本科毕业设计---广州办公楼中央空调系统---.doc

安徽理工大学毕业设计本科毕业设计说明书 广州某办公楼中央空调系统设计THE SYSTEM OF A CERTAIN SYNTHETICAL BUILDINGS CENTER AIR-CONDITION IN GUANGDONG学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日II广州某办公楼中央空调系统设计摘要本设计的内容是广州某综合楼中央空调系统，为之设计其合理的中央空调系统，为室内工作人员，顾客等提供一个舒适健康的环境。通过对不同功能区域进行划分，从而将整个空调区划分为：1全空气处理系统；2风机盘管加新风系统；本设计依据有关规范, 在充分考虑室内环境的舒适性、运行管理上的方便和节能等各方面的基础上，对大空间采用全空气系统，而对办公室等小空间采用风机盘管加新风系统。这样可以满足不同功能房间使用时间段人员活动情况的不同要求，布置灵活，控制方便。关键词：中央空调，舒适，全空气系统，节能THE SYSTEM OF A CERTAIN SYNTHETICAL BUILDINGS CENTER AIR-CONDITION IN GUANGDONGABSTRACTThe designs included the system of a certain synthetical buildings center air-condition in Guangdong. Draws up for it design reasonable central air-conditioning system, for the office work personnel, the visitor and so on provides a comfortable health the environment.The whole air-condition section was plotted according to the different function-region, including:1. all-air system2. fan coils and the system of fresh airAccording to some correlation standard, in full consideration indoor environment comfortableness, the movement management convenience and the energy conservation and so on in various aspects foundation, and based on the related standard consideration energy conservation and the comfortable request, and so on the big space uses the entire air system to a building, but and so on the small space uses the air blower serpentined to the office to add the new atmosphere system.This may satisfy the different function room period of revolution section personnel to move the situation the different request, the arrangement is nimble, the control is convenient.KEYWORD: center-air-condition, comfortable, entire air system, conserves energy76目录摘要（中文）.摘要（外文）.1绪论.11.1中央空调系统研究意义.11.2采暖通风与空气调节的工作原理.11.3暖通空调研究存在的问题.11.4本课题研究方案.12工程概况.22.1建筑说明.22.2围护结构性能参数.23设计方案.44空调负荷计算.54.1室外设计计算参数.54.2室内设计计算参数.54.3冷负荷的计算.64.4透过玻璃窗的日射得热冷负荷.64.5玻璃窗传热的冷负荷.64.6墙体的冷负荷.64.7照明的冷负荷.74.8电子设备散热形成的冷负荷.74.9人体的冷负荷.74.10新风冷负荷.74.11人体散湿量.84.12各房间冷负荷的计算结果.85空调系统方案的确定.145.1空调系统形式的选择.155.2本设计的空调系统概述.15 5.2.1商场的空调系统15 5.2.2办公室的空调系统.15 5.2.3全空气系统的工作原理.16 5.2.4空调系统的方案比较.17 5.2.5风机盘管机组的结构和工作原理.206空气处理过程分析计算.216.1空气处理状态点的确定.216.2送风量的计算.227末端设备选型.267.1风机盘管的选取.267.2新风机组的选择.287.3全空气系统空气处理器的选型.308风系统设计.318.1空调房间的气流组织.318.2风口的布置31 8.2.1新风入口注意事项.31 8.2.2风道的布置和制作的要求.31 8.2.3百叶送风口的选着步骤32 8.2.4风管材料和形状.328.3风口的选着.32 8.3.1气流组织计算32 8.3.2计算举例33 8.3.3选择新风送风口378.4全空气系统气流组织计算.37 8.4.1全空气系统送风口的计算过程.37 8.4.2全空气系统回风口的布置.39 8.4.3风管管径的确定.399水系统设计.549.1水系统的比较选择549.2空调水系统的布置.559.3冷冻水水管水力计算.559.4空调水路系统水力计算书569.5冷凝水管的设计.64 9.5.1冷凝水管总体分析.64 9.5.2空调风机盘管水系统宁水管的考虑.659.6制冷机组的选择.659.7冷冻水泵的选择.66 9.7.1冷冻水泵的选择计算.66 9.7.2冷冻水泵配管布置.669.8水系统的泄气与排气.679.9过滤器的选择.6710膨胀水量的计算.6710.1膨胀水量的计算.6810.2系统补给水量的计算.6810.3膨胀水箱的选型.6810.4分水器和集水器的选择.69 10.4.1分水器和集水器的构造和用途.69 10.4.2分水器和集水器的尺寸6910.5冷却塔的确定.6911消声减震.7011.1概述7011.2消声设备选型.7011.3减震措施涉及.7011.4防震措施.71 11.4.1减震设备的选择.7112管道保温设计.7112.1概述7112.2保温材料防结露厚度.7212.3保温材料的选用7212.4保温材料的经济厚度7212.5保温材料的选择计算7213施工说明.7313.1空调水管7313.2空调风管.7313.3其他73结论741绪论1.1 中央空调系统研究意义目前，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，对采暖通风空气调节的需求越来越大，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、健康的采暖通风空调工程是很有实际意义的。1.2 采暖通风与空气调节的工作原理采暖通风与空气调节的工作原理是，当室内得到热量或失去热量时，则从室内取出热量或向室内补充热量，使进出房间的热量相等，即达到热平衡，从而保持室内一定温度；或使进出房间的湿量平衡，以保持室内一定湿度；或从室内排出污染空气（经过处理或不经处理的），即达到空气平衡。进出房间的空气量、热量以及湿量总会自动的达到平衡。任何因素破坏这种平衡，必将导致室内状态（温度、湿度、污染物浓度、室内压力等）的变化，并将在新的状态下达到新的平衡。1.3 暖通空调研究存在的问题国内外的能源都很紧缺，现在要解决的就是用提高能源利用率。而我国更是一个人均资源相对贫乏的国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。通过对一些地区空调系统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性能，而对其部分负荷性能的考虑较少。在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。我国在冷源水系统方面的研究目前较少，一般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行冷却水泵和冷冻水泵的选择。对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。事实上，对于冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大的。因此水系统的节能具有很大的潜力。1.4 本课题研究方案本设计中的大商场采用全空气系统的单风道定风量方式。大空间用全空气系统空气集中处理可以减少噪音、减少系统部件便于维修、与半集中式系统相比可防止冷冻水的泄漏损坏设备。管理用房，办公室，采用风机盘管加新风系统。便于各个房间空调的调节控制、可减少机房面积降低建筑空间、节能、易于选择安装。主要特色：1.商场一层和二层分别设置空调机组、具有灵活、操作简单、节省占地和节能等特色。2.一层，二层，三层的商场采用全空气加新风系统可避免因风机盘管及水管漏水而危害物品和建筑装修，以及维护不便等问题。3.商场过渡季节可采用全新风。4.管理用房和办公室采用风机盘管加新风的半集中式空调系统：节省空间、布置灵活（各房间能单独调节控制不住人时可关掉机组不影响其它房间的使用）、节省运行费用。2工程概况 2.1建筑说明本建筑是一幢七层高的综合办公楼，位于广东省广州市，总建筑面积为27522.62。建筑总高度为24.6m，本建筑物一层到三层为商场，四层到七层为办公室，一层为4.2米，二层和三层为3.6米，四层到七层都为3.3米。工程设计范围为1层到7层的中央空调系统设计，空调系统的设计满足室内人员对温度，湿度和新风的要求。毕业设计要求完成整栋大楼的采暖通风及空调工程设计，其主要内容包括：设计方案选择，负荷计算，主机及末端设备的选型，气流组织设计，水系统设计，风系统设计，空调系统的消声减震等内容。本系统管线不复杂，施工方便，夏季空调和冬季供暖同用一套系统，无论从经济、使用寿命，还是从美观、清洁的角度讲，该系统都很符合建筑用途的要求。一层到三层的商场采用全空气系统，四层到七层的办公室采用风机盘管加新风系统，厕所设置排风扇，保持厕所的相对负压，通过其他房间渗透补充厕所风量，再通过厕所风机排出，使厕所异味不能扩散至其他房间。正压控制的问题，为防止外部空气流入空调房间，设定保持室内510Pa正压，送风量大于排风量时，室内将保持正压。该设计中采用的计算方法和数据依据主要来源于建筑工业出版社出版的实用供热空调设计手册,空气调节还有其他的一些相关资料。2.2围护结构性能参数1）屋面保温材料为沥青膨胀珍珠岩，厚度为160mm。查空气调节课本附录2-9中查得传热系数K =0.43W/(·K ) ，衰减系数=0.25， 衰减度 =82.92， 延迟时间 =11.7 h , f= 2.0，放热衰减度f=2.72）外墙外墙为厚度为240mm的砖墙。查空气调节课本附录2-9中查得传热系数K =1.95 W/(·K )，衰减系数 =0.35，衰减度 =12.9 ，延迟时间 =8.5h f =2.0，放热衰减度f=2.0 3）外窗5mm+9A+5mm厚白色中空玻璃塑钢窗，无内外遮阳查实用供热空调设计手册表20.4-2 可知 窗户的传热系数K =2.8 W/(·K )查空气调节课本公式2-61可知 窗的有效面积系数 双层钢窗Xg=0.75查空气调节附录2-7 可知 窗玻璃的遮挡系数Cs=0.78查空气调节附录2-8 可知 窗内遮阳设施的遮阳系数Cn=14）内墙：240厚砖墙 查空气调节课本附录2-9中查得 传热系数K =1.76 W/(·K ) ，衰减系数=0.28， 衰减度 =17.56， 延迟时间 =9.0 h , f= 2.0，放热衰减度f=2.0 5）楼板：水泥砂浆楼面 查空气调节课本附录2-9中查得传热系数K =2.72 W/(·K ) ，衰减系数=0.5， 衰减度 =6.4， 延迟时间 =5.3 h , f= 1.8，放热衰减度f=2.76）外门: 优质塑钢门(同玻璃材质)门的传热系数 K=2.8 W/(·K )7）人数不同类型房间人均占有的使用面积指标, 查实用供热空调设计手册表20.7-1高档商场的人均面积指标为4(m ²/人) ,高档办公室的人均面积指标为8(m ²/人) 不同场所的群集系数, 查实用供热空调设计手册表20.7-2高档商场的群集系数为0.89, 不同室温和劳动性质时成年男子的散热量,查空气调节附录2-18 轻度劳动,百货商店26的显热58 W/人,潜热123 W/人, 全热 181W/人，湿量184 W/人 ,办公室人群为轻度劳动,人体显热散热的冷负荷系数, 查实用供热空调设计手册表20.7-48）8）设备，器具设备，器具显热散热的冷负荷系数查实用供热空调设计手册表20.9-5电器设备的功率密度, 查实用供热空调设计手册表20.9-4 高档商场的设备功率密度为13(W/m ²),高档办公室的设备功率密度为13(W/m ²)9）照明设备照明功率密度, 查实用供热空调设计手册表20.8-2 高档商场的照明功率密度为19(W/m ²),高档办公室的照明功率密度为18(W/m ²)灯具散热的冷负荷系数 查实用供热空调设计手册表20.8-210）空调使用时间空调每天使用10小时，即8：0018：00。11）内墙f= 2.0 ,楼板f= 1.8 查实用供热空调设计手册表20.2-6 可知该楼的房间属于重型类房间。3设计方案3.1 设计方案的概述本建筑集商场、办公于一体，综合性很强，因此在设计空调系统时得充分考虑到各种房间功能的不同而所具有的差异。暖通设计时应该首先了解以下内容：（1）了解建筑类别、建筑平面图、房间功能、工作班次、装饰要求、防火防烟分区划分、防烟楼梯、消防电梯及其前室的位置、建筑构造等。（2）了解建筑的结构概况结构形式、梁柱布置及其尺寸、剪力墙、网架构造及尺寸等。（3）了解建筑中各种设备情况，如型号、功率、用热量、污染物发生量等。（4）了解给排水管路走向和其他设备的位置。（5）向建筑专业提供以下资料：各种机房面积、层高和位置等的要求；管井面积和位置要求等；占用空间尺寸、在建筑上设置的新风口、排风口、回风口等的大小和位置；排烟与加压送风的风井大小和位置、设备平台位置和尺寸等。（6）向结构专业提供以下资料：屋盖、楼板、墙，尤其是剪力墙上的各种预留洞的尺寸和位置；大型设备的重量、位置、基础尺寸等；吊装在网架或其他结构上的管路和设备的重量等。（7）向其他专业提供以下资料：用水量及用水点、排水点、总用电功率及相数；各设备功率及位置；暖通空调系统的自控要求、建筑防排烟的控制要求等。4空调负荷计算4.1室外设计计算参数广州室外气象参数 大气压力 100287pa夏季室外计算干球温度 33.5 夏季室外计算相对温度 27.7 夏季日平均干球温度 30.1 夏季平均日较差 6.5 夏季平均风速 1.8 m/s4.2室内设计计算参数确定各房间的设计参数如表4-1所示：表4-1 室内设计计算参数房间类别空调温度相对湿度新风量人员密度照明功率密度值设备功率密度值M³/h·人/人W/W/商场2660%1541913办公室2650%1881813（资料来源公共建筑节能设计标准）注：室内空气压力稍高于室外大气压4.3 冷负荷的计算空调房间冷负荷的组成：通过围护结构传入室内的热量、透过外窗进入室内的太阳辐射热量、人体散热量、照明散热量、设备、器具、管道及其他室内热源的散热量、食品或物料的散热量、渗透空气带入室内的热量和伴随各种散湿过程产生的潜热量以及新风负荷。3.2.2房间湿负荷的构成空调房间的散湿量由下列各项散湿量组成：人体散湿量、渗透空气带入室内的湿量、化学反应过程的散湿量、各种潮湿表面、液面或液流的散湿量、食品或其他物料的散湿量、设备散湿量。4.4 透过玻璃窗的日射得热冷负荷无外遮阳玻璃窗的日射冷负荷公式： 式中QC各小时的日射冷负荷（W） 包括窗框的窗的面积（） 窗的有效面积系数 单层钢窗0.85，双层钢窗0.75 窗玻璃修正系数 窗的内遮阳的遮阳系数 窗的日射得热量得最大值 （W/） 冷负荷系数4.5玻璃窗传热的冷负荷玻璃窗传热的冷负荷计算公式如下： 式中Q玻璃窗传热的冷负荷 玻璃窗传热系数的修正系数 窗玻璃的传热系数 W/（·C) 夏季室外逐时温差 其中= 室外温度逐时变化系数 夏季空气调节室外计算日平均温度 室内计算温度4.6 墙体的冷负荷 外墙冷负荷的计算公式如下： 式中 Qw外墙计算时间的冷负荷 外墙的传热系数 W/（·C) 外墙的面积 外墙或屋面的逐时冷负荷的计算温度 地点修正值 外表面放热系数修正值 吸收系数修正值4.7 照明的冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻的冷负荷,计算公式 式中T开灯时刻（点钟） 照明散热的冷负荷系数 照明设备的散热量对于荧光灯 式中 N照明设备的安装功率 （KW) 同时使用系数，一般为0.50.8;这里取0.7 整流器消耗功率的系数，挡在吊顶内时取1.0 安装系数，明装1.0 4.8电子设备散热形成的冷负荷电子设备和驱动设备均在房间内，采用以下公式： 式中：QM设备的总安装功率，kWn1同时使用系数，一般可取0.5-1.0n2安装系数，一般可取0.7-0.9n3电动机的负荷系数，一般可取0.40.5nM电子设备的安装功率电动机效率，一般可取0.80.9 CCLM电动设备和用具散热的冷负荷系数，本空气调节供冷系统为不连续运行，故由相关规定取CCLM =1.04.9人体的冷负荷 人体的显热散热形成的计算时刻冷负荷公式： 式中人体的显热散热量 （W) 人体显热散热量的冷负荷系数其中 n为房间内的总人数；为群集系数；为每名成年男子的显热散热量。4.10新风冷负荷目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则。夏季，空调新风冷负荷按下式计算：CLW1.2·LW·(hW-hN) W 式中: CLW夏季新风冷负荷，KW；LW新风量，kg/s；hW室外空气的焓值，kj/kg；hN室内空气的焓值，kj/kg。4.11人体散湿量人体散湿量可按下式计算： D=n·n·w·10-3 kg/h 式中：D人体散湿量，kg/h；n群集系数，办公楼群集系数为0.93；w成年男子的小时散热量，kg/(h·p)；26时，极轻劳动成年男子的小时散热量为0.109 kg/(h·p)。 4.12各房间冷负荷的计算结果根据以上负荷计算依据，借助EXCEL的数据处理功能，对该建筑的每一层每一个房间进行了典型日的逐时冷负荷计算，并由天正暖通8.5计算得出各房间冷负荷。注：参数的单位为，冷负荷W（下文没注明单位处与此相同） 现以1F办公大厅1-1的冷负荷计算为例：表4-2 1F办公大厅冷负荷1层办公大厅1-1西外墙冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t-98877777778K1.95F13.02CLQ228203203178178178178178178178203西外窗瞬时传热冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t2.43.244.75.45.96.36.66.76.56.2K2.8F23.1CLQ155207259304349.382407427433420401西外窗日射得热冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Jj5164748488132213279308286210F23.1CLQ689865100011351189178428783770416238652838设备冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00-t012345678910JE-t00.770.860.890.910.920.930.940.950.960.96设备功率910CLQ0700.7782.6809.9828.1837.2846.3855.4864.5873.6873.6照明冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00-t012345678910JE-t00.40.590.650.70.740.780.810.840.860.88灯具功率1260CLQ0504743.4819882932.4982.81020.61058.41083.61108.8人体冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00-t012345678910JE-t00.50.670.730.770.80.830.860.880.90.91人体显热522CLQ0261349.74381.06401.94417.6433.26448.92459.36469.8475.02人体潜热1107总计10732741333836273828453057266700715568905899冷负荷7155 表4-3 各房间最大逐时冷负荷汇总楼层房间逐时最大冷负荷（W）1层办公大厅1-17155管理用房1-22890商场667502层办公室2-16351管理用房2-22697商场649393层办公室3-16351管理用房3-22716商场518214层办公室4-13473办公室4-23063办公室4-33063办公室4-43063办公室4-53063办公室4-63063办公室4-74368办公室4-83352办公室4-93352办公室4-103352办公室4-113352办公室4-123352办公室4-1333525层办公室5-13473办公室5-23063办公室5-33063办公室5-43063办公室5-53063办公室5-63063办公室5-74368办公室5-83352办公室5-93352办公室5-103352办公室5-113352办公室5-123352办公室5-1333526层办公室6-13221办公室6-22893办公室6-32893办公室6-42893办公室6-52893办公室6-62893办公室6-73656办公室6-82861办公室6-92861办公室6-102861办公室6-112861办公室6-122861办公室6-1328617层办公室7-13745办公室7-23745办公室7-33745办公室7-43745办公室7-53745办公室7-63745办公室7-74340表4-4 各房间湿负荷汇总楼层房间人数散湿量群集系数湿负荷 kg/h1层办公大厅1-1918411.656管理用房1-2618411.104商场3311840.8954.204562层办公室2-1918411.656管理用房2-2618411.104商场3291840.8953.877043层办公室3-1918411.656管理用房3-26184