建环毕业设计说明书(DOC)

毕业设计

题 目 长沙铝业科技大厦办公楼 空 调 设 计（Ⅰ） 学院名称 城市建设学院 指导教师 刘源全 刘泽华 罗清海 职 称 副教授 教 授 副教授 班 级 建环1101班 学 号 20114500137 学生姓名 金之杰

2014.12.22-2015.5.28

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摘 要

本设计为本工程为长沙铝业科技大厦办公楼空调工程设计。本工程总建筑面积为 285.21m2，空调面积为15740m2。建筑高度98.9m，总冷负荷为2578kW，总热负荷为1573kW。该建筑为单位自用办公楼，部分楼层对外出租，故结合建筑形式，本设计共采用三种系统，分别为多联机系统、全空气系统、空气-水系统。7层以上办公区采用多联机系统，该多联机系统为风冷式。室内机采用四面出风嵌入式送风，室外机放于各层空调平台上。本工程共分为40个区。共40台室外机。其余楼层采用集中式空调系统，其中综合楼餐厅和多功能厅因为其人员多湿负荷大，故采用全空气系统。1层至6层采用空气水系统，冷源选择热回收式螺杆式机组两台。型号为MCW360H，单台额定制冷量为357kW。热源采用燃气热水锅炉两台，型号为CLHS30，单台额定制热量0.35MW。本建筑为公共建筑，层高大于50m，故防火等级为一级。楼梯间与前室采用正压送风，并对走廊进行机械排烟。公共厕所、单独卫生间设置机械排风系统，由管井统一排出；地下室设置排风与排烟兼用系统，选用双速风机，平时排风，火灾时排烟。

关键词：多联机、全热交换、通风、防排烟

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ABSTRACT

This design for the project for changsha lvye technology mansion, office building air conditioning engineering design.The project total construction area of 285.21 m2, air conditioning covers an area of 15740 m2. Building height of 98.9 m, the total cooling load is 2578 kw, the total heat load is 1573 kw.

The office building as the unit for private use, some floors foreign rent, so the combination of architectural form, this design USES the three systems, respectively for on-line system, air system, air and water systems.

More than 7 layer office use VRF system, the more online systems for the air-cooled. According to the embedded air supply of all around the wind, the house on the layers of air-conditioning platform.

The remaining floor adopts centralized central air conditioning system, including complex building restaurants and multi-function hall because of its much moisture load big, the whole air system is adopted. 1 to 6 layers using air water system, heat recovery type cold source choice screw type units.

This building for public buildings, the height is more than 50 m, so the fire rating for level 1. Stair with former chamber adopts positive pressure air supply, and mechanical smoke exhaust of the corridor. A public toilet, separate toilet set mechanical exhaust system, uniformly discharge by tube well; Basement set exhaust and smoke exhaust combination system, choose a two-speed fan, exhaust, at ordinary times of fire smoke.

Key Words：VRV；total heat exchanger；ventilation；smoke control and exhaust；

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目 录

第1章 工程概况 ........................................................................................... 1

1.1 工程概述 ..................................................................................................... 1 1.2 原始资料 ..................................................................................................... 1 1.3 设计参数 ..................................................................................................... 1 1.4 围护结构的构造 ........................................................................................ 2 1.5 围护结构热工参数 .................................................................................... 5 1.6 围护结构传热系数汇总 ........................................................................... 7

第2章 负荷计算 ........................................................................................... 8

2.1 空调冷负荷理论依据 ................................................................................ 8 2.2 空调热负荷理论依据 ................................................................................ 8 2.3 负荷范例 ..................................................................................................... 9 2.4 负荷汇总 ................................................................................................... 16

第3章 空调系统选择 ................................................................................ 19

3.1 空调系统的种类 ...................................................................................... 19 3.2 各空调系统的适用范围： ..................................................................... 20 3.3 空调系统形式的确定： ......................................................................... 21

第4章 空调设备选择 ................................................................................ 22

4.1 多联机与全热交换机设备选择范例 .................................................... 22 4.2 空气-水系统设备选择范例 .................................................................... 25 4.3 全空气系统选择范例 .............................................................................. 26

第5章 气流组织计算 ................................................................................ 28

I

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5.1 室内气流组织 ........................................................................................... 28 5.2 送风口形式 ............................................................................................... 28 5.3 气流组织的选择 ...................................................................................... 28 5.4 散流器送风计算 ...................................................................................... 29 5.5 气流组织设计计算范例 ......................................................................... 30

第6章 水力计算 ......................................................................................... 32

6.1 风系统的水力计算 .................................................................................. 32 6.2 冷媒系统的水力计算 .............................................................................. 41 6.3 水系统的水力计算 .................................................................................. 43

第7章 冷热源机房设计 ............................................................................ 52

7.1 制冷设备的选择 ...................................................................................... 52 7.2 冷却塔的选型 ........................................................................................... 52 7.3 冷却水系统 ............................................................................................... 53 7.4 冷水系统 ................................................................................................... 58 7.5 热源主机的选择 ...................................................................................... 62 7.6 板式换热器的选型 .................................................................................. 62 7.7 热水泵的选择 ........................................................................................... 62 7.8 分水器和集水器的选择 ......................................................................... 63 7.9 膨胀水箱的配置与计算 ......................................................................... 65

第8章 通风与防排烟系统设计 ............................................................... 67

8.1 楼梯间和合用前室加压送风设计 ........................................................ 67 8.2 制冷机房防排烟系统设计 ..................................................................... 68 8.3 地下车库排烟系统设计 ......................................................................... 69

II

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8.4 走廊防排烟系统设计 .............................................................................. 70

结 论 ............................................................................................................. 71 参考文献 ........................................................................................................ 72 致 谢 ............................................................................................................. 73

III

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第1章 工程概况

1.1 工程概述

本工程为长沙铝业科技大厦综合楼空调工程设计。本工程总建筑面积为 285.21m2。建筑高度98.9m，地上26层，地下2层。办公楼。

1.2 原始资料

1.2.1 土建资料

本建筑为长沙铝业科技大厦综合楼空调工程设计。本工程总建筑面积为 285.21m2。建筑高度98.9m，地上26层，地下2层。

1.2.2 围护结构资料

建筑外墙厚为250mm，内墙厚为240mm，采用加气混凝土砌块。楼板采用钢筋混凝土，屋顶为高聚物改性沥青卷材防水屋面。外窗采用单框中空玻璃，钢、铝合金窗框，门户多功能户门。

1.3 设计参数

1.3.1 室外设计参数

根据建筑物所在地区为长沙市区，查民用建筑供暖通风与空气调节设计规范错误！未找到引用源。，将长沙市冬夏季室外气象参数列于 与1.2中：

表1.1 夏季室外气象参数 夏季室外计算气象参数

夏季室外大气压力（hPa） 999.2 空调室外计算湿球温度 27.7 夏季空调 35.8 夏季室外计算干球温度（℃） 夏季通风 32.9 空调日平均 31.6 室外平均风速（m/s) 2.6

通风室外计算相对湿度 61%

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表1.2 冬季室外气象参数 冬季室外计算气象参数 冬季室外计算干球温度（℃）

供暖 0.3 冬季室外大气压力（hPa） 1019.6 冬季通风 4.6 空调室外计算相对湿度 83% 冬季空调 -1.9 室外平均风速（m/s) 2.3 1.3.2 室内设计参数

根据设计建筑类型，查错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，确定室内参数见错误！未找到引用源。所示：

夏季 冬季 表1.3 空气调节房间的室内计算参数 干球温度（℃） 24-26 17-19 相对湿度（%） 40-60 40-60 风速（m/s） ≤0.3 ≤0.3

1.3.3 新风量

根据错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，公共建筑设计新风量见错误！未找到引用源。所示：

房间类型 办公室 会议室 餐厅 多功能厅 表1.4 房间设计新风量

新风量[m3/(h•p)] 30 30 30 30

1.4 围护结构的构造

1.4.1 顶层屋面

顶层屋面做法见图1.1：

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图 1.1 顶层屋面构造

1.4.2 楼面构造做法

楼面做法见图1.2：

图 1.2 楼面构造

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1.4.3 外墙面构造做法

外墙做法见图1.3：

图 1.3 外墙构造

1.4.4 窗口

窗口做法见图1.4：

图 1.4 窗口构造

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1.5 围护结构热工参数

各围护结构热工参数见表1.5至1.10

1.5.1 平屋面

表1.5 平屋面热工参数

厚度δ 导热系数λ 蓄热系数S 修正系数 α 1.00 1.10 1.00 1.00 1.50 1.00 1.00 － 热惰性指标 材料名称 （由外到内） 卵石保护层 挤塑聚苯板(17) SBS改性沥青防水卷材 1:3水泥砂浆找平层 1:8水泥憎水膨胀珍珠岩 钢筋混凝土屋面板 石灰水泥砂浆 各层之和∑ 材料序热阻R 编号 号 446 441 34 184 447 191 192 1 2 3 4 5 6 7 － (mm) W/(m.K) W/(㎡.K) 20 30 4 20 20 120 20 234 1.510 0.030 0.230 0.930 0.058 1.740 0.870 － 15.360 0.381 9.370 11.370 0.628 17.060 10.627 － 0.75[默认] 0.70 (㎡K)/W D=R*S 0.013 0.909 0.017 0.022 0.230 0.069 0.023 1.283 0.203 0.381 0.163 0.245 0.217 1.177 0.244 2.629 外表面太阳辐射吸收系数 传热系数K=1/(0.15+∑R) 1.5.2 外墙

表1.6 外墙热工参数

导热系数λ 蓄热系数S 修正系数 α 1.00 1.25 1.25 1.00 － 热惰性指标 D=R*S 0.245 3.117 0.536 0.061 3.958 材料名称 （由外到内） 水泥砂浆 加气混凝土砌块（B07级） 无机轻集料保温砂浆 抗裂砂浆 各层之和∑ 材料编号 1 59 392 385 序号 厚度δ (mm) 热阻R (㎡K)/W 0.022 0.727 0.286 0.005 1.040 W/(m.K) W/(㎡.K) 0.930 0.220 0.070 0.930 － 11.370 3.429 1.500 11.306 － 0.75[默认] 0.84 1 2 3 4 － 20 200 25 5 250 外表面太阳辐射吸收系数 传热系数K=1/(0.15+∑R) 第 5 页 共 71 页

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1.5.3 内墙

表1.7 内墙热工参数 厚度序号 δ (mm) 1 2 3 － 20 200 20 240 导热系数λ 蓄热系数S 修正系数 α 1.00 1.25 1.00 － 热惰性指标 D=R*S 0.244 3.117 0.244 3.606 材料名称 材料编号 162 59 162 热阻R (㎡K)/W 0.023 0.727 0.023 0.773 W/(m.K) W/(㎡.K) 0.870 0.220 0.870 － 10.627 3.429 10.627 － 1.01 聚合物混合砂浆 加气混凝土砌块（B07级） 聚合物混合砂浆 各层之和∑ 传热系数K=1/(0.22+∑R) 1.5.4 楼板

表1.8 楼板热工参数 厚度材料名称 材料编号 1 392 4 192 序号 δ 导热系数λ 蓄热系数S 修正系数 α 1.00 1.60 1.00 1.00 － 热惰性指标 D=R*S 0.245 0.429 0.9 0.244 1.906 热阻R (㎡K)/W 0.022 0.179 0.057 0.023 0.281 (mm) W/(m.K) W/(㎡.K) 1 2 3 4 － 20 20 100 20 160 0.930 0.070 1.740 0.870 － 11.370 1.500 17.200 10.627 － 2.00 水泥砂浆 无机轻集料保温砂浆 钢筋混凝土 石灰水泥砂浆 各层之和∑ 传热系数K=1/(0.22+∑R) 1.5.5 窗

表1.9 外窗热工参数

序号 1 构造名称 单框中空玻璃6+12A+6 (钢、铝合金窗框) 传热系数 3.60 自遮阳系数 0.75 可见光透射比 0.710 备注 1.5.6 门户构造

表1.10 门户热工参数

序号 1

构造名称 多功能户门 构造编号 17 传热系数 2.00 第 6 页 共 71 页

面积 1005.10 备注 是否符合标准 满足 南华大学城市建设学院本科毕业设计

1.6 围护结构传热系数汇总

各围护结构传热系数列于表1.11中：

表1.11 各围护结构传热系数汇总

围护结构 K值 平屋面 0.70 外 墙 0.84 内墙 1.01 楼板 2.00 窗 3.60 门户构造 2.00 第 7 页 共 71 页

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第2章 负荷计算

2.1 空调冷负荷理论依据

在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗（失）热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷。

空调房间或区域的夏季冷负荷，应根据各项得热量的种类和性质以及空调房间或区域的蓄热特性分别进行计算。空调房间或区域夏季计算得热包括：

2.1.1 房间冷负荷的构成：

1.通过围护结构传入的热量； 2.透过外窗进入的太阳辐射热量； 3.人体散热量； 4.照明散热量；

5.设备、器具、管道及其他内部热源的散热量； 6.物料的散热量； 7.渗透空气带入的热量；

8.伴随各种散湿过程产生的潜热量。

2.1.2 房间湿负荷的构成：

1.人体散湿量； 2.其他室内散湿量。

2.2 空调热负荷理论依据

空调区的冬季热负荷，根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范错误！未找到引用源。7.2.13条，可按民用建筑供暖设计热负荷计算方法计算；计算时。室外计算温度应采用冬季空调室外计

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算温度，并扣除室内设备等形成的稳定散热量。

此外，根据民暖规条文说明7.2.13条规定，当空调区与室外空气的正压差值较大时，不必计算经由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。

2.2.1 房间热负荷的构成：

1.围护结构的耗热量； 2.通风耗热量；

3.通过其他途径散失或获得的热量。

2.3 负荷范例

典型房间2604办公室平面图如图 2.1所示：

图 2.1 典型房间平面图

2.3.1 温差传热形成的冷负荷

通过围护结构传入的非稳态传热形成的逐时冷负荷CLWq(W)，按式(2.1)至（2.3）计算：

式中：

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CLWqKF(twlqtn)

(2.1) (2.2) (2.3)

CLWmKF(twlmtn) CLWcKF(twlctn)

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CLWq—— 外墙传热形成的逐时冷负荷（W）； CLWm—— 屋面传热形成的逐时冷负荷（W）； CLWc—— 外窗传热形成的逐时冷负荷（W）；

K—— 传热系数，[W/(㎡·℃)]； F—— 计算面积，（㎡）； wq—— 计算时刻，h； wlq—— 温度波的作用时刻，h；

twlq—— 外墙的作用时刻下的冷负荷计算温度； twlm—— 屋面的作用时刻下的冷负荷计算温度； twlc—— 外窗的作用时刻下的冷负荷计算温度； tn—— 室内计算温度，℃。

空调区与邻室的夏季温差大于3℃时，其通过隔墙、楼板等内围护结构传热形成的冷负荷可按（2.4）计算：

CLWnKF(twptlstn)式中：

(2.4)

twp—— 夏季空调室外计算日平均温度，℃。

Δtls—— 邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值（℃）。

温差传热形成的冷负荷详细计算见错误！未找到引用源。至表2.3所示。

表2.1 南外墙冷负荷

2604-南外墙

T tc(τ) △td tR K A Qc(τ) 9 32.4 10 32.3 11 32.3 12 32.5 13 32.8 1 26 0.84 18×4.2=75.6 469.93 463.58 463.58 476.28 495.33 514.38 6.13 571. 596.94 615.99 14 33.1 15 33.6 16 34 17 34.4 18 34.7

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表2.2 屋面冷负荷

2604-屋面

T tc(τ) △td tR K A Qc(τ) 9 40.8 10 40.3 11 40 12 39.9 13 39.9 1 26 0.7 27×7.2-3×1.8＝1 2090.34 2024.19 1984.50 1971.27 1971.27 2024.19 2077.11 2169.72 2275.56 2381.40 14 40.3 15 40.7 16 41.4 17 42.2 18 43

表2.3 南外窗冷负荷 2604-南外窗

T tc(τ) △td tR K A Qc(τ) 9 31.2 10 32.1 11 32.9 12 33.6 13 34.2 14 34.6 0 26 3 9×4.2=37.8 5.68 691.74 782.46 861.84 929.88 975.24 975.24 963.90 929.88

873.18 15 34.6 16 34.5 17 34.2 18 33.7

2.3.2 透过玻璃窗太阳辐射形成的冷负荷

透过玻璃窗进入的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷，按式（2.4）计算：

式中：

CLC—— 透过玻璃窗进入的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷（W）； CclC—— 透过无遮阳标准玻璃太阳辐射冷负荷系数； Cz—— 外窗综合遮挡系数； Cw—— 外遮阳修正系数；

CLCCclCCzDJmaxFC (2.4)

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南华大学城市建设学院本科毕业设计 Cn—— 内遮阳修正系数； Cs—— 玻璃修正系数；

DJmax—— 夏季日射得热因数最大值； FC—— 窗玻璃净面积（m2）。

典型房间辐射冷负荷列于错误！未找到引用源。中：

表2.4 南外窗辐射冷负荷

南外窗日射

T CLQ Dj.m Cc.s Aw 9 0.34 10 0.43 11 0. 12 0.57 13 0.69 14 0.7 174 0.57 9×4.2=37.8 15 0.67 16 0.5 17 0.44 18 0.36 Qc(τ) 1274.66 1612.07 2024.46 2136.93 2586.81 2624.30 2511.83 1874.50 19.56 1349.

2.3.3 照明、设备及人员引起的冷负荷

人体、照明和设备等散热形成的逐时冷负荷，分别按式（2.5）至（2.7）计算：

式中：

CLrt—— 人体散热形成的逐时冷负荷（W）； Cclrt—— 人体冷负荷系数； ϕ—— 群集系数； Qrt—— 人体散热量（W）；

CLzm—— 照明散热形成的逐时冷负荷（W）； Cclzm—— 照明冷负荷系数； Czm—— 照明修正系数； Qzm—— 照明散热量（W）；

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CLrtCclrtQrt

(2.5) (2.6) (2.7)

CLzmCclzmCzmQzmCLsbCclsbCsbQsb

南华大学城市建设学院本科毕业设计 CLsb—— 设备散热形成的逐时冷负荷（W）； Cclsb—— 设备冷负荷系数； Csb—— 设备修正系数； Qsb—— 设备散热量（W）；

人体显热散热形成的冷负荷列于错误！未找到引用源。中：

表2.5 人员散热引起的冷负荷 人员散热引起的冷负荷

T CLQ qs n φ 10 0.46 11 0.78 12 0.83 13 0.86 14 0.88 61 47 0.93 15 0. 16 0.91 17 0.92 18 0.93 Q显热 1226.5026 2079.7218 2213.0373 2293.0266 2346.3528 2373.0159 2426.3421 2453.0052 2479.6683 qc 73 Qc潜热 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 合计 4417.33 5270.55 03.87 83.86 5537.18 5563.85 5617.17 53.84 5670.50

设备形成的冷负荷列于表2.6中：

表2.6 设备散热引起的冷负荷

设备冷负荷

T CLQ A qf Qc(τ) 1 20 3024 1 20 3024 1 20 3024 1 20 3024 10 11 12 13 14 0.8 1 20 3024 1 20 3024 1 20 3024 1 20 3024 1 20 3024 15 16 17 18

照明散热形成的冷负荷列于错误！未找到引用源。中：

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表2.7 照明散热引起的冷负荷

照明冷负荷

T CLQ n1 n2 N Qc(τ) 10 0.4 11 0.72 12 0.77 13 0.8 14 0.83 0.8 0.6 2079 399.168 718.5024 768.3984 798.336 828.2736 848.232 868.1904 888.1488 8.128 15 0.85 16 0.87 17 0. 18 0.9

2.3.4 人体散湿形成的潜热冷负荷

计算时刻人体散湿形成的冷负荷按式(2.8)计算：

式中：

nτ—— 计算时刻空调区内的总人数；

q2—— 一名成年男子小时潜热散热量，取73W。

Qnq2 (2.8)

典型房间假设人数为47人，故每小时人体潜热冷负荷为3431W。

2.3.5 人体散湿负荷

计算时刻的人体散湿量Dτ(kg/h)，可按式(2.9)计算：

式中:

g—— 一名成年男子小时散湿量，取109g/h。

D0.001ng

(2.9)

散湿源为47名成年男子，群集系数取1，计算得5.123kg/h。

2.3.6 夏季新风冷负荷

计算新风负荷Q(W)，可按式(2.10)计算：

Q1000M(hohR)第 14 页 共 71 页

(2.10)

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式中：

M—— 新风量，kg/s； ho—— 室外空气焓值，kJ/kg； hR—— 室内空气焓值，kJ/kg。

根据已知条件，每人的新风量为30m3/h（8.33L/s），由焓湿图查得：室外空气焓值为82.5kJ/kg(to=32.9℃，φ=27.8℃），室内空气焓值为58.5kJ/kg(to=26.0℃，φ=60%）。房间设计为47人。

求得典型房间（物业办公室）的新风负荷为12149.3W。

2.3.7 2604房间总冷负荷

整个房间的全热冷负荷与湿负荷已汇总于错误！未找到引用源。中。由此表可以看出：房间计算冷负荷为39190W；计算湿负荷为5.123kg/h；对应的计算时刻可为中午十三点。

房间总负荷见表2.8。

表2.8 房间冷负荷与湿负荷汇总（手算）

计算时刻τ 项目 0.38 0.42 0.46 0.50 0. 0.58 0.63 0.67 0.71 0.75 传热负荷 4157.85 4187.41 4238.44 4317.29 4404.38 4521.71 4606.38 4713.06 4810.28 4878.47 辐射负荷 1274.66 1612.07 2024.46 2136.93 2586.81 2624.30 2511.83 1874.50 19.56 1349. 室内负荷 潜热负荷 0.00 7840.50 9013.05 9196.27 9306.19 93.46 9436.08 9509.36 9555.98 9592.63 0.00 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 3190.83 显热负荷 32.51 10449.15 12085.12 12459.66 13106.56 13344. 13363.46 12906.09 12824.99 12629.91 总负荷 湿负荷 32.51 13639.98 15275.95 15650.49 16297.39 16535.47 165.29 16096.92 16015.82 15820.74 4.59 4.59 4.59 4.59 4.59 4.59 4.59 4.59 4.59 4.59 2.3.8 2604房间冬季总热负荷

1. 由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差，因此在围护结构的基本耗热量计算中采用日平均温差的稳态计算法，可按式（2.11）计算：

QFK(tntwn)

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(2.11)

南华大学城市建设学院本科毕业设计 Q—— 围护结构的基本耗热量（W）； α—— 围护结构温差修正系数； F—— 围护结构的面积，m2；

K—— 围护结构的传热系数，[W/(m·K)]； tn—— 冬季空调室内设计温度，(℃)； twn—— 冬季空调室外计算温度，(℃)；

2

围护结构的耗热量列于错误！未找到引用源。中：

表2.9 围护结构热负荷

ɑ F（㎡） K twn（℃） Tn（℃） Q（W） 朝向修正率 Q^（W） Q(W) 14.7536 -20% 1315.80288 南外墙 1 75.6 0.84 南外窗 1 37.8 3 -1.9 24 2937.06 -20% 2349.8 7092.02 3426.57 0 3426.57 屋面 1 1 0.7 2.3.9 负荷计算比对

通过规范计算方法得出的房间室内总冷负荷最大值为165.29W，室内总热负荷为7092.02W，通过鸿业软件计算所得的该房间总冷负荷为16835W，热负荷为7380W。误差分别为1.67%与3.9%，小于5%，故其他房间空调负荷均用鸿业软件计算。详细计算结果列于附录1中。

2.4 负荷汇总

2.4.1 夏季冷负荷汇总表

本建筑为长沙市铝业科技大厦办公楼，建筑层数为地上26层，建筑高度为98.9m，建筑空调面积为15740m2，对该办公楼集中式空调系统设计计算，经计算得，该工程设计总室内冷负荷为1256.628kW，总冷负荷为2571.533kW；总室内热负荷329.025kW，总热负荷为

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1572.609kW。

各房间详细计算书见附录1 冷负荷汇总见表2-10。

表2-10 工程总冷负荷汇总

长沙市铝业科技大厦工程 冷负荷汇总表

工程负荷最大值时刻(13点)的各项负荷值 面积 楼层 (㎡) 1楼层 2楼层 3楼层 4楼层 5楼层 6楼层 7楼层 8楼层 9楼层 10楼层 11楼层 12楼层 13楼层 14楼层 15楼层 16楼层 17楼层 18楼层 19楼层 20楼层 21楼层 22楼层 941.8 344.2 779.6 592.3 613.5 613.5 634 592.3 592.3 592.3 592.3 687.3 592.3 592.3 588.3 588.3 592.3 592.3 592.3 588.3 588.3 592.3 总冷负荷 新风冷负荷 总湿负荷 新风湿负荷 （W) 79216 550 153522 96157 45269 399 100503 96157 96157 96157 96157 114184 96157 96157 94834 94834 96157 96157 96157 94834 94834 96157 (W) 18784 21940 81461 46900 11049 5751 50342 46900 46900 46900 46900 742 46900 46900 46570 46570 46900 46900 46900 46570 46570 46900 (kg/h) 23.019 24.817 88.5 52.94 12.707 6.76 56.825 52.94 52.94 52.94 52.94 61.79 52.94 52.94 52.567 52.567 52.94 52.94 52.94 52.567 52.567 52.94 (kg/h) 17.603 21.005 75.086 45.197 10.256 5.095 48.516 45.197 45.197 45.197 45.197 52.758 45.197 45.197 44.879 44.879 45.197 45.197 45.197 44.879 44.879 45.197 新风量 (m^3) 1865.6 2023 8098.6 42.8 1084.1 613.5 4577.6 42.8 42.8 42.8 42.8 4977.3 42.8 42.8 4234.8 4234.8 42.8 42.8 42.8 4234.8 4234.8 42.8 总冷指标 总湿负荷指标 (W/㎡) 80.4 161.4 196.9 162.3 73.8 65.1 159 162.3 162.3 162.3 162.3 162.3 162.3 162.3 161.2 161.2 162.3 162.3 162.3 161.2 161.2 162.3 (kg/h) 0.023 0.072 0.114 0.0 0.021 0.011 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 第 17 页 共 71 页

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23楼层 24楼层 25楼层 26楼层 592.3 521.3 521.3 576.3 96157 841 84116 119860 2571533 46900 41038 40990 45579 1075177 52.94 46.325 46.288 51.449 1212.624 45.197 39.6 39.509 43.924 1031.2 42.8 3732.3 3732.3 4144.8 98821.1 162.3 161.5 161.4 208 153 0.0 0.0 0.0 0.0 0.078 总计 15117.3

可见夏季总冷负荷最大值出现在14:00，为2571533W.

2.4.2 冬季空调热负荷汇总表

空调热负荷汇总见表2.11。

表2.11 工程总热负荷汇总

层数 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 第六层 第七层 热负荷 932 36027 104278 65983 26341 22632 71367 层数 第八层 第九层 第十层 第十一层 第十二层 第十三层 第十四层 热负荷 65983 65983 65983 65983 76073 65983 65983 层数 第十五层 第十六层 第十七层 第十八层 第十九层 第二十层 第二十一层 热负荷 65165 65165 65983 65983 65983 65165 65165 层数 第二十二层 第二十三层 第二十四层 第二十五层 第二十六层 总计 总热指标 热负荷 65983 65983 57084 57084 860 14530 105

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第3章 空调系统选择

3.1 空调系统的种类

3.1.1 全空气系统

全空气系统是完全由空气来担负房间的冷热负荷的系统。按送风量是否恒定又可分为定风量系统和变风量系统。

（1）定风量系统：送风量恒定的全空气系统。

（2）变风量系统：送风量根据室内要求变化而变化的全空气系统。

3.1.2 风机盘管加新风系统

即空气—水风机盘管系统，是空气—水系统中的一种形式，是目前应用广泛的一种空调系统方式，室内的冷、热负荷和新风的冷热负荷有风机盘管与新风系统共同来承担。

3.1.3 冷剂式空调系统

冷剂式空调系统是空调房间的负荷由制冷剂直接负担的系统。多联机空调系统是冷剂式空调系统的一种。

多联机空调系统：多联式空调机组是由室外机配置多台室内机组成的冷剂式空调系统。为了适时地满足各房间冷、热负荷的要求，多联机采用电子控制供给各个室内机盘管的制冷剂流量和通过控制压缩机改变系统的制冷循环量，因此，多联机系统是变制冷剂流量系统。

3.1.4 直接膨胀式系统

直接膨胀机房空调是指从房间吸取热量通过冷凝器传递到室外空气中的空调。机组安装完毕后，室内机组与室外冷凝器构成闭合回路。安装方便快捷，适用于水源缺乏的地区和无冷却水系统的场所。

3.1.5 低温送风空调系统

低温送风空调系统与常规空调系统相比送风温度低、送风温差加大，降低了输送管道和

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空气处理设备的体积以及送风机能耗等。

3.1.6 温湿度控制系统

温湿度控制空调系统中，新风除湿机组向室内送入干燥的空气，通过调节送风状态点控制室内湿度；室内干工况末端（干式风机盘管或平面辐射毛细管系统）处理室内空气的显热来调节室内温度

3.1.7 低温送风空调系统

蒸发冷却空调技术是一项利用水蒸发吸热制冷的技术。水在空气中具有蒸发能力。在没有别的热源的条件下，水与空气间的热湿交换过程是空气将显热传递给水，使空气的温度下降。而由于水的蒸发，空气的含湿量不但要增加，而且进入空气的水蒸气带回一些汽化潜热。当这两种热量相等时，水温达到空气的湿球温度。只要空气不是饱和的，利用循环水直接（或通过填料层）喷淋空气就可获得降温的效果。在条件允许时，可以将降温后的空气作为送风以降低室温，这种处理空气的方法称为蒸发冷却空调。

3.2 各空调系统的适用范围：

各空调系统的形式与适用范围见表3.1。

表3.1 空调系统的形式

系统形式 情况类似； 新风量变化大； 全年多工况节能。 房间面积大但风管不易布置； 风机盘管加新风系统 多层多室层高较低，热湿负荷不一致或参数要求不同；要求调节风量。 可以根据建筑物的用途、不同的负荷、装多联机空调系统 饰风格等来灵活地选择室内机。由于多联机系统可有很长的配管系统和较大的高度

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适用范围 房间面积大或多层、多室而热湿负荷变化全空气系统 南华大学城市建设学院本科毕业设计

差，布置安装灵活方便，可满足各种建筑物要求。 安装方便快捷，适用于水源缺乏的地区和无冷却水系统的场所。航天、交通、医疗、直接膨胀式系统 教育、数据中心、计算机机房、UPS不间断电源设备间、通讯基站、核磁共振室、实验室、档案馆、储藏室等多种场所。 主要用于有低温空调环境要求的场合。如感光器材、录音带、文史资料、医药卫生低温送风空调系统 用品、化工品等的贮藏、农业种子的贮存和培育、相纸厂、茶叶厂等某些生产工艺过程提出低温要求的特殊场合。 温湿度控制系统 蒸发冷却控制系统 适用于电能紧张，以及环保型建筑 在干燥地区代替常规机械制冷方式。 3.3 空调系统形式的确定：

本工程为单位自建办公楼，部分楼层会出租，选择多联机系统可方便不同分户的计量以及满足各楼层或者房间的负荷变化来实时调节。综合楼4层餐厅及多功能厅房间面积较大，人员多，湿负荷大，故宜采用全空气系统。故综合考虑，本工程办公楼1-4层加综合楼4层采用集中式空调，6-26层采用多联机加全热交换机送新风方式。

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第4章 空调设备选择

4.1 多联机与全热交换机设备选择范例

以典型房间（2604办公室）为例：

本房间夏季冷负荷为165.29W；湿负荷：4.59kg/h；新风负荷：1420m3/h； 冬季热负荷为7380.87W；湿负荷为-7.09kg/h；新风负荷：1420m3/h；

多联机加全热交换机新风系统的处理过程以及送风参数计算其夏季处理过程焓湿图如图

4-1所示：

图4-1 夏季多联机处理过程焓湿图

W—— 室外空气参数 K—— 新风机处理点 O—— 送风状态点

N—— 室内空气参数 M—— 多联机处理点

全热交换机将新风处理到状态点K（温度略高于室内状态点温度，湿度高于室内状态点），其承担室内部分冷负荷以及部分湿负荷。风机盘管承担绝大部分室内冷负荷和部分湿负荷。

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4.1.1 确定新风机组

由于本房间面积较大，故单独设一台全热交换机，负责处理该房间的部分新风负荷，设计新风量为1420m3/h。选择型号为XFHQ-15DZ/S-B全热交换机组，其名义风量为1500m3/h，制冷温度效率为78%，焓效率为67%。全热交换机工作原理如图4.2所示：

图4.2 夏季全热交换机处理过程原理图

4.1.2 确定新风状态点

根据全热交换机温度效率η1、焓效率η2求得新风状态点。可按式（4.1）与（4.2）计算：

t1-t21t1-t3h1-h22h1-h3 (4.1)

其中：

(4.2)

η1—— 温度效率（%）；

t1、h1—— 新风进换热器的温度（℃），焓值（kJ/kg）； t2、h2—— 新风出换热器的温度（℃），焓值（kJ/kg）； t3、h3—— 排风进换热器的温度（℃），焓值（kJ/kg）；

已知新风进换热器的状态即室外空气状态点：t1=32.9℃、h1为82.5kJ/kg；

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排风进换热器的状态即室内空气状态点：t3=26℃、h3=55.5kJ/kg； 根据式（4-1）、（4-2）求得t2=27.518℃、h2=.41kJ/kg。

4.1.3 确定房间总风量

（1）夏季冷负荷：165.29W；湿负荷：4.59kg/h；新风负荷：1420m3/h； （2）热湿比Q12983kJ/kg； W（3）确定送风状态点：

在i-d图上根据tn、φn确定室内状态点N，由室外干球温度和湿球温度确定室外状态点W。

过N作ε与φ=90%的曲线相交，交点即送风状态点O。 to：17℃；ho：42kJ/kg。

（4）计算总送风量：

Q165.2936001000 G4414.5m3/h

（hn-ho）13.5（5）多联机送风量：

由于GGMGW，可求得GM=4414.5-1420=2994.5m3/h。

（6）多联机制冷量：

多联机处理终状态M点应处于KO的延长线上，由新回风混合关系OMGWKO即可GM确定点M。多联机处理空气的NM过程所需设计冷量就随之确定。经计算，

hM31.37kJ/kg，hNM（55.531.37）24.13kJ/kg，应需按房间显热负荷选择多联机冷量，根据公式G显热GMCpmtNM，tM12.01C，tNM26-12.0113.99C，

3求得G显热=21.861kJ/S=21806W（式中：1.2932kg/m；Cpm1.004kJ/kgK）。故该

房间末端选择显热制冷量为5.6kW的设备四台。型号为MDVD80Q4/DN-C，该设备冬季制热量为9.0kW，符合冬季要求。其余设备选择列于下节。

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4.2 空气-水系统设备选择范例

以办公室0401为例：

该房间夏季室内冷负荷为3297.32W，室内总湿负荷为0.59kg/h，新风负荷为307.5m3/h。 冬季室内热负荷为1344.07，室内总湿负荷为-1.61kg/h。

风机盘管加新风系统的处理过程以及送风参数计算其夏季处理过程焓湿图如图4-1所示：

图4.2 夏季风机盘管处理过程焓湿图

O—— 室外空气参数 D—— 新风机处理点 S—— 送风状态点

R—— 室内空气参数 F—— 风盘处理点

新风处理到室内等焓点与机器露点的交点D，其承担室内所有冷负荷以及部分湿负荷。风机盘管承担所有湿负荷。

4.2.1 确定新风状态点

由于本层有两台新风机，负责处理整层楼的新风负荷。设计新风量为1500m3/h经计算，

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新风机组的设计冷量为20.5kW。

4.2.2 确定新风机组

选择型号为G-1.5WDX/B的4排新风机组，其名义风量为1500m3/h，供冷量为20.85kW。典型房间中分得的风量为307m3/h，分得冷量为4.23kW。

4.2.3 确定房间总风量

房间设计状态点R及余热Q、余湿W和ε线已知，过R点作ε线与φ=90%线相交，交点即送风状态点S，于是房间总风量G可由G量G=1193.46m3/h。

Q这一关系求得。经计算，求得总风

hRhS4.2.4 确定风机盘管处理风量及终状态

由于GGFGW，可求得GF=885.96m3/h。风机盘管处理终状态F点应处于DS的延长线上，由新回风混合关系SFGWDS即可确定点F。风机盘管处理空气的R→F过程所GF需设计显热制冷量就随之确定。经计算，QF3.6kW。

4.2.5 选择风机盘管机组

考虑机组所需风量、冷量，结合建筑、装修等安装条件，选取两台FP-51WA的卧式暗装风机盘管机组。单机名义显热制冷量1.874kW，全热制冷量2.945kW。冬季制热量3.28kW,符合该房间冬夏两季符合要求。

4.3 全空气系统选择范例

以4楼餐厅大堂为例：

该房间夏季室内总冷负荷为123.77kW，总湿负荷为33.84kg/h，新风负荷为15135m3/h，夏季总冷负荷为263.843kW。

冬季总室内热负荷为4.874kW，总热负荷为171.875kW。

全空气系统的处理过程以及送风参数计算其夏季及其处理过程焓湿图如错误！未找到引

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用源。.3所示：

图4.3 夏季新风机组处理过程焓湿图

O—— 室外空气参数 M—— 新回风混合点

R—— 室内空气参数 S—— 送风状态点

R、O分别为室内，室外状态点。设已知室内的冷负荷（包括显热负荷和潜热冷负荷）Q和湿负荷M。根据冷负荷与湿负荷计算出热湿比ε，则可在湿空气的h-d图上通过R点按ε画出送风在室内的状态变化过程线，该线与φ=90%线相交，即送风状态点。利用式错误！未找到引用源。。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。

QMshRhs (4.3)

可计算出送风量Ms。根据关系式MSMOMR可确定再循环风量MR；将最小新风量和送风量之比称为最小新风比M。根据两种空气混合的原理，在h-d图上，混合点M应位于RO线上，并且满足式（4.4）：

m

RMhMhRROhohR

（4.4)

经计算，选择型号为03D6排机组6台，04D6排机组3台，06D6排机组2台07D4排机组1台。其名义总风量为49000m该房间冬夏两季符合要求。

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3h，额定供冷量为2kW。额定制热量为313kW，满足

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第5章 气流组织计算

5.1 室内气流组织

气流组织，就是在是空调房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过净化和热湿处理的空气，由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热和余湿，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和结净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。气流组织的形式有多种多样，需要结合建筑结构的特点及工艺设备布置等条件合理选择。依照送、回风口位置的相互关系和气流方向，可分为：侧送侧回、上送下回、中送上下回、下送上回及上送上回。

送、回风口都明装布置在房间上部。对于那些因各种原因不能在房间下部布置回风口的场所，上送上回是相当合适的，但应注意控制好送、回风的速度 , 这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起。以防止气流短路。

5.2 送风口形式

送风口及其紊流系数对射流的扩散及空间内气流流型的形式有直接影响。因此，在设计气流组织时，根据空调精度，气流形式，送风口安装位置以及建筑内装修的艺术配合等要求选择不同形式的风口。

风口的形式多样，大致分为侧送风口、散流器、孔板送风口、喷射式送风口与旋流式送风口五种。本设计送风口一律选用散流器送风。

散流器是安装在顶棚上的送风口，其送风气流形式有平送和下送两种。工作区总是处于回流区，只是送风射流和回流的射程较短。散流器下送的方式，空气由散流器送出时，通常沿着顶棚和墙面形成贴附射流，射流扩散较好，速度场和温度场都很均匀。

5.3 气流组织的选择

本设计送风选择四面吹方形散流器和双层百叶风口两种形式，回风选择双层百叶风口。根据错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，用散流器上送上回方式的空调房间，为了确保射流

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有必需的射程，并不产生较大的噪声，风口风速控制在3~4m/s之间，最大风速不得超过6m/s，回风风口吸风风速取4~5m/s。

5.4 散流器送风计算

5.4.1 气流组织设计方法

对于舒适性空调，工作区风速夏季不应大于0.3m/s。本设计大会议室采用上送上回式的送风口采用方形散流器送。

散流器送风气流组织的计算主要是选用合适的散流器，使房间内的风速满足设计要求。散流器射流的速度衰减方程为：

vxkA 式（4-1） vsxx0式中：

x—— 自散流器中心为起点的射流水平面的距离，m；

12vx—— 在x处的最大风速，m/s； vs—— 散流器出口的风速，m/s；

x0—— 平送射流原点与散流器中心的距离，多层锥面散流0.07m；。

k—— 送风常数，多层锥面散流器为1.4,盘式散流器为1.1； A—— 散流器的有效流通面积，m2

工作区内的平均风速按下式确定;

Vm0.38X(L2/4H)122 式（4-2）

式中 ：

L—— 散流器服务区便边长，m;当两个方向长度不变时，可取平均值； H—— 房间净高，m； X—— 射程，m；

5.4.2 气流组织设计的计算步骤

（一）按照房间的尺寸布置散流器，计算每个散流器的送风量； （二）初选散流器，计算颈部风速，计算射程；

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（三）计算工作区的平均风速是否满足要求，若不满足，应重新选择布置散流器。

5.5 气流组织设计计算范例

以典型房间（综合楼多功能厅）为例：房间面积为322.8m2，层高为3.6m，总送风量为4024m3h，回风量为2824m3h，送风温差为8℃。采用双层百叶风口下送，进行气流组织校核计算。

此处只计算回风柜的送风量，总送风量为12000m3h。总共2台风机盘管，12送风口，每个风口服务面积为2.9m×2.9m。每个风口送风量为1000m3h。平面图如图5.1所示：

图5.1 散流器布置平面图

选择尺寸为320mm×320mm的双百叶风口，则颈部风速为2.71ms。由于双百叶风口的实际面积约为颈部面积的90%，双百叶风口的实际风速为3ms。

散流器的气流组织如图5.2：

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图5.2 散流器的气流组织

射流末端速度为0.5m/s时的射程，即：

xkvsA1.12.710.04x00.071.6m，本房间吊顶高度为2.7米，故射程vx0.51212距离为2.7-1.=1.06m，位于工作面高度。如图5.3所示：

图5.3 散流器的射程示意图

室内平均速度：

vm0.381x2(L4H)2120.3811.60.153m/s， 123(3.62)24如果送冷风则室内平均风速为：0.1531.20.184m/s，可见，符合规范要求。

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第6章 水力计算

6.1 风系统的水力计算

6.1.1 风系统水力计算方法

风管的水力计算方法较多，对于高速送风系统采用静压复得法，对于低速送风系统，大多采用等压损法和假定流速法。

(1)等压损法 以单位长度风管的压力损失Pm相等为前提。在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或压力损失最大的环路，将总的作用压力值平均分配给风管的各个部分，再根据各部分的风量和所分配的压力损失值确定风管的尺寸，并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间的压力损失的差值小于15%。一般建议的风管摩擦压力损失值为0.8~1.5Pa/m。

(2)假定流速法 根据噪声和风管本身的强度，并考虑到运行费用来进行设定。 在本设计中风管形状为矩形风管，并且采用低速送风。故采用假定流速法，其计算基本步骤如下：

①绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和流量，确定最不利环路。 ②合理确定最不利环路管段的气体流速。

③根据各管段的流量和确定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸。 ④计算最不利环路各管段的阻力。

⑤平衡并联管路，并联管路计算阻力偏差不超过15%。 ⑥计算管网的总阻力，求取管性曲线。

⑦根据管性曲线，所要求输送的总流量以及所输送的流体的种类、性质等诸因素，综合考虑为管网匹配动力设备（风机、水泵等），确定动力设备的参数。

民用建筑空调系统风速选用见表7.1：

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表7.1 民用建筑空调系统风速选用表

低速风道 部位 居住 新风入口 风机入口 风机出口 主风口 水平支风道 垂直支风道 送风口 2.5 3.5 5-8 3.5-4.5 3.0 2.5 1-2 推荐风速 公共 2.5 4.0 6.5-10 5-6.5 3.0-4.5 3.0-3.5 1.5-3.5 居住 4.0 4.5 8.5 4-6 3.5-4.0 3.25-4.0 2.0-3.0 最大风速 公共 4.5 5.0 7.5-11 5.5-8.0 4.0-6.5 4.0-6.0 3.0-5.0 6.1.2 全热交换机新排风水力计算范例

以23层1#全热交换机风管为例，计算系统水力计算。23层1#全热交换机风管系统间图7.1与7.2。

图7.1 23层1#全热交换机平面图

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图7.2 23层1#全热交换机系统图

首先对各管段进行编号，并确定最不利管路为1-2-4-5-6。最有利管路为7-6-5。 根据各管段的风量和选定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力，以管段1为例：

（1）确定管段1断面尺寸及实际流速：

管段1风量为L1225m3h，假定风速v12.5ms，则管段1风道截面积为：

225f10.025m2 （36002.5）查表得断面尺寸为200mm×120mm，则实际流速为

v1L1225()ms2.604ms

3600F136000.20.12（2）管段1 沿程阻力计算：

查参考文献表11.2-3得：单位长度摩擦阻力（比摩阻）Rm0.67Pam。 故该段沿程阻力为：

PzRml(0.672.7)Pa1.81Pa

（3）该管段局部阻力计算：

该管段局部阻力部件有双百叶风口、90°矩形弯头、多叶风量调节阀，查文献[4]表11.3-1得；

设散流器风口：ξ=1；

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分流三通：ξ=0.3；

多叶风量调节阀：全开时，ξ=0.52。 故该段沿程阻力为：

1.22.62Pj(0.30.521)7.382Pa

22该管段总阻力

v2PPzPJ7.3821.4661.810.65Pa

将其他管段计算结果 列于表7.2：

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表7.2 23层1#全热交换机风道水力计算表

局部阻力管段 流量 风管尺寸 断面面积 风速 比摩阻 管长 沿程阻力 动压 局部阻力 总阻力 系数 编号 （m3/h） （mm） （㎡） （m/s） （Pa/m） (m) (Pa) （Pa） (Pa) (Pa) 之和 1 2 3 4 5 6 7 225 450 900 1500 2000 480 160 200*120 200*160 320*200 400*200 500*200 200*200 200*120 0.02 0.03 0.06 0.08 0.10 0.04 0.02 2.60 3.91 3.91 5.21 5.56 3.33 1.85 0.67 1.35 0. 1.43 1.49 0.85 0.38 2.70 1.76 8.69 6.68 1.07 4.21 0.99 1.81 2.38 7.73 9.55 1.59 3.58 0.38 1.82 0.36 0.04 0.09 0.60 0.47 1.82 4.07 9.17 9.17 16.29 7.40 3.30 0.37 1.47 9.21 5.68 8.10 11.02 备注 散流器*1、分流三通*1、调节阀*1 90°弯头、渐缩管、分流三通； 渐缩管、分流三通； 渐缩管、分流三通； 天圆地方 分流三通 散流器*1、分流三通*1、调节阀*1 18.55 11.13 12.72 6.65 2.05 3.13 3.74 6.70 4.11 最不利支路：（5-4-3-2-1） 1 2 3 4 5 225 450 900 1500 2000 200*120 200*160 320*200 400*200 500*200 0.02 0.03 0.06 0.08 0.10 2.60 3.91 3.91 5.21 5.56 0.67 1.35 0. 1.43 1.49 2.70 1.76 8.69 6.68 1.07 1.81 2.38 7.73 9.55 1.59 1.82 0.36 0.04 0.09 0.60 4.07 9.17 9.17 16.29 7.40 3.30 0.37 1.47 9.21 5.68 8.10 11.02 散流器*1、分流三通*1、调节阀*1 90°弯头、渐缩管、分流三通； 渐缩管、分流三通； 渐缩管、分流三通； 天圆地方 18.55 11.13 12.72 合计 46.73 最不利支路：（5-6-7）

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5 6 7 2000 480 160 500*200 200*200 200*120 0.10 0.04 0.02 5.56 3.33 1.85 1.49 0.85 0.38 1.07 4.21 0.99 1.59 3.58 0.38 0.60 0.47 1.82 18.55 11.13 12.72 6.65 2.05 3.13 3.74 合计 6.70 4.11 23.53 天圆地方 分流三通 散流器*1、分流三通*1、调节阀*1 不平衡率=（46.73-23.53）/46.73=49.6%，不平衡率>15%，加阀门调节。

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6.1.3 全空气系统的水力计算范例

以综合楼四楼1#吊柜机组送风管道为例，计算系统水力计算。

图7.3 综合楼4层1#吊顶风柜机平面图

图7.4 综合楼4层1#吊顶风柜机系统图

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各管段水力计算结果列于表7.3：

表7.3 综合楼四楼1#吊柜机组送风管道水力计算表

局部阻力管段 流量 风管尺寸 断面面积 风速 比摩阻 管长 沿程阻力 动压 局部阻力 总阻力 系数 编号 （m3/h） （mm） （㎡） （m/s） （Pa/m） (m) (Pa) （Pa） (Pa) (Pa) 之和 1 2 3 4 5 6 500 1000 2000 4000 1000 500 250*160 320*200 400*320 630*400 320*200 250*160 0.04 0.06 0.13 0.25 0.06 0.04 3.47 4.34 4.34 4.41 4.34 3.47 0.95 1.10 0.69 0.48 1.10 0.95 2.50 1.29 5.40 1.20 1.18 1.12 2.38 1.42 3.73 0.58 1.29 1.06 1.82 0.30 0.14 0.20 0.45 1.82 7.22 11.30 11.30 11.67 11.30 7.22 13.15 15.52 3.39 1.58 2.33 5.09 4.81 5.31 2.91 6.38 备注 散流器*1、分流三通*1、调节阀*1 分流三通 直流四通、渐缩管 静压箱出口 分流四通 散流器*1、分流三通*1、调节阀* 13.15 14.21 最不利支路：（4-3-2-1） 1 2 3 4 500 1000 2000 4000 250*160 320*200 400*320 630*400 0.04 0.06 0.13 0.25 3.47 4.34 4.34 4.41 0.95 1.10 0.69 0.48 2.50 1.29 5.40 1.20 2.38 1.42 3.73 0.58 1.82 0.30 0.14 0.20 7.22 11.30 11.30 11.67 13.15 15.52 3.39 1.58 2.33 合计 4.81 5.31 2.91 28.55 散流器*1、分流三通*1、调节阀*1 分流三通 直流四通、渐缩管 静压箱出口 最有利支路：（4-5-6）

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4 5 6 4000 1000 500 630*400 320*200 250*160 0.25 0.06 0.04 4.41 4.34 3.47 0.48 1.10 0.95 1.20 1.18 1.12 0.58 1.29 1.06 0.20 0.45 1.82 11.67 11.30 7.22 2.33 5.09 2.91 6.38 静压箱出口 分流四通 散流器*1、分流三通*1、调节阀* 13.15 14.21 合计 23.5 不平衡率=（28.55-23.5）/28.55=17.69%，不平衡率>15%，加阀门调节。

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6.2 冷媒系统的水力计算

6.2.1 冷媒系统的水力计算范例

以办公楼23层1区为例：

图7.5 办公楼23层1区冷剂系统平面图

图7.6 办公楼23层1区冷剂系统图

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查美的MDV-X全直流变频智能多联空调技术手册，将室内机主、配管尺寸选定列于表7.5中，室外机主管尺寸，连接方法列于表7.6中：

表7.5 室内机主、配管尺寸选定表 主配管尺寸mm（不得大于主管的尺寸） 气管 φ15.9 φ19.1 φ22.2 φ28.6 φ28.6 Φ31.8 φ38.1 φ41.3 φ44.5 液管 φ9.5 φ9.5 Φ9.5 φ12.7 φ15.9 φ19.1 φ19.1 φ22.2 Φ25.4 下游内机容量A（*100w） A<166 166≤A<230 230≤A<330 330≤A<460 460≤A<660 660≤A<920 920≤A<1350 1350≤A<1800 1800≤A 适用分歧管 FQZHN-01C FQZHN-01C FQZHN-02C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-04C FQZHN-05C FQZHN-05C 表7.6 室内机主、配管尺寸选定表

所有配管等效长度<90m时主管尺寸 所有配管等效长度≥90m时主管尺寸 室外机容量 8HP 10HP 12HP-14HP 16HP 18HP-22HP 24HP 26HP-34HP 36HP-50HP 52HP-66HP 68HP-88HP 气侧（mm） 液侧（mm） 室内第一分歧管 气侧（mm） 液侧（mm） 室内第一分歧管 φ22.2 φ22.2 φ25.4 φ28.6 Φ28.6 Φ28.6 φ31.8 Φ38.1 Φ41.3 φ44.5 Φ9.53 Φ9.53 φ12.7 φ12.7 φ15.9 φ15.9 φ19.1 φ19.1 φ22.2 φ25.4 FQZHN-02C FQZHN-02C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-04C FQZHN-05C FQZHN-05C FQZHN-05C φ22.2 φ25.4 φ28.6 φ31.8 φ31.8 φ31.8 φ38.1 Φ38.1 φ44.5 Φ.0 φ12.7 φ12.7 φ15.9 φ15.9 φ19.1 φ19.1 φ22.2 φ22.2 φ25.4 φ25.4 FQZHN-02C FQZHN-02C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-03C FQZHN-04C FQZHN-04C FQZHN-05C FQZHN-06C 根据表7-5与7-6选择室内机室外机主配管，具体选型结果列于表7.7：

表7.7 办公楼23层1区冷剂系统主配管选型表

内机容量（kw） 内机容量（kw） 区段 气管（mm） 液管（mm） 区段 气管（mm） 液管（mm） 第 42 页 共 71 页

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.1 2.8 9.9 7.1 17 5.6 5.6 11.2 28.2 5.6 2.8 8.4 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ19.1 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ22.2 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 Φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 4.5 4.5 9 3.6 3.6 7.2 3.6 10.8 17.4 28.2 56.4 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ15.9 φ19.1 φ22.2 φ28.6 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 φ9.5 Φ9.5 φ15.9 分歧管具体选型列于表7.8：

表7.8 办公楼23层1区冷剂系统分歧管选型表

区段 A B C D E F 内机容量（kw） 56.4 28.2 17 9.9 11.2 28.2 分歧管 FQZHN-03C FQZHN-02C FQZHN-01C FQZHN-01C FQZHN-01C FQZHN-02C 区段 G H I J K 内机容量（kw） 10.8 7.2 17.4 8.4 9 分歧管 FQZHN-01C FQZHN-01C FQZHN-02C FQZHN-01C FQZHN-01C 6.3 水系统的水力计算

6.3.1 空调水系统形式

本设计工程不需要同时供冷供热，故选用双管制系统。冷冻水输送采用冷源侧定流量、负荷侧变流量的一次泵系统。冷冻水立管通过各层的空调水井引致各层末端设备，水平横贯布置采用同程式布置。

6.3.2 空调水系统的水力计算方法

空调水系统的水力计算方法和计算公式参考7.1节风管水力计算。

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6.3.3 空调水系统水力计算范例

以综合楼4层空调供回水系统为例：

图 7.7 综合楼4层空调水系统平面图

图7.8 综合楼4层空调水系统系统图

由于该管路采用水平同程布管，所以最不利环路非最远端环路，因此我们通过计算比较

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设备最远端环路与最近端环路及中间端环路来确定管网的不平衡率。

以设备最远端环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10为例：先根据假定流速法确定各管段管径： 1）管段1：已知流量为59.832m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw459.8320.119m v21.53600故取管径DN125，则实际流速为1.35m/s，查得比摩阻为170Pa/m。 2）管段2：已知流量为.792m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw4.7920.114m 2v1.53600故取管径DN125，得实际流速为1.24m/s，查得比摩阻为144Pa/m。 3）管段3：已知流量为47.232m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw447.2320.106m 2v1.53600故取管径DN100，得实际流速为1.67m/s，查得比摩阻为335Pa/m。 4）管段4：已知流量为32.04m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw432.040.087m v21.53600故取管径DN100，得实际流速为1.13m/s，查得比摩阻为162Pa/m。 5）管段5：已知流量为24.48m3/h，假定流速为1.4m/s，则管径为：

d4Mw424.480.079m 2v1.43600故取管径DN80，则实际流速为1.35m/s，查得比摩阻为294Pa/m。 6）管段6：已知流量为16.92m3/h，假定流速为1.2m/s，则管径为：

d4Mw416.920.071m v21.23600故取管径DN65，则实际流速为1.42m/s，查得比摩阻为400Pa/m。 7）管段7：已知流量为10.08m3/h，假定流速为1.2m/s，则管径为：

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d4Mw410.080.055m 2v1.23600故取管径DN65，则实际流速为0.844m/s，查得比摩阻为140Pa/m

8）管段8：已知流量为5.04m3/h，已知设备配管为DN40，则实际流速为1.114m/s，查得比摩阻为475Pa/m

9）管段9：已知流量为5.04m3/h，计算同管段10，,取管径DN40，比摩阻为475Pa/m。 10）管段10：已知流量为59.832m3/h，计算同管段3，故取管径DN125，得实际流速为1.35m/s，查得比摩阻为170Pa/m。

各管段局部阻力，列于表7.9中：

管段编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流速 （m/s） 1.35 1.24 1.67 1.13 1.35 1.42 0.843 1.114 1.114 1.35 表7.9 各管段局部阻力计算

局部阻力系数之和 1.76 1.5 0.2 0.1 0.2 2.2 0.1 2.1 0.55 1.76 设备阻力 (Pa) 62000 局部阻力 (Pa) 1603.8 1153.2 278. 63.845 182.25 2218.04 35.53245 1303.0458 341.2739 1603.8

备注 蝶阀*2、90°弯头*6 三通*1 四通*1 三通*1 四通*1 四通*1、90°弯头*2 三通*1 三通*1、90°弯头*2 弯头*1 蝶阀*2、90°弯头*6

1-10各管段总阻力=沿程阻力+局部阻力，结果列于表7.10中：

表7.10 1-10环路总阻力计算

管段 编号 1

管长 (m) 7.22 比摩阻 （Pa/m） 170 沿程阻力 (Pa) 1227.4 第 46 页 共 71 页

局部阻力 (Pa) 1603.8 总阻力 (Pa) 2831.2 南华大学城市建设学院本科毕业设计

2 3 4 5 6 7 8 9 10 5.176 3.312 4.688 3.679 7.597 16.367 14.275 7.875 55.3 144 335 162 294 400 140 475 475 170 745.344 1109.52 759.456 1081.626 3038.8 2291.38 6780.625 3740.625 9401 1153.2 278. 63.845 182.25 2218.04 35.53245 1303.0458 341.2739 1603.8 合计 18.4 1388.41 823.301 1263.876 5256.84 2326.91245 8083.6708 66081. 11004.8 100959.4532 按上法将其余各管段进行水力计算，结果列于表7.11中：

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1-22管段水力计算列于表7.11：

表 7.11 水力计算表

管段 流量 管径 （mm） 流速 比摩阻 管长 (m) 局部阻力系数设备阻力 之和 (Pa) 沿程阻力 (Pa) 局部阻力 (Pa) 总阻力 (Pa) 备注 编号 （m3/h） （m/s） （Pa/m） 各管段水力计算

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 59.832 .792 47.232 32.04 24.48 16.92 10.08 5.04 5.04 59.832 5.04 5.04 12.6 DN125 DN125 DN100 DN100 DN80 DN65 DN65 DN40 DN40 DN125 DN40 DN40 DN65 1.35 1.24 1.67 1.13 1.35 1.42 0.843 1.114 1.114 1.35 1.114 1.114 1.055 170 144 335 162 294 400 140 475 475 170 480 480 207 7.22 5.176 3.312 4.688 3.679 7.597 16.367 14.275 7.875 55.3 12.906 14.943 8.093 1.76 1.5 0.2 0.1 0.2 2.2 0.1 2.1 0.55 1.76 1.1 2 0.2 62000 62000 1227.4 745.344 1109.52 759.456 1081.626 3038.8 2291.38 6780.625 3740.625 9401 6194.88 7172. 1675.251 1603.8 1153.2 278. 63.845 182.25 2218.04 35.53245 1303.046 341.2739 1603.8 682.78 1240.996 111.3025 2831.2 18.4 1388.41 823.301 1263.876 5256.84 2326.91 8083.671 66081.9 11004.8 6877.4278 70413.636 1786.5535 蝶阀*2、90°弯头*6 分流三通*1 直流四通*1 直流三通*1 直流四通*1 四通*1、90°弯头*2 直流三通*1 三通*1、90°弯头*2 90°弯头*1 蝶阀*2、90°弯头*6 90°弯头、直流三通 90°弯头*2 直流四通 第 48 页 共 73 页

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14 15 16 17 18 19 20 21 22 27.792 35.352 42.912 49.752 .792 15.192 7.596 7.596 15.192 DN80 DN100 DN100 DN100 DN125 DN65 DN50 DN50 DN65 1.536 1.25 1.52 1.76 1.24 1.272 1.075 1.075 1.272 375 194 280 378 145 330 315 315 330 3.917 4.726 6.673 16.167 8 13.098 6.652 6.405 13.281 0.1 0.2 1.36 0.1 1.46 1.5 1.5 0 3 000 1468.875 916.844 1868.44 6111.126 1160 4322.34 2095.38 2017.575 4382.73 117.98 156.25 1571.072 1.88 1122.448 1213.488 866.719 0 2426.976 1586.8398 1073.094 3439.512 6266.006 2282.448 5535.828 2962.1 56017.575 6809.706 直流三通 直流四通 直流四通、弯头*2 直流三通 直流三通、弯头*2 分流三通 分流三通 合流三通 设备最远端环路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 59.832 .792 47.232 32.04 24.48 16.92 10.08 5.04 5.04 DN125 DN125 DN100 DN100 DN80 DN65 DN65 DN40 DN40 1.35 1.24 1.67 1.13 1.35 1.42 0.843 1.114 1.114 170 144 335 162 294 400 140 475 475 7.22 5.176 3.312 4.688 3.679 7.597 16.367 14.275 7.875 1.76 1.5 0.2 0.1 0.2 2.2 0.1 2.1 0.55 62000 1227.4 745.344 1109.52 759.456 1081.626 3038.8 2291.38 6780.625 3740.625 1603.8 1153.2 278. 63.845 182.25 2218.04 35.53245 1303.046 341.2739 2831.2 18.4 1388.41 823.301 1263.876 5256.84 2326.91 8083.671 66081.9 蝶阀*2、90°弯头*6 分流三通*1 直流四通*1 直流三通*1 直流四通*1 四通*1、90°弯头*2 直流三通*1 三通*1、90°弯头*2 弯头*1 第 49 页 共 71 页

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10 59.832 DN125 1.35 170 55.3 1.76 9401 1603.8 合计 11004.8 100959.45 蝶阀*2、90°弯头*6 设备最近端环路 1 11 12 13 14 15 16 17 18 10 59.832 5.04 5.04 12.6 27.792 35.352 42.912 49.752 .792 59.832 DN125 DN40 DN40 DN65 DN80 DN100 DN100 DN100 DN125 DN125 1.35 1.114 1.114 1.055 1.536 1.25 1.52 1.76 1.24 1.35 170 480 480 207 375 194 280 378 145 170 设备中间端环路 1 2 3 19 59.832 .792 47.232 15.192 DN125 DN125 DN100 DN65 1.35 1.24 1.67 1.272 170 144 335 330 7.22 5.176 3.312 13.098 1.76 1.5 0.2 1.5 1227.4 745.344 1109.52 4322.34 1603.8 1153.2 278. 1213.488 2831.2 18.4 1388.41 5535.828 蝶阀*2、90°弯头*6 分流三通*1 直流四通*1 分流三通 7.22 12.906 14.943 8.093 3.917 4.726 6.673 16.167 8 55.3 1.76 1.1 2 0.2 0.1 0.2 1.36 0.1 1.46 1.76 62000 1227.4 6194.88 7172. 1675.251 1468.875 916.844 1868.44 6111.126 1160 9401 1603.8 682.78 1240.996 111.3025 117.98 156.25 1571.072 1.88 1122.448 1603.8 合计 2831.2 6877.4278 70413.636 1786.5535 1586.8398 1073.094 3439.512 6266.006 2282.448 11004.8 107561.52 蝶阀*2、90°弯头*6 90°弯头、直流三通 90°弯头*2 直流四通 直流三通 直流四通 直流四通、弯头*2 直流三通 直流三通、弯头*2 蝶阀*2、90°弯头*6 第 50 页 共 71 页

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20 21 22 14 15 16 17 18 10 7.596 7.596 15.192 27.792 35.352 42.912 49.752 .792 59.832 DN50 DN50 DN65 DN80 DN100 DN100 DN100 DN125 DN125 1.075 1.075 1.272 1.536 1.25 1.52 1.76 1.24 1.35 315 315 330 375 194 280 378 145 170 6.652 6.405 13.281 3.917 4.726 6.673 16.167 8 55.3 1.5 0 3 0.1 0.2 1.36 0.1 1.46 1.76 000 2095.38 2017.575 4382.73 1468.875 916.844 1868.44 6111.126 1160 9401 866.719 0 2426.976 117.98 156.25 1571.072 1.88 1122.448 1603.8 合计 2962.1 56017.575 6809.706 1586.8398 1073.094 3439.512 6266.006 2282.448 11004.8 103096.06 分流三通 合流三通 直流三通 直流四通 直流四通、弯头*2 直流三通 直流三通、弯头*2 蝶阀*2、90°弯头*6 不平衡率=（107561.52-100959.45）/107561.52=6.138%，符合不平衡率≦15%的要求。

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第7章 冷热源机房设计

7.1 制冷设备的选择

本建筑1-4层总冷负荷710.428KW，主机采用两台102RT水冷螺杆式冷水机组；型号为美的MCW360H高效降膜式水冷螺杆冷水机组。具体规格列于表6.1中：

表6.1 制冷机参数

型号 制冷量(KW) 台数 电机功率（KW) 冷水流量（m/h） 蒸发器 冷水压力降（kPa） 接管管径（mm） 冷却水流量（m/h） 冷凝器 冷却水压力降（kPa） 接管管径（mm） L(mm) 外形尺寸 W(mm) H(mm) 33MCW360H 357 2 60.3 61 65 DN150 77 56 DN150 3450 1450 1750 7.2 冷却塔的选型

7.2.1 冷却塔的标准设计工况

进水温度37C，出水温度32C，设计温差5C，湿球温度27.7C，干球温度35.8C，大气压100.53kPa。

7.2.2 冷却塔水量的计算

冷却塔水量计算按式（6.1）计算：

WQcctw1-tw2

式中：

(6.1)

Qc—— 冷却塔排走的热量，kW，压缩式制冷机，取制冷负荷的1.3倍左

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右；

tw1-tw2—— 冷却水进出口水温差，℃， 压缩式制冷机，取4~5℃；

则：W=710.4×1000×1.3/4.2×1000×5=43.977kg/s =158.32m3/h

7.2.3 冷却塔的选用型号

冷却塔主要根据冷却水流量和冷却水温度进行选择，根据制冷机组冷却水总量158m3/h，根据冷却水量选择广东华强制冷设备有限公司生产的低噪声（DHT-UL）系列逆流式冷却塔，型号为DHT-100UL。数量为两台。

其性能参数见表6.2：

表6.2 冷却塔性能参数

型号 冷却水量 台数 外接管径出水 外接管径排水 外接管径补水 外型尺寸：D H DHT-100UL 80m³/h 2 125mm 125mm 20mm 2950mm 2900mm

7.3 冷却水系统

7.3.1 冷却水系统的设计

本工程采用机械通风冷却塔，冷却塔出来的冷却水经水泵压送到冷水机组的冷凝器，再送到冷却塔中蒸发冷却。冷却水系统图如图6.1。

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图6.1 冷却水系统图

图6.2 冷却水系统图 第 页 共 71 页

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7.3.2 冷却水系统水力计算：

冷却水系统为开式系统。对各回路进行编号，如图，最不利环路为1-2-3-4；先根据假定流速法确定各管段管径：

1）管段1：已知单台冷水机组冷却水流量为77m3/h，接管管径为DN150，故该管段流速为：vMw801.21ms，比摩阻RC为107Pa/m。 22d0.153600442）管段2：已知流量为1m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw410.191m v1.53600故取管径DN200，得实际流速为1.36m/s，查得比摩阻为91Pa/m。

3）管段3：已知流量为1m3/h，则计算同管段2，取管径DN200，实际流速为1.36m/s，查得比摩阻为91Pa/m。

4）管段4：已知流量为77m3/h，则计算同管段1，取管径DN150，实际流速为1.21m/s，查得比摩阻为107Pa/m。

根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如表6.3：

表6.3 冷却水管段局部阻力计算表

管段 名称 三通 90弯头 L1 软管 蝶阀 变径管 三通 L2 90弯头 00个数 1 2 1 2 1 2 3  1.5 1.44 2 0.4 0.3 3 2.16 Pj（KPa） 5.1.21210004.129kPa 215.361.362100014.205kPa 2 第 55 页 共 71 页

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蝶阀 截止阀 三通 90弯头 截止阀 L3 水泵入口 蝶阀 软管 止回阀 三通 90弯头 L4 软管 蝶阀 变径管 001 2 4 3 3 2 2 2 1 3 3 2 3 1 0.2 10 1.8 2.16 15 2 0.4 4 7.5 4.5 3 4 0.6 0.3 36.861.362100034.09kPa 212.41.21210009.078kPa 2

各管段的沿程阻力和局部阻力计算见表6.4：

表6.4 冷却水管段阻力汇总表

沿程 阻力（KPa) 0.733 10.78 10.58 0.721 局部 阻力(KPa) 4.129 14.205 34.09 9.078 管段 管长（m） 流量 m³/h 77 1 1 77 直径(mm) 流速(m/s) 比摩阻 (Pa/m) 107 91 91 107 总阻力（Kpa） 4.862 25.005 44.67 9.799 L1 L2 L3 L4 6.85 118.45 116.23 6.73 150 200 200 150 1.21 1.36 1.36 1.21 第 56 页 共 71 页

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7.3.3 冷却水泵的选择

冷却水泵扬程计算公式：错误！未找到引用源。 式中 ：

错误！未找到引用源。——冷却水管路系统总的沿程阻力损失和局部阻力损失，MPa 错误！未找到引用源。——冷凝器冷却水侧阻力损失，MPa，一本机取0.056，MPa 错误！未找到引用源。——冷却塔中水的提升高度（从冷却塔底部水池到喷淋器（布

水器）的高差m）0.0098MPa

错误！未找到引用源。——冷却塔布水器喷头的喷雾阻力或进塔水压，MPa

引风式玻璃钢冷却塔约等于0.02~0.05，MPa； 水喷射式冷却塔约等于0.08~0.15，MPa

错误！未找到引用源。=0.084+0.056+20.0098 + 0.05+0.005 = 0.206 MPa 根据H=β2Hmax ，取β2 =1.1，则H=22.66kPa，即扬程H=22.66m。

7.3.4 冷却水泵的型号

综上计算，本次采用三台广西博士通产的卧式单级双吸离心泵VGDW80-25并联供水，其中一台为备用水泵。SWB150-260离心水泵性能参数见表6.5：

表6.5 冷却水泵性能参数

型 号 VGDW80-25 流量Q m/h 80 3扬程H（m） 25 功率（KW） 11 7.3.5 水处理器的选择

型号：HG-200G 输水管径：200 长：1000，宽：250 功率：<100kW 最大处理水量：200m3/h

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7.3.6 冷却水的补水量

包括：蒸发损失、飘逸损失、排污损失和泄露损失 选用逆流式冷却塔，补水量：153×1.6%=2.448m3/h 补水位置：冷却塔底盘处

7.4 冷水系统

7.4.1 冷水系统的设计

本工程选用两台同型号制冷机，采用一级泵压差旁通控制变流量（负荷侧变水量，蒸发器侧定水量）双管闭式水系统。冷水系统图如图6.3：

图6.3 冷水系统图

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图6.4 冷水系统图 7.4.2 冷水系统水力计算： 对各回路进行编号，如图，总体分为供水管、回水管和设备管段；

由于每层采用同程式管路，故假定最不利管路为连接综合楼四楼环路（最远最高负荷最大），现取通过设备J的环路为最不利环路。先根据假定流速法确定各管段管径：

1）管段1：已知冷水机组流量61m3/h，接管管径为DN150，故该管段流速为：

vMw610.979ms，比摩阻RC为72Pa/m。 22d0.153600442）管段2：已知流量为122m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw41220.17m 2v1.53600故取管径DN150，得实际流速为1.92m/s，查得比摩阻为268Pa/m。 3）管段3：已知流量为59.832m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw459.8320.119m v21.53600故取管径DN125，则实际流速为1.35m/s，查得比摩阻为170Pa/m。

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4）管段4：已知流量为.792m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw4.7920.114m v21.53600故取管径DN125，得实际流速为1.24m/s，查得比摩阻为144Pa/m。 5）管段5：已知流量为47.232m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw447.2320.106m 2v1.53600故取管径DN100，得实际流速为1.67m/s，查得比摩阻为335Pa/m。 6）管段6：已知流量为32.04m3/h，假定流速为1.5m/s，则管径为：

d4Mw432.040.087m 2v1.53600故取管径DN100，得实际流速为1.13m/s，查得比摩阻为162Pa/m。 7）管段7：已知流量为24.48m3/h，假定流速为1.4m/s，则管径为：

d4Mw424.480.079m v21.43600故取管径DN80，则实际流速为1.35m/s，查得比摩阻为294Pa/m。 8）管段8：已知流量为16.92m3/h，假定流速为1.2m/s，则管径为：

d4Mw416.920.071m 2v1.23600故取管径DN65，则实际流速为1.42m/s，查得比摩阻为400Pa/m。 9）管段9：已知流量为10.08m3/h，假定流速为1.2m/s，则管径为：

d4Mw410.080.055m v21.23600故取管径DN65，则实际流速为0.844m/s，查得比摩阻为140Pa/m

10）管段10：已知流量为5.04m3/h，已知设备配管为DN40，则实际流速为1.114m/s，查得比摩阻为475Pa/m

11）管段11：已知流量为5.04m3/h，计算同管段10，,取管径DN40，比摩阻为475Pa/m。

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12）管段12：已知流量为59.832m3/h，计算同管段3，故取管径DN125，得实际流速为1.35m/s，查得比摩阻为170Pa/m。

13）管段13：已知流量为122m3/h，计算同管段2，故取管径DN150，得实际流速为1.92m/s，查得比摩阻为268Pa/m。

14）管段14：已知流量为61m3/h，计算同管段1，故取管径DN150，得实际流速为0.979m/s，查得比摩阻为72Pa/m。

根据各段管径、流速及系统图计算各管段沿程阻力、局部阻力、设备阻力并得到环路总阻力，计算结果列于附录2中。

7.4.3 冷水泵的选择

（1）冷水泵流量

根据所选制冷机组性能指标得到W=122m³/h。

（2）冷水泵扬程

扬程＝1.1（冷水机组蒸发器侧的阻力＋冷水管路阻力＋分集水器与用户之间的最不利环路的阻力损失＋二通调节阀阻力）

其中：冷水机组蒸发器侧的阻力——由机组制造厂提供，本机取69kPa， 分集水器阻力取5kPa；

扬程＝1.1(245.967+5）=276.06kPa ，约为27.61mH2O。

7.4.4 冷水泵的型号

综上计算，本次采用广西博士通卧式单级双吸离心泵VGDW50-32三台并联供水，其中一台为备用水泵。

VGDW100-28离心水泵性能参数如下表6.6：

表6.6 冷水泵性能参数

型 号 流量Q（m/h） 3扬程H（m） 功率（KW） 第 61 页 共 71 页

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VGDW100-28 62 30 11 7.5 热源主机的选择

本建筑1-4层总冷负荷530.841kW，全年热水负荷25t/d，主机采用两台额定供热量为0.35MW的燃气热水锅炉；型号为特高CLHS常压立式燃气热水锅炉。具体规格列于表6.7中：

表6.7 锅炉参数

型号 额定供热功率（MW） 额定供回水温度（℃） 流量（t/h） 供回水管 台数 电机功率（KW) 外形尺寸 ϕ(mm) H(mm) CLHS30 0.35 95/70 12 DN50 2 0.37 1200 2350 7.6 板式换热器的选型

风机盘管与风柜的额定供回水温度为60/50℃，故需在分集水器与锅炉之间安装一个板式换热器，两台锅炉总热水流量为24m3/h，故板式换热器负荷侧流量为60m3/h。采用型号为绿特BR0.7A板式换热器。具体规格列于表6.8中：

表6.8 板式换热器参数

型号 换热面积（㎡） 流量 压力降（MPa） BR0.7A 60 60 <0.08 7.7 热水泵的选择

（2）热水泵流量

根据所选制冷机组性能指标得到W=30m³/h。

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（2）热水泵扬程

扬程＝1.1（板式换热器侧阻力＋热水管路阻力＋分集水器与用户之间的最不利环路的阻力损失＋二通调节阀阻力）

其中：冷水机组蒸发器侧的阻力——由机组制造厂提供，本机取80kPa， 分集水器阻力取5kPa；

扬程＝1.1(256.967+5）=288.16kPa ，约为28.81mH2O。

7.7.1 热水泵的型号

综上计算，本次采用宇通公司产卧式单级双吸离心泵YTW50-160（I）三台并联供水，其中一台为备用水泵。

YTW50-160（I）离心水泵性能参数如下表6.9：

表6.9 热水泵性能参数

型 号 流量Q（m/h） 32.5 3扬程H（m） 30 功率（KW） 4 7.8 分水器和集水器的选择

7.8.1 分集水器的直径

确定分水器和集水器的原则是使水量通过集管时的流速大致控制在0.5～0.8m/s范围之内。分水器和集水器一般选择标准的无缝钢管（公称直径DN200～DN500）。本系统冷水量最大为122 m/h。取流速v为0.7m/s，则 分水器直径按式6.1计算：

D4V40.03390.248m （6.1） v0.73因此取公称直径为DN250.

本次空调设计采用分三个区供配冷水，其中每一区从分水器接一根供水管，集水器上每一区设置一根回水管，将分水器分3路供水，第一路送往办公楼1-2层，冷负荷为83.38+50.=134.3kw，流量为23.1m/h；第二路送往办公楼3-4层，冷负荷为

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3134.95+82.83+10.53=228.31kw，流量为39.2m/h；第三路送往综合楼4层，冷负荷为347.5kW，流量为59.7m/h。分管流速取1.2 m/s，则3个供水管的尺寸计算按式6.1计算，其中v为水的经济流速，取1.5-2.5m/s；：

计算如下：

3D1D2D14Mv423.10.074m v1.536004Mv439.20.096m v1.536004Mv459.70.119m v1.53600因此取公称直径分别为DN80、DN100、DN125。 分水器接管中心距按表6.10确定：

表6.10 接管中心距（mm）

L1 D1+120 L2 D1+D2+120 L3 D2+D3+120 L..... ...... Li D(i-1)+120

因此：分水器长度L=130+L1+L2+l3+L4+L5+L6+120=1980mm. 分水器大样如图6.5所示：

图6.5 分水器大样图

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7.8.2 集水器的选型计算

集水器与分水器在管道连接上基本一致，但是集水器比分水器需要多连接一根定压管，该管的管径为32mm。故集水器的管径与分水器的管径取同一值，为250mm。但分水器的长度为： L2L25201202145mm

7.9 膨胀水箱的配置与计算

7.9.1 膨胀水箱的容积计算

膨胀水箱的容积的确定：

膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定的，可以用式6.2计算确定：

式中：

Vp——

膨胀水箱的有效容积（即由信号管到溢流管之间的高度差内的体积），m；

α—— 水的体积膨胀系数，=0.0006/℃； Δt—— 最大的水温变化值，℃；

Vs—— 系统内的水容量，m3,即水系统中管道和设备内存水量的总和。

3VptVs (6.2)

系统内的水容量Vs： 系统内水容量估算表6.11：

表6.11 系统内的水容量（L/m2建筑面积） 供冷时 供暖时 全空气系统 0.40～0.55 1.20～2.00 空气-水空调系统 0.70～1.30 1.20～1.90 本次空调设计全空气系统面积为2039m2，空气-水空调系统面积为1888m2，可计算夏季时系统内冷冻水的水容量Vs为：

Vs0.452039118882.81m3

10001000冬季时，系统内热水的水容量Vs为：

Vs

1.720391.618886.487m3

10001000第 65 页 共 71 页

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膨胀水箱的有效容积：

VptVs0.0006756.4870.292m3

7.9.2 膨胀水箱的选型

查膨胀水箱的规格型号和尺寸，选择的膨胀水箱的尺寸列于表6.12：

表6.12 膨胀水箱的规格尺寸及配管的公称直径

有效容型号 积 m 圆形 1 0.35 900 700 40 32 25 20 20 127 3尺寸/mm 内径 高 溢流管 水箱配管公称直径DN 水箱自排水管 膨胀管 信号管 循环管 重/kg 水箱形式 第 66 页 共 71 页

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第8章 通风与防排烟系统设计

按照参考文献[13] 表3.0.1的规定，本工程属于一类建筑。需要做防排烟的建筑部位有楼梯间和前室、内走道、地下车库及设备机房。

8.1 楼梯间和合用前室加压送风设计

8.1.1 加压送风量

本工程楼梯间和合用前室不具备自然排烟条件，故采用机械加压送风。1#楼梯间前室不送风，防烟楼梯间(前室不送风)的加压送风量参照表参考文献[13]表8.3.2-1，加压送风量取35000 m3/h。2#楼梯间及其合用前室分别加压送风。防烟楼梯间及其合用前室的分别加压送风量参照参考文献[13]表8.3.2-2。防烟楼梯间送风量取23000m3/h，合用前室送风量取20000m3/h。

本工程地下室出口处设置了耐火极限不低于2h的设置隔墙和乙级的防火门，因此地上、地

下共用楼梯间的加压送风系统。

8.1.2 加压送风形式

防烟楼梯间宜采用自垂式百叶风口，楼梯前室采用常闭型电磁式多叶调节阀加上常闭型百叶风口组成，加压送风口下边缘距地面0.5-1.0m。

8.1.3 选择加压送风机

1#楼梯机械加压送风机的全压：除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压防烟楼梯40Pa-50Pa，合用前室为25Pa-30Pa。

加压送风机风量：考虑到加压送风口和阀门在关闭状态下的漏风量，风量附加系数1.1。风量为35000×1.1=38500m3/h。选择SWF-I型高效低噪混流式通风机，加压送风机型号为：SWF-I-9.5。同理2#楼梯前室加压送风机型号为：SWF-I-6，2#楼梯加压送风机型号为：SWF-I-6。详细参数见表8.1

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表8.1 加压送风轴流风机参数

使用地点 风机代号 风机型号 转速 r/min 风量 m³/h 风压 pa 功率 kw 噪声 dB 重量 kg 1#楼梯间 JS-1 SWF-I-9.5 960 37033 717 5.5 79 236 2#楼梯间 JS-2 SWF-I-6 1450 23044 830 7.5 68 1 2#楼梯前室 JS-3 SWF-I-6 1450 19230 780 7.5 68 1

8.2 制冷机房防排烟系统设计

按照《高层民用建筑设计规范》规定，当A<500㎡时，排烟量按每平方米60m³/h计算；当A>500㎡时，排烟量按120m³/h计算；当房间净高在4.2～5m时，换气次数按6次/h计算，送风量大于等于85%排风量或大于等于50%的排烟量。

空调机房的面积为200㎡。因此，按按每平方米60m³/h计算排烟量为q1=200×60×=12000m³/h；送风量为q2=14388×50%=6000m³/h。按6次/h计算排风量q3=200×3.7×6=4440m³/h；

空调机房的排烟风机选型排烟风量为q=12000×1.1=13200m³/h，排风风量为q=4400×1.2=5280m³/h，因排风量与排烟量差值较大，故采用双速轴流风机。送风风机的选型风量为q=6000×1.1=7260m³/h。风机参数见表8.2：

表8.2 机房风机选型参数

风机作用 风机代号 风机型号 转速 r/min 风量 m³/h 风压 pa 功率 kw 噪声 dB 机房排烟 PY-2 HTF-Ⅱ-6 2900/1450 13381/6599 760/190 5.5/4.5 ≦86 机房送风 SF-2 SWF-I-5-No1 1450 7433 220 1.1 ≦28

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8.3 地下车库排烟系统设计

8.3.1 防火、防烟分区的划分

1）当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2000m2。

2）每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000㎡，且防烟分区不应跨越防火分区。排烟量按换气次数6次/h，机械系统的进风量按照排风量的85%计算，既满足排风时的送风要求，又同时满足捕风量不小于排烟量50%要求。为了将烟气控制在一个范围内，应用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.50m的梁划分防烟分区。

8.3.2 地下车库排烟排风系统设计

本工程采用排风和排烟合设的方式，平时排风，火灾排烟。排风排烟风口合用，系统示意图如图所示：

图9.2通风排烟合用示意图

本工程地下一层车库的面积为742㎡。划为一个防烟分区，排烟量按换气次数6次/h计算，得q1=742×3.7×6=172.4m³/h。送风量q2=q1×0.85=14001.5m³/h。

地下车库的排烟风机选型排烟风量为q=172.4×1.1=18119.6m³/h，送风风机的选型风量为q=14001.5×1.1=101.65m³/h。风机参数见表8.3：

表8.3 地下车库风机选型参数

风机作用 风机代号 风机型号 转速 r/min 机房排烟 PY-1 HTF-I-7 1450 机房送风 SF-1 SWF-I-7-No2 1450 第 69 页 共 71 页

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风量 m³/h 风压 pa 功率 kw 噪声 dB 108 728 7.5 ≦88 15716 345 3 ≦28

8.4 走廊防排烟系统设计

本建筑含无直接自然通风，且长度超过20m的内走道，所以走廊要做防排烟系统。机械排烟量按每平方米不小于120 m³/h计算。

选用HTFC-Ⅰ型消防高温排烟风机一台，具体参数详见表8.4：

表8.4 走廊排烟系统风机选型参数

风量 （m³/h） 24380 风压 （Pa） 610 转速 (r/min) 1450 功率 (KW) 7.5 噪声 (dB（A）) ≦88 型号 HTF-I-7 台数 2

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结 论

本次设计在为期半年的紧张设计之后已全部完成，通过指导老师的悉心指导和同学们的热情帮助，我及时完成了此次毕业设计。通过此次设计，使我对本专业有了更巩固的认识，对专业知识也有了全方位的学习。

本次设计是办公楼空调设计，我历经半年时间从认识，到学习，再到实践，最后全面的对本工程完成了暖通、防排烟设计。这让我对此类建筑设计所涉及到的专业问题有了全面的、系统的、完善的了解。此外，在设计中不断遇到的问题，也培养了我如何发现问题、分析问题、解决问题、与人沟通、翻阅文献等很多能力，也在绘图能力和设计能力上取得了很大进步。

时光如梭。美好的四年大学生活即将结束，从刚入学到现在，从一开始的专业认识实习到毕业设计，每一刻都仿佛就在昨天。然而知识的积累并不在一天一夜的。毕业设计证明了我们对专业能力的掌握，而专业能力的获取证明了我们大学四年学习的价值。

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参考文献

[1] GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．

[2] GB 50045-95 高层民用建筑设计防火规范. 北京：中国建筑工业出版社,2005. [3] GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范[S]. 北京: 中国计划出版社, 2003. [4] GB501-2005 公共建筑节能设计标准[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2005. [5] GB50016-2014 建筑设计防火规范[S]. 中国: 中国计划出版社, 2014. [6] GB50378-2006 绿色建筑评价标准[S]. 中国: 中国建筑工业出版社, 2006. [7] JGJ/T 229-2010民用建筑绿色设计规范[S]. 中国: 中国建筑工业出版社, 2010. [8] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册：上册 [M]. 2 版 ed. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[9] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册：下册 [M]. 2 版 ed. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

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致 谢

毕业设计是针对我大学四年学习的一个校验和总结，我在设计中也遇到了许许多多的问题和困难。而每当这个时候，教研室老师们都给予了我莫大的帮助，给我设计提供了宝贵的理论依据和实际工程参考经验。

在本次设计中。我由衷感谢刘源全老师对我的耐心指导，作为我们的毕业设计指导老师，刘老师十分耐心负责。尽管工作繁忙，但她仍旧坚持每周召开1-2次毕设会议给我们小组检查进度以及解答我们的各种问题。而当我们个人有疑惑问题时，她也会单独安排时间来给我们指导。为了我们尽善尽美的完成设计，刘老师每次都耐心地为我们审图，修改说明书。并且时刻督促我们的设计进程。刘老师的敬业精神以及悉心和蔼的个人品质让我们由衷敬佩。

再次感谢刘源全老师对我的指导，也由衷感谢她作为班主任在四年大学生活中对我们班每位同学的悉心关怀。最后，祝刘老师身体健康，事事如意。

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