兰州市某营业大厅空调系统设计

优秀通过答辩本科毕业设计（论文）兰州市某营业大厅空调系统设计摘 要本设计为兰州市某营业大厅空调系统设计。本建筑共 8 层，总建筑面积 8900 ，2m总层高 32m。全楼采用集中供给空调方式，机房中设置两台水冷单螺杆式冷水机组。根据各不同的功能房间，将该集中系统分为两种空调送风方式：一、 二、 三层采用全空气系统，由空气处理机组处理送风，其中营业厅、乒乓球室、健身房及餐厅采用圆形散流器平送的送风方式。四至八层采用风机盘管加独立新风系统，新风直接从室外引进新风机组，经过过滤、冷却或加热、加湿、送风机加压、处理到室内状态点后直接送入房间，不承担房间冷负荷；各房间均选用双层百叶风口进行侧送风。水系统采用闭式双管异程式，冷却水泵三台，两备一用；冷冻水泵三台，两用一备。根据各种计算结果，通过性价比分析，进行了设备选型，确保设备容量、压强、噪声等方面满足要求。本空调系统的设计力求达到经济、舒适、方便、实用，并尽可能满足节能要求。关键词：风机盘管加独立新风系统；全空气系统；散流器；选型优秀通过答辩本科毕业设计（论文）AbstractThis project is the design for an apartment with air-conditioning system in Beijing .The total area is 8,900 square metres,which contains 8 stories and 32 metres.The concentrated air-conditioning system is used in this building and two single screw-type water-cooled chillers are set up in equipment room. According to the functions of the various rooms, the concertrated air-conditioning system is divided into two aparts: the first three stories including badminton, table tennis room, gym and restaurants are controlled by all-air systems.The air controled by the air handling units is diffuseed with flat delivery of the air supply mothde. Four to eight layers are controlled by PAU+FCU system. Fresh air is diffused directly from outside into the room after filtration, cooling or heating, humidification, blower pressure, treatment to the interior point ,which does not take the room cooling load;All rooms are used for double-side air outlet louvers Water system of different closed programs is used,which contains 3 cooling water pumps,two are used one is reserved; 3 chilled water pumps, two are used one is reserved. According to various calculations and cost analysis, equipment selection carried out to ensure the demand of the equipment capacity, pressure, noise and so on. The design of air-conditioning system seeks to achieve the goal of economic, comfortable, convenient, practical, and energy-saving as much as possible. Key words: PAU+FCU system;the entire air system;san converter;diffuser Selection 优秀通过答辩本科毕业设计（论文）目 录摘 要 .IAbstract .II第一章 绪 论 .1第二章 原始资料 .32.1 工程概况 .32.2 土建资料 .32.3 气象参数 .32.4 室内设计参数 .42.5 设计依据 .4第三章 空调冷负荷计算 .53.1 冷负荷构成及计算原理 .53.1.1 外墙和屋面传热冷负荷计算公式 .53.1.2 外窗的温差传热冷负荷 .53.1.3 外窗太阳辐射冷负荷 .53.1.4 人体冷负荷 .63.1.5 灯光冷负荷 .63.1.6 设备散热形成的冷负荷 .63.1.7 食物的显热散热冷负荷 .63.2 伴随散湿过程的潜热冷负荷和湿负荷 .63.2.1 人体散湿和潜热冷负荷 .73.2.2 食物散湿量及潜热冷负荷 .73.3 各项逐时冷负荷汇总表 .73.4 新风冷负荷的确定 .8第四章 设计方案的确定 .94.1 确定空调系统方案的原则 .94.2 空调水系统的选取 .94.3 空调风系统的选取 .104.4 空调系统的划分原则 .10优秀通过答辩本科毕业设计（论文）4.5 方案比较 .114.6 确定各房间的空调系统形式 .12第五章 空气处理过程及设备选型 .145.1 一次回风全空气系统的空气处理方式 .145.2 风机盘管加新风系统的空气处理方式 .155.3 风机盘管加独立新风系统的处理过程以及送风参数计算 .155.4 空调设备的选取 .165.5 风机盘管的布置 .175.6 新风机组选型 .175.7 空调机组的选择计算 .175.7.1 空调机组的选取 .175.7.2 空调机组的布置 .175.8 散流器选择计算 .18第六章 空调系统的水力计算 .206.1 风系统的水力计算 .206.1.1 计算方法 .206.1.2 计算举例 .206.1.3 风管的布置及附件 .226.2 水系统的水力计算 .236.2.1 空调水系统的设计原则 .236.2.2 空调水系统方案的确定 .236.2.3 冷凝水设计 .246.2.4 空调水系统阻力构成 .246.2.5 计算举例 .25第七章 制冷机房的设计 .277.1 制冷机房的技术要求 .277.2 空调系统冷源的选择 .277.3 制冷机组的选定 .287.3.1 确定制冷机组的总制冷量 .287.3.2 选定制冷机组 .28优秀通过答辩本科毕业设计（论文）7.4 冷冻水系统 .287.4.1 冷冻水泵的选择 .287.4.2 冷冻水泵配管布置 .297.5 冷却水系统 .297.5.1 冷却塔的选取 .307.5.2 冷却水泵的选取 .317.5.3 补给水泵的选择 .317.6 水系统附件的设计 .327.6.1 集水器和分水器 .327.6.2 补给水箱的选择 .337.6.3 软化水处理器的选择 .337.6.4 循环水处理器的选择 .337.6.5 除污器和水过滤器 .347.6.6 放空气器 .347.6.7 阀门 .347.6.8 系统安装要求 .34第八章 消声、减震与保温设计 .368.1 消声与隔声设计 .368.2 减振设计 .368.2.1 冷冻机、水泵及风机等设备的减振 .368.2.2 管道减振 .368.3 保温设计 .37第九章 总结 .38参考文献 .39谢辞 .40附录 A 冷负荷计算表 .41附录 B 风管水力计算 .97附录 C 水管水力计算 .102附录 D 新风量与送风量的确定 .104附录 E 外文文献 .108优秀通过答辩本科毕业设计（论文）优秀通过答辩本科毕业设计（论文）第一章 绪 论随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。和前几年建筑业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好，而是更多的考虑以人为本，开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及商用建筑。改革开放以来，随着我国国民经济的飞速发展、人民生活水平的逐步提高，人们对自身生活环境也越来越重视，尤其是室内的空气环境。我国幅员辽阔，气候复杂，室内空气调节就显得非常必要，而且需求量越来越大。特别是近十年来，空调技术在我国得到空前发展，从事空调行业的专业技术队伍日益壮大，同时，大量的空调设计资料也日益完善。中国已经加入世贸为了适应国际贸易、旅游、及城市建设迅速发展的需要，建筑的发展不会停留在过去的发展水平，特别是对建筑物内的空气品质及舒适程度的要求也会越来越高。新建的大部分建筑纷纷安装了空调系统，以提高建筑的档次，吸引更多的顾客。酒店宾馆类建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。而当人们在享受着空调技术给人们的生产与生活带来方便和舒适时，紧接着也就在思考如何减少空调所需要销耗的能量。特别是进入 20 世纪 70 年代以来，以石油危机为标志的世界能源危机更加促使一些发展中国家在各业中研究和推广节能技术。由于我国能源的紧缺现状，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。本设计为公寓楼的空调系统设计，系统的选定应注意档次和安全的要求。此建筑房间类型繁多，使用时间不一致，管理不太方便，在选择方案时应充分考虑。一般来说，空调方式按负担室内空调负荷所用的介质来分类可选择四种系统全空气系统、空气水系统、全水系统、冷剂系统。全空气系统分一次回风式系统和二次回风式系统，该系统是全部由处理过的空气负担室内空调冷负荷和湿负荷；空气水系统分为再热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为风机盘管机组系统，全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建筑内一般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗式空调器系统、分体式空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室内消除室内的余热和优秀通过答辩本科毕业设计（论文）余湿。对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，所以全水系统和冷剂系统在本次的建筑空调设计时不宜采用。综上所述，对于小空间的房间，如：本设计中的四层、五层、六层和七层及八层的客房，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。而对于餐厅、乒乓球室、营业厅等空间较大、人员较多、温度和湿度允许值波动范围小的房间，拟采用全空气系统。其中的风机盘管空调方式有以下特点，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。优秀通过答辩本科毕业设计（论文）第二章 原始资料2.1 工程概况本工程位于兰州市区，为地上 8 层的综合楼建筑。地上一层有营业厅及设备用房，二层有营业厅、餐厅及厨房、仓库等用房，三层有营业厅、乒乓球室等用房，四-八层主要为客房。建筑面积总约 8900m2。2.2 土建资料外墙：水泥砂浆抹灰 砖墙，370mm 白灰刷粉，传热系数 K1.50w/m 2k内墙：白灰刷粉 轻混凝土板 白灰刷粉 厚度 200mm；邻室包括走廊，均与客房温度相同。楼板：5mm 厚地砖 20mm 厚水泥砂浆结合层 120mm 厚现浇钢筋混凝土白灰刷粉 16mm 厚；屋面：砾砂外表层 5mm 卷材防水层 水泥砂浆找平层 20mm 水泥膨胀珍珠岩 200mm 隔汽层 现浇钢筋混凝土屋面板 内粉刷；地面：保温 K0.25w/m 2k；内门： K2.9w/m 2k；外门： k3.65 w/m 2k；外窗： K2.67w/m 2k；玻璃窗及幕墙（铝合金窗框、中空玻璃）：K=3.50w/(m *)其它建筑围护结构：按照公共建筑节能标准执行。2.3 气象参数表 2.1 建筑所在地气象参数地点 经度 纬度大气压(Pa)室外干球温度 ()室外湿球温度 ()日平均温度 ()计算日较差() ： 室外平均风速 (m/s)兰州 103.51 36.04 88817.00 31.30 20.1 26.00 8.80 1.30优秀通过答辩本科毕业设计（论文）2.4 室内设计参数表 2.2 夏季室内计算参数：名称 温度相对湿度%新风量m3/h.p室内人员分布人/m 2双人间 26 60 30 2营业厅 26 60 20 40餐厅 26 60 20 602.5 设计依据1.采暖通风与空气调节设计规范(GB 500192003)；2.公共建筑节能设计标准(GB 501892005)；3.高层民用建筑设计防火规范(GB 5004595)；4.采暖通风与空气调节制图标准(GB 5011401)；5.通风与空调工程施工质量验收规范(GB 502432002)；6.其它一些可适用的规范、规程、标准等。优秀通过答辩本科毕业设计（论文）第三章 空调冷负荷计算冷负荷即为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻向房间提供的冷量。冷负荷是暖通空调工程设计的基本依据，暖通空调设备容量的大小主要取决于冷负荷的大小，冷负荷的计算直接关系着房间热湿环境的稳定，冷负荷的大小影响着室内环境的舒适程度。因此，冷负荷计算在空调设计中有着至关重要的作用。3.1 冷负荷构成及计算原理3.1.1 外墙和屋面传热冷负荷计算公式以 801 计算为例：见附录 A表 3.1 设计相关参数室外温度： 31.3 相对湿度： 43.00%室内温度： 26 相对湿度： 60%房间面积： 91.5 m 室内人数： 2新风量： 60(m3/h)外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷 Q(W)，按下式计算：Q=KFt- (式 3.1)式中 K传热系数，W /( m k)；F计算面积， m；计算时刻，点钟；-温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，点钟；t-作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差， 。3.1.2 外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷 Q(W)按下式计算：Q=KFt (式 3.2)式中 K传热系数，W /( mk)；F计算面积， m；t计算时刻下的负荷温差，。3.1.3 外窗太阳辐射冷负荷Q=FCsCaCnJw (式 3.3)式中 Q外窗太阳辐射冷负荷，W；优秀通过答辩本科毕业设计（论文）F 外窗面积， m；Cs窗玻璃的遮挡系数；Ca 窗的有效面积系数；Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数；Jw计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/m。 3.1.4 人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷 Qx(W)，按下式计算：Qx=nqsCclrCr (式 3.4)式中 n 计算时刻空调房间内的总人数；q1 一名成年男子小时显热散热量，W；Cclr 人体显热散热冷负荷系数；Cr 群体系数。3.1.5 灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷 Q(W)，按下式计算： (式 3.5)10LQLnNC式中 照明灯具镇流器耗功系数， =1.0；n灯罩隔热系数， =0.8； n照明灯具所需功率，kw；N照明散热冷负荷系数。LQC3.1.6 设备散热形成的冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷 Q，按下式计算：Q=qsX-T (式 3.6)式中 T热源投入使用的时刻，点钟；-T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，h；X-T时间设备、器具散热的冷负荷系数；qs热源的实际散热量，W 。3.1.7 食物的显热散热冷负荷进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人 9W 考虑。3.2 伴随散湿过程的潜热冷负荷和湿负荷优秀通过答辩本科毕业设计（论文）3.2.1 人体散湿和潜热冷负荷1.人体散湿量按下式计算D=0.001ng (式 3.7)式中 D 散湿量，kg/h；群体系数；n 空调房间内的总人数；g 一名成年男子的小时散湿量，g/h。2.人体散湿形成的潜热冷负荷 Q(W)，按下式计算：Q=nq2 (式 3.8)式中 群体系数；N空调房间内的总人数；q2 一名成年男子小时潜热散热量，W。 3.2.2 食物散湿量及潜热冷负荷1.餐厅的食物散湿量(kg/h)，按下式计算：D=0.0115n （式 3.9）式中 n 就餐总人数。 2.食物散湿量形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算：Q=9n （式 3.10）式中 n 就餐总人数。3.3 各项逐时冷负荷汇总表具体冷负荷见附录 A优秀通过答辩本科毕业设计（论文）3.4 新风冷负荷的确定新风处理过程焓湿图如下：图 3.1 新风处理焓湿图W室外状态点 N室内状态点 M风机盘管处理到的状态点 室内热湿比 FC风机盘管处理的热湿比 L新风处理状态点其处理过程为： 冷却去湿室外新风 W L 空调房间N回风 N M K 混合冷却去湿 其他房间的送风量、新风负担的冷量、风机盘管负担的冷量计算方法相同。优秀通过答辩本科毕业设计（论文）第四章 设计方案的确定4.1 确定空调系统方案的原则确定空调系统方案，应该考虑以下几种因素：1.外部环境，包括气象资料，周围环境等；2.所设计建筑物的特点；3.室内参数要求；4.负荷情况等。4.2 空调水系统的选取 冷水系统方案的确定及优缺点见表 4.1表 4.1 冷水系统方案的确定及优缺点比较表类 型 特 征 优 点 缺 点闭式管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱1.管道与设备的腐蚀机会少；2.不需克服静水压力、水泵压力、功率均低；3.系统简单。与蓄热水池连接比较复杂异程式供、回水干管中的水流方向相反；每一环路的管路长度不等1.不需回程管，管道长度比较短，管路简单；2.初投资稍低。1.水量分配、调节较难；2.水力平衡较麻烦。两管制 供冷、供热合用同一管路系统 1.管路系统简单；2.初投资省。 无法同时满足供冷、供热的要求变流量系统中的供、回水温度保持定值，负荷改变时，通过供水量的变化来适应1.输送能耗随负荷的减少而降低；2.配管设计时，可以考虑同时使用系数，管径相应减少；3.水泵容量、电耗也相应减少。1.系统较复杂；2.必须配备自控设备。单式泵 冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵 1.系统简单；2.初投资省。1.不能调节水泵流量；2.难以节省输送能耗；3.不能适应供水分区压降较悬殊的情况。根据工程实况，水系统采用闭式系统；冷冻水系统不分区；因建筑的结构和功能区基本相同，采用冷媒水都在同侧供、回，水系统均为异程式；因单级泵系统比较简单且建筑物空调水系统不需要分区，所以采用单级泵系统；优秀通过答辩本科毕业设计（论文）为保证负荷变化时系统能有效、可靠、节能的运行，设置三台冷冻水泵，其中一台为备用，三台冷却水泵，两备一用。为防止管网因杂质和积垢而造成水路堵塞影响使用，在制冷机组和水泵的供水口上加 Y 型水过滤器。4.3 空调风系统的选取4.3.1.按负担室内热湿负荷所用的介质分类1） 全空气式空调系统 空气调节区的室内负荷全部由经过加热或冷却处理的空气来负担的空调系统。单风管系统、双风管系统、全空气诱导系及变风量系统属于这类系统；2） 空气水式空调系统 空气调节区的室内负荷由经过处理的空气和水共同负担的空调系统。独立新风加风机盘管系统、置换通风加冷辐射板系统再热系统加诱导器系统属于这类系统；3） 全水式空调系统 空气调节区的室内负荷全部由经过加热或冷却处理的水负担的空调系统无新风的风机盘管系统和冷辐射板系统属于这类系统；4） 冷剂式空调系统 以制冷剂的“ 直接膨胀”作为吸收空气调节区室内负荷的介质的空调系统。商用单元式空调器和家用房间空调器属于这种系统；2.按系统风量调节方式分类1） 定风量空调系统 通常的集中式空调系统，风机的送风量保持一定，通过改变送风温度来适应空气调节区的负荷变化，以调节室内的温湿度。这种系统称为定风量空调系统；2） 变风量空调系统 通过改变送风量而保持一定的送风温度，适应空气调节的负荷变化，以调节室内的温湿度。3.按系统风管内风速分类1） 低速空调系统 主风管风速民用建筑低于 10m/s,工业建筑低于 15m/s；2） 高速空调系统 主风管风速民用建筑高于 12m/s,工业建筑高于 15m/s；通常采用 2035m/s。4.按热量传递（移动）的原理分类1）对流式空调系统； 2）辐射式空调系统。4.4 空调系统的划分原则优秀通过答辩本科毕业设计（论文）1）.能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求；2）.初投资和运行费用综合起来较为经济；3）.尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；4）.尽量减少凤管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试；5）.系统应与建筑物分区一致；6）.各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本相同；7）.一般民用建筑中的全空气系统不宜过大，否则风管难于布置；系统最好不要跨楼层设置，需要跨楼层设置时，层数也不应过多这样有利于防火。4.5 方案比较表 4.2 全空气系统与空气水系统方案比较表比较项目 全空气系统 空气水系统设备布置与机房空调与制冷设备可以集中布置在机房机房面积较大层高较高有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上只需要新风空调机房、机房面积小风机盘管可以设在空调机房内分散布置、敷设各种管线较麻烦风管系统空调送回风管系统复杂、布置困难支风管和风口较多时不易均衡调节风量放室内时不接送、回风管当和新风系统联合使用时，新风管较小节能与经济性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对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率无法实现全年多工况节能运行使用寿命 使用寿命长 使用寿命较长比较项目 全空气系统 空气水系统安 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优秀通过答辩本科毕业设计（论文）续表 4.2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 维护运行 对室内温度要求严格时难于满足空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须