郑州市某办公楼中央空调设计.pdf

-空调工程 课程设计说明书 设计题目：郑州某办公大楼的空调设计 系 别：建筑环境与能源工程 班 级：0724071 学 号：072407103 姓 名：刘 完成时间：2010 年 11 月 27 日 指导教师：2010.11.152010.11.21 目 录 -一、设计目的 课程设计的目的旨在提高学生运用所学的理论知识解决实际问题的能力，需要学生充分发挥主观能动性，运用现有的设计参考资料，解决 一、设计目的3 二、设计内容3 三、设计要求3 四、设计任务及依据4 五、负荷计算5 六、房间的空气处理方案及送风量的确定12 七、风机盘管系统水力计算14 八、新风系统风管水力计算20 九、管道保温设计21 十、消声与减振设计22 十一、参考文献23 -设计中遇到各种问题。二、设计内容 完成所给建筑物的中央空调系统的部分设计。内容涉及到：冷负荷计算，水利计算，管道安装，气流组织，制冷技术。三、设计要求：（一）初步设计：学生接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。根据有关设计规范及概算指标，对冷负荷进行初步估算，初步确定冷源方式、容量、台数、机房位置和面积并确定送、排风方式。（二）施工图设计 1设计计算 计算室内冷、湿负荷；确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总风量；根据冷量和风量确定选用空气处理设备和制冷设备、绘出空气处理系统草图；进行系统风道布置及管道水力计算 2绘图 图纸应包括首页图、空调系统布置平面图、系统图、大样图、机房布置平面图、系统图、大样图。四、设计任务及依据 4.1 工程概况 本设计对象为郑州市某三层办公楼，大楼共三层，主要有：办公室，会议室，大厅等，预计将机房布置于房顶设备间。本工程空调设计的任务包括本大楼通风设计。工作时间：8：0012：00；14：0018：00 4.2 设计依据-4.2.1 郑州市室外空调设计参数 郑州室外空气气象参数：夏季空调室外干球温度：34.40C，夏季室外平均风速：3m/s，夏季空调房间处理温度：26C，夏季空调房间处理相对湿度：60，五、负荷计算 维护结构参数 1、外墙：240mm 砖墙，K=1.08w/*，衰减度：36.03 延迟时间：10h；2、外窗、外门：单层玻璃钢窗、玻璃外门，K=6.40 w/*，无外遮阳，窗的有效面积系数：0.85,面积：F=4.8；3、屋顶：沥青膨胀珍珠岩保温层（60mm），K=1.05w/*，衰减度：15.83延迟时间：5.9h；4、内墙与楼板：内墙为 120mm 砖墙，内外粉刷，楼板为 80mm 现浇钢筋混凝土结构，上铺水磨石预制块，下面粉刷，邻室和楼下房间均为空调房间，室温均相同。5、室内设计温度：26 6、室内压力稍高于室外大气压力。冷负荷计算 外墙和屋顶的冷负荷 CLQ=KFt-式中 F 围护结构的面积，m2；K 围护结构的传热系数，W/(m2)t-作用时刻下，维护结构的负荷计算温差，简称负荷温差，见教材附录 2-10（墙体）2-11（屋顶）。外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 CLQ=KFt 式中 F 围护结构的面积，m2；K 围护结构的传热系数，W/(m2)-t计算时刻的负荷温差，外玻璃窗日照得热引起的冷负荷 CLQ=xg xdCn Cs F Jj.t 式中gX窗的有效面积系数 F 窗口面积，m2；dX地点修正数；Jj.t计算时刻下，透过无遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度 W/m2 见教材附录 2-13。设备，照明，人体散热得热形成的冷负荷 CLQt=QJXt-T 式中 Q设备照明人体的得热；T设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h;t-T从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时刻，h.JXt-Tt-T时间的设备负荷强度系数（附录 2-14），照明负荷强度系数（附录 2-15），人体负荷强度系数（2-16）。人体散湿负荷 人体散湿量可按下式计算 D=0.001n g 式中 D 散湿量，/h；群集系数 n 计算时刻空调房间内的总人数；g 一名成年男子的小时散湿量，六、房间的空气处理方案及送风量的确定 空气处理方案 该办公楼中所有房间采用风机盘管+独立新风系统。这种方式布置灵活，各房间可独立调节室温，房间没人的时候可方便地关掉房间末端（关风机），不影-响其他房间，从而比其它系统较节省运转费用，此外房间之间空气互不串通，冷量可由使用者进行一定调节。独立新风系统既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管的结露现象可得到改善。新风采用分层设置水平式新风系统，处理到室内空气焓值，不承担室内负荷，新风通过新风管道直接送入各空调空调房间。风机盘管采用二管制，各办公室不单独设排风系统，通过窗户缝隙渗透排风，厕所设排风扇进行排风。会议室多功能 厅等人员密集，新风比较大，因此本设计将在这些房间设置排风扇，以保证新风能顺利进入房间。在过渡季节，关闭制冷系统、风机盘管和新风系统，采用开窗进行自然通风降温。风机盘管的控制方法：手动三档开关选择风机的转速，手动季节转换开关；风机与水路阀门联锁，由室内温度控制电动二通阀的启或闭，当二通阀断电后能自动切断水路。送风量计算 确定新风处理状态：根据室内空气 In 线、新风处理后的机器露点相对湿度和风机温升，即可定出新风处理后的机器露点 L 空调房间的总送风量确定方法如下：由房间热湿比 和 95%的相对湿度线交点确定送风状态点 O 点，然后算出室内状态点 N 点和送风状态点 O 点之间的焓差（hn-ho），再用空调房间的室内负荷除以以上算出的焓差即得空调房间的总送风量 G。总送风量 G 减去新风量 Gw即为空调房间风机盘管的风量 GF。以大厅为例该过程在焓湿图上表示如图：O-空气处理计算:风机盘管加新风系统空气处理过程-新风处理到与室内等焓 N-DB():25 WB():19.4 DP():16.7 H(kJ/kg.干空气):55.9 D(g/kg.干空气):12.034 相对湿度(%):60 W-DB():35 WB():26 DP():23 H(kJ/kg.干空气):81.48 D(g/kg.干空气):17.982 相对湿度(%):50 L-DB():20.6 WB():19.4 DP():18.9 H(kJ/kg.干空气):55.9 D(g/kg.干空气):13.835 相对湿度(%):90 K-DB():21.6 WB():19.7 DP():18.9 H(kJ/kg.干空气):56.935 D(g/kg.干空气):13.835 相对湿度(%):84.63 M-DB():18 WB():16.4 DP():15.5 H(kJ/kg.干空气):46.331 D(g/kg.干空气):11.1 相对湿度(%):85 O-DB():19.2 WB():17.6 DP():16.7 H(kJ/kg.干空气):49.951 D(g/kg.-干空气):12.034 相对湿度(%):85.27 室内全热冷负荷(kW):52.271 室内显热冷负荷(kW):52.271 室内潜热冷负荷(kW):0 室内湿负荷(g/s):0 室内热湿比(kJ/kg):+新风带入室内全热冷负荷(kW):3.106 新风带入室内显热冷负荷(kW):-10.107 新风带入室内潜热冷负荷(kW):13.213 新风带入室内湿负荷(g/s):5.404 注：负值表示新风承担了室内部分的冷负荷或者湿负荷 新风处理机组全热冷负荷(kW):76.74 新风处理机组显热冷负荷(kW):46.453 新风处理机组潜热冷负荷(kW):30.287 新风处理机组湿负荷(g/s):12.44 新风处理机组热湿比(kJ/kg):6168.9 风机盘管承担全热冷负荷(kW):55.377 风机盘管承担显热冷负荷(kW):42.141 风机盘管承担潜热冷负荷(kW):13.236 风机盘管承担湿负荷(g/s):5.404 风机盘管承担热湿比(kJ/kg):10248.2 风量关系:新风风量(m3/h):9000 室内回风风量(m3/h):17361.841-室内送风风量(m3/h):26361.841 风机盘管送风风量(m3/h):17361.841 点标识意义:N-室内点 W-室外点 L-新风处理露点 K-新风管道温升点 M-风盘处理点 O-送风点-七、风机盘管空调系统水力计算 -.详细计算过程及结果见 Excel 表格 八、新风系统风管水力计算 详细计算过程及结果见 Excel 表格 九、管道保温设计 风管的保温设计 1、暖通空调设备与管道需要保温、隔热的原因主要有：减少系统的冷热损失，节能且保证输送的冷热媒参数不偏离用户要求 防止设备或管道温度过高，而致人烫伤，或引起易燃物爆炸，或辐射强度过高而造成对人的损害 防止设备或管道温度过低而结露 2、保温隔热结构 保温隔热结构由防腐层、保温层和保护层组成。管道经受介质的内腐蚀和空气、土壤的外腐蚀，影响系统的正常运行和使用寿命。减轻钢管内的腐蚀的有效途径是采用有效的水处理方法。可在管道、设备表面刷涂料防外腐蚀。保温层由保温材料构成，是实现保温隔热的主要组成部分。保温材料应具有导热系数小，重量轻，有一定的机械强度，吸水率小，不腐蚀管材的特点，另外还应考虑易于安装施工，造价低和使用寿命长。保护层的作用是防止保温层受到碰撞是破损，防止水分侵入保温层降低其性能，美化外观。由于金属保护层造价高且易腐蚀，本设计采用玻璃钢。按防止结露的保温层计算公式为：=（tl-tng）/（twg-tl）/wg 其中：防止结露的保温层最小厚度，mm；保温材料导热系数，采 PEF 聚乙烯高发泡保温材料其导热系数为0.034+0.00012tm w/m，tm 为管道内介质与管道周围空气露点温度的平均温度；wg 保温层外表面换热系数，一般为 5.8-11.6w/m2，取 8.95 w/m2；tl 保温层外的空气露点温度，（为了安全起见应该 2的差值）如果在-空调房间内，应该按空调房间的参数来确定，如果不在空调房间内，则应该按照室外最热月计算参数（干球温度为 35.8，湿球温度27.7）确定，为25.38；tng 管道内介质温度，对于风管取14；twg 室外空气温度，由于风管基本都在空调房间内取 26。对于在空调房间的风管，其保温层为：=0.03604（19.6-14）/（26-19.6）/8.95=0.0043m=4.3mm 对于不在空调房间的风管 =0.03652(25.38-14)/(35.8-25.38)/8.95=0.0078m=7.8mm 由于在空调房间内的风管在刚刚启动空调系统的时候，保温层外的参数依然未达到设计参数，容易产生凝结水，为了在空调系统刚刚启动时也能满足要求，应该取以上两个公式计算的最大值，即为 7.8mm，取 8mm。3、冷冻水管的保温设计 计算公式为:（d+2）ln（d+2）/d=2（tl-tng）/（twg-tl）/wg 其中：防止结露的保温层最小厚度，mm；保温材料导热系数，采 PEF 聚乙烯高发泡保温材料其导热系数为0.034+0.00012tm w/m，tm 为管道内介质与管道周围空气露点温度的平均温度；wg 保温层外表面换热系数，一般为 5.8-11.6w/m2，取 8.14 w/m2；tl 保温层外的空气露点温度，（为了安全起见应该 2的差值）如果在空调 房间内，应该按空调房间的参数来确定，如果不在空调房间内，则应该按照室外最热月计算参数（干球温度为 35.8，湿球温度27.7）确定，为25.38；tng 管道内介质温度，在室内取26，室外的取35.8，为了安全起见取后者；twg 管道外空气温度，对于空调循环水管取 7；d 保温前管道的外径，mm。根据计算公式，当空调循环水温度为 7时，各种管径的保温层厚度如下：-表 10.1 空调冷冻水管的保温层厚度 公称直径 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 保温层厚度 mm 15 15 15 15 15 15 公称直径 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 保温层厚度 mm 15 15 15 15 15 15 凝结水管的保温设计 冷凝水的设计温度为 7，则各种管径的保温层厚度为：DN20 和 DN25 的凝结水管为 5 mm，DN32 的凝结水管为 10 mm。十、消声与减振设计 噪声控制有两个方面：一是暖通空调系统服务对象的噪声控制；二是暖通空调系统设备房的噪声控制。噪声往往是影响室内声环境的一个主要因素，为了给用户提供一个清静的环境，必须对可能产生噪声的地方采取相应的消声措施，具体策略如下:通风机、水泵、电动机等安装在弹和支架要隔振，通过高噪声房间的管道要做隔声处理，避免振动或者高噪声传入管内；末端采用消声软管与风口连接，以防止其流通过调节阀时产生的噪声传入室内；空气处理机组混风处和机组出口设置静压箱，内贴消声材料；在必要的地方设置消声器或消声弯头。机房内各种有运动部件的设备都会产生振动，它直接传给基础和连接的管件，并以弹性波传到其他房间去，又以噪声的形式出现。另外，振动还会引起构件（如楼板）、管道振动，有时会危害安全。因此对振源必须采取隔振措施。制冷主机、水泵、空气处理机组、锅炉等设备的接口均采用软接头连接。软接头有二种：橡胶软接管和不锈钢波纹管。前者隔振减噪的效果很好，但是不能耐高温高压，其耐腐蚀性能也很差。空调采暖等水系统中大都采用这种接管。制冷剂管道中用不锈钢波纹管（能耐高温高压和耐腐蚀，但价格较高），风机进出口和风管间的软管则采用帆布材料制作，以防止振动的传播。此外必须设置基础，并采用弹性减振连接。管道每隔一段设置管道减振吊架或减振支承，在管道穿越墙、楼板或者屋面时采用软连接，减振器和减振吊架可以用金属弹簧、橡胶或其他减振材料，如软木、泡沫橡胶、空气弹簧等制作。-机房外设备的噪声控制：冷却塔、风冷式冷水机组和热泵机组的室外机等设在室外，它们的噪声影响周围环境。因此要对其噪声进行控制。方法就是尽量选用低噪声的设备，选择合理的设备位置以及采用隔声屏障等。十一、参考文献 1、张治江 主编 实用供热通风空调设计手册 吉林科学技术出版社 1996 年；2、陆耀庆主编 实用空调设计手册 中国建筑工业出版社 1993 年版；3、原电子工业部第十设计研究院主编空气调节设计手册 中国建筑工业出版社（第二版）；4、赵荣义主编 简明空调设计手册 中国建筑工业出版社 1998年版；5、邵宗义主编 建筑通风空调工程设计图集 机械工业出版社 2006 年版；6、赵荣义、范存养等 空气调节 中国建筑工业出版社（第三版）；7、王汉清主编 通风工程 机械工业出版社 2007年版；8、工程建设标准规范分类汇编暖通空调规范，中国建筑工业出版社 1996 年版；