办公楼空调工程设计毕业论文.doc

武汉科技大学本科毕业设计 I 办公楼空调工程设计毕业论文办公楼空调工程设计毕业论文 目 录 1 1 绪论绪论 1 1 前言 1 设计目的 1 1 3 设计题目 2 1 4 设计要求 2 2 2 工程概况及设计特点工程概况及设计特点 3 3 2 1 工程概况 3 2 2 设计内容 3 2 2 1 风机盘管加新风系统设计 3 2 2 2 全空气系统的设计 4 2 2 3 施工图设计 4 2 2 4 设计依据 4 3 3 空调冷 热负荷设计空调冷 热负荷设计 5 5 3 1 负荷计算各类参数 5 3 1 1 成都市气象参数 5 3 1 2 室内房间设计参数 5 3 1 3 窗墙比及体形系数的计算 5 3 2 建筑材料参数 6 3 3 夏季空调室内冷负荷计算 7 3 3 1 围护结构的冷负荷 7 3 3 2 室内热源形成的冷负荷 9 3 4 房间湿负荷 19 4 4 空调末端系统设计空调末端系统设计 2020 4 1 方案比较 20 4 1 1 系统分区 20 4 1 1 各区负荷 20 4 2 全空气系统 20 4 2 1 初步确定系统的新风量 20 4 2 2 全空气系统概述 21 4 2 3 房间的新风负荷 22 4 2 4 多房间空调系统最小新风量的确定 22 4 2 5 气流组织计算 23 4 2 6 全空气系统的空气处理设备选型 25 4 3 风机盘管加新风系统 26 4 3 1 风机盘管加新风系统概述 26 武汉科技大学本科毕业设计 II 4 3 2 系统送风量及新风量的确定 26 4 3 3 风机盘管和新风机的设备选型 27 5 5 冷热源系统设计冷热源系统设计 2929 5 1 冷热源选型 29 6 6 系统水力计算系统水力计算 2929 6 1 水力计算的目的与意义 29 6 2 风机盘管系统水力计算 30 6 3 空调风系统水力计算 32 6 3 1 新风处理机组风系统水力计算 32 6 3 2 全空气处理机组风系统水力计算 33 7 7 其他设备选型计算其他设备选型计算 3535 7 1 水泵的选型 35 7 2 膨胀水箱选型 35 8 地下室防排烟系统设计 37 9 9 消声 减振与保温设计消声 减振与保温设计 3838 9 1 消声与隔声设计 38 9 2 减振设计 38 9 3 保温设计 39 结束语结束语 4040 致致 谢谢 4141 参考文献参考文献 4242 附录附录 A A 4343 附录附录 B B 5252 附录附录 C C 5555 附录附录 D D 5858 附录附录 E E 6363 附录附录 F F 6565 附录附录 G1G1 6666 附录附录 G2 1G2 1 6969 附录附录 G2 2G2 2 7171 武汉科技大学本科毕业设计 III 武汉科技大学本科毕业设计 1 1 1 绪论绪论 前言 随着经济全球化的推进 我国的各项行业正在步入高速发展的轨道 因此也不可 避免的导致了能源需求量剧增 开发新能源 研究节能技术的任务变得更为紧迫 所 以 暖通行业已经成为了国家重点关注的行业 并且国家也给予了充足的资金支持 从而暖通空调事业获得了迅速的发展 在该行业内先后出现了许多新技术 比如冰蓄 冷 地源热泵 水源中央空调系统 太阳能空调应用技术等等 这些技术的出现无疑 很好的推进了建筑节能的发展 也更加突出了暖通行业在节能领域的重要性 最近几 年 由于居住条件的日益改善 人们开始对生活环境的舒适性提出了更高的要 所以 越来越多的公共建筑 工业建筑和民用建筑都配备了完善的中央空调系统 新技术和 新设备也得到了更好的应用和发展 全国的建筑能效和能耗都得到了很好地改善 然 而事物的发展总是存在利和弊两个方面 由于新风量等问题被低估和护士 室内空气 品质的逐渐恶化 病态建筑综合症逐渐开始危害人们的健康 人们对室内环境提出了 新的要求 绿色建筑这样一个新目标在暖通行业内出现了 洁净空调从而越来越受到 重视 更为重要的是 如何在建筑节能和绿色建筑之间选择一个平衡点 正在慢慢成 为暖通行业的新挑战 当然挑战的另一方面也预示着机遇 把握机遇 在创辉煌是暖 通人的使命 同时在中央空调设计这一块 暖通行业还需要更多的创新 一个中央空调系统开 始于设计 设计的合理性影响着空调系统的能耗 以及运行效果 换言之 设计不合 理可能直接导致能源的巨大浪费 因此设计一个科学 合理 节能 健康的空调系统 就更加显得至关重要 设计目的 毕业设计是高等学校教学计划中的重要组成部分 是检验学生对大学里所学的所 有专业知识掌握程度的一次考核 是学生在学完教学计划规定的全部课程后所必须进 行的综合性实践教学环节 毕业设计的目的在于 1 通过毕业设计 学生应该掌握建筑环境与设备工程专业的设计内容 程序和 基本原则 熟悉各种规范 设计手册 掌握设计计算方法和步骤 提高负荷 计算及制图能力 进一步熟悉各种采暖 通风 空调设备 并能够运用所学 的知识解决工程实际问题 2 在毕业设计过程中着重培养学生通过所学的专业知识 独立思考并结合实际 解决课题的能力 同时培养学生独立获取新知识的能力 武汉科技大学本科毕业设计 2 3 通过毕业设计 对学生的知识面 掌握知识的深度 运用理论结合实际去处 理问题的能力 实验能力 外语水平 计算机运用水平 书面及口头表达能 力进行考核 从而给出一个合适的评价 4 通过毕业设计的训练 使学生树立起具有符合国情和生产实际的正确的思想 和观点 树立起严谨 负责 实事求是 刻苦钻研 勇于探索并具有创新意 识及与他人合作的工作作风 1 3 设计题目 成都龙泰公司办公楼空调工程设计 1 4 设计要求 1 在毕业设计过程中 必须严格按要求独立完成毕业设计任务 在设计过程中 要锻炼综合运用所学各科知识的能力 同时注意理论联系实际 为从事实际 工作打下良好基础 2 方案合理 计算公式 数据及设计观点有依据并标注出处 3 设计说明书统一用 A4 打印纸打印 4 所有图面要求整洁 布置协调 层次清楚 各种标注清晰 5 施工图总要求 图幅 线条 符号 尺寸标准 文字 比例 目录及图例等 均严格执行制图及有关标准 图纸深度 应方便施工 位置正确 尺寸齐全 有可操作性 6 有设计说明和材料明细表 武汉科技大学本科毕业设计 3 2 2 工程概况及设计特点工程概况及设计特点 2 1 工程概况 本建筑是一幢办公大楼 地处四川省成都市 整个建筑由十层主楼 二层裙楼及 一层地下室组成 建筑高度40 8m 总建筑面积为14900 其中空调面积为9095 13 整个建筑在使用上 主要分为以下几类 第一层以办事大厅为主 有少量的普通办公 室 第二层为档案室和办公室 第三层基本上是高级办公室 第四层主要为财务 测 量办公室以及小型会议室 第五层为文体活动室 图书馆 以及阅览室 第六层为局 长和副局长办公室 第七 八 九层全部都是普通办公室 第十层则为大型会议室 地下室是一个大型的车库 并且也用作战时物资库 冷热源 数台风冷热泵机组 水系统 双管制系统 整套系统都采用异程式布置 开式膨胀水箱定压 冬夏共 用 方式 风系统 整幢楼的风系统主要分为两类 一位全空气系统 二位风机盘管加新风 系统 在地下室还布置了排烟系统 送风系统和排风系统 每一个电梯间前室安装了 加压送风口 由于第一层主要以大厅为主 第十层主要是大型会议室 占地面积比较 大 因此采用全空气系统 而二到九层基本上是小区域办公区间 因此布置风机盘管 加新风系统 空气处理机组与新风机组均为吊顶式 根据建筑的面积和负荷大小 以及当地的气候条件 冷热源采用数台风冷热泵机 组 分别在主楼楼顶以及裙楼楼顶布置风冷热泵机组 根据负荷大小选择三台风冷热 泵机组 其中两台的制冷量同为490kw 都布置主楼楼顶 另一台机组的制冷量为 208kw 布置在裙楼楼顶 并且采取有效的减噪方式 尽可能的消除此机组对主楼造成 的噪音影响 两套机组设计分别采用三台和二台冷冻水泵 其中都分别有一台泵属于备用泵 泵之间采用并联的连接方式 前后都要装上合适的阀门以及阀件 如温度计 压力表 软接头 止回阀 蝶阀 Y型过滤器等等 在水泵的吸入口处 需要用开式膨胀水箱进 行定压 2 2 设计内容 2 2 1 风机盘管加新风系统设计 1 空调房间的冷负荷计算 2 空调房间散热散湿量 3 各空调房间送风量计算 新风量以及新风负荷的计算 4 需要安装高静压型风机盘管的房间的气流组织计算 武汉科技大学本科毕业设计 4 5 新风机组和风机盘管的选型 6 空调水系统水力计算 7 空调风系统的校核计算 2 2 2 全空气系统的设计 1 空调区域的冷负荷计算 2 全空气系统的送风量 回风量的计算 4 全空气系统新风量的确定以及风量平衡 3 全空气系统的气流组织计算 3 全空气系统设备的选择 4 风系统的校核计算 2 2 3 施工图设计 1 水系统 风系统 屋顶机组安装平面图 2 空调水系统图以及空调风系统图 3 冷热源水系统流程图 4 冷热源的系统图 5 风机盘管安装大样图 6 施工设计说明 7 设备及图例表 2 2 4 设计依据 1 设计任务书 2 业主对该项设计的具体要求 3 暖通空调设计规范 4 公共建筑节能设计标准 5 公共建筑节能标准 6 成都地区的气象参数 地质资料 7 土建资料 8 有关专业资料的设计要求 武汉科技大学本科毕业设计 5 3 空调冷 热负荷设计空调冷 热负荷设计 3 1 负荷计算各类参数 3 1 1 成都市气象参数 成都市地处中部地区 其站台位置为北纬 30 04 东经 104 01 属于夏热 冬冷地区 主要气象参数如表 3 1 表 3 1 成都市气象参数 1 冬季采暖2 8 冬季通风3 0 夏季通风28 6 冬季空气调节1 2 夏季空气调节31 9 夏季空气调节日平均27 0 室外计算温度 室外平均湿球温度26 4 冬季空气调节相对湿度84室外计算相对湿度 夏季通风相对湿度70 夏季1 4 室外平均风速 m s 冬季1 0 风向NNW 夏季 频率10 风向NNE 冬季 频率19 冬季室外大气压力 Pa 96513 夏季室外大气压力 Pa 94770 极低温 5 9 极高温 37 3 纬度31 09 经度104 01 3 1 2 室内房间设计参数 夏季室内设计温度 大堂 大厅及大会议室为 26 其它为 25 夏季室内相对湿度 60 房间的设计新风量 设备功率密度及人均使用面积如表 3 2 所示 3 1 3 窗墙比及体形系数的计算 窗墙比与体形系数都能够在一定程度上评价建筑的能耗水平 一般而言 对于具 有比较多的玻璃幕墙而言 其冷负荷时随 武汉科技大学本科毕业设计 6 着体形系数的增加而增加 随着窗墙比的增加而增加 因此 限制窗墙比 控制体形 系数 可以减少建筑的能耗 由于本建筑属于办公建筑 有一面墙全部都是玻璃幕墙 所以我们假定体形系数 小于等于 0 4 而窗墙比处于 0 45 0 6 的范围内 通过这些数据的选取 我们就可以去 相应的选择各种维护结构的材料 表 3 2 房间的设计新风量 设备功率密度及人均使用面积 2 新风量 类别 办公 m3 h 人均占有使用面积 人房间电器设备功率 w 办公室30420 300 人大会议室302 513 大厅302013 图书馆3045 阅览室3045 活动室30813 档案室30205 高级办公室30813 其他30813 3 2 建筑材料参数 外墙 240mm 混凝土剪力墙 传热系数 K 0 69 m2 热惰性指标 D 2 14 详见图 3 1 内墙 厚度为 200mm 传热系数 K 1 5W m2 热惰性指标 D 2 14 详见图 3 2 外窗 为中空玻璃 传热系数 K 2 6W m2 间隔层厚度为 12mm 间隔层填 充气体为空气 双层金属框传热系数修正值 1 2 玻璃遮挡系数 Cs 0 86W m2 窗的有效面积系数值 Ca 0 75 屋顶 传热系数 K 0 65W m2 类型为 楼板 传热系数 K 1 88W m2 热惰性指标 D 1 65 详见图 3 3 玻璃幕墙 为 Low E 中空玻璃 间隔厚度为 12mm 间隔层填充气体为氩气 传 热系数 K 1 7W m2 武汉科技大学本科毕业设计 7 图 3 1 外墙示意图 图 3 2 内墙示意图 图 3 3 楼板示意图 3 3 夏季空调室内冷负荷计算 3 3 1 围护结构的冷负荷 3 3 1 1 外墙与屋顶瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室内外气温综合作用下 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷按下公 式 3 1 和 3 2 计算 3 1 1Nxw ttKFCL 3 2 kkttt dww 11 式中 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 m2 K 外墙和屋面的传热系数 W m2 外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值 1w t 夏季空气调节室内计算温度 xN t 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 1w t 时值 不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值 dt 外表面放热系数修正值 其 k 值在表 3 1 中查取 武汉科技大学本科毕业设计 8 外表面吸收系数 考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差 建议吸 k 收系数一律采用 0 9 即 1 0 但如果确有把握经久保持建筑维护 k 结构表面的中 浅色时 则可乘以表 3 2 所列系数修正值 表 3 1 外表面放热系数修正值 k m 2 CWaw o 14 216 318 620 923 325 627 9 30 2 m kcal 2 C o 12 14 16 18 20 22 24 26 k 1 061 031 00 980 970 950 940 93 表 3 2 外表面放热系数修正值 k 颜色 类别外墙屋面 浅色0 940 88 中色0 970 94 3 3 1 2 内结构瞬时传热形成的冷负荷 当邻室为通风良好的非空调房间时 通过内墙和楼版的温差传热而产生的冷负荷 可按公式 3 1 计算当邻室与空调区的夏季温差大于 3 时 宜按式 3 3 计算通 过空调房间隔墙 楼板 内窗 内门 等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷 3 3 lsNx ttKFCL 3 4 lswpls ttt 式中 CL K F 同式 3 1 xN t 内围护结构的面积 m2 ls t 邻室计算平均温度与夏季空气调剂室外计算日平均温度的 ls t 差值 3 3 1 3 玻璃窗的瞬时传热冷负荷 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 5 1NxdwWWW tttFKCCL 武汉科技大学本科毕业设计 9 式中 CL 同式 3 1 Nx t 玻璃窗的传热系数的修正值 w C 外玻璃窗传热系数 W m2 wK 窗口面积 m2 W F 外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值 1w t 外玻璃窗的地点修正值 d t 值得说明的是 在高层和超高层建筑中 窗墙比比较大 甚至采用玻璃幕墙 墙 体材料也多采用轻质材料 再加上高处风大 外表面换热系数也大 以至于外围护结 构的传热衰减比较小 延迟时间也比较短 因此可用稳定传热方法计算外围护结构的 传热负荷 3 3 1 4 透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法 透过玻璃窗进入室内的日射的热分为两部分 一部分是透过玻璃窗直接进入室内 的太阳辐射热 另一部分是玻璃窗吸收太阳辐射后传入室内的热量 由于窗户的 t q a q 类型 遮阳措施 太阳入射角及太阳辐射强度等因素的各种组合太多 人们无法建立 太阳辐射得热与太阳辐射强度之间的函数关系 于是提出了日射的热因数的概念 采用 3mm 厚的普通平板玻璃作 标准玻璃 在玻璃内表面放热系数为 8 7 W m2 条件下 得出夏季 以七月份为代表 通过这一 标准玻璃 的日射得 热量和以及值 即称为日射得热因数 t q a q j D j D 3 6 at qqD j 考虑到在非标准玻璃情况下 以及不同窗类型和遮阳设施对得热的影响 可对日 射得热因数加以修正 通常乘以窗玻璃的综合遮挡系数 sc C 3 7 isSC CCC 式中 窗玻璃的遮阳系数 s C 窗内遮阳设施的遮阳系数 i C 因此 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷 CL 可按下式计算 3 8 LQjwisa CDFCCCCL max 式中 窗口面积 m2 w F 有效面积系数 aC 窗玻璃冷负荷系数 量纲一得量 LQ C 武汉科技大学本科毕业设计 10 必须指出 值按南北区的划分而不同 南北区划分标准为 建筑地点在北纬LQC 27 30 以南地区为南区 以北地区为北区 成都市台站位置北纬 30 04 属于北区 3 3 2 室内热源形成的冷负荷 3 3 2 1 人体散热引起的冷负荷 人体散发的潜热量和显热量中的对流热部分直接形成瞬时冷负荷 而辐射散发的 热量将会形成之后冷负荷 因此 应采用相应的冷负荷系数进行计算 人体散热与性别 年龄 衣着 劳动强度 及周围环境条件 温 湿度等 等多种因 素有关 因此 人体显热散热引起的计算时刻的冷负荷为 Q 3 9 LQss CqnCL 式中 人体显热散热形成的冷负荷 W s CL 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量 W s q n 室内全部人数 其选择标准参考表 3 3 群集系数 由表 3 4 查得 人体显热散热冷负荷系数 见表 3 5 LQ C 人体散热形成的冷负荷除了显热的外 还包括潜热的部分 计算时刻人体散湿形成的 热冷负荷为 可按下式计算 Q 3 10 2 qnQ 式中 计算时刻空调区内的总人数 n 1 名成年男子每小时潜热散热量 W 2 q 表 3 3 不同类型房间人均占有的使用面积指标 建筑类别房间类型人均面积指标 人 普通办公室4 高档办公室8 会议室2 5 走廊50 办公建筑 其他20 表 3 4 某些空调建筑物内的人员群集系数 工作场所影剧院百货商场旅店体育馆图书阅览室 工厂轻劳动 工场重劳动 群集系数 0 890 890 930 920 960 901 0 武汉科技大学本科毕业设计 11 表 3 5 某人体显热散热冷负荷系数 LQ C 每个人进入室内后的小时数 在室内的 小时数 12345678910 10 0 60 680 730 770 810 830 850 870 890 9 3 3 2 2 照明散热引起的冷负荷 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 但是照明方式仍 以对流和辐射两种方式进行散热 因此 照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷 负荷系数 照明散热引起的冷负荷计算公式为 3 11 T NXnQ 1 式中 照明散热引起的冷负荷 W Q 同时使用系数 当缺少实测数据时 一般可取 0 6 0 8 1 n N 灯具的安装功率 W 其数据参考表 3 6 时刻灯具散热的冷负荷系数 参考表 3 7 T X T 表 3 6 照明功率密度指标 建筑类别房间类型照明功率密度 W 普通办公室11 高档办公室18 会议室11 走廊5 办公建筑 其他11 表 3 7 灯具散热冷负荷系数 T X 每个人进入室内后的小时数 明装或 安装白 炽灯 12345678910 120 690 860 890 90 910 910 920 930 940 95 3 3 2 3 设备散热引起的冷负荷 当办公设备的类型和数量事先无法确定时 可按电气设备功率密度推算空调区的 办公设备散热量 此时空调区电器设备散热量可按下式计算 fs Fqq 3 12 武汉科技大学本科毕业设计 12 式中 设备散热形成的冷负荷 W s q F 空调区面积 电气设备的功率密度 W 详见表 3 8 f q 表 3 8 电器设备的功率密度 建筑类别房间类型功率密度 W 普通办公室20 高档办公室13 会议室5 走廊0 办公建筑 其他5 整幢楼的负荷计算结果详见附表 A 接下来以底层的开发分局为例来说负荷计算的过程 武汉科技大学本科毕业设计 13 表 3 9 开发分局室内热源冷负荷 南外墙冷负荷 时间89101112131415161718 twl3434353535353535353535 td 3 ka1 1 k 1 twl 34 134 135 235 235 235 235 235 235 235 235 2 tNx26 t8 18 19 29 29 29 29 29 29 29 29 2 K0 69 F55 58 CL310 64 310 64 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 西外墙冷负荷 时间89101112131415161718 twl3536373838393939393838 td 3 ka1 1 k 1 twl 35 236 337 438 538 539 639 639 639 638 538 5 tNx26 t9 210 311 412 512 513 613 613 613 612 512 5 K0 69 F6 56 武汉科技大学本科毕业设计 14 CL41 64 46 62 51 60 56 58 56 58 61 56 61 56 61 56 61 56 56 58 56 58 北外墙冷负荷 时间89101112131415161718 twl3334343435353535353434 td 3 ka1 1 k 1 twl 3334 134 134 135 235 235 235 235 234 134 1 tNx26 t78 18 18 19 29 29 29 29 28 18 1 K0 69 F19 71 CL95 20 110 16 110 16 110 16 125 12 125 12 125 12 125 12 125 12 110 16 110 16 北旋转玻璃外门传热的冷负荷 时间89101112131415161718 twl26 927 92929 930 831 531 932 232 23231 6 td 1 twl 26 t 0 10 0 90 2 00 2 90 3 80 4 50 4 90 5 20 5 20 5 00 4 60 Cw1 2 Kw2 6 F26 46 CL 8 26 74 30 165 11 239 41 313 71 371 50 404 52 429 29 429 29 412 78 379 75 北旋转玻璃外门日射得热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 武汉科技大学本科毕业设计 15 CLQ0 430 490 560 610 640 660 660 630 590 640 64 Dj max115 Ccs0 86 Fw19 85 CL844 16 961 95 1099 37 1197 53 1256 43 1295 69 1295 69 1236 79 1158 27 1256 43 1256 43 南旋转玻璃外门传热的冷负荷 时间89101112131415161718 twl26 927 92929 930 831 531 932 232 23231 6 td 1 twl 26 t 0 10 0 90 2 00 2 90 3 80 4 50 4 90 5 20 5 20 5 00 4 60 Cw1 2 Kw2 6 F26 46 CL 8 26 74 30 165 11 239 41 313 71 371 50 404 52 429 29 429 29 412 78 379 75 南旋转玻璃外门日射得热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 CLQ0 210 280 390 490 540 650 60 420 360 320 27 Dj max174 Ccs0 86 Fw19 85 CL938 02 1250 69 1742 03 2188 71 2412 05 2903 39 2680 05 1876 04 1608 03 1429 36 1206 02 南幕墙传热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 twl26 927 92929 930 831 531 932 232 23231 6 武汉科技大学本科毕业设计 16 td 1 tNx26 t 0 10 922 93 84 54 95 25 254 6 Cw1 2 Kw1 7 F251 42 CL 51 29 461 61 1025 79 1487 40 1949 01 2308 04 2513 19 2667 06 2667 06 2564 48 2359 33 南幕墙日射得热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 CLQ0 210 280 390 490 540 650 60 420 360 320 27 Dj max174 Ccs0 86 Fw188 56 CL5925 38 7900 51 11004 29 13825 90 15236 70 18340 48 16929 67 11850 77 10157 80 9029 16 7618 35 西幕墙传热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 twl26 927 92929 930 831 531 932 232 23231 6 td 1 twl 26 t 0 10 922 93 84 54 95 25 254 6 Cw1 2 Kw1 7 F32 78 CL 6 69 60 18 133 74 193 93 254 11 300 92 327 67 347 73 347 73 334 36 307 61 西幕墙日射得热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 武汉科技大学本科毕业设计 17 CLQ0 150 160 170 170 180 250 370 470 520 620 55 Dj max539 Ccs0 86 Fw24 58 CL1709 07 1823 01 1936 95 1936 95 2050 89 2848 45 4215 71 5355 09 5924 78 7064 16 6266 60 内维护结构温差传热的冷负荷 twp27 9 tn26 k1 5 F378 48 Q1078 67 地面温差传热形成的冷负荷 twp27 9 tn26 k1 88 F773 34 Q2762 37 人体散热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 CLQ00 60 680 730 770 810 830 850 870 890 9 qs58 n40 0 9 CLs0 00 1252 80 1419 84 1524 24 1607 76 1691 28 1733 04 1774 80 1816 56 1858 32 1879 20 q1123 武汉科技大学本科毕业设计 18 CL14428 合计44285680 85847 845952 246035 766119 286161 046202 86244 566286 326307 2 照明形成的冷负荷 时间89101112131415161718 CLQ0 690 860 890 90 910 910 920 930 940 950 95 n11 n20 7 N13920 CL6723 36 8379 84 8672 16 8769 60 8867 04 8867 04 8964 48 9061 92 9159 36 9256 80 9256 80 设备散热形成的冷负荷 时间89101112131415161718 CLQ00 770 90 930 950 960 970 970 980 980 22 F773 34 qf13 Q0 00 7741 13 9048 08 9349 68 9550 75 9651 28 9751 82 9751 82 9852 35 9852 35 2211 75 开发区分局各分项逐时冷负荷汇总表 时间89101112131415161718 地面负荷2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 2762 37 南外墙负荷310 64 310 64 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 352 82 西外墙负荷41 64 46 62 51 60 56 58 56 58 61 56 61 56 61 56 61 56 56 58 56 58 北外墙负荷95 20 110 16 110 16 110 16 125 12 125 12 125 12 125 12 125 12 110 16 110 16 北门传热负荷 8 26 74 30 165 11 239 41 313 71 371 50 404 52 429 29 429 29 412 78 379 75 北门日射负荷844 16 961 95 1099 37 1197 53 1256 43 1295 69 1295 69 1236 79 1158 27 1256 43 1256 43 南门传热负荷 8 26 74 30 165 11 239 41 313 71 371 50 404 52 429 29 429 29 412 78 379 75 南门日射负荷938 02 1250 69 1742 03 2188 71 2412 05 2903 39 2680 05 1876 04 1608 03 1429 36 1206 02 南幕墙传热负荷 51 29 461 61 1025 79 1487 40 1949 01 2308 04 2513 19 2667 06 2667 06 2564 48 2359 33 武汉科技大学本科毕业设计 19 南幕墙日射负荷5925 38 7900 51 11004 2 13825 90 15236 7 18340 4 16929 6 11850 7 10157 8 9029 16 7618 35 西幕墙传热负荷 6 69 60 18 133 74 193 93 254 11 300 92 327 67 347 73 347 73 334 36 307 61 西幕墙日射负荷1709 07 1823 01 1936 95 1936 95 2050 89 2848 45 4215 71 5355 09 5924 78 7064 16 6266 60 内维护结构负荷1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 1078 67 人体散热负荷4428 00 5680 80 5847 84 5952 24 6035 76 6119 28 6161 04 6202 80 6244 56 6286 32 6307 20 照明负荷6723 36 8379 84 8672 16 8769 60 8867 04 8867 04 8964 48 9061 92 9159 36 9256 80 9256 80 设备负荷0 00 7741 13 9048 08 9349 68 9550 75 9651 28 9751 82 9751 82 9852 35 9852 35 2211 75 合计2478238716 7 45196 1 49741 35 52615 7 57758 1 58028 9 53589 1 52359 0 52259 5 41910 1 武汉科技大学本科毕业设计 20 3 4 房间湿负荷 湿负荷主要是人体散湿量 其计算公式如下 3 9 gnD 001 0 式中 人体散湿量 kg h D 计算时刻空调区内的总人数 n 群集系数 1 名成年男子每小时散湿量 g h g 开发分局的湿负荷为 0 001 0 9 40 184 6 624g hgnD 001 0 各房间的湿负荷计算结果见附表 B 武汉科技大学本科毕业设计 21 4 空调末端系统设计空调末端系统设计 4 1 方案比较 本建筑是一幢办公大楼 整个建筑由十层主楼 二层裙楼及一层地下室组成 建 筑高度 40 8m 总建筑面积为 14900 其中空调面积为 9095 13 本建筑主要呈 L 型 分为主楼和裙楼两块区域 主楼为十层 而裙楼则为两层主楼与裙楼之间是用变形缝 连接的 据相关资料规定 风管不能穿越变形缝 而水管也应该尽量少穿越变形缝 建筑一层有三个大厅和一些普通办公室 在建筑的十层则有一个大型的会议室 由于 大厅和大会议室的面积比较大 所以更适合采用全空气集中送风 全空气系统在机房 内对空气进行集中处理 空气处理机组有多种处理功能和较强的处理能力 因此适用 于冷负荷密度大 潜热负荷大 高大空间的场所 同时 根据图纸的内容可知 本建 筑已经预留了放置空气处理机组的位置 所以对于大空间区域采用全空气一次回风系 统 本建筑的二 九层 以及一层除大厅意外的区域基本上都是面积比较小的办公室 各房间的负荷参差不齐 运行时间不完全相同且各自有不同要求时 宜采用风机盘管 加新风系统 新风处理到室内空气的焓值 不承担室内的负荷 由风机盘管承担室内 人员 设备冷负荷和建筑维护结构冷负荷 可以满足不同房间的需要 使每个房间参 数不受其他房间的影响 有很好的卫生保证 4 1 1 系统分区 根据地方的气候特点 建筑的土建资料 建筑的规划特点以及用户的要求 本设 计将大楼分为两个空调区 主楼为一区 裙楼为二区 其立管都是一根供水管和一根 回水管 各个系统的配套机组也都是分别设置在各区楼层的顶部 各自配备一个膨胀 水箱 4 1 1 各区负荷 根据已经确定的系统方案 以及前面 3 1 到 3 3 部分负荷计算 已经得出了该幢楼 的夏季总冷负荷 以及以上各个分区域的负荷 分区负荷详见附表二 4 2 全空气系统 4 2 1 初步确定系统的新风量 根据 公共建筑节能标准 GB50189 2005 给出的公共建筑主要空间的设计新 风量 初步设定各个房间新风量的标准为 30m3 h 人 由于最小新风量必须满足三 个条件 即 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 按 武汉科技大学本科毕业设计 22 照补充室内燃烧所耗的空气或补偿排风 包括局部排风和全面排风 量要求 按照保 证房间的正压要求 在全空气系统中 通常按照上述三条要求确定出新风量中的最大 值最为系统的最小新风量 若以上三项中的最大值仍不足系统送风量的 10 则新风 量应按总送风量的 10 计算 以确保卫生和安全 因此 在下面的计算过程中 首先 按初步设定的新风量进行计算 如果计算出来的新风比不足 10 时 则按照 10 重新 进行计算 以得到最后的结果 4 2 2 全空气系统概述 根据建筑特点 舒适性要求 一层的开发分局 门厅 值班室 土地办证中心大厅 信访接待大厅 闲室 以及十层的大会议室采用全空气一次回风系统 R O 分别为室 内 外状态点 S 点为送风状态点 M 点为混合状态点 L 点为机器露点 室内状态点 R 可根据室内设计要求来确定 室外状态点 O 由 1 查得 根据已经算出的冷负荷和湿 负荷计算出热湿比 则可在湿空气的 h d 图上 通过 R 点按热湿比画出送风在室内的 状态变化过程线即热湿比线 该线与 90 95 相交 交于 L 点 即送风状态点 由 公式 4 1 4 2 4 3 可算出送风量 从而得出新风比 m 将 m 的值于 10 进 行比较 当 m 值大于 10 时 则此结果符合要求 并结合状态点参数 进而可得出机 组的制冷量 当 m 值小于 10 时 则设定新风比为 10 重新进行计算 得到新的新 风量 并计算出机组的制冷量 一次回风系统的空气处理过程如图 4 1 所示 图 4 1 一次回风系统的空气处理过程 4 1 SR c s hh Q M 武汉科技大学本科毕业设计 23 4 2 SRP sc s ttc Q M 4 3 SR W s dd M M 1000 式中 Ms 送入房间的风量 即送风量 kg s Qc Qc s 分别为房间的全热冷负荷和显热冷负荷 kw Cp 空气定压比热 kJ kg tR tS 分别为室内空气和送风的温度 Mw 房间湿负荷 kg s hR hS 分别为室内空气和送风的比焓 KJ kg dR dS 分别为室内空气和送风的含湿量 g kg 4 2 3 房间的新风负荷 新风负荷在建筑负荷中占据绝大的部分 因此新风负荷的计算就显的尤为重要 夏季 空调新风负荷按下式计算 4 4 Rooc ohhMQ 式中 夏季新风冷负荷 kW c oQ 新风量 kg s oM 室外空气的焓值 kJ kg oh 室内空气的焓值 kJ kg Rh 以建筑一层各个大厅的送风量 新风量 新风负荷 机组总冷量的计算为例 一层全 空气区域的计算结果如表 4 1 所示 表 4 1 一层全空气系统的风量计算 一层 相对湿 度 室内计算温 度 新风量 m3 h 送风量 m3 h 新风比 新风负 荷 kW 机组总冷 量 kW 主楼系统0 60 26 00 2541 33 25413 30 0 100 19 449 82 735 裙楼系统0 60 26 00 2220 63 22206 30 0 100 16 995 72 115 4 2 4 多房间空调系统最小新风量的确定 当一个集中式空调系统包括多个房间时 由于一个几张空气处理系统中所有空调 房间的新风比相同 因此 各个空调房间按比例实际分配得到的新风量就不一定符合 以上讨论的最小新风量的确定原则 因此 对于一个空调系统为多个房间服务的场合 为了较合理地确定空调系统的最小新风量 做到保证人体健康的卫生要求 又尽可能 地减少空调系统的能耗 需根据空调房间和系统的风量平衡来确定空调系统的最小新 武汉科技大学本科毕业设计 24 风量 当一个空气调节系统负担多个使用空间时 系统的新风量应按下列公式计算确定 4 5 1 ZXXY 4 6 mWm qqY 4 7 mWm qqX 4 8 max max mWm qqZ 式中 Y 修正后的系统新风量在送风量中的比例 修正后的总新风量 m3 h wm q 总送风量 即系统中所有房间送风量之和 m3 h m q X 未修正的系统新风量在送风量中的比例 系统中所有房间的新风量之和 Wm q Z 需求最大的房间的新风比 需求最大的房间的新风量 m3 h max Wm q 需求最大的房间的送风量 m3 h max m q 下面以建筑一层的开发分局 闲室和值班室为例 确定这些房间空调系统的最小 新风量 详见表 4 2 表 4 2 一层主楼系统的最小新风量 一层房间新风量m3 h 送风量 m3 h新风比 XZY 开发分局120023357 20 5 14 闲室90 00694 1312 97 值班室601384 244 33 0 05 0 13 0 06 由于 Y 0 1 因此 最小新风 比取 0 1 4 2 5 气流组织计算 本建筑一层的门厅采用双层百叶侧送风的方式送风 其余空调区域送风形式采用 方形散流器均匀布置送风 方形散流器颈部风速小于 5m s 轴心温度衰减不大于 1 室内平均风速不大于 0 3m s 散流器系数 K 1 40 回风形式采用大空间的集中回风 4 2 5 1 散流器的选择计算 散流器送风气流分布设计步骤为首先布置散流器 然后预选散流器 最后校核射 流的射程和室内平均风速 散流器布置的原则是 1 布置时充分考虑建筑结构的特点 散流器平送方向不得有障碍物 如柱 武汉科技大学本科毕业设计 25 2 一般按对称布置或梅花形布置 3 每个方形散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形 如果散流器服务 区的长度比大于 1 25 时 宜选用矩形散流器 如果采用顶棚回风 则回风口 应布置在距散流器最远处 4 散流器送风气流分布计算 主要选用合适的散流器 使房间内风速满足设计 要求 散流器送风选用散流器平送方式 一般用于室温允许波动范围有要求 送风射流 沿着顶棚径向流动形成贴附射流 保证工作区稳定而均匀的温度和风速 为保证贴附 射流有足够的射程 并不产生较大噪声 所以选择散流器喉部风速 V 2 5m s 最大风 速不得超过 6 m s 送热风时取较大值 具体选择过程以一层主楼开发分局为例 大厅的区域并不是对称布置 该房间面 积为 773 34 净高 5 7m 散流器安装高度 4m 送风量 23357 20 m3 h 1 布置散流器 由于开发分局为不规则的区域 因此无法在横向和纵向的方向上 均匀的划分范围 所有只有通过面积等分的方法 将该区域划分为 46 个区域 即在该区域内布置 46 个散流器 2 初选散流器 选用多层锥面方形散流器 按颈部风速 V 2 5 m s 选择散流器 按 4m s 左右选择风口 选用颈部为 170mm 170mm 的方形散流器 颈部面积 0 047m2 则颈部风速为 V 23357 2 3600 46 3 14 0 17 0 17 4 88m s 由于散流器出口面积为颈部面积的 90 即 F 0 17 0 17 0 9 0 026 m2 所以散流器出口风速 V0 4 88 0 9 5 423 m s 3 求射流末端速度为 0 5 m s 的 射程 m379 2 0 5 0 0 x V FKV x X 4 计算室内平均风速 Vm m s193 0 5 3 4 68 4 45 1 381 0 4 381 0 5 02 2 5 02 2 H l x 夏季工况送冷风 则室内平均风速为 Vm 0 092 1 2 0 232 m s3 18m 满足要求 其余房间的气流组织计算详见附表 D 4 2 6 全空气系统的空气处理设备选型 全空气系统的空气处理机组的选型主要是参考风量和冷量 由于没有足够大的区 域去容纳组合式空气处理机组 因此初步选择吊顶式空气处理机组 接下来以主楼一 层全空气系统为例来说明空气处理设备的选型 由表 4 1 可知 主楼一层全空气系统 的总风量为 25413 3m3 h 由于风量多大 已经超出了吊顶式空气处理机组的选型范围 因此 决定在此区域内布置两台吊顶式空气处理机组 基本上是平均分配风量 通过 武汉科技大学本科毕业设计 27 冷量和风量 则在该区域内选择两台型号为 DBFP12 的吊顶式空气处理机组 其余空 气处理机组选型见附录 F1 4 3 风机盘管加新风系统 4 3 1 风机盘管加新风系统概述 采用风机盘管系统先处理新风再混合运行方案 设计夏季工况焓湿图 S 为风机盘管处理后的空气状态点 D 为新风经过新风机组 处理后的状态点 新风与经处理后的回风平行送出后混合到状态点 M 室内状态变化 过程线是 M 点到 R 点 新风处理到室内空气的焓值 风机盘管承担室内人员 设备冷 负荷和维护结构冷负荷 新风处理到室内状态点的过程如图 4 2 图 4 2 新风处理到室内状态点的过程 该系统采用新风加风机盘管送风方式 将新风处理到室内空气焓值 再与风机盘管 处同时送入室内 室内空气状态点为 tn 25oC in 52 92kJ kg 60 各房间风盘具 体处理过程见附表 C 4 3 2 系统送风量及新风量的确定 1 送风量确定 MS QC hR hS kg s 4