毕业设计（论文）-上海某综合建筑空调系统设计.doc

南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 系 部： 康尼学院 专 业： 建筑环境与设备工程 题 目： 上海某综合建筑空调系统设计 指导者： 工程师 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 2015 年4 月 南 京毕业设计说明书（论文）中文摘要本工程是设计上海某综合楼空调系统设计，综合楼的功能就是商场和办公室，加上地下一共八层，地下一层，地上7层，地上一二层为商场，3到7层为办公室，一层高5.4M，二层高为4.6M，3到7高3.6M，总建筑面积8086。工程位于上海市，东经12126，北纬3110，海拔5.5 m。本工程要求夏季供暖，冬季供热，一二层采用全空气系统，37采用风机盘管加新风系统，办公室部分采用吊顶式新风机组，满足人员所需最小新风量。机组布置在裙房上。关键词 综合楼 水系统 全空气系统 风机盘管加新风系统全套图纸加扣3012250582 毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Design of An Air-Conditioning System of An Comprehensive Building in Shanghai AbstractThis project is to design a complex building air conditioning system design, building shopping malls and is a function of Shanghai office, together with a total of eight underground, basement, ground and seven floors on the ground floor of a shopping mall, 3-7 floor for offices, a layer of high 5.4M, two-story height 4.6M, 3 到 7 High 3.6M, with a total construction area of 8086. Engineering in Shanghai, east longitude 121 26 , latitude 31 10, altitude 5.5 m. The project requires the summer heat, winter heating, a two-story all-air system, 3-7 using air fan coil system, the office part of the ceiling fresh air unit, personnel required to meet the minimum fresh air. Unit disposed on the podium.Keywords Comprehensive building All air system Fan coil unit plus outdoor air system南京工程学院毕业设计说明书（论文）目录目录I第一章 设计任务11.1设计目的11.2主要设计内容11.3技术文件11.4设计参数21.4.1工程概况21.4.2室外设计参数21.4.3室内设计参数31.4.4围护结构参数31.4.5设计原则4第二章 负荷计算42.1冷负荷计算42.1.1围护结构逐时传热形成冷负荷计算52.1.2室内热源散热引起的冷负荷92.1.3新风冷负荷132.1.4各项逐时冷负荷汇总142.1.5冷负荷计算小结152.2热负荷计算162.2.1围护结构的耗热量162.2.2门窗缝隙渗入冷空气的耗热量172.2.4各房间热负荷汇总192.2.5热负荷计算小结202.3湿负荷计算202.3.1人体散湿量20第三章 空调方式203.1空调系统的分类203.1.1全空气系统方案的确定203.1.2风机盘管加新风方式的确定213.2空气处理过程设计213.2.1 全空气系统设计计算213.2.2风机盘管加新风系统24第四章 空调风系统设计294.1风道设计294.1.1风管分类294.1.2风管布置304.2风口及气流组织设计324.2.1送风口方式和适用范围324.2.2送风口334.2.3散流器设计334.3风管阻力计算36第五章 空调水系统设计395.1空调水系统的选取395.2水系统管径确定395.2.1冷冻水供、回水管395.2.2冷凝水管425.3水管水力计算435.3.1沿程阻力计算435.3.2局部阻力计算435.3.3总阻力计算445.3.4水管阻力计算汇总475.3.5供回水立管计算475.4冷冻水泵485.5附件495.6定压装置50第六章 冷热源方案506.1冷热源方案比较506.2冷热源设备设计516.2.1设备容量的确定516.3机组布置52第七章 管道保温与系统消声、减震设计527.1风管的保温及防腐527.1.1保温目的527.2保温材料的选择527.3保温层厚度的确定537.4系统消声及减震设计537.4.1系统消声设计547.4.2系统的减震设计54第八章 防火防排烟54结 论55致 谢55参考文献57第9页第一章 设计任务1.1设计目的随着社会进步，人们对建筑舒适度的要求也越来越高，对室内空气品质要求也不断提高，暖通空调能够满足人们对舒适度的要求，通过这次毕业设计，是对我们大学四年专业知识学习成果的一次检验。根据要求，本工程地上一二层商场部分采用全空气中央空调系统设计，地上3到7层办公室部分，采用风机盘管加新风空调系统设计。1.2主要设计内容一空调区域冷热负荷的计算；二大楼空调方案的确定（主要包括：空调系统的形式、空调风系统形式、室内送风形式、运行调节形式等）；三由空调方案对制冷和制热设备选取（如空调机组、冷冻机组、风机盘管等）；四空调风系统设计；五空调水系统设计；六空调机房等设计。1.3技术文件空调水系统平面图其他图纸1.4设计参数1.4.1工程概况1，本工程为上海市某综合楼，场地位于上海市（夏热冬冷地区）。2，本工程地下一层，地上七层，属于一类高层建筑，采用框架核心筒结构，筏板基础，建筑总面积为5262.52平方米。3，本工程耐火等级，一级，设计使用年限为50年，抗震类别为丙类，抗震设防烈度为7级，（设计基本地震加速度0.10g，设计地震分组为第二组）。4，本工程要求满足夏季供冷，冬季供暖，满足人体舒适性要求。1.4.2室外设计参数国家中国省份上海市城市上海经度(E)121.26纬度(N)31.1气象参数夏季：夏季大气压(Pa)100540夏季室外空调计算日平均温度()30.8夏季室外空调计算干球温度()34.4夏季室外空调计算湿球温度()27.9夏季室外平均风速(m/s)3.1大气透明度等级4夏季大气压：100540pa夏季室外空调计算日平均温度：30.8夏季室外空调计算干球温度：34.4夏季室外空调计算湿球温度：27.9夏季室外平均风速：3.1（m/s)相对湿度：69%最多风向：南风（S）冬季：冬季大气压(Pa)102540冬季室外供暖计算干球温度()-0.3冬季室外空调计算干球温度()-2.2冬季室外空调相对湿度(%)75冬季最多风向平均风速(m/s)3冬季大气压：102540pa冬季室外供暖计算干球温度：-0.3冬季通风：3.5冬季室外空调计算干球温度：-2.2冬季室外空调相对湿度：75%最多风向：北风（N）冬季最多风向平均风速：3m/s1.4.3室内设计参数表1-1 室内设计参数房间名称室内温度相对湿度照明密度人员指标新风量夏季冬季夏季冬季%W/人/M/(hp)商场27186545400.720办公室262065-110.130综上所述，夏季室内采用26，相对湿度60%。1.4.4围护结构参数平屋面：HX隔离式防火保温板（XPS芯板）（屋面），导热系数0.030（W/m.k），厚度60mm，传热系数工程设计值：0.43，规范限值：0.45。外墙体：（东南西北）SFJ非承重切块外墙（自保温）导热系数0.120（W/m.k），厚度240mm，传热系数工程设计值：0.60，规范限值：0.60。冷桥：HX隔离式防火保温板（XPS芯板）（墙体）导热系数0.030（W/m.k），厚度35mm，传热系数工程设计值：0.74，规范限值：0.75。非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙：加气混凝土切块，导热系数0.220（W/m.k），厚度200mm，传热系数工程设计值：0.85，规范限值：1.20。多腔塑料窗框：6中等透光热反射+12空气+6透明，传热系数工程设计值2.3（W/m.k），规范限值2.5.朝向窗框玻璃传热系数K遮阳系数SC东多腔塑料窗框6+12+82.30.27南多腔塑料窗框6+12+82.30.28西多腔塑料窗框6+12+82.30.26北多腔塑料窗框6+12+82.30.261.4.5设计原则工程为上海某综合楼，每层空调单独控制，由于一二层商场没有机房，空调机组采用吊顶式空调箱，办公部分为单独房间，采用风机盘管加新风。第二章 负荷计算2.1冷负荷计算由于该工程为上海某综合楼商场与办公室，空调的运行时间在上班时间，因此负荷计算采用8:0022:00时。工程设计时，存在冷，热负荷指标滥用的情况，为了杜绝这类现象的出现，所以民用建筑供暖通风与空调设计规范强制要求，出台了许多强制性条文。因为冷热指标通过估算，结果总是不准确的，偏大，因此会造成主机，等使用设备的容量加大，这对节能环保带来问题，同时给国家，和投资者带来损失。本设计采用谐波反应法的计算方法。谐波反应法是建立在不稳定传热基础上，即室外扰量大体上呈周期性变化作用于围护结构，使维护结构从外层表面逐层的跟着波动，且这种波动是由外向内逐渐衰减和延迟，这种简谐运动的周期函数可用正弦函数的项的级数表达，将其变为傅里叶展开式，即将随时时变换的扰量函数分解为简单的多阶正弦函数的组合，再将其N阶谐波作用下的响应直接叠加，即可求得已知室温和外扰随时间变化条件下的传热量。以办公室3001为例计算冷负荷。2.1.1围护结构逐时传热形成冷负荷计算2.1.1.1外墙、屋面的逐时传热冷负荷表2-1 办公室3001东外墙逐时冷负荷时间传热负荷温差KFQ8:0010.5300.60 17.971139:001000.60 17.9710710:009.5700.6017.9710311:009.3700.6017.9710112:009.4600.6017.9710213:009.8700.6017.9710614:0010.5300.6017.9711315:0011.3300.6017.9712216:0012.1400.6017.9713117:0012.8800.6017.9713818:0013.500.6017.9714519:0013.9700.6017.9715020:0014.3200.6017.9715421:0014.5300.6017.9715622:0014.6100.6017.97157注：其余房间计算见附录附表。表2-2 办公室3001北外墙逐时冷负荷时间传热负荷温差KFQ8:008.7600.60 18.67989:008.3700.6018.679310:008.0200.6018.679011:007.7400.6018.678612:007.5700.6018.678413:007.4900.6018.678414:007.5200.6018.678415:007.6500.6018.678516:007.8600.6018.678817:008.1400.6018.679118:008.4800.6018.679519:008.8600.6018.679920:009.2500.6018.6710321:009.6400.6018.6710822:0010.0100.6018.67112注：其余房间计算见附录附表。2.1.1.2外窗的温差传热冷负荷以北外窗C24为例时间传热负荷温差KFQ8:008.7602.3 2.441569:008.3702.32.4416810:008.0202.32.4419711:007.7402.32.4422112:007.5702.32.4423613:007.4902.32.4424514:007.5202.32.4424515:007.6502.32.4423616:007.8602.32.4422817:008.1402.32.4421418:008.4802.32.4420119:008.8602.32.4410720:009.2502.32.448321:009.6402.32.447322:0010.0102.32.44642.1.1.3外窗太阳辐射引起的冷负荷外窗无任何遮阳措施的辐射负荷，可按下式计算：以下以办公室3001为例，计算窗户冷负荷。时间北外窗C24北外窗C31东外窗C298:0015644117159:00168444197110:00197520198211:00221582181412:0023662280413:0024564683514:0024564683515:0023662480616:0022860273717:0021456464118:0020153252719:0010728136320:008321828221:007319224822:00641692192.1.1.4内围护结构温差传热冷负荷当相邻空间通风良好时，内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式计算：Q=K（twp-tn） （2-4）twp夏季空调室外计算日平均温度，参见表20.4-1第1列，。内围护结构温差传热冷负荷时间邻室温差KFQ8:00300.97 26.282259:00300.9726.2822510:00300.9726.2822511:00300.9726.2822512:00300.9726.2822513:00300.9726.2822514:00300.9726.2822515:00300.9726.2822516:00300.9726.2822517:00300.9726.2822518:00300.9726.2822519:00300.9726.2822520:00300.9726.2822521:00300.9726.2822522:00300.9726.282252.1.2室内热源散热引起的冷负荷室内热源散热有人体，照明，和设备等散热形成的冷负荷，非全天工作的照明，设备，器具和人体具有时变性质，而且包含辐射，故他们所形成的负荷曲线是不一致的。依据散热特点，空调区的热工状况，按照负荷计算，可计算出相应的负荷曲线。2.1.2.1设备散热形成的显热冷负荷 8:0021056.670.7410:0045056.670.7412:0040556.670.7414:0045756.670.7416:0047256.670.7418:0022156.670.7420:005456.670.7422:002456.670.749:0041456.670.7411:0045956.670.7413:0039856.670.7415:0046956.670.7417:0047456.670.7419:0017856.670.7421:003056.670.74时间总冷负荷空调区面积电气设备功率密度2.1.2.2人体散热形成的冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q（W），可按下式计算：n 计算时刻空调区的总人数； 群集系数时间n 劳动强度显热全热8:000.895.67静坐941979:000.895.67静坐20239810:000.895.67静坐25945511:000.895.67静坐27246912:000.895.67静坐25942413:000.895.67静坐24841314:000.895.67静坐27046615:000.895.67静坐28848416:000.895.67静坐29248917:000.895.67静坐29249218:000.895.67静坐29649219:000.895.67静坐20626820:000.895.67静坐13920121:000.895.67静坐848422:000.895.67静坐47472.1.2.3照明散热形成的冷负荷当电压一定时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量。但是照明三人仍以对流和辐射两种方式进行散热。因此，照明散热形成的冷负荷计算仍然采用相应的冷负荷系数。镇流器设在空调区之内的荧光灯荧光灯散热形成的冷负荷，可按下式计算：Q=1.2n1NX-TQ 灯具散热形的冷负荷，W；N 灯具的安装功率，Wn1 同时使用系数； X-T -T时刻灯具散热的冷负荷系数。上式中照明灯具所需的功率N根据手册表20.8-1中的照明功率密度指标算出。时间n1类型灯光功率显热全热8:001白炽灯111571579:001白炽灯1133233210:001白炽灯1143743711:001白炽灯1147047012:001白炽灯1145745713:001白炽灯1144344314:001白炽灯1147847815:001白炽灯1151051016:001白炽灯1152252217:001白炽灯1153053018:001白炽灯1139639619:001白炽灯1127927920:001白炽灯1118718721:001白炽灯1111611622:001白炽灯1193932.1.3新风冷负荷新风送入室内是保证室内人体所需新风量的前提，只有送入新风，才能提高室内空气品质。夏天，由于室外温度高，空气温度也高，直接送入室内显然不合适，把室外的空气处理到室内状态点，必然要消耗能量，因此，我们需要计算新风冷负荷。根据规范要求，新风量占总风量的大小不可以低于10%，所以新风消耗的能量不可以忽略。夏季，空调新风冷负荷可按下式计算：Qc.o=Mo（ho-hR）/3.6 （2-9）Qc。o 夏季新风冷负荷，W；Mo - 新风量，m/h； 空气密度，由室内外参数查密度表可知=1.162kg/m；ho 室外空气焓值，kJ/kg；hR 室内空气焓值，kJ/kg。下面以商场部分房间的新风冷负荷计算。房间新风冷负荷房间人数每人新风量新风量室外空气密度室外空气的焓值室内焓值新风冷负荷nLGhohRQco（人）m3/（h*人）m3/hkg/m3kJ/kgkJ/kgkw一层商场922.692018453.821.289.961.91161.998二层商场922.692018453.821.289.961.91161.998办公室15.6130170.011.289.961.911.938办公室22.293068.671.289.961.910.783办公室32.293068.671.289.961.910.783办公室45.6130170.011.289.961.911.938办公室52.563076.831.289.961.910.876办公室62.563076.831.289.961.910.876办公室72.563076.831.289.961.910.876办公室82.563076.831.289.961.910.876办公室95.3730160.161.289.961.911.837办公102.193065.731.289.961.910.749办公112.193065.731.289.961.910.749办公126.3730191.131.289.961.912.178办公132.193065.731.289.961.910.749办公142.193065.731.289.961.910.749办公152.193065.731.289.961.910.749办公162.193065.731.289.961.910.749表中室内、室外焓值在焓湿图上查取。2.1.4各项逐时冷负荷汇总根据上述计算过程，将各项逐时冷负荷相加，得出最大冷负荷出现的时间。 总冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00一层汇总297580331341339170343805341289347649351458353501二层汇总313037352604360556363099347433356233360998364477办公室152196091639663645297533254875500办公室216571931209821942197221222722256办公室316571931209821942197221222722256办公室439724715510553175305562261086487办公室517142080225023432337258429263233办公室617142080225023432337258429263233办公室717142080225023432337258429263233办公室817142080225023432337258429263233办公室936714471487551464963535856085716办公1019312412272629842856317231953106办公1119312412272629842856317231953106办公1245115376569858045192535155075513办公1345115376569858045192535155075513办公1445115376569858045192535155075513办公1545115376569858045192535155075513办公1627323201330231972333234824182426 时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00一层汇总353007351871348898335363332553332270331813二层汇总364323362561357628332751330217329943329500办公室15431530645493821332731323036办公室22218193415671355126912261226办公室32218193415671355126912261226办公室46710670958613784329531093024办公室53428345930191692147113841344办公室63428345930191692147113841344办公室73428345930191692147113841344办公室83428345930191692147113841344办公室95585548446703587313729702896办公102830267422461882159014621389办公112830267422461882159014621389办公125374528444704040356433843303办公135374528444704040356433843303办公145374528444704040356433843303办公155374528444704040356433843303办公1623822311 194317081485139413492.1.5冷负荷计算小结由冷负荷汇总得，工程综合楼的最大冷负荷出现15：00，Qmax=1003.984 kW。总冷指标为191W/。根据冷负荷汇总，选择恰当的机组，在节约能源与保护环境上有着重要的作用。2.2热负荷计算在计算空调区的冬季热负荷的时候，其实计算方法和供暖房间热负荷的计算方法相同，区别在于，当空调区与室外空气的正压差值大时候，不需要计算经过门窗缝隙深入到室内的冷空气耗热量，但是，空调区内的热环境要求的条件高，区内温度的不保证时间应该少于一般的供暖房间，所以，在选室外计算温度的时候，应选择冬季空调室外计算温度。2.2.1围护结构的耗热量实用供热空调设计手册（以下简称手册）中的“围护结构的耗热量”包括一，围护结构的温差传热量，二，外门开启时侵入的冷空气的耗热量三，太阳辐射热量。规范规定，围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。1 围护物的基本耗热量QJ的计算通过供暖房间某一面围护物的温差传热量（也称围护物的基本耗热量）Q(W)，按下式计算：Qj=kF(tn-tw) a k该围护物的传热系数，W/()；F该面围护物的散热面积，；tn室内空气计算温度，；tw供暖室外计算温度，； a温差修正系数。1. 外墙，屋顶的热桥计算外墙、屋顶的传热系数当考虑梁、楼板、柱等的热桥影响时，采用外墙平均传热系数Km。按规定，取各成分面积的加权平均值。2. 地面传热计算当围护物是贴土的非保温地面时，其温差传热量Qj.d(W)用下式计算：Qj.d=kpj.d Fd(tn-tw) kpj.d 为非保温地面的平均传热系数，W/();Fd 为房间地面总面积，。2 附加耗热量 附加耗热量按基本耗热量的百分数计算。考虑了各项附加后，某面围护物的传热耗热量Q1(W)：Q1=Qj(1+ch+f+lang+m)(1+fg)(1+jian)式中： Qj为该围护物的基本耗热量，W； ch为朝向修正； f为风力修正； lang为两面外墙修正； m为窗墙面积比过大修正； fg为房高修正； jian为间歇附加。2.2.2门窗缝隙渗入冷空气的耗热量3 通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量Q2(W)Q2 = 0.28 C p V w (tn - t w) 式中： C p 干空气的定压质量比热容, C p = 1.0 K j / (Kg)； V 渗透空气的体积流量, m3 / h； w 室外温度下的空气密度，Kg / m3；t n 室内空气计算温度, ；t w 室外供暖计算温度, 。1. 缝隙法忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的V的计算方法：V = （l L n） l- 房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，m；L- 每米门窗缝隙的渗风量，m3/(m ? h)；n- 渗风量的朝向修正系数。考虑热压与风压的联合作用，且室外风速随高度递增时的计算方法（暖通与空调设计规范规定方法V = l1 L0 pow(m, b) l1- 外门窗缝隙长度, m；L0- 每米门窗缝隙的基准渗风量, m3 / h.m； m- 门窗缝隙的渗风量综合修正系数；b- 门窗缝隙渗风指数, b = 0.56 0.78 当无实测数据的时候可以取 b = 0.67。L0 的确定: L = a1 pow( (v10 v10 w / 2), b ) a1-门窗缝隙渗系数, m3/(m * h * Pab), 注: Pab代表: Pa(帕)的b次方； v10-基准高度冬季室外最多风向的平均风速, m/s。M 的确定:m = CrCf( pow(n, 1/b) + C ) Ch 式中： Cr-热压系数； Cf-风压差系数, m / s, 当无实测数据的时候,可取 0.7；C-作用于门窗分析两侧的有效热压差和有效风压差之比；Ch-高度修正系数, 可按下式计算。 Ch = 0.3pow( h, 0.4 ) h-计算门窗的中心线的标高。C 的确定C=70(hz - h)/Cf v10 v10 pow( h, 0.4)(tn - tw)/(273+ tn) 式中： hz-热压单独作用下, 建筑物中和界的标高, m； tn-建筑物内形成热压作用的竖井计算温度。 2. 换气次数法V = KVf式中： V-房间冷风渗透量，m3/h;K-换气次数，1/h; Vf -房间的净面积，m3。2.2.3新风热负荷冬季空调新风热负荷计算方法:Q h.o=Moc p（t R -to）/3.6 Q h。o 冬季新风冷负荷，W；Mo 新风量，kg/h；C p 空气定压比热，cp=1.013kJ/（kg）；T R 冬季室内计算温度，；T o 采暖室外计算温度，2.2.4各房间热负荷汇总表2-15 总热负荷房间总计房间总计房间总计房间总计一层商场323230400140495001404960014049二层商场241839400217595002175960021759300140494003175950031759600317593002175940044049500440496004404930031759400517905005179060051790300440494006179050061790600617903005179040071790500717906007179030061790400817905008179060081790300717904009360650093606600936063008179040102103501021036010210330093606401121035011210360112103301021034012412350124123601241233011210340131790501317906013179030124123401417905014179060141790301317904015179050151790601517903014179040161790501617906016179030151790301617902.2.5热负荷计算小结通过汇总，工程总热负荷为799441W/(m.k),单位面积热指标为144w，2.3湿负荷计算湿负荷为人体食物等向室内散发出去的湿量，为保持室内湿度的稳定，因此需要除去这部分湿量，从而需要计算湿负荷。2.3.1人体散湿量人体散湿量计算公式：D =0.001*n*gD 人体散湿量，kg/h；g 成年男子的小时散湿量，见表20.7-3，g/h；n 计算时刻空调区总人数； 群集系数；第三章 空调方式3.1空调系统的分类 同一个全空气空调系统中，各空调区负荷变化较大，低负荷运行时间较长，且需要分别调节室内温度，卫生标准要求较高的建筑，可采用有变风量末端装置的全空气变风量空调系统。 空调房间多，房间内人员密度不大的时候，建筑层高较低，个房间温度需要单独调节时，可采用风机盘管加新风系统。油烟多的房间不适合采用风机盘管系统。3.1.1全空气系统方案的确定3.1.2风机盘管加新风方式的确定一，布置灵活，节能效果好，房间不使用时可以关掉机组；二，各空调房间互不相通，不会相互污染；三，只需要新风机房，机房面积小，；四，与集中式空调相比，不需要回风管道，节省建筑空间；五，节省运行费用；六，使用寿命长。3.2空气处理过程设计3.2.1 全空气系统设计计算如图3-1所示：每层单独一个系统，以一层为例：(1)计算室内热湿比：商场=Q/W=353501/59.26=5965.25(2)确定送风状态点，取送风温差t=7，则送风点to=19，过点N （tN=26，=65%）作=5965.25的直线交t=19的等温线于O点，则io =49.34 kJ/kg，过O点作垂线交设定的=90%的曲线于L