石家庄市金融中心大厦空调系统设计说明书--本科毕业论文.doc
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1、青岛理工大学毕业设计(论文)用纸青岛理工大学 毕 业 设 计(论 文)题目:金融中心大厦空调系统设计 学生姓名: 王盛巍 指导教师: 史自强 环境与市政工程学院建筑环境与设备工程专业11级设备3班2015年 6 月 8日摘 要本文针对石家庄市金融中心大厦中央空调系统进行了设计计算。根据该建筑物的功能要求和使用特点,分析比较了各种空调方式,确定该建筑物空调系统为风机盘管-新风系统形式。主要设计内容包括:空调冷负荷的计算;空调系统的划分;冷源的选择;空调末端处理设备的选型;风系统的设计与计算;室内送风方式与气流组织形式的确定;水系统的设计与水力计算;风管系统与水管系统保温层的设计;消声防振设计等。
2、本文所设计的中央空调系统既能满足热舒适性要求,又最大程度地考虑了建筑节能的需要。关键词:办公楼,中央空调,风机盘管-新风系统,节能ABSTRACT The graduation project designs a central air conditioning system for Financial Central Building in Shijiazhuang City. Based on the functions and the features of the building, several patterns of the air conditioning system hav
3、e been analyzed. Eventually, the scheme of the primary air fan coil system is adopted. Then design calculation is carried out. It contains: cooling load calculation, the estimation of system zoning, the selection of refrigeration units, the selection of air conditioning equipments, the design of air
4、 duct system, the estimation of air distribution method and the selection of relevant equipments, the design of water system and its resistance analysis, the insulation of air duct plant and chilled water pipes, noise and vibration control, etc. This design aims to a comfortable air-conditioning sys
5、tem. At the same time, it also meets the energy-saving requirement to a great extent.KEY WORDS: official building,central air conditioning,primary air fancoil system,energy saving目录前 言- 6 -第1章.设计资料- 7 -1.1设计题目- 7 -1.2设计范围- 7 -1.3建筑概况- 7 -1.4设计参数- 7 -1.5空调方案- 8 -1.6冷热源分析- 8 -第2章.空调房间的冷湿负荷计算- 10 -2.1外
6、墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷- 11 -2.2 外墙、架空楼板或屋面的传热冷负荷- 11 -2.3外窗玻璃瞬变传热引起的冷负荷- 11 -2.4照明、人体散热引起的冷负荷- 12 -2.5 设备引起的冷负荷- 13 -2.6内围护结构引起的冷负荷- 13 -2.7新风、渗透引起的冷负荷- 14 -第3章.热负荷计算说明- 15 -3.1通过围护结构的基本耗热量计算- 15 -3.2附加耗热量计算公式- 15 -3.3通过门窗隙缝的冷风渗透耗热量计算公式- 16 -3.4外门开启冲入冷风耗热量计算公式- 16 -第4章.空气调节系统- 17 -4.1冷、热源- 17 -4.2空调水系统- 17
7、-4.3空调风系统- 17 -第5章.设备选型- 18 -5.1 风机盘管选型与布置- 18 -5.2空调机组选型计算- 19 -5.3 制冷机组选型- 21 -5.4板式换热器选型- 22 -5.5冷却塔选型- 22 -5.6水泵选型- 23 -第6章.防、排烟及通风系统- 25 -6.1风道的设计与布置- 25 -6.2防排烟设计- 25 -第7章. 空调系统水力计算- 27 -7.1空调系统的水力计算- 27 -7.2水管系统中的管材及阀门- 29 -第8章. 空调系统的消声减震及保温- 30 -8.1消声减震措施- 30 -8.2.管道的防腐与保温- 31 -总结- 32 -致谢- 3
8、3 -参考文献- 34 -附表前 言空调制冷技术的诞生是建筑技术的一项重大进步,它标志着人类从被动适应宏观自然气候发展到主动控制建筑微气候,在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实的一步。制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的生活和工作环境,但是制冷空调系统的能耗也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。据统计,我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%,而制冷空调系统能耗又占建筑能耗的50%60%左右。因此,节能降耗已经成为空调系统设计的关键环节。空调系统设计方案直接影响着建筑环境的质量和能源消耗状况,对空调系统设计方案进行科学的选择和优化,是提高空调系统设计质量的重要途径。本次毕业设计的任务是石家庄市金融
9、中心大厦空调系统设计。该建筑物是一幢二十三层高的办公楼,地下二、三层为地下停车场,地下一层为停车场和餐厅,一层为大堂及办公室,二-二十三层为办公室,总建筑面积约为35524m。本次毕业设计,将依据建筑物的功能要求和使用特点,根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(GB50736-2012)等标准规范的要求,设计合理的空调系统方案,满足建筑物热舒适性的要求,并最大限度地降低系统的能耗。设计内容包括:确定该建筑物空调方案,计算负荷,确定空调方式和空调房间气流组织形式,设计风道系统,设计空调水系统,选择空气处理设备,制定空调系统的消声防振措施,确定防排烟措施,选择冷热源设备,设计制冷机房等。通过本次
10、毕业设计,我们将经受一次较为全面、严格的工程设计训练,熟悉空调系统设计过程,了解现代工程设计方法,培养分析解决问题的能力,树立高度的工作责任感。第1章 .设计资料1.1设计题目 金融中心大厦空调系统设计 1.2设计范围空气调节、采暖通风、防排烟设计 1.3建筑概况本工程位于河北省石家庄市(经度114.25,纬度38.02),海拔高度81米。总建筑面积约为35524平方米。地上23层,1至23层为办公区域;地下三层层,其中地下一层地下停车库、设备机房、餐厅,地下2至3层为地下停车库。 1.4设计参数1.4.1主要气象参数夏季参数:空气调节室外干球设计温度35.1,空气调节室外湿球计算温度26.8
11、。空气调节日平均温度30。通风室外计算温度30.8。通风室外相对湿度60%,室外平均风速1.7m/s。大气压力995.8hpa。冬季参数:供暖室外计算温度-6.2,空气调节室外计算温度-8.8,通风室外计算温度-2.3,空气调节室外计算相对湿度55%,室外平均风速1.8m/s,最多风向平均风速2 m/s。大气压力1017.2hpa。冬季冷风渗透量朝向修正:东0.65,南0.2,西1,北0.65,东南0.15,西南0.4,东北0.9,西北1太阳辐射朝向修正:东-0.05,南-0.2,西-0.05,北0.05,东南-0.13,东北0.05,西南-0.13,西北0.05外部幕墙传热系数K=0.47w
12、/m2.,内墙传热系数K=1.43w/m2.,楼板传热系数K=,1.396w/m2.,内门传热系数K=6.5w/m2.1.4.2空调房间的设计参数房间夏季设计温度()相对湿度(%)冬季设计温度()相对湿度(%)新风量噪声标准dB(A)办公室2763195030m3人/小时501.5空调方案 空调方案的选择比较以下四种: 1.全空气单风道系统 a、一般用于要求恒温、无尘、无噪音的场所。例如:净化空调、电视台、播音室、博物馆等; b、空调空间大、居留人员多,而且空调空间的温湿度、洁净度以及使用时间等参数要求一致的场所。例如:商场、影剧院、展览厅、餐厅、多功能厅、体育馆等。 2.全空气变风量系统 当
13、多个空调房间合用一个空调风系统,各房间负荷变化较大、低负荷运行时间较长,且需要分别控制室内温度的场所。但是,温度和湿度的控制精度较低及噪声要求不严格的场所。如一些服务行业大型建筑物等。变风量系统尤其适用于全年都需要供冷的大型建筑物内区 。 注:国内使用较少,欧洲国家使用较多,运行控制与管理较为繁琐。 3.风机盘管加新风系统的空调系统 多用于空调房间较多,各个房间的居留人员密度不大,建筑物层高较低,房间温湿度要求不严格且各房间要求单独调节的场所。 这是目前使用较多的一种方式。其优点是可以实现独立调节的功能,外加设计简单。多用于旅馆客房、公寓、住宅、医院病房、大型办公楼等建筑 。 厨房等空气中含有
14、较多油烟的房间,以及空气质量和温湿度要求较高的洁净或恒温恒湿的房间,不能选用风机盘管系统。 4.多联机空调系统 包括空气源和水源。一般用于民用建筑物中,较多房间需要单独调节和控制的场所。应用越来越广泛。主要是使用的灵活性。缺点是新风系统难以设计和不适宜高大空间综上所述,本项目空调房间较多,多为办公室,人员密度不大,要求独立控制,因此选择风机盘管加新风系统的空调方案。 1.6冷热源分析1.6.1设备初投资 该项目建筑位于河北省石家庄市,总建筑面积35524.9m2,层数为26层。空调总冷负荷为2823.89kw,供暖总热负荷为2426.93kw。负荷计算和该建筑物所处区域冷热源条件表明,该建筑夏
15、季需独立冷源供冷,冬季需独立热源供热。按现有冷热源技术条件,冷热源组合有三种方案可供选择。方案一:离心式冷水机组+城市热力官网;方案二:溴化锂吸收式制冷机组;方案三:地表水水源热泵系统。 分析如下:方案三:地表水水源热泵系统属于新型冷热源系统,对于建筑周边环境要求比较严格,另外存在环境与经济性问题,本建筑位于石家庄市市中心,周围无可用地表水,因为该方案不适合。查各设备选型资料,考虑能效比和价格的综合影响选用,方案一:麦克维尔磁悬浮离心机两台,型号WME0500SSM3F/E3012/C3012,制冷量1758kw,方案二:三洋溴化锂机组两台,型号DG-41M,制冷能力1582kw,制暖能力13
16、24kw。 设备初投资,. 单位:万元方案一方案二离心式冷水机组+城市热力官网直燃型溴化锂制冷机空调设备费用200120城市热力挂网费(88元/m2)3130冷却塔系统(300元/T)1513.5天然气增容费(600元/Nm)06.6总计528140.11.6.2运行费用 石家庄市一年的采暖时间为123天,空调用制冷时间90天左右,如果按满负荷运行,电价为0.81元/kwh,天然气价3.6元/m3,人工费取1.5万元/(人*年)。设每天运行时间8小时。压缩式制冷 压缩式制冷耗电量为270.5kw,所以 一年的电费:270.58700.81=12.27万元 一年的人工费:1.52=3万元 一年的
17、运行费:12.27+3 =15.27万元冬天供暖需要接入城市热网,供暖费用482426.93*123*24*3600/106=124万元合计:15.27+124=139.27万元/年直燃型溴化锂制冷(燃气)耗天然气110.5m3/h,耗电量14kw为,因此有:一年的燃料费:110.58(123+90)3.6=67.8万元一年的电费:148(123+90)0.81=1.9万元一年的人工费:1.52=3万元合计:67.8+1.9+3 =72.7万元/年1.6.3设备折旧费 设备折旧费是指设备到达使用寿命折合于每年的设备费用,电制冷机25年,直燃型溴化锂机组是15年。 对于电制冷机:20025=8万
18、元/年 对于直燃型溴化锂制冷机:12015=8万元/年1.6.4维护管理费 一般情况下维护管理费按设备折旧费的30%计算 对于电制冷机:830%=2.4万元/年 对于直燃型溴化锂制冷机:830%=2.4万元/年1.6.5其他费用 为便于分析比较,辅助设备、管道安装调试费等认为基本相同,不在比较范围内。1.6.6总费用 对于电制冷机:313+15+139.27+8+2.4 =477.67万元/年 对于直燃型溴化锂制冷机:13.5+6.6+72.7+8+2.4 =103.2万元/年1.6.7结论 方案一方案二经济分析初投资费用中设备费占38%,城市热力挂网费占59%。全年运行费中主要是能源费,其中
19、供暖费占80%。初投资费用中设备费占86%,全年运行费中主要是能源费,其中天然气费占83%。综合分析离心式水冷机组性能稳定,技术成熟可靠,产品优越,使用时将长,夏季制冷的iplv=11.3,但是城市热力官网的入网费太高,增加了初投资的成本直燃机组虽然省电但是不节能,燃料费花费大,设备本身不可避免有制冷量逐年衰减的缺陷,使用寿命较短,维护费较高,但是运行费较低,总投资低。综上所述,直燃式溴化锂机组在初投资上有一定的优势,但其运行费用高于离心式冷水机组加城市热力,经计算可知,溴化锂制冷机组的总投资将高于离心式冷水机组加城市热力,。由于溴化锂机组并不节能,一次能耗很大而对温室效应影响大,所以离心式冷
20、水机组在能源利用和环境保护方面更有优势。本工程选用离心式冷水机组加城市热力,主要是因为离心式压缩机组技术成熟,性能稳定,寿命长,效率高,维修方便。长远来看,离心式制冷机组经济性方面更占优势,因此选择离心式制冷机组WME0500SSM3F/E3012/C3012加城市热力管网作为本工程的冷热源。 第2章.空调房间的冷湿负荷计算 在空调设计中,负荷计算是系统设计的最基本的依据之一。是选取空调设备、运行调节管理、系统评价等方面的基础资料。它的大小直接关系到空调的能耗大小。冷(热)负荷大,系统耗电量大,能耗高;冷(热)负荷小,系统耗电量小,能耗低。2.1外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷(冷负荷系数法)Q
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