开题报告-绵阳市大型商场空调设计.doc

绵阳市某商场空调系统设计1 工程概况（1） 建筑概况本工程为绵阳市某商场空调系统设计，总建筑面积约为61409.12m2，空调部分总建筑面积为40834.8m2，地上共四层，地下共一层，建筑总高度为19m。地下一层层高为4.2m， 1层层高为5.5m，2-4层每层层高为5m。地下一层为设备用房和汽车库，一至四层为商场。（2）围护结构热工指标外墙：选用砖墙01-240-7，保温材料为水泥膨胀珍珠岩，内外粉刷，=420mm，K=0.85 W/(m2K)，衰减系数=0.14，延迟时间=13.6h；内墙：选用砼空心砌块墙(单排孔)，保温材料为聚苯颗粒保温浆料，=235mm，K=1.32 W/(m2K)，衰减系数=0.46，延迟时间=6.3，=2.0；屋面：选用预制01-2-35-5屋面，保温材料为水泥膨胀珍珠岩，K=0.6W/(m2K)，衰减系数=0.4，延迟时间=9.2h；外窗：假设C1A窗尺寸1800mm1800mm，C2A窗尺寸1500mm1800mm，C3A窗尺寸900mm1800mm，C4A窗尺寸1600mm1800mm，选用双层铝合金窗，K=2.9W/(m2K)，窗的有效面积系数xg=0.75，地点修正系数xd=1.05，取双层6mm原厚普通玻璃，遮挡系数Cs=0.74，选用浅色布帘，遮阳系数Cn=0.60；天窗：选用双层铝合金窗，K=2.9W/(m2K)，衰减系数=1，延迟时间=0.4h；楼板：=160mm的楼板(挤塑聚苯板)，上下面粉刷，K=1.13 W/(m2K)，衰减系数=0.38，延迟时间=6.4h，=1.7；内门：假设办公室的门尺寸为1000mm2000mm，选用木框单层实体门，K=3.35W/(m2K)，衰减系数=0.99，延迟时间=0.5h；外门：假设办公室的门尺寸为1000mm2000mm，选用木框双层玻璃门，K=2.5W/(m2K)，衰减系数=1，延迟时间=0.5h；房间类型：中型2 选题背景和意义 暖通空调关系到千家万户的冷暖, 关系到人们的健康和安全, 关系到工作效率和产品质量, 同时暖通空调还是耗能大户, 其能耗占全国总能耗的15% 以上, 随着我国经济的发展和人民生活水平的提高, 这一比例还在逐年提高。因此暖通空调还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染。一句话, 暖通空调是关系到国计民生和国家可持续发展战略的重要行业。工程设计是影响暖通空调工程质量最重要的一个环节, 暖通空调设计方案直接关系到系统性能特性、能耗、投资和运行费用, 因此方案设计是暖通空调设计工作最重要的环节之一。 因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是非常有实际意义的。 3 国内外研究情况及其发展 一、随着制冷机制造技术的不断发展，制冷工质的种类也逐渐增多。最早在压缩式制冷机中应用的制冷剂是空气、二氧化碳和乙醚，在吸收式制冷机中应用的是水和硫酸，以后逐渐在压缩式制冷机中应用氯甲烷、二氧化硫和氨等。1929年以后，随着氟利昂制冷剂的出现，这种新的制冷工质为蒸气压缩式制冷机的发展开辟了新的道路，现今以各种卤代烃为主的制冷剂的发展几乎达到了相当完善的地步。 二、20世纪制冷技术的发展还在于制冷范围不断扩大，机器的种类和型号不断增多，设备规模亦不断扩大。计算机技术的发展推动了制冷技术的蓬勃发展，尤其是动态仿真优化、辅助设计、辅助测试、自动控制、集成制造和生产工艺管理等方面。此外，家用电冰箱和空调器等家用电器的绿色化、智能化、网络化和信息化等，这一切都预示着制冷技术更加美好的未来。 三、20世纪90年代以来，我国的制冷空调工业发展迅猛，空调器年产量达到1000万台，电冰箱社会拥有量数千万台，制冷空调工业已成为我国国民经济中的重要支柱产业。伴随着我国新型冻结设备的发展，全国冷冻食品的年产量已达100多万吨。随着高层建筑的不断增加，中央空调的使用量也不断增加，在整个建筑能耗中的比重越来越大，其送风机经常运行在设计容量下，而在日常运行中的实际负荷大部分时间里只是设计负荷的70，因此节能运行就显得格外重要。商场、办公楼等区域的空调负荷随着时间变化会有较大不同，如晚间由于人员的离开，需要实际风量远小于白天人员高峰期的风量。空调技术发展的历史就是由如何满足社会经济和人民生活对室内环境不断提高的要求，及如何最大限度地节约能耗，开辟新能源利用的历史。此外，空调技术的发展和各种相关科学技术的发展息息相关。冶金、化工和各种材料工业提供的材料日新月异；机械工业制造出各式各样的新型冷、热源设备和五花八门的末端装置；自动控制理论和技术的进步也改变着空调系统工作过程的控制与调节的方式与方法。近年来，信息技术快速发展，其对科学技术及社会生活方式的巨大影响对空调技术不但是机遇，更是一种挑战。4 设计的目的通过完成该绵阳商场夏季空调系统的设计，培养学生调查研究以及查阅收集资料的能力，激发其创新意识，锻炼其理论的分析设计计算和编写设计说明书的能力以及工程制图方面的能力，为以后的工作打下坚实的基础。由于设计的为商场，该设计较为正规，而且该设计为现在工程中最基础最常见的空调设计，需要进行多种设计方案的对比选择，继而锻炼了学生的综合能力，对空调的系统设计有了进一步的研究。5 设计的内容5.1设计的步骤（1）确定室外设计计算参数、各房间的室内温湿度参数；（2）计算各房间夏季冷负荷、湿负荷；（3）确定送风状态、送风量、新风量和换气次数；（4）确定空调方案，分析空气处理过程；（5）选择空气处理设备（组合式空调、新风机组、风机盘管等）；（6）确定气流组织方案，进行气流组织计算（风口形式、风口位置、风口速度等）；（7）布置风管、进行风管水力计算，选择风机型号（管长、管材、管型、管径大小、阻力、管道流速、风机等）；（8）选择制冷设备；（9）布置冷冻水系统、冷却水系统，进行水系统水力计算，选择冷冻水泵、冷却水泵（管长、管材、管径、阻力、管道流速、泵等）；（10）绘制空调系统风系统和水系统平面布置图、水系统轴测图、空调机房布置图和制冷机房流程图等。5.2设计的具体内容（1）负荷计算（房间负荷和系统负荷）。房间负荷：围护结构的负荷计算；玻璃窗传热的冷负荷；屋顶的冷负荷；内墙的冷负荷；设备、照明、人体的负荷计算；房间湿负荷；系统总负荷：按不同的空调系统统计该系统的冷负荷（房间冷负荷+新风负荷）；该空调系统的湿负荷。（2）送风状态和送风量计算：确定每个房间的送风状态和送风量。（3）空调系统空气处理过程分析：确定空调方案，利用焓湿图分析，写出空气处理过程，并计算出每个系统说需要的冷量。（4）根据空气处理过程分析计算出的冷量以及前面计算出的送风量、新风量，查找空调设备，确定组合式空调机组、风机盘管、新风机组等设备，并设置好其在建筑中的位置，空调机房布置。（5）气流组织计算：选择风口形式、风口送风速度、风口在房间的位置；校核风口位置风口风速是否合适。（6）风系统设计：根据风口位置和空气处理机组位置，布置风管；根据各管段的风量和选定的流速，确定各管段的断面尺寸；最不利管段的阻力计算，并联管段的阻力平衡，计算该系统的总阻力，计算风机扬程和选择风机；绘制每层的空调风系统平面图。（7）根据选择的空调机组、风机盘管、新风机组等给定的或计算出来的水流量、冷量；汇总算出制冷机房的总制冷量，选择制冷机组（离心式、螺杆式、活塞式、溴化锂）（单制冷或热泵型）、集水器和分水器、冷却塔等设备；布置制冷机房。（8）水系统设计：计算冷冻水系统和冷却水系统；用水管将各个空调处理设备、和制冷机组连接起来，采用两管同程式；采用集水器和分水器；水管水力计算（管长、管材、管径、阻力、管道流速、泵等）；绘制每层的水系统平面图；绘制整栋建筑的水系统轴测图。5.3室内外设计参数绵阳市的地理位置为：东经10444，北纬3127，属于夏热冬冷地区。5.3.1夏季室外设计参数根据实用供热空调设计手册（第二版）表3.2-1，取室外设计参数如下：夏季大气压950.6hPa；室外计算干球温度32.9；空调室外计算湿球温度26.3；空调室外计算日平均温度28.5；室外平均风速1.3m/s。5.3.2夏季室内设计参数根据公共建筑节能设计标准的表3.0.1-2，办公楼的室内设计参数如下：夏季：室内计算温度为26；相对湿度为60%；风速在0.15m/s与0.3m/s之间；新风量为24m/(hp)。6 方案的比较及确定6.1方案的比较空调系统按负担室内空调负荷所用的介质来分类：（1）全空气系统全空气系统是指空调房间的室内负荷都由经处理的空气来负担的空调系统。（2）全水系统全水系统指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。全水系统即为风机盘管机组系统，全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建采用，而是与新风系统联合运用。（3）空气水系统空气水系统指空调房间的热湿负荷靠空气和水作为冷热介质来负担的空调系统。（4）冷剂系统冷剂系统是由制冷系统蒸发器直接放于室内消除室内的余热和余湿的空调系统。对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，所以本次的建筑空调设计不采用全水系统和冷剂系统。表6.1 全空气系统与空气水系统方案比较表比较项目全空气系统空气水系统设备布置与机房1 空调与制冷设备可集中布置在机房2 机房面积较大层高较高3 有时可布置在屋顶或安设在车间柱间平台上1 只需新风空调机房、机房面积小2 风机盘管可以设在空调机房内3 分散布置、敷设管线较麻烦风管系统1 空调送回风管系统复杂、布置困难2 支风管和风口较多时不易均衡调节风量1 放室内时不接送、回风管2 当和新风系统联合使用时，新风管较小节能与经济性1 可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间2 对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济3 部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济1 灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节2 盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率3 无法实现全年多工况节能运行使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水温湿度控制可严格控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染表6.2 风机盘管+新风系统的特点优点1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用2)各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好3)与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间4)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装5)只需新风空调机房，机房面积小6)使用季节长7)各房间之间不会互相污染缺点1)对机组制作要求高，则维修工作量很大2)机组剩余压头小室内气流分布受限制3)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便4)无法实现全年多工况节能运行调节5)水系统复杂，易漏水6)过滤性能差适用性适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合表6.3 风机盘管的新风供给方式供给方式示意图特点适用范围房间缝隙自然渗入1）无规律渗透风，室温不均匀2）简单、方便3）卫生条件差4）初投资与运用费用低5）机组承担新风负荷，长时间在湿工况下工作1）人少，无正压要求，清洁度要求不高的空调房间2）要求节省投资与运行费用的房间3）新风系统布置有困难或旧有建筑改造续表 6.3供给方式示意图特点适用范围机组背面墙洞引入新风1)新风口可调节，冬、夏季最小新风量；过渡季大新风量2)随新风负荷变化，室内直接受影响3)初投资与运行费节省4)须作好防尘、防噪声、防雨、防冻措施5)机组长时间在湿工况下工作同上房高为6m以下的建筑物单设新风系统，独立供给室内1)单设新风机组，可随室外气象变化进行调节，保证室内湿度与新风量要求 2)投资大3)占有空间多4)新风口尽量紧靠风机盘管，为佳要求卫生条件严格和舒适的房间，目前最常采用此方式单设新风系统供给风机盘管1)单设新风机组，可随室外气象变化进行调节，保证室内湿度与新风量要求2)投资大3)新风按至风机盘管，与回风混合后进入室内，加大了风机风量，增加噪声要求卫生条件严格的房间，目前较少采用此种方式6.2方案的确定因为商场是一个大型空间，故本商场采用全空气系统。 风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。对于空间较大的房间，如一二楼的大厅，如果设置风机盘管水系统的话会用到较多的末端设备，造成投资上的浪费，因此大厅采用全空气系统。7 具体思路根据空调系统设计的步骤，先收集相关资料，进行冷负荷的计算。再确定方案和空调形式，并在图上绘出，使用软件进行相关计算（风量计算、气流组织计算、水力计算等）。然后进行设备选型。绘制完整的水系统和风系统设计图纸，绘制空调系统平面图（底层、标准层和顶层）和机房系统流程图等。8 冷负荷估算由民用建筑暖通空调设计技术措施可知：办公楼的估算指标为250-400W/m2，由于本建筑的面积大于10000m2，故取下限值。表8.1 冷负荷估算建筑物类型估算指标（W/m2）空调面积（m2）空调负荷（kW）商场25040834.810208.79 毕业设计的时间安排表9.1 时间安排序号设计（论文）各阶段内容起止日期1英文翻译、收集设计资料 、撰写开题报告2.25-3.52编写开题论证报告和开题答辩3.6-3.133资料整理汇总，进行方案的比较确定，对空调负荷进行计算3.14-3.314对设备进行选型及计算，完成图纸设计4.1-4.155完成论文的撰写及图纸的绘制4.16-6.26论文指导教师审阅与评阅6.3-6.107毕业设计（论文）评审、答辩6.11-6.1210 预期结果10.1设计达到的目的通过完成该商务大楼夏季空调系统的设计，培养学生调查研究收集查阅资料、理论分析设计计预期结果算，以及编写设计说明书和工程制图等方面的能力，并激发学生的创新意识，为未来从事工程技术活动打下坚实的基础。由于该设计为一商务大楼，设计较为正规，且为当前最常见的中央空调系统设计工程，需进行多种方案的对比选择，对学生结合书本知识，掌握理解空调系统设计有很大的帮助。10.2设计的预期成果（1） 设计说明书设计说明书要求包括如下内容：内容完整、书写清楚、整洁、文字通顺。采用统一规格的课程设计用纸，装订整齐。 内容应包括：目录、工程概况，室内设计计算参数，空调房间设计负荷（冷负荷、湿负荷等）和系统负荷的计算、送风量、新风量的确定、空调系统方案的确定和空气处理过程分析、空气处理设备的选择、气流组织的计算及送回风口的选择、风管和水管管道的设计计算、消声防振及空调系统的控制、设备及主要材料明细表等。（2） 设计图纸要求