摘要：此方案是進行商場冷量分析、風(fēng)量計算并針對分析出的結(jié)果進行分析，選用合適的空調(diào)機組設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)，并對其進行相關(guān)說明。

關(guān)鍵詞：空調(diào);冷水機組;風(fēng)系統(tǒng)

中圖分類號：TU831文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2096-6903（2021）10-0015-03

1工程概況

1.1項目情況

該工程為上海市區(qū)內(nèi)某商場，共8層，總建筑高度48 m，總建筑面積為40 000 m2，長為78 m，寬61 m。本次方案內(nèi)容包括商場內(nèi)集中中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計（含空調(diào)水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)管道保溫及設(shè)備減震的簡述[2]）。

1.2室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

夏季室內(nèi)干球溫度：26°;夏季相對濕度：55%;新風(fēng)量：16 m/h·人[1];噪聲：55 dB（A）;氣流速度：0.3 m/s。

2系統(tǒng)參數(shù)計算

2.1空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的確定

冷負(fù)荷的主要確認(rèn)考慮以下方面的冷負(fù)荷，并對其進行累加，包括墻體冷負(fù)荷、屋頂冷負(fù)荷、玻璃窗冷負(fù)荷、日射的熱冷負(fù)荷、人員散熱冷負(fù)荷、設(shè)備冷負(fù)荷、照明冷負(fù)荷[1]。根據(jù)上述因素的綜合考慮，根據(jù)當(dāng)天的情況每三個小時對樓宇冷負(fù)荷進行估算，一層冷負(fù)荷及總冷負(fù)荷如表1。

2.2新風(fēng)量的確定

商場負(fù)荷變化比較小，宜采用封閉式混合單風(fēng)道集中式系統(tǒng)，即采用循環(huán)風(fēng)量，部分引入新風(fēng)量（為室外引入的新風(fēng)），一般要求引進的新風(fēng)，與排出的風(fēng)量要平衡，或略大于排風(fēng)量，壓差一般為5～10 Pa，濕度一般不要超過75%。

作者簡介：楚大林（1984—），男，上海人，本科，工程師，研究方向：機電設(shè)備安裝。

2.3送風(fēng)量的計算

以一層計算為例：首先確定室內(nèi)狀態(tài)點N，然后以N作熱濕比ε線與φ=90%的交點，此點即為送風(fēng)狀態(tài)點L，查[1]N：i=64.33 kJ/kg干空氣;L：i=46 kJ/kg干空氣。

Q取當(dāng)天最大負(fù)荷12時～16時的單小時平均的最大負(fù)荷869.62 kW。

新風(fēng)量按總送風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)來設(shè)計，取值10%。

商場按照每天4 500人核算，每人不小于16 m/（h·人）的新風(fēng)量：即g=16 m/（h·人），G=ρ×n×g=1.2×4 500×16=86 400 m/h=24 m/s，回風(fēng)量G=G-G=39-24=15 m/s。

2.4風(fēng)口及其風(fēng)口形式的確定

送回風(fēng)口的形式、數(shù)量、尺寸等的確定，主要是根據(jù)該區(qū)域需求的風(fēng)量大小來確定，并保證單個風(fēng)口的風(fēng)速不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大風(fēng)速，本次方案的送風(fēng)管和回風(fēng)管均設(shè)置在房屋的頂部，即采用上送風(fēng)，和上回風(fēng)的形式，此方式由于風(fēng)管和風(fēng)口都在房間的頂部，可以釋放商場的樓層內(nèi)的地面的面積，變相為商場節(jié)約了可利用的面積，本次風(fēng)口形式采用散流器，層高較高的部分采用渦流散流器，回風(fēng)口采用加過濾網(wǎng)的單層百葉回風(fēng)[1];一層風(fēng)口的數(shù)目：送風(fēng)口142個，回風(fēng)口70個;每個風(fēng)口風(fēng)量：設(shè)定一層額定風(fēng)量120 000 m/h，故每個送風(fēng)口的風(fēng)量：Q=130 000/142=845 m/h=0.254 m/s。選擇頸部尺寸為320×320的方形散流器，頸部面積M=0.102 4 m;則風(fēng)口的風(fēng)速為Q/M=2.5 m/s送風(fēng)口的風(fēng)速一般設(shè)定范圍為2～6 m/s，因此選用的風(fēng)口是符合要求的，大樓內(nèi)的所有風(fēng)口均可按照此方法，確定風(fēng)口額大小。

2.5風(fēng)管計算

風(fēng)管的計算主要根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)管的材質(zhì)、風(fēng)管的形式、風(fēng)管的長度及截面積確定，設(shè)計的目的是達到均勻送排風(fēng)。一區(qū)風(fēng)道布置如圖1。

主要計算步驟如下：（1）首先對風(fēng)管進行編號（1-2- 3-4-5-6-7-8-9-10），標(biāo)出各個風(fēng)管段的長度和各個送風(fēng)點的風(fēng)量。（2）再選擇最不利環(huán)路，選擇最不利環(huán)路的原則（阻力損失最大的環(huán)路、距離最長的環(huán)路），根據(jù)劃分好的各個風(fēng)管段的流量及選定的風(fēng)速，確定最不利環(huán)路上各個風(fēng)管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。風(fēng)管段1-2設(shè)定流速V=6 m/s，確定為矩形風(fēng)管，通過計算得出風(fēng)管段1-2的管徑為320 mm×320 mm。（3）90°矩形彎頭：查《實用供暖空調(diào)設(shè)計手冊》查得ξ[1]，一樓一區(qū)風(fēng)管計算如表2。其余各層的各個以同樣方式計算。

3空調(diào)系統(tǒng)方案

3.1制冷機組的選擇計算

制冷機組選用離心式冷水機組。制冷系統(tǒng)的部制冷量應(yīng)包括用戶實際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)冷損失，按下式計算：

Q′=（1+m）Q

式中：Q′—制冷系統(tǒng)的部制冷量，kW;

Q—用戶實際需要的制冷量，kW;

m—冷損失附加系數(shù)，m=0.10～0.15，取0.10。

所以總制冷量Q′=（1+0.1）×6 459.7=7 105.67 kW。

選用離心式冷水機組2臺。參數(shù)如表3。

名義制冷量：3 610 kW;工質(zhì)：HFC-134a;冷凍水：進水溫度12℃，出水溫度7℃，流量650 m/h，壓頭損失88 kPa;冷卻水：進水溫度32℃，出水溫度37℃，流量700 m/h，壓頭損失88 kPa。

3.2冷卻塔的選擇

冷卻塔的選型、冷卻塔要求的水量可按下式計算[1]：

q=Q/c（t-t）

式中：c—水的比熱容，常溫時等于4.18;

Q—冷卻塔排走的熱量;壓縮式制冷機，取制冷機負(fù)荷的1.30倍;

t，t—冷卻塔的進、出水溫度。

則冷卻水量為：

q=1.3×7220×3600/（4.18×5×1000）=1616.7m/h

選用2臺，流量810 m/h，進水32℃，出水37 ℃，冷卻塔風(fēng)機風(fēng)量32 400 m/h的冷卻塔。

3.3膨脹水箱的選擇計算

本系統(tǒng)選用的閉式承壓循環(huán)的水系統(tǒng)，為使水系統(tǒng)中的水因溫度變化而引起的膨脹，有膨脹的位置，以及有利于系統(tǒng)中由于循環(huán)而產(chǎn)生的空氣的排除，在管路系統(tǒng)中設(shè)置膨脹水箱。根據(jù)經(jīng)驗，膨脹水箱一般設(shè)置在水泵的吸入側(cè)，且管道不易過長，在本系統(tǒng)中采用落地式的膨脹水箱。

膨脹水箱的主要作用是定壓和補水。膨脹水箱上的一般配管主要包括膨脹管、信號管、補水管、溢流管、排污管等，設(shè)置時一般在各個管口設(shè)置閘閥（球閥）方便以后檢修使用。膨脹水箱一般為保溫水箱。

膨脹水箱的容積是由系統(tǒng)中水容量和最大的水溫變化幅度決定，可由下面的公式計算[1]：Vp=αΔtVs。

其中，Vp—膨脹管有效容積，即從信號管到溢流管之間的高差內(nèi)的容積，L;

α—水的體積膨脹系數(shù)，α=0.006 L/℃;

Δt—最大的水溫變化值，℃;

Vs—膨脹水箱系統(tǒng)的水容量，即系統(tǒng)中和管道和設(shè)備內(nèi)總水容量，L;

Vp=αΔtVs=0.006×5×0.55×42 688.3=704.3 L= 0.704 m。

本系統(tǒng)的有效容積可取1 m。

4管路設(shè)計

4.1冷凍水供水方式：二管異程式

（1）管路布置圖見圖2。

（2）機房冷凍水管徑計算。

冷水機組的額定水流量為650 m/h×2=180.5 L/s×2=361 L/s;管徑。

兩臺冷凍機組總管進出口接管直徑為500 mm。

各層流速按照此公式，分層計算。

（3）冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計：兩臺冷水機組的冷卻水額定流量為700 m/h×2=194.4 L/s×2=388.8 L/s。

管徑[1]

兩臺冷凍機組總管進出口接管直徑為500 mm。

4.2冷凍水泵

（1）流量：已知冷水機組的額定水流量：650 m/h;

水泵流量Q=2×650×（1+5%）=1 365 m/h

（2）水泵揚程的確定：

水泵揚程可按下公式計算[1]：

H=βH，H=ΔP+ΔP+0.05×L×（1+k）mHO

β—揚程保險系數(shù)1.10;

H—最不利環(huán)路總阻力;

ΔP—冷水機組蒸發(fā)器的水壓降，88 kPa=9 mmHO;

ΔP—最不利環(huán)路中空調(diào)末端裝置的水壓降，67.52 kPa=6.89 mHO;

K—最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長度總和與直管總長的比值取0.60;

L—總長度，150 m。

H=9+6.89+0.05×150×（1+0.6）=28 mHO。

水泵的設(shè)計楊程：H=1.1×28=30.8 mHO。

故選離心泵3臺，采用2用1備，該機組的主要技術(shù)參數(shù)為：額定流量1 365 m/h÷2=189.6 L/s，揚程32 mHO，轉(zhuǎn)速1 450 r/min。

4.3冷卻水泵

（1）流量：已知冷水機組的額定水流量：700 m/h

水泵流量Q=2×700×（1+5%）=1 470 m/h

（2）水泵揚程的確定：

水泵揚程可按下公式計算[1]：

H=βH，H=ΔP+ΔP+0.05×L×（1+k）mHO。

β—揚程保險系數(shù)1.10;

H—最不利環(huán)路總阻力;

ΔP—冷水機組蒸發(fā)器的水壓降，88 kPa=9 mmHO;

ΔP—最不利環(huán)路中空調(diào)末端裝置的水壓降，67.52 kPa= 6.89 mHO;

K—最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長度總和與直管總長的比值取0.60;

L—總長度30 m;

H=8.8+6.89+0.05×30×（1+0.6）=18 mHO。

水泵的設(shè)計楊程：H=1.1×18=19.8 mHO。

故選離心泵3臺，采用2用1備，該機組的主要技術(shù)參數(shù)為：額定流量1 470 m/h÷2=204.2 L/s，揚程20 mHO，轉(zhuǎn)速1 450 r/min。

4.4加藥裝置

加藥裝置一般是根據(jù)管道中的總水量進行選擇確認(rèn)，本系統(tǒng)選用400 m/h。

5保溫與減震

5.1管道保溫措施

空調(diào)用冷凍水、冷卻水管道保溫采用40 mm厚橡塑保溫?？照{(diào)風(fēng)管保溫材料采用帶鋁箔的超細(xì)離心玻璃棉，厚度為30 mm[4]。

5.2噪聲與減震

本系統(tǒng)工程中產(chǎn)生噪音的主要是空調(diào)設(shè)備（包含冷水機組、空調(diào)箱、膨脹水箱、加藥裝置、冷卻塔）、通風(fēng)管道及水管道等[3]。

空調(diào)設(shè)備一般采用減震墊或者減震器減震[3];空調(diào)機組與風(fēng)管連接的地方采用軟接頭，風(fēng)管采用在設(shè)備端增加消音器;空調(diào)機房的墻體一般采用吸聲材料[3]。

6總結(jié)

商業(yè)樓宇空調(diào)系統(tǒng)方案，進行樓宇冷負(fù)荷的計算、水冷機組、冷卻塔、膨脹水箱、風(fēng)管系統(tǒng)和水管系統(tǒng)的設(shè)計（相關(guān)風(fēng)管的計算以一層為例，水管以主管的計算為例），并對管道的保溫、設(shè)備的減噪防震也做了簡單說明。

參考文獻

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On the Installation and Implementation Air Conditioning System in Commercial Building

CHU Dalin

（Shanghai Pufa Comprehensive Maintenance （Group）Co.，Ltd.，Shanghai 200120）

Abstract：This plan is to carry on the shopping mall cold volume analysis，air volume calculation and analysis of the results of the analysis，the selection of appropriate air conditioning equipment and related systems，and related to its description.

Keywords：air conditioning;water chiller;air system