某工业厂房中央空调及除尘设计

1、湖南工业大学本科毕业设计（论文）1 目录目录 . 1第 1 章 绪论 . 41.1 设计题目 . 41.2 工程概况 . 41.3 设计任务 . 41.4 设计内容 . 4第 2 章 设计依据 . 62.1 设计依据 . 62.2 气象参数 . 62.2.1基本气象参数 . 62.2.2室内设计参数 . 62.3 土建资料 . 6第 3 章 负荷计算 . 83.1 冷负荷的组成 . 83.2 冷负荷 . 83.2.1维护结构冷负荷计算 . 83.2.2人体散热形成冷负荷 . 123.2.3灯光照明形成的冷负荷. 123.2.4设备显热冷负荷 . 133.2.5冷负荷汇总 . 143.3 热负荷

2、 . 153.4 湿负荷 . 15第 4 章 空调系统方案的选择 . 174.1 空气处理方案的比较与确定. 174.1.1空气处理方案比较 . 174.1.2空气处理方案的确定 . 184.2 冷热源的选择 . 19第 5 章 厂房送风量的计算 . 205.1 全面通风换气量的计算. 205.1.1全面通风换气的基本微分方程式. 205.1.2 全面通风分类 . 23湖南工业大学本科毕业设计（论文）2 5.1.2 全面通风风量计算 . 255.2 全空气一次回风系统夏季处理方案. 265.2.1空气处理过程 . 265.2.2空气状态点 . 275.3 送风状态点与送风量的确定. 285.4

3、 新风量计算 . 28第 6 章 末端设备的选择 . 296.1 换热器的选择与计算 . 296.1.1计算参数的定义 . 296.1.2表冷器的计算选择 . 296.2 除尘器的选择 . 316.3 风机的选择 . 326.4 送风筒的选择 . 326.5 冷水机组的选择 . 33第 7 章 空调系统水力计算 . 347.1 风管水力计算 . 347.2 风机的校核 . 357.2.1空调机房总阻力 . 357.3 回风管道计算 . 357.4 新风管道计算 . 35第 8 章 空调水系统设计 . 368.1 空调管路设计原则 . 368.1.1空调管路系统的划分原则. 368.1.2空调管

4、路系统的形式 . 368.1.3空调管路系统的划分原则. 378.2 空调水系统的水力计算. 388.2.1管径的确定 . 388.2.2水流动阻力的确定 . 398.2.3冷冻水系统的水力计算. 408.3 冷冻水泵的选择 . 418.4 分水器与集水器 . 428.5 冷却水系统设计 . 428.5.1冷却水 . 438.5.2冷却水循环系统 . 43湖南工业大学本科毕业设计（论文）3 8.5.3冷却塔 . 448.5.4冷却水泵 . 458.6 冷凝水系统设计 . 468.7 空调系统的定压 . 468. 7.1膨胀水箱体积确定 . 478.7.2膨胀水箱选型 . 478.8 空调管路系

5、统的管材及附件. 478.8.1管路系统的管材 . 478.8.2管路系统的阀门 . 488.8.3管路伸缩与确定 . 498.9 空调管路系统的保温 . 49第 9 章 空调系统的消声与隔振. 519.1 空调系统消声设计 . 519.2 空调系统隔振设计 . 52小结 . 53参考文献 . 54致谢 . 55湖南工业大学本科毕业设计（论文）4 第 1 章 绪论1.1 设计题目铜陵市某工业厂房中央空调及除尘设计1.2 工程概况厂房位于安徽省铜陵市。厂房用途主要为该厂房主要进行碳钢转向架构架及其部件的焊接和焊后打磨等工作。厂房内的焊接工作主要以混合气体保护焊为主，手工电弧焊（药皮焊条）以及钨极

6、氩弧焊为辅。其比例为：混合气体保护焊占98%，手工电弧焊以及钨极氩弧焊仅占2%。混合气体为富氩混合气体，其中氩气含量82%，其余为二氧化碳。厂房总计 4 跨，其中 3 跨宽 18米，1 跨宽为 24 米，建筑面积约为 13374平方米。厂房内工业布局以手工焊为主，共有手工半自动co2/mag 焊机 220 台左右。厂房内有各专业人员 240 人左右。1.3 设计任务本次设计为厂房内的中央空调及除尘设计。要求车间生产时，厂房内5 米以下空气的清洁度达到工业企业设计卫生标准(gbz1-2002)及工业场所有害因素职业接触限值（gbz2-2002）要求中的有害粉尘浓度 4mg/m3，工作区以上焊接烟

7、尘不应有明显烟雾聚集现象。烟尘经过净化后排放到空气中的气体应符合大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）要求。室内焊接区域风速应以不影响混合气体保护焊接质量为前提，在焊接区域风速0.5m/s。1.4 设计内容本次设计以夏季空调系统为主，包括建筑物空调设计、制冷机房及空调设备选型设计。主要内容：（1）工程概况、包括工程名称、设计建筑物概况、建筑物地点及周边环境，建筑物面积，空调面积，建筑物层数及各楼层的功能，设计要求等；（2）设计参数确定室外设计参数，室内设计参数，建筑物设计参数；（3）空调负荷计算；（4）空调系统方案的选择及空气处理过程的确定；湖南工业大学本科毕业设计（论文）5 （5

8、）空调冷热源的确定；（6）风系统设计及气流组织；（7）水系统设计；（8）消声、减震及保温。湖南工业大学本科毕业设计（论文）6 第 2 章 设计依据2.1 设计依据1 采暖通风与空气调节设计规范gbj 19-87(2001年版)；2 高层民用建筑设计防火规范gb50045-95(2005版)；3 汽车库、修车库、停车厂设计防火规范gb50067-97；4 公共建筑节能设计标准gb5018-2005；5 智能建筑设计标准 gb/t5.314-2000。2.2 气象参数2.2.1 基本气象参数地理位置：安徽省铜陵市夏季大气压99907 pa 夏季空调室外计算干球温度：35.1c夏季空调室外计算湿球温

9、度：28.1c夏季空调日平均温度：31.7c夏季室外平均风速：3.2sm/冬季大气压：102360pa 冬季空调室外计算干球温度：-4.0c冬季室外平均风速：2.6sm/2.2.2 室内设计参数室内设计参数，如表1-1 表 1-1 干球温度（c）相对湿度（ %）噪声 db(a) 夏季26 60( 5) 40 冬季18 60( 5) 40 2.3 土建资料厂房为钢结构厂房，墙体为含聚苯乙烯夹层的卷面钢材，夹层厚度为50mm，两侧钢板厚度均为25mm，传热系数k=0.72w/m2.k。西侧墙为混泥土墙，传热系数k=1.26w/m2。k 屋顶为 app 防水卷材屋面。厂房总计 4 跨，其中 3 跨为

10、 18 米/跨，另一跨为 24 米，建筑面积约为 13374平方湖南工业大学本科毕业设计（论文）7 米。厂房南侧直接与原厂房相接。湖南工业大学本科毕业设计（论文）8 第 3 章 负荷计算3.1 冷负荷的组成空调房间的冷负荷包括：1建筑围护结构的传入室内热量 （太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量）形成的冷负荷；2人体散热形成的冷负荷；3灯光照明散热形成的冷负荷；4设备散热形成的冷负荷。3.2 冷负荷3.2.1 维护结构冷负荷计算采用了冷负荷系数法计算冷负荷1、外墙和屋顶外墙和屋顶瞬变传热形成冷负荷tkfttkfclxnwl)(w （3-1）其中kktttdwlwl)(令xnw

11、lttt式中cl外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（w） ；k外墙和屋顶的传热系数)/(w2cm ?,可根据外墙和屋顶的不同构造由附录 51和附录 61查取；f外墙和屋顶的传热面积（2m） ；wlt外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（c） ；xtn夏季空气调节室内计算温度（c） ；wlt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时值（c） ，根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录71和附录 81中查取。dt 不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（c） ，根据不同的设计地点在附录 91中查取；k 外表面放热系数修正值，在表3-71中查取；k 外表面吸收系数修正值，在表3-81中查取，

12、考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差，建议吸收系数一律采用9.0，即0.1k。各围护结构计算如下表 3-1 地点修正值dt湖南工业大学本科毕业设计（论文）9 表 3-2 北外墙冷负荷8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t9.3 9.2 9.2 9.1 8.9 8.8 8.7 8.6 8.5 8.5 8.5 k 0.72 f 1296 cl 8678 8585 8585 8491 8305 8211 8118 8025 7932 7932 7932 表 3-3 东外墙冷负荷8:00 9:00 10:00

13、 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t13.4 13.2 12.9 12.7 12.5 12.3 12.2 12.2 12.3 12.4 12.5 k 0.72 f 732.6 cl 7068 6963 6804 6699 6593 6488 6435 6435 6488 6541 6593 表 3-4 西外墙冷负荷8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t14 13.9 13.8 13.6 13.4 13.2 13 12.7 12.5 12.3

14、 12.2 1k1.26 1f288.68 2k0.72 2f385.32 1cl5092 5056 5020 4947 4874 4801 4729 4619 4547 4474 4438 2cl3884 3856 3828 3773 3718 3662 3607 3525 3468 3412 3385 cl8976 8912 8848 8720 8592 8463 8336 8144 8015 7886 7823 表 3-5 屋顶冷负荷8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t10.1 9.1 8.7

15、9.0 10.0 11.8 14.1 16.7 19.5 22.1 24.3 k 0.63 f 12924 cl 82235 74093 70836 73279 81421 96077 114804 135973 158771 179941 197853 湖南工业大学本科毕业设计（论文）10 2、窗户窗户的冷负荷由两部分组成，一部分是外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，一部分是透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷。（1）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷：)(xndwlwwwtttfkcclw （3-2）令xndwltttt式中xntcl、同式（ 3-1） ；wk 外玻璃窗传热系数 )/(2cmw?，单层窗可

16、 5.8 )/(2cmw?，双层窗可取 2.9)/(2cmw?；wf 窗口面积（2m） ；wlt外玻璃窗冷负sc 荷计算温度的逐时值，可在附录131中差得（c） ；wc 玻璃窗的传热系数的修正值， 根据窗框类型可从附录12 中查得；dt 玻璃窗的地点修正值，可从附录15【1】中查得。（2）透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷：lqjwisacdfcccclmax,w （3-3）式中sc 窗玻璃的遮阳系数，可从附录171查得；ic 窗内遮阳设施的遮阳系数，由附录181；ac 有效面积系数，由附录191查得；wf 窗口面积（2m） ；max, jd各纬度带的日射得热因数最大值max, jd

17、，由附录 16 查得；lqc窗玻璃冷负荷系数，可由附录241和附录 251查得。如果空调不连续运行，则lqc=1.0。表 3-6 北外窗冷负荷8：00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t3.9 4.9 6.0 6.9 7.8 8.5 8.9 9.2 9.2 9.0 8.6 wc1.0 wk5.8 f 700 ac0.85 sc0.88 ic1 湖南工业大学本科毕业设计（论文）11 max, jd115 lqc0.43 0.49 0.56 0.61 0.64 0.66 0.66 0.63 0.59 0.64 0

18、.64 1cl15834 19894 24360 28014 31668 34510 36134 37352 37352 36540 34916 2cl60214 68616 78418 85420 89621 92421 92421 88220 82619 89621 89621 cl76048 88510 102778 113434 121289 126931 128555 125573 119971 126161 124537 表 3-7 东外窗冷负荷8：00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t3.9

19、4.9 6.0 6.9 7.8 8.5 8.9 9.2 9.2 9.0 8.6 wc1.0 wk5.8 f 297 ac0.85 sc0.88 ic1.0 max, jd539 lqc0.49 0.60 0.56 0.37 0.29 0.29 0.28 0.26 0.24 0.22 0.19 1cl6718 8441 10336 11886 13436 14642 15331 15848 15848 15503 14814 2cl58674 71845 67056 44305 34725 34725 33528 31133 28738 26343 22751 cl65392 80286 773

20、92 56191 48161 49367 48859 46981 44586 41846 37565 表 3-8 西外窗冷负荷8：00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t3.9 4.9 6.0 6.9 7.8 8.5 8.9 9.2 9.2 9.0 8.6 wc1.0 wk5.8 f 256 ac0.85 sc0.88 ic1.0 max, jd539 lqc0.15 0.16 0.17 0.17 0.18 0.25 0.37 0.47 0.52 0.62 0.55 湖南工业大学本科毕业设计（论文）12 1c

21、l5790 7276 8909 10245 11581 12621 13061 13501 13501 13208 12621 2cl15482 16514 17546 17546 18578 25803 38188 48510 53670 63991 56767 cl21272 23790 26455 27791 20159 38424 51252 62011 67171 77199 69388 3.2.2 人体散热形成冷负荷人体向室内空气散发的热量有显热和潜热两种形式。前者通过对流、传导或辐射等方式散发出来，后者是指人体散发的水蒸气所包含的汽化潜热。人体显热散热引起的冷负荷lqsscqnc

22、lw （3-4）式中scl 人体显热散热形成的冷负荷（w）; n室内全部人数；群集系数；sq 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（w） ；lqc人体显热散热冷负荷系数，由附录271中查得。人体散湿形成的潜热冷负荷2qnqw （3-5）式中n 计算时刻空调去的总人数；2q 1 名成年男子小时潜热散热量（w）,见表 3-151人体散热形成冷负荷计算结果如下：表 3-9 人体按热形成冷负荷8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 sq74 n240 0.9 lqc0.53 0.62 0.69 0.74 0.77

23、0.80 0.83 0.85 0.87 0.89 0.42 2q161 scl8472 9910 11029 11828 12308 12787 13267 13586 13906 14226 6713 q34776 cl43248 44686 45805 46604 47084 47563 48043 48362 48682 49002 41489 3.2.3 灯光照明形成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与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湖南工业大学本科毕业设计（论文）13 负荷系数。荧光灯冷负荷计算方式为

24、：lqncnncl211000w （3-6）式中cl照明设备散热形成的冷负荷（w） ；n照明设备所需功率（kw） ；1n 镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取1n =1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取1n =1.0；2n 灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取2n =0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者取2n =0.60.8；lqc照明散热冷负荷系数，可由附录261查得。工业厂房照明标准取为10w/2m，所以 n=1012636w=126.36kw。取1n =1.2，2n =0.6。灯光照明冷负荷计算结果如下：表

25、 3-10 照明散热形成的冷负荷8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 lqc0.63 0.90 0.91 0.93 0.94 0.95 0.95 0.95 0.96 0.96 0.37 1n1.2 2n0.6 n126.36 cl57317 81881 82791 84611 85520 86430 86430 86430 87340 87340 33662 3.2.4 设备显热冷负荷设备显热冷负荷。设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算lqscqcl（3-7）/1000321nnnnqs（3-8）式中cl

26、设备和用具显热形成的冷负荷（w） ；sq 设备和用具的实际显热散热量（w） ；lqc设备和用具显热散热冷负荷系数，可由附录241和附录 251中查得。如果空调系统不连续运行，则lqc=1.0。n电动设备的安装功率（kw）; 电动机效率，可从产品样本中查得，或见表3-101; 1n 同时使用系数，即房间内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，根据工艺过程的设备使用情况而定，一般为0.51.0；2n 利用系数（安装系数） ，是电动机最大实耗功率与安装功率之比，湖南工业大学本科毕业设计（论文）14 一般可取 0.70.9，可用以反映安装功率的利用程度；3n 电动机负荷系数，每小时的平均实耗功率与

27、设计最大实耗功率之比，它反映了平均负荷达到最大负荷的程度，一般可取 0.40.5，精密机床取 0.150.4。根据厂房内情况，设备标准取200 w/2m,n=20012636w=2527.2kw；取1n =0.8，2n =0.8，3n =0.4，=0.78。wqs82944078. 0/2 .25274. 08 .08 .01000设备散热形成冷负荷计算如下：表 3-11 设备散热形成冷负荷8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 sq829440 lqc0.33 0.46 0.55 0.62 0.68 0.

28、72 0.76 0.79 0.81 0.84 0.60 cl273715 381542 456192 514253 564019 597197 630374 655258 671846 696730 497664 3.2.5 冷负荷汇总表 3-12 冷负荷汇总8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 北外墙8678 8585 8585 8491 8305 8211 8118 8025 7932 7932 7932 北外窗76048 88510 102778 113434 121289 126931 12855

29、5 125573 119971 126161 124537 东外墙7068 6963 6804 6699 6593 6488 6435 6435 6488 6541 6593 东外窗65392 80286 77392 56191 48161 49367 48859 46981 44586 41846 37565 西外墙8976 8912 8848 8720 8592 8463 8336 8144 8015 7886 7823 西外窗21272 23790 26455 27791 20159 38424 51255 62011 67171 77199 69388 屋顶82235 74093 70

30、836 73279 81421 96077 114804 135973 158771 179941 197853 人体43248 44686 45805 46604 47084 47563 48043 48362 48682 49002 41489 湖南工业大学本科毕业设计（论文）15 照明57317 81881 82791 84611 85520 86430 86430 86430 87340 87340 33662 设备273715 381542 456192 514253 564019 597197 630374 655258 671846 696730 497664 总负荷643949

31、 799248 886486 940073 991143 1065151 1131209 1071217 1220802 1280578 1024506 最大冷负荷出现在17:00 为 1280578w，即 1280.578kw。3.3 热负荷空调热负荷的计算采用的是基于日平均温差的稳态计算法)(ddwnttfkhlw （3-9）式中hl围护结构的基本耗热量形成的热负荷（w） ；围护结构的温差修正系数，可在表3-251中查得；f围护结构的面积（2m） ；k围护结构的传热系数 )/(2cmw?；dnt冬季空调室内的计算温度（c） ；dwt冬季空调室外计算温度（c） 。dwt= -4.0c，72.

32、0k)/(2cmw?。北外墙热负荷37.24634%10142072.012960 .1）（）（hlw 东外墙热负荷36.12026%5142072.06.7320 .1）（）（hlw 西外墙热负荷2.8293%5142026.168.2880 .11）（）（hlw 41.6325%5142072.032.3850. 12）（）（hlw 61.1461841.63252 .8293hlw 屋顶热负荷88.19541042063.0129240.1）（hlw 热负荷汇总：kwwhl69.24677.24668988.19541016.1461836.1202637.246343.4 湿负荷人体散

33、湿量按下式计算gnd001. 0hg /（3-10）式中群集系数；湖南工业大学本科毕业设计（论文）16 n 计算时刻空调区内的总人数；g1 名成年男子每小时散湿量（hg/） ，可在表 3-151中查得。计算得skghkggnd/0144. 0/84.512402409.0001.0001. 0湖南工业大学本科毕业设计（论文）17 第 4 章 空调系统方案的选择4.1 空气处理方案的比较与确定4.1.1 空气处理方案比较1、空调系统按空气处理设备的集中程度分为三类：（1）集中式空调系统；（2）半集中式空调系统； （3） 分散式空调系统。 现将各系统的特征和实用性比较列入下表4-1。表 4-1 典

34、型空调系统的特征和使用性比较比较项目集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统系统优点集中进行空气的处理、输送和分配； 设备集中、易于管理。布置灵活，各房间可独立调节室温，房间不住人时可方便的关掉机组（关风机）， 不影响其他房间， 从而比其他系统较节省运转费用。把冷热源和空气处理、输送设备集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统，安装方便，可灵活的布置在空调房间内。系统缺点集中供应时各空调区域冷热负荷变化不一致，无法进行精确调节；各种集中式均有风管尺寸大、占有空间大。对机组制作应有较高的要求，否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难；当机组没有新风系统同时工作时，不能用于全年室内湿度有

35、要求的地方。空调机组是由压缩冷凝机组、蒸发器和通风机等联合工作的，尽管压缩冷凝机组有较大的容量，如果蒸发器（包括风机）的传热能力（面积、传热系数）不足，则可能使制冷机的冷量得不到应有的发挥。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；3、 有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上。1、 只需要新风空调机房面积；2、有集中的中央空调器，还设有分散在各个被调房间内的末端装置；3、 分散布管敷设各种管线较麻烦。1、设备成套，紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内；2、机房面积小，只需集中式系统的 50%，机房层高较低；3、机组分散布置，敷设各种管线较麻烦。消声与隔振可

36、以有效地采取消声和隔振措施必须采用低噪声风机，才能保证室内要求机组安装在空气调节区内时，噪声、振动不好处理风管系统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、设室内时， 不接送回风管；2、 当和新风系统联合使用时，新风管较小。1、系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀；2、直接放室内，可不接送风管和回风管；3、余压小。系统应用1、全新风系统；2、一次回风系统；3、一、二次回风系统。1、末端再热式系统；2、风机盘管机组系统；3、诱导器系统。1、单元式空调器系统；2、窗式空调器系统；3、分体式空调器系统；4、半导体式空调器系统。湖南工业大学本

37、科毕业设计（论文）18 空气分布可以进行理想气流分布气流分布受到一定制约气流分布受制约使用寿命使用寿命长使用寿命长使用寿命短2、空调系统按室内热湿负荷所用的介质分为四类：（1）全空气式空调系统；（2）空气水式空调系统； （3）全水式空调系统；（4）冷剂式空调系统。3、就全空气系统而言， 按被处理空气的来源分为三类： （1）封闭式空调系统； （2）直流式空调系统；（3）混合式空调系统。4、集中式空调系统根据回风情况不同又分为三类：（1）全新风系统；（2）一次回风系统； （3）一、二次回风系统（简称二次回风系统）。普通集中式空调系统是典型的全空气、定风量、低速、单风管系统。集中式空调系统是工程中最

38、常采用、最基本的系统。它广泛的应用与舒适性或工艺性的各类空调工程中。按照被处理空气的来源不同，主要有混合式和直流式系统。混合式系统有一次回风系统和二次回风系统。对于舒适性空调（夏季以降温为主要特征）和夏季以降温为主的工艺性空调，允许采用较大送风温差，应采用一次回风系统。对于有恒温恒湿或洁净要求的工艺性空调，由于允许的送风温差小，为避免采用再热（形成冷热抵消）应采用二次回风系统。对于混合式和直流式系统的特征和使用性如下表4-2。表 4-2 直流式和混合式系统比较名称类型直流式混合式集中式空调系统全新风系统一次回风系统二次回风系统1、 系统内各房间的排风量大于或接近于负荷计算出的送风量时；2、 系

39、统内各房间为生产或储存火灾危险性物质，防火要求不允许空气循环使用时；3、 风机盘管补新风的系统。1、仅作为降温的系统，可以间断的使用调节室温时；2、室内散湿量大或室内散湿量变化大，使用二次回风影响室内相对湿度稳定时；3、室内冷负荷变化小（例如大型建筑的内区；连续生产发热稳定的工艺性生产且维护结构冷负荷小时） ，并可用最大送风温差时。1、室温允许波动范围1，确定的送风温差小于可能最大的送风温差时；在室温允许波动范围0.5或相对湿度允许波动范围5时，为避免加大送风扰量，宜采用固定比例的一、二次回风系统；2、 洁净室按洁净要求确定的风量大于按负荷计算的风量，应采用固定比例的一、二次回风系统或采用变动

40、比例的一、二次回风系统；3、全年使用的空调系统，且室内温湿度允许波动范围较大、室内冷、热负荷变化较大时，宜采用变动比例的一、二次回风系统，至少要有变动一、 二次回风的可能性。4.1.2 空气处理方案的确定综合上述的方案分析比较，该工程空气处理方案确定如下：1、因该厂房面积大、负荷大、是恒温恒湿要求的工艺性空调，由于允许的送风温湖南工业大学本科毕业设计（论文）19 差小，选用集中式一次回风系统。2、对该工程中的所有卫生间不做空调设计。4.2 冷热源的选择冷热源是空调系统的核心部分。空调系统冷热源设计的合理与否会直接影响空调系统是否能正常运行与经济运行。因此，在空调系统设计中，要十分注意合理地选择

41、和设计空调系统的冷热源。要根据使用能源的种类、一次投资费用、占地面积、环境保护、安全问题和运行费用等方面综合考虑，慎重决定空调系统冷热源的组成方式并要精心设计。目前，空调系统中常见的冷热源组合方式见表4-3：表 4-3 常见空调冷热源的组合方式序号组合方式制冷设备制热设备1 电动冷水机组供冷，锅炉供热活塞式冷水机组，杆式冷水机组，离心式冷水机组燃煤锅炉， 燃油锅炉， 燃气锅炉，电锅炉2 溴化锂吸收式冷水机组供冷，锅炉供热热水型吸收式冷水机组，蒸汽型吸收式冷水机组燃煤锅炉， 燃油锅炉， 燃气锅炉，电锅炉3 电动冷水机组供冷，热电站供热活塞式冷水机组，杆式冷水机组，离心式冷水机组大型锅炉，汽/水换

42、热器，水 /水换热器4 溴化锂吸收式冷水机组供冷，热电站供热热水型吸收式冷水机组，蒸汽型吸收式冷水机组燃煤锅炉， 燃油锅炉， 燃气锅炉，电锅炉5 直燃型溴化锂吸收式冷热水机组直燃型溴化锂吸收式冷热水机组直燃型溴化锂吸收式冷热水机组6 空气源热泵冷热水机组空气源热泵冷热水机组空气源热泵冷热水机组7 地下井水源热泵冷热水机组地下井水源热泵冷热水机组地下井水源热泵冷热水机组8 天然冷热源蒸发冷却设备和冷却塔供冷、夜间自然供冷设备及全新风运行太阳能供暖设备、 地热供暖设备目前大中型制冷和集中空调系统使用的大容量制冷机组，大多属电动式制冷机组，功率在数十至数千千瓦之间，但耗电量大，不适合供电紧张地区及流

43、动场合使用。根据以上比较，因离心式冷水机组，具有单机制冷量大，重量轻，体积小，易损件少，振动小， 运转平稳，对基础要求低，能经济方便地调节制冷量， 通常可在 30100%的负荷范围内无级调节，易于实现自动化操作，对于大型制冷剂可采用经济性较高的工业汽轮机驱动，利于能源的综合利用等优点。通过以上综合比较，本设计采用离心式冷水水机组。湖南工业大学本科毕业设计（论文）20 第 5 章 厂房送风量的计算5.1 全面通风换气量的计算本节所分析的全面通风换气量是指车间内连续、均匀的散发有害物，在合理的气流组织下，将有害物浓度稀释到卫生标准规定的最高容许浓度以下所必须的通风量。单位时间进入室内空气的有害物（

44、余热、水蒸气、有害气体和蒸汽，以及粉尘等）数量是确定全面通风量的原始资料。5.1.1 全面通风换气的基本微分方程式假设在体积为fv的房间内，每秒钟散发出的有害物量为x，室内空气中有害物初始浓度为1y，现采用全面通风稀释房间空气中的有害物，则在任一个微小的时间间隔d内，室内得到的有害物量（包括有害物原散发的有害物和进风带入得有害物）与从室内排走的有害物量（及排风带走的有害物）之差，应和整个房间内有害物增量（正或负）相等，即0vvfq y dxdq ydv dy（5-1）式中vq全面通风量3/ms；y某一时刻空气中的有害物浓度3/gm；0y进风空气中的有害物浓度3/g m；d无限小的时间间隔s；f

45、v房间体积3m；x有害物发生量/gs；dy房间空气中在d时间内有害物浓度增量3/g m。式（5-1）是全面通风的基本微分方程式，它表示在任何瞬间，房间空气中有害物浓度 y 与全面通风量vq之间的关系（假定进、排风过程是等温的）。式（5-1）可以变换为0yfvyddvq yxl（5-2）由常数的微分为零，式（ 5-2）可以改写为00()1vvfvvvd q yxq ydvqq yxq y假定在内，房间空气中有害物浓度1y又变为2y，可得12000()1yvvyfvvvd q yxq ydvqq yxq y（5-3）湖南工业大学本科毕业设计（论文）21 积分上式并稍加变换，得1020lnvvvfv

46、vqq yxq yvq yxq y（5-4）即1020exp()vvvvvfq yxq yqq yxq yv（5-5）在fvvq时，级数exp()vfqv收敛，方程式（5-5）可以用级数展开的近似方法求解。取级数的前两项，可得到10201vvvvvfq yxq yqq yxq yv或212020fvvyyxqyyyy（5-6）用式（5-6）可以求得在时间内，房间空气中有害物浓度降至要求的2y值所需要的全面通风量。全面通风量vq与时间有关，式（ 5-6）为不稳定状态下全面通风量计算式。变换式（ 5-5） ，可以求得通风量为定值时，任意时刻的有害物浓度2y210exp()() 1expvvfvfq

47、qxyyyvqv（5-7）如果室内空气中的有害物初始浓度10y，则上式成为20() 1expvvfqxyyqv（5-8）当时exp0vfqv，室内有害物浓度可以认为已稳定，且20vxyyq（5-9）实际上，室内有害 物浓 度趋于 稳定并不 严格 要求。例如3vfqv时，湖南工业大学本科毕业设计（论文）22 exp0.04971vfqv，可近似认为2y已趋于稳定。式（5-7）和式（ 5-8）表示的有害物浓度随通风时间变化的关系，可以画成图5-1中的曲线，y1y2ot图 5-1 有害物浓度随时间的变化曲线从上述分析看出，室内有害物浓度随时间按指数规律增加或减少，增减快慢取决于vfqv。在实际计算时

48、，最高允许浓度（即上述公式中的2y）通常是已经给定的重要的是确定通风量vq。根据式（ 5-9） ，稳定状态下所需的全面通风量按下式计算20vxqyy（5-10）进风不含有有害物，即00y时2vxqy（5-11）由于室内有害物分布和通风气流实际上不可能完全均匀，混合过程不可能在瞬时完成；有时即使室内的有害物平均浓度符合卫生标准，有害物源附近空气中的有害物浓度仍远未达到卫生标准。因此，实际所需的通风量比按上式（5-10）计算得到的数值大。为此，引入一个安全系数k，式变为20vkxqyy（5-12）取用 k 值要综合考虑多方面的因素，如有害物的毒性，有害物散发的不均匀性，有害物源的分布情况，通风气流

49、的组织等。对于一般的通风房间，取k 值=3-10；对于生产车间的全面通风，取6k；只有精心设计的小型试验室，才能取k=1。湖南工业大学本科毕业设计（论文）23 5.1.2 全面通风分类a) 活塞通风；b) 置换通风；c) 混合通风；d) 侧送通风。（1）评价通风效果的指标换气效率用工作区某点空气被更新的有效性作为气流分布的评价指标。该方法是示跟踪气体标识室内空气。已知标识后的初始含量为oc，被通风房间内新鲜空气的送入使示踪气体的含量随之下降，由此可测得室内示踪气体的含量随时间而衰减的变化规律。室内示踪气体的含量衰减曲线如图5-1 上部曲线所示。定义空气龄为曲线下面积与初始含量之比，其表达式为：

50、( )0( )( )ocdc(5-13) 式中oc初始含量（体积分数） （410 %） ；( )c瞬间含量（体积分数） （410 %） ；( )空气龄（ s）可见，对室内某点而言，其空气龄越短，即意味着空气滞留在室内的时间越短，被更新的有效性越好。对整个房间的空气龄测定通常在排风口。假定理想的送风方式为“活塞流” ，送入室内的新鲜空气量为voq，房间体积为 v，则该房间换气的名义时间常数为ovovq(5-14) 考虑工作区高度约为房间的一半，则房间内空气可能的最短寿命为o/2，并以此作为在相同送风量条件下，不同气流分布方式换气效果优劣的比较基础。以此可得出换气效率的定义为100%2( )o(5

51、-15) 可见换气效率为可能最短的空气龄与平均空气龄之比。显然，换气效率100%只有在理想的活塞流时才有可能，全面孔板送风接近这种条件。四种主要通风方式的换气效率如图5-1 所示，图 a 表示活塞通风，图b 表示置换通风，图 c 表示混合通风，图d 表示侧送通风，在工程中活塞通风极为少见，通风工程中常用的是传统的混合通风，置换通风的换气效率可接近于活塞通风，因此该通风方式具有很强的生命力。湖南工业大学本科毕业设计（论文）24 a)b)c)d)图 5-2 四种主要通风方式的值和值(2)置换通风1、置换通风定义有别于传统的混合通风的混合稀释原理，置换通风是通过把较低风速（湍流度）的新鲜空气送入人员

52、工作区，利用挤压的原理把污染的空气挤到上部空间排走的通风方法。2 置换通风的原理置换通风是以挤压的原理来工作的，置换通风以较低的温度西欧哪个地板附近把空气送入室内，风速的平均值及湍流度比较小，由于送风曾的温度较低，密度较大，故会沿着整个底板面蔓延开来。室内的热源（人、电器设备等）在挤压流中会产生浮升气流（热烟羽），浮升气流会不断卷吸室内的空气向上运动，并且，浮升气流中的热量不再会扩散到下部的送风层内。因此，在室内某一位置高度会出现浮升气流量与送风量相等的情况，这就是热力分层。在热力分层下部区域为单向流动区，在上部为混合区。室内空气温度分布和有害物浓度分布在这两个区域有非常明显差异，下部单向流动

53、区存在明显的垂直我呢度梯度和有害物浓度梯度，而上部湍流混合区温度场好有害物浓度场则比较均匀，接近排风的温度和浓度。因此，从理论上讲，只要保证热分离层高度位于人员工作区以上，就能保证人员处于相对清洁、新鲜的空气环境中，大大改善人员工作区的空气品质；另一方面，只需满足人员工作区的温度即可，而人员工作区上方的冷负荷可以不予考虑，因此，相对于传统的混合通风，置换通风具有节能的潜力（空间高度越大， 节能效果越显著）。置换通风的原理及热力分层图如图5-3。湖南工业大学本科毕业设计（论文）25 图 5-3 置换通风的原理及热力分层3 置换通风的特性传统的混合通风是以稀释原理为基础的，而置换通风以浮力控制为动

54、力。这两种通风方式在设计目标上存在着本质差别。前者是以建筑空间为本， 而后者是以人为本。二者在通风动力源、通风技术措施、气流分布等方面及最终的通风效果上产生了一系列的差别，比较如表5-1。表 5-1 两种通风方式的比较项目混合通风置换通风目标全室温湿度均匀工作区舒适性动力流体动力控制浮力控制机理气流强烈参混气流扩散浮力提升措施 1 大温差、高风速小温差、低风速措施 2 上送下回下侧送上回措施 3 风口湍流系数大送风湍流小措施 4 风口参混性好风口扩散性好流态回流区位湍流区送风区为层流区分布上下均匀温度 浓度分层效果 1 消除全室负荷消除工作区负荷效果 2 空气品质接近于回风空气品质接近于送风5

55、.1.2 全面通风风量计算根据资料厂房内共有手工半自动co2/mag 焊机 180 台左右。焊接方式有点焊接、分段连续焊接等形式，焊接形式有手工焊焊接和机械手以及专机焊接，将产生大量焊接烟尘，烟尘主要成分为铁粉尘及氧化铁，氧化镁，氧化锰湖南工业大学本科毕业设计（论文）26 等金属氧化物微粒及少量有害气体。漂浮在车间内空气中的no、co、fe3o4等有害物质和有害气体对人体的危害极大。半自动co2 气体保护焊机每小时产烟量212 mg/s则半自动 co2气体保护焊机实心焊丝每小时产烟量为（212mg/s）3600= （720043200）mg/h。（5-13）厂房内根据资料焊机取手工半自动co2

56、/mag 焊机 180台，考虑到多方面的原因每台焊机的产烟量按最小取，即7200 mg/h，则整个厂房内的产烟量为x=7200180=1296000mg/h=0.36g/s 。（5-14）要求车间生产时，厂房内5 米以下空气的清洁度达到工业企业设计卫生标准(gbz1-2002)及工业场所有害因素职业接触限值（gbz2-2002）要求中的有害粉尘浓度 4mg/m3，本设计可取2y=4mg/m3=34 10g/m3，假设进风中不含有害物，即00y。安全系数k=6。则根据（ 3-12）计算全面通风量336332060.360.54 10/1.944 10/4 100vkxqmsmhyy（5-16）根

57、据相关资料分析，取该厂房通风效率%67.41，故：hmqqvm/810000%67.4110944.1335.2 全空气一次回风系统夏季处理方案5.2.1 空气处理过程夏季处理过程：新风处理到室内状态点的等焓线的夏季处理过程如下图5-4，h-d图的绘制步骤如下：全空气一次回风系统的空气处理过程及处理过程在焓湿图上的表示如下：图 5-4 全空气一次回风系统夏季处理过程湖南工业大学本科毕业设计（论文）27 图 5-5 全空气一次回风系统夏季处理过程h-d 图1)在hd图上分别标出夏季室内空气状态点n（通常由室内温度、 相对湿度来确定） 、夏季室外空气状态点w（通常由室外计算干、湿球温度来确定） ，

58、并练成直线；2)通过n点画出过程线：qwkj/kg（5-17）3)由于舒适性空调没有精度要求，为了节能可采用最大送风温差送风，根据所取的送风温差ot画出ot等温线，该线与线相交于点o，o点为送风状态点。送风量：xxonmhhqq（5-18）5.2.2 空气状态点1、求热湿比kgkjwq/027.889290144.0578.12802、确定确定送风点在 h-d 图上确定室内空气状态点n(26nt，%60n)， 通过该点画出=75966的过程 7 线。取送风温差ct5，该热湿比线与 21相交与 o 点,即为送风点。3、各状态点的参数nh=58.849kj/kg oh=53.527kj/kg nd

59、=12.786g/kg od =12.725g/kg 4、送风量计算按公式（ 5-1）计算：湖南工业大学本科毕业设计（论文）28 hmskghhqqxxonm/08.721859/620.240527.53849.58578.128035.3 送风状态点与送风量的确定根据以上计算，送风量取其中较大者，为810000hm /3。根据送风量，与冷负荷，可求得送风状态点与室内状态点的焓差kgkjh/743.4，即送风状态点的焓值为oh =54.106kj/kg，该等焓线与热湿比线交点即为送风状态的。在焓湿图上查得送风状态点o，o 点各参数为：cto5 .21kgkjho/106.54kggdo/73

60、1.12%14.785.4 新风量计算最小新风量的确定原则：一个完善的空调系统，除了满足对环境的温、湿度控制以外，还必须给环境提供足够的室外新鲜空气。从改善室内空气品质角度，新风量多些好；但是送入室内的新风都得通过热、湿处理，将消耗能量，因此新风量宜少些为好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量，此新风量通常应满足以下三个要求：1)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；2)补充室内燃烧所耗和局部排风量，保证房间的正压；3)新风量不小于上列两项之最大值，且计算所得的新风量的不应小于系统送风的20%。新风量162000%20.mfmqqhm /3回风量648000162000