毕业设计（论文）-扬州市邗江区某建筑空调系统设计.doc

南京工程学院毕业设计说明书（论文） 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： 扬州市邗江区某建筑空调系统设计 全套图纸加扣3012250582 指导者： 评阅者： 2015 年 05 月 南 京14 毕业设计说明书（论文）中文摘要Title Central air conditioning system design for Business Building in Yangzhou Abstract Graduation design content of this project is yangzhou HanJiang area hotel air conditioning system design. Design the main contents include: calculate buildings interior, cold, hot, wet load to determine air treatment scheme; Supply air state parameters and air output and design of air conditioning room to decorate, be determined by the size of the load of the unit model, selection of air-conditioning equipment; Determine the airflow organization form and air distribution calculation; Arrangement of wind, water and hydraulic calculation, determine the diameter of each section. Air conditioning system, shock absorption, insulation and anti-corrosion design. Graduation design meaning With the growing human industrialization level, the earths resources and environment have greatly changed. Along with the progress of the society, people are increasingly demanding to live and work environment, it also led to the air conditioning in proportion of high energy is more and more big. According to incomplete statistics, Chinas air-conditioning energy efficiency 67% from Europe. Therefore, the air conditioning energy saving is of great significance for the construction of economical society. This graduation design mainly is the study of the complex building air conditioning system design, the complex building air conditioning system design, make it more energy efficient.Keywords: complex building, central air conditioning, screw machine, boiler room, fan coil units, fresh air system扬州市邗江区某建筑空调系统设计第一章 设计基础41.1建筑概况41.2城市气象资料51.2.1地理资料51.2.2室外气象条件51.2.3室内设计参数51.2.4建筑结构6第二章 负荷计算72.1冷负荷的计算72.2热负荷的计算82.3湿负荷82.4新风负荷82.5 例子三楼北卧室102.6负荷计算结论16第三章 空调系统方案的确定173.1系统选择173.2设备选择183.2.1风机盘管加新风系统19第四章 风系统的设计254.1 风管材料和形状的确定254.2 送、回风管的布置254.3 气流组织设计254.3.1 风机盘管加新风系统送风口设计254.4 风管设计274.4.1 风道水力计算步骤27第五章 水系统的设计315.1空调水系统的分类315.2 水系统方案的确定315.3水管水力计算315.3.3冷冻水泵的选型335.4 冷凝水排放系统设计345.5其他设备及附件选择365.6.1 膨胀水箱配置与计算365.6.2阀门的选择376.1空调冷源方案的确定396.2 空调热源确定39结论40致谢41参考文献42第一章 设计基础1.1建筑概况本工程为扬州市某建筑空调系统设计，拟建11层，总建筑面积7071.7m2左右。（其中一层577.62平方米，夹层407平方米，二层684.5平方米，三层681.8平方米，四层645.08平方米，五层-八层644平方米，九层649.4平方米，十层597.4平方米，屋面层252.9平方米）.室内外高差为0.45m。主楼首层层高3.5m，其余层高3.3米。1.2城市气象资料1.2.1地理资料扬州地处长江中下游平原东端,江苏省中部,北纬32-33,东经119。属夏热冬冷地区。大气压力，冬季：1025.4hpa夏季：1005.1hpa.。根据1971年-2000年气候资料统计，夏季日平均气温30.1，日较差5.6。冬季室外计算温度为-5。1.2.2室外气象条件 （1）室外计算干球温度：冬季室外计算干球温度 -5，夏季室外计算干球温度33 （2）夏季空调室外计算湿球温度：28.6 （3）冬季空调室外计算相对湿度：76%（4）室外风速：冬季平均3.8m/s；夏季平均3.1m/s。1.2.3室内设计参数表1室内设计参数表房间类型 室温（）相对湿度（）工作区风速（m/s）新风标准（m3/h.p）人数夏季冬季夏季冬季大餐厅 26 18 60 40 0.22015配餐厅 26 18 60 40 0.2202洗浴间 26 18 60 40 0.22010-15办公室 26 18 60 40 0.2202-4走廊 26 18 60 40 0.2202-6包间 26 18 60 40 0.2201教室 26 18 60 40 0.22030标准间 26 18 60 40 0.2201会议室 26 18 60 40 0.2204报告大厅 26 18 60 40 0.22010套间 26 18 60 40 0.22021.2.4建筑结构 该建筑物屋顶为预制细石混凝土板，通风层，防水层，现浇钢筋混凝土板屋顶结构：属型，传热系数K =0.48W/(),外墙属型K=1.5W/()，内墙、楼板传热系数外窗属型K=1.97W/(m2)：铝合金窗框，80%玻璃，单层玻璃，塑料窗（k=1），内有白色窗帘，窗墙比0.4。第二章 负荷计算2.1冷负荷的计算（1）通过围护结构传入室内的热量；在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷，可按下列公式逐时计算 2-1由于建筑物所在地是扬州，围护结构为型K=0.81 W/()；结构地点修正值为（南方1.0、北方2.7、东方2.1、西方2.1、水平2.0）；室内温度为26。（2）透过外窗进入室内的热量（外窗玻璃日得热，外窗玻璃温差得热）；1、透过玻璃窗进入室内的日射形成的逐时冷负荷，可按下列公式逐时计算 2-2建筑所在地为扬州，所以 （南面208 W/m2；北面118 W/m2；东面559 W/m2；西面559W/m2）；室内装有白窗帘，遮阳系数为0.5；窗户为单层铝合金窗，有效面积为0.85；玻璃为标准玻璃，Cs值为1.00。2、在室内外温差作用下，外窗玻璃瞬变传热引起的瞬时冷负荷，可按下列公式逐时计算 2-3建筑所在地为扬州，地点修正值为3；室内温度26；铝合金外框，80%玻璃，单层，所以传热系数修正值为1.00；Kw由ao和ai决定，ai为8.7 W/()，ao=10.46+3.95v(v为夏季风速3.1m/s)=22.7,查表得Kw=6.3 W/()（3）人体散热量；人体显热散热引起的冷负荷。其计算公式如下 2-4人体潜热散热引起的冷负荷。其计算公式如下 2-5（4）照明散热量； 房间设备使用的是荧光灯，在一般情况下，可近似认为照明设备的散热量与其形成的冷负荷相等，即CLW。下面公式为荧光灯的散热量 2-6 （5）设备散热量。设备及用具散热形成冷负荷按下式计算： 2-72.2热负荷的计算（1）围护结构的基本耗热量 2-8（2）围护结构附加耗热量 2-9（3）门窗缝隙渗入冷空气的耗热量 2-10朝向修正系数 北0.1南-0.1东-0.05西-0.05；温差修正系数1.02.3湿负荷本建筑主要考虑的是人体湿负荷。对于保持正压的空调房间，只需计算室内湿源每小时散入室内的湿量。人体湿负荷 2-112.4新风负荷 空调新风负荷按下式计算夏季 2-12 冬季 2-13新风量确定的一般原则 满足卫生要求为满足卫生标准。补充局部排风量。保证空调房间的正压。根据夏季空调室外计算干球温度34.6，相对湿度82%，由湿空气焓湿图查的室外空气焓值ho=110kJ/kg。当室内温度tn=26，=60%时，由湿空气焓湿图查的室内空气焓值hn=58.8 kJ/kg。根据冬季空调室外计算干球温度-5，相对湿75%，由湿空气焓湿图查的室外空气焓值ho=-1kJ/kg。当室内温度tn=18，=40%时，由湿空气焓湿图查的室内空气焓值hn=31 kJ/kg。2.5 例子三楼北卧室表21北卧室内维护结构传热冷负荷f17.8k1.5to,m30.8&ta2tn26LQ181.56 表22北卧室外玻璃墙瞬变传热冷符合时间89101112131415161718192021222324tl32.332.131.831.631.431.331.431.631.832.132.432.632.933.1td11111111111111111tn2626262626262626262626262626262626k11111111111111111F12.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.54K3.33.3LQ302.0886293.8122281.3976273.1212264.8448260.7066256.5684256.5684260.7066264.8448273.1212281.3976293.8122306.2268314.5032326.9178335.1942表23北卧室窗日射得热冷负荷时间89101112131415161718192021222324Ca0.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.85Cs11111111111111111Cn0.50.5F12.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.5412.54Djmax116116116116116116116116116116116116116116116116116CLQ40.560.720.830.770.590.090.080.08LQ86.55108105.09774111.27996117.46218123.6444210.19548346.20432445.11984513.12426476.03094327.6576668.0044261.822255.6399855.6399849.4577649.45776表24北卧室内人员散热形成的冷负荷群集系数0.93q61n2CLQ1LQs113.46q73lQr135.78总计249.24表25北卧室设备用具显热冷负荷时间89101112131415161718192021222324X0.980.980.980.220.090.060.050.040.030.020.020.020.020.010.010.010.01f19.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.76N55555555555555555LQ96.82496.82496.82421.7368.8925.9284.943.9522.9641.9761.9761.9761.9760.9880.9880.9880.988表26北卧室照明散热形成的冷负荷时间89101112131415161718192021222324CLQ0.840.290.20.090.080.070.060.37N1212121212121212121212121212121212n1.21.2n211111111111111111f19.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.7619.76LQ239.0169682.5177673.9814465.4451256.908854.0633648.3724883.397639.8361634.1452831.2998428.454425.6089622.7635219.9180817.07264105.28128房间负荷源传热系数温差修正系数耗热量修正修正后热负荷围护结构耗热冷风渗透耗热量外门冷风侵入耗热总热负荷 名称面积计算朝向风力KXchXfQ1Q1Q2Q3Q1+Q2+Q3长高(宽)F(m2)W/WWWWW三楼北卧室北外墙3.80 3.3012.541.50 1.00 0.10 0.00 475.48北外窗3.80 3.3012.546.30 1.00 0.10 0.00 739.38219.82房间小计tn()18tw()-5房高修正Xg1214.861214.86 1434.68湿负荷 LQs=qnClq冬季新风负荷夏季新风负荷房间三楼北卧室房间三楼北卧室房间三楼北卧室散湿量68新风标准20新风标准20人数2人数2人数2群集系数0.93定压比热1.005焓差34Clq1焓差32新风负荷1360湿负荷 126.49新风负荷1286.4新风比0.19新风比24.73房间面积冷负荷热负荷湿负荷新风量三楼北卧室19.761155.281434.68126.4820表27各房间负荷汇总如下：冷负荷热负荷湿负荷新风量一楼41734.82 51815.22 4569.12 722.51 夹层二楼44845.41 55691.07 4909.67 776.36 三-八楼43202.33 53650.62 4729.79 747.91 北卧室1155.28 1434.68 126.48 20.00 北客厅1153.71 1432.73 126.31 19.97 西卧室1551.40 1926.60 169.85 26.86 南卧室1427.31 1772.50 156.26 24.71 南客厅1240.27 1540.22 135.78 21.47 东卧室2635.75 3273.19 288.56 45.63 东南卧室5663.74 7033.49 620.07 98.05 东北卧室5402.26 6708.77 591.44 93.52 西南卧室2655.23 3297.38 290.69 45.97 走廊7321.00 9091.55 801.50 126.74 九层十层56097.43 69664.34 6141.54 971.15 北卧室1155.28 1434.68 126.48 20.00 西卧室1551.40 1926.60 169.85 26.86 南卧室1427.31 1772.50 156.26 24.71 南客厅1240.27 1540.22 135.78 21.47 东卧室2635.75 3273.19 288.56 45.63 西南卧室6757.74 8392.07 739.84 116.99 东北卧室5402.26 6708.77 591.44 93.52 走廊7321.00 9091.55 801.50 126.74 南楼梯间3107.54 3859.09 340.21 53.80 南大卧室3107.54 3859.09 340.21 53.80 北客厅 3138.62 3897.68 343.62 54.34 东南卧室7358.63 9138.28 805.62 127.39 东北客厅8156.21 10128.75 892.94 141.20 2.6负荷计算结论经对扬州市某建筑的计算，一层面积577.62，一层夏季最大冷负荷为41734.82W，冷负荷指标为147W/。冬季热负荷为51815.22W夹层二层面积684.5，二层夏季最大冷负荷为44845.41W，冷负荷指标为101W/。冬季热负荷为55691W三-八层面积681.8，三层夏季最大冷负荷为43202.33 W，冷负荷指标为122W/。冬季热负荷为53650.62W九层十面积649.4，四层夏季最大冷负荷为56097.43W，冷负荷指标为96W/。冬季热负荷为69664.34W综上，总冷负荷为502834.49w（503kw），总热负荷为624429.75w（625kw）。第三章 空调系统方案的确定3.1系统选择 本工程为扬州市某建筑空调系统设计，拟建十一层，总建筑面积7071.7m2左右。（其中一层577.62平方米，夹层407平方米，二层684.5平方米，三层681.8平方米，四层645.08平方米，五层-八层644平方米，九层649.4平方米，十层597.4平方米，屋面层252.9平方米）。本建筑主要有一楼夹层以及二楼为大空间，卧室客厅等小房间。下面三种空调设计方案。1变冷媒流量多联系统（VRV），即控制冷媒的流量，通过冷媒的直接蒸发吸热作为冷源，冷媒的直接凝缩做为热源 。VRV空调系统具有设计安装方便，占建筑空间小，无水系统，可靠性高等优点。所以对于旅馆的空气调节还是适用的。2风机盘管加新风，水源热泵机组为室内提供冷热源风机盘管加新风可以适应多个小房间的空气调节，即宾馆的客房适合这种空气调节方式。而水源热泵机组比较节能环保，且完全可以满足室内的冷热所需。所以这个方案可行。 3风机盘管加新风，用风冷冷水机组为房间提供冷源，用锅炉为房间提供热源。风冷冷水机组机体使用简单，维护方便，适宜夏季供冷，锅炉应用广泛，技术成熟，比较适合普通旅馆的空器调节。这种方案也是可行的。以上三种方案虽然都可以满足空调系统冷热源的供应，但是由于综合楼属于名用建筑中要求较高的建筑，因此要综合考虑初期成本和运行费用。 VRV系统，其虽然满足要求，但是其初投资成本较高，而且其系统也不太适合综合面积并不算太大的建筑。水源热泵系统，其制冷热量很大，完全满足旅馆的负荷要求，但是其对水源的要求很大，并且其机组由于十分庞大，由于综合楼建筑结构和使用问题，机组一般只能安装在楼顶，但是过于庞大的机身使其不能够吊装在本建筑的楼顶，所以安装和使用都很困难。然而使用风冷冷水机组提供冷源锅炉提供热源的组合，由于技术成熟，并且安装方便，维护简单，初投资很低，完全适合旅馆建筑。而且室内适用的风机盘管加新风，便于每个房间的具体操作使用，也有利于室内装修的美观。所以综上所述，决定使用风间盘管加新风，冷热源设计：冷源采用2台螺杆式式冷水机组。螺杆式冷水机组采用R134a作冷媒。热源引自锅炉房，在机房换热。末端为风机盘管，方便房间的合理使用。3.2设备选择 本设计采用风冷螺杆式冷热水机组，风机盘管直接放置在各个空调房间内，对室内回风进行处理；新风则由新风机组集中处理后通过新风管道送入室内。新风机组每层放置一台，制冷机组放置在机房。风机盘管加新风系统的冷量是由空气和水共同承担，所以属于空气-水系统。其优点如下：1）布置灵活，节能效果好，各房间能根据室内负荷情况单独调节温湿度，房间不使用时可以关掉机组，不影响其他房间的使用；2）各空调房间互不相通，不会相互污染；3）只需要新风机房，机房面积小，风机盘管可以安装在空调房间内；4）与集中式空调相比，不需要回风管道，节省建筑空间；5）节省运行费用；6）使用寿命长。系统总的最大冷负荷为502834.49w， 选择的水冷冷水机组型号为30HK195，其性能技术参数见表表3-1 水冷机组性能技术参数 型号 30HK195冷却水进水温度 32 制冷量 580KW冷却水出水温度 37冷冻水进水温度 7冷冻水流量 99 m3/h冷冻水出水温度 12冷却水流量 124 m3/h 外形尺寸：长4255mm，宽912mm，高1956mm，机组重量4175kg。3.2.1风机盘管加新风系统1新风量的确定 确定新风量需要依据下列三个因素：稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求最小新风量；补充室内燃烧消耗空气量和补充局部的排风量；维持室内的“正压”要求。 因此满足卫生要求的新风量公式为Gw=ngw 31 式中 n 空调房间内的总人数； gw 新风量标准，即单位时间内每人所需的新风量，m3/h人。这儿选取为20 m3/h人。空气密度1.165kg/m32夏季送风状态点和送风量的确定考虑到卫生和能效，选择处理后的新风和风机盘管处理过的空气混合后送入室内的方案。采用新风不负担室内负荷的方式，新风处理到室内焓值，风机盘管处理到点L2，混合到O点一并送入房间。 图3-1 新风与风机盘管送风混合后进入时的空气处理过程以三楼北卧室为例1.） 热湿比=Q/W=1.155*3600/0.026=159646kj/kg2.） 满足卫生要求的新风量Gw1=ngw =220=40 m3/h=0.01287kg/s3.） 送风状态点 已知室内外参数tN=26，=60%，tW=33，=76%，查得iN=56.8kJ/kg，iw=108 kJ/kg，由iN=56.8kJ/kg，=95%确定点L1，tL1=21，iL1=58.8kJ/kg。在i-d图中，过N点作线与=90%相交，即得送风状态点O，to=19，io=50.5 kJ/kg。送风温差=26-19=7，710符合要求。总风量G=Q/(iN-io)=1.155/（56.8-50.5）=0.183kg/s=1566m3/h。4. ）新风量的确定 由于满足卫生的新风量Gw1=40m3/h5.5m,满足贴附长度要求。（7） 因为需要使得送风的射流对工作区域不产生较大影响，射流混合高度需要达到一定值，可得空调房间的最小高度H=h+s+0.07x+0.3 (4-8)式中 h-空调区高度，2.0mS-风口底边距顶棚的距离，本房间为0.6m0.3 -安全系数将已知数代入得H=3.285m3.3m,由此可见房间高度符合要求。注：其他客房的双层百叶窗口气流组织计算同样采用此方法进行计算和校核，在此不再详述4.4 风管设计4.4.1 风道水力计算步骤 风道设计的过程中包括了风道水力计算，其由以下几个部分组成：选定合理的管内风速以确定风管截面尺寸；风系统的阻力计算以及风机的选型；平衡支路风管阻力以使得各支风路的风量满足设计值。 方法：假定流速法 步骤： 空调系统轴测图的绘制，各段风管编号以及标注（包括长度和风量）。以两管中心线长度计算管段长度。 风管内合理风速的确定。确定风速时需要结合建筑空间，初始投资以及运行费用设备噪音等问题。根据空调制冷专业课程设计指南表5-4选定主风道风速为5-6.5m/s，水平支风道风速为3.04.5