毕业设计（论文）-嘉兴市某学校行政楼中央空调系统.doc

毕业设计说明书（论文）中文摘要本设计为嘉兴市某学校行政楼中央空调系统。建筑共5层，每层净高均为3.6m。总面积为5193.08，空调面积为3388.32，建筑总冷负荷为802721.2w，总热负荷为297277.78w。根据各房间大小、功能等具体情况，在负荷计算的基础上，通过空调方案比较，采用了风机盘管加新风和全空气两种空调系统形式。风机盘管为卧式暗装，新风不承担室内负荷，室内回风与新风混合后送出。全空气系统为一次回风系统。室内送风，宽大面积房间采用散流器平送方式，较小面积房间采用侧送风方式，风口为单层百叶风口。水系统采用闭式异程两管制系统。选用了rtxa+418型号的风冷螺杆式冷水/热泵机组，到达夏季供冷、冬季供热的效果。水管用泡沫橡塑保温，风管采用玻璃棉。设计工程中考虑了保温、消声、减振的措施。关键词 行政楼，风机盘管加新风系统，全空气系统，风冷热泵机组毕业设计说明书（论文）外文摘要abstractthe design for the central air conditioning system in jiaxing city administrative building of a school. the building consists of 5 layers, each layer height was 3.6m. the total area is 5193.08m2, the air conditioning area is 3388.32m2, the total building cooling load is 640637.21w, the total heat load is 156155.78w. according to the specific circumstances of the room size, the function, the load calculation based on, through the air conditioning scheme comparison, use of the fan coil plus fresh air and the two kinds of air conditioning systems. the horizontal recessed fan coil, does not bear the load of fresh air, fresh air and indoor air return after mixing out. the entire air system for a return air system. indoor air, with an area of large room to use the bulk flow leveling device to send, smaller room with side air outlets for single louver. water system adopts closed two different control system. the air-cooled screw - cold water / rtxa+418 type heat pump unit, to cooling in summer, winter heating effect. use of foam rubber insulation pipes, air pipe with glass wool. design consideration of thermal insulation,noise elimination,vibration damping measures.key words: the administration building,fun coil plus fresh air system,air system,air cooled heat pump前言本篇文章是对嘉兴某学校行政楼中央空调的设计计算说明。为能够满足整个大楼设计的完整性、舒适性、经济性等，本篇文章就是系统地阐述整个设计过程。首先对整栋大楼的建筑外形结构有个初步的了解，在成本合理的情况下尽量设计出既舒适又美观的空调系统，满足人们的需求。考虑到后期的建筑变动，需要对整个设计做出预算，最好一次性完美地完成工程。本次设计从负荷计算，空调方案选择，系统设备安装，做到一气呵成。本文就是空调系统设计的缩影，从计算到校核，从理论基础到实际工程，科学合理的完成每一个环节。空调负荷的计算是整个设计的基础，也是后面选择空调方案的重要依据。系统风量的计算，气流组织的计算，空气处理设备的热工计算，水系统的水力计算等，这些都是本文要计算到内容。计算内容是设计的基础，有了精确的数据才能确定下一步的内容。除了计算部分，系统方案的确定就是整个设计的核心。这关系到整个设计的方向，空调系统的分区处理以及系统方式的确定就是核心，末端装置需要说明其送风方式，布置形式，气流组织选择。而通过对这栋办公大楼的分析，系统方案选择为风机盘管加新风系统，门厅选择为一次回风定风量全空气系统。本文的附录将有整个设计的所有图纸，而图纸正是设计的重中之重。光有理论，纸上谈兵是不行的，必须有实质的技术资料出来才能让办公楼的中央空调系统得以实现，而图纸就是这个最重要的技术支持，只要有图纸，施工人员就能按照图纸的意思完成施工。所以，图纸必须细致完整，而且直观易懂。最终图纸的绘制是本次设计的一大难点。为了保证这次设计的顺利完成，需要将设计中可能出现的问题先列举出来，比如计算量大易出错，选型表查询复杂，管道材料选择等，所以本文追求科学严谨的态度，对出现的问题给予高度重视，不将不正确的理念，定势的思维带进实际工程中。本文的内容有计算，选型，绘图等。第一章 工程概况1.1 工程简介本次设计对象为嘉兴市某学校行政办公楼，此办公楼主要有普通办公室及校长办公室、会议室、接待室、休息室等。建筑共5层，每层均为3.6m，总建筑面积为5193.08，空调面积为3388.32。这次任务是给该行政楼设计空调系统以满足日常生活办公需求。1.2 设计目的改革开放以来，暖通空调业作为建筑业重要组成部分发展迅速，新型绿色节能环保技术一一完善。行政办公楼的建筑水准直接体现了国家的教育水准和综合实力，而中央空调系统将给现代化建筑大楼带来舒适健康的工作生活环境。对于一栋学校行政楼，采用合理的中央空调系统，将给老师、学生等办公人员带来满意的工作环境，大大提高办公效率。像嘉兴这样的南方城市，夏热冬冷，对学校办公大楼安装中央空调是非常有必要的。通过这样的毕业设计，将把我们整个大学四年所学的理论知识与技能融会贯通，进行全面的考核与练习，为今后参加工作奠定坚实的基础。1.3 主要设计内容1) 计算冷热负荷，新风负荷，湿负荷；2) 确定行政楼空调方案；3) 设计空调风系统；4) 设计空调水系统；5) 确定空调冷热源；6) 设计管道保温与系统消声、减震。1.4 设计依据及参数1.4.1 室外设计参数1）地理位置北纬30 46，东经120 45，海拔3.7m2） 气象参数表1-1 室外设计参数夏季通风室外计算温度（）33通风室外计算相对湿度（）65空调室外计算干球温度（）35.2空调室外计算湿球温度（）28.2空调室外计算日平均温度（）31.9室外平均风速（m/s）3.5室外大气压力（kpa）100.17冬季采暖室外计算温度（）-2通风室外计算温度（）3空调室外计算温度（）-4空调室外计算相对湿度（）70室外平均风速（m/s）3.2室外大气压力（kpa）102.331.4.2 室内设计参数表1-2 室内温、湿度设计参数参照表房间名称夏季冬季温度相对湿度温度相对湿度%一般办公室2628651820-校长办公室2427604020225540会议室、接待室2527651618-电话机房242865451618-休息室25286050182135门厅2528651618-根据采暖通风与空气调节设计规范（gb 50019-2003）规定，舒适型空调，室内计算参数如下：夏季： 冬季：温度 应采用2228； 温度 应采用1824； 相对湿度 应采用40%65%； 相对湿度 应采用30%60%；风速 不应大于0.3m/s。 风速 不应大于0.2m/s。采暖设计的室内计算参数如下：民用建筑的主要房间宜采用1624所以，室内参数设定为夏季26，相对湿度60%；冬季18，相对湿度50%。1.4.3 围护结构参数1）外墙：水泥砂浆砖墙壁厚200mm。属于型，传热系数k=1.97w/（k）。2） 外窗：单层窗，标准玻璃；金属窗框，80%玻璃；白色帘。3） 屋面：预制细石混凝土板25mm，表面喷白色水泥浆；通风层200mm；卷材防水层；沥青膨胀珍珠岩，传热系数k=0.48w/（）。4） 门：玻璃外门，传热系数为k=5.8w/（mk）1.4.4 空调使用时间本办公楼空调使用的时间规定为7:0019:00。1.4.5 体力活动性质极轻劳动: 主要以坐姿为主，办公室、会议室等本工程为办公楼，各房间均属于极轻劳动性质。第二章 负荷计算2.1 冷负荷的计算由于是行政楼，所以负荷计算选取的时间是7:0019:00时。主要冷负荷有以下几种：通过建筑维护结构的冷负荷；室内热源散热引起冷负荷；新风冷负荷。2.1.1 围护结构逐时传热形成冷负荷计算目前，在我国常用冷负荷系数法计算空调冷负荷。本次设计采用该方法。2.1.1.1 外墙和屋面的逐时传热形成的冷负荷在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面的逐时冷负荷可按下式计算： （2-1）式中外墙屋面的逐时冷负荷，w； 外墙或屋面的面积，m2； 外墙或屋面的传热系数，w/（m2）； 室内计算温度，； 外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度，。必须指出：对于不同的设计地点，应对值进行修正为+。其他地点修正值可由参考文献1表20.3-1和表20.3-2查得。2.1.1.2 内围护结构的传热冷负荷 内围护结构指内墙以及内楼板，通过温差传热会产生冷负荷，这样的传热可以看做是稳定传热，按下式计算： （2-2）式中 内围护结构（如内墙、楼板等）的传热系数，w/（m2）； 内围护结构的面积，m2； 夏季空调室外计算日平均温度， ； 附加温升，查文献1表20.5-3，。由于邻室温差小于3，内围护结构冷负荷可忽略。2.1.1.3 外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷在室内、外温差的作用下，通过外玻璃窗传热形成的冷负荷可按下式计算： （2-3）式中 外玻璃窗的逐时冷负荷，w； 外玻璃窗传热系数，w/（m2）； 窗口面积，m2； 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，。必须指出：（1）值要根据窗框等情况的不同加以修正，修正值可查文献1表20.4-2。（2)地点修正系数，查文献1表20.4-1。因此，式（2-3)相应地变为： （2-4）2.1.1.4透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷透过玻璃窗的日射得热包括透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量。通过“标准玻璃”的日射得热量和值，两者相加得 （2-5）称为日射得热因数。经过大量统计计算工作，得出了适用于各地区的日射得热因数最大值。还需要乘上窗玻璃的综合遮挡系数来对日射得热因数进行修正： （2-6）式中 窗玻璃遮阳系数，文献1表20.5-1查得。 窗内遮阳设施的遮阳系数，文献1表20.5-1查得。透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算： （2-7）式中 窗口面积，； 有效面积系数，文献1表20.5-2查得； 窗玻璃冷负荷系数，无因次，文献1查得。必须指出：值按南北区的划分而不同，建筑地点在北纬2730以南的地区为南区，以北的地区为北区。2.1.1.5地面传热形成的冷负荷对于舒适性空调，夏季通过地面传热形成的冷负荷所占的比例很小，可以忽略不计。2.1.2 室内热源散热形成的冷负荷计算室内的热源散热主要指室内工艺设备散热、照明散热和人体散热三部分。瞬时冷负荷为对流散热，辐射散热包括显热和潜热。潜热散热作为瞬时冷负荷，显热散热形成滞后冷负荷。2.1.2.1 设备散热形成的冷负荷先计算设备散热量，再对此散热量转化，从而计算冷负荷。 空调区设备的散热量可按下式计算： （2-8）式中 设备和用具的实际显热散热量，w； 空调区域面积，m2； 电气设备的功率密度，见下表2-1，w/m2。表2-1 电气设备的功率密度建筑类别房间类别功率密度 （w/m2）办公建筑普通办公室20高档办公室13会议室5走廊0其他5设备显热散热形成的冷负荷可按下式计算： （2-9）式中 设备和用具显热形成的冷负荷，w； 设备和用具显热散热量冷负荷系数，查文献1表20.9-5。2.1.2.2 照明散热形成的冷负荷白炽灯散热形成的冷负荷可按下式计算： （2-10）式中：灯具散热形成的逐时冷负荷，w； 同时使用系数，当缺少实测数据时，可取0.6-0.8； 白炽灯安装功率，根据空调区域单位面积功率密度按表2-2数据选用，w。表2-2 照明功率密度指标建筑类别房间类别照明功率密度 （w/m2）办公建筑普通办公室11高档办公室、设计室18会议室11走廊5其他11 照明散热冷负荷系数，查文献1表20.8-2。2.1.2.3 人体散热形成的冷负荷人体散发的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷。因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。为了设计计算方便，以成年男子散热量为计算基础。对不同功能建筑物中各类不同年龄、性别人员的组成进行修正，引入群集系数。人体显热散热形成的冷负荷可按下式计算： （2-11）式中 人体显热散热形成的逐时冷负荷，w； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，w，查文献1表20.7-3； 室内全部人数，当缺少数据时，可根据空调区的使用面积按表2-3数据推算； 群集系数，查文献1表20.7-2； 人体显热散热冷负荷系数，查文献1表20.7-4。 表2-3 不同类型房间人均占有的使用面积指标建筑类别房间类别人均面积指标 （m2/人）办公建筑普通办公室4高档办公室8会议室2.5走廊50其他20人体潜热散热形成的冷负荷可按下式计算： （2-12）式中 人体潜热散热形成的冷负荷，w； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，w查文献1表20.7-3； ，同式（2-11）。2.1.3 新风冷负荷新风耗能较大，在满足空气品质的前提下，尽量选用较小的新风量。否则空调制冷系统与设备的容量将增大。夏季，空调新风冷负荷可按下式计算： （2-13）式中 夏季新风冷负荷，w； 新风量，kg/s； 室外空气的焓值，kj/kg； 室内空气的焓值，kj/kg。2.1.4 典型房间冷负荷计算举例以101号办公室房间为例进行计算：1)北外墙冷负荷时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0031.330.830.33029.829.83030.330.731.331.932.533.12.20.980.9430.8630.4029.9429.6629.4829.4829.6629.9430.3130.8631.4131.9732.522.662.201.741.461.281.281.461.742.112.663.213.774.327.2*3.6-2*1.8*2=18.7298.1081.1264.1353.9447.1547.1553.9464.1377.7298.10118.49138.87159.252) 北外窗瞬时传热冷负荷时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:002626.927.92929.930.831.531.932.232.23231.630.832929.930.93232.933.834.534.935.235.23534.633.828.20.81.72.73.84.75.66.36.7776.86.45.65.94*1=5.942*1.8*2=7.234.21 72.71 115.47 162.52 201.01 239.50 269.44 286.55 299.38 299.38 290.82 273.72 239.50 3）透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:000.540.540.650.750.810.830.830.790.710.60.610.680.171140.56.12188.37 188.37 226.75 261.63 282.56 289.54 289.54 275.58 247.68 209.30 212.79 237.21 59.30 4） 人员散热冷负荷 按表2-3办公室人均面积指标取4（m2/人），则空调区内的总人数人，查文献1表20.7-2取群集系数=0.93，办公室属于极轻劳动体力性质，查表20.7-3取一名成年男子小时显热散热量=60.5w，一名成年男子小时潜热散热量=73.3w时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:000.480.50.780.850.890.920.930.950.950.960.970.970.97130.9360.573.3351.09 365.72 570.53 621.73 650.99 672.93 680.24 694.87 694.87 702.19 709.50 709.50 709.50 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 886.20 合计1237.31251.91456.71507.91537.21559.11566.41581.11581.11588.41595.71595.71595.75）照明散热形成冷负荷选用白炽灯，同时使用系数=0.8，查表2-2 得办公室照明功率密度指标为11w/m2，则灯具的安装功率时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:000.30.390.720.810.860.890.910.930.940.950.960.960.960.8570.24136.86 177.91 328.46 369.52 392.33 406.01 415.13 424.26 428.82 433.38 437.94 437.94 437.94 6） 设备散热形成冷负荷按表2-1可得办公室电气设备的功率密度=20w/m2 ,则按式（2-8）可得时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:000.70.770.90.930.950.960.970.970.980.980.980.980.991036.8725.76 798.34 933.12 964.22 984.96 995.33 1005.71005.71016.11016.11016.11016.11026.4 7）新风冷负荷由文献2，把办公室人均的新风量选取为30m3/h，办公室人数为13人，所以。空调室外计算干球温度为35.2，空调室外计算湿球温度为28.2，由这两个两状态参数在焓湿图上可以确定室外空气状态点，即夏季空调室外空气的焓值=80.7kj/kg；同理，由室内设计温度26，室内空气相对湿度60%，两状态参数在湿空气焓湿图上确定室内空气状态点，得夏季空调室内空气的焓值=58.5 kj/kg。按照公式（2-13）计算，结果如下：8）101办公室各项逐时冷负荷汇总时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00北外墙98.178.0061.6651.8745.3345.3351.8761.6674.7394.33113.93133.53153.13窗传热34.2172.71115.47162.52201.01239.50269.44286.55299.38299.38290.82273.72239.50窗日射188.37188.37226.75261.63282.56289.54289.54275.58247.68209.30212.79237.2159.30人员1237.291251.91456.71507.91537.21559.11566.41581.11581.11588.41595.71595.71595.7照明136.86177.91328.46369.52392.33406.01415.13424.26428.82433.38437.94437.94437.94设备725.76798.34933.12964.22984.96995.331005.71005.71016.11016.11016.11016.11026.4总计2420.592567.33122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.0新风2886系统5306.59 5453.36008.26203.76329.46420.86484.16520.86533.76526.86553.36580.26398.0由上表可知，101办公室房间最大冷负荷出现在18点，为3694.2w，加上新风冷负荷，房间总冷负荷最大为6580.2w。其他房间冷负荷的计算，参照本节方法与以上具体事例计算。2.1.5 冷负荷计算汇总时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:001012420.62567.23122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.01021162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.71031162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.71042420.62567.23122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.01051162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.71063583.33807.44631.04921.65108.75245.05340.05395.15415.35405.85446.35487.95215.81071150.01256.21567.61723.81836.21931.31944.31892.91845.21811.21799.41777.71756.71082395.22608.73247.23563.53790.63982.64009.23907.53812.13744.63721.63678.13636.21093545.23864.94814.75287.35626.85913.95953.55800.45657.45555.85521.05455.85392.91101150.01256.21567.61723.81836.21931.31944.31892.91845.21811.21799.41777.71756.7电话机房402.0475.3657.4782.2875.6958.4964.7907.7856.1819.3804.7782.9758.11113463.13721.44580.64942.55195.55407.35451.75377.85313.45279.85295.35284.85273.9门厅6938.88044.59838.910537.710954.711430.112520.813681.914429.214843.814378.112767.09673.7总计30963.833888.041677.144933.447112.449006.850557.451413.351778.051852.851440.949783.345600.02012420.62567.23122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.02021162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.72031162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.72042420.62567.23122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.02051162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.72063583.33807.44631.04921.65108.75245.05340.05395.15415.35405.85446.35487.95215.82071150.01256.21567.61723.81836.21931.31944.31892.91845.21811.21799.41777.71756.7208接待室899.11046.91426.81680.41869.52036.82050.01937.01833.91760.71732.11688.61638.9209校长办公室2438.22748.93629.94089.94420.04699.64737.34582.84438.74336.44300.94235.74167.3210休息室402.0475.3657.4782.2875.6958.4964.7907.7856.1819.3804.7782.9758.1211休息室402.0475.3657.4782.2875.6958.4964.7907.7856.1819.3804.7782.9758.12123463.13721.44580.64942.55195.55407.35451.75377.85313.45279.85295.35284.85273.9左侧会议室2945.43028.03567.73720.03812.63894.14046.34266.14415.44538.14561.04449.64103.3左侧办公室5702.26431.67953.18725.59260.59783.59982.89772.49514.99286.09063.28639.88100.4总计60278.465724.681111.787742.592243.696116.098455.098995.998856.198474.897906.695666.589489.63012420.62567.23122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.03021162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.73031162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.73042420.62567.23122.23317.73443.43534.83598.13634.83647.73640.83667.33694.23512.03051162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.73063583.33807.44631.04921.65108.75245.05340.05395.15415.35405.85446.35487.95215.83071150.01256.21567.61723.81836.21931.31944.31892.91845.21811.21799.41777.71756.7308接待室899.11046.91426.81680.41869.52036.82050.01937.01833.91760.71732.11688.61638.9309校长办公室2438.22748.93629.94089.94420.04699.64737.34582.84438.74336.44300.94235.74167.3310休息室402.0475.3657.4782.2875.6958.4964.7907.7856.1819.3804.7782.9758.1311休息室402.0475.3657.4782.2875.6958.4964.7907.7856.1819.3804.7782.9758.13121150.01256.21567.61723.81836.21931.31944.31892.91845.21811.21799.41777.71756.73133545.23864.94814.75287.35626.85913.95953.55800.45657.45555.85521.05455.85392.9左侧会议室2945.43028.03567.73720.03812.63894.14046.34266.14415.44538.14561.04449.64103.3左侧办公室5702.26431.67953.18725.59260.59783.59982.89772.49514.99286.09063.28639.88100.4总计90825.098960.9122348.0132620.2139642.3145663.1148798.8148894.1148123.4147184.1146397.3143498.4135254.94013583.33807.44631.04921.65108.75245.05340.05395.15415.35405.85446.35487.95215.84023583.33807.44631.04921.65108.75245.05340.05395.15415.35405.85446.35487.95215.84031162.71237.01506.31601.91663.51708.41739.81757.81764.51761.21774.51788.41697.74043583.33807.44631.04921.65108.75245.05340.05395.15415.35405.85446.35487.95215.84053545.23864.94814.75287.35626.85913.95953.55800.45657.45555.85521.05455.85392.94063545.23864.94814.75287.35626.85913.95953.55800.45657.45555.85521.05455.85392.94071150.01256.21567.61723.81836.21931.31944.31892.91845.21811.21799.41777.71756.74082395.22608.73247.23563.53790.63982.64009.23907.53812.13744.63721.63678.13636.24093545.23864.94814.75287.35626.85913.95953.55800.45657.45555.85521.05455.85392.9左侧办公室2395.22608.73247.23563.53790.63982.64009.23907.53812.13744.63721.63678.13636.2总计119313.5129688.2160253.2173699.7182929.6190744.9194382.0193946.3192575.3191130.8190316.4187251.6177807.85013903.64080.84855.65104.65266.75397.35502.75592.35663.15717.95821.95925.45