暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)-论文(1).doc

暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)-论文暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)摘要本设计为长沙市某科研大厦舒适性空调系统，设计内容包括冷负荷计算，方案的比较，空气处理方案的选择，空调末端设备选型，水管路和风管路系统的设计计算及附属设备的选型，并进行设计说明书的编制和施工图的绘制。设计坚持可持续发展理论，树立了节约能源和全寿命周期成本分析的科学理念，从节能和环保出发，综合考虑建筑结构、使用要求、环境条件，在系统的选择、设备的选配及系统的运行控制等方面采取一定的节能措施，使系统在各种工况下均能高效节能运行。根据节能设计标准要求，结合计算软件，采用谐波法对整个大楼的冷负荷进行逐时计算；分析负荷日变化和全年变化情况，通过多个方案的可行性论证和经济性比较，结合实际的能源政策，选用了水冷式螺杆机组加燃气热水锅炉的冷热源运行策略。空调系统采用风机盘管加独立新风的空气-水系统。在设计计算的基础上，还进一步分析比较了不同建筑维护结构、设计参数、空调方案等对能耗的影响，提出空调系统各环节存在的问题及节能潜力。关键词：舒适性空调，可持续发展，建筑节能，室内空气品质hvac design of technology building of changshaabstractthis design is about the concertrated air conditioning system of some technology building , including a series of design contents such as cooling load calculation, scheme comparision,selecting and calculating the water system and ventilation system, as well as selecting air terminal devices and appurtenances, and working out the design instruction and drawing the construction drawings employing cad. during the design , i adhere to sustainable development ,set a scientific conctept of resources and a total life cycle cost analysis. based on the energy conservation and environmental protection ,i consider intergatedly into the building structures ,the feature of demands ,and the environment conditions. some energysaving measures are adopted during the choice of system scheme ,equipment matching and operational control to achieve high efficiency in various operating conditions . according to energy-efficient design standards , the cooling load of the whole building is calculated with the harmonic wave method, combining to computer software. water cooled screw rod unit is used to supply the cooled air conditioning water, while using gas-fired hot water boilder as the heat source. this scheme is determinated according to the feasibility analysis and economical comparision of different choices, energy policy ect. fan coil unit and the independent fresh air system is the main choice in the design. based on the design, further comparative analysis of impact of different architectural envelope thermal characteristics ,design parameters, air conditioning scheme on the energy consumption . points out the energy consumption fearturesand the potentials of energy saving.key words: comfortable air condition,sustainable development,building energy efficiency,in door air quality目 录1 绪论51.1 设计目的51.2 设计要求51.2.1 初步设计51.2.2 施工图设计52 设计任务及依据62.1 工程概况62.2 设计依据62.2.1长沙市室外空调设计参数62.2.2室内空调主要设计参数63 负荷计算63.1冷负荷计算 83.2人体散湿负荷103.3计算结果103.4大厦冷、湿负荷汇总233.5大厦热、湿负荷汇总253.6电梯前室的新风负荷284 冷热源方案分析294.1方案拟订294.2方案初投资计算344.3方案运行费计算354.4总费用计算374.5方案确定375房间的空气处理方案及送风量的确定375.1空气处理方案375.2 送风量计算 386 末端设备选择386.1 风机盘管选型386.2新风机选型347 空调冷冻水系统水力计算418 房间气流组织629 送、回风口选型69 10 风管水力计算7211 冷热源设备选择7811.1 冷冻水泵的选择7811.2 膨胀水箱的计算7811.3 冷却水系统7812 制冷站设计8012.1 机房设计8012.2 设备布置间距8012.3冷却塔的设置8012.4制冷站主要设备8013 管道保温设计8214 消声与减振设计8415 水系统的水质管理8516 参考文献 8617 致谢 1137暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)1.1 设计目的 毕业设计是工科大学培养学生的最后一个教学环节，是对四年所学知识的一次全面总结，是把理论知识应用于实践工程的一次很好的锻炼。在毕业设计中，除了要熟练掌握大学四年所学的理论知识外，还要熟习和掌握国家有关的建设方针政策，综合运用所学的基础理论和专业知识，联系实际来解决工程设计问题。通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的必要配合。1.2 设计要求：1.2.1 初步设计：学生接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。根据有关设计规范及概算指标，对冷热负荷进行初步估算，初步确定冷热源方式、容量、台数、机房位置和面积并确定送、排风方式。1.2.2 施工图设计1设计计算 计算室内冷、热、湿负荷； 确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总热量、总风量； 根据冷量和风量确定选用空气处理设备和制冷设备、绘出空气处理系统草图； 全年运行工况调节分析； 确定室内气流组织形式，进行气流组织计算； 进行系统风道布置及管道水力计算； 系统消声减振设计； 系统防排烟及保温设计； 对土建、水、电、动力专业的要求； 设计总结。2绘图图纸应包括首页图、空调系统布置平面图、系统图、大样图、机房布置平面图、系统图、大样图。2 设计任务及依据2.1 工程概况 本设计对象为长沙市某科研大厦，大厦主要有：办公室，会议室，多功能厅等。其中地下一层地上八层，预计将机房布置于地下层。工程位于长沙市，东经11304，北纬2812，海拔44.9 m。总空调面积为5625m2。本工程空调设计的任务包括本大厦的中央空调系统的设计及通风设计。本中央空调系统设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热，并能满足人体的舒适性要求。 2.2 设计依据2.2.1 长沙市室外空调设计参数台站位置：北纬2812， 东经11304， 海拔44.9 m气象参数为：夏季：大气压：99.94 kpa 室外日平均温度：32.0 室外计算日温差：7.3室外干球温度：35.8 室外湿球温度：27.7 室外平均风速：2.6m/s冬季：大气压：101.99 kpa 采暖计算温度：0 空调计算温度：-3相对湿度：81% 室外平均风速：3.7m/s2.2.1 室内空调主要设计参数表2.1 室内设计参数 房间名称温 度（波动范围2）相对湿度%（波动范围10%）新风量m3/(h人)夏季冬季夏季冬季办公室2618604030董事长办公室2618604050财务室2618604030会议室2618604020洽谈室2618604020管理室2618604030接待室2618604020挡案室2618604030实验室2618604014休息室2618604020等待门卫室2618604030茶水室2618604020展厅2618604015大堂2618604020传真机要室2618604030消防控制室2618604030储藏室2618604020设备室2618604020样品存放室2618604015多功能厅2618604020 3 负荷计算表3.1 维护结构参数序号围护名称类型传热系数(w/.)传热衰减传热延迟(h)夏季冬季01外墙砖墙15-240-40.900.910.1712.4402外窗单框双玻璃窗2.712.781.000.3803内墙砖墙0010011.761.760.408.4904内门木框夹板门2.172.170.990.8405楼板楼面-261.071.070.1511.57暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)3.1冷负荷计算3.1.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷qc()=ak(tc()+td)kk-tr 式中 qc() 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，w；a 外墙和屋面的面积，m2；k 外墙和屋面的传热系数，w/(m2 )，由暖通空调附录2-2和附录2-3查取；tr 室内计算温度，；tc() 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，由暖通空调附录2-4和附录2-5查取；td 地点修正值，由暖通空调附录2-6查取；k 吸收系数修正值，取k=1.0；k 外表面换热系数修正值，取k=0.9；3.1.2内围护结构冷负荷 qc()=aiki(to.m+t-tr) 式中 ki 内围护结构传热系数，w/(m2 )； ai 内围护结构的面积，m2；to.m 夏季空调室外计算日平均温度，；t 附加温升，可按暖通空调表2-10查取。3.1.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷qc() = cw kw aw ( tc() + td tr) 式中 qc() 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，w； kw 外玻璃窗传热系数，w/(m2 )，由暖通空调附录2-7和附录2-8查得； aw 窗口面积，m2； tc() 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录2-10查得； cw 玻璃窗传热系数的修正值；由暖通空调附录2-9查得； td 地点修正值，由暖通空调附录2-11查得；3.1.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷qc() = c aw cs ci djmax clq 式中 c 有效面积系数，由暖通空调附录2-15查得；aw 窗口面积，m2；cs 窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录2-13查得；ci 窗内遮阳设施的遮阳系数，由暖通空调附录2-14查得；djmax 日射得热因数，由暖通空调附录2-12查得；clq 窗玻璃冷负荷系数，无因次，由暖通空调附录2-16至附录2-19查得；3.1.5照明散热形成的冷负荷白炽灯 qc() = 1000 n clq 日光灯 qc() = 1000 n1 n2 n clq 式中 n 照明灯具所需功率，w； n1镇流器消耗功率稀疏，明装时，n1=1.2，暗装时，n1=1.0； n2灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，n2=0.50.6；无通风孔时，n2=0.60.8； clq照明散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-22查得。3.1.6人体散热形成的冷负荷1、人体显热散热形成的冷负荷qc() = qs n clq 式中 qs 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，w，由暖通空调表2-13查得； n 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得；clq 人体显热散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-23查得；2、人体潜热散热引起的冷负荷 qc() = ql n 式中 ql 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，w，由暖通空调表2-13查得；n，同式3-6-1。3.2人体散湿负荷人体散湿量可按下式计算 d = 0.001n g式中 d 散湿量，/ h ； 群集系数，由暖通空调表2-12查得为0.80； n 计算时刻空调房间内的总人数； g 一名成年男子的小时散湿量，由暖通空调表2-13查得。下面选择1001管理室、2007洽谈室、3004风道实验室进行计算，本设计的负荷将用软件算出。3.3计算结果1001管理室墙 （a=83.76=30.1 m2）西北外墙冷负荷（型墙）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc()32.73231.531.231.131.231.431.932.533.3k =1.0 k=1.0 k =0.9 w/(m2 ) td=2.4 tr=26a3.764.5-1.32.9=13.15 m2tc()35.134.433.933.633.533.633.834.334.935.7t9.18.47.97.67.57.67.88.38.99.7qc()107.799.493.589.988.889.992.398.2105.3114.8西北外窗瞬时传热冷负荷(双玻璃窗,浅蓝布帘)时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc()27.92929.930.831.531.932.232.23031.6cw=1.0 k =2.71 w/(m2 ) td=3 tr=26a1.32.9=3.77 m2暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)tc()30.93232.933.834.534.935.235.23334.6t4.966.97.88.58.99.29.278.6qc()50.161.370.579.786.890.994.094.071.587.9西北外窗日射得热冷负荷时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00c=0.85 cs=0.74 ci=0.60 dj max=415 w/m2a1.32.9=3.77 m2clq0.210.240.260.270.340.540.710.840.770.46qc()124.0141.7153.5159.4200.8318.8419.2496.0454.7271.6西南外墙冷负荷（型墙）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc()36.636.135.735.234.934.634.434.334.434.7k =1.0 k=1.0 k =0.9 w/(m2 ) td=1.0 tr=26a84.5=36 m2tc()37.637.136.736.235.935.635.435.335.435.7t11.611.110.710.29.99.69.49.39.49.7qc()375.8359.6346.7330.5320.8311.0304.6301.3304.6314.3东北内墙冷负荷（型墙）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00to.m32323232323232323232k =1.76w/(m2 ) t=0 tr=26a84.5=36 m2t6666666666qc()380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2楼板时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00to.m32323232323232323232k =1.07w/(m2 ) t=0 tr=26a3.768=30.08 m2t6666666666qc()193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1照明散热形成的冷负荷开灯时间 10小时（8：0018：00）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00clq0.90.910.930.930.940.950.950.950.960.96n1=1.0 n2=0.8n330 wqc()237.6240.24245.5245.5248.2250.8250.8250.8253.4253.4人员散热形成的冷负荷人在室内时间 10小时（8：0018：00）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00clq0.530.620.690.740.770.80.830.850.870.89qs=60.5w n=3 人 =0.8qc()76.95690.024100.188107.448111.804116.16120.516123.42126.324129.228ql73.3qc175.9175.9175.9175.9175.9175.9175.9175.9175.9175.9合计252.9265.9276.1283.4287.7292.1296.4299.3302.2305.11001各分项逐时冷负荷汇总表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00西北外墙负荷107.799.493.589.988.889.992.398.2105.3114.8西北外窗传热负荷50.161.370.579.786.890.9949471.587.9西北外窗日射负荷124141.7153.5159.4200.8318.8419.2496454.7271.6西南外墙负荷375.8359.6346.7330.5320.8311304.6301.3304.6314.3东北内墙负荷380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2380.2楼板负荷193.1 193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1193.1照明负荷237.6240.24245.5245.5248.2250.8250.8250.8253.4253.4人员负荷252.9265.9276.1283.4287.7292.1296.4299.3302.2305.1合计1721.41741.441759.11761.71806.41926.82030.62112.92065.01920.42007洽谈室（a=19.7610.76=212.6 m2）东北外墙冷负荷（型墙）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc()33.933.633.533.533.733.934.334.634.935.2暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)12.4制冷站主要设备12.4.1美的空调设备公司水冷螺杆冷水机组一台，主要性能参数：型号：lsblg630/m 制冷量：628 kw 输入功率：132 kw 冷冻水量：108 m3/h 冷却水量：131 m3/h冷水进、出口温度:12/7 冷却水进、出口温度:32/37在设计工况下最大输入功率：129.4kw, 最大冷冻水量：105.8 m3/h；最大冷却水量：128.4 m3/h12.4.2水冷螺杆冷水机组型号：lsblg630/m水冷螺杆冷水机组一台（美的空调设备公司）， 其主要技术参数如下表：制冷量冷冻水冷却水流量压力损失接口管径流量压力损失接口管径kwm3/hkpammm3/hkpamm6281088012513140125压缩机配电量机组重量运行重量制冷剂能量调节数量种类填充量台kwkgkgkg4级/无级113233203620r2212012.4.3燃气热水锅炉型号：stzr-40燃气热水锅炉一台（长沙申特空调设备有限公司），其主要技术参数如下表制热量热水量压力损失接口管径耗气量外形尺寸（mm）kwm3/hkpammm3/h长宽高464401404054.636151150216012.4.4冷冻水泵vdgw80-20三台（其中一台备用），其主要技术参数见下表：转速n(r/min)流量q扬程h(m)效率(%)功率(kw)汽蚀余量安装尺寸(m3/h)(l/s)轴功率电机功率(m)长宽高14506016.721706.07.52.870040050012.4.5冷却水泵is100-80-125 两台（一用一备），其主要技术参数见下表：转速n(r/min)流量q扬程h(m)效率(%)功率(kw)汽蚀余量(m)安装尺寸(m3/h)(l/s)轴功率轴功率长宽高290015041.715.0707.28115.085549063512.4.6冷却塔选用sc-150ul一台，其主要技术参数如下表：冷却水量m3/h风机直径mm电机功效kw重量kg塔体扬程mh2o噪声db(a)外形尺寸自重运转重长宽高15017805.5168029304.45825003670522013 管道保温设计13.1 风管的保温设计1暖通空调设备与管道需要保温、隔热的原因主要有：减少系统的冷热损失，节能且保证输送的冷热媒参数不偏离用户要求防止设备或管道温度过高，而致人烫伤，或引起易燃物爆炸，或辐射强度过高而造成对人的损害防止设备或管道温度过低而结露2保温隔热结构保温隔热结构由防腐层、保温层和保护层组成。管道经受介质的内腐蚀和空气、土壤的外腐蚀，影响系统的正常运行和使用寿命。减轻钢管内的腐蚀的有效途径是采用有效的水处理方法。可在管道、设备表面刷涂料防外腐蚀。保温层由保温材料构成，是实现保温隔热的主要组成部分。保温材料应具有导热系数小，重量轻，有一定的机械强度，吸水率小，不腐蚀管材的特点，另外还应考虑易于安装施工，造价低和使用寿命长。保护层的作用是防止保温层受到碰撞是破损，防止水分侵入保温层降低其性能，美化外观。由于金属保护层造价高且易腐蚀，本设计采用玻璃钢。按防止结露的保温层计算公式为：=（tl-tng）/（twg-tl）/wg其中： 防止结露的保温层最小厚度，mm； 保温材料导热系数，采pef聚乙烯高发泡保温材料其导热系数为0.034+0.00012tm w/m ，tm为管道内介质与管道周围空气露点温度的平均温度；wg 保温层外表面换热系数，一般为5.8-11.6w/m2 ，取8.95 w/m2 ；tl 保温层外的空气露点温度，（为了安全起见应该2的差值）如果在空调房间内，应该按空调房间的参数来确定，如果不在空调房间内，则应该按照室外最热月计算参数（干球温度为35.8，湿球温度27.7）确定，为25.38；tng 管道内介质温度，对于风管取14；twg 室外空气温度，由于风管基本都在空调房间内取26。对于在空调房间的风管，其保温层为： =0.03604（19.6-14）/（26-19.6） /8.95=0.0043m=4.3mm对于不在空调房间的风管 =0.03652(25.38-14)/(35.8-25.38)/8.95=0.0078m=7.8mm由于在空调房间内的风管在刚刚启动空调系统的时候，保温层外的参数依然未达到设计参数，容易产生凝结水，为了在空调系统刚刚启动时也能满足要求，应该取以上两个公式计算的最大值，即为7.8mm，取8mm 。13.2 冷冻水管的保温设计暖通空调工程系统设计(说明书+图纸+外文文献翻译)计算公式为: （d+2）ln（d+2）/d =2（tl-tng）/（twg-tl）/wg其中： 防止结露的保温层最小厚度，mm； 保温材料导热系数，采pef聚乙烯高发泡保温材料其导热系数为0.034+0.00012tm w/m ，tm为管道内介质与管道周围空气露点温度的平均温度；wg 保温层外表面换热系数，一般为5.8-11.6w/m2 ，取8.14 w/m2 ；tl 保温层外的空气露点温度，（为了安全起见应该2的差值）如果在空调房间内，应该按空调房间的参数来确定，如果不在空调房间内，则应该按照室外最热月计算参数（干球温度为35.8，湿球温度27.7）确定，为25.38； tng 管道内介质温度，在室内取26，室外的取35.8，为了安全起见取后者；twg 管道外空气温度，对于空调循环水管取7；d 保温前管道的外径，mm。根据计算公式，当空调循环水温度为7时，各种管径的保温层厚度如下：表10.1 空调冷冻水管的保温层厚度 公称直径dn20dn25dn32dn40dn50dn65保温层厚度mm151515151515公称直径dn80dn100dn125dn150dn200dn250保温层厚度mm15151515151513.3 凝结水管的保温设计冷凝水的设计温度为7，则各种管径的保温层厚度为：dn20和dn25的凝结水管为5 mm，dn32的凝结水管为10 mm 。14 消声与减振设计 噪声控制有两个方面：一是暖通空调系统服务对象的噪声控制；二是暖通空调系统设备房的噪声控制。噪声往往是影响室内声环境的一个主要因素，为了给用户提供一个清静的环境，必须对可能产生噪声的地方采取相应的消声措施，具体策略如下:通风机、水泵、电动机等安装在弹和支架要隔振，通过高噪声房间的管道要做隔声处理，避免振动或者高噪声传入管内；末端采用消声软管与风口连接，以防止其流通过调节阀时产生的噪声传入室内；空气处理机组混风处和机组出口设置静压箱，内贴消声材料；在必要的地方设置消声器或消声弯头。机房内各种有运动部件的设备都会产生振动，它直接传给基础和连接的管件，并以弹性波传到其他房间去，又以噪声的形式出现。另外