暖通专业毕业论文-上海豪顺酒店空调工程设计.doc

河南科技大学毕业设计 上海豪顺酒店空调工程设计摘 要本设计所处地点为上海，主要是酒店的空调工程设计。该建筑内主要设有大中餐厅、多功能会议厅、办公室、客房等功能间。本建筑总面积为23040，共十层，地下一层为机房，一层为服务大厅、餐厅等，二层主要为多功能会议厅、会议室，三层主要为办公室，四-九层为住宿区。 本建筑总冷负荷为519.55KW，总热负荷为386.15KW，总新风冷负荷为155.91KW,总新风热负荷为223.31KW。建筑冷指标为：25.06W/；热指标为：18.62W/。其中冷负荷最大值出现在下午5点。本建筑风系统:餐厅、会议厅房间面积较大、人员较多采用全空气系统；豪华标间、普通标间、办公室等面积较小，采用风机盘管加独立新风系统。本建筑水系统:本建筑无需同时供热和供冷，且功能区多，人员负荷不稳定，故采用两管制一次泵变流量水系统；为使环路易于平衡，采用垂直同程水平异程的供水方式。 本建筑冷热源:上海市地处长江入海口、太湖流域东缘，境内河湖众多，水网密布，境内水域面积697平方公里。上海河网大多属黄浦江水系，主要有黄浦江及其支流苏州河、川扬河、淀浦河等。而本酒店处于上海郊区，水源资源丰富,采用地下水水源热泵系统作为冷热源对建筑进行夏季供冷冬季供热。关键词：空调工程，水源热泵，负荷计算，水力计算ITHE AIR CONDITIONING ENGINEERING DESIGN SUMMARY FOR SHANGHAI HAOSHUN HOTELABSTRACT This hotel is located in Shanghai.And this design is mainly about the air condition engineering design for Shanghai HaoShun hotel.The building is mainly equipped with large and medium restaurants, multi-functional conference hall, office and others.The total area is 23040 for the hotel.The building includes nine layers on the ground with a basement. There are service lobby, restaurant and other function rooms on the first floor ，multi-functional conference hall, conference rooms on the second floor, offices on the third floor, and residential area on the for-nine floor. The total cooling load of this building is 519.55KW,the total thermal load is 386.15KW,the total fresh air cooling load is 155.91KW,the total fresh air thermal load is 223.31KW. Cooling index of this hotel: 25.06W/ ; thermal index of this building: 18.62W/ . The maximum value of the cold load is at 5 pm.Ventilation system of this system:This design uses all-air system for restaurants, multi-functional conference hall and other large spaces;fan-coil unit with independent fresh air system for deluxe standard rooms, standard rooms, offices and other small spaces.Water system of this system:Considering this system does not have to simultaneous cooling and heating and there are plenty of function rooms in this building,this design uses two-pipe water system.Because of this building is large,in order to decrease the energy consumption,this hotel uses primary pump variable flow system.And in order to make this system is easy to balance,this design uses vertical with same way system in vertical. Cold and heat sources of this system:This design uses groundwater source heat pump system because the groundwater source is available in Shanghai. KEY WORDS:Air conditioning engineering,underground water source heat pump,load calculation,hydraulic calculation目 录前言.1第1章 工程概况.31.1 设计题目.3 1.2 设计基本参数 .3第2章 负荷计算.82.1 负荷计算基本说明.82.2 典型房间冷负荷计算.82.3 典型房间热负荷计算.192.4 典型房间湿负荷计算.23第3章 系统方案确定 .24 3.1 空调系统确定.24 3.2 水系统确定.25 3.3 冷热源确定.26第4章 送风参数的确定、相关设备选型.28 4.1 空调房间送风参数设计.28 4.2 全空气一次回风系统送风参数确定.28 4.3 风机盘管加独立新风系统送风参数确定.31 4.4 相关设备选型.34第5章 气流组织计算.37 5.1 送、回风口的选择.37 5.2 气流组织方案论证.37 5.3 气流组织计算.38第6章 水力计算.42 6.1 空调风系统水力计算.42 6.2 空调水系统水力计算.48 第7章 地下水系统设计.53 7.1 当地水文地质材料.53 7.2 热泵系统选择.53 7.3 供水井与回灌井设计.53 7.4 井群布置及供水管道系统设计.55 7.5 潜水泵选型.55第8章 机房相关设备选型.57 8.1 冷热源.57 8.2 附属设备选型.57第9章 管道的保温、防腐措施.629.1管路系统的保温.629.2管路系统的防腐.63结论.65参考文献.67致谢.69附录.70外文资料译文和原文.96 V前 言当下，暖通空调工程设计是建筑中不可或缺的一部分。本建筑属于商务酒店，集餐饮、商务、住宿于一体，人群在建筑内逗留时间较长，所以需要设计相应的空调系统使得室内空气的温度、湿度洁净度和空气流动速度满足人类对建筑的要求，以提高人们的工作效率以及舒适度的要求。本设计的特色之处是运用了水源热泵。水源热泵经过几十年的发展，目前技术已经接近成熟。在北京、广州到过度地区上海，都有应用。作为新兴的空调技术，热泵具有性能稳定、设计安装方便的优点，因此有着广阔的发展空间。热泵具有以下特点：高效节能、运行费用低：例如本设计中的采用的水源热泵，制热时COP可达到3.54.0，制冷时COP可达到5.06.0，所消耗的是地下水的热能，大大节俭了成本；一机两用：利用阀门转换时先夏季制冷、冬季制热，相当于减少了一套主机系统，并且整体装机，投资低、维修方便；洁净环保：热泵机组省去了燃煤、燃油、燃气等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了对大气的污染，避免造成温室效应，并且，无需设置冷却塔，从而没有冷却塔噪声问题，水源热泵机组可以称为低成本的绿色空调产品；机房面积小，灵活安全：由于其一机两用的特点，机房面积大大减小，并且没有储煤、储油罐等卫生及安全隐患，机组采用智能化微电脑控制系统，完善的电脑控制和多重保护，使整机运行安全可靠。目前，水源热泵在法国、没过、瑞典、奥地利、荷兰、日本、挪威等国家都得到了很好的发展；热泵虽然在我国起步较晚，但在国家自然基金委员会的资助下，国内已经有了研究方面的进展 。我国正酝酿将美国相关技术、设备进行引进，这将促进我国热泵技术更快跟上国际潮流。由于热泵的诸多优点，并且我国的地热资源丰富，这项技术在我国将有广阔的应用前景。本设计尽可能采用新型墙体和窗户，降低建筑冷热指标，从而降低空调能耗，达到减少温室气体排放、降低运行成本的目的。就上海的能源消耗结构分布状况来看，化石能源的消耗占到80以上，但是随着技术的提高，太阳能、地热能等新型环保能源的应用再一步步加大。上海境内河湖众多，水网密布，水资源丰富，本设计采用地下水源热泵，能够达到节能环保的目的。本设计主要分为四大部分。第一章、第二章主要介绍了相关的工程概况，并计算了建筑的负荷；第三章确定具体的系统方案；第四第六章是的方案设计的具体内容及计算情况；第七、第八章是机房的确定及系统防护。本设计由刘畅编写、设计。张敏慧老师为指导老师，谨致谢意。由于这是本人初次进行全面的空调系统设计，再加上自身水平的限制，难免有纰漏之处，希望大家不吝赐教，多多批评指正，在此，本人先行致谢。 刘畅 2016-5-13第1章 工程概况1.1 设计题目上海豪顺酒店空调工程设计1.2 设计基本参数1.2.1 室外参数1）台站信息 北纬3110，东经12126，海拔2.6m，最大冻土深度8cm；2)室外计算温、湿度 年平均温度16.1，供暖室外计算温度-0.3，冬季空气调节室外计算温度-2.2，冬季空气调节室外计算相对湿度75，夏季空气调节室外计算干球温度34.4，夏季空气调节室外计算湿球温度27.9，夏季通风室外计算相对湿度69。3)风向、风速及频率 夏季室外平均风速3.1m/s，夏季最多风向 SE，冬季室外平均风速2.6m/s，冬季最多风向 NW4)大气压力冬季室外大气压力（hPa）1025.4hPa夏季室外大气压力（hPa）1005.41.2.2 室内设计参数表 Error! No text of specified style in document.-1室内设计参数表房间类型夏季冬季人员所需最小新风量m/(h人）风速温度/湿度/温度/湿度/夏季冬季大厅26602055100.250.15餐厅26602055200.250.15包间26602055200.250.15多功能会议厅26602055200.250.15办公室26602055300.250.15会议室26602055300.250.15标间26602055300.250.15普通套间26602055300.250.15豪华套间26602055300.250.15员工宿舍26602055200.250.151.2.3 土建资料上海属于夏热冬冷地区，按建筑节能设计标准选择本建筑的围护结构。表1-2 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值1部位体形系数0.30.3体形系数0.4传热系数KW/(K）传热系数KW/(K）屋面0.50.45外墙（包括非透明幕墙）0.60.5底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.60.5非采暖房间与采暖空调房间的隔墙或楼板1.51.5外窗窗墙面积比K遮阳系数CsK遮阳系数Cs0.23.5-3.0-0.2-0.33.0-2.5-0.3-0.42.70.72.30.70.4-0.52.30.62.00.60.5-0.72.00.51.80.5屋顶透明部分2.70.52.70.5注：1通常情况下，居住建筑体形系数S应控制在0.3，如果大于0.3，则屋顶和外墙应加强保温方面的防护。一般情况下，体形系数S越小则节能效果越好，有关研究表明，当体形系数为0.15时最为节能。此外，标准JGJ134-2001中第4.0.3条规定，条式建筑物体形系数不应超过0.35，对于点式建筑物来说，体形系数不应超过0.4，而标准平方米定建筑物体形系数宜控制在0.3及其以下。2有外遮阳时，遮阳系数=玻璃窗的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃窗的遮阳系数1） 外墙通过查资料,选择壁厚265mm,导热热阻1.11k/W,传热系数为0.79W/(K)的2型墙体。表1-3 外墙材料相关资料（由外到内）序号及名称厚度（mm)导热系数W/(mK)传热系数W/(K）1.ESP外保温400.0420.792.水泥砂浆250.933.钢筋混凝土2001.742） 屋面通过查资料,选择厚度205mm,导热热阻1.50k/W,传热系数为0.38 W/(K)的8型屋面。表1-4 屋面材料相关资料（由外到内）序号及名称厚度（mm)导热系数W/(mK)传热系数W/(K）1.细石混凝土301.510.382.挤塑聚苯板450.0423.水泥焦渣 300.0234.水泥砂浆1001.743） 内墙通过查资料,选择传热系数为1.72 W/(K)的24砖墙。4） 外窗通过查资料,选择传热系数为2.76 W/(K)的，3mm厚普通玻璃，金属窗框，有80玻璃的双层窗户，窗高3000mm/2000mm。5） 楼板通过查资料,选择传热系数为1.65 W/(K)的楼板。面层钢筋混凝土楼板反贴保温层（木丝板）1.2.4最小热阻校核 （1-1）式中 -冬季室内计算温度，； -围护结构冬季室外计算温度，； -温差修正系数（取1）； -室内空气与围护结构内的允许温差，（外墙取7、屋面取5.5）。1） 外墙校核=0.38K/W2）屋面校核=0.484K/W=1.69K/W,合理=1.28K/W,合理1.2.5 人员情况表1-5 人员分布情况功能间大厅大餐厅多功能会议厅开敞式办公人员密度（/人)155510功能间小会议室中会议室大会议室更衣室人员密度（/人)5554功能间标间套间包间中餐厅人数（人/间）221040功能间豪华套间女员工宿舍男员工宿舍服务室人数（人/间）622142功能间值班室化妆室贵宾休息室总经理办人数（人/间）2832 1.2.5 照明情况表1-6 照明分布情况功能间大厅大餐厅多功能会议厅开敞式办公照明密度（W/)88810功能间小会议室中会议室大会议室更衣室照明密度（W/)1010108功能间标间套间包间中餐厅照明密度（W/)1010108功能间豪华套间女员工宿舍男员工宿舍服务室照明密度（W/) 108810功能间值班室化妆室贵宾休息室总经理办照明密度（W/)108810第二章 负荷计算2.1负荷计算基本说明 内墙、內窗、地板等其邻室为空调房间时，当其室温差小于3时，不计算冷负荷。所以负荷计算时，室温差小于3的都不用考虑传热。2.2 典型房间冷负荷计算冷负荷按非稳态计算方法计算各项逐时冷负荷，分别以底层和顶层的一个房间为例。2.2.1 通过围护结构传入的非稳态传热形成的逐时冷负荷查参考文献4,按下列式（2-1）式（2-3）计算： = （2-1） = （2-2） = （2-3）式中：外墙传热形成的逐时冷负荷（W)； 屋面传热形成的逐时冷负荷（W)； 外窗传热形成的逐时冷负荷（W)； 外墙、屋面或外窗传热系数W/(K)； 外墙的逐时冷负荷计算温度（），查参考文献4中附表H可得； 屋面的逐时冷负荷计算温度（），查参考文献4中附表H可得； 外窗的逐时冷负荷计算温度（），查参考文献4中附表H可得； 夏季空调区设计温度（）。2.2.2 透过玻璃窗的日射得热所形成的冷负荷透过玻璃窗的日射得热所形成的冷负荷按下式计算： (2-4)式中：Aw窗口的面积，（）； Ca有效面积系数，0.75； Clq窗玻璃的冷负荷系数,由相关附录参考文献6附表2-17查得； Cs窗玻璃的遮阳系数，由附录可查，取0.86； Ci窗内遮阳的遮阳系数，取0.5； Dj,max日射得热因数最大值，（W/）,由附录查得； =。其中，需指出的是:值按南北区划分而不同，建筑地点在北纬2730以南的地区为南区，以北的地区为北区。上海处于北纬3110，属于北区。查参考文献6可得上海地区不同朝向日射得热最大值，如下表：表2-1 窗玻璃的Dj,max值朝向ESWNDjmax546.2189.4579.8116.4表2-2 窗玻璃的Cs值玻璃类型Cs值玻璃类型Cs值标准玻璃1.006mm厚吸热玻璃0.835mm厚普通玻璃0.93双层3mm厚普通玻璃0.866mm厚普通玻璃0.89双层5mm厚普通玻璃0.783mm厚吸热玻璃0.96双层6mm厚普通玻璃0.745mm厚吸热玻璃0.882.2.3 人员散热形成的冷负荷人体散热与多种因素有关，包括年龄、性别、劳动强度等，人体散发的潜热量、对流散热量将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，人员散热分为显热和潜热分别计算。人体显热散热引起的冷负荷计算式为： (2-5)式中：人体显热散热所形成的逐时冷负荷(W)； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（W），查参考文献6表2-13得； n室内人数数量（人）； 群集系数； 人体显热散热冷负荷系数，计算时从人员进入房间的时间开始计算，由参考文献6附录2-23查得。人体潜热散热引起的冷负荷计算公式为： (2-6) 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），查参考文献6表2-13； n,同式（2-6）。表2-3 群集系数值工作场所影剧院百货商店旅店体育馆图书阅览室工厂轻劳动银行工厂重劳动群集系数0.890.890.930.920.960.901.01.0注：本设计取群集系数根据功能间不同来取。2.2.4 照明、设备形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式不同，其逐时冷负荷计算式按以下公式计算：白炽灯 （2-7）荧光灯 （2-8）式中：灯具散热形成的逐时冷负荷（W)； N照明灯具所需功率（W）； 镇流器消耗功率系数。当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取 =1.2；当暗装荧光灯镇流器装在顶棚内时，可取=1.0； 灯罩隔热系数。当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取=0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者=0.60.8； 照明散热冷负荷系数，计算时应注意其值为从开灯时刻算起到计算时刻的时间，可由参考资料6附录2-22查得。2.2.5 内围护结构冷负荷当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热而产生的冷负荷可按公式（2-1）计算；而当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内门、内窗等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作不随时间变化的稳定传热，按下式计算： (2-9)式中：内围护结构（比如内墙、楼板等）的传热系数W/(); 内围护结构的面积()； 夏季空调室外计算日平均温度（）； 附加温升，可按下表选取。表2-4 附加温升邻室散热量W/（）邻室散热量W/（）很少（如办公室、走廊）0223116523311672.2.6 典型房间示例计算1. 底层1号办公室 此房间是一个办公室，共有10人，空调运行时间共12小时：8:0020:00。上午8点是人进入房间的第一个小时。1） 外墙形成的逐时冷负荷表2-5 北外墙形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00 32.532.632.83333.333.533.83434.334.5 26262626262626262626 K0.79 F14.514.514.514.514.514.514.514.514.514.573.5174.6476.9079.1782.5684.8288.2190.4893.8796.13表2-6 西外墙形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00 35.00 35.00 35.00 35.20 35.40 35.90 36.50 37.30 38.00 38.50 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 K0.79 F29.20 29.20 29.20 29.20 29.20 29.20 29.20 29.20 29.20 29.20 205.0 205.0 205.0 209.5 214.1 225.5 239.1 257.4 273.3 284.7 2）外窗形成的逐时冷负荷表2-7 北外窗形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0031.932.533.133.433.433.333.132.631.931.326.026.026.026.026.026.026.026.026.026.0K2.82.82.82.82.82.82.82.82.82.8F7.17.17.17.17.17.17.17.17.17.1115.6127.4139.1145.0145.0143.1139.1129.3115.6103.9表2-8 西外窗形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0031.932.533.133.433.433.333.132.631.931.326.026.026.026.026.026.026.026.026.026.0K2.82.82.82.82.82.82.82.82.82.8F7.17.17.17.17.17.17.17.17.17.1115.6127.4139.1145.0145.0143.1139.1129.3115.6103.93） 透过玻璃窗日射得热所形成的冷负荷 表2-9 北外窗日射得热形成的冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00Clq0.810.830.830.790.710.60.610.680.170.16Dj,max116.4116.4116.4116.4116.4116.4116.4116.4116.4116.4Cc,s0.430.430.430.430.430.430.430.430.430.43Aw7.17.17.17.17.17.17.17.17.17.1287.8 295.0 295.0 280.7 252.3 213.2 216.8 241.7 60.4 56.9 表2-10 西外窗日射得热形成的冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00Clq0.190.20.340.560.720.830.770.530.110.1Dj,max579.8579.8579.8579.8579.8579.8579.8579.8579.8579.8Cc,s0.430.430.430.430.430.430.430.430.430.43Aw11.311.311.311.311.311.311.311.311.311.3535 563 958 1578 2028 2338 2169 1493 310 282 4） 人员散热形成的冷负荷表2-11 人员散热形成的冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00Clq0.750.790.810.840.860.880.890.910.920.45qs58585858585858585858n101010101010101010100.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9392 412 423 438 449 459 465 475 480 235 ql1231231231231231231231231231231107110711071107110711071107110711071107总计1499 1519 1530 1545 1556 1566 1572 1582 1587 1342 5） 照明、设备形成的冷负荷表2-12 照明、设备形成的冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00Clq0.910.910.930.930.930.940.940.950.950.96n11.21.21.21.21.21.21.21.21.21.2n21111111111N480480480480480480480480480480524 524 536 536 536 541 541 547 547 553 6） 内围护结构形成的冷负荷内墙形成的冷负荷表2-13 内墙形成的冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00To,m34.434.434.434.434.434.434.434.434.434.4ta5555555555Tr26262626262626262626K1.721.721.721.721.721.721.721.721.721.72Aw51.7551.7551.7551.7551.7551.7551.7551.7551.7551.751193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 楼板形成的冷负荷表2-14 楼板形成的冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00K1.651.651.651.651.651.651.651.651.651.65A48484848484848484848To,m34.434.434.434.434.434.434.434.434.434.4ta5555555555Tr262626262626262626261061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 7）汇总结果表2-15 底层1号办公室冷负荷汇总表时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00北外墙74 75 77 79 83 85 88 90 94 96 北外窗116 127 139 145 145 143 139 129 116 104 北外窗日射得热288 295 295 281 252 213 217 242 60 57 西外墙205 205 205 210 214 225 239 257 273 285 西外窗184 203 221 231 231 228 221 206 184 165 西外窗日射得热535 563 958 1578 2028 2338 2169 1493 310 282 内墙1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 1193 人员1499 1519 1530 1545 1556 1566 1572 1582 1587 1342 照明524 524 536 536 536 541 541 547 547 553 楼板1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 1061 总计5678 5766 6215 6858 7299 7594 7441 6801 5426 5137 由表2-16可以看出，此房间最大冷负荷值出现在16:00时，其值为7594W，此房间夏季冷负荷指标为7549/48=157.27W/.2. 顶层1号房间此房间是一个普通套间，按4人计算，按16：00为进入房间的第一个小时，在室时间按16个小时，开灯时间按8个小时。1） 外墙形成的逐时冷负荷表2-16 北外墙形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00 32.532.632.833.033.333.533.834.034.334.5 26.026.026.026.026.026.026.026.026.026.0 K0.79 F11.411.411.411.411.411.411.411.411.411.457.858.760.562.264.966.769.471.173.875.6表2-17 西外墙形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00 35.0 35.0 35.0 35.2 35.4 35.9 36.5 37.3 38.0 38.5 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 K0.79 F18.6 18.6 18.6 18.6 18.6 18.6 18.6 18.6 18.6 18.6 130.6 130.6 130.6 133.5 136.4 143.6 152.3 163.9 174.1 181.4 2）外窗形成的逐时冷负荷表2-18 北外窗形成的逐时冷负荷时间11:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0031.90 32.533