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毕业设计（论文） 题目名称：惠新大厦中央空调系统设计 学院名称：能源与环境学院 班 级：建环 学 号： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日 _ 精品资料 论论文文编编号：号： 惠新大厦中央空惠新大厦中央空调调系系统设计统设计 专业：建筑环境与设备工程 姓名： 教导老师： 摘要摘要 本设计为 惠新大厦中央空调设计。通过方案比较，在负荷计算的基础上，采用 了风机盘管加新风和全空气两种空调系统形式。一层除了有单独办公室，还有一个 长17.8m，宽15.6的办公大厅，不适合用风机盘管加新风系统，选用全空气系统。二层 到十层楼层，大部分为单独办公室，所以全部选用风机盘管加新风系统。风机盘管为 卧式暗装，新风不承担室内负荷；全空气系统为一次回风系统，室内送风采用散流器 下送方式。新风从墙洞引入，再由各层的新风机组集中处理供应。冷冻水由地下室的 冷冻机房供应，采用了闭式同程两管制水系统。水管用泡沫橡塑保温，风管采用离心 玻璃棉。设计工程中考虑了消声、减振措施。 关关键词键词：中央空调，风机盘管加新风系统，全空气系统，大厦 _ 精品资料 Central Air-conditioning Design for HuiXin Building Abstract The air conditioning engineering of Huixin Building was designed. On the base of cooling load, heating and moisture load calculation, primary air fan-coil system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. In addition to individual office level, there is a length 17.8m, width of 15.6 in the office lobby, not suitable for fan coil plus fresh air system, use an all air system. The second floor to ten floors, most as a separate office, so all the fan coil selection of a new air system.The fresh air doesnt undertake indoor load and delivers air through double deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. The return air is harnessed one time by the air handling unit in the all air system and the handled air is delivered through double deflection grille by sidewall air supply. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. The chilled water which is a closed two-pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. The thermal insulation material of water pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively. Measures of noise elimination, damp, fire prevention and smoke extraction is considered during the design. Key Words: air conditioning primary air fan-coil system all air system building. _ 精品资料 目录 目目录录.II 1 工程概况工程概况.- 1 - 1.1 原始资料.- 1 - 1.2 计算参数.- 1 - 1.2.1 基本气象参数.- 1 - 1.2.2 室外计算参数.- 1 - 1.2.3 室内设计参数.- 1 - 1.3 动力资料：.- 2 - 1.4 土建资料 .- 2 - 2 负负荷荷计计算算.- 3 - 2.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法.- 3 - 2.1.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷.- 3 - 2.1.2 内墙,楼板等室内传热维护结构形成的瞬时冷负荷.- 3 - 2.1.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷.- 4 - 2.1.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷.- 4 - 2.2 设备散热形成的冷负荷.- 4 - 2.3 照明散热形成的冷负荷 .- 5 - 2.4 人体散热形成的冷负荷.- 5 - 2.5 新风冷负荷.- 5 - 3 空空调调方案的确定方案的确定.- 8 - 3.1 空调方案的分类.- 8 - _ 精品资料 3.1.1 按空气处理设备的集中程度分为.- 8 - 3.1.2 按承担室内负荷所用的介质分为.- 8 - 3.2 空调方案的比较 .- 8 - 3.3 空调系统形式确定 .- 10 - 4 确定确定风风量、送量、送风风状状态态点及点及选选型型计计算算.- 13 - 4.1 风机盘管加独立新风系统.- 13 - 4.1.1 夏季室内新风量的确定.- 13 - 4.1.2 新风处理状态的确定，总风量及风机盘管风量的确定.- 14 - 4.1.3 风机盘管选型.- 16 - 4.1.4 新风机组的选型.- 17 - 4.2 全空气系统.- 18 - 5 风风管水力管水力计计算算.- 20 - 6 水管水力水管水力计计算算.- 23 - 6.1 水系统形式的分类 .- 23 - 6.1.1 按管道数目分.- 23 - 6.1.2 开式和闭式.- 23 - 6.1.3 按环路分.- 23 - 6.1.4 按流量来分.- 23 - 6.2 水系统形式的确定.- 24 - 6.2.1 计算基本公式：.- 24 - 6.2.2 凝结水管路系统的设计.- 24 - 6.3 水力计算方法.- 25 - _ 精品资料 7 冷冷冻冻站的站的设计设计.- 29 - 7.1 制冷机组的选择.- 29 - 7.1.1 各种制冷机的优缺点比较表.- 29 - 7.1.2 制冷机的性能系数（COP）.- 30 - 7.2 冷却塔的选择 .- 31 - 7.3 分集水器的选择.- 32 - 7.4 膨胀水箱的选择.- 32 - 7.5 冷冻水泵的选择.- 33 - 7.6 冷却水泵的选择.- 34 - 7.7 补水泵的选择.- 34 - 8 结论结论.- 35 - 参考文献参考文献.- 36 - 致致谢谢.- 37 - _ 精品资料 1 工程概况 1.1 原始资料 惠新大厦是一个办公建筑。该办公楼地下一层为中央空调机房及停车场，地上 一十层为办公楼。冷却塔设于楼顶。每层高4m,总建筑高度40m，建筑面积 21000m。 1.2 计算参数 1.2.1 基本气象参数 地理位置：河南省 位置: 北纬34.71 东经：113.65 1.2.2 室外计算参数 夏季参数 大气压: 99170.00Pa 室外计算干球温度: 35.6.00 空调日平均计算温度: 30.80 计算日较差: 9.2 室外湿球温度: 27.40 室外平均风速: 2.60m/s 冬季参数 大气压： 101280.0pa 空调计算温度： -5.000 室外相对湿度： 60.00 % 室外平均风速： 4.300m/s 1.2.3 室内设计参数 1. 冬季室内参数值：=20,=50%,v0.2m/s g t 2. 夏季室内参数值：=26,=60%,v0.3m/s g t _ 精品资料 1.3 动力资料： 1.冷源：冷水机组进水温度7,回水温度12,温差=5 t 2.热源：城市热网 3.水源： 城市自来水 4.电源：220/380v交流电 1.4 土建资料 1. 外墙体： 根据建筑条件图，按暖通空调.动力选择I型墙体，370mm厚，传热 系数0.78w/m2. . 2. 内墙体： =240mm红砖抹灰 3. 屋面： 传热系数0.6 w/m2. . 4. 地面： 采用大理石铺地（非保温地面） 5. 门窗： 窗玻璃采用6+6双层有色玻璃，无外遮阳，办公室内遮阳类型为浅蓝 布帘，双层钢窗有效面积系数0.75 6. 层高： 4.0m _ 精品资料 2 负荷计算 2.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法 2.1.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下 式计算： W （公式2.1-1） sr KLQ t 1 式中： LQ1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，； K外墙和屋面的传热系数，W/()； 计算时间，h； 维护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的 时间延迟，h； -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的时间，h； t作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，； 2.1.2 内墙,楼板等室内传热维护结构形成的瞬时冷负荷 当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3时,要考虑由内维护结构的 温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可按如下传热公式计算： LQ2=FK(tl s - tn) W （公式2.1-2） 式中： F内维护结构的传热面积，m； K内维护结构的传热系数，W /( mk) ； tn 夏季空调房间室内设计温度，； tl s 相邻非空调房间的平均计算温度， 。 其中tl s = t + tl s （公式2.1-3） 式中： t 夏季空调房间室外计算日平均温度，； tl s 相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日平均温度的 差值,当相邻散热量很少(如走廊)时, tl s 取3 ,；当相邻散热量在23116 W /m2时, tl s _ 精品资料 取5 。 2.1.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室内外温差的作用下, 玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算： LQ3=FKt W （公式2.1-4） 式中： F外玻璃窗面积，m； K玻璃的传热系数，W /( mk) ； t 计算时刻的负荷温差，； 2.1.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算： LQ4=FC Z W （公式2.1-5） g x d x . j J 式中： F玻璃窗的面积； C Z玻璃窗的综合遮挡系数C Z=CsCn ； 其中，Cs 玻璃窗的遮挡系数，本设计中，Cs =0.86； Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数，本设计中， Cn =0.6； 窗的有效面积系数；单层钢窗，双层钢窗0.75；单层木窗0.7，双层木窗 g x 0.6； 地点修正系数； d x 计算时刻时，透过单层窗口面积的太阳辐射热形成的冷负荷，简称负荷 . j J 强度，W/m ； 2 2.2 设备散热形成的冷负荷 设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算： LQ=QC W (公式2.2-1) LQ 式中： LQ设备和用具形成的冷负荷，W； Qq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； 如果空调系纙不连续运行，则CLQ1.0 _ 精品资料 2.3 照明散热形成的冷负荷 和照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式分类为 白炽灯：LQ5 =1000NCLQ W (公式2.3-1) 荧光灯：LQ5 =1000n1n2 NCLQ W (公式2.3-2) 式中： LQ5灯具散热形成的冷负荷，W； N照明灯具所需功率，KW； 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内时，取 n11.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取 n11.0；本设计取 n11.0； 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 散热与顶棚内时，取 n20.50.8；而荧光灯罩无通风孔时,取 n20.60.8；本设计 取 n20.6； CLQ照明散热冷负荷系数。 本设计照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率 按照表 2.3 计算。 2.4 人体散热形成的冷负荷 人体散热引起的冷负荷计算式为： LQ6qsnnCLQ +qlnn W (公式2.4-1) 式中： LQ6人体散热形成的冷负荷，W； qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； n室内全部人数； n群集系数，办公楼群集系数为0.93； CLQ人体显然散热冷负荷系数，人体显然散热冷负荷系数。 _ 精品资料 2.5 新风冷负荷 目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定 或推荐的原则, 在本设计中，新风量取 30 m3/h.人 。 夏季，空调新风冷负荷按下式计算： CLWLW(hW-hN) W (公式2.5-1) CLW夏季新风冷负荷，KW； LW新风量，kg/s； hW室外空气的焓值，kj/kg； hN室内空气的焓值，kj/kg。 一层房间布置图： 图2.5-1 二至十层房间布置图 利用上述方法计算空调冷负荷，结果如下： 表 2.5-1 _ 精品资料 一层房间最大负荷(不含新风)w 新风负荷w合计 西101165010202670 西102119310202213 西11085310201873 电信室 1408 10202428 西112118910202309 楼宇监控室 11893401529 西120263417004334 西116181913603179 西115198913603349 西114131710202337 西113182010202840 东101 129110202311 东122 232017004020 东118 134713602707 东117 151213602872 接待大厅 7850340011250 合计 121893w 顶层房间最大负荷(不含新风)w新风负荷w合计 西101246910203489 西102158110202601 电信室 155010202570 西112120610202226 楼宇监控室 12063401546 西120272917004429 西116182113603181 西115192213603282 西114150710202527 西113179910202819 东101 210510203125 东122 231517004015 东118 154013602900 _ 精品资料 上表中各个房间的负荷为逐时最大冷负荷。经计算，负荷汇总之后，整个办公楼的综 合最大负荷为1276KW，出现在下午三点，其中新风负荷为596KW。冬季负荷为 1000KW。 东117 162213602982 合计 144027w _ 精品资料 3 空调方案的确定 3.1 空调方案的分类 3.1.1 按空气处理设备的集中程度分为 1 集中式系统：空气集中于机房内进行处理，而房间内只有空气分配装置。需要 占用一定的建筑面积，控制管理比较方便，效率高。 2 半集中式系统：对室内空气处理的设备分散在各个被调节和控制的房间内，而 又集中部分处理设备。占用机房少，可以满足各个房间各自的温湿度控制要求，效率 较高，但管理维修不方便，且有可能有噪声影响。 3 分散式系统：对室内进行热湿处理的设备全部分散在各房间内。不需要机房， 不需要对空气进行分配的风道，维修管理不便，效率低。 在此不考虑集分散式空调系统 3.1.2 按承担室内负荷所用的介质分为 1 全空气系统：房间内的热湿负荷全部由经过处理的空气来承担，适用于面积较 大人员较多的场所，新风调节方便，过渡季节可实现全新风运行，节约能源，占地面 积大，风管占用较大空间，初投资和运行费用较高。 2 全水系统：室内的 热湿负荷全部靠水来承担，没有送风道，节省建筑空间，但 室内空气品质不好。 3 空气水系统：房间内的热湿负荷由经过处理的空气和水来共同承担。 3.2 空调方案的比较 全空气系统与空气-水系统的比较表： 表 3.2-1 比较项目全空气系统空气水系统 _ 精品资料 设备布置与 机房 1 空调与制冷设备可 以集中布置在机房 2 机房面积较大层高 较高 3 有时可以布置在屋 顶或安设在车间柱间平台 上 1. 只需要新风空调机房、机 房面积小 2. 风机盘管可以设在空调 机房内 3. 分散布置、敷设各种管线 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 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 _ 精品资料 风机盘管加新风系统的特点： 表 3.2-2 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 空调时整个空调系统仍需 运行不经济 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 可以严格地控制室内温度 和室内相对湿度 对室内温度要求严格时难于满足 _ 精品资料 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 3.3 空调系统形式确定 本次设计采用两套系统：全空气系统和风机盘管加独立新风系统。 由于上海联谊大厦为综合办公楼，各层分为相互间隔的办公室，互不干扰。故该 办公室采用风机盘管加新风系统。由于风机盘管加新风系统有调节灵活的特点，各 个房间可独立调节，且相互影响还不是很大。而接待大厅面积大概 250 平米，故采用 一次回风的露点送风系统比较好。 处理过程如下图： 图3.3-1 _ 精品资料 夏季一次回风系统空气处理过程 风机盘管空气处理方案： 风机盘管的新风供给方案共有三种： （1）室外新风靠房间的缝隙自然渗入，风机盘管处理的基本上都是循环空气。此 种方式初投资和运行费用都比较低，但室内卫生条件差，且因受无组织渗透风的影 响，造成室内温度场不均匀，只适用于人员较少的情况。 （2）墙洞引入新风直接进入机组。新风口进风量可以调节，冬夏季可按最小新风 量进风，过渡季节尽量多采用新风。这种方式既能保证室内得到比较多的新风量，又 有一定的节能效果，但新风负荷的变化直接影响室内参数的稳定性。这种系统只适 用于对室内空气参数要求不太严格的建筑物。 （3）由独立的新风系统供给室内新风。室外新风通过新风机组处理到一定的状态 参数后，由送风道系统直接送入。这种独立的新风供给方式，提高了空调系统调节和 运行的灵活性。初投资比较大。 综合考虑三种方案的特点，本建筑为高级办公楼，对空气质量要求比较高，采 用独立的新风系统，既提高了该系统的调节和运转的灵活性，风机盘管的结露现象 得以改善，而且可以适当的提高风机盘管制冷时的供水温度，节约能量。 具体处理过程如下图:( 夏季风机盘管空气处理过程) 图 3.3-2 _ 精品资料 _ 精品资料 4 确定风量、送风状态点及选型计算 4.1 风机盘管加独立新风系统 本设计采用单独的新风系统供给室内新风，把新风处理到室内的等焓线上，不 承担室内的负荷，这样就提高了该系统的调节和运转的灵活性 4.1.1 夏季室内新风量的确定 1.满足卫生要求： 在人员长期停留的空调房间，由于人们呼出二氧化碳气体的增加，会逐渐破坏 室内空气的正常成分，给人体带来不良的影响。因此在空调系统的送风量中，必须掺 入含二氧化碳少的室外新风来稀释室内空气中的二氧化碳的含量，使之符合卫生标 准的要求。 公共建筑主要空间的设计新风量 表 4.1-1 建筑类型和房间名称新风量 m3/(h人) 5 星级50 4 星级40客房 3 星级30 5 星级30 4 星级25 3 星级20 餐厅、宴会厅、多功能厅 2 星级15 旅游旅馆 大堂、四季厅45 星级10 _ 精品资料 2.补充局部排风量，以防房间产生负压 当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使空调房间产生负压，在系 统中必须有相应的新风量来补尝排风量。 3 保持空调房间正压要求 一般情况下室内正压在 5-10pa 即可满足为了防止外界环境空气渗入空调房间， 干扰室内温度，湿度或破坏室内的洁净度，需要使空调房间内部保持一定的正压值， 即用增加一部分新风的方法，使室内空气高于外界压力，然后再让这部分多余的空 气从房间门窗缝隙等不严密处审渗出去。室内的正压值P(PA)正常，相当于空气从 房间缝隙渗出时阻力。空调房间正压值 510Pa 来计算。过大的正压不但没有必要， 而且还降低了系统运行的经济性。 45 星级20 商业、服务 23 星级10 美容、美发、康乐设施30 13 级 30 旅店客房 4 级 20 _ 精品资料 保持建筑物或房间正压所需风量，可按换气次数估算。 换气次数 n=L/V 次/h。 保持房间内正压所需的换气次数如下表所示： 表 4.1-2 室内正 压（Pa） 无外窗 的房间 有外窗，密封 较好的房间 有外窗，密封 较差的房间 50.60.70.9 101.01.21.5 GW1=总人数每人新风量 其中总人数人员密度房间面积 4.1.2 新风处理状态的确定，总风量及风机盘管风量的确定 本建筑风机盘管系统采用独立的新风系统，各层都设有新风处理机组，以热湿 比来确定新风状态。 以西 101 办公室为例： 热湿比取送风机器露点 90%，由焓湿图查得送风状 1650 3600 29118 3 68 Q W 态点参数为：i0=51，t0=190C 室内状态点参数为：in=58 ，tn=260C。得 KJ kgKJ kg 总送风量，新风量，由此得 0 1.65 0.24 / 6851 n Q Gg s ii 3 30 1.2 0.03 3600 W G kg s 通过风机盘管处理的风量为：， 0.240.030.21/907 3/ FW GGGkg smh 50/ m ikJ kg 0 18.5 m tC 根据风机盘管所需的风量和冷量选择风机盘管，参数如下： 表 4.1-1 型号制冷量 W 风量h/m3 水流量 L/s 阻力 a KP 开利 CMT0065230106014.04 按照以上计算方法计算一层其他房间，结果如下： 表 4.1-2 _ 精品资料 房间热湿比 总风量 /Kg s 新风量 /Kg s 风机盘管 风量hm / 3 送风状态点 m 西 102210000.130.03432 46.3/ m iKJ kg =17 m tC 0 西 110150000.080.03216 39.6/ m iKJ kg 14.5 m tC 0 西 112210000.130.03432 46.3/ m iKJ kg 17 m tC 0 西 113320000.260.03993 kgKJim/50 19