准中规定的遮阳系数阳系数SC0.4/0.5SC0.4/0.5(东、南、西向(东、南、西向/ /北向),北向),p有窗边风机盘管送风等改善窗边热环境的措施有窗边风机盘管送风等改善窗边热环境的措施( (简易通风窗简易通风窗AFW)AFW)确定确定外区进深外区进深3.5m3.5m为中等进深型,其余部分可确定为内区。将划分好的内、外分区再细为中等进深型
11、,其余部分可确定为内区。将划分好的内、外分区再细分成若干个空调区域分成若干个空调区域3.2负荷与风量计算负荷与风量计算 p采用负荷计算软件对各空调区域的冷、采用负荷计算软件对各空调区域的冷、 热负荷进行逐时计算,并计算散湿量热负荷进行逐时计算,并计算散湿量 p按外区的围护结构逐时冷、热负荷的按外区的围护结构逐时冷、热负荷的 最大值选择周边风机盘管;最大值选择周边风机盘管;p按相关内、外区内热冷负荷合计值选按相关内、外区内热冷负荷合计值选 择内区变风量末端装置。择内区变风量末端装置。p作作线交于相对湿度线交于相对湿度8585线,得送风线,得送风 温度温度1515 (不合适可调整室内相对湿度)(不
12、合适可调整室内相对湿度) LSNR回风温度25.6室内温度25.0送风温度15.0盘管出风温度13.1回风温升送风温差风机风管温升95%85%50%h =37.6kJ/kgSNh =50.2kJ/kg1 12 23 34 45 56 67 78 8空调空调区域区域温度温度控制区控制区空调空调面积面积变风量末端装置变风量末端装置风机盘管风机盘管内热显内热显冷负荷冷负荷区域最大区域最大风量风量末端末端最大风量最大风量末端末端最小风量最小风量建筑建筑冷负荷冷负荷建筑建筑热负荷热负荷A AQ QS SG GZ ZG GG GM MQ QC CQ QH HW Wkg/skg/skg/skg/skg/sk
13、g/sW WW W外区东北东北1 1东东1 14940-3223585230241983内、外区内内5 5东北1东19049405557401016330.5500.3970.1620.5550.5550.1670.167-外区东东2 232-46821586内、外区内内6 6东27032432213060.4280.1290.5570.167-外区东东3 332-46821586内、外区内内7 7东37032432213060.4280.1290.5570.167-外区东东4 4东南东南2 24149-5998556420323064内、外区内内8 8东4东南2105414964831674
14、26170.6420.1660.2590.5340.6340.1600.160-外区会议会议2 27640600.4020.4020.12141131702东系统合计东系统合计648398973.69东系统空调区域负荷及风量计算表 1 12 23 34 45 56 67 78 8空调空调区域区域温度控制区温度控制区空调空调面积面积变风量末端装置变风量末端装置风机盘管风机盘管内热显冷内热显冷负荷负荷区域最大风区域最大风量量末端最大末端最大风量风量末端最小风末端最小风量量建筑建筑冷负荷冷负荷建筑建筑热负荷热负荷A AQ QS SG GZ ZG GG GM MQ QC CQ QH HW Wkg/sk
15、g/skg/skg/skg/skg/sW WW W外区东北东北2 2西北西北1 1西南西南1 1184632-232317143543112427111571内、外区内内1 1东北2西北1西南1901846325557659220218840.550.0650.2180.1870.510.510.1530.153-外区西南西南2 235431571内区内内3 3西南27032432218840.4280.1870.6150.185-外区西南西南3 332-35431571内区内内3 3西南37032432218840.4280.1870.6150.185-外区西南西南4 4东南东南1 1394
16、8-4318610519153020内区内内4 4西南4东南110539486483229625640.6420.2270.2540.5620.5620.1690.169-外区会议会议1 16734890.3450.3450.10484232897西系统合计649375463.72西系统空调区域负荷及风量计算表西系统空调区域负荷及风量计算表WQTTNSQhh1121212p1.01DQG1.01LQG1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010室内室内最大最大全热全热冷负荷冷负荷室内室内最大散最大散湿量湿量热湿比热湿比室内室内空气焓值空气焓值送风焓值送风焓值送风量送风量风机温
17、升风机温升风管温升风管温升回风温升回风温升Q QT TW Wh hN Nh hS SG GttF FttD DttL LkWkWkg/skg/skJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgkg /skg /s计算计算公式或公式或来源来源HDY软件查焓湿图东系统东系统46.10.002222076650.237.63.661.70.20.57西系统西系统48.00.002222162250.237.63.811.70.20.557 . 186. 055. 012120 . 11000121221TFptskghhQGSNT/66. 36 .372 .501 .46p系统风量计算系
18、统风量计算p风机得热、风管温升及回风温升计算风机得热、风管温升及回风温升计算东、西侧空调系统负荷风量计算表东、西侧空调系统负荷风量计算表 4.变风量末端装置选型变风量末端装置选型4.1风量计算风量计算p一次风最大风量:根据各区域最大显热负荷计算(如东系统一次风最大风量:根据各区域最大显热负荷计算(如东系统/ /东北东北1 1区)区)p一次风最小风量:影响因素一次风最小风量:影响因素新风分配(新风分配(另行计算另行计算)、加热需求与气流组织要求)、加热需求与气流组织要求(无无)、末端装置风速传感器精度()、末端装置风速传感器精度(校核计算校核计算) p末端装置采用皮托管式风速传感器;末端装置采用
19、皮托管式风速传感器;8 8位模数转换器;位模数转换器;0 0375Pa375Pa气电转换器,最小气电转换器,最小动压动压PMPM为为7.6Pa7.6Pa 末端装置最小风量校核计算表末端装置最小风量校核计算表 skgttQSNS/397. 0)1525(01. 101. 4)(01. 1GZ24D21.24D进口直径进口直径D D进口面积进口面积A A一次风最大风一次风最大风G GZ Zv=10v=1013m/s13m/s2 5 0 Pa2 5 0 Pa动压下动压下 风风 量量 G G250250放大系数放大系数F F最小风速最小风速V Vm m一次风最一次风最小风量小风量G Gm mm m2
20、2kg/skg/sm m3 3/s/sm/sm/skg/skg/s计算方法计算方法查图查图8-18-11751752002002252250.0240.0240.03140.03140.03970.03970.28880.28880.3740.3740.3770.3770.4900.4900.4760.4760.6200.6200.3310.3310.4330.4330.5480.5482.192.192.192.192.182.182.402.402.402.402.412.410.06910.06910.09050.09050.11480.1148Fpm222504 .20GAAvm0.0
21、1(2.5)0.1(25) 1(250)(17)(170)(1700)(17000)风速传感器动压信号 in.W.g.(Pa)风量 cfm(m /h)37000(11900)3665(6231)2806(4770)2062(3505)1432(2434)1160(1972)916(1557)702(1193)515(876)358(609)229(389)1010010001000031英寸水柱(250Pa)动压时风量 cfm(m /h)450400350300250225200175150125100进口尺寸(mm)5.新风设计新风设计5.1系统选择系统选择p空调机房设置在核心筒内,空调机房
22、设置在核心筒内,无对外新、排风进出口。因无对外新、排风进出口。因此,需采用集中新风系统。此,需采用集中新风系统。p为了避免新风管穿越核心为了避免新风管穿越核心筒,对应东、西两个变风量筒,对应东、西两个变风量空调系统各设一个集中新风空调系统各设一个集中新风系统。系统。p每层利用新、排风定风量每层利用新、排风定风量装置控制新、排风量。装置控制新、排风量。5.2 区域新风量计算(略)区域新风量计算(略) 6.风系统设计风系统设计6.1风系统设计要点风系统设计要点p变风量系统常采用矩形风管和圆形风管,圆形风管多用于钢结构穿梁方式。本变风量系统常采用矩形风管和圆形风管,圆形风管多用于钢结构穿梁方式。本实
23、例建筑物采用钢筋混凝土结构,风管系统采用矩形风管;实例建筑物采用钢筋混凝土结构,风管系统采用矩形风管;p变风量系统常用的风管布置形式有环状和枝状,环状布置易于压力平衡。本实变风量系统常用的风管布置形式有环状和枝状,环状布置易于压力平衡。本实例设置东侧、西侧两个系统,采用枝状风管系统布置形式;例设置东侧、西侧两个系统,采用枝状风管系统布置形式;p由于空调系统较小,采用等摩阻法进行风管设计;由于空调系统较小,采用等摩阻法进行风管设计;p考虑到各房间回风的压力平衡,采用吊平顶静压箱集中回风;考虑到各房间回风的压力平衡,采用吊平顶静压箱集中回风;p变风量末端装置一次风进口接管采用等径管连接,有变风量末
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