《图书馆设计方案》doc版.docVIP

学生图书馆中央空调设计前言本次设计的课题是对“成都学生图书馆”的中央空调系统进行设计。设计过程分为：设计方案的选择、设计参数的确定、空调负荷的计算、设备选型等。对于这次的学生图书馆中央空调系统设计，经过多联机中央空调系统方案与多联机空调方案的对比后，最终采取的方案为多联机中央空调系统。多联机空调系统具有以下优点：（1）智能集中控制技术，整个系统高度自动化；自动调节快 速性：系统通过快速跟随室内温度的变化自动调节，高效节能；实现无人化管理，操作更方便。（2）超级的配线系统。（3）极强的自动诊断功能。4）地址的自动设定。（5）灵活方便的冷媒管道布置。（6）可调节室内机容量。（7）系统运行对环境适应性强。这次多联机空调系统空调区域冷负荷采用冷负荷指标法计算，由建筑面积算出总冷负荷，选取室外机。针对每个不同功能房间的冷负荷，选取室内机。从选取的室内、外机的规格中，可以确定配管，送风装置、压缩机、保温、噪音等参数值，使得室内、外机配套的安装。由于考虑到空调系统使用的合理性，对空调区域进行分区，使得空调系统优化使用，达到一个资本投入少，运行费用低，节能的目的。由于设计者的水平有限，本次课题设计难免有错漏与不足之处，敬请广大专家不吝赐教。目录1、工程概况42、方案设计的选取42.1.原理比较42.2.造价比较52.3.运行费用52.4.设备使用寿命分析62.5.维护管理分析62.6.其他方面分析73、设计参数的确定73.1.成都室外气象参数73.2.室内设计参数84、冷负荷的计算85、设备的选择96、空调自动控制与监测147、空调系统图157.1 空调制冷系统图157.2 标准层空调系统图171、工程概况本建筑物为成都地区某学校图书馆，建筑面积约为1250m2,使用区域为办公室、阅览室、会议室、语音室等等，共4层。建筑层高：层高为4.5米2、方案设计的选取多联机空调与集中式中央空调方案设计比较2.1.原理比较2.1.1 螺杆机组中央空调系统 螺杆机组的核心是采用螺杆式压缩机。该压缩机是一种回转式的容积式气体压缩机，能在低蒸发温度或高压缩比工况下可单级压缩，通过滑阀装置，使制冷量可在10100%范围内进行调节。螺杆机组COP 值较高，但通过水载体输送到客户末端，有一定的冷量损失，而且只能实现单冷，制热还需另外配置锅炉等加热装置。 2.1.2 风冷热泵集中中央空调系统 风冷热泵机组的输送介质通常为水溶液。它通过室外主机产生空调冷/热水，由管路系统输送至室内的各末端装置；在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换，产生出冷/热风，从而消除房间冷/热负荷。它是一种集中产生冷/热量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。该系统的室内末端装置通常为风机盘管。风机盘管一般均可以调节其风机转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送入室内的冷/热量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足各个房间不同的空调需求，同时其节能性也较好。但冷热水输配系统所占有一定安装空间。 2.1.3 多联式空调机组 其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。多联机空调系统是在空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。多联机空调系统需采用变频压缩机、多极压缩机、卸载压缩机或多台压缩机组合来实现压缩机容量控制；在制冷系统中需设置电子膨胀阀或其它辅助回路，以调节进入室内机的制冷剂流量；通过控制室内外换热器的风扇转速积，调节换热器的能力。在变频调速和电子膨胀阀技术逐渐成熟之后，变频多联机空调系统普遍采用变频压缩机和电子膨胀阀。空调系统在环境温度、室内负荷不断变化的条件下工作，而且系统各部件之间、系统环境与环境之间相互，因此多联机空调系统的状态不断变化，需通过其控制系统适时地调节空调系统的容量，消除其影响，是一种柔性调节系统。分析结果：螺杆机组与风冷热泵通过二次载体水进行传送冷热量，冷热量会有一定的损失，而多联机是直接通过冷媒进行冷热交换，无二次载体，比较节能。 2.2.造价比较2.2.1 螺杆式冷水机组+供热锅炉+板式换热器+循环水泵+冷却塔+风机盘管 项目名称造价预算(万元) 螺杆式冷水机组60.0 冷却水循环泵2.4 冷冻水循环泵2.0 冷却塔3.9 供热锅炉+锅炉房8.1 冷水机组土建机房费用5.3 风机盘管等末端设备27.4 其他材料和安装调试费15.0 合计124.1 2.2.2 风冷热泵系统 项目名称造价预算(万元) 风冷热泵外机65.0 辅助设备(包括水泵，膨胀水箱等) 20.0 风机盘管等末端设备27.4 其他材料和安装调试费15.0 合计127.4 2.2.3 多联机系统 项目名称造价预算(万元) 室外机55.0 室内机45.0 工程安装费22.0 合计122.0 分析结果：变频一拖多中央空调的一次性投资和风冷热泵机组，螺杆式冷水机组系统的一次性投资相差不多。 2.3.运行费用2.3.1 空调能耗分析 冷水机组系统制冷时的总耗电量约为160.3 KW/h（包括冷水机组，循环水泵，冷却塔，风机盘管等），在制热时的总耗电量约为9.75KW/h，耗油量约为46.6 K8/h 。风冷热泵系统总耗电量约为248 KW/h。 变频一拖多中央空调耗电量约为105 KW/h（制热和制热的平均数值） 2.3.2 运行费用分析 取每年运行180 天，冬季和夏季各90 天。电费为1 元/KWh，柴油价格为4 元/Kg。冷水机组系统年运行费用为： 1902.33160.3+1902.339.75+490346.6=85987 元 。风冷热泵系统年运行费用为：11802.33620/2.5=104011 元 （备注：风冷热泵系统的耗电量中还未循环水泵的耗电量） 变频一拖多空调系统年运行费用为 11801.33620/3.5=42408 元 分析结果：变频一拖多中央空调运行费用不到冷水机组，风冷热泵系统运行费用的一半。 2.4.设备使用寿命分析冷水机组主机的一般设计使用寿命为26000 小时，空调末端一般设计使用寿命为16000 小时。则整个空调系统的平均使用寿命约为21000 小时。 （备注：系统的使用寿命未考虑风管和水管的使用寿命，也未考虑风管和水管的锈蚀对整个系统的）。风冷热泵主机的一般设计使用寿命为26000 小时，空调末端一般设计使用寿命为16000 小时。则整个空调系统的平均使用寿命约为21000 小时。（备注：系统的使用寿命未考虑风管和水管的使用寿命，也未考虑风管和水管的锈蚀对整个系统的影响。）变频一拖多空调设备的设计使用寿命一般为30000 小时以上，最高可达40000 小时。 分析结果：变频一拖多中央空调使用寿命为冷水机组系统使用寿命的1.41.9 倍。 2.5.维护管理分析冷水机组系统除需清洗室内的过滤网外，还需定期进行清洗室外主机旁的静电过滤器和对管道系统进行清洗和除垢，否则水垢在管道内越积越多后会影响系统的水流量，也会影响空调的使用效果。另外需定期清洗冷却塔，否则冷却塔内可能滋生军团菌。而供热锅炉需请压力容器检测站，每年进行检测，否则不准使用。因此冷水机组系统的维护管理非常麻烦，一般需派专人进行操作维护的工作。 风冷热泵系统除需清洗室内的过滤网外，还需定期进行清洗室外主机的水过滤器和对管道系统进行清洗和除垢，否则水垢在管道内越积越多后会影响系统的水流量，也会影响空调的使用效果。维护较麻烦，需找专业公司进行维护。变频一拖多空调只需定期清洗室内的过滤网外，操作简单，维护方便，可自己进行维护。 分析结果：变频一拖多中央空调在运行维护的方便程度和费用方面要比冷水机组系统、风冷热泵系统好得多。 2.6.其他方面分析冷水机组系统，风冷热泵的主机内由于采用大型螺杆式压缩机，并且没有变频控制，因此在开启时的启动电流非常大，对电网有一定的冲击，可能会影响其他电器的使用。另外冷水机组主机和供热锅炉须设置单独的机房放置，那么会占据建筑内的有效空间。（一般冷水机组主机和供热锅炉的机房设置在地下室内，以降低噪音的影响）。 变频一拖多空调系统由于采用多个小压缩机加变频技术，其开启时的电流只有1 安培，然后再逐渐加大，绝对不会对电网带来冲击。另外室外机可安放于建筑的楼顶或落地放置，不会占据建筑内的有效空间。 分析结果：使用变频一拖多中央空调要比使用风冷热泵、冷水机组系统更简单、灵活。 结论：从以上的比较中可以看出：变频一拖多式空调系统在一次性投资方面与冷水机组系统中央空调差不多，但在运行费用、使用寿命、维护管理等方面具有明显优势。所以本方案设计采用多联机中央空调系统。3、 设计参数的确定 3.1.成都室外气象参数 表3-1 成都的气象参数 夏季冬季空调计算干球温度31.6空调计算温度1空调计算湿球温度26.7采暖计算温度2空调日平均计算温度28空调计算相对湿度80通风温度29通风温度6平均风速1.1m/s平均风速0.9m/s大气压力947.7hPa大气压力963.2hPa 3.2.室内设计参数 表3-2 空调区域设计参数空调房类型夏季冬季室内空气流速新风标准设计温度 相对湿度 设计温度 相对湿度 msm3/(h人)阅览室275520500.1530办公室265023300.230语音室254523400.1530书库期刊室225020450.13- 4、冷负荷的计算在这里我们用了估算法计算冷负荷，查阅了空调设计手册暖通空调规范实施手册采暖空调制冷手册等。按建筑面积冷指标进行估算 表4-1 建筑面积冷指标 建筑名称冷负荷指标W/m建筑面积建筑名称冷负荷指标W/m2 建筑面积旅馆80-90体育馆100-135办公楼 85-100计算机房190-380图书馆35-40数据处理320-400医院80-90剧院126-160商店105-125会堂 180-225夏季总耗冷量1250x4x40=200kw,空调面积2200.4m2 ,空调面积冷指标90.9w/m2。 表4-2 空调各区域冷负荷统计 层数房间名称空调面积冷指标 w/(m2）房间面积 (m2)房间负荷 (kw)第一层电教90.955.3 5.0 书库（大）90.9197.1 17.9 教师阅览室90.9159.5 14.5 期刊室90.998.2 8.9 汇总510.1 46.4 第二层学生休息厅90.942.6 3.9 学术报告厅90.9220.8 20.1 主任室90.938.8 3.5 会议室90.930.1 2.7 期刊室90.9135.7 12.3 汇总468.0 42.5 第三层学生阅览室90.9340.8 31.0 信息系90.981.9 7.4 语音室190.967.9 6.2 语音室290.967.9 6.2 汇总558.5 50.8 第四层实验室190.941.6 3.8 实验室290.935.5 3.2 实验室390.943.0 3.9 学生阅览室90.9340.8 31.0 实验室490.967.2 6.1 电子阅览室90.9135.7 12.3 汇总663.8 60.3 总汇总2200.4 2005、设备的选择 表5-1 室内、外机设备型号的选择室内机的选型区域一区域二层楼房间室内机型号房间室内机型号第一层期刊室2xMDV-45Q4/BCD电教MDV-56Q4/BCD书库2xMDV90Q4/BCD老师阅览室2xMDV80Q4/BCD第二层主任室MDV36Q4/BCD学生休息厅MDV45Q4/BCD会议室MDV28Q4/BCD学术报告厅2xMDV112Q4/BCD期刊室MDV45Q4/BCD第三层语音室1MDV71Q4/BCD学生阅览室4xMDV804/BCD语音室2MDV71Q4/BCD信息系MDV80Q4/BCD第四层电子阅览室MDV140Q4/BCD学生阅览室4xMDV80Q4/BCD实验室MDV71Q4/BCD实验室1MDV45Q4/BCD实验室2MDV36Q4/BCD实验室3MDV45Q4/BCD室外机的选型区域一区域二室外机型号2xMDV-280W/BS 2xMDV-280W/BSMDV-230W/BS 2XMDV-230W/BS 表5-2 MDV智能变频集中式系列产品性能表室外机产品规格型 号MDV280W/BSMDV230W/BS制冷能力(kW)25.0(28.0)23.0(20)制热能力(kW)25.0(31.5)25.0(23.0)电 源380V/50Hz, 3N380V/50Hz, 3N电器特性制冷运转电流（A）17.0(26.3)15.5(8.0)额定功率（kW）10.6(16.5)8.6(10.0)功率因数（%）9595制热运转电流（A）16.6(23.4)13.5(16.0)额定功率（kW）10.3(14.3)7.5(10.6)功率因数（%）9494外观尺寸(mm)1540129075015401290750总质量(kg)315315送 风装 置送风机型号YDK250-6LYDK250-6L风量(m3/h)1000010000送风电机功率(w)25022502压 缩 机型 号HV1200CW-S12HV1200CW-S12电机输出功率(kW)7.57.5冷却方式风冷式热交换器翅片串铜管冷媒（数量kg）R22（18.0）R22（18.0）冷媒控制毛细管+电子膨胀阀隔音保温材料海绵室内温度控制1830配管绝缘高压发泡聚乙烯配管气侧(mm)28.6液侧(mm)12.7连接方式喇叭扩口连接最大管长(m)125最大落差室内机之间（m）30室内机与室外（m）50室内机的最大连接台数16噪音值dB(A)60保护装置压缩机出口温度传感器，进口低压传感器，进风温度传感器，过电流传感器，过流继电器。表5-3 四面出风式室内机产品规格型 号MDV28Q4/B（D）MDV36Q4/B（D）制冷能力(kW)2.83.6制热能力(kW) （电辅热）3.2（4.7）4.0（5.5）电 源单相220V/50Hz电 器特 性制冷运转电流（A）0.440.44额定功率（W）9090功率因数（%）9595启动电流（A）0.50.5制热运转电流（A）（电辅热）0.44（7.5）0.44（7.5）额定功率（W）（电辅热）90（1550）90（1550）功率因数（%）9595启动电流（A）0.50.5外观机 体带保温材料的镀锌钢板面板颜色乳白色外观尺寸机体(mm)840840230840840230面板(mm)9509503095095030总质量(kg)（机体/面板）25（28）/625（28）/6送风方式四面出风送 风装 置送风机型号AFP-200-42AAFP-200-42A风量(m3/h)600600送风电机功率(w)4242热交换器翅片串铜管冷媒控制毛细管+电子膨胀阀隔音保温材料高压发泡聚乙烯防尘网及数量长寿网2安全设备风机内置恒温器，防霜恒温器室内温度控制1830运行调整装置线控器，遥控器,集中控制器新鲜空气输入无配管绝缘高压发泡聚乙烯配管气侧(mm)12.712.7液侧(mm)6.46.4连接方式喇叭扩口连接排水管PVC硬质管（25）噪音值（强/弱/微弱）dB(A)38/37/35表5-4 四面出风式室内机产品规格（续表）型 号MDV45Q4/B（D）MDV56Q4/B（D）制冷能力(kW)4.55.6制热能力(kW) （电辅热）5.0（6.5）6.3（8.4）电 源单相220V/50Hz电器特性制冷运转电流（A）0.440.5额定功率（W）90100功率因数（%）9595启动电流（A）0.81.1制热运转电流（A）（电辅热）0.44（7.5）0.5（10.0）额定功率（W）（电辅热）90（1590）100（2200）功率因数（%）9494启动电流（A）0.81.1外观机 体带保温材料的镀锌钢板面板颜色乳白色外观尺寸机体(mm)840840230840840230面板(mm)9509503095095030总质量(kg)（机体/面板）25（28）/625（28）/6送风方式四面出风送 风装 置送风机型号AFP-200-42AAFP-200-42A风量(m3/h)630650送风电机功率(w)4242热交换器翅片串铜管冷媒控制毛细管+电子膨胀阀隔音保温材料高压发泡聚乙烯防尘网及数量长寿网2安全设备风机内置恒温器，防霜恒温器室内温度控制1830运行调整装置线控器，遥控器,集中控制器新鲜空气输入无配管绝缘高压发泡聚乙烯配管气侧(mm)12.715.9液侧(mm)6.49.5连接方式喇叭扩口连接排水管PVC硬质管（25）噪音值（强/弱/微弱）dB(A)38/37/3542/38/35表5-4 四面出风式室内机产品规格(续表)型 号MDV71Q4/B（D）MDV80Q4/B（D）制冷能力(kW)7.18.0制热能力(kW) （电辅热）8.0（10.1）9.0（11.1）电 源单相220V/50Hz电器特性制冷运转电流（A）0.50.5额定功率（W）100100功率因数（%）9595启动电流（A）1.11.1制热运转电流（A）（电辅热）0.5（10.0）0.5（10.0）额定功率（W）（电辅热）100（2200）100（2200）功率因数（%）9494启动电流（A）1.11.1外观机 体带保温材料的镀锌钢板面板颜色乳白色外观尺寸机体(mm)840840230840840230面板(mm)9509503095095030总质量(kg)（机体/面板）25（28）/625（28）/6送风方式四面出风送 风装 置送风机型号AFP-200-42AAFP-200-42A风量(m3/h)850850送风电机功率(w)4242热交换器翅片串铜管冷媒控制毛细管+电子膨胀阀隔音保温材料高压发泡聚乙烯防尘网及数量长寿网2安全设备风机内置恒温器，防霜恒温器室内温度控制1830运行调整装置线控器，遥控器,集中控制器新鲜空气输入无配管绝缘高压发泡聚乙烯配管气侧(mm)15.915.9液侧(mm)9.59.5连接方式喇叭扩口连接排水管PVC硬质管（25）噪音值（强/弱/微弱）dB(A)42/38/