建筑环境与设备工程毕业设计（论文）-北京市某综合办公楼地源热泵空调设计（含图纸）.doc

毕业设计说明书题 目：北京市某综合办公楼地源热泵空调设计院 （部）： 城市建设学院专 业： 建筑环境与设备工程班 级： 4-4班姓 名：XXX学 号： 指导教师： 完成日期： 全套13张CAD图纸，联系153893706毕业设计说明书目 录摘 要Abstract一、设计依据1.1设计任务书11.2建筑平面剖面图11.3国家规范标准11.4设计参数11.5围护结构性能11.6设计范围11.7设计原则2二、负荷计算2.1空调冷负荷的计算32.2空调热负荷的计算142.3空调湿负荷的计算20三、系统选择3.1 冷热源选择183.2 空调系统的选择223.3 空调系统方案的确定24四、新风负荷的计算4.1新风量的确定254.2夏季空调新风冷负荷的计算264.3冬季空调新风冷负荷的计算26五、空气处理设备的选择5.1风机盘管的选择285.2新风机组的选择31六、气流组织6.1气流组织分布336.2风口布置346.3风口选择计算34七、风系统水力计算7.1风管水力计算方法357.2风管水力计算过程367.3风管的布置及附件40八、空调水系统设计及水利计算8.1空调水系统的设计428.2冷水系统的水力计算428.3冷凝水管道设计518.2水系统安装要求52九、制冷机房设备的选择计算9.1水源热泵机组选型计算539.2地埋管设计计算549.3循环水泵的选择559.4集分水器的设计计算569.5水处理设备的选择计算579.6阀门安装57十、管道保温与防腐10.1管道保温5810.2管道防腐59十一、消声减振设计11.1消声设计6011.2减振设计60谢 辞62参考文献63摘 要随着社会的发展以及人民生活水平的提高，越来越多的人在使用空调技术，以营造健康舒适的生活环境。本设计为北京市某综合办公楼地源热泵空调设计，共六层，建筑总面积10000，空调面积约6000，全楼冷负荷为307千瓦，根据房间功能，全楼采用地源热泵系统进行集中供给空调方式。根据各不同功能房间，办公室、会议室、宿舍等，将该集中系统设为风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。风机盘管加独立新风系统有百叶风口下送和侧送。水系统采用闭式双管同程式，冷水泵两台，一用一备；冷却水泵选两台，一用一备。卫生间通风统一由排风扇接出，在末端安装止回阀。在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机和水泵。依据相关的空调设计手册所提供的参数，进一步完成新风机组、水泵、热水机组等的选型，从而将其反应在图纸上，最终完成整个空调系统设计。关键词：风机盘管加独立新风系统；负荷；管路设计；制冷机组AbstractWith the development of society and the increasing of living standard, more and more people are using the air-condition technology, which built a healthy and comfort habitation for people.This design is about the central air conditioner engineering of an office building that locates in Beijing. There are 6 floors. The gross floor area is about 10000 m2, and the air conditioner area is about 6000 m2. The cold duty is 307 kW .We choose ground sourse heat pump for air-condition of this building. According to different functions, there are rooms such as offices, meeting room, dormitory ect. The system adopts the PAU+FCU system. FCU system deals with the fresh air. PAU system carries on the whole cold duty and part wet duty. PAU+FCU systems can send air from the side and the upside; it uses the circular air diffuser to supply air. There are two water-cooling pumps; one can be used when heating. In summer, one of the two is for using and another for preparing; in winter, one for using and one for preparing. The system in washroom can ventilate by itself. The water system is divided into four parts: the first part is the underground room, the second part is the equipment room, the third part is the first and second floor, the fourth part is the standard floors that is the third floor and above.Keywords: PAU+FCU systems; load; pipeline design; refrigeration machineVIII一、 设计依据1.1设计任务书；1.2建筑平面图和剖面图；1.3国家主要规范和行业标准：、采暖通风与空气调节设计规范 GB500192003；、高层民用建筑设计防火规范 GB5004595；、公共建筑节能设计标准 GB501892005；、地源热泵系统工程技术规范 GB503662005；、建筑设计防火规范 GB500162006；1.4北京市设计计算参数：夏季：空调计算干球温度33.6 空调计算湿球温度26.3 空调计算日平均温度29.1 通风计算干球温度30.0 空调计算相对湿度50 % 大气压力99.86Kpa 平均风速2.2 m/s冬季：空调计算干球温度-12 通风计算干球温度-5 空调计算相对湿度37%大气压力102.57 Kpa 平均风速2.7m/s1.5建筑围护结构的热工性能围护结构名称外窗外墙屋面地面楼板传热系数（w/m）2.61.110.660.66表1.1建筑围护结构的热工性能1.6设计范围：本设计为北京市某综合办公楼地源热泵空调设计，建筑面积约10000 m，建筑高度约22米。各层主要房间均为办公室，另兼有会议室、休息室及餐厅等。其中一至五层层高为3.5米，六层层高为4米。1.7设计原则：满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术和设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。二、负荷计算2.1空调冷负荷的计算本设计采用冷负荷系数法计算夏季空调冷负荷，通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。现分项说明如下：2.1.1外墙冷负荷与屋面冷负荷：在日射和室内气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的空调冷负荷，可按下式计算：CLFk(t-t)其中：CL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； t室内设计温度，； t外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，；查得北京市7：0019：00各时刻各朝向的t值如下表所示（240加气混凝土砌块墙为型）：朝向时刻78910111213141516171819S35.335.235.134.934.834.634.434.234.033.933.833.833.9W37.937.937.837.737.537.337.136.936.636.436.236.136.0N32.632.632.532.532.432.232.132.031.931.831.831.831.8E37.437.337.136.836.636.436.236.136.136.236.336.436.6表2.1北京市各时刻各朝向的t值计算过程中外墙的传热系数为1.1 w/m，屋面传热系数为0.66w/m。2.1.2玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷：此建筑物所有塑钢窗及玻璃幕墙传热系数为k2.6 w/m，瞬变引起的冷负荷计算公式为CLFk(t-t)，各符号意义同上式。由资料查得窗玻璃的逐时冷负荷计算温度t值列于下表：时刻78910111213141516171819t26.026.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.630.8表2.2玻璃的逐时冷负荷计算温度t值2.1.3透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷：由资料查得本建筑中所有玻璃窗的有效面积系数值为Ca=0.75,故计算公式为CL=FCaCzDjmaxCcl其中：CL透过玻璃窗进入室内的日射得热引起的冷负荷，w； F玻璃窗面积，m； Ca玻璃窗的有效面积系数； Cz窗玻璃的综合遮挡系数，Ca Cz0.387； Djmax日射得热因数的最大值，w/m； Ccl冷负荷系数逐时值；朝向分项时刻78910111213141516171819南Ccl0.170.210.280.390.490.540.650.600.420.360.320.270.23Djmax302西Ccl0.140.150.160.170.170.180.250.370.470.520.620.550.24Djmax599北Ccl0.420.430.490.560.610.640.660.660.630.590.640.640.38Djmax114表2.3各时刻各朝向Djmax和 Ccl的值2.1.4照明散热引起的冷负荷：照明散热量属于稳态得热，一般情况下这一得热量是不随时间变化的。建筑物内的照明使用荧光灯，冷负荷计算公式为：CL=860nnNCcl其中：Cl照明散热引起的冷负荷，w；N照明灯具所需功率，kw；n镇流器消耗功率系数，取1.0；n灯罩隔热系数，取0.6； Ccl照明散热冷负荷系数，按照不同的空调设备运行时间和开灯时间及开灯后的小时数，空调供冷系统仅在有人时才运行，取Ccl1.0；由节能标准得照明功率密度值为11 w/m。其中N房间面积照明功率密度值/1000；2.1.5人员散热引起的冷负荷：此建筑物为综合办公楼，全楼共有1084人工作，大多属极轻劳动类型，室内设计温度为25摄氏度，在此情况下，查资料得每人散发的显热为65，潜热为69，全热为134。由于室内工作人员既包括男子也包括女子，故取群集系数为0.96。人体显热散热引起的冷负荷计算式为：CL1=Qs nC其中：Qs来自室内全部人体的显热得热，查为65*人数；n群集系数，0.96；C人体显热散热冷负荷系数，这一系数取决于人员在室内停留的时间及进出的时间值，逐时列于下表：时刻C0.550.640.700.750.790.810.840.860.880.890.910.92表2.4各时刻Ccl的值人体潜热散热引起的冷负荷计算式为CL2=Q n其中：Q来自室内全部人体的潜热得热，为69*人数；则总的冷负荷为CL=CL1+CL2=n650.96C+n690.96 (w)。各个房间的空调冷负荷及汇总见下列各表（室内设计温度为25）：101房间：北外墙面积F=12.48 m，传热系数k=1.1 w/m，室内温度为25，北京市北向的逐时值t值如下：表2.5北京市北向的逐时值t值时刻78910111213141516171819t326326325325324322321320319318318318318由CLFk(t-t)可得北外墙逐时冷负荷如下：表2.6北外墙逐时冷负荷时刻78910111213141516171819CL10510510410410310098979694949494北外窗面积F=4.32 m，传热系数k=2.6 w/m，室内温度为25，北京市玻璃窗冷负荷计算温度t如下：表2.7北京市玻璃窗冷负荷计算温度t时刻78910111213141516171819t2626.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.630.8由公式CLFk(t-t)可得北外窗逐时冷负荷如下:表2.8北外窗逐时冷负荷时刻78910111213141516171819CL10182838475562666969676355北外窗透过窗玻璃进入的日射得热引起的冷负荷计算公式为CL=FCaCzDjmaxCcl，其中北京市北向窗玻璃的冷负荷系数逐时值Ccl如下所示：表2.9北向窗玻璃的冷负荷系数逐时值Ccl时刻78910111213141516171819Ccl0.420.430.490.560.610.640.660.660.630.590.640.640.38北向Djmax=114 w/m，CaCz=0.387，计算可得北外窗透过窗玻璃进入的日射得热引起的逐时冷负荷为：时刻78910111213141516171819CL80829310711612212612612011212212272101房间的面积为28.8 m，此房间为办公室，查资料得普通办公室中每人空间为4 m/人，故此房间中的人员散热量按7人计算。显热计算公式CL1=Qs nC，其中Qs=人数*65w，群集系数n取0.96，人体显热散热冷负荷逐时系数如下：时刻78910111213141516171819Ccl00.550.640.70.750.790.810.840.860.880.890.910.92计算得人员显热散热引起的冷负荷如下表：时刻78910111213141516171819CL0225262287307324332344353361365373377人体潜热得热为稳态得热，公式CL=Q n，其中CL=人数*69w，群集系数n=0.96，计算得CL=1310w。101房间照明散热引起的冷负荷由下式计算：CL=860nnNCcl=86010.61128.81/100=163 w101房间的各项冷负荷及汇总见下页表所示：房间分项CL时 刻78910111213141516171819101办公室北外墙10510510410410310098979694949494北外窗1018283847556266696967635580829310711612212612612011212212272人显热0225262287307324332344353361365373377人潜热1310131013101310131013101310131013101310131013101310照明163163163163163163163163163163163163163汇总1668190319602009204620742091210621112109212121252071注：外窗的冷负荷中第一行为玻璃窗瞬变引起的冷负荷，第二行为透过窗玻璃进入的日射得热引起的冷负荷。房间分项CL时 刻78910111213141516171819102南外墙238236233229226222217213208206203203206东外墙287284280273268263259257257259261263268南外窗14274257708393991031031009583129159212295371409492454318273242204174人显热0483562615659694712738755773782799808人潜热2808280828082808280828082808280828082808280828082808照明345345345345345345345345345345345345345汇总3821434244824622474748244926491447944767474147174692103南外墙238236233229226222217213208206203203206西外墙120120119118117115113111108106104103103北外墙176176173173171166164162159157157157157南外窗14274257708393991031031009583129159212295371409492454318273242204174北外窗14274257708393991031031009583120123140160174183189189180169183183109人显热099811621271136214341470152515611598161616521670人潜热5803580358035803580358035803580358035803580358035803照明704704704704704704704704704704704704704汇总7318837386308867906892029338935992479222921291999092104南外窗143141140137136133130127125123122122123北外墙176176173173171166164162159157157157157南外窗91173264364445527591627654654636600527837103413781920241226583200295420681772157513291132北外窗14274257708393991031031009583人显热0258300328351370379394403412417426431人潜热1498149814981498149814981498149814981498149814981498照明903903903903903903903903903903903903903汇总3662421046985380598663386958676459135622540851304854105北外墙88888787868382818079797979北外窗713212935424749525250474260617080879194949084919154人显热0323741444647495052525354人潜热187187187187187187187187187187187187187照明133133133133133133133133133133133133133汇总475514535557572582590593592587592590549106南外墙689682675662655642629615602595588588595南外窗591121722372903433844084264264143903434725837781083136115001805166611661000889750639人显热0548637697747786806836856876886906916人潜热3182318231823182318231823182318231823182318231823182照明1983198319831983198319831983198319831983198319831983汇总6385709074277844821884368789869082158062794277997658107南外墙36353534343333323131303031南外窗23446793114135151161168168163154135209258345480603665800738517443394332283人显热064758288939598101103104107108人潜热374374374374374374374374374374374374374照明111111111111111111111111111111111111111汇总75388610071174132414111564151413021230117611081042108南外墙36353534343333323131303031南外窗23446793114135151161168168163154135209258345480603665800738517443394332283人显热064758288939598101103104107108人潜热374374374374374374374374374374374374374照明111111111111111111111111111111111111111汇总75388610071174132414111564151413021230117611081042109南外墙72707068686666646262606062南外窗478813518622827030332133533532630727041851768996012061329160014771034886788665566人显热0129150164176185190197201206208213216人潜热749749749749749749749749749749749749749照明221221221221221221221221221221221221221汇总1507177420142348264828203129302926022459235222152084110南外墙476471467458453444434425416411407407411西外墙391391388385379373367361352345339336333东外墙287284280273268263259257257259261263268南外窗295483115140166186198206206200189166257318424591742818985909636545485409348人显热0206123992623281129613036314832233298333634113448人潜热11981119811198111981119811198111981119811198111981119811198111981照明691691691691691691691691691691691691691汇总14112162511671317117174651769717939179701776217736177001768717646111北外墙432432429429421410404398392387387387387北外窗295483115140166186198206206200189166240246280320349366377377360337366366217北外门7131927323843464848464438人显热0322375410439463474492504515521533539人潜热1872187218721872187218721872187218721872187218721872照明531531531531531531531531531531531531531汇总3111347035893704378438463887391439133896392339223750112西外墙218218217215211208205201196193189188186西外窗13243751627483889292898474187200214227227240334494628694828734320人显热064758288939598101103104107108人潜热374374374374374374374374374374374374374照明133133133133133133133133133133133133133汇总925101310501082109511221224138815241589171716201195113北外墙79797878777574727170707070西外墙218218217215211208205201196193189188186北外窗1018283847556266696967635580829310711612212612612011212212272西外窗13243751627483889292898474187200214227227240334494628694828734320人显热0323741444647495052525354人潜热187187187187187187187187187187187187187照明133133133133133133133133133133133133133汇总90797310241077110411401251141615461602173716341151114北外墙411411406406400390384379373368368368368东外墙578573564550541531522517517522527531541北外墙4891138191234277310329344344334315277480492560640698732755755720675732732435人显热062817308