空调与制冷技术课程设计任务书.doc

课程设计任务书1课程设计的内容和要求：本课程设计是为某一民用住宅设计中央空调系统，建筑物的平面图见附录（1）。一、原始资料设计用室外气象参数：夏季空气调节室外计算干球温度： 35.6 ，夏季空气调节室外计算湿球温度：28.3 ，夏季空气调节室外计算日平均温度：32.2 ，夏季室外计算相对湿度：61 ；夏季室外平均风速：2.3 m/s；夏季空调室内计算参数见附录（2）。二、技术及工作要求本课程设计要求进行如下工作:1. 方案选择 2. 负荷计算 3. 风机盘管选型 4. 机组选型 5. 水系统设计 6. 风系统设计课程设计任务书2对课程设计成果的要求：1. 编写课程设计计算书2. 画出水管平面图、风管平面图、水系统原理图3. 设计施工说明及设备明细表3主要参考文献：1.中央空调设计与施工2.空气调节技术3.工业通风空气调节4.空气调节设计规范4课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容112月16-17日了解任务和熟悉原始资料212月18-20日夏冬季冷热湿负荷计算312月21-24日确定设计方案及设备选型412月25-26日整理设计计算说明书512月27-29日绘制工程图及课程设计总结主指导教师日期： 年 月 日附录1附录2名称温度相对湿度%名称温度相对湿度%客厅2760西卧室2660厨房南卧室2660餐厅2765东卧室2660西、南卫生间中通道2760目录第一章 设计概况及原始设计数据第一节 设计概况 本课程设计是为某一民用住宅设计中央空调系统，建筑物的平面图见附录（1）。附录1第二节 原始设计数据2.1室外气象参数设计用室外气象参数：夏季空气调节室外计算干球温度： 35.6 ，夏季空气调节室外计算湿球温度：28.3 ，夏季空气调节室外计算日平均温度：32.2 ，夏季室外计算相对湿度：61 ；夏季室外平均风速：2.3 m/s；2.2室内设计参数名称温度相对湿度%名称温度相对湿度%客厅2760西卧室2660厨房南卧室2660餐厅2765东卧室2660西、南卫生间中通道2760第二章 空调方案选择和负荷计算第一节 负荷计算1.1空调冷负荷计算 由设计规范及参数得各个房间的负荷情况，见下表：房间面积(m2)单位负荷(w/m2)冷负荷(w)客厅25.22205544餐厅11.342002268东卧室16.81803024西卧室10.81801944南卧室12.151802187中通道12.961001296西卫生间5.4南卫生间4.5厨房12.1合计111.2516263计算得空调冷负荷为16.263kw,考虑到围护结构传热系数取1.1，则需要的制冷量为17.889kw。1.2湿负荷计算 人体散湿量可按下式计算： 10-3 kg/h 式中：q人体散湿量，kg/h； n人数，此处取n=6；n群集系数，民用住宅群集系数为0.91； w成年男子的小时散热量，kg/(hp)；26时，极轻劳动成年男子的小时散热量为0.109 kg/(hp)。由此可得人体散湿量：q=人数 0.910.10910-3 =6 0.910.10910-3 = 0.6010-3 kg/h第二节 方案选择2.1方案比较表1：空调系统的比较使用指标集中式系统半集中式系统分散式系统单风管定风量变风量风机盘管诱导器单元式或房间空调器初步投资适中适中高高低节能效果与运行费用经济经济适中不经济适中施工安装方便方便适中适中不方便使用寿命长长适中长较短使用灵活性不灵活不灵活适中适中灵活机房面积面积大面积大适中适中面积较小恒温控制容易控制适中适中不易控制适中恒湿控制容易控制不易控制不易控制不易控制不易控制消声有效消声有效消声适中不易消声不易消声隔振容易容易适中适中不易房间清洁度高高低低低风管系统复杂复杂复杂适中比较简单维护管理容易适中适中适中不易风管串通易串通易串通适中不会串通不会串通防火性能差差适中适中好 表2：各种空调系统的特点空调系统使用条件空调装置装置类别使用特点集中式空调系统1、 空调房间面积大或是多层、多室，且冷（热）负荷变化情况类似；2、 新风量变化大；3、 室内温度，湿度，洁净度，噪音震动指标要求严格；4、 全年多工况适应和节能；5、 可采用天然冷源；6、 维护、操作、管理方便；7、 运行费用低。单风管定风量直流式房间内产生有害物质不允许空气再循环使用单风管定风量一次回风式仅作夏季降温或室内相对湿度波动范围要求严格，且湿负荷变动较大。单风管定风量一、二次回风式室内散湿量小，且不允许选择用较大的送风温差。变风量室内允许波动范围t=1冷却室要求水系统简单，但是室内相对湿度温度。喷水室1. 采用循环喷水蒸发冷却或天然冷源2. 室内相对湿度要求严格或相对湿度要求较大而且又有较大发热显著3. 喷水室又兼作辅助净化措施半集中式空调系统1. 空调房间面积大但风管不易布置2. 多层多室，层高较低热湿负荷不一致或参数要求不高3. 室内温湿度要求t=14. =10,要求各室内空气不要串联5. 要求调节风量风机盘管1. 空调系统较多，空间较小且各房间要求单独2、建筑面积较大但主管铺着困难诱导器多房间层次低且同时使用空气不允许串联，室内要求防爆分散式空调系统1. 各房间工作班次不同且面积较小2、空调房间布置分散3、工艺变更可能性较大冷风降温机组仅用于夏季降温去湿恒温恒湿机组房间要求全年恒温恒湿表3：全空气系统与空气水系统方案比较表比较项目 全空气系统 空气水系统 设备布置 与机房1 空调与制冷设备可以集中布置在机房2 机房面积较大层高较高3 有时可以布置在屋顶或安设在车间柱 间平台上1 只需要新风空调机房、机房面积小2 风机盘管可以设在空调机房内3 分散布置、敷设各种管线较麻烦风管系统1 空调送回风管系统复杂、布置困难2 支风管和风口较多时不易均衡调节风 量1 放室内时不接送、回风管2 当和新风系统联合使用时，新风管较小节能与经 济性1 可以根据室外气象参数的变化和室内 负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间2 对热湿负荷变化不一致或室内参数不 同的多房间不经济3 部分房间停止工作不需空调时整个空 调系统仍需运行不经济1 灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷 情况自我调节2 盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热 效率3 无法实现全年多工况节能运行使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式 空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理 和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、 易漏水温湿度控 制可以严格地控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足空气过滤 与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔 振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求风管互相 串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染表4：风机盘管+新风系统的特点表2优点1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用2)各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好3)与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间4)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装5)只需新风空调机房，机房面积小6)使用季节长7)各房间之间不会互相污染缺点1)对机组制作要求高，则维修工作量很大2)机组剩余压头小室内气流分布受限制3)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便4)无法实现全年多工况节能运行调节5)水系统复杂，易漏水6)过滤性能差适用 性适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合2.2方案的选择本设计为办民用住宅的空调系统设计，由方案比较、负荷大小和实际情况，本次设计选择半集中式空调系统中的风机盘管系统，采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统， 独立供给室内。风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。第三章 机组选型由计算得空调冷负荷为16.263kw,考虑到围护结构传热系数取1.1，则需要的制冷量为17.889kw。因为制冷系统的冷负荷小于300kw,所以只考虑选用活塞式制冷机组。所以本设计中的制冷机组选择活型号为nws-6wc的水冷式制冷机组，其主要参数如下表：第四章 风系统设计第一节 风机盘管1.1客厅风机盘管系统计算空气处理方案及有关参数的查取，采用新风直入式空气处理方式，新风机组不承担室内负荷。客厅的设计参数如下表： 表1：名称温度相对湿度%冷负荷(w)客厅276055441.1.1人体散湿量计算 人体散湿量可按下式计算： 10-3 kg/h 式中：w人体散湿量，kg/h； n人数，此处取n=6；n群集系数，民用住宅群集系数为0.91； w成年男子的小时散热量，kg/(hp)；26时，极轻劳动成年男子的小时散热量为0.109 kg/(hp)。由此可得人体散湿量：w=人数 0.910.10910-3 =6 0.910.10910-3 = 0.6010-3 kg/h1.1.2风机盘管系统选型计算（1）热湿比计算= kj/kg =33264 kj/kg采用可能达到的最低参数送风，过n点作线与=95%线相交，即得送风点o，o点的状态参数为：ho=50.5 kj/kg由h-d图得：由 tn=27, =60% 得hn=60.2kj/kg；由 tw=32.2，=61% 得hw=79.8 kj/kg；总送风量 =0.572 kg/s（2）风机盘管风量计算根据我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则, 此处民用住宅的新风量取30 m /(hp)，因此总新风量为180m/h，即新风量gw=0.065kg/s则风机盘管风量gf=g-gw=0.572-0.065=0.507 kg/s（3）新风冷负荷计算夏季，空调新风冷负荷按下式计算： clw1.2 gw( hw-hn)kw (2-15) 式中: clw夏季新风冷负荷，kw； gw新风量，kg/s； hw室外空气的焓值，kj/kg； hn室内空气的焓值，kj/kg。由此可得新风冷负荷：clw=1.20.065（79.8-60.2）=1528.8 w（3）客厅所需冷量（包括新风） ：q= 5544 w （4）风机盘管所需冷量： qf=q- clw =5544-1528.8=4015.2 w 1.2客厅风机盘管系统选型根据所需风量及制冷量的要求，初选型号为42ce-004型的标准型风机盘管2台， 其额定风量为750m /h，冷量为3740w，满足要求。故选42c-004型的标准型风机盘管2台，其水压降为26kpa。 用同样方法确定其他房间风机盘管型号,见下表:表1：各房间风机盘管型号汇总表房间名称风机盘管型号总负荷w新风负荷 w单台中速风量m3/ h单台全冷量w水流量l/min水压降kpa台数客厅42ce-00455441528.8750374011262餐厅42ce-00322681528.855028208161东卧室42ce-0053024562.3900450013161西卧室42ce-0031944562.355028208161南卧室42ce-0042187562.3750374011261中通道42ce-0021296752.634017865.691第二节 新风系统机组选型由所需的新风量选择新风系统机型，所以本设计中选择型号为xh-30d的新风机组。其主要参数如下表：所需要新风 量m3/ h所需要新风 负荷/w型号额定风量m3/ h消耗功率/kw电压/v全压/pa2702281.4xh-30d30020022090第三节 各风管尺寸计算3.1送风管尺寸计算送风管截面积可按下式计算：f=式中：l-送风量m3/ h；v-流速m/s；对于客厅，送风管截面积：f=0.1965根据风管常用规格可选用630320规格的矩形送风管，同理中通道可选择250200规格的矩形风管。3.2送新风风管管尺寸计算新风风管管尺寸可按下式计算：f=根据风管常用规格可选用250120规格的矩形送风管，同理中通道可选择160120规格的矩形风管。3.3风口的选择 本设计室内温湿度参数；夏季空调26-27，=50%-60%，房间送风高度不大于2.8米，设计的空调系统为舒适性空调，根据实用供热空调设计手册表11.9-1中所示气流组织的基本要求，本设计各房间气流组织选择侧送侧回送风方式。3.4风口的布置风机盘管加新风系统的送风口根据送风管尺寸新风量和风机盘管风量之和选择合适的双层百叶送风口(45度角)，同时也要考虑送风距离、送风速度的影响。新风送风口选择双层百叶风口。新风入口注意事项（1）新风进口位置：本系统采用独立的新风系统，因此只须考虑风机盘管机组配置合理；布置时应尽量使排风口与进风口远离，进风口应尽量放在排风口的上风侧； 为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部应距地面不宜低于2m。（2）新风口其他要求：进风口应设百叶窗，以防雨水进入，百叶窗应采用固定的百叶窗，在多雨地区，宜采用防水的百叶窗。第五章 水系统设计5空调水系统水力计算5.1标准层风机盘管水系统水力计算1)沿程阻力pe=e v 2/2 g mh2o （5.1） 沿程阻力系数e=0.025l/d （5.2） 2)局部阻力水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为： pm=v 2/2 g mh2o （5.3） 3）水管总阻力p=pe+ pj mh2o （5.4） 4)确定管径 d v = mm （5.5） 式中： vj冷冻水流量,m 3/s ； vj流速,m/s 。表6-1 管内水流速推荐值（m/s）管径1520253240506580闭式系统0. 40.50.50.60.60.70.70.90.81.00.91.21.11.41.21.6开式系统0.30.40.40.50.50.60.60.80.70.90.81.00.91.21.11.4管径100125150200250300350400闭式系统1.31.81.52.01.62.21.82.51.82.61.92.91.62.51.82.6开式系统1.21.61.41.81.52.01.62.31.72.41.72.41.62.11.82.3表6.2 水系统的管径和单位长度阻力损失钢管管径/闭式水系统开式水系统流量/(m/h)kpa/100m流量/(m/h)kpa/100m1500.5060-200.51.01060-2512106001.3043322410601.32.011404046106024104050611106048-6511181060814-80183210601422-100326510602245-12565115106045821040150115185104782130104320018538010371302001024250380560926200340101830056082082334047081535082095081847061081340095012508176107507124501250159081575010007125001590200081310001230711空调系统的水系统的管材有镀锌钢管和无缝钢管。当管径dn100mm时可以采用镀锌钢管，其规格用公称直径dn表示；当管径dn100mm时采用无缝钢管，其规格用外径壁厚表示，一般须作二次镀锌。4空调末端设备选择冷却塔冷却塔的选择首先要确定冷却水的量。冷却塔冷却水量可按下式计算：w=kg/s 式中 ：q 冷却塔排走热量， kw；对于活塞式制冷压缩机，取制冷机负荷的1.32倍； c水的比热，kj/(kg)； tw1-tw2 冷却塔的进出水温差，；对于活塞式制冷压缩机，取4.5。则冷却水量：w=1.36kg/s=4.90 m/hlrt-10t型技术参数总表技术编号:lct009a-12/08/26 项目名称：10吨方形冷却塔 冷水塔项 目内 容数 据备 注基 本 参 数冷却塔类型横流式方型冷却塔 冷却塔型号lrt-10t横流式方型塔冷却循环水量湿球温度28度300 m3/h 湿球温度27度310 m3/h进水温度出水温度3732 环境干球湿球温度31.828 冷却能力1500000 kcal/h 噪音值62.5db(a)dm米处电源380v3ph50hz 水质要求值 设计参数气水比0.68 kg/kg 水阻44.5 kpa 飞水损失0.005% 蒸发损失0.833% 净重运行重量2520kg5580kg 风 机 参 数风扇形式横流式 风量 风扇转速 风叶直径（）3000mm 电机形式全封闭防水型 传动方式皮带 电机功率11kw 电机启动方式 主要尺寸长宽高（lwh）350055904080mm 进水管尺寸（dn）150mm*2个 出水管尺寸（dn）200mm 溢水管排水管尺寸（dn）80mm80mm 自动手动补水尺寸（dn）40mm40mm 材 质颈口玻璃钢纤维优质玻璃纤维毡和树脂合成洒水系统 围板 水盆、水缸 皮带复合材料三星风扇铝合金, 大弦弧品牌“liangken”电机全封闭防水型,ip54, b级品牌“liangken” 设计参数胶片改性p.v.c.材料难燃型铁框架、电机架、管材热浸镀锌钢符合英国bs eniso1461：1999标准气水比0.68 kg/kg 7.2 冷冻水泵的选型和计算根据选型原则，选择三台冷冻水泵（两用一备）。水泵所承担的供回水管网最不利环路为沿走廊敷设的管道。（1）水泵流量的确定单台冷水机组的额定水流量为3.35。根据水泵工作时，取流量储备系数1 =1.1。则单台水泵设计流量v =1.13.35=3.685m 3/h。（2）水泵扬程h 的确定水泵扬程h 按下式计算：h = 2 hmax 式中：h水泵扬程，m;hmax水泵所承担的最不利环路的水压降，m h2o; 2 扬程储备系数取2 =1.1。总压降为供回水管网最不利环路的水压降，可以按照以下公式估算水泵的扬程： hmax=p1+p2+0.05l(1+k) m h20 式中：p1冷水机组蒸发器的水压降，m h20； p2最不利环路中并联空调末端装置中水压损失最大者的水压降，m h20； k最不利环路中局部助力当量长度总和与该环路管道总度的比值， 本设计k=0.61。冷水机组蒸发器的水压降p1=50kpa=5 mh20。最不利环路中并联空调末端装置中水压损失最大者p2是fpg6-40d新风机组，它的水压降p2=26kpa=2.6m h20。环路中各种管件的水压降和沿程压降之和按估算法计算：水系统为同程式，最不利环路总长约为15m。最不利环路总阻力约为： hmax=5+2.6+0.0515(1+0.6)=8.8mh2o。水泵设计扬程为h =1.18.8=9.68mh2o。所以，根据水泵型号大全，选用三台200qj80-11/1型水泵，扬程为13mh2o，电机功率为4kw。冷却水泵水泵扬程h 的确定（1）hi=r(l+l) kpa式中：hi管网水头损失，kpa；r单位长度水头损失，kpa/m，此处取r=0.15；l供水管长度，m；l回水管长度，m。由此可得：hi=0.15（15+15）=4.5 kpa（2）水泵扬程h：考虑10%的富裕度，水泵扬程水泵扬程h 按下式计算：h=1.1hi kpa由此可得：h=1.14.5=4.95 kpa8 消声减振方面的设计对于设有空调等建筑设备的现代建筑，都可能室外及室内两个方面受到噪声和 振动源的影响。一般而言室外噪声源是经过维护结构穿透进入的，而建筑物内部的噪声、振动源主要是由于设置空调、给排水、电气设备后产生的，其中以空调制冷设备产生的噪声影响最大。包括其中的冷却塔、空调制冷机组、通风机、风管、风阀等产生的噪声。其中主要的噪声源是通风机。风机噪声是由于叶片驱动空气产生的紊流引起的宽频带气流噪声以及相应的旋转噪声所组成，后者由转数和叶片数确定其噪声频率。8.1消声设备选型风机盘管：空调方式为风机盘管加新风，根据所选的风机盘管的技术参数可以知道，风机盘管的噪声基本满足设计要求，不需要设置消声器，只需在风口与风机连接处设置软连接即可。新风机组：新风是由各层的单独的新风机组供给，由新风机组的噪声参数知道， 需要设置消声器,型号为zp200(500320)。8.2空调装置的防振空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外，还能通过建筑物的结构和基础传播，例如：转动的风机，和压缩机所产生的振动可以直接传给基础，并以弹簧性波的形式从机器基础沿房屋结构传到其它房间,又以噪声的形式出现，因此，对空调系统振动机构削弱将能有效的降低噪声。削弱由机器传给基础的振动是用消除它们之间的刚性连接来实现的，即在振源的和它的基础之间安设避振构件（如弹簧减振器或橡皮软木等）,可以使从振源传到的振动得到一定程度的头减弱。9管道保温设计考虑 9.1 保