某建筑空调系统毕业设计

毕业设计一、空调负荷估算1.1室内、外空气的空调设计参数室内空气的空调设计参数在我国的“采暧通风与空气调节设计规范”中规定，舒适性空调的室内设计参数为：夏季： 温度 24∽28℃ 相对湿度 40%∽65% 风速 ≯0.3m/s冬季： 温度 18∽22℃ 相对湿度 40%∽60% 风速 ≯0.2m/s2、室外空气的空调设计参数（我国主要城市的室外空气气象参数见相关手册）主要从两个方面影响系统的设计容量：①、由于室内外存在温差通过建筑围护结构的传热量②、空调系统采用的新鲜空气量在状态不同于室内空气状态时，需要花一定的能量将其处理到室内空气状态。几个术语⑴冬季空调室外空气计算温度：采用历年平均不保证1天的日平均温度；⑵冬季空调室外空气计算相对湿度：采用累年最冷月平均相对湿度⑶夏季空调室外空气计算干球温度：采用历年平均不保证50小时的干球温度⑷夏季空调室外空气计算湿球温度：采用历年平均不保证50小时的湿球温度⑸夏季空调室外空气计算日平均温度：采用历年平均不保证5天的日平均温度1.2空调房间的冷负荷空调房间的冷负荷包括：①建筑围护结构传入室内热量（太阳辐射进入的热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；⑤食物散热形成的冷负荷；⑥空气渗透带入室内的冷负荷。以上冷负荷的计算可参见<实用供热空调设计手册>1.3空调房间的湿负荷空调房间内的散湿量有人体散湿、敞开水面蒸发散湿等。①人体散湿量W=0.001nn’gkg/h式中g_成年男子的小时散湿量g/hn-室内总人数，n’-群集系数②敞开水表面散湿量W=ωFkg/h式中ω-单位水面蒸发量1.4、建筑物空调冷、热负荷的估算（待完善）1.5典型城市住宅冷热指标（待完善）二、中央空调系统选择1、空调系统的分类空调系统一般可按负担室内热湿负荷所用的介质分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和制冷剂系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统。按热量移动（传递）的原理来分可分为对流方式空调和辐射方式空调，按被处理空气的来源来分可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。它们之间的主要关系见表2.1，表2.1分类空调系统系统特征系统应用按空气处理设备的的设置情况分分类中央空调系统集中系统集中进行空气的处处理、运送和和分配单风管系统双风管系统变风量系统半集中系统有集中的中央空调调器，并在各各个空调房间间内还分别有有处理空气的的“末端装置”末端再热式系统风机盘管机组系统统诱导器系统全分散系统每个房间的空气处处理分别由各各自的整体式式空调器承担担单元式空调系统窗式空调系统分体式空调器系统统半导体空调器系统统按负担室内空调负负荷所用的介介质来分类全空气系统全部由处理过的空空气和水共同同负担室内空空调负荷一次回风系统一、二次回风式系系统空气—水系统由处理过的空气和和水共同负担担室内空调负负荷再热系统和诱导器器系统并用全新风系统和风机机盘管系统并并用全水系统全部由水负担室内内空调负荷，一一般不单独使使用风机盘管系统冷剂系统制冷系统蒸发器直直接放室内吸吸收余热余湿湿单元式空调器系统统窗式空调器系统分体式空调器系统统按集中系统处理的的空气来源分分类封闭式系统全部为再循环空气气，无新风再循环空气系统直流式系统全部用新风，不使使用回风全新风系统混合式系统部分新风，部分回回风一次回风系统一、二次回风系统统按风管中空气流速速分类低速系统考虑节能与消声要要求的矩形风风管系统，风风管截面较大大民用建筑主风管风风速低于10m/ss工业建筑主风管风风速低于15m//s高速系统考虑缩小管径的圆圆形风管系统统，耗能多，噪噪声大民用建筑主风管风风速高于12m//s工业建筑主风管风风速高于15m//s2、常用空调系统的比较和适用性分别以定风量全空气系统、风机盘管（加新风系统）和单元式空调，作为集中式空调、半集中式空调和分散式空调为代表比较其特征和适用性见表2.2表2.2集中式半集中式风道、设备与布置风管系统1、空调送回风管系系统复杂，布布置困难2、支风管和风口较较多时不易均均衡调节风量量3、风道要求保温，影影响造价1、放室内时，不接接送、回风管管2、当和新风系统联联合使用时，新新风管较小设备布置与机房1、主机与空气处理理设备可集中中布置在机房房2、机房面积较大，层层高较高3、有时可以布置在在屋顶上或安安设在吊顶内内1、只需要新风空调调机房，机房房面积小2、风机盘管可以安安设在空调房房间内3、分散布置，敷设设各种管线较较麻烦风管互相串通空调房间之间有风风管连通，使使各房间互相相污染。当发发生火灾时会会通过风管迅迅速蔓延各空调房间之间不不会互相污染染空调控制品质温湿度控制可以严格地控制室室内温度和室室内相对湿度度对室内温湿度要求求较严时，难难于满足空气过滤与净化可以采用初效、中中效和高效过过滤器，满足足室内空气清清洁度的不同同要求。采用用喷水室时，水水与空气直接接接触，易受受污染，须常常换水过滤性能差，室内内清洁度要求求较高时难于于满足空气分布可以进行理想的气气流分布气流分布受一定的的制约安装与维护安装设备与风管的安装装工作量大，周周期长风机盘管吊装及水水管安装的工工作量大。消声与隔振可以有效地采取消消声和隔振措措施必须采用低噪声风风机，才能保保证室内要求求维护运行空调与制冷设备集集中安设在机机房，便于管管理和维修布置分散，维护管管理不方便。水水系统复杂，易易漏水经济性节能与经济性1、可以根据室外气气象参数的变变化和室内负负荷变化实现现全年多工况况节能运行调调节，充分利利用室外新风风，减少与避避免冷热抵消消。2、对于热湿负荷变变化不一致或或室内参数不不同的多房间间，不经济3、部分房间停止工工作不需空调调时，整个空空调系统仍须须运行，不经经济1、灵活性大，节能能效果好，可可根据各室负负荷情况自行行调节2、盘管冬夏兼用，内内壁容易结垢垢，降低传热热效率3、较难实现全年多多工况节能运运行调节造价除主机外，空气处处理器和风管管造价均较高高除主机外，风机盘盘管、电磁三三通阀及水管管的安装保温温造价较高适用性1、建筑空间大，可可布置风道2、室内温湿度、洁洁净度控制要要求严格的生生产车间3、空调容量很大的的大空间公共共建筑，如商商场、影剧院院1、室内温湿度控制制要求一般的的场合2、多层或高层建筑筑而层高较低低的场合，如如旅馆和一般般标准的办公公楼3、家用中央空调系统比较（待完善）4、家用中央空调的适用范围和使用特点（待完善）三、设备的选择8大系列，700多个品种1、中央空调用冷（热）水机组的分类制冷循环类别机组类别单机制冷(热)量量范围（KW）冷（热）媒水温度度（℃）采用能源形式制冷剂应用压缩式蒸气制冷循循环活塞式开启式冷水机组114~4567电力R22中央空调水冷半封闭冷水机机组116~930风冷半封闭冷水机机组48~610中央空调、空调柜机风冷半封闭冷（热热）水机组53~524（冷冷）58~584（热热）45中央空调、采暖水冷全封闭冷水机机组10~1007空调柜机风冷全封闭冷（热热）水机组16~302（冷冷）中央空调、采暖、空空调柜机20~358（热热）45船用冷水机组151~2907中央空调螺杆式水冷开启式（半封封闭）冷水机机组115~22000风冷式半封闭冷水水机组230~693风冷半封闭冷（热热）水机组112~693（冷冷）132~808（热热）45涡旋式水冷冷水机组56~1697空调柜机风冷冷水机组53~162模块化水冷冷水机组130（单元模块块）中央空调、空调柜柜机风冷冷水机组110（单元模块块）风冷冷（热）水机机组30~966（冷冷）32~1028（热热）45中央采暖、空调柜柜机离心式R22冷水机组1055~210007R22中央空调R123冷水机组组703~42222R123R134a冷水机机组1407~45003R134a2、选型原则1）主机选择A、一般以夏季冷负荷为选型依据，并以冬季热负荷为校核依据。B、要考虑同期使用系数，对于住宅，客厅和卧室非同时开启，同期使用系数可取0.5~0.7，对于一个全部房间同时开启或同时关闭的房间来说，同期使用系数接近1。C、要考虑空调系统的形式D、要考虑当地的能源、水源状况及气象条件E、要考虑用户的要求F、要考虑现场的安装情况G、要考虑初投资和运行费用H、要考虑机组的可靠性、适用范围和使用条件2）末端设备的选择A、根据空调房间计算冷负荷及风量确定末端设备B、对于住宅、办公等以维护结构为主的房间，应考虑间歇负荷附加，其系数一般取1.1~1.2。此外住宅还应考虑邻室无空调时温差传热所引起的负荷C、考虑装修的要求D、选风机盘管时，一般按风机盘管的中档风速时的供冷量来选型号，也可按高档的供冷量的80%~85%来选择。E、选风机盘管时，还应校核冬季负荷。F、选风柜或组合式空调箱时，应根据空气的处理过程的计算结果（风量和冷量）进行选型。四、风系统设计1、全压、动压、静压、余压1）全压：又称风机的压头，指单位体积气体通过风机所获得的能量增量。单位为Pa,或mmH2O。2）动压：指单位体积气体通过风机所获得的速度增加而导致能量增量。其计算公式：3）静压：静压=全压-动压注意：风机静压不是风机出口的静压，也不是风机出口与进口静压差。4）机外余压：指空调设备出风口外的剩余压头。实质是扣除空调设备的压头损失后的余压。5）风管的阻力靠静压来克服。2、风管内风速的确定风管设计主要包括风管尺寸的确定及风管阻力损失的计算，而风速的确定与两者均有关，因此，首先应确定风速。风速的确定与初投资、系统运行费用和气流噪声有关，风速可参照下表：风速选用表待完善3、风管尺寸的选择1）风道截面积的确定当空调房间送风量为已知时，确定送风管道截面尺寸的方法有两种：假定风速法和比阻法，假定速度法比较常用，现介绍之。首先应已知空调送风量（参照前述的方法），然后根据建筑物的空调送风系统查出风速值（假定风道中的风速，再通过下式计算出风道面积。最后确定风道的管径（圆管直径或矩形管道的边长）。风道截面积计算公式F=L/（v×3600）m2(6-2)式中L--风量m3/h例如：某空调系统送风量L=7200m3/h，空调噪声值要求60dB，现安装一主风管，试确定其风管尺寸。假定风速，查风速表可知，空调系统主风道风速推荐值为6~9m/s，现取8m/s

。风道面积可计算求F=L/(v×3600)=7200/(8×3600)=0.25m2若采用圆形风管，其直径可由下式计算出式中π——圆周率π=3.14F——风管面积m2D=0.56m=560mm若采用方形风管，其边长应为4、常用风管尺寸及厚度序号标准风管规格a×b（mm）法兰用料风管壁厚螺栓规格螺栓数量螺孔直径铆钉规格铆钉孔径铆钉数量1120×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.382160×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.383160×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.384200×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.385200×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.386200×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.387250×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.388250×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.389250×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.3810250×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.3811320×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31012320×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31013320×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31014320×320L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31215400×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31016400×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31017400×320L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31218400×400L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31219500×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31220500×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31221500×320L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31422500×400L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31623500×500L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31624630×250L30×4δ=0.5M8×2516Φ9.5Φ5×14Φ5.31625630×320L30×4δ=0.5M8×2516Φ9.5Φ5×14Φ5.31626630×400L30×4δ=0.5M8×2516Φ9.5Φ5×14Φ5.31627630×500L30×4δ=0.5M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31828630×630L30×4δ=0.5M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31829800×320L30×4δ=1.0M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31830800×400L30×4δ=1.0M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31831800×500L30×4δ=1.0M8×2520Φ9.5Φ5×14Φ5.32032800×630L30×4δ=1.0M8×2522Φ9.5Φ5×14Φ5.32233800×800L30×4δ=1.0M8×2524Φ9.5Φ5×14Φ5.324341000×3200L40×4δ=1.0M8×2520Φ9.5Φ5×14Φ5.320351000×4000L40×4δ=1.0M8×2520Φ9.5Φ5×14Φ5.320361000×5000L40×4δ=1.0M8×2522Φ9.5Φ5×14Φ5.322371000×6300L40×4δ=1.0M8×2524Φ9.5Φ5×14Φ5.324381000×8000L40×4δ=1.0M8×2526Φ9.5Φ5×14Φ5.326391000×10000L40×4δ=1.0M8×2528Φ9.5Φ5×14Φ5.328401250×4000L40×4δ=1.0M8×2526Φ9.5Φ5×14Φ5.326411250×5000L40×4δ=1.0M8×2526Φ9.5Φ5×14Φ5.326421250×6300L40×4δ=1.0M8×2528Φ9.5Φ5×14Φ5.328431250×8000L40×4δ=1.0M8×2528Φ9.5Φ5×14Φ5.328441250×10000L40×4δ=1.0M8×2530Φ9.5Φ5×14Φ5.330451600×5000L40×4δ=1.2M8×2530Φ9.5Φ5×14Φ5.330461600×6300L40×4δ=1.2M8×2532Φ9.5Φ5×14Φ5.332471600×8000L40×4δ=1.2M8×2534Φ9.5Φ5×14Φ5.334481600×10000L40×4δ=1.2M8×2536Φ9.5Φ5×14Φ5.336491600×12550L40×4δ=1.2M8×2538Φ9.5Φ5×14Φ5.338502000×8000L50×5δ=1.2M10×3040Φ11.5Φ6×16Φ6.140512000×10000L50×5δ=1.2M10×3044Φ11.5Φ6×16Φ6.144522000×12550L50×5δ=1.2M10×3048Φ11.5Φ6×16Φ6.1485、风管的阻力计算（待完善）6、保温空调风管和设备在下列情况下需保温：(1)不保温，冷、热损耗大，且不经济时；（2）由于冷、热损耗大，使管内介质温度达不到要求时；(3)当管道通过室内空气参数要求严格控制的房间，而且由于管道散出的冷、热量使室内参数不易达到规定值时；(4)管道冷表面可能结露时。保温厚度：一般空调房防凝露厚度：PEF板：10~15mm玻璃棉：25mm一般非空调房厚度：PEF板：25~30mm玻璃棉：50~60mm6、风口、阀门五、水系统1、空调水系统的设计原则空调水系统设计应坚持的设计原则是：★力求水力平衡；★防止大流量小温差；★水输送系数要符合规范要求；★变流量系统宜采用变频调节；★要处理好水系统的膨胀与排气；★要解决好水处理与水过滤；要注意管网的保冷与保暖效果。⑴、水系统设计应力求各环路的水力平衡a、技术要求空调供冷、供暖水系统的设计，应符合各个环路之间的水力平衡要求。对压差相差悬殊的高阻力环路，应设置二次循环泵。各环路应设置平衡阀或分流三通等平衡装置。如管道竖井面积允许时，应尽量采用管道竖向同程式。（2）防止大流量小温差a、造成大流量小温差的原因★设计水流量一般是根据最大的设计冷负荷（或热负荷）再按5℃（或10℃）供回水温差确定的，而实际上出现最大设计冷负荷（或热负荷）的时间，即按满负荷运行的时间仅很短的时间，绝大部分时间是在部分负荷下运行。★水泵扬程一般是根据最远环路、最大阻力，再乘以一定的安全系数后确定的，然后结合上述的设计流量，查找与其一致的水泵铭牌参数而确定水泵型号，而不是根据水泵特性曲线确定水泵型号。因此，在实际水泵运行中，水泵实际工作点是在铭牌工作点的右下侧，故实际水流量要比设计水流量大20%-50%。★在较大的水系统设计中，设计计算时常常没有对每个环路进行水力平衡校核，对于压差相差悬殊的环路，多数也不设置平衡阀等平衡装置，施工安装完毕之后又不进行任何调试，环路之间的阻力不平衡所引起的水力工况、热力工况失调象现只好靠大流量来掩盖。a、避免大流量小温差的方法★考虑到设计时难以做到各环路之间的严格水力平衡，以及施工安装过程中存在的种种不确定因素，在各环路中应设置平衡阀等平衡装置，以确保在实际运行中，各环路之间达到较好的水力平衡。当遇到某个或几个支环路比其它环路压差相差悬殊（如阻力差100kPa以上），就应在这些环路增设二次循环泵。⑶、水系统的膨胀、补水、排水与排气a、水系统的膨胀封闭空调冷冻水系统，应在高于回水管路最高点1-2m处设膨胀水箱。膨胀水箱一般可选标准水箱(T905(一），其容积范围为m3.膨胀水箱设有膨胀管、补水管、溢水管和泄水管，并应设有水位控制仪表或浮球阀。a、水系统的补水与排水水系统的注水与补水均应通过膨胀水箱来实现。因此，应将膨胀管单独与制冷站中的回水总管（或集水器）相接，这样在系统安装调试时的新注水或在平时运转中的补充水，均可通过膨胀水箱注水。使整个水系统的注水从位置较低的回水总管（或集水器）由低向高进行，从而将管路系统中的空气由下往上通过排气阀和膨胀水箱排除。许多工程安装为图省工省料，将膨胀水箱的膨胀管就近与较高处的回水管相接，致使系统中的空气难以排除而招致供水压力长时间不稳定。水系统的排水阀应设在系统的最低点（集水器或制冷机水管路最低点），以便检修时能将管路系统中的水全部排除。a、水系统的排气安装在每层建筑物的风机盘管、新风机组回水管路末端最高点，均应装设自动排气阀。如支环路较长而使管路转弯较多时，或某些水管为躲避消防管、新风管和装设在吊顶内的较大断面电缆等而有上下转弯时，均应在转弯的最高点设置自动排气阀。旅馆水系统常见弊并之一就是水中带气，而气又难以排除，究其原因就是自动排气阀设置过少或设置不当所造成。⑷、水系统的水处理与水过滤民用建筑空调水系统的水质处理，尚未引起一些设计人员的重视。长时间循环使用的冷冻水和冷却水往往由于重碳酸盐、细菌和藻类杂物等因素，使冷水机组中的蒸发器和冷凝器等热交换设备结垢或腐蚀,从而增大设备热阻、降低制冷量和机组寿命。水处理：效果较好的有药物水处理法和电子水处理法。药物水处理多用于冷却水系统的水质处理，有通用型、缓蚀型和阻垢型。而电子水处理不但适用于冷却水系统，而且也可用于冷冻水（冷媒水）系统的水质处理，不同规格的电子水处理仪可安装在管径为DN12-DN300的管路上，水处理效果非常明显，目前在一些工程上已广泛应用。水过滤：在水系统统中设置水过过滤器滤除循循环水中的粉粉尘纤维、砂砂石砖块、植植物性啐屑等等极为重要。常常用的过滤装装置有金属网网、尼龙网状状过滤器，YY型管道式过过滤器等。在在水系统运转转期间过滤器器要定期清结结，以保证水水路畅通无阻阻。⑸、管网的保冷与保保温制冷空调管网往往往由于保冷（保保温）材质和和厚度设计或或施工不当，而而造成冷（热热）量损失，并并在夏季可能能产生大量冷冷凝水而影响响环境。A、空调供冷水管的的经济保冷厚厚度冷水管道的经济保保冷厚度按国国标GB500189-993的规定，不不应小于下表表所列数据。保温层厚度选用参参考表冷水管（或热水管管