1 工程概况

1工程概况1.1设计题目上海某公司综合楼通风空调设计1.2设计内容本设计将为该综合楼设计一套中央空调系统，夏季供冷，冬季供热。1.3原始资料本建筑为上海某公司综合楼，地下一层，地上十六层，总建筑面积20604㎡，总高度61.5m。综合楼设有大堂吧、商务中心、商场。办公室等功能房间。外墙为300厚钢筋混凝土墙，内墙为200厚加气混凝土，具体结构参照资料。屋面结构类型为预制钢筋混凝土板，带防水层，刚性层及保温层，具体结构参照资料选取。塑钢窗，木制门用于各房间内门。2设计方案确定2.1方案一：风冷热泵+空气处理机组+风机盘管上海某公司综合楼全年都有空调要求且冬季热负荷不大，可选取热泵为冷源。且上海处于长江流域，有着比较适中的低气温。在这些地区采用空气源热泵，其制热性能系数都很高。特选用风冷热泵，将其搁置于屋顶。该建筑1层，2层面积较大，人员密度大，此类房间冷负荷密度大、潜热负荷大，适用全空气系统。此建筑无预留机房，空气处理机组需吊顶安装。客房及服务部采用传统的新风加盘管系统，新风机组提供室内的新风要求并维持室内正压，不设回风，多余的空气由门窗缝隙渗透排出，室内冷、热负荷由盘管承担。目前风机盘管一般均可以调节其风机转速，从而调节送入室内的冷/热量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足不同房间不同的空调需求，同时其节能性也较好。冬季，热泵低温侧吸取室外空气的热量，而在高温侧制取热水，热水送入风机盘管/空气处理机组供房间采暖；夏季，制取冷水送入风机盘管/空气处理机组供房间制冷。2.2方案二：新风VRV(热泵型)VRV系统，即变制冷剂流量系统，属直接蒸发式制冷剂系统。它将制冷系统的热交换器直接放在需处理对象的室内空间来吸收余热余湿/制热,因此效率较高,由于每台室内机独立成一小型系统,每一空调分区完全相互独立运行,避免了大型中央空调局部使用则启动整个系统的巨大能耗。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求。针对室内人员对新风的需求，本方案供采用两种新风处理方式。二层以上均为多个独立的标准客房，选用直流变速新风处理机来处理新风。直流变速新风处理机采用新冷媒R410A直接膨胀制冷，处理从室外引入的空气，使其接近温室，并将其送入室内。一层大厅面积大，所需新风量大，若采用新风处理机组处理造价昂贵，且无大风量新风机组所需专用机房。特采用全热交换器来处理新风问题。回风与新风在通过全热交换器的时候进行热交换，既满足了室内人员对新风的需求，又对室内进行了热回收，较为节能。由于本设计主要为3层以上办公楼，所以本工程设计选第二种方案，即新风VRV系统。相对第一个方案而言，新风VRV系统首先，避免了采用水系统带来的诸多麻烦。其次，由于只需要一次冷媒，冷媒管相对较细，冷凝水就近排放到卫生间，减少了空调系统占用空间和占用高度，有效地提升了房间的有效高度。第三，使空调系统工程施工变得简单。第四，日常维修量小，无需专人维护，减少运行管理费用。3设计参数3.1上海市室外空调设计参数台站位置：东经121。43，，北纬31。35，夏季参数：夏季大气压1005.2kPa室外平均风速3.6m/s室外空调计算干球温度34.5℃室外湿球温度28.3℃室外日平均温度31.3℃室外计算日较差6.7℃最热月平均相对湿度85%大气透明度等级5.00冬季参数：冬季大气压1025.1kPa冬季室外风速3.7m/s空调计算温度-4℃空调相对湿度79%空调房间：夏季温度26℃相对湿度：夏季湿度55%办公室每人最小新风量：20m3/h各房间人员容量：办公室：6㎡/人休息室：4㎡/人会议室：2㎡/人各房间照明容量：办公室：30W/㎡休息室：30W/㎡会议室：40W/㎡各房间设备单位发热量：办公室、会议室：30W/㎡休息室：15W/㎡3.2室内空调主要设计参数表3－1室内空调主要设计参数房间类别空调温度℃相对湿度℃气流平均速度m/s新风量m3/(h*人)夏季冬季夏季冬季夏季冬季大厅261660%50%≤0.30≤0.220餐厅261860%50%≤0.25≤0.1530办公室252055%50%≤0.25≤0.1520服务部261855%50%≤0.3≤0.230消防控制中心261855%50%≤0.3≤0.2304空调冷热负荷及新风负荷计算4.1冷负荷计算4.1.1冷负荷计算方法（1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷CLQ=F×K×△tW(4—1)式中：CLQ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；τ——计算时间，h；F——围护结构计算面积，㎡；K——围护结构传热系数，W/(㎡·℃)；t——作用时刻下，通过外墙的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。（2）内围护结构冷负荷)(,)(RmoiictttKAQW(4-2)式中:)(cQ—内围护结构冷负荷，W；iA—内围护结构的面积，㎡；iK—内围护结构传热系数，W/(㎡*℃)；mot,—夏季空调室外计算日平均温度，℃；Rt—附加温升，可按《暖通空调》P15表2-10查取。（3）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷CLQ=F×K×(tτ–tn)W(4-3)式中：F——外玻璃窗面积，m²；K——玻璃的传热系数，W/(㎡·k)；tτ——玻璃窗的冷负荷温度逐时值，℃；tn——室内设计温度，℃。（4）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷CLQ=F×xg×xd×Cn×Cs×Jj·τW(4-4)式中：F——玻璃窗的净面积,Cs——玻璃窗的遮挡系数，见《空气调节（第四版）》附录2-7，6mm原普通玻璃Cs=0.89；Cn——窗内遮阳设施的遮阳系数，见《空气调节（第四版）》附录2-8，浅色白布帘Cn=0.6；Jj·τ——计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/m²，见《实用供热空调设计手册第二版下册》附录2-13；（5）照明散热形成的冷负荷白炽灯：Q=1000×NW(4-5)荧光灯：Q=1000×n1×n2×NW(4-6)式中：CLQ5——灯具散热形成的冷负荷，W；N——照明灯具所需功率，KW；n1——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n1＝1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n1＝1.0；n2——灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热与顶棚内时，取n2＝0.5～0.8；而荧光灯罩无通风孔时,取n2＝0.6～0.8；（6）人体散热形成的冷负荷CLQ＝q×n×nˊW(4-7)29号式中：CLQ——人体散热形成的冷负荷，W；q——不同室温和劳动性质时成年男子热散热量，W；n——室内全部人数；nˊ——群集系数，(见《空气调节（第四版）》表2-18)；内维护结构的传热冷负荷当相邻空间通风良好时，内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式计算：)(nwpttKFQ式中twp——夏季空调室外计算日平均温度，4.1.2三楼冷负荷计算图4—1三楼平面图（层高3.6米）（1）办公室3002a.南外墙冷负荷外墙结构为纯加气混凝土，传热系数为0.72W/(m2·K)。由《空气调节》附录2—9查得外墙冷负荷计算温度，按式(4—1)算出外墙冷负荷，逐时值及计算结果列入表4—1中。表4—1南外墙冷负荷时刻T9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00△Tx-t788888888K单位0.720.720.720.720.720.720.720.720.72F8.48.48.48.48.48.48.48.48.4CLQx42.33648.38448.38448.38448.38448.38448.38448.38448.384b．南外窗瞬时传热冷负荷双层铝合金窗，6mm普通玻璃，规格为2500mm*1900mm；百叶窗。由《空气调节》附录2—12查得Kw=2.2W/(m2·K)，再由附录2—9查得玻璃窗的修正系数的修正值，对金属框双层窗应乘1.2的修正系数。由附录2—10查出玻璃窗冷负荷计算温度)(ct，根据式(4—3)计算，计算结果列入表4—2中。表4—2南外窗瞬间传热冷负荷时刻T9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00△Tx3.244.75.45.96.36.66.76.5K2.22.22.22.22.22.22.22.22.2F666666666CLQx42.2452.862.0471.2877.8883.1687.1288.4485.8c.透过南外窗进入日射得热引起冷负荷用式(4—4)计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷，列入表4—3中。表4—3南外窗日射得热引起的冷负荷时刻T9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00Jj-x527699114114100816953F666666666CS0.750.750.750.750.750.750.750.750.75Cn0.750.750.750.750.750.750.750.750.75Xd111111111Xg0.30.30.30.30.30.30.30.30.3CLQx52.6576.95100.23115.42115.42101.2582.0169.8653.66g．人员散热引起冷负荷~~红书118假定办公室内有8人，人在室内时间为8小时（9:00——17：00）。办公室属极轻劳动。查《空气调节（第四版）》表2-18，当室温为26℃时，每个人散发的显热和潜热为61W和73W，由表2—17查取群居系数=0.89，由附录2—16查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。由式(4—7)、(4—8)分别计算人体显热散热逐时冷负荷、前热冷负荷，并列入表4—7中。表4—7人员散热形成的冷负荷人体显热群集系数=0.89n=10q1=61时刻T9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00t-T012345678Xt-T00.490.680.740.790.820.850.870.89Q10266.021369.172401.746428.891445.178461.465472.323483.181人体潜热群集系数=0.89n=10q2=73Q2649.7649.7649.7649.7649.7649.7649.7649.7649.7CLQ649.7915.721018.871051.441078.591094.871111.161122.021132.87h．照明散热形成的冷负荷办公室采用暗装荧光灯,镇流器装设在顶棚内，故镇流器消耗功率系数取1n=1.0，灯罩隔热系数取2n=0.5。。由《空气调节》附录2—15查得照明散热冷负荷系数LQC，按式(4—6)计算，结果列入表4—8中。表4—8照明散热形成的冷负荷时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015;0016:0017:00Xt00.380.590.670.740.770.810.840.86n10.80.80.80.80.80.80.80.80.8N462462462462462462462462462Qc(τ)0168.53261.67297.15328.20341.51359.25372.55381.42由于室内压力高于大气压力，所以不需考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。现将各分项计算结果列入表4—9中，并逐项相加，以便求得大厅内的冷负荷值。工艺设备散热计算时刻T9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00JEx-t00.770.870.890.910.920.940.950.95q1202020202020202020F424242424242424242CLQ0646.8730.8747.6764.4772.8789.6798798