暖通空调毕业设计开题报告

山东建筑大学毕业论文开题报告表山东建筑大学毕业论文开题报告表 班级 热动 034 姓名 时金良 论文题目北京市华信国际大酒店空调工程设计 地下一层 四层 一 选题背景和意义 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 为了适应国际贸易 旅游 及城市建设迅速发展的需要 高层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 大中商业建筑纷纷安装了空调系统 以提高商场的档次 吸引更多的顾客 各大城市中频 频展开的 商战 更加速了空调系统在商业建筑中的普及 商业建筑不断的增多 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 由于能源的紧缺 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 目前 随着我国经济的逐步增长 居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求 越来越高 对中央空调的需求越来越大 对中央空调节能 舒适 健康更加关注 因此 设计一项节能 舒适 健康的中央空调工程是很有实际意义的 二 课题关键问题及难点 1 机组的选择 采暖通风与空气调节设计规范 GBJ19 87 第六章 制冷 中有 台数不宜过多 应与空气调节负荷变化情况及运行调节要求相适应 台数不宜少于两台 等规定 我们在考虑冷水机组配置时 应注意避免下列四种情况 一要避免机组台数过少 台数过少存在的问题有 负荷可靠性下降 一旦负荷高峰时机 组出现故障 影响的比例就大 负荷适应性差 能耗会增高 二要避免机组台数过多 机组台数过多有如下缺点 单机容量下降 机组 COP 下降 能 耗高 机组台数多 配置的循环水泵也多 水泵并联多 并联损失高 机组台数多 配置的循环水泵多 占用机房面积就大 三要避免不恰当的使用多机头机组 2 循环水泵 载冷 热 体的输送离不开水泵和风机 水泵和风机的选用和配置是不可缺少的一环 对工程设计的成败是十分重要的 关于水泵 经常发生的有以下一些问题 1 水泵扬程偏大 有些仅需 28 32m 水柱的 选了 40 50m 水柱的水泵 多余扬程 一是靠阀门来消耗 其消耗的能量占的比例 个别工程甚至达 70 二是转变成流量 如 某工程 由于流量增加 流速增加 锅炉设备入口的口径配置本来就偏小 原按 25 温差 流量配置 引起了锅炉设备的振动 2 冷热循环水泵不分设 工程中常见到冷热循环水泵不分设的情况 有的是因为迁就了机房面积偏小 有的则是 考虑不周所致 众人周知 供回水温差制冷时一般为 5 制热时一般为 10 而且对 一般冬冷夏热地区 冬季制热负荷比夏季制冷负荷小 对南京地区 一般前者为后者的 60 80 即冬季循环水量为夏季循环水量的 0 3 0 4 倍 水力损失仅为供冷工况的 9 16 输送功耗仅为供冷工况时的 2 7 6 4 所以 若冷热循环水泵不分设 将导致 冬季能耗浪费 形成大流量小温差运行 3 一机一泵配置问题 一机一泵 可避免运行一台或 2 台机组时 未关掉相应阀门造成水流量旁通 使 机组 COP 降低 也使水泵运行工况点偏离额定工况点 电耗增加 电气控制设计方便 可避免运行人员频繁人工开或关主机或冷却塔入口阀门 适应部分负荷时的运行 如 设联动电动阀 则投资高 阀易坏 系统不可靠 三 调研报告 或文献综述 1 国外发达国家的空调系统与国内通常采用的空调系统的比较 从目前国外发达国家空调技术的发展来看 从八十年代起 变风量空调系统已在发达 国家的公共建筑物中出现 近期在西方国家中 国内目前常用的风机盘管加新风系统已不 允许在办公大楼中采用 因为该系统无法解决房间的全面通风问题 特别是在内区的房间 没有外窗的房间 同时 国内常用的两管制风机盘管加新风系统更无法解决内区房间 的冬季制冷问题 欧洲的一些国家更是对建筑物内的空气品质进行检测 如被定为 病态 建筑 该大楼将不允许使用 由此可见发达国家对室内环境的要求标准及室内环保的重 要性 变风量空调系统是一种全空气系统 它是用送风温度来控制室内温度的 变风量系统 可以同时满足室内的空气品质 又达到节能的目的 是目前发达国家在办公大楼及公共商 业建筑中普遍采用的系统 1 风机盘管加新风系统的特点及造价分析 风机盘管加新风系统是在五 六十年代在发达国家率先出现的 是用来代替全空气定 风量系统 由于全空气定风量系统不能对各个单独的房间进行调节 同时对建筑物的空间 要求较大 而风机盘管和定风量空调系统相比可以独立设置在各个房间中 可以独立的进 行开关及温度控制 但由于该系统的冷热源是通过水送入房间的 风机盘管只能对房间空 气进行循环冷却或加热 这样一来 无法满足房间内工作生活的人对新风的要求 于是为 满足新风的需要 设计中又加入了一套新风系统 可是 新风往由于排风的不畅而没有真 正送入房间 由于设计中对房间分隔等要求 要想解决排风问题是一件非常困难的事 于 是 就出现了人们认为集中空调的房间感觉到很闷 不舒服 当然 我们会经常看到设有 集中空调的房间的大楼有很多窗户是开启的 主要是人们希望通过外窗来采到一定的新风 而实际上由于房间的正压度 新风是不会从窗户进入房间的 由此而来 舒适性空调实际 上根本没有解决人们的舒适要求 只是将房间的温度降低或提高 风机盘管加新风的特点是 房间可以独立地进行温度调节 设计技术相对简单 因此 设计风险不大 设备国产化程度高 投资少 通常我们所谓的高档写字楼 如目前金融 街已建的项目中 大部分的投资在 800 元每平方米左右 该投资不包括与空调相配套的配 电及自控 并且 只有主要设备 如冷冻及水泵等采用进口设备 但该系统其缺点是噪 音大 新风标准低 灵活性差 维修量大 无法解决人们的舒适度要求 更无法解决室内 的空气污染问题 2 变风量系统的特点 变风量 VAV 空调系统 70 年代初由国外研制推出 目前是欧美等发达国家主流的空 调系统 它根据空调负荷的变化以及室内要求参数的变化来自动调节各末端及空调机组风 机的送风量及排风量 是一种全空气系统 室内空气的送入与排出按设计要求进行平衡 换气次数高 能及时的将室内人员呼出的废气排走 最大程度地保证空调环境的品质 将 二氧化碳的浓度真正的控制在 900PPM 以下 按照中国的设计规范室内二氧化碳的浓度应 不高于 1000 PPM 但由于风机盘管加新风系统无法进行大量的排风和换气 实际上我们目 前使用的集中空调的办公楼二氧化碳的浓度都严重超标 提高人的舒适性 降低空调机 组的运行能耗 一般来说 变风量空调系统具有以下特点 1 舒适性 能实现各个空调区域的灵活控制 可以根据负荷变化或个人的要求自行 设定环境温度 2 节能 由于空调系统绝大部分时间是在部分负荷下运行 而变风量空调系统是通过 改变送风量来调节室温的 因此能够合理的分配气量 减少空调机组的风机能耗 可 明显降低运行电费 并可降低空调机组的总装机容量 3 不会发生过冷或过热 由于温度控制的灵活 有效 可以避免常规空调常见的局 部区域过冷或过热 既提高了舒适感 又节约了能量 4 系统噪声低 如果风量减小是通过风机转速降低实现的 则会使系统噪声大幅降低 5 无冷凝水烦恼 变风量系统是全空气系统 冷水管路不经过吊顶空间 可以避免 冷冻水 冷凝水滴漏污染吊顶 没有凝水盘避免了霉菌污染 6 系统灵活性好 其送风管与风口之间采用软管 送风口的位置可以根据房间分隔 的变化而任意改变 也可根据需要适当增减风口 使系统结构变得十分灵活 3 水源热泵 水源热泵在发达国家只用在小型建筑及公寓中 实际上是分体空调将室外机变成一个 整体 它根本就无法解决人的舒适度问题 不适合于高档的写字楼及公共场所 更是对水 资源的浪费 2 北京新建项目的空调系统使用情况 目前北京地区在建的高档综合楼中 如果是国外的一流建筑师负责设计的 大都采用 的是变风量系统 这些大楼都是北京地区的标志性建筑 如中国银行总行办公大楼 工商 银行总行办公大楼 建设银行总行办公大楼 华润大厦 国家电力调度指挥中心 中保信 大厦 南银大厦等 上海地区使用变风量系统的高档建筑比北京更多 而由国内的设计院 设计完成的高档写字楼及公共建筑 大多还在使用风机盘管加新风和定风量的空气系统 我们认为出现这一现象的原因有以下几点 1 变风量系统的设计技术难度较大 设计人员的风险也相应提高 变风量系统更加 强调的是 机电一体化 系统的运行完全靠自动控制 任何一个环节的失误 都可能对 系统运行造成影响 设计人员不仅要懂空调还要对电气自控相当熟悉 2 设备的国产化程度低 一次投资大 以上几个楼的空调投资在 1400 1600 元每平 方米之间 3 目前国内使用的变风量系统并没有人们希望的运行效果 该问题的出现是因为按 照我们国家的要求 所有境外的设计公司都要由国内的设计院协助完成施工 通常情况下 外方的设计单位只做到扩初设计阶段 而施工图阶段是整个设计过程中的重要阶段 往往 我们在深化图纸的过程中 由于变风量系统在国内还没有真正使用起来 工程师对系统的 运行经验及设计经验不丰富 考虑不到很多细节 另外 国内的自控设计更多的依赖于设 备厂家 而设计院对厂家的产品使用情况不熟 这样一来 无法真正校核配电 自控系统 的设计是否合理 是造成变风量系统运行发生问题的关键 3 关于 病态建筑 的话题 室内的空气污染在欧美已经在政府的控制下严格按照国家规定的法律进行检查 任何 病态建筑将不允许使用 中国政府也已开始对室内的空气污染问题进行关注 明年中国将 颁布第一部室内健康空气质量标准 该标准将对室内的可吸入颗粒物的多少 二氧化碳的 浓度等都将进行严格的规定 世界卫生组织 WHO 的调查指出 许多在室内工作的人员都患有不同程度的如头痛 疲倦和过度性疲劳等 大厦相关性病症 BRI 这些相关性病症都与中央空调系统的设计 运行有关 中国香港特区立法委的一份报告指出 通风系统性能的欠佳或不足是引起室内 空气污染的最常见的原因 去年 北京市卫生防疫站根据国家室内空气质量检测的 15 个 指标对北京的一些公共场所进行了检测 检测的结果表明 我国的室内空气的现状已经对 人们的健康形成了威胁 各种公共场所室内的空气污染普遍超标 室内空气的质量对人的 生命至关重要 如空气中二氧化碳的浓度太高 可以使人疲倦及磕睡 细菌及真菌会增加 我们健康受影响的机会 长期接触甲醛 尼古丁及可吸入的悬浮颗粒 二氧化氮 臭氧和 苯等室内空气污染物可损害肺部并引致呼吸系统疾病及增加患癌症的机会 北京地区肺癌 的发病率已经成为危害北京人健康的第一杀手 另外 随着明年国家第一部室内空气品质 标准出台时间的逼近 最近各种媒体相继报道了室内污染的一些数据 有些数据是令人触 目惊心的 特别对北京各大商场的测试表明 室内的细菌含量高于室外 45 以上 二氧化 碳含量比室外高 3 倍还多 北京地区室外的二氧化碳浓度在 400PPM 到 700PPM 之间 国内 设计规范规定室内的二氧化碳浓度不应超过 1000PPM 空气中氧气量不足 悬浮颗粒浓度 高于门外 60 9 小时后竟达 9 倍以上 另外 室内由于装修使用的材料得不到及时的排 除 还会留在空气中 目前 北京的一些高档写字楼经过专业人士的测定二氧化碳的含量 过高 导致供氧量的不足 尽管专家们提出开窗通风 可很多建筑物近深很大 属于典型 的 内区 房间 根本不具备开窗通风的条件 只有在进行建筑物的室内空调通风设计时 考虑机械通风才是解决问题的根本 加拿大卫生组织的一项调查显示 68 的疾病源于室 内空气污染 长期在受污染的空气中工作和生活 会降低人体的免疫功能 甚至会发生严 重的病变和死亡 然而 令人担忧的是 许多人对室内环境的污染问题不象对室外的环境 污染问题那样重视 因此如何能够为客户设计安装一套健康环保的室内空气处理系统应该是每一位工程师 开发商都应考虑的问题 同时 随着人们对环保意识的增强 客户在买楼或租楼时将会更 加实际的关注自身的舒适与健康 而不是片面地追求豪华 4 结论 作为一个国际五星级酒店 建筑物内空气品质的好坏 将成为人们对酒店服务质量衡 量的重要标准 未来的社会将更是以人为本的社会 人才价值的充分体现和劳动力成本的 不断提高 对如何使员工在工作时间内提高效率 减小生病的可能等 都会象欧美发达国 家一样引起高度的关注 政府也会出台一些相关的政策禁止危害人体健康达不到室内空气 质量标准的 病态建筑 使用 因此 对建筑物内应采用何种空调系统 在从投资方面考虑的同时 更要考虑它的 先进性和未来国家的发展趋势 及入世后由于大量境外公司的进入所带来的对建筑物使用 要求调整 开发商目前更应从室内的环保 舒适度及运营成本等方面考虑 特别是空调系 统的使用周期至少是在 20 年 建筑物建成后 装修设计可在几年内进行调整 而空调系 统一旦进行安装 改造的工作量将远远大于装修 费用也远远高于装修 四 方案论证 1 酒店综合楼的空调特点 1 建筑特点 该酒店的外围护结构多为钢筋混凝土的框架结构 采用自重的轻型墙体材料作为外围 护结构 大量采用玻璃幕墙 采用大面积单层玻璃幕墙加铝合金饰板作为高层写字楼外围 护结构的主流 其玻璃幕墙主要为6mm或8mm厚度的热反射镀膜玻璃 2 使用特点 该酒店房间类型繁多 使用时间不一致 管理不太方便 在选择方案时应充分考虑 3 空调系统注意事项 a 分区问题 考虑到建筑物建筑物结构上的差别和翻建类型的不同 可将将建筑物按 防火分区分为A区和B区 b 过度季节问题 过度季节部分房间可不用冷热源 但部分房间仍需要降温 这时应用 室外空气直接进入需降温房间降温 即节能又简单 或考虑采用一台小容量的制冷机 c 大空间空调形式问题 对于个别大空间可选择取全空气系统 d 特殊房间的个别控制问题 用风机盘管系统以便控制 2 方案比较 表4 1 全空气系统与空气 水系统方案比较表 2 比较项目全空气系统空气 水系统 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空调时整个空调系统 仍需运行不经济 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 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 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 须常换水 过滤性能差 室内清洁度要求较高时难于 满足 消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求 风管互相串通 空调房间之间有风管连通 使各房间互相污染 当发生火灾时会通过风管迅速蔓延 各空调房间之间不会互相污染 表4 2 风机盘管 新风系统的特点表 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 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 表4 3 风机盘管的新风供给方式表 1 供给方式示意图特点适用范围 房间缝隙自然 渗入 1 无规律渗透风 室温不均匀 2 简单 方便 3 卫生条件差 4 初投资与运用费用低 5 机组承担新风负荷 长时间在湿 工况下工作 1 人少 无正压要求 清 洁度要求不高的空调房间 2 要求节省投资与运行费 用的房间 3 新风系统布置有困难或 旧有建筑改造 机组背面墙洞 引入新风 1 新风口可调节 冬 夏季最小新 风量 过渡季大新风量 2 随新风负荷变化 室内直接受影 响 3 初投资与运行费节省 4 须作好防尘 防噪声 防雨 防 冻措施 5 机组长时间在湿工况下工作 同上 房高为6m以下的建筑物 单设新风系统 独立供给室内 1 单设新风机组 可随室外气象变 化进行调节 保证室内湿度与新风 量要求 2 投资大 3 占有空间多 4 新风口尽量紧靠风机盘管 为佳 要求卫生条件严格和舒适 的房间 目前最常采用此 方式 单设新风系统 供给风机盘管 1 单设新风机组 可随室外气象变 化进行调节 保证室内湿度与新风 量要求 2 投资大 3 新风按至风机盘管 与回风混合 后进入室内 加大了风机风量 增 加噪声 要求卫生条件严格的房间 目前较少采用此种方式 本设计为酒店的空调系统设计 系统的选定应注意档次和安全的要求 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