毕业设计（论文）-北京某国际大酒店空调工程设计.pdf

山东 xx 大学毕业设计说明书 i 目 录 全套图纸，加 153893706 摘要 abstract 1 前 言 1 2 工程概况 2.1 原始资料 2 2.2 计算参数 2 2.2.1 室外计算参数 2 2.2.2 室内计算参数 2 2.2.3 其他设计参数 2 2.2.4 房间编号 3 3 设计方案的论证 3.1 酒店综合楼的空调特点 4 3.2 方案比较 4 3.3 方案的确定 7 3.4 风机盘管机组的结构和工作原理 7 4 空调冷负荷计算 4.1 冷负荷构成及计算原理 9 4.1.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法 10 4.1.2 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 10 4.1.3 设备散热形成的冷负荷 10 山东 xx 大学毕业设计说明书 ii 4.1.4 照明散热形成的冷负荷 11 4.1.5 人体散热形成的冷负荷 11 4.2 新风冷负荷 11 4.3 湿负荷 人体散湿量 12 4.4 各层房间负荷计算 12 4.5 各房间送风状态的确定 12 4.5.1 方案 12 4.5.2 各个房间的新风量及新风负荷的确定 13 4.6 制冷系统负荷的确定 13 5 风机盘管加新风系统选型计算 5.1 风机盘管系统选型计算 15 5.2 新风机组选型 17 6 空调机组的选型 18 7 水系统的设计计算 7.1 空调水系统的确定 19 7.2 空调水系统的布置 19 7.3 风机盘管水系统水力计算 20 7.3.1 基本公式 20 7.3.2 各层的冷冻水供回水管路水力计算 21 7.3.3 空调风机盘管水系统凝水管考虑 23 7.3.4 风机盘管系统的水系统 24 8 空调风系统 8.1 空调房间气流组织 26 8.2 风口的布置 26 8.2.1 新风入口注意事项 26 8.2.2 风道的布置和制作要求 26 8.2.3 百叶送风口的选择步骤 26 8.3 风口的选择 27 8.3.1 气流组织设计计算 27 山东 xx 大学毕业设计说明书 iii 8.3.2 新风设计计算 30 9 制冷机房各种设备的选择 9.1 制冷机组的选择 33 9.1.1 机组的选型 33 9.1.2 机组的选型计算 33 9.2 分水器和集水器的选择 33 9.2.1 分水器和集水器的构造和用途 33 9.2.2 分水器和集水器的尺寸 34 9.3 补水定压系统的选型与计算 35 9.3.1 补给水箱的选型和计算 35 9.3.2 补给水泵的选型和计算 35 9.4 水泵的选型和计算 36 9.4.1 冷冻水泵的选型和计算 36 9.4.2 冷却水泵的选型和计算 37 9.4.3 冷冻水泵配管布置 38 9.4.3 冷却塔选型 38 10 消声减振方面的设计考虑 10.1 概述 39 10.2 消声设备选型 39 10.3 空调装置的防振 39 11 管道保温设计的设计考虑 11.1 保温管道防结露 40 11.2 保温材料的选用 40 11.3 保温度材料的经济厚度 40 12 结论 41 谢辞 42 参考文献 43 附录 44 附录 1 冷负荷汇总 44 山东 xx 大学毕业设计说明书 iv 附录 2 热负荷的计算 45 附录 3 管路水力计算 49 摘 要 本设计为北京 xx 国际大酒店空调工程设计，本人负责地下一层和四层部分。通过方 案比较，在负荷计算的基础上，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经双层百叶风口送出；全 空气系统为一次回风系统，室内送风采用侧送风方式，风口为双层百叶风口。新风从墙洞 或新风竖井引入，再由机房的新风机组集中处理供应。冷冻水由地下室的冷冻机房供应， 采用了闭式异程两管制水系统。水管用泡沫橡塑保温，风管采用离心玻璃棉。设计工程中 考虑了消声、减振和防火排烟的措施。 关键词：空调；风机盘管加新风系统；全空气系统；新风 山东 xx 大学毕业设计说明书 v air conditioning design of shanghai huaxin international hotel abstract the air conditioning engineering of the - 1f and 4f of shanghai huaxin international hotel was designed. on the base of cooling load, heating load and moisture load calculation, primary air fan- coil system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. the fresh air doesnt undertake indoor load and delivers air through double deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. the return air is harnessed one time by the air handling unit in the all air system and the handled air is delivered through double deflection grille by sidewall air supply. the fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. the chilled water which is a closed two- pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. the thermal insulation material of water pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively. measures of noise elimination, damp, fire prevention and smoke extraction is considered during the design. key words: air conditioning; primary air fan- coil system; all air system; fresh air 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 1 - 1 前 言 随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。和前几年建筑 业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，他们不再片面的追求容积率及如何将开发 成本降得越低越好，而是更多的考虑以人为本，开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及 商用建筑。 随着中国加入世贸及承办 2008 年奥运会，中国将向全世界全面开放。为了适应国际贸 易、旅游、及城市建设迅速发展的需要，高层建筑的发展不会停留在过去的发展水平，特 别是对建筑物内的空气品质及舒适程度的要求也会越来越高。新建的大中商业建筑纷纷安 装了空调系统，以提高商场的档次，吸引更多的顾客。各大城市中频频展开的“商战”更 加速了空调系统 在商业建筑中的普及。 商业建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越 重视。由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安 装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 2 - 2 工程概况 2.1 原始资料 北京xx国际大酒店是一个由酒店、餐饮、会议、商务、商贸的部分组成的五星级酒店。 该建筑地下一层为中央空调机房及停车场，地上一七层为会议室、客房、娱乐室等。在 四层与五层之间为为设备层，冷却塔等设于本层。总建筑高度30.1m，建筑面积35208m， 地下建筑面积6179 m。 2.2 计算参数 2.2.1 室外计算参数 表 2.1 北京市室外气象参数 夏 季 大气压力 99.98kpa 冬 季 大气压力 102.573kpa 空气调节温度 29.9 空气调节温度 -9.8 空调室外计算干球温度 33.6 最低日平均温度 -6.9 空调室外计算湿球温度 26.3 采暖室外计算温度 -7.5 室外平均风速 2.2 m/s 室外平均风速 2.7 m/s 计算日较差温度 8.8 冬季通风室外计算温度 -7.6 2.2.2 室内计算参数 表 2.2 各空调房间室内计算参数 房 间 名 称 夏季 冬季 新鲜空气量 噪声标准 温度() 湿度(%) 温度() 湿度(%) m 3/h人 db(a) 会议室 26 60 18 40 50 8，则取送风温度差为t=8；则 tl(f)=26-8=18,由tl(f)=18，l(f)=90%，在h-d图上定出风机盘管机器露点l(f)，得 hl(f)=47.5 kj/kg。 2）风机盘管所需冷量 以4b1房间为例： qf=8403w 5）风机盘管所需风量 lf= qf/1.2(hn - hl(f)=8.403/1.2(58.4-47.5)=0.6424m/s=2312 m/h 6）选择风机盘管 所选的风机盘管要求当进水温度为7时，进风参数db/wb=26/18.6，lf=2312 m/h， 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 16 - qf=8403 w。 根据所需风量及中等风速选型原则，选择 奇威特公司的vcf125型盘管两台，其但台额 定风量为1215 m/h，取最小水量l=14.5 l/min，进水温度为7时查得风机盘管的冷量为 54490.9252=10080w，满足要求。故选vcf125wa的标准型风机盘管两台。 空调房间 新风管 回风口 风机盘管 送风 图5.2 新风与风机盘管送风混合后送入房间 用同样方法确定其他房间风机盘管型号,见下表: 表5.1 各房间风机盘管型号汇总表 房间 名称 盘管型号 总负荷 送风 量 供冷 量 输入 功率 水量 水压 降 台数 w m 3/h w w l/min kpa -101 更衣室 vcf071wa 2143 640 2820 55 8 16.8 1 -102 更衣室 vcf071wa 2143 640 2820 55 8 16.8 1 -103 值班室 vcf025wa 556 220 994 23 2.6 5.2 1 -104 服务间 vcf025wa 634 220 994 23 2.6 5.2 1 -105 员工餐厅 vcf80wa 4850 787 3161 59 9.5 21.6 2 -106 员工厨房 vcf080wa 2763 787 3161 59 9.5 21.6 1 -109 值班室 vcf025a 252 220 994 23 2.6 5.2 1 4b1 会议室 vcf125wa 8403 1215 5040 91 14.5 32.5 2 4b2 会议室 vcf125wa 8403 1216 5040 91 14.5 32.5 2 4b3 会议室 vcf125wa 8403 1217 5040 91 14.5 32.5 2 4b4 会议室 vcf140wa 9211 1316 5590 130 18 22.2 2 4b5 会议室 vcf071wa 2145 640 2820 55 8 16.8 1 4b6 会议室 vcf035wa 1162 343 1403 25 4.5 12.3 1 4b7 会议室 vcf160wa 4897 1597 6491 156 19.2 28.2 1 4b8 会议室 vcf125wa 10398 1597 6491 156 19.2 28.2 2 4b9 会议室 vcf125wa 7587 1215 5040 91 14.5 32.5 2 4b10 vip vcf160km4 11259 1597 6491 156 19.2 28.2 2 4b11 桑拿 vcf200km4 20619 1914 6196 190 24.5 44.5 3 4b14 服务间 vcf025wa 283 220 994 23 2.6 5.2 1 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 17 - 5.2 新风机组选型 表5.2 新风机组选型表 空调 分区 所需 要新 风量 m 3/ h 所需要 新风负 荷 kw 型号 额 定 风 量 m 3/ h 冷量 kw 盘管 数量 电机 功率 kw 水流 量 kg/h 水压 降 kpa 余压 pa 地下 一层 2680 24.09 vah3dx6 3000 25.15 6 排 0.55 1.20 43.00 250 b 区 14510 113.45 vah15wx6 15000 120.45 6 排 1.03 5.28 26.00 2700 四层 大厅 5671 70.25 vah6dx4 6000 74.51 4 排 1.5 3.07 20.00 380 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 18 - 6 空调机组的选型 由该栋建筑物的特点，在各个大空间的房间分别设置全空气系统荷为 83700w。现以四 层 a 区为例选择空调机组： 四层 a 区的总冷负荷 76338 w，室内湿负荷 5.08g/s，室内参数 ir=55.4kj/kg,处理过 程焓湿图见下图（图 6.1） 。 热湿比：= w q e76338/5.08=15027 采用机器露点送风，过 r 点作线交=95%线于 s。 s 点送风状态点： is=48kj/kg m 点为新回风混合状态点 按新回风比 15确定。 室内空气参数： ir=55.4kj/kg =60% 总送风量： 图 6.1 空气处理方案过程图 = - = - = 48 4 . 55 76338 ii q g sr 10.315kg/s=30945 3 /mh 新风量 w g=9750 3 /mh =3.25kg/s 回风量 g h =g- w g=7.065kg/s=21195= 3 /mh = g g rw rm w 10.315 3.25 = 4 . 5582 4 . 55im - - 得 im=63.8kj/kg 空调机组的总耗冷量 q0=g（im-is）=10.315(63.8-48)=162.9 根据以上数据，选择组合空调机组型号为 vaqb0606，在入口空气温度为 26，进水为 7，温差为 5的标准工况下，其性能参数， （见表 6.1） 表 6.1 组合空调机组型号为 vaqb0606 性能参数 机组型号 风量 机组外形 盘管 列数 盘管表面 风速 冷量 水量 水阻 高度 宽度 （m3/h） mm mm 排 （m/s） （kw） l/h kpa vaqb0606 31560 1980 1980 4 2.75 162 225 9.1 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 19 - 7 空调水系统设计计算 7.1 水系统的比较、选择 空调水系统包括冷水系统和冷却水系统两个部分，它们有不同类型可供选择。 表7.1 空调水系统比较表 1 类型 特征 优点 缺点 闭式 管路系统不与大气相 接触， 仅在系统最高点 设置膨胀水箱 与设备的腐蚀机会少;不需克 服静水压力，水泵压力、功率 均低。系统简单 与蓄热水池连接比较复 杂 开式 管路系统与大气相通 与蓄热水池连接比较简单 易腐蚀，输送能耗大 同程式 供回水干管中的水流 方向相同； 经过每一管 路的长度相等 水量分配，调度方便，便于水 力平衡 需设回程管， 管道长度增 加，初投资稍高 异程式 供回水干管中的水流 方向相反； 经过每一管 路的长度不相等 不需设回程管，管道长度较 短，管路简单，初投资稍低 水量分配， 调度较难， 水 力平衡较麻烦 两管制 供热、 供冷合用同一管 路系统 管路系统简单，初投资省 无法同时满足供热、 供冷 的要求 三管制 分别设置供冷、 供热管 路与换热器， 但冷热回 水的管路共用 能同时满足供冷、供热的要 求，管路系统较四管制简单 有冷热混合损失， 投资高 于两管制， 管路系统布置 较简单 四管制 供冷、供热的供、回水 管均分开设置，具有 冷、 热两套独立的系统 能灵活实现同时供冷或供热， 没有冷、热混合损失 管路系统复杂，初投资 高，占用建筑空间较多 单式泵 冷、 热源侧与负荷侧合 用一组循环水泵 系统简单，初投资省 不能调节水泵流量， 难以 节省输送能耗， 不能适应 供水分区压降较悬殊的 情况 复式泵 冷、 热源侧与负荷侧分 别配备循环水泵 可以实现水泵变流量， 能节省 输送能耗， 能适应供水分区不 同压降，系统总压力低。 系统较复杂， 初投资较高 根据以上各系统的特征及优缺点，结合本酒店情况，本设计空调水系统选择闭式、同 程、双管制、单式泵系统，这样布置的优点是过渡季节只供给新风，不使用风机盘管的时 候便于系统的调节，节约能源。 7.2 空调水系统的布置 本系统设计可以采用双管制供应冷冻水，且具有结构简单，初期投资小等特点。同时 考虑到节能与管道内清洁等问题，可以采用闭式系统，不与大气相接触，管路不易产生污 垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小。 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 20 - 由于设计属于多层建筑，因此可以采用同程式水系统，此系统除了供回水管路外，还 有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相同，各用户盘管的水阻力大致相等， 所以系统的水力稳定性好，流量分配均匀，且此系统属于垂直同程系统。 本设计采用的是螺杆冷水机组，机组布置在地下一层冷冻机房的方案。供水、立管均 采用同程式，新风机组和风机盘管系统共用供、回水立管；各层水管也采用同程式，新风 机组和风机盘管系统共用供、回水立管。定压补水系统采用补水泵，置于地下一层。 7.3 风机盘管水系统水力计算 7.3.1 基本公式 1)沿程阻力 pe=e v 2 /2 g mh2o （7.1） 沿程阻力系数 e=0.025l/d （7.2） 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 （7.3） 3）水管总阻力 p=pe+pj mh2o （7.4） 4)确定管径 1.13 j n j v d v = mm （7.5） 式中：vj冷冻水流量,m 3/s ； vj流速,m/s 。 在水力计算时，初选管内流速和确定最后的流速时必须满足以下要求： 表7.2 管内水的最大允许水流速表 公称直径：dn v（m/s） 公称直径：dn v（m/s） 15 0.3 65 1.15 20 0.65 80 1.60 25 0.80 100 1.80 32 1.00 125 2.00 40 1.50 150 2.00-3.00 50 1.50 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 21 - 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。 7.3.2 各层的冷冻水供回水管路水力计算 水力计算的步骤： （1） ：选定最不利环路，给管段标号。 14 566 48117 图7.1 地下一层水系统图 6260 20510 图7.2 四层水系统图 （2） ：根据个管段的冷负荷，计算各管段的流量，计算式如下： 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 22 - t q d = 100019 . 4 3600 g kg/h （7.6） 式中： q 管段的冷负荷， w； t 供水回水的温差， （3） ：用假定流速法确定管段管径。管段内流速的取值范围如下表： 表 7.3 水管流速表 管径（mm） 400 冷冻水 0.50.8 0.60.9 0.81.2 1.01.5 1.42.0 1.82.5 冷却水 1.01.2 1.21.6 1.52.0 1.82.5 根据假定的流速和确定的流量计算出管径，计算式如下： d 900v g p r （7.7） 根据给定的管径规格选选定管径，由确定的管径，计算出管内的实际流速： rp 2 d900 g v = （7.8） （4） ：计算比摩阻从而计算管段的沿程阻力：沿程阻力的计算式如下： rlpy=d （7.9） 式中 y pd 沿程阻力，pa r 每米管长的沿程损失（比摩阻） ，pa/m l 管段长度，m 比摩阻 r 的计算式为： 2 r= d2 rl n （7.10） 式中： l 管段的摩擦阻力系数； d 管段的内径，m； n 流体在管内的流速，m/s； 摩擦阻力系数l由柯列勃洛克公式确定： 12.51/ 2lg() 3.72re k d ll =-+ （7.11） 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 23 - 式中 k 管道的相对粗糙度，本设计中取 k=0.15mm； re 雷洛数。 该式为一元方程，用 excel 可解。 （4） ：用局部阻力系数法求管段的局部阻力。计算式如下： j 2 j p 2 pdss=dx rn x （7.12） 式中： j pd 局部阻力，pa； xs 管段中总的局部阻力系数。 （5） ：计算总的阻力，计算式如下： pd = y pd + j pd （7.13） 水力计算结果（见表 7.4） 表7.4 各房间末端设备的流量及接管管径表 房间 名称 盘管型号 水量 水量 水压降 接管管径 台数 空调机组 l/s l/min kpa -101 更衣室 vcf071wa 0.133 8 16.8 dn20 1 -102 更衣室 vcf071wa 0.133 8 16.8 dn20 1 -103 值班室 vcf025wa 0.043 2.6 5.2 dn20 1 -104 服务间 vcf025wa 0.043 2.6 5.2 dn20 1 -105 员工餐厅 vcf80wa 0.158 9.5 21.6 dn20 2 -106 员工厨房 vcf080wa 0.158 9.5 21.6 dn20 1 -109 值班室 vcf025a 0.043 2.6 5.2 dn20 1 4b1 会议室 vcf125wa 0.242 14.5 32.5 dn20 2 4b2 会议室 vcf125wa 0.242 14.5 32.5 dn20 2 4b3 会议室 vcf125wa 0.242 14.5 32.5 dn20 2 4b4 会议室 vcf140wa 0.300 18 22.2 dn20 2 4b5 会议室 vcf071wa 0.133 8 16.8 dn20 1 4b6 会议室 vcf035wa 0.075 4.5 12.3 dn20 1 4b7 会议室 vcf160wa 0.320 19.2 28.2 dn20 1 4b8 会议室 vcf125wa 0.320 19.2 28.2 dn20 2 4b9 会议室 vcf125wa 0.242 14.5 32.5 dn20 2 4b10 vip vcf160km4 0.320 19.2 28.2 dn20 2 4b11 桑拿 vcf200km4 0.408 24.5 44.5 dn20 3 4b14 服务间 vcf025wa 0.043 2.6 5.2 dn20 1 山东 xx 大学毕业设计说明书 - 24 - 7.3.3 空调风机盘管水系统凝水管考虑 风机盘管机组在运行时产生的冷凝水，必须及时排走，排放凝结水的管路的系统设计 中，应注意以下几点： 1）风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，应保 持不小于0.002的坡度，且不允许有积水部位； 2）冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。采用聚乙烯塑料 管时，一般可以不加防止二次结露的保温层，但采用镀锌钢管时应设置保温层。 3)冷凝水管的公称直径d（mm）,一般情况下可以按照机组的冷负荷q（kw） ， 按照 下列数据近似选定冷凝水管的公称直径： q7kw， dn=20mm; q=7.1-17.6kw, dn=25mm; q=17.7-100kw, dn=32mm; q=101-176kw, dn=40mm; q=177-598kw, dn=50mm; q=599-1055kw, dn=80mm; q=1056-1512kw, dn=100mm; q=1513-12462kw, dn=125mm; q12462kw, dn=150mm. 本设计的凝水管采用聚乙烯塑料管，可以不加防止二次结露的保温层；风机盘管的凝 水管管径与风机盘管的接管管径一致，均为dn20，就近排放至近的卫生间下水口；新风机 组的凝水管管径为dn50，也就近排放至临近的卫生间下水口。 7.3.4 风机盘管系统的水系统 风机盘管系统的水系统与采暖系统相似（双水管时） ，故可以采用两管制水系统（如下 图） 。供回路水管各一根，具有简便、初期投资低等优点。系统设计时应注意把膨胀水管接 在回水管上，此外管路要有坡度，并考虑排气和排污装置。 水系统的调节方式有:风机盘管系统一般均采用个别水量调节， 当在进入盘处设置二通 阀调节盘管水量时，