暖通专业毕业设计--某学生宿舍楼空调系统设计.doc

毕 业 设 计（论文）学生姓名： 学 号： 101402102 学 院： 建筑工程学院 专 业： 建筑环境与设备工程 题 目： 某学生宿舍楼空调系统设计 指导教师： 评阅教师： 2014 年 5月毕 业 设 计（论文） 中 文 摘 要本设计为石家庄市某学校学生宿舍空调系统的设计，拟为之设计合理的中央空调系统,为宿舍内的学生提供舒适的休息和学习条件。本设计的内容包括：空调的负荷计算；选定合适空调系统的类型；空调水路管路的布置；风系统的设计和计算；室内送风方式的选定；水系统的设计、布置与水力计算等内容。并根据所选择的空调机组选配合适的辅助设备：冷冻水循环水泵，冷却水循环水泵，冷却水塔，及相应的水管风管阀门等。关键词： 学生宿舍 空调系统 水利计算毕 业 设 计（论文） 外 文 摘 要 The design for the design of Shijiazhuang City, a school student dormitory air conditioning systems, to be worth the rational design of central air-conditioning system to provide comfortable seating conditions for student dormitories. Contents of this design include: air-conditioning load calculation; types selected the appropriate air-conditioning system; air-conditioning water piping arrangement; air system design and calculation; selected indoor air mode; design of water systems, layout and hydraulic calculations and so on. And according to the selected air conditioning units matching the appropriate auxiliary equipment: chilled water circulation pumps, cooling water pumps, cooling towers, and the corresponding pipe duct valves. Keywords: student dormitory air conditioning system hydraulic calculation目录1绪论 22工程概况 32.1建筑特点 32.2室外计算参数 32.3室内计算参数 23学生宿舍的负荷计算 43.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 43.2室内传热维护瞬时冷负荷 43.3外窗瞬变传热引起的冷负荷 53.4设备散热形成的冷负荷 53.5人体散热形成的冷负荷：.53.6新风冷负荷 64 系统方案的选择确定 64.1空调系统的分类54.2空调系统的确定 74.3风机盘管的确定 74.4风机盘管水路的布置 75 空调水系统的水利计算 85.1基本公式 85.2计算方法 86冷水机组确定 8结论 9致谢 10参考文献 11附录1 附录2 .1. 绪论随着我国经济水平的快速发展和人们的生活水平不断提高，人们对居住环境质量及其房间空气品质的要求不断提高，中央空调系统在现代建筑中的应用越来越广泛。本篇文章是对石家庄某学生宿舍中央空调系统的设计及计算说明。从建筑的结构及其室内环境要求来制定空调的方案，要求即能够满足使用的要求，又能够满足学生居住的舒适性。此外还要从空调系统设计的科学合理性和经济性，以及建筑整体的美观角度来进行认真考虑。并能对以后的使用和费用支出做一定的预估。本文就是对中央空调的设计到选型，再到校核计算的一个简要说明。从建筑物冷负荷的计算，到室内气流方案的选择和风系统的选择，水管路的布置及风管路的布置都有说明。从空调系统的使用性到经济性再到科学性上做到较好的结合。方案选择是空调系统整体考虑以及设计的总体思想。各种计算部分是整个空调系统设计的基础，绘图部分是与设计及施工相联系的实际的走路和安装。空调系统方案的选择，基本上确定了空调系统的内容和形式。本设计选用的是空气水系统。空调系统方案的选择决定了后期系统设计的方向和内容，是设计中最重要的环节。也是综合认真分析考虑各个方面的因素从而制定出来的。整个空调系统设计的理论部分主要集中在前两个部分，实际的系统、机组的安装和机组设备的运行等实际性的工程问题都集中体现在在绘图这个阶段。绘图是把设计方案完好的实现的一个重要基础，是空调工程得以完成的技术性支持的资料。绘图的过程中要尽量的与工程中会出现的实际问题的解决相联系。尽量使设计方案以一种很直观详细的方式体现出来。本设计内容包括：房间负荷计算；新风系统设计；水系统设计；机房布置等几部分。在上面的系统设计的主要过程完成后，还需要对设计中出现的具体的细节问题进行认真的思考并给出正确解决问题的办法。最后作为一名暖通专业的学生，希望我们空调有越来越广泛的前景，也祝愿我国的国的空调技术取得更好的进步更大的发展。2.工程概况2.1建筑特点本设计是石家庄市某学校学生宿舍的中央空调系统设计。该学生宿舍共六层，无地下室，总的建筑面积为2564.6m。房间类型包括：宿舍、值班室、男（女）卫生间、 男（女）盥洗室。一至六层的层高均为3.0m，总建筑高度约为18.0m。一层楼有值班室、宿舍卫生间、盥洗室共22个房间。二至六层的层房间结构基本相同：宿舍、卫生间、盥洗室，每层有26个房间。2.2室外设计参数采用天石家庄地区室外气象参数，气象台站位置：东经114.25度、北纬38.02度、海拔80.5米夏季：空调室外计算干球温度：35.10；通风室外计算干球温度：31；空调室外计算湿球温度：26.60；夏季空调计算日平均温度：29.7平均风速1.50m/s；大气压力：99560 Pa；冬季：空调室外计算干球温度：-11；通风室外计算干球温度：-3；冬季最低日平均温度：-17.1平均风速1.8m/s；大气压力： 101690Pa；2.3室内计算参数夏季： 温度 26 相对湿度 65 冬季： 温度 18 相对湿度 30%3.学生宿舍的负荷计算某一时刻进入一个恒温恒湿的房间内的总热量称为该时刻的得热量，为保持该空调房间的温度的恒定在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定不变需从房间去除的湿量称为湿负荷。房间冷、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种空调设备容量的依据。3.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷在日射和室外气温的综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可以按下式计算： Q=FK（tln-tn）（W）式中：Q1外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W； F外墙和屋面的面积，m； K外墙和屋面的传热系数，W/（m）； tn室内计算温度，；tln外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，；3.2室内传热维护瞬时冷负荷当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3时,要考虑由内维护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可按如下传热公式计算：Q2=FK（tls -tn）W式中：F内维护结构的传热面积，m；K内维护结构的传热系数，W /（mk）；tn夏季空调房间室内设计温度，；tls相邻非空调房间的平均计算温度，。 式中：t 夏季空调房间室外计算日平均温度，；tls 相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日平均温度的差值,当相邻散热量很少（如走廊）时, tl s 取3 ,；当相邻散热量在23116 W /m2时, tl s取5 。3.3外窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差的作用下, 玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算：Q3=FK（tl tn）（W）式中：F外玻璃窗面积，m；K玻璃的传热系数，W/（mk）；tl玻璃窗的冷负荷温度逐时值，；tn室内设计温度，。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： Q4=FCzD j.maxCLQ（W）式中：F玻璃窗的净面积,是窗口面积乘以有效面积系数Ca， Cz玻璃窗的综合遮挡系数Cz=CsCn ；其中，Cs 玻璃窗的遮挡系数；Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数，由表1-171查得，中间色活动百叶帘Cn =0.6；D j.max日射得热因数的最大值，W/m；CLQ 冷负荷系数。3.4设备散热形成的冷负荷设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算：Q7=Qq+QCLQ（W） 式中：Q7设备和用具实际的显热形成的冷负荷，W；Qq设备和用具的实际显热散热量，W；CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数；如果空调系统不连续运行，则CLQ1.0。3.5人体散热形成的冷负荷：人体散热引起的冷负荷计算式为： Q6qsnnCLQ +qlnnW式中：Q6人体散热形成的冷负荷，W；qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；n室内全部人数；n群集系数；CLQ人体显然散热冷负荷系数，人体显然散热冷负荷系数。3.6新风冷负荷目前，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,学生宿舍的新风量取20 m/h人。夏季，空调新风冷负荷按下式计算：（kW）其中：夏季新风冷负荷，kW；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。冬季新风冷负荷：（kW） 其中：冬季新风冷负荷，kW；新风量，kg/s；空气比热容，kJ/kg；室外空气的焓值，kJ/kg；室内空气的焓值，kJ/kg4.系统方案的选择确定4.1空调系统的分类：空调系统按负担室内负荷所用的介质种类，可分为如下三大类型：全空气系统空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统，它又分一次回风系统和二次回风系统。其特点是由于空气的比热较小，需要用较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道或较高的风速，适用于大空间、商场等场所。全水系统空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担的空调系统。其特点是由于水的比热比空气大得多，所以在相同条件下只需较少的水量，从而使管道所占的空间减少许多；但是仅靠水来消除余热余湿并不能解决房间的通风换气问题，故通常不单独使用。空气水系统同时使用空气和水来负担空调的室内负荷的空调系统，它又分诱导空调系统和带新风的风机盘管系统。其特点是布置灵活，各房间可独立调节室温，适用于宾馆、宿舍、办公楼等场所。由于诱导器系统所需新风量大、动力消耗大、噪声大，故一般多使用带新风的风机盘管系统。4.2空调系统的确定本建筑为学生宿舍，层高只有3m，空间有限，故不适合使用全空气系统。又因为宿舍是相互独立的，各自房间需要独立的来调节房间的温度，从而使各房间不相互影响。综上所述，本建筑物的空调系统选择空气水系统，这样不仅。方便各宿舍房间的独立调节，而且节约能源，4.3风机盘管的确定由于本设计为学生宿舍，层高有限并不适合做吊顶，故风机盘管不能选择下送风的形式而要选用侧送风的风机盘管。学生宿舍的形式基本相同，每个房间的冷负荷相差不大。综上考虑，本设计选用的风机盘管为卧式安装带回风风盘，从而进行侧送风，使房间得到较好的气流分布。4.4风机盘管水路的布置风机盘管水利的布置分为同程式和异程式两种。同程式是指经过每一个回路的总长度基本相当，它具有水力稳定性较好、流量分配较为均衡、初调节更为方便等特点。异程式是指经过每一个回路的总长度不相等，它具有管路简单、无回程管、节省管材、施工简单等特点。本设计为了水管管路较好的稳定性，房间有较好空气调节效果，所以本设计选择同程式的水管管路的布置方式。5空调水系统的水利计算5.1基本公式（1）沿程阻力：Pe=e V/2 gmH2O沿程阻力系数: e=0.025L/d（2）局部阻力：水在管路中流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能从而产生的局部阻力为：Pm=v /2 gmH2O（3）水管总阻力：P=Pe+PjmH2O（4）确定管径： mm 式中：Vj冷冻水流量,m 3/s；vj流速,m/s。5.2计算方法选择空调水路中的最不利环路来进行计算，通常水路的最不利环路为离供回水最远处用户的管路。此次计算采用的是控制比摩阻法，控制管道的阻力在一定的范围内，在根据此管段所承担提供的冷负荷及供回水温度利用鸿业水利计算软件进行水利计算。计算时要注意每计算一个管段时要算清它所承担房间的负荷及管路中的局部阻力。6冷水机组的确定根据先前的负荷计算得到该建筑物房间的总冷负荷为283.48kw，再考虑到系统中会出现冷量的漏损，冷水机组的修正系数一般取1.05-1.10之间，则本设计冷负荷为：283.481.1=311.828 kw。由于冷水机组不宜过多，则根据实际冷负荷决定选用两台冷水机组。结论经过两个多月的努力，至此我对“石家庄某学生宿舍空调系统”的毕业设计终于基本上完成。毕业设计这个大学里的最重要的环节终于可以稍稍缓口气，好好准备接下来的答辩。通过此次毕业设计，我巩固了四年来所学的知识，把原来零零散散的专业知识进行了一个整合，对空调系统的设计有了一个比较完整的认识和了解，并较为系统的掌握了空调系统设计的过程和方法。至于此次空调系统的设计方案，也只能以合理来形容，因为受到个人能力和知识水平的限制，导致设计中缺乏新意。虽然说结果不是特令人满意，但毕竟这次设计是自己动手一点点设计出来的，自己很享受这一过程。在设计过程中我认真考虑每一过程，尽量减少错误，在这样点滴考虑与思考过程中，我渐渐摸索到空调设计要点，更加清晰了解整个空调系统设计过程，这将会有利于我以后的工作生涯。在系统设计过程中由于本人能力有限，时间仓促,本设计中存在的不足之处，谢谢各位老师、同学能进行批评指正,我日后定当进行认真改正。致 谢通过这次毕业设计，我学习到了很多东西。对本专业的相关知识有了更加深入的了解。虽然至此毕业设计已经基本完成，一切看起来都很轻松，但实际在毕业设计的过程中我也遇到了很多麻烦。这些麻烦曾经一度让我气馁、迷茫和失落，但是经过老师和同学的帮助，最终我还是顺利完成了这次毕业设计。所以在此我要向那些帮助过我的老师和同学表达我最诚挚的谢意。首先我要感谢我的指导老师，在做毕业设计的这两个多月里，