某文體中心暖通空調工程的空調風系統設計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u31231某文體中心暖通空調工程的空調風系統設計計算案例 1165441.1風量計算 1153261.2風機盤管及新風機組選型 8237341.3組織形式及風口類型選擇 96791.4送風校核計算 10304261.5風系統設計 141.1風量計算1.1.1風機盤管加新風系統夏季處理過程風機盤管加新風系統的室內回風由風機盤管處理，新風處理到室內空氣焓值，單獨送至房間，在出風過程中與風機盤管冷風混合到達O點，再沿熱濕比線達到室內狀態點N，其空氣處理過程如下圖所示：圖2風機盤管加新風系統夏季空氣處理過程在焓濕圖上標出室內狀態點N，過N點作室內熱濕比線（ε線），與?=90%相對濕度線的交點O即為送風狀態點，并校核送風溫差Δt0。再標出室外狀態點W，通過新風機組將室外空氣處理到與?=90%的機器露點L，風道溫升1℃，可以獲得L’點。已知N、O點和房間余熱Q、余濕W，可以算出空調送風量G，又由房間新風風量Gw可得出風機盤管處理的回風量Gf=G-Gw，由新回風混合比OM/OL’=Gw/Gf可以確定M點位置。新風機組承擔負荷：Qow=Gw(hw-hl)風機盤管承擔冷量：Qof=Gw(hN-hM)表5接待中心夏季空氣處理狀態點狀態點溫度t

℃相對濕度φ

%含濕量d

g/kg干焓

kJ/kgW31.866.219.882.7L18.99012.450.5L’19.984.612.451.5O9.5906.626.3N256011.951.6M1.178.24.311.8以一層接待中心為例：已知室內冷負荷Q=16.49W，室內濕負荷W=6.03kg/h，室內熱濕比ε=23370.8（1）在焓濕圖上確定室外狀態點W、室內狀態點N。（2）從N點引hN線，等焓線hN線和φ=90%線交于L點，連接WL，W→L是新風在新風機組內實現的冷卻減濕過程，確定L點的參數，經過管道溫升1度為L’點。（3）從N點作熱濕比線ε=23370.8，與φ=90%的線相交于送風狀態點O，則可確定O點參數。（4）連接并延長到M點，M點為經風機盤管處理后的空氣狀態。（5）總送風量G=Q/(hn-ho)=2158.5m3/h。（6）新風量：滿足局部排風量、維持室內正壓、滿足衛生要求以及不低于最小新風比10%。該房間無局部排風設備，因此局部排風不予考慮；滿足衛生要求新風量=637.5m3/h；維持房間正壓要求新風量：該房間外窗密封性良好，根據《民用建筑空調設計》2.2章圖2-1，取房間保持10Pa正壓，查圖得每米縫隙滲風量為0.2m3/(h?m)，房間門窗縫隙長度為20m，因此可得=20×0.2=4m3/h；取房間送風量的最小新風比10%，=211.8m3/h。最終取新風量Gw=Max(Gw1,Gw2,Gw3)=637.5m3/h（7）回風量Gf=G-Gw=1521.04m3/h（8）新風比Gw/G=29.53%（9）換氣次數n=G/V=8次

1.1.2風機盤管加新風系統冬季處理過程風機盤管系統冬季送風量一般保持與夏季相同，處理過程如下。圖3風機盤管加新風系統冬季過程焓濕圖新風經新風機組預熱處理至W’點，再等焓除濕至W’’點與風機盤管處理至M點的出風以夏季送風新風比混合，達到送風狀態點O，送至房間，經熱濕比線ε到達室內設定狀態點N。首先在焓濕圖上確定出狀態點W、N，然后利用室內熱負荷Q?、濕負荷w?以及夏季風量O點焓值：O點含濕量：從而確定出狀態點O，根據夏季送風新風比計算出W’點的焓值，由于W’與W點等濕，確定出狀態點W’。根據新風回風混合比例有如下公式：從而得出W’’點含濕量，與W’點等焓線相交即得出點W’’。連接W’’O，延長與N點等濕線相交即可得出M點。表6102房間冬季空氣處理狀態點狀態點溫度t

℃相對濕度φ

%含濕量d

g/kg干焓

kJ/kgW2.768%1.5-2W’344.6%1.538.1W’’22.436.3%6.138.1O2147.6%7.440N1860%7.737.7M20.750.6%7.740.51.1.3一次回風系統夏季處理過程圖4一次回風系統夏季處理過程以一層大堂風量計算為例，首先確定室內外狀態點N、W，N’點為回風在風管內溫升1℃后的狀態點，過N點做ε線與送風溫差9℃線相交得到狀態點O，在O點的等含濕量線上與機組的露點相對濕度線φ=90%相交得到狀態點L。出風點N’與室外新風混合后達到狀態點C，根據新風混合比N’C/N’W=Gw/G可得到狀態點C。將混合狀態C的空氣經表冷器處理到機器露點L點，露點溫度的風經過送風管溫升1℃后達到送風狀態點O點，送入房間，處理室內余熱余濕，沿熱濕比線到達室內狀態點N點。表7夏季一次回風狀態點狀態點溫度t

℃相對濕度φ

%含濕量d

g/kg干焓

kJ/kgW31.866.219.882.7N’2656.511.956.7L7.5901.822.1O9.677.81.824.3N256011.951.6C32.659.218.580.3一次回風計算過程：（1）根據得到的室內余熱(Q)、余濕(W)量，計算室內熱濕比：；（2）在h-d圖上確定室內狀態點N點和室外狀態點W，過N點做ε線與送風溫差9℃線相交得到狀態點O，在O點的等含濕量線上降低1℃確定為機組的露點出風點N；（3）在N點的等含濕量線上溫升1℃得到狀態點N’；（4）計算總送風量（G）為：按吸收余熱量(Q)計算：按吸收余濕量(W)計算：若兩種方法計算得到的送風量相同，則計算無誤。計算得中庭送風量為29763.4m3/h；（5）計算新風量Gw，新風量計算原則與風機盤管部分相同，計算得新風量為9888m3/h；（6）回風量Gf=G-Gw=20986.8m3/h；（7）新風比Gw/G=9888/29763.4×100%=29.5%1.1.4一次回風系統冬季處理過程室外W點新風經預熱達到W’狀態點，與室內N點回風混合達到狀態點C，再等濕加熱至L點，經過等焓加濕處理至送風狀態點O’。首先在焓濕圖上確定狀態點W、N，空氣加熱器將新風加熱到10℃，達到狀態點W’，根據夏季新風比Gw/G=NC/NW’，確定出狀態點C。過N點作熱濕比線ε，為保持冬季送風量與夏季相同，根據dO=dO’(dO為夏季圖5冬季一次回風處理過程送風狀態點含濕量)，確定送風狀態點O’，過O’做等焓線與C點的等含濕量線相交可得L點。冬季過程中的風量均與夏季工況一致。系統中采用全空氣一次回風各區域風量如下表：表8全空氣風表區域一層大堂報告廳總風量m3/h29763.546219.7新風量m3/h988813866回風量m3/h20986.832353.9表9冬季一次回風狀態點狀態點溫度t

℃相對濕度φ

%含濕量d

g/kg干焓

kJ/kgW2.7681.5-2W’1020.11.513.9L31.316.11.750.4O33.320.46.550.4N19557.538.3C16.349.71.7311.1.5衛生間排風量計算參照《民用建筑空調設計》，衛生間排風量可以換氣次數計算，換氣次數不小于每小時5-10次。以一層南側男衛生間為例，房間面積為17.68㎡，層高為1.1m，從而可得房間體積為90.2m3，取換氣次數為10次，排風量Gp=10×90.2=902m3/h。1.2風機盤管及新風機組選型1.2.1風機盤管選型以一層接待中心為例：已知房間總風量為G=2158.54m3/h，新風量GW=637.5m3/h，回風量Gf=1521.04m3/h。風機盤管承擔的全冷量為：16.7kW風機盤管承擔的顯冷量為：9.64kW新風機組承擔的全冷量為：6.50kW風機盤管按中檔風量選擇，此房間選用格瑞德FP-136型兩臺，中檔風量為1020m3/h，冷量為8.79kW。1.2.2新風機組選型本設計中1~4層每層布置兩臺新風機組，各承擔一部分房間的新風量和新風負荷，將新風處理到室內狀態點的等焓線。新風機組均選用吊頂式新風機組，參考格瑞德新風換氣機樣本，選型如下：表10新風機組選型表樓層新風機房負載房間總風量m3/h總負荷kW型號F1西側1001-10031013155411.84格瑞德XH-200D東側1005-10111763.616.87格瑞德XH-200DF2西側2001-20032008-20092191.817.45格瑞德XH-150D東側2003-2006350027.35格瑞德XH-150DF3西側3001-300530131974.5519.66格瑞德XH-100D東側3006-30123261.3427.74格瑞德XH-150DF4西側4001-40064018-4019335034.17格瑞德XH-400D東側4007-40172668.5128.49格瑞德XH-400D1.3組織形式及風口類型選擇氣流分布計算的工作是選擇氣流分布形式，明確送風口的形式、數量和大小，使工作區域的風速和溫差滿足設計要求。工作區的溫濕度、潔凈度的要求，一般根據舒適空調或工藝空調提出的參數來確定。對于工作區的流速，當前中國的規定：舒適的空調房間里的風速在冬天不應超過0.2m/s，而夏季不應超過0.3m/s，工藝性空氣調節工作區風速宜采用0.2~0.5m/s。另外，送風口出流速度u0值應考慮高速氣流通過風口所產生的噪聲，因此在要求較高的房間應取較低的送風速度，一般的取值范圍為2~5m/s。排（回）風口的風速一般限制在4m/s以下，靠近人群時不宜大于3m/s。考慮到噪聲因素，住宅建筑一般采用2m/s，而工業建筑可以大于4m/s。根據本建筑的結構及氣流組織和空氣分布的要求和特點，從空氣分布和運行費用以及噪聲強度的角度考慮，接待室、茶餐廳、棋牌室、練舞房等小型房間采用方形散流器頂送頂回；回風口設置單層百葉風口，安裝在風機盤管下部；新風單獨送到房間，新風口設置單層百葉風口。全空氣系統部分，一層游泳館采用方形散流器頂送風，由于游泳池環境的特殊性，防止過大的風速快速帶走人體表的水分導致熱舒適性變差，工作區風速應小于0.3m/s。羽毛球館氣流組織形式：考慮到風速和風向會對羽毛球的飛行軌跡產生影響，故對此查找相關資料，要求羽毛球館風速小于0.2m/s。參考到的部分設計案例有采用布袋風管送風以及圓形可調噴口送風，經過流場fluent模擬確定噴口角度和出風流速等。布袋風管整體送風，可選擇滲透和排孔出風模式，根據現場的需求多角度送風，實現有序的氣流組織，氣流速度穩定在0.2m/s，在低風速下保證氣流組織均勻，使羽毛球的飛行區域內的氣流保持層流狀態，避免產生渦流，不會影響羽毛球的飛行軌跡。還有的專業比賽場館將風口分布設置在觀眾席座位下，考慮到本羽毛球館無觀眾席，故采用布袋風口均勻排孔送風。1.4送風校核計算1.4.1方形散流器氣流組織校核查取《簡明空氣調節設計手冊》例5-7，方形散流器氣流組織校核過程如下：圖7方形散流器射程示意圖（1）按房間（或分區）的尺寸布置散流器，計算每個散流器的送風量；（2）計算水平射程l及垂直射程x’。x’為從散流器風口到工作區斷面射程，l為水平射流距離。（3）選定送風速度u0，計算出風面積F0：(3-4)（4）到達計算截面的送風風速ux：(3-5)式中：F0 L——水平射程，m；X’——垂直射程，m；K1——射流受限系數；K2——射流重合修正系數；K3——非等溫修正系數。（5）到達計算截面的溫度衰減Δtx：(3-6)Δtn1——散流器特性系數。（6）檢查貼敷長度xl(3-7)(3-8)式中k——k=0.35-0.7h0/b0取h0/b0=0.3；m1——風口特性系數，取1.0，見《簡明空氣調節設計手冊》表5-12；n1——風口特性系數，取0.88，見《簡明空氣調節設計手冊》表5-12。以一層VIP接待室為例，凈高度為4.2m，采用徑向散流器平送。（1）單個散流器風量為L=1216.3m3/h；在《民用建筑設計空調規范》表6.8中查得頸部最大送風速度為4-5m/s，擬定散流器出風速度3.5m/s,該散流器水平射程l=3.65m，垂直射程x’=2.2m。（2）檢查ux：式中K2、K3均取1，K1查表取0.43（3）檢查Δtx：（4）檢查射流貼附長度xl由公式3-7、3-8計算得xl=3.66m>l,設計合理。1.4.2單層百葉風口氣流組織校核圖8百葉風口射流長度示意圖（1）確定風口位置及數量，計算射流長度x，x為水平射程與垂直到工作區射程之和。（2）假定風口尺寸a、b計算出風面積F0=a×b×0.8，0.8為有效面積系數（3）計算射流截面面積Fn射流截面為與每股射流垂直的截面面積。（4）利用各修正系數圖求得K1，K2，K3（5）利用風量及出風面積計算送風風速u0。（6）計算截面風速u(3-9)（7）檢查工作區風速（8）檢查溫度衰減Δt(3-10)式中Δt（9）檢查射流長度xl(3-11)(3-12)以一層接待中心百葉側送為例：房間尺寸為16.1×20.4×1.1m，單個風口風量為1026.32m3/h。（1）將百葉風口設置在大堂兩側吊頂,雙側送風，安裝高度4.2m,共使用8個風口，水平射程為1.7m，射流長度x=7.9m。（2）選定風口尺寸為200×100，出風面積F0=0.016㎡。（3）射流截面面積Fn=20.4×4.2/4=21.42㎡（4）根據《簡明空氣調節設計手冊》圖5-26查得射流受限系數K1=1，圖5-27查得射流重合修正系數K2=1，圖5-28查得非等溫修正系數K3=1（5）送風風速=8.9m/s（6）計算截面風速（7）工作區處于送風回流區，因此工作區風速約為計算截面處的一半，即uh=0.44m/s，比夏季送風室內工作區限制風速0.3m/s稍高，考慮到送風應用場所為大堂，故認為風速滿足需求。（8）送風溫度衰減（9）檢查射流長度xl根據式3-11、3-12計算得xl=7.47m，射流長度基本滿足需求。1.4.3側送噴口氣流組織校核（1）根據空調區的顯熱冷負荷和送風溫差，計算總送風量，根據建筑平面特點布置送風噴口，確定每個噴口的送風量。（2）假設噴口出口直徑ds，求得噴口送風溫度vs，按公式3-13計算阿基米德數Ar，代入式3-14中計算射流到達工作區的風速vx，若vx不滿足設計要求，則需重新假定ds或重新布置風口。(3-13)(3-14)式中正負號在送冷風時取正號，送熱風時取負號；x——噴口垂直向下送風的射程，m；Kp——射流常數，對于圓形和矩形風口，當vs=2.5～5m/s時，Kp=1.0；當vs≥10m/s時，Kp=6.2；Δts——送風溫差，℃；tn——室內設計溫度，℃。（3）按照公式3-15校核區域溫差Δtx(3-15)若不滿足要求，也重新假定ds或重新布置風口。噴口向下垂直送風的氣流組織計算，先按照夏季送冷風的工況進行設計。對于定風量系統，冬季送熱風工況時要關掉若干風口，再進行校核計算。1.5風系統設計1.1.1風系統的設計布置1.以的滿足設計風量要求前提下來設計通風管道，已達到初投資和運行費用最低。同時，一定要和建筑設計相互配合，做到美觀與協調。

2.風管的布置和設計計算原則：

（1）風道系統要簡潔、靈活、可靠，風道布置盡可能短，減少分支管，要便于安裝、調節、控制和維修。

（2）風道的斷面形狀要由建筑空間制宜。風道斷面尺寸要國標化，矩形風道的長寬比一般小于4。

（3）正確選擇經濟風速。風速選用視風道的種類及風道的性質（主風道、支風道、水平風道與垂直風道）、輸送介質氣體的性質以及對噪聲要求。3.本項目的風管系統分為全空氣風管系統以及新風風管系統。全空氣風管系統應用在一層生態中庭、游泳館和二層羽毛球館。生態中庭屬于高大空間，溫度