暖通空调毕业论文.docx

青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 南京市某办公楼空调系统设计 姓 名： 倪建聪 学 院： 建筑工程学院 专 业： 建筑环境与设备工程 班 级： 1202级2 班 学 号： 20123584 指导教师： 崔专 2016年 5 月 28 日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日 南京市某办公楼空调系统设计建筑环境与设备工程专业 倪建聪指导教师 崔专摘要：本设计是南京市某办公楼舒适性空调系统设计。建筑面积为4114.4m2，建筑物高度为19.5m，建筑共有六层， 全部为地上建筑。从第一层到第五层主要是职员和经理的办公室，此外 还包括会议室、值班室、储藏室等，第六层为阁楼。根据此办公楼空调系统功能的要求，本次建筑需要提供详细的夏季冷负荷。在比较了各种方案的可行性及水系统形式后，该办公楼的设计一楼采用全空气系统系统，其他楼层取用风机盘管加独立新风系统，水系统采用双管闭式异程供水方式。根据夏季空调计算的冷负荷依次选择机组、末端设备、新风机组、风口尺寸。关键词：办公楼，全空气系统，风机盘管加新风系统。A Nanjing Office Building HVAC System DesignStudent majoring in Architectural Environment and Equipment EngineeringCongjian NiTutor Name CuizhuanAbstract：This design is a Nanjng office building comfort air conditioning system design. Construction area 4114.4 , building height of 19.5 m, building a total of six floors, all building to the ground. From the first floor to the fifth floor mainly staff and the managers office, in addition also includes the conference room, office, storage, etc., the sixth layer to the attic. According to the requirements of this office building air conditioning system function, the construction will need to provide details of the cooling load in summer. In comparing the feasibility of various options and water system, the design of office building on the first floor adopts the whole system, air system other floors access fan-coil unit plus fresh air system independently, water system adopts double tube closed process water supply way. Calculated according to the summer air conditioning cooling load, in turn, select units, terminal equipment, fresh air units, and the size. The key words: office building, the entire air system, fan coil plus fresh air system. 目录摘要IAbstractII第一章 工程基本情况11.1工程概况11.2气象参数11.2.1 室外参数11.2.2 室内设计参数11.2.3 土建参数2第二章 负荷计算32.1 负荷计算基本公式32.1.1 外墙和屋面瞬变传热的冷负荷32.1.2 内围护冷负荷42.1.3 外窗玻璃瞬变传导得热形成的冷负荷42.1.4 玻璃窗日射得热形成的冷负荷42.1.5 设备散热冷负荷52.1.6 灯光照明散热形成的冷负荷52.1.7 人体散热形成的冷负荷52.1.8空调新风冷负荷62.2 夏季冷负荷计算7第三章 风量的计算113.1夏季工况分析113.1.1 一次回风风量计算123.2.2夏季风机盘管系统计算12第四章空调方案确定和设备选型144.1 空调系统的分类方案确定144.1.1风机盘管加独立新风空调系统具有以下优点：144.1.2 全空气系统的优点：144.2 风机盘管的选取15第五章 房间的气流组织计算175.1 气流组织计算175.2风口布置185.3风管设计195.3.1 风管计算步骤19第六章空气调节水系统的设计计算226.1空调水系统的选择226-2冷凝水管管径的确定336-3阻力平衡33第七章新风机组的选型33第八章空调系统的消声，保温和防腐等34总 结35参考文献36毕业设计图纸目录37IV第一章 工程基本情况1.1工程概况本次设计为南京市某办公楼空调系统设计，此次设计为办公室夏季舒适性空调设计建筑面积4114.4m2，建筑高度19.5m，地上建筑六层，其中第六层为阁楼。一层采用全空气一次回风系统，二到五层采用风机盘管加独立新风系统。1.2气象参数1.2.1 室外参数维度：3200海拔高度：8.9m冬季大气压力102.55kPa夏季大气压力100.43kPa夏季空调室外干球温度34.80夏季空调室外湿球温度28.10夏季空调日平均温度31.20夏季室外平均风速2.60m/s夏季空调大气透明度等级5夏季大气压100430 Pa1.2.2 室内设计参数室内空调设计参数的确定有两点：一是满足空调房间使用功能对舒适性的要求，夏季空调室内的干球温度应采用2228，人员长期逗留的建筑按相应的取最大值，夏季的相对湿度在4060空调冷风流速不应过高，否则会有不适的感觉，一般0.3m/s；二是要考虑地区、经济条件和节能要求等因素，空调设计噪声要维持在一定的标准范围，洁净度要求高的建筑安装有效的过滤器，换气次数按空间环境算得。表2-1 夏季人员长期逗留区域室内设计参数热舒适度等级级（0PMV0.5， PPD10)温度：应采用2426；相对湿度：应采用4060风速：不应大于0.25m/s热舒适度等级级（1PMV0.5,PPD27)温度：应采用2628相对湿度：不应大于70风速：不应大于0.3 m/s 表2-2 办公用房室内温度、湿度的设计参数夏季新鲜空气量 噪声标准房间类型温度/湿度/%m3/h人db(A)办公室2727 3040会议室27273040休闲区272730501.2.3 土建参数外墙参数：本建筑墙体为加气混凝土切块，传热系数为0.928，热惰性指标4.408，热阴0.918，射吸收率0.7。外墙为乳白色仿石材料，起装饰作用，黄色防水油漆涂刷墙体为勒脚外窗参数：选择6mm厚度的单片钢化玻璃，尺寸为21002100 15002100 18002100 15001800 24002400 18002100 ，传热系数K=2.6 W/(K),遮阳系数Cs=0.83，地点修正系数：南面xd = 0.80，北面 xd =1.05，东面和西面xd = 0.95，东南和西南0.87，东北和西北1.05。第二章 负荷计算2.1 负荷计算基本公式相邻房间提供供冷时内墙、内窗、地板等温度差3时，不用计算冷负荷。所以负荷计算时，室温基数差3 的都不用考虑楼板和内墙的传热。2.1.1 外墙和屋面瞬变传热的冷负荷根据实用供热空调设计手册得，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式2.1计算。QC()CL=KF(T-+-tn) （公式2.1）式中 ：QC（）外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； 计算时间h，温度波传到内表面的时间延迟； K围护结构传热系数，W/( m2K) ； F围护结构计算面积，m2； T-作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，； 负荷温度地点修正值，+1； tn室内设计温度，： tc()外墙和屋面的逐时冷负荷计算温度的逐时值， 。 2.1.2 内围护冷负荷 由于相邻空间通风良好，临室发热量很少，仅由于温差形成内维护冷负荷，这部分可视为稳定传热根据参看资料查得计算公式2.2。 Q=AiF(tw-tn) （公式2.2） 式中： Ki维护结构传热系数，W/(m2)； F围护结构计算面积，m2： tw夏季空调室外计算日平均温度，； tn室内计算温度；2.1.3 外窗玻璃瞬变传导得热形成的冷负荷 表2-1 设计门窗尺寸表类型设计编号洞口尺寸（mm）数量1-6层合计门M-21800240024+3=1111M-312002400166=9090窗C-121002100185=9090C-21500210025=1010C-31800210074=2828C-41500180015=55C-52400240015=55C-61800210034=1212 玻璃窗在室内外温差作用下瞬变得热的冷负荷按式2.3计算 Qz=KF(tw-tn) 公式（2-3）式中：QC（）外窗玻璃瞬变传热引起的冷负荷，W； K窗玻璃的传热系数，W/（m2)； F窗的计算面积，m2； tw外窗传热逐时冷负荷计算温度，； tn室内计算温度。表2-2 南京市外窗传热逐时冷负荷计算温度tc() 单位时间89101112131415161718南京30.130.931.632.332.933.533.833.833.733.533.02.1.4 玻璃窗日射得热形成的冷负荷 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按式2.4计算Qz =XgXdXzJnF （公式2.4）式中：Xg有效面积系数； Xd地点修正系数； Xz窗内遮阳系数： Aw玻璃窗的面积 Jn窗玻璃冷负荷系数，无因此。2.1.5 设备散热冷负荷 Q=Fqf （公式2.5 ） 式中：F空调区面积，m2。 qf 电器设备功率密度，W/m2 表2-3建筑物设备功率密度建筑类别房间类别功率密度/(W/m2)办公建筑普通办公室 20高档办公室 13会议室 5走廊 0其他 52.1.6 灯光照明散热形成的冷负荷白炽灯散热形成的冷负荷按照式2.6计算。 QT=1000n1n2Xn- （ 公式2-6）式中： n1 镇流器消耗功率系数，明装时取 n1 =1.2，暗装时取n1 =1.0； Xn- -T时刻灯具显热散热的冷负荷2.1.7 人体散热形成的冷负荷 人体显热散热引起的冷负荷按2.7计算公式： Qz =nq1X-T （公式2.7）式中：q1 不同室温和劳动性质时一名成年男子小时显热量，W； n 空调区域总人数； 群集系数 X-T从人员进入空调区域算起的人体嫌热散热的冷负系数 2.1.8空调新风冷负荷新风冷负荷（夏季）按下式计算QC.O=MO（ho-hR） （公式2.9）式中：MO新风量 ho室外焓值KJ/Kg hR室内焓值 KJ/Kg每个房间的最小新风量根据表2-4选择 表2-4不同人员密度下的最小新风量建筑对象人员密度PF（人/m22)下的最小新风量PF0.40.41.0影剧院13109音乐厅13109商场171514超市171514多功能厅13109宴会厅251815餐厅251815体育馆171514健身房403736图书馆171110教室2620192.2 夏季冷负荷计算由于本次设计为办公舒适性空调，相邻房间设计温度一样，负荷计算时不考虑相互间的传热，内墙的冷负荷可以忽略。房间2001的围护结构负荷计算如下：南外墙总面积：F= 3.63.3-2.12.1=11.88-4.4=7.48m2 南外窗总面积：F=2.12.1=4.41m2西外墙总面积：F=6.93.3=22.77m2由资料查的外墙系数K=0.92(W/m2.K),按公式2.1计算外墙的逐时冷负荷值表2-5房间2001各项冷负荷负荷源逐时负荷值891011121314151617181920房间参数面积23.9m2高度3.3m室内温度25.0相对湿度55%人体5人照明359W设备480W新风150.00m3/h人体显热66232.6247.5256.4262.4265.4271.3274.3146.1.50.738.832.8全热187.1187.1413.7428.6437.5443.5446.5452.4455.4327.2231.8219.9213.9湿负荷0.270.270.270.270.270.270.270.270.270.270.270.270.27照明负荷值20.620.6230.6244.4254.7261.6271.9278.8285.7289.799.889.579.2西外墙基本长6.90m高3.30m面积22.77传热系数0.92(W/K)负荷145127.8116.3108.6108.6112.5122135.4158.4192.9238.9288.7336.6南外墙基本长3.6m高3.3m面积7,48传热系数0.92(W/K)负荷24.921.218.718.721.828.137.548.861.472.180.385.387.2南外窗基本长2.10m高2.10m面积4.41传热系数2.6(W/K)负荷140.7213.4335.9471.4546.7612.5504.7332.7257.2204.4148.1100.990.6新风显热464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6464.6全热1786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.9湿负荷1.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.83冷负荷(W)538.7588.31146.21309.51413.41507.51437.11308.41284.61158.6863.9847.6870.8新风冷负荷1786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.91786.9总冷负荷2325.62375.12933.13096.43200.33294.432443095.43071.42945.52650.82634.52657.7湿负荷0.270.270.270.270.270.270.270.270.270.270.270.270.27新风湿负1.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.83总湿负荷2.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.1冷指标21.82447.854.358.662.559.453.952.847.334.833.934.6新风冷指74.874.874.874.874.874.874.874.874.874.874.874.874.8总冷指标96.698.8122.2129133.4137.2134.2128.7127.5122.1109.5108.6109.4总湿指标0.090.090.090.090.090.090.090.090.090.090.090.090.09表2-6各个房间最大时刻的各项负荷值 工程负荷最大值时刻(14点)的各项负荷值 房间房间面积总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标新风量房间最大负荷m2WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2m3/hW1001灵活式办公区域481.95681.228772.632.5628.411859.70.07240059369.551002餐厅12121936.714386.316.2814.2181.3118.9042001职员办公室23.93280.11786.92.11.8137.274.80.091503280.152002职员办公室23.93136.41786.92.11.8131.274.80.091503148.322003职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.42004职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.672005职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.42006职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.672007休闲区48.11540.1714.80.840.73214.90.02601670.312008办公室47.92956.51191.31.331.261.724.90.031002956.552009总经理办公室97.15551.51429.51.681.557.214.70.021205551.472010小会议室58.911590.18219.79.658.4196.8139.60.1669012429.312011小会议室5911608.88219.79.658.4196.8139.30.1669012456.683001职员办公室23.93280.11786.92.11.8137.274.80.091503280.153002职员办公室23.93136.41786.92.11.8131.274.80.091503148.323003职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.43004职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.673005职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.43006职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.43007休闲区48.21541.4714.80.840.73214.80.02601671.933008副经理办公室47.929571191.31.331.261.724.90.031002956.963009职员办公室23.33204.71786.92.11.8137.576.70.091503204.733010职员办公室23.33204.71786.92.11.8137.576.70.091503204.733011职员办公室23.33204.71786.92.11.8137.576.70.091503204.733012职员办公室23.33204.71786.92.11.8137.576.70.091503204.733013大型景观办公室12016311.410721.312.5911135.989.30.190018009.464001职员办公室23.93280.11786.92.11.8137.274.80.091503280.154002职员办公室23.93136.41786.92.11.8131.274.80.091503148.324003职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44004职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44005职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44006职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.674007休闲区48.21541.4714.80.840.73214.80.02601671.934008副经理办公室482958.11191.31.331.261.624.80.031002958.064009职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44010职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44011职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44012职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.44013大型景观办公室120.116312.510721.312.5911135.889.30.190018010.425001职员办公室23.93280.11786.92.11.8137.274.80.091503280.155002职员办公室243583.62144.32.522.2149.389.30.11803596.135003职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.45004职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.675005职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.45006职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.675007休闲区48.21541.4714.80.840.73214.80.02601671.935008副经理办公室47.92767.9714.80.840.757.814.90.02602767.895009职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.45010职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.45011职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.45012职员办公室23.33016.71786.92.11.8129.576.70.091503018.675013职员办公室23.33160.41786.92.11.8135.676.70.091503160.4第三章 风量的计算3.1夏季工况分析3.1.1 一次回风风量计算计算完办公楼各个房间的夏季冷负荷之后，接着计算一次回风，风机盘管加新风的送风量，回风量和FCU冷量。由于本办公楼设计采用两套系统，送风量的确定根据焓湿图来确定，为下一步确定风机盘管的型号做准备。夏季全空气一次回风:以一楼大厅为例，根据室内空调温度tN=20,相对湿度=82.4，在焓湿图标记此点，在根据tW=29.3,湿度=60.8，在焓湿图标记此点。过室内状态点做焓湿比线与=90的交点就是要确定的送风状态点，再根据相应公式求出风量。见图3-1。表3-1 一次回风送风状态点数据混风点C送风点O露 点L大气压力Pa100250大气压力Pa100250大气压力Pa100250干球温度29.3干球温度20.0干球温度18.6湿球温度23.2湿球温度18.0湿球温度17.5相对湿度%60.8相对湿度%82.4相对湿度%90.0含 湿 量g/kg15.7含 湿 量g/kg12.2含 湿 量g/kg12.2焓kJ/kg69.7焓kJ/kg51.1焓kJ/kg49.7露点温度20.8露点温度16.8露点温度16.8密度kg/m31.143密度kg/m1.181密度kg/m31.187 图3-1表3-2 风量各个数据送风量kg/h14713.4新风量m3/h2400回风量kg/h12029.1新风比%18.24热湿比6281.65机组总冷量kW81.8878再热冷负荷kW5.95743室内冷负荷kW56.814新风负荷kW19.1164室内湿负荷kg/s0.00904444总湿负荷kg/s0.0144424新风湿负荷kg/s0.005405843.2.2夏季风机盘管系统计算以房间2001为例，新风管温升负荷kW:0.0967329新风不承担室内冷负荷.新风处理到等焓线表3-3风机盘管送风状态点送风量m3/h672.241新风量m3/h150回风量m3/h522.241新风比%22.3134热湿比5497.71FCU冷量kW3.30373FCU显热冷量kW1.5578新风AHU冷量kW1.34246房间冷负荷kW3.207图3-2 表3- 4 送风点O参数大气压力Pa100250干球温度19.0相对湿度%77.7含 湿 量g/kg10.8露点温度14.9密度kg/m31.2湿球温度16.5焓 kJ/kg46.5表3-5 露点L参数大气压力Pa100250干球温度22.4相对湿度%90.0含 湿 量g/kg15.5露点温度20.5密度kg/m31.2湿球温度21.2焓 kJ/kg61.9表3-6回风点M参数大气压力Pa100250干球温度17.4相对湿度%75.1含 湿 量g/kg9.4露点温度12.8密度kg/m31.2湿球温度14.7焓 kJ/kg41.5 表3-7温升后点L参数大气压力Pa100250干球温度24.4相对湿度%79.8含 湿 量g/kg15.5露点温度20.5密度kg/m31.2湿球温度21.7焓kJ/kg63.9第四章空调方案确定和设备选型4.1 空调系统的分类方案确定设计依据：依据相关材料和规范等（如空调设计规范和使用手册），按空调负荷所用的介质不同，可分为全空气、全水系统、空气-水系统和冷剂式系统。表4-1 空调系统分类分类类型系统特点形式示例消除室内负荷的不同全空气系统空调房间的室内负荷全部由外来经过处理的空气来承担一次回风系统全水系统房间内的冷热负荷完全由水来承担风机盘管系统空气-水系统空调房间的热、湿负荷同时用空气和水来负担风机盘管加独立新风系统制冷剂系统制冷系统的蒸发器直接承担热、湿负荷的空调系统分体式空调器4.1.1风机盘管加独立新风空调系统具有以下优点：1、风管单独向室内送风空气流动性好，品质较高，保证室内空气的清洁；2、初始投资低，运行的时候管理方便，维护费用也比较少；3、占用空间小，安装便捷，不容易出故障，出故障的时候在机房里维修起来也比较方便；4、控制方便，当房间内没人或者不用的时候，可独立控制机组，根据房间使用状况确定风机盘管的启用或停止。5、冷热负荷能够按房间朝向 ，使用目的，使用时间进行控制，系统分区方便。4.1.2 全空气系统的优点：1、能满足较高的室内环境参数要求，使含尘浓度和细菌总数负荷卫生标准；2、过渡季节可以用全新风送风，降低降温或加热设备的运行能耗；3、空调设备全部放在空气处理机房中，可节省室外空间，并且能减少噪声对室内购物人群的影响；4、单独设置的机房，当空调器发生故障不能正常运转时候需要维修的时候，维修人员可以直接进入机房维修。我们来探讨一下如何从众多分类中选择合适办公楼的空调，首先，作为办公楼，必须满足的是办公人员对舒适性的要求，所以可以确定的是舒适性空调，本办公楼一楼为灵活性办公区域和餐厅，面积较大，楼层标高为4.6，这个标高较高，选择全空气系统，把室外经过空调机房处理过的空气运送到室内来消除室内产生的冷负荷，而且这种空调系统的空气在室内不需要再冷却。2-5层办公区域要求的空调条件比较高，需要满足室内温度控制的要求同时室内人员不是非常密集，人员流动性也不强，但是室内温度的要求比较高，选用风机盘管加新风系统控制方便，当房间内没人或者不用的时候，可独立控制机组，根据房间使用状况确定风机盘管的启用或停止，相对来说温湿度能独立控制，节能性也较好。综合以上分析，空调系统形式已经确定，本办公楼1层采用全空气系统，2-5层采用风机盘管加独立新风系统。4.2 风机盘管的选取根据房间的负荷、风量、风机盘管的显冷量、风机盘管负担的冷量等，可选取美的空调设备有限公司生产的卧式暗装风机盘管。表4-2风机盘管性能参数型号FP-68WA额定风量高速（m3/h）680制冷能力3600中速（m3/h）680制热能力5400低速（m3/h）680水阻（kPa）30外形尺寸930465206水流量（kg）