毕业设计（论文）-北京市某医院中央空调设计.doc

唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：北京市某医院中央空调设计系 别： 土木工程系 班 级： 08建筑环境与设备工程 姓 名： 指 导 教 师： 2012年6月10 日北京市某医院中央空调设计摘 要本设计是北京市某医院中央空调系统的设计。此医院总建筑面积为13027.88m2，总高为23.1m，为地上五层，其中功能房间包括办公室、诊室、病房、数码成像室等。针对本设计的建筑结构特点以及各功能房间使用情况，最终采用风机盘管加独立新风系统，新风经过新风机组处理到室内状态的等焓线上，然后单独送入各空调房间，卧式暗装风机盘管安装于房间的吊顶内，且各末端装置可依据房间使用情况对风量、流速进行独立调节，便于实现节能控制。除病房和一楼中庭采用双层百叶侧送风外，其余房间均采用圆形散流器顶送风的方式，回风口选用单层百叶风口。空调水系统采用闭式双管异程式，新风机组由立管单独供水。本设计对水管与风管系统的保温和末端装置的消声防振也做了具体要求。关键词：医院 风机盘管加新风系统 闭式双管式系统 全套图纸加扣3012250582 Centeral Air-conditioning System Design of Hospital in BeijingAbstractThe design is about the centeral air-conditioning systems of hospital in Beijing. The area of the office building is 13027.88m2. The hight of the building is 23.1m, and it includes office rooms, clinic rooms, wards digital imaging room, etc. According to the office building demands, the manner of FAU+FCU system was decided to be adopted after dealing with the primary return air, and the fresh air which was dealed with by the fresh air handling unit will be sent directly into the air-conditioned rooms. FAU+FCU system can satisfy different function room uses time personnel activity of different requirements， decorate flexible，convenient control.When design the space air diffusion, cycle diffuser was chosen in all the rooms except the wards in the fifth storey and the sixth storey. And register was chosen as the the return air inlet. Closed and two-pipe water system was used with the program in air-conditioning pipes stystem . In addition, the insulation and noise reduction system for the water pipes and air ducts also have been introuduced in this paper.Key words：Hospital；FAU+FCU system；Closed and two-pipe water stystem 目 录1 绪论11.1设计目的11.2设计要求11.2.1初步构想11.2.2施工图设计12 工程概况和原始资料32.1工程概况32.2原始资料32.2.1室外气象参数32.2.2室内设计参数33 各空调房间负荷计算53.1夏季逐时冷负荷计算53.1.1外墙和屋顶传热冷负荷53.1.2外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷53.1.3外玻璃窗日射的热引起的冷负荷63.1.4人体散热形成的冷负荷63.1.5 照明散热形成的冷负荷7 3.1.6设备散热形成的冷负荷73.2湿负荷计算73.2.1人体散湿量73.2.2散湿量敞开水表面散湿量73.3新风冷负荷计算203.3.1新风量的计算203.3.2夏季空调新风冷负荷204 空调系统方案的确定254.1空调送风系统的选取254.1.1空调风系统的确定原则254.1.2系统方案比较254.2 系统选择274.3空调冷冻水系统的选取274.4 新风系统284.5空调设备选择与布置295风系统设备的选择计算305.1.风机盘管的选择305.1.1风机盘管选型方案确定305.1.2风机盘管的选型305.2风机盘管的布置355.3 新风机组的选择计算355.3.1新风机组型号选择355.3.2新风机组的布置366气流组织设计及校核376.1对室内气流分布的要求与评价376.2送风口和回风口386.3散流器的选择386.4双层百叶侧送风口的选择计算396.5新风送风口选择计算406.6风机盘管回风口选择计算407风系统水力计算417.1计算方法417.2风管尺寸的确定计算417.3风管管路的水力计算417.4风口布置497.5风机的选取497.6风管的布置及附件498 空调水系统的设计518.1空调水系统的设计原则518.2空调冷冻水系统的确定518.2.1开式系统和闭式系统518.2.2同程式和异程式518.2.3二管制、三管制、四管制528.3水系统水力计算528.3.1冷冻水系统的水力计算528.3.2空调水系统的布置和安装648.3.3阀门及补偿器648.3.4冷凝水系统选择659 系统消声、减振与管道的保温设计679.1系统的消声与隔声设计679.2系统的减振设计679.3系统管道的保温设计689.3.1风管的保温设计689.3.2冷冻水管的保温设计689.3.3冷凝水管的保温设计6810 结语69谢辞70参考文献71附录72唐 山 学 院 毕 业 设 计1 绪论1.1设计目的毕业设计是大学四年来专业学习中最为重要的综合性教学环节，是对我们专业 课学习的检验和应用，是将理论转化为实践的一次很好的锻炼。整个毕业设计过程就是一个培养学生综合运用本专业的基本理论、专业知识和基本技能，提高发现问题、分析问题和解决实际问题能力的过程，是一个开拓眼界发掘新知识、新技术、新工艺的过程。此次设计的选题是空调，通过这次毕业设计，将全面掌握空调设计过程，包括整体思路、方案确定、系统选择、设备安装及连接、管线布置和水力计算、气流组织计算、机组的选型、绘图软件的应用等等。我们应综合运用所学过的理论和专业知识并联系参观及阅读中所见到的实际工程，完善并完成此次毕业设计。 1.2设计要求1.2.1初步构想设计的第一步是好好熟悉土建图纸与建筑原始资料，依据所选城市查阅和收集当地气象资料，然后就是通过对建筑使用功能、结构特点和使用等级的分析选择合适的空调系统，确定最优方案。设计参数、设计方案除满足设计规范外，还应符合施工验收规范的要求。在初期，我们先根据有关设计规范及概算指标，对冷热负荷进行初步估算，从而对整个建筑的负荷情况做一个初步的了解，然后通过细算确定每一部分的方式、规格、位置，逐步完善设计方案。1.2.2施工图设计1、设计计算(1) 计算室内冷、湿负荷；(2) 确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总风量；(3) 根据冷量和风量确定选用空气处理设备和制冷设备；(4) 确定室内气流组织形式，进行气流组织计算，风口的选择计算；(5) 进行系统风道布置及管道水力计算；(6) 系统消声减振设计；(7) 系统保温设计；(8) 设计总结。2、绘图图纸应包括施工图设计说明首页图；通风空调系统布置平面图、系统图、大样图、系统原理图。3、整理设计文件(1) 设计说明书及计算书；(2) 主要设备及材料明细表；(3) 全部设计图纸。72唐 山 学 院 毕 业 设 计2 工程概况和原始资料2.1工程概况本设计是北京市某医院中央空调系统的设计。此医院总建筑面积为13027.88m2，总高为23.1m，为地上五层建筑，其中一到四层为功能区，空调房间包括办公室、诊室、医办、阅片室、数码成像室等，五层为病房区，包括标准护理单元、值班室、活动室、办公室、配餐室和护士站等。房间分布较杂，功能较多，适宜单独控制和调节。2.2原始资料2.2.1室外气象参数地理位置：中国北京台站位置：北纬40 东经116.47 海 拔：31.3m气象参数为：夏季参数：大气压力：99.86kPa 室外计算干球温度：33.6C 室外计算湿球温度：26.3 C 室外平均风速：2.2m/s 室外通风计算温度：29.9 C冬季参数：大气压：102.04kPa 采暖室外干球温度：-9.8C 空调室外干球温度：-15 C相对湿度：37% 室外平均风速：2.7 m/s 室外计算通风温度：-7.6 C2.2.2室内设计参数表2-1室内设计参数房间名称温度（波动范围2）相对湿度%（波动范围10%）新风量 m3/(h人)夏季冬季夏季冬季办公室2618604030病房2618604040诊室2618604030医办2618604030更衣室2618604030财务室2618604030病案室2618604020阅片2618604030大厅2618604020药房2618604030配餐2618604018其他26186040302.2.3 围护结构参数外墙：250mm厚加气混凝土砌块框架，保温层是50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料，外贴25mm厚的面砖，内粉刷20mm厚混合砂浆。 传热系数K=0.46 W/(m2)。外窗：铝合金双层玻璃中空窗，窗玻璃厚3mm。传热系数K=2.6 W /(m2)。 屋顶：100120mm厚加气混凝土，80mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层，50200m厚的炉渣，20mm厚的水泥砂浆找平层，4mm厚的sps防水层。传热系数K=0.4 W/(m2)。 玻璃墙：传热系数为K=1.8 W/(m2)。唐 山 学 院 毕 业 设 计3 各空调房间负荷计算3.1夏季逐时冷负荷计算详细计算方法、过程及计算依据如下：根据空调工程，对以下各项得热量进行计算。3.1.1外墙和屋顶传热冷负荷外墙和屋顶传热冷负荷Qc()(w)可按下列公式计算： （3-1） （3-2）式中：Qc() 外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（W）； K外墙和屋顶的传热系数，W/(m2)；F外墙和屋顶的传热面积, (m2)；外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）；tn夏季空气调节室内计算温度（）；td 不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（ ）；根据不同的设计地点在附录9中查取；tc()以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（），根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录7和附录8中查取。k外表面放热系数修正值，在表3-7中查取。k外表面吸收系数修正值，在表3-8中查取，考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差，简易吸收系数一律采用=0.90，即k=1.0。但如果有把握经久保持建筑维护结构表面的中、浅色时，则可乘以表3-8所列的吸收系数修正值。3.1.2外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算： （3-3） 式中： Qc()外玻璃窗瞬变传热形成的逐时冷负荷（W）； twl外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值,可由附录13中查得（）； tn夏季空气调节室内计算温度（）； Cw玻璃窗的传热系数的修正值，根据窗框类型可从附录12中查得； Kw玻璃窗的传热系数 W/(m2),单层窗可查附录10，双层窗可查附录11，不同结构材料的玻璃窗可查附录14； Aw窗口面积（m2）； td玻璃窗的地点修正值，可从附录15中查；3.1.3外玻璃窗日射的热引起的冷负荷 透过外玻璃窗的日射得热形成的冷负荷Q（w）可按下列公式计算： CL=CaCsCiAwDj,maxCLQ （3-4） 式中：Aw窗口面积（m2）；Ca有效面积系数，由附录19查得；Cs窗玻璃的遮阳系数，由附录17查得；Ci窗内遮阳设施的遮阳系数，由附录18查得； Dj,max最大日射得热因数，由附录16查得； CLQ窗玻璃冷负荷系数，由附录20至附录23查得；3.1.4人体散热形成的冷负荷 (1) 人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q（w）可按下列公式计算： CLs=nqsCLQ （3-5） 式中： n计算时刻空调区域内的总人数，缺少数据时，可根据空调区使用面积按实用供热空调设计手册表20.7-1给出的人均面积指标推算； 群集系数，见实用供热空调设计手册表20.7-2； qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，见实用供热空调设计手册 表20.7-3，（W）； CLQ人体显热散热冷负荷系数，由附录27查得； (2) 人体散湿形成的潜热冷负荷Q（w）可按下列公式计算：Q=nq1 （3-6） 式中： n计算时刻空调区内总人数； q11名成年男子小时潜热散热量，见实用供热空调设计手册表20.7-3，（W）。3.1.5 照明散热形成的冷负荷荧光灯散热形成的冷负荷Q（w）可按下列公式计算：Qc()=n1n2FNCLQ （3-7）式中：n1镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间时， 取n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n1=1.0； n2灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利 用自然通风散热于顶棚内时，取n2=0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者取n2=0.60.8； N照明功率密度（W/m2）；见实用供热空调设计手册表20.8-1； F房间面积，（m2）； CLQ照明散热冷负荷系数，可由附录26查得； 3.1.6设备散热形成的冷负荷 设备的散热量qs（w）可按下式计算： CL=nQsCLQ （3-8） 式中： CL设备和用具显热形成的冷负荷 （W）； Qs设备和用具的实际显热散热量 （W）； CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数，可由附录24和附录25中查得；3.2湿负荷计算3.2.1人体散湿量人体散湿量可按下式计算：MW = 0.278ng10-6 (3-9)式中： MW 人体散湿量，kg/s ；群集系数，由暖通空调表2-12查得为0.93；n计算时刻空调房间内的总人数；g成年男子的小时散湿量，g/h，由暖通空调表2-13查得。3.2.2散湿量敞开水表面散湿量敞开水表面散湿量可按下式计算MW = 0.278WA10-3 (3-10)式中： MW敞开水表面散湿量，kg/s ；W单位水面蒸发量，kg/(m2h)，由暖通空调表2-14查得；A蒸发表面面积，m2。本建筑中各房间均没有敞开水面，故此项省略不计算。以四层主任室为例，冷负荷计算结果如下： 表3-1 四层主任室各项逐时冷负荷汇总表屋顶逐时冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:00tc() 43.442.741.941.140.239.5td000000k 111111k 0.880.880.880.880.880.88tc() 38.19237.57636.87236.16835.37634.76tn262626262626K0.40.40.40.40.40.4A29.5229.5229.5229.5229.5229.52 Qc()143.96 136.69 128.38 120.06 110.71 103.44 时间14:0015:0016:0017:0018:0019:00tc() 38.938.538.338.438.839.4td000000k 111111k 0.880.880.880.880.880.88tc() 34.23233.8833.70433.79234.14434.672tn262626262626K0.40.40.40.40.40.4A29.5229.5229.5229.5229.5229.52 Qc()97.20 93.05 90.97 92.01 96.16 102.40 时间20:0021:0022:0023:000:001:00tc() 40.241.14242.943.744.3td000000k 111111k 0.880.880.880.880.880.88tc() 35.37636.16836.9637.75238.45638.984tn262626262626K0.40.40.40.40.40.4A29.5229.5229.5229.5229.5229.52 Qc()110.71 120.06 129.42 138.77 147.08 153.32 时间2:003:004:005:006:007:00tc() 44.8454544.944.544td000000k 111111k 0.880.880.880.880.880.88tc() 39.42439.639.639.51239.1638.72tn262626262626K0.40.40.40.40.40.4A29.5229.5229.5229.5229.5229.52 Qc()158.51 160.59 160.59 159.55 155.39 150.20 西外墙逐时冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:00tc() 37.837.336.836.335.935.5td000000k 111111k 0.940.940.940.940.940.94tc() 35.53235.06234.59234.12233.74633.37tn262626262626K0.450.450.450.450.450.45A14.3114.3114.3114.3114.3114.31 Qc()61.38 58.35 55.33 52.30 49.88 47.46 时间14:0015:0016:0017:0018:0019:00tc() 35.234.934.834.834.935.3td000000k 111111k 0.940.940.940.940.940.94tc() 33.08832.80632.71232.71232.80633.182tn262626262626K0.450.450.450.450.450.45A14.3114.3114.3114.3114.3114.31 Qc()45.64 43.83 43.22 43.22 43.83 46.25 时间20:0021:0022:0023:000:001:00tc() 35.836.537.33839.234.8td000000k 111111k 0.940.940.940.940.940.94tc() 33.65234.3135.06235.7236.84832.712tn262626262626K0.450.450.450.450.450.45A14.3114.3114.3114.3114.3114.31 Qc()49.28 53.51 58.35 62.59 69.86 43.22 时间2:003:004:005:006:007:00tc() 38.538.939.139.239.138.9td000000k 111111k 0.940.940.940.940.940.94tc() 36.1936.56636.75436.84836.75436.566tn262626262626K0.450.450.450.450.450.45A14.3114.3114.3114.3114.3114.31 Qc()65.62 68.04 69.25 69.86 69.25 68.04 西外窗日射得热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:00CLQ0.140.170.180.190.20.34Ca0.750.750.750.750.750.75Aw2.72.72.72.72.72.7Cs0.780.780.780.780.780.78Ci0.60.60.60.60.60.6Djmax599599599599599599CL179.47 96.50 102.18 107.86 113.53 193.01 时间14:0015:0016:0017:0018:0019:00CLQ0.560.720.830.770.530.11Ca0.750.750.750.750.750.75Aw2.72.72.72.72.72.7Cs0.780.780.780.780.780.78Ci0.60.60.60.60.60.6Djmax599599599599599599CL1317.90 408.72 471.17 437.11 300.87 62.44 时间20:0021:0022:0023:000:001:00CLQ0.10.090.090.080.080.07Ca0.750.750.750.750.750.75Aw2.72.72.72.72.72.7Cs0.780.780.780.780.780.78Ci0.60.60.60.60.60.6Djmax599599599599599599CL156.77 51.09 51.09 45.41 45.41 39.74 时间2:003:004:005:006:007:00CLQ0.070.060.060.060.080.11Ca0.750.750.750.750.750.75Aw2.72.72.72.72.72.7Cs0.780.780.780.780.780.78Ci0.60.60.60.60.60.6Djmax599599599599599599CL139.74 34.06 34.06 34.06 45.41 62.44 西外窗瞬时冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:00tc()26.927.92929.930.831.5td000000tn262626262626Aw2.72.72.72.72.72.7Cw1.21.21.21.21.21.2Kw2.62.62.62.62.62.6CL27.58 16.01 25.27 32.85 40.44 46.33 时间14:0015:0016:0017:0018:0019:00tc()31.932.232.23231.630.8td000000tn262626262626Aw2.72.72.72.72.72.7Cw1.21.21.21.21.21.2Kw2.62.62.62.62.62.6CL214:0015:0016:0017:0018:0019:00时间20:0021:0022:0023:000:001:00tc()29.929.128.427.827.226.7td000000tn262626262626Aw2.72.72.72.72.72.7Cw1.21.21.21.21.21.2Kw2.62.62.62.62.62.6CL232.85 26.11 20.22 15.16 10.11 5.90 时间2:003:004:005:006:007:00tc()26.225.825.525.325.426td000000tn262626262626Aw2.72.72.72.72.72.7Cw1.21.21.21.21.21.2Kw2.62.62.62.62.62.6CL21.68 -1.68 -4.21 -5.90 -5.05 0.00 南外窗日射得热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:00CLQ0.260.40.580.720.840.8Ca0.850.850.850.850.850.85Aw34.4434.4434.4434.4434.4434.44Cs0.830.830.830.830.830.83Ci0.60.60.60.60.60.6Djmax302302302302302302CL11144.70 1761.08 2553.56 3169.94 3698.26 3522.15 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