交通大厦空调系统暖通工程毕业设计(64页).doc

-交通大厦空调系统暖通工程毕业设计-第 59 页目录摘要IAbstractII第1章 绪论1第2章 设计资料2第3章 设计方案的比较及确定5第3.1节 空调方案5第3.2节 水系统的布置5第3.3节 系统方案的确定7第4章 空调负荷计算8第4.1节 空调负荷的概念8第4.2节 主要计算公式84.2.1 冷负荷84.2.2 热负荷114.2.3 湿负荷124.2.4 新风负荷12第4.3节 负荷计算结果13第5章 送风量及新风量的计算20第5.1节 送风量的计算20第5.2节 新风量的计算20第5.3节 焓湿图的确定21第5.4节 举例计算22第6章 气流组织25第6.1节 布置原则25第6.2节 气流组织分布25第7章 空调系统的设计计算及设备选型26第7.1节 风系统的设计计算267.1.1 风道布置原则267.1.2 风管设计267.1.3 风管水力计算26第7.2节 水系统的设计计算377.2.1 水系统的设计选择377.2.2 系统水管水力计算377.2.3 冷凝水的排出467.2.4 水系统的水质处理47第7.3节 设备的选择计算477.3.1 风机盘管选型477.3.2 新风机组选择计算497.3.3 空调冷水机组选择507.3.4 水泵选择计算507.3.5冷却塔选择527.3.6 热水锅炉选择52第8章 系统的保温、消声及减震设计53第8.1 节管道保温设计538.1.1 风管保温设计538.1.2 水管保温设计54第8.2节 消声与减振设计55第9章 防烟排烟通风设计56第9.1节 防排烟系统设计概述及注意事项569.1.1防排烟系统设计注意事项569.1.2 防火、防烟分区的划分57第10章 自动控制设计59结 论60参考文献61致 谢63摘要本次设计的是泗阳县交通大厦空调系统。该工程位于江苏省泗阳县城，总建筑面积19473，地下一层，地上16层，属高层建筑。钢筋混凝土结构。考虑到建筑本身的特点，裙楼为商业用房，采用集中式系统，塔楼为办公用等综合楼，采用风机盘管加新风系统。该系统具有投资低，调节灵活，运行管理方便等优点。针对该综合楼的功能要求和特点，以及该地区气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该楼的中央空调系统进行系统规划、设计计算和设备选型。对于冷热源的选择，考虑建筑周边没有固定的热源供给，因此对该建筑的冷源选择采用制冷机组系统，热源采用燃油蒸汽锅炉，以满足建筑冷热负荷的需要。并把机房布置在地下室的设备间。对其进行了冬、夏季空调负荷计算，还对各室的所需的新风量进行了计算。同时对该系统的风管、水管，制冷、供热系统等进行了设计计算。由于建筑结构的特点，将冷却塔放在建筑三层高的裙房上，来满足制冷系统的需求。根据计算结果，对性能和经济进行比较和分析，对设备的选择、材料的选用，确保了设备在容量、减震、消声等方面满足人们的要求,并使系统达到了经济、节能的目的，按照国家相关政策做到了环境保护。关键词： 空调；风机盘管；锅炉；新风AbstractThis design is for the air conditioning system of Traffic hotel in Siyang country. This subject is located in Jiangsu Province, Siyang County, with a total construction area of 19473, underground floor1, ground floor 16, is a high rise building. It is Reinforced Concrete Structure. Considering the characteristics of this building itself, the podiums are mainly used as commercial housing, so centralized can be used; and the towers as office space, so fan coil units used. This system has the advantage of low investment, adjustment flexibility, easy operation and management and so on. According to the functional requirements and features of this multiple-use building, as well as the meteorological condition and air-condition requirements of this region, make reference to relevant documents to make a system planning, design calculations and equipment selection for its central air-condition system. For the selection of cold and heat source, considering that there is no fixed heat supply around the building, therefore the refrigerating unite system can be used for the cold source, and fuel steam boiler can be used for heat source, by this way to meet the need of the buildings cold and heat load. In addition, the generator room should be set in the equipment room of basement. Then make a calculation about the air-conditioning load of winter and summer, about the new air-quantity that each room needs; meanwhile, make a calculation about the air duct, water pipe, refrigeration and heating system. Because of the characteristics of the building structure, put the cooling tower on the three-storey podium to meet the demand of refrigerating system. According to the calculation result, the compare and analysis to performance and economy, the choice of equipment and material have make sure that the equipment will satisfy peoples demand in capacity, shock absorber and noise elimination, and the system also achieve the purpose of energy-saving. The environment has been protected in accordance with the relevant national policies. Keyword: air conditioning,fan coil units,the boiler,fresh air第1章 绪论在党的改革开放方针指引下，我国国民经济迅速发展，人民生活水平逐步提高。在工业和民用新建、扩建和改建的工程中，对空气调节的需求越来越多，空调工程已成为基本建设中必不可少的内容。建筑是人们生活与工作的场所。现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。伴随着社会生产力的发展，在生产过程所要求的空气状态及人类自身工作和居住所要求的空气状态不断提高的条件下产生了空调，并得到了很大的发展。因此随着人民生活的提高，空调的普及率也就日益增高。所以对于大型公共、民用建筑及一些特殊场所来说，空调是不可缺少的。但值得注意的是空调在使用过程中耗能量较大，同时，除了空调所具有对生产和人民生活的正面作用外，根据目前的研究表明，它还存在一定的负面作用，例如“病态建筑综合症”等。因此在考虑室内气流组织及冷热源、水泵的合理选用就显得格外重要。为避免实际工程中普遍存在的大流量、小温差现象，本设计对于整个水系统进行了详尽的水力计算。为避免实际工程中气流组织分布不均等问题，本设计对各种末端设备的选择做了较仔细的计算选择。在设计过程中，根据阅读的大量书籍、论文、规范对计算方法进行合理的选择，以确保设计能符合工程中的各类规范。本次设计的任务是泗阳县交通大厦的空调设计，具体设计的步骤有：冬、夏季空调负荷的计算，空调方式的确定，制冷、空调设备的选型，空调系统平剖面图、系统图的绘制，制冷供暖设备房的平剖面图的绘制，整个建筑的防火、排烟的说明，编制施工说明，编制设计说明书，翻译专业技术外文一篇等。第2章 设计资料1、地理气象资料 江苏 泗阳（东经119°02，北纬33°36）夏季1：空调计算干球温度：33.8；空调计算湿球温度：28.3；空调计算日均温度：30.4；通风计算干球温度：31；平均风速：3.2m/s；大气压力：100.34kPa；设计计算相对湿度：85%。 冬季1：空调计算干球温度：-8；空调计算相对湿度：73%；采暖计算干球温度：-5；通风计算干球温度：0；平均风速：3.6m/s； 大气压力：102.46kPa。夏季2： 室内温度：26；相对湿度：4065%；气流平均速度0.3m/s。冬季2：室内温度：20；相对湿度：4060%；气流平均速度0.2m/s。2、围护结构资料（1）.外墙3：钢筋混凝土墙体，结构如图2-1所示，=350mm；图 2-1 图 2-2（2）.内墙3：3E墙板，结构如图2-2所示，=200mm；（3）.屋顶3结构如图2-3所示，=70mm；图 2-3（4）.传热系数： 2 （2-1）式中 内表面对流换热表面传热系数， W/(m2 )； 墙体厚度，m； 导热系数，W/(m )； 外表面对流换热表面传热系数，W/(m2 )；所以外墙的传热系数：=2.30 W/(m2 )；内墙的传热系数：=2.09 W/(m2 )；屋顶的传热系数：=0.65 W/(m2 )。 (5).窗户为金属窗框、单层透明单玻璃，内挂浅色帘，传热系数为=5.94 W/(m2 )。(6).门为保温隔音、单框金属门，传热系数为=5.94 W/(m2 )。第3章 设计方案的比较及确定 第3.1节 空调方案本建筑为综合楼，地上十六层，地下一层。裙楼三层为商业用房；塔楼为宾馆和办公用房；地下层为洗衣房、制冷机房和办公用房间。考虑到该综合楼的复杂性，有商场、办公室、客房等，用途各不相同的房间。空调系统的运行时间和要求不一样，地下一层设备间和办公用房，考虑人员滞留时间短，且各项冷负荷均较小，故不考虑空调系统。对此，初理以下几种方案：1.全空气系统（即集中式）4全空气空调系统具有如下特点：优点：全空气空调系统设备集中,运行和管理都比较容易，施工方便，初投资小，系统简单。在过度季节能全新风运行。缺点：全空气空调系统当房间热湿负荷变化时不能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时而整个系统还在继续运行，造成能源的浪费。对于一层到三层商场部分大空间来说，运用全空气空调系统具备相当的优势，有专门的空调机房，便于集中控制。在过渡季节通过调节新风量来达到节能目的。2.风机盘管加新风空调系统（即半集中式）4风机盘管加新风空调系统具有如下特点：优点：风机盘管加新风空调系统当房间热湿负荷变化时能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时可自行调节，节约能源。缺点：风机盘管加新风空调系统设备分散,运行、维修和管理都比较困难，施工复杂，系统形式复杂。对于塔楼办公室和宾馆客房来说，若用风机盘管加独立新风空调系统可根据房间的负荷变化及使用情况进行灵活调节。这样既节省能源同时也满足人员的使用要求，在过渡季节同样可以通过调节新风量来达到节能目的。第3.2节 水系统的布置 本设计采用两管制、闭式、同程、一次泵、变流量系统。1、两管制系统的优点两管制水系统是采用同一套供回水管路。冬季供热水，夏季供冷水。由运行人员依据多数房间的需要决定，实行供热与供冷的转换。两管系统具有管理方便，一次性投资较小等优点。本设计对空调精度要求不是很高，故采用两管制。而三管制是共用一根回水管，因此冷热有混合损失，运行效率不高，而且系统水力工况复杂，难于运行。四管制初投资较高且多占空间。2、闭式系统的优点（1）水泵扬程仅需克服循环阻力，与楼层数无关，仅取决于管路长度和阻力。（2）循环水不易受污染，管路腐蚀情况比开式系统小。（3）不需要设回水池，但要设一个膨胀水箱。膨胀水箱尽量接至水泵入口，其管上不用装设阀门。（4）水泵可以安装在系统内任意位置。缺点：蓄冷能力小，低负荷时冷冻机也需经常开启；膨胀水箱的补水有时需要加压泵。3、同程和异程系统的选择同程系统的特点是通过各个环路的管路的总长度都相等。由于通过最近立管的循环环路与通过最远立管的循环环路的总长度相等，故压力损失易于平衡。但同程系统的管材消耗量要多些。异程系统的特点是通过各个立管的循环环路的总长度不相等。由于异程系统供、回水干管的总长度短，故节省管材。但在机械循环中，由于作用半径大，连接立管多，因此通过各个立管环路的压力损失较难平衡。初调节不当时，就出现近立管流量超过要求而远立管流量不足，即水平失调。另外，对于异程系统，往往出现前端用户的水力稳定性极好而末端用户水力稳定性很差的情况。但对于同程系统，如果设计合理，可以避免前后端用户水力稳定性相差悬殊的问题。与异程系统不同的是，同程系统水力稳定性最差的用户往往出现在网络中部，这也是同程系统有时会出现中部用户供热空调效果差甚至出现倒流的原因。由于大楼层面积较大，为了避免使用中出现严重水力不平衡问题，采用同程式。4、定流量和变流量系统定流量系统中循环水量为定值，负荷变化时，减少制冷量或供热量改变供回水温度的系统。定水量系统简单，不要变水量定压控制，用户采用三通阀，改变表冷器的水量，但总管路中水量始终按照最大负荷运行，使水泵无效能耗很大。定水量系统一般适应于间歇性降温和空调面积小，只有一台冷冻机和水泵的系统。定流量系统中末端大部分采用双位三通阀进行调节。变流量系统，保持供水温度在一定的范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统。变水量系统的水泵能耗随负荷减少而降低，但需要采用供、回水压差进行台数和流量控制，采用变频泵调节水泵流量。变水量系统适应于大面积空调全年运行的系统。变水量系统各用户的流量采用自动控制，负荷侧常采用双通调节进行控制。第3.3节 系统方案的确定综合以上方案的比较，对该设计的中央空调系统采用下述方案：对于塔楼四层到十六层办公和宾馆客房用房采用风机盘管加独立新风系统，由于建筑使用功能的限制和层高有限，每层没有独立的新风机房，则新风机组采用吊顶式新风机组；裙楼商业用房高大空间采用全空气系统，并且设有空气处理机组机房。根据土建资料，裙楼的各层均设置一台空气处理机组，承担该区域的负荷和风量。而塔楼的的各层新风机组将所需的新风处理室内焓值不承担室内湿负荷。第4章 空调负荷计算第4.1节 空调负荷的概念为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：1 外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；2 内围护结构冷负荷；3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；5 设备散热引成的冷负荷；6 人体散热引起的冷负荷；7 照明散热引起的冷负荷；在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。主要热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。在热负荷的计算方法上，也采用热负荷系数法计算空调热负荷。 主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。第4.2节 主要计算公式4.2.1 冷负荷1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷5 (4-1) 式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； 外墙和屋面的面积，m2； 外墙和屋面的传热系数，W/(m2 )，由暖通空调附录2-2和附录2-3查取； 室内计算温度，； 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，由暖通空调附录2-4和附录2-5查取； 地点修正值，由暖通空调附录2-6查取； 吸收系数修正值，取=1.0； 外表面换热系数修正值，取=0.94； 外墙和屋面负荷温差，。2.内围护结构冷负荷5 (4-2) 式中 内围护结构（如内墙、楼板等）传热系数，W/(m2 )； 内围护结构的面积，m2； 夏季空调室外计算日平均温度，； 附加温升，可按暖通空调表2-10查取。3.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷5 (4-3）式中 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；外玻璃窗传热系数，W/(m2 )，由暖通空调附录2-7和附录2-8查得； 窗口面积，m2；外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录2-10查得；地点修正值，由暖通空调附录2-11查得；玻璃窗传热负荷温差4.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷5 (4-4)式中 有效面积系数，由暖通空调附录2-15查得； 窗口面积，m2； 窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录2-13查得； 窗内遮阳设施的遮阳系数，由暖通空调附录2-14查得； 日射得热因数，由暖通空调附录2-12查得；窗玻璃冷负荷系数，无因次，由暖通空调附录2-16至附录2-19查得；5.设备散热引起的冷负荷5 （4-5）式中 设备和用具显热形成的冷负荷，W； 设备和用具的实际显热散热量，W；设备和用具显热散热冷负荷系数，可由暖通空调附录2-20至附录2-21查得。如果空调不连续，则=1.0。6.人体散热形成的冷负荷4(1)人体显热散热形成的冷负荷 (4-6) 式中 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由暖通空调表2-13查得； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得； 人体显热散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-23查得；(2)人体潜热散热形成的冷负荷 (4-7)式中 人体显热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得；7.照明散热形成的冷负荷5白炽灯 (4-8)日光灯 (4-9)式中 照明灯具所需功率，KW； 镇流器消耗功率系数，明装时，=1.2，暗装时，=1.0； 灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，=0.50.6；无通风孔时，=0.60.8； 照明散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-22查得。本设计商场等大型空间用日光灯，办公室和宾馆等房间用白炽灯。注6：大型空间照明功率在1520W/，一般办公室照明功率为15W/左右。8.下面选择1001商场进行计算，本设计的冷负荷将用软件算出。4.2.2 热负荷1.围护结构的基本耗热量4 (4-10)式中 部分围护结构的基本耗热量，W； 部分围护结构的表面积，m2； 部分围护结构的传热系数，W/(m2 )； 冬季室内计算温度，； 冬季室外空气计算温度，； 围护结构的温差修正系数。注5：围护结构两侧温差大于5时，应计算该围护结构的传热量。2.围护结构的附加耗热量4（1）朝向修正系数；（2）风力附加；（3）外门开启附加 注5：对开启一般的外门（如住宅、宿舍、托幼)，当外门所在层以上的楼层为时，一道门附加65%；（4）高度附加。3.下面选择1001商场、2002餐厅、7003办公室进行计算，本设计的热负荷将用软件算出。4.2.3 湿负荷人体散失量4： (4-11)式中 人体散湿量，kg/s； 成年男子的小时散湿量，g/h； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得。4.2.4 新风负荷室外新鲜空气是保障良好的室内空气品质的关键，因此，空调系统中引入室外新鲜空气（简称新风）是必要的。由于夏季室外空气焓值和气温比室内空气焓值和气温要高，空调系统下界为处理新风势必要消耗冷量。而冬季室外空气气温又比室内空气温度要低，室外空气比室内空气含水量也少，同样，空气系统冬季为处理新风势必要消耗热量和加湿量。但是空调处理新风所消耗的能量是比较大的，所以，空调系统中新风量的大小要满足空气品质的前提下，应尽量选用较小必要的新风量，否则，新风量过多，将会增加空调制冷系统与设备的容量。1.夏季，空调新风冷负荷按下式计算：4 (4-12)式中 夏季新风冷负荷，kW； 新风量，kg/s； 室外空气的焓值，kJ/kg； 室内空气的焓值，kJ/kg；2.冬季，空调新风冷负荷按下式计算：4 (4-13)式中 空调新风冷负荷，kW； 空气的定压比热，kJ/(kg )，取1.005 kJ/(kg )； 冬季空调室外空气的计算温度， 冬季空调室内空气的计算温度，；第4.3节 负荷计算结果1001商场（面积354.9）西外墙冷负荷（(衰减系数)=0.18）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00负荷温差991011111112121111修正2A16.75×5.0=83.75K2.30W/(m2 ) Qc()2118.92118.92311.52504.12504.12504.12696.82696.82504.12504.1南外墙冷负荷（(衰减系数)=0.18）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00负荷温差7788888888修正2A10.12×5.0=50.6m2K2.30W/(m2 )Qc()1047.41047.41163.81163.81163.81163.81163.81163.81163.81163.8东外墙冷负荷（(衰减系数)=0.18）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00负荷温差11111111111111101010修正2A14.45×5.0=72.25m2K2.30W/(m2 )Qc()2160.32160.32160.32160.32160.32160.32160.31994.11994.11994.1北外窗瞬时传热冷负荷(单层玻璃金属框窗,浅色布帘)时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00负荷温差5.16.06.77.58.08.58.88.98.78.3修正02.1×2=4.2m25.94W/(m2 )Qc()127.2149.7167.2187.1199.6212.1219.5222.0217.0207.1北外窗日射得热冷负荷时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00C=0.85 Cs=1.0 Ci=0.65 Dj max=147 W/m2A2.1×2=4.2m2CLQ0.540.460.370.360.360.350.330.300.270.22Qc()43.937.430.129.229.228.426.824.421.917.9北内墙冷负荷（(衰减系数)=0.68）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00K =2.09W/(m2 ) t=1 tR=26 =30.413.5×5.0=67.5 m2t5.45.45.45.45.45.45.45.45.45.4Qc()761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8照明散热形成的冷负荷开灯时间 12小时（9：0019：00）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.870.890.900.910.510.340.290.260.230.20n1=1.0 n2=0.6N 18×354.9=6.23 KWQc()3250.13324.83362.13399.51905.21270.11083.4971.3859.2741.1人员散热形成的冷负荷人在室内时间 10小时（9：0019：00）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.870.890.420.340.280.230.200.170.150.13qs=61W n=887人 =0.89Qc()944.6966.4456.0369.2304.0249.7217.2184.6162.9141.2ql73Qc1085.81085.81085.81085.81085.81085.81085.81085.81085.81085.8合计2030.42052.21541.81455.01389.81335.51303.01270.41248.71227.0表4-1 1001各分项逐时冷负荷汇总表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00西外墙负荷2118.92118.92311.52504.12504.12504.12696.82696.82504.12504.1南外墙负荷1047.41047.41163.81163.81163.81163.81163.81163.81163.81163.8东外墙负荷2160.32160.32160.32160.32160.32160.32160.31994.11994.11994.1北外窗传热负荷127.2149.7167.2187.1199.6212.1219.5222.0217.0207.1北外窗日射负荷43.937.430.129.229.228.426.824.421.917.9北内墙负荷761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8761.8照明负荷3250.13324.83362.13399.51905.21270.11083.4971.3859.2741.1人员负荷2030.42052.21541.81455.01389.81335.51303.01270.41248.71227.0合计11540.011652.511498.611660.810113.89436.19415.49104.68770.68616.9 表4.2 大厦冷、湿负荷汇总 单位：W（热）、kg/h（湿）房间编号房间名称房间面积房间人数人均新风量新风量新风负荷室内负荷总负荷新风湿负荷湿负荷(不含新风)1001商场354.988720176013258203303358812.9614.411002餐厅210.2527201040783412166200007.668.521003大厅315.61672032032888913109303.506.001004办公室43.767301801849277946291.961.231005小卖部51.9137202602671387165432.842.131006办公室62.3157304504624374183654.922.461007办公室59.21573045046245756103794.922.461008办公室17.547301201233191031431.310.681009办公室54.9147304204315538597004.602.591010办公室62.71573045046246571111944.922.57一层合计12332385450483207560112392149.5943.052001商场419.9105720