中央空调毕业规划设计.doc

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1、-/ 毕业设计（论文） 题目名称：惠新大厦中央空调系统设计 学院名称：能源与环境学院 班 级：建环 学 号： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日 -/ 论文编号：论文编号： 惠新大厦中央空调系统设计惠新大厦中央空调系统设计 专业：建筑环境与设备工程 姓名： 教导老师： 摘要摘要 本设计为 惠新大厦中央空调设计。通过方案比较，在负荷计算的基础上，采 用了风机盘管加新风和全空气两种空调系统形式。一层除了有单独办公室，还有一 个长17.8m，宽15.6的办公大厅，不适合用风机盘管加新风系统，选用全空气系统。 二层到十层楼层，大部分为单独办公室，所以全部选用风机盘管加新风系统。风机 盘管为卧式暗装，新

2、风不承担室内负荷；全空气系统为一次回风系统，室内送风采 用散流器下送方式。新风从墙洞引入，再由各层的新风机组集中处理供应。冷冻水 由地下室的冷冻机房供应，采用了闭式同程两管制水系统。水管用泡沫橡塑保温， 风管采用离心玻璃棉。设计工程中考虑了消声、减振措施。 关键词关键词：中央空调，风机盘管加新风系统，全空气系统，大厦 -/ Central Air-conditioning Design for HuiXin Building Abstract The air conditioning engineering of Huixin Building was designed. On the bas

3、e of cooling load, heating and moisture load calculation, primary air fan-coil system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. In addition to individual office level, there is a length 17.8m, width of 15.6 in the office lobby, not suitable for fan coil plus fresh air

4、 system, use an all air system. The second floor to ten floors, most as a separate office, so all the fan coil selection of a new air system.The fresh air doesnt undertake indoor load and delivers air through double deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. T

5、he return air is harnessed one time by the air handling unit in the all air system and the handled air is delivered through double deflection grille by sidewall air supply. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. The chilled water which is a closed two-

6、pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. The thermal insulation material of water pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively. Measures of noise elimination, damp, fire prevention and smoke extraction is considered during the design

7、. Key Words: air conditioning primary air fan-coil system all air system building. -/ 目录 目录目录.IIII 1 1 工程概况工程概况.- - 1 1 - - 1.1 原始资料.- 1 - 1.2 计算参数.- 1 - 1.2.1 基本气象参数.- 1 - 1.2.2 室外计算参数.- 1 - 1.2.3 室内设计参数.- 1 - 1.3 动力资料：.- 2 - 1.4 土建资料 .- 2 - 2 2 负荷计算负荷计算.- - 3 3 - - 2.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法.- 3 - 2.1

8、.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷.- 3 - 2.1.2 内墙,楼板等室内传热维护结构形成的瞬时冷负荷.- 3 - 2.1.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷.- 4 - 2.1.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷.- 4 - 2.2 设备散热形成的冷负荷.- 4 - 2.3 照明散热形成的冷负荷 .- 5 - 2.4 人体散热形成的冷负荷.- 5 - 2.5 新风冷负荷.- 5 - 3 3 空调方案的确定空调方案的确定.- - 8 8 - - 3.1 空调方案的分类.- 8 - 3.1.1 按空气处理设备的集中程度分为.- 8 - 3.1.2 按承担室内负荷所用的介质分为.- 8 - 3

9、.2 空调方案的比较 .- 8 - 3.3 空调系统形式确定 .- 10 - 4 4 确定风量、送风状态点及选型计算确定风量、送风状态点及选型计算.- - 1313 - - 4.1 风机盘管加独立新风系统.- 13 - 4.1.1 夏季室内新风量的确定.- 13 - 4.1.2 新风处理状态的确定，总风量及风机盘管风量的确定.- 14 - -/ 4.1.3 风机盘管选型.- 16 - 4.1.4 新风机组的选型.- 17 - 4.2 全空气系统.- 18 - 5 5 风管水力计算风管水力计算.- - 2020 - - 6 6 水管水力计算水管水力计算.- - 2323 - - 6.1 水系统形

10、式的分类 .- 23 - 6.1.1 按管道数目分.- 23 - 6.1.2 开式和闭式.- 23 - 6.1.3 按环路分.- 23 - 6.1.4 按流量来分.- 23 - 6.2 水系统形式的确定.- 24 - 6.2.1 计算基本公式：.- 24 - 6.2.2 凝结水管路系统的设计.- 24 - 6.3 水力计算方法.- 25 - 7 7 冷冻站的设计冷冻站的设计.- - 2929 - - 7.1 制冷机组的选择.- 29 - 7.1.1 各种制冷机的优缺点比较表 .- 29 - 7.1.2 制冷机的性能系数（COP）.- 30 - 7.2 冷却塔的选择 .- 31 - 7.3 分集

11、水器的选择.- 32 - 7.4 膨胀水箱的选择.- 32 - 7.5 冷冻水泵的选择.- 33 - 7.6 冷却水泵的选择.- 34 - 7.7 补水泵的选择.- 34 - 8 8 结论结论.- - 3535 - - 参考文献参考文献.- - 3636 - - 致谢致谢.- - 3737 - - -/ 1 工程概况 1.1 原始资料 惠新大厦是一个办公建筑。该办公楼地下一层为中央空调机房及停车场，地 上一十层为办公楼。冷却塔设于楼顶。每层高4m,总建筑高度40m，建筑面积 21000m。 1.2 计算参数 1.2.1 基本气象参数 地理位置：河南省 位置: 北纬34.71 东经：113.65

12、 1.2.2 室外计算参数 夏季参数 大气压: 99170.00Pa 室外计算干球温度: 35.6.00 空调日平均计算温度: 30.80 计算日较差: 9.2 室外湿球温度: 27.40 室外平均风速: 2.60m/s 冬季参数 大气压： 101280.0pa 空调计算温度： -5.000 室外相对湿度： 60.00 % 室外平均风速： 4.300m/s 1.2.3 室内设计参数 1. 冬季室内参数值：=20,=50%,v0.2m/s g t 2. 夏季室内参数值：=26,=60%,v0.3m/s g t -/ 1.3 动力资料： 1. 冷源：冷水机组进水温度7,回水温度12,温差=5 t

13、2. 热源：城市热网 3. 水源： 城市自来水 4. 电源：220/380v交流电 1.4 土建资料 1. 外墙体： 根据建筑条件图，按暖通空调.动力选择I型墙体，370mm厚， 传热系数0.78w/m2. . 2. 内墙体： =240mm红砖抹灰 3. 屋面： 传热系数0.6 w/m2. . 4. 地面： 采用大理石铺地（非保温地面） 5. 门窗： 窗玻璃采用6+6双层有色玻璃，无外遮阳，办公室内遮阳类型为浅 蓝布帘，双层钢窗有效面积系数0.75 6. 层高： 4.0m -/ 2 负荷计算 2.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法 2.1.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室外

14、气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下 式计算： W （公式2.1-1） sr KLQ t 1 式中： LQ1外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W； F外墙和屋面的面积，； K外墙和屋面的传热系数，W/()； 计算时间，h； 维护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的 时间延迟，h； -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的时间，h； t作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，； 2.1.2 内墙,楼板等室内传热维护结构形成的瞬时冷负荷 当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3时,要考虑由内维护结构的 温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可

15、按如下传热公式计算： LQ2=FK(tl s - tn) W （公式2.1- 2） 式中： F内维护结构的传热面积，m； K内维护结构的传热系数，W /( mk) ； tn 夏季空调房间室内设计温度，； tl s 相邻非空调房间的平均计算温度， 。 其中tl s = t + tl s （公式2.1-3） 式中： t 夏季空调房间室外计算日平均温度，； tl s 相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日平均温度的 差值,当相邻散热量很少(如走廊)时, tl s 取3 ,；当相邻散热量在23116 W /m2时, tl -/ s取5 。 2.1.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室内

16、外温差的作用下, 玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算： LQ3=FKt W （公式2.1- 4） 式中： F外玻璃窗面积，m； K玻璃的传热系数，W /( mk) ； t 计算时刻的负荷温差，； 2.1.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算： LQ4=FC Z W （公式2.1- g x d x . j J 5） 式中： F玻璃窗的面积； C Z玻璃窗的综合遮挡系数C Z=CsCn ； 其中，Cs 玻璃窗的遮挡系数，本设计中，Cs =0.86； Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数，本设计中， Cn =0.6； 窗的有效面积系数；单层钢窗，双层

17、钢窗0.75；单层木窗0.7，双层木 g x 窗0.6； 地点修正系数； d x 计算时刻时，透过单层窗口面积的太阳辐射热形成的冷负荷，简称负 . j J 荷强度，W/m ； 2 2.2 设备散热形成的冷负荷 设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算： LQ=QC W (公式2.2-1) LQ 式中： LQ设备和用具形成的冷负荷，W； Qq设备和用具的实际显热散热量，W； -/ CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数； 如果空调系纙不连续运行，则CLQ1.0 2.3 照明散热形成的冷负荷 和照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式分类为 白炽灯：LQ5 =1000NCLQ W (公式 2.3-1

18、) 荧光灯：LQ5 =1000n1n2 NCLQ W (公式 2.3-2) 式中： LQ5灯具散热形成的冷负荷，W； N照明灯具所需功率，KW； n1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 n11.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取 n11.0；本设计取 n11.0； n2灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔（下部为玻璃板） ，可利用自然 通风散热与顶棚内时，取 n20.50.8；而荧光灯罩无通风孔时,取 n20.60.8；本设计取 n20.6； CLQ照明散热冷负荷系数。 本设计照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功 率按照表 2.3 计算

19、。 2.4 人体散热形成的冷负荷 人体散热引起的冷负荷计算式为： LQ6qsnnCLQ +qlnn W (公式 2.4-1) 式中： LQ6人体散热形成的冷负荷，W； qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； n室内全部人数； n群集系数，办公楼群集系数为0.93； CLQ人体显然散热冷负荷系数，人体显然散热冷负荷系数。 -/ 2.5 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, 在本设计中，新风量取 30 m3/h.人 。 夏季，空调新风冷负荷按下式计算： CLWLW(hW-hN) W (公式2.5-1) CLW夏季新风冷负荷，KW

20、； 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。 一层房间布置图： 图2.5-1 二至十层房间布置图 利用上述方法计算空调冷负荷，结果如下： 表 2.5-1 一层房间最大负荷(不含新风)w 新风负荷w合计 西101 165010202670 西102 119310202213 西110 85310201873 电信室 1408 10202428 西112 118910202309 楼宇监控室 11893401529 西120 263417004334 西116 181913603179 西115 198913603349 西114 13171020

21、2337 西113 182010202840 东101 129110202311 东122 232017004020 东118 134713602707 东117 151213602872 接待大厅 7850340011250 合计 121893w 顶层房间最大负荷(不含新风)w新风负荷w合计 西101 246910203489 西102 158110202601 -/ 上表中各个房间的负荷为逐时最大冷负荷。经计算，负荷汇总之后，整个办公楼的 综合最大负荷为1276KW，出现在下午三点，其中新风负荷为596KW。冬季负荷为 1000KW。 电信室 155010202570 西112 12061

22、0202226 楼宇监控室 12063401546 西120 272917004429 西116 182113603181 西115 192213603282 西114 150710202527 西113 179910202819 东101 210510203125 东122 231517004015 东118 154013602900 东117 162213602982 合计 144027w -/ 3 空调方案的确定 3.1 空调方案的分类 3.1.1 按空气处理设备的集中程度分为 1 集中式系统：空气集中于机房内进行处理，而房间内只有空气分配装置。需 要占用一定的建筑面积，控制管理比较方便

23、，效率高。 2 半集中式系统：对室内空气处理的设备分散在各个被调节和控制的房间内， 而又集中部分处理设备。占用机房少，可以满足各个房间各自的温湿度控制要求， 效率较高，但管理维修不方便，且有可能有噪声影响。 3 分散式系统：对室内进行热湿处理的设备全部分散在各房间内。不需要机房， 不需要对空气进行分配的风道，维修管理不便，效率低。 在此不考虑集分散式空调系统 3.1.2 按承担室内负荷所用的介质分为 1 全空气系统：房间内的热湿负荷全部由经过处理的空气来承担，适用于面积 较大人员较多的场所，新风调节方便，过渡季节可实现全新风运行，节约能源，占 地面积大，风管占用较大空间，初投资和运行费用较高。

24、 2 全水系统：室内的 热湿负荷全部靠水来承担，没有送风道，节省建筑空间， 但室内空气品质不好。 3 空气水系统：房间内的热湿负荷由经过处理的空气和水来共同承担。 3.2 空调方案的比较 全空气系统与空气-水系统的比较表： 表 3.2-1 比较项目全空气系统空气水系统 设备布置与 机房 1空调与制冷设 备可以集中布置在机房 1. 只需要新风空调机房、 -/ 2机房面积较大 层高较高 3有时可以布置 在屋顶或安设在车间柱间 平台上 机房面积小 2. 风机盘管可以设在空调 机房内 3. 分散布置、敷设各种管 线较麻烦 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

25、风量 1，放室内时不接送、 回风管 2，当和新风系统联合 使用时，新风管较小 节能与经 济性 1，可以根据室外气象参数 的变化和室内负荷变化实 现全年多工况节能运行调 节，充分利用室外新风减 少与避免冷热抵消，减少 冷冻机运行时间 2，对热湿负荷变化不一致 或室内参数不同的多房间 不经济 3，部分房间停止工作不需 空调时整个空调系统仍需 运行不经济 1，灵活性大、节能效果好，可根 据各室负荷情况自我调节 2，盘管冬夏兼用，内避容易结垢， 降低传热效率 3，无法实现全年多工况节能运行 使用寿命使用寿命长使用寿命较长 安装 设备与风管的安装工作量 大周期长 安装投产较快，介于集中式空调 系统与单元

26、式空调器之间 维护运行 空调与制冷设备集中安设 在机房便于管理和维护 布置分散维护管理不方便，水系 统布置复杂、易漏水 温湿度控 制 可以严格地控制室内温度 和室内相对湿度 对室内温度要求严格时难于满足 -/ 风机盘管加新风系统的特点： 表 3.2-2 优点 1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可 以单独使用 2)各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时 根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好 3)与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间 4)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用 户选择和安装 5)只需新风空调机房，机房面积小 6)使用季节长

27、7)各房间之间不会互相污染 缺点 1)对机组制作要求高，则维修工作量很大 2)机组剩余压头小室内气流分布受限制 3)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便 4)无法实现全年多工况节能运行调节 5)水系统复杂，易漏水 6)过滤性能差 适用性 适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要 增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合 3.3 空调系统形式确定 本次设计采用两套系统：全空气系统和风机盘管加独立新风系统。 由于上海联谊大厦为综合办公楼，各层分为相互间隔的办公室，互不干扰。故 该办公室采用风机盘管加新风系统。由于风机盘管加新风系统有调节灵活的特点， 各个房间可独立

28、调节，且相互影响还不是很大。而接待大厅面积大概 250 平米，故 采用一次回风的露点送风系统比较好。 处理过程如下图： 图3.3-1 -/ 夏季一次回风系统空气处理过程 风机盘管空气处理方案： 风机盘管的新风供给方案共有三种： （1）室外新风靠房间的缝隙自然渗入，风机盘管处理的基本上都是循环空气。 此种方式初投资和运行费用都比较低，但室内卫生条件差，且因受无组织渗透风的 影响，造成室内温度场不均匀，只适用于人员较少的情况。 （2）墙洞引入新风直接进入机组。新风口进风量可以调节，冬夏季可按最小 新风量进风，过渡季节尽量多采用新风。这种方式既能保证室内得到比较多的新风 量，又有一定的节能效果，但新

29、风负荷的变化直接影响室内参数的稳定性。这种系 统只适用于对室内空气参数要求不太严格的建筑物。 （3）由独立的新风系统供给室内新风。室外新风通过新风机组处理到一定的 状态参数后，由送风道系统直接送入。这种独立的新风供给方式，提高了空调系统 调节和运行的灵活性。初投资比较大。 综合考虑三种方案的特点，本建筑为高级办公楼，对空气质量要求比较高， 采用独立的新风系统，既提高了该系统的调节和运转的灵活性，风机盘管的结露现 象得以改善，而且可以适当的提高风机盘管制冷时的供水温度，节约能量。 具体处理过程如下图:( 夏季风机盘管空气处理过程) 图 3.3-2 -/ -/ 4 确定风量、送风状态点及选型计算

30、4.1 风机盘管加独立新风系统 本设计采用单独的新风系统供给室内新风，把新风处理到室内的等焓线上，不 承担室内的负荷，这样就提高了该系统的调节和运转的灵活性 4.1.1 夏季室内新风量的确定 1.满足卫生要求： 在人员长期停留的空调房间，由于人们呼出二氧化碳气体的增加，会逐渐破坏 室内空气的正常成分，给人体带来不良的影响。因此在空调系统的送风量中，必须 掺入含二氧化碳少的室外新风来稀释室内空气中的二氧化碳的含量，使之符合卫生 标准的要求。 公共建筑主要空间的设计新风量 表 4.1-1 建筑类型和房间名称新风量 m3/(h人) 5 星级 50 4 星级 40 客房 3 星级 30 5 星级 30

31、 4 星级 25 3 星级 20 餐厅、宴会厅、多功能厅 2 星级 15 大堂、四季厅45 星级 10 45 星级 20 商业、服务 23 星级 10 旅游旅馆 美容、美发、康乐设施 30 13 级 30 旅店客房 4 级 20 -/ 2.补充局部排风量，以防房间产生负压 当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使空调房间产生负压，在系 统中必须有相应的新风量来补尝排风量。 3 保持空调房间正压要求 一般情况下室内正压在 5-10pa 即可满足为了防止外界环境空气渗入空调房间， 干扰室内温度，湿度或破坏室内的洁净度，需要使空调房间内部保持一定的正压值， 即用增加一部分新风的方法，使室内空气

32、高于外界压力，然后再让这部分多余的空 气从房间门窗缝隙等不严密处审渗出去。室内的正压值P(PA)正常，相当于空气 从房间缝隙渗出时阻力。空调房间正压值 510Pa 来计算。过大的正压不但没有必 要，而且还降低了系统运行的经济性。 保持建筑物或房间正压所需风量，可按换气次数估算。 换气次数 n=L/V 次/h。 保持房间内正压所需的换气次数如下表所示： 表 4.1-2 室内正 压（Pa） 无外窗 的房间 有外窗，密封 较好的房间 有外窗，密封 较差的房间 50.60.70.9 101.01.21.5 GW1=总人数每人新风量 其中总人数人员密度房间面积 4.1.2 新风处理状态的确定，总风量及风

33、机盘管风量的确定 本建筑风机盘管系统采用独立的新风系统，各层都设有新风处理机组，以热湿 -/ 比来确定新风状态。 以西 101 办公室为例： 热湿比取送风机器露点 90%，由焓湿图查得送风状 1650 3600 29118 3 68 Q W 态点参数为：i0=51，t0=190C 室内状态点参数为：in=58 KJ kgKJ kg ，tn=260C。得总送风量，新风量 0 1.65 0.24 / 6851 n Q Gg s ii ，由此得通过风机盘管处理的风量为： 3 30 1.2 0.03 3600 W G kg s ， 0.240.030.21/907 3/ FW GGGkg smh50/

34、 m ikJ kg 0 18.5 m tC 根据风机盘管所需的风量和冷量选择风机盘管，参数如下： 表 4.1-1 型号制冷量 W 风量h/m3 水流量 L/s 阻力 a KP 开利 CMT0065230106014.04 按照以上计算方法计算一层其他房间，结果如下： 表 4.1-2 房间热湿比 总风量 /Kg s 新风量 /Kg s 风机盘管 风量hm / 3 送风状态点 m 西 102210000.130.03432 46.3/ m iKJ kg =17 m tC 0 西 110150000.080.03216 39.6/ m iKJ kg 14.5 m tC 0 西 112210000.1

35、30.03432 46.3/ m iKJ kg 17 m tC 0 西 113320000.260.03993 kgKJim/50 19 m tC 0 西 114230000.150.03518 46.8/ m iKJ kg 17 m tC 0 -/ 西 115260000.220.04778 i47/ m KJ kg 17 m tC 0 东 101230000.140.03475 i46.5/ m KJ kg 0 17 m tC 东 111250000.160.03561 i47/ m KJ kg 17 m t 东 115350000.280.031080 i50.16/ m KJ kg 1

36、8.5 m t 东 117270000.220.04778 i49.4/ m KJ kg 18 m t 东 118240000.150.04475 i45.7/ m KJ kg 17 m t 东 122250000.260.04950 i47.4/ m KJ kg 17 m t 4.1.3 风机盘管选型 有房间的负荷和风量，可以选择风机盘管。型号如下： 表 4.1-3 房间盘管 型号 风量 h/m3 制冷 量 w 进出 水管 in 凝水 接管 in 外形尺寸 mm 机组耗功 W 数量 西 102 CMT00355027903/43/4 241469408 281 西 110 CMT002410

37、19203/43/4 124469720 271 西 112CMT00355027903/43/4241469408 28 1 西 113 CMT00475038403/43/4 124469960 501 西 114 CMT00355027903/43/4 241469408 281 西 115 CMT006106052303/43/4 1244692001 871 -/ 东 101 CMT00355027903/43/4 241469408 281 东 111 CMT00475038403/43/4 124469960 501 东 115 CMT006106052303/43/4 1244692001 871 东 117 CMT006106052303/43/4 1244692001 871 东 118 CMT00355027903/43/4 241469408 281 东 122 CMT006106052303/43/4 1244692001 871 4.1.4 新风机组的选型 由于建筑长度为 93.6m,为了确保最远处房间的余压，该层设两套新风机组， 分别置于两端