毕业设计（论文）-成都市某办公大楼空调系统设计.doc

第一章 工程概况及气象资料11.1 工程概况11.2 室外气象参数11.3 室内设计参数1第二章 负荷计算22.1冷负荷理论根据22.1.1房间冷负荷的构成22.1.2房间湿负荷的构成22.1.3负荷计算方法及公式22.2冷负荷汇总表7第三章 系统选择与方案确定7第四章 风机盘管系统送风量的确定和选型94.1 送风量的确定94.2 风机选型104.3风盘的校核13第五章 新风冷负荷的计算135.1 新风冷负荷计算公式135.2 新风管的确定135.3系统水力计算145.4 新风机组的选型14第六章 水管的尺寸设计156.1 供水管，回水管的尺寸156.2 水管的水力计算156.3 冷凝水管的管径17第七章 送风口大小的设计17第八章 风管的布置及附件17第九章 制冷机房设计189.1 机组的选型1810.1 系统形式1910.1.1 一次泵、二次泵1910.1.2 双管制、三管制和四管制系统1910.1.3 同程式和异程式系统2010.2 冷冻水系统的设计2010.2.1 冷冻水系统的选择2010.2.2冷冻水泵的选择2010.2.3 水力计算2110.2.4附件22第十一章 冷却水系统的设计2311.1 冷却塔选型2311.2冷却水泵的选择2311.3水力计算2411.4附件24第十二章 补水定压设计2512.1补水泵2512.2补水箱26第十三章 地下车库防排烟设计2613.1 建筑物概况26该工程为长春市某办公楼地下车库与地下房间通风排烟的设计。2613.2 系统方案的划分确定2613.3送排风和排烟的计算2713.3.1 排风量的确定2713.3.2 送风量的确定2713.3.3 排烟量的确定2713.3.4 补风量的确定2813.4 风口及风管布置与计算2913.4.1 风管及风口的尺寸和布置2813.5 风管计算3113.5.1排风系统风管计算3113.5.2补风系统风管的确定33第十四章 风机、阀门设备选型3514.1风机的选型35摘 要本设计对象为成都市某办公大楼，工程位于成都市，东经10430，北纬3040。本工程空调设计的任务包括本大楼小空间风机盘管系统的设计、制冷机房的设计及地下车库的防排烟设计。本设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热，并能满足人体的舒适性要求。大楼主要有：休息室，会议室，办公室房等。其中地下一层，高2.4m；地上5层,每层4.5m，6层5.4m。地上6层为办公室、会议室等,采用风机加盘管系统，采用自然排风；地下一层为房间和车库，其设置防排烟系统，选用变速风机，平时排风，发生火灾时排烟。关键词：风机盘管加独立新风系统，防排烟，制冷机3Abstracthis design object is an office building in Chengdu, the project is located in Chengdu City, east longitude 104 degrees 30 , north latitude 30 degrees 40. The total area of the building is 9377.2 m2. The task of air conditioning design in this project includes the design of the small fan coil system in the building, the design of the refrigerating room and the smoke control and exhaust design of the underground garage. The design requirements can achieve summer cooling and winter heating, and can meet the comfort requirements of the human body.The main building are: lounge, meeting room, office room. The basement, high 2.4m; 5 on the ground floor, each layer is 4.5m, 6 layers of 5.4m. 6 on the ground floor for the office, conference room, a fan and coil system, using natural ventilation; an underground room and garage. The smoke control system, using variable speed fan, exhaust peacetime, when the smoke of a fire.Keywords: PAU+FCU systems, preventing and exhausting smoke, refrigeration machine3第一章 工程概况及气象资料1.1 工程概况本设计对象为成都市某办公大楼，工程位于成都市，东经10430，北纬3040。大楼主要有：办公室、休息室、会议室等。大楼一共有7层，其中地下一层,高2.4m。地上6层,每层高4.5m。地上6层为办公室、会议室等。1.2 室外气象参数 室外气象资料地点纬度经度夏季大气压夏季相对湿度冬季相对湿度成都市北纬3040东经10430948hPa73%83%夏季室外干球温度夏季室外湿球温度夏季室外平均风速冬季大气压冬季室外干球温度冬季室外平均风速31.826.41.2m/s963.7hPa5.60.9m/s1.3 室内设计参数室内设计参数房间类型室温（）相对湿度噪声声级（dB(A)）新风标准（m3/hp）夏季冬季夏季冬季办公室25118155545540-5030一楼大厅25118155545540-5030小会议室25118155545535-4530休息室25118155545540-5030大会议室25118155545540-5030第二章 负荷计算2.1冷负荷理论根据 2.1.1房间冷负荷的构成（1）通过围护结构传入室内的热量；（2）透过外窗进入室内的太阳辐射热量；（3）人体散热量；（4）照明散热量；（5）设备散热量；（6）其它室内散热量。2.1.2房间湿负荷的构成（1）人体散湿量；（2）其它室内散湿量。2.1.3负荷计算方法及公式（1）.外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算： (2-1)式中 F计算面积，；计算时刻，点钟；-温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，点钟；t-作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。该设计中K取0.83W/(m)当外墙或屋顶的衰减系数1246215017759850注：（1）DN=15mm管径不推荐使用。（2）.立管的公称直径应与水平干管的直径相同。冷凝水管的管径在支路上定为20mm，在主干管上按负荷选择，最大管径为50mm。第七章 送风口大小的设计 一层各个房间送风口的计算和选择具体计算过程见附录表格第八章 风管的布置及附件（1）.风管道全部用镀锌钢板制作，厚度及加工方法，按通风与空调工程施工及验收规范（GB50243-97）的规定确定，主管和支管的断面尺寸在途中标明；（2）.设计图中所注风管的标高，以风管底为准；（3）.穿越沉降缝或变形缝处的风管两侧，以及与通风机进、出口相连处，应设置长度为200300mm的人造革软接；软接的接口应牢固、严密。在软接处禁止变径。（4）.风管上的可拆卸接口，不得设置在墙体或楼板内;（5）.所有水平或垂直的风管，必须设置必要的支、吊或托架，其构造形式由安装单位在保证牢固、可靠的原则下根据现场情况选定，详见国标616；（6）.风管支、吊或托架应设置于保温层的外部，并在支吊托架与风管间镶以垫木，同时，应避免在法兰、测量孔、调节阀等零部件处设置支吊托架；（7）.安装调节阀、蝶阀等调节配件时，必须注意将操作手柄配置在便于操作的部位；（8）.安装防火阀和排烟阀时，应先对其外观质量和动作的灵活性与可靠性进行检验，确认合格后再行安装；（9）.防火阀的安装位置必须与设计相符，气流方向务必与阀体上标志的箭头相一致，严禁反向；（10）.防火阀必须单独配置支吊架；（11）.每个风支管都接防火调节阀。第九章 制冷机房设计9.1 机组的选型根据之前计算的该办公楼的空调冷负荷是370kw,根据制冷机组的选型原则，结合成都地区的能源状况，选择TASD-CC/H2-130.1机组。采用单台多机头机组。具体参数见下表：表21 机组参数型号TASD-CC/H2-130.1制冷量(kw)452冷冻水量（m3/h）111冷冻水入口、出口温度()12/7冷却水量（m3/h）121冷却水入口、出口温度()30/35使用电源3-50Hz-380V压缩机型式半封闭单螺杆压缩机台数1输入功率(kw)204蒸发器型式直接膨胀壳管式管径（B）150压力损失(kpa)74冷凝器型式壳管式管径150压力损失(kpa)75外形尺寸长(mm)5797宽(mm)2250高(mm)2470机组重量(kg)511010.1 系统形式 空调冷冻水的形式很多，实际应用中可以根据需要组成各种不同的系统。常见的典型形式如下：10.1.1 一次泵、二次泵（1）一次泵冷冻水系统 a、一次泵定流量冷冻水系统末端装置水管上设置三通阀，定流量水系统中的循环水量保持定值，负荷变化时可以通过改变风量或改变供回水温度进行调节，例如用供回水支管上三通调节阀，调节供回水量混合比，从而调节供水温度，系统简单操作方便，不需要复杂的自控设备，缺点是水流量不变输送能耗始终为设计最大值。该系统水泵耗能较大，实际中较少采用。 b、一次泵变流量冷冻水系统变流量水系统中供回水温度保持定值，负荷改变时，通过改变供水量来调节。输送能耗随负荷减少而降低，水泵容量和电耗小，系统需配备一定的自控装置。该系统是目前中国建筑空调工程中应用最广泛的水系统。（2）二次泵变流量冷冻水系统二次泵系统主要是在负荷侧和冷源侧分别设置水泵，并在负荷侧和冷源侧之间的供回水总管上设置有旁通管。可以实现负荷侧水泵变流量运行，能节省输送能耗，并能适应供水分区不同压降的需要，系统总的压力低。但系统较复杂，初投资高。10.1.2 双管制、三管制和四管制系统（1）双管制系统夏季供应冷冻水、冬季供应热水均在相同管路中进行。优点是系统简单，初投资少。绝大多数空调冷冻水系统采用双管制系统。但在要求高的全年空调建筑中，过渡季节出现朝阳房间需要供冷而背阳房间需要供热的情况，这时改系统不能满足要求。（2）三管制系统分别设置供冷、供热管路，冷热回水管路共用。优点是能同时满足供冷供热的要求，管路系统较四管制简单。其最大特点是有冷热混合损失，投资高于两管制，管路复杂。 （3）四管制系统供冷、供热分别由供回水管分开设置，具有冷热两套独立的系统。优点是能同时满足供冷、供热要求，且没有冷热混合损失。缺点是初投资高，管路系统复杂，且占有一定的空间。10.1.3 同程式和异程式系统（1）同程式水系统除了供回水管路以外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相等，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。高层建筑的垂直立管通常采用同程式，水平管路系统范围大时宜尽量采用同程式（2）异程式水系统管路简单，不需采用同程管，水系统投资较少，但水量分配。调节较难，如果系统较小，适当减小公共管路的阻力，增加并联支管的阻力，并在所有盘管连接支路上安装流量调节阀平衡阻力，亦可采用异程式布置。10.2 冷冻水系统的设计10.2.1 冷冻水系统的选择 对于本设计，空调水路中以风机盘管和表冷器为主要空调设备，由于各处风机盘管的型号相差不大，其水流阻力的差距较小，且平面布置规律性较强，采用同程式系统有利于环路中各风机盘管小环路的水力平衡，但在竖直方向高度不是很高，采用竖程浪费管材且阻力加大，所以本系统只采用水平同程竖向不同程，竖向加阀门调节不平衡率；在管制方面，由于本设计不考虑过渡季节出现即供冷又供热的情况，在系统的复杂性和初投资方面，采用两管制系统；为了节约能耗和更有效地控制冷冻水系统本设计采用一次泵定流量水系统。综上所述，该设计采用的冷冻水系统形式为同程式两管制一次泵定流量水系统。10.2.2冷冻水泵的选择（1）流量 L=3.6 =0.86Q/tL:冷冻水量，m/h；Q:空调冷负荷, kw;t:蒸发器进出口冷冻水温差，由机组参数知取12-7=5;C:水的比热容，取4.2KJ/（kg*）.则，L=0.86x563/5=97(m/h)，与机组参数-冷冻水流量110m3/h比较，取L=110 m/h.（2）扬程H=A(Py+Pj+Pe+P+Ps)A:安全系数，取1.051.15；Py:冷冻水管路的沿程阻力，KPa;Pj：冷冻水管路的局部阻力，KPa;Pe：蒸发器内的阻力，KPa;P：室内末端装置的阻力，KPaPs：分集水器的阻力，KPa。Py:由实用空调供热手册可得，计算管道沿程阻力时，比摩阻宜控制在100300Pa/m，在这里选用：200 Pa/m,机房到最不利末端的距离为L=(3.9*7+4.2+75.2)*2=213.8m。则Py=200*213.8*1.2=51.3KPa。Pj: 由于Pj=(v/2)= (1000*1.5/2)=1125*，则：局部构件个数局部阻力系数局部阻力(KPa)三通101.51516.87弯头60.633.784.25蝶阀100.333.375止回阀13.43.43.825过滤器1333.375除污器1666.75所以，Pj=16.87+4.25+3.375+3.825+3.375+6.75=38.445KPa.3、由机组参数可知Pe=50 KPa.4、室内末端装置的阻力为50 KPa5、分集水器的阻力为60 KPa.表22H=1.1*(51.3+38+50+50+60)=249.3 KPa=25.4 mH2O根据冷冻水泵的流量L=110 m3/h和扬程H=25.4m，选择的冷冻水泵为TYPE-100/160-15/2，采用一用一备式，参数如下：表23型号流量 扬程 转速 电机功率汽蚀余量m3/hmr/minKWmTYPE-100/160-15/27010012036.532242960154.510.2.3 水力计算1、流速 由室外给水设计规范GBJ13-86的水泵入出口推荐流速，确定流速为1.5m/s2、选管径由流量L=110m3/h，d=(4L/3600v)(1/2)=(4*110/3600/ v)(1/2)=162mm查得标准管径为 200mm。10.2.4附件附件安装详见系统图1、分集水器：首先设立分集水器的目的一是为了便于连接通向各个并联环路的管道，二是均衡压力是汇集在一起的各环路具有相同的起始压力或终端压力。分集水器的直径D(mm)应保持D*2dmax (dmax：最大连管的直径）通常可按并联接管的总流量通过集管断面时的平均流速vm=0.5-1.5m/s来确定，流量特别大时，流速允许适当增大，但最大不应大于vmax=4m/s. 1)支管管径 分水器有两个支管，一个接新风机组，一个接空调机组。建筑的总负荷为370KW，新风负荷为100KW，风盘负荷为270KW。由Q=cmt m=Q/(ct)新风风量m=Q/(ct)=100*3.6/(4.2*5)=17.2m/h风盘风量m=Q/(ct)=270*3.6/(4.2*5)=46.3 m/h通过计算可得每根支管的直径为： 接新风机组管道v=1m/s d=78mm,选DN=100mm接空调机组管道v=1.5m/s d=104mm,选DN=125mm2)分集水器的长度：L=130+L1+L2+L3+120+2h=130+100+120+100+125+120+125+200+120+2*8=1162mm分集水器的长度定为1170mm3)分集水器的直径分集水器上连3跟支管，截面积分别为A1=1/4*3.14*125=12265mmA2=1/4*3.14*100=7850mmA3=1/4*3.14*200=31400mm连接管的断面面积之和为A总=51515mm，取其中的流速为1.2m/s则分集水器应有的断面积为A=51515*1.5/1.2=64393mmDn=(4*64393/3.14)=286mm选择DN=300*5的钢管所以分集水器直径为300*5mm 长度1170mm。2、全程水处理器冷冻水系统的流量为110m/h，选择全程水处理器型号为CNAF-LLQ-18QC1其流量范围为100-150m/h第十一章 冷却水系统的设计11.1 冷却塔选型 1、开式和闭式系统（1）开式水系统与蓄热水槽连接比较简单，但水中含氧量较高，管路和设备易腐蚀，且为了克服系统静水压头，水泵耗电量大，仅适用于利用蓄热槽的低层水系统。（2）闭式水系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱。管路系统不易产生污垢和腐蚀，不需克服系统静水压头，水泵耗电较小。2、横流和逆流系统一般变频系统用横流式冷却塔，其它用逆流冷却塔。 对于本次设计，应该选择“开式逆流冷却塔”. 根据冷却塔的流量121m/h，湿球温度26.4，选的冷却塔型号为DBNL3-150，但由于湿球温度与标准湿球温度的差距和进出口温度的不同，对冷却塔的选型进行修正，根据民用建筑空调设计中冷却塔选择对选择的冷却塔型号进行修正，最后确定冷却塔的型号为DBNL3-150，冷却水流量为150m/h，高度4.09m11.2冷却水泵的选择（1）流量冷却水泵流量等于冷凝器侧冷却水流量即121m/h（2）扬程H=A(Py+Pj+Pc+H+ Pd)A:安全系数，取1.051.15；Py:冷却水管路的沿程阻力，KPa;Pj：冷却水管路的局部阻力，KPa;Pc：冷凝器内的阻力，取50KPa;H：冷却塔内积水盘与喷嘴的高差Pd：冷却塔喷嘴的动压，取3.1mH2O。1 Py:由实用空调供热手册可得，计算管道沿程阻力时，比摩阻宜控制在100300Pa/m,在这里选用：200 Pa/m,机房到冷却塔L=3.9*7+4.2=31.5m。则Py=200*31.5*2=12.76KPa。局部构件个数局部阻