暖通空调设计毕业设计说明书.doc

武汉科技大学本科毕业设计摘 要本设计为哈尔滨望江集团办公楼空调系统工程设计。哈尔滨望江集团办公楼属中小型办公建筑，本建筑总建筑面积4138m2，空调面积2833m2。地下一层，地上八层，建筑高度33.9m。全楼冷负荷为191千瓦，全楼采用水冷机组进行集中供给空调方式。此设计中的建筑主要房间为办公室，大多面积较小，且各房间互不连通，应使所选空调系统能够实现对各个房间的独立控制，综合考虑各方面因素，确定选用风机盘管加新风系统。在房间内布置吊顶的风机盘管，采用暗装的形式。将该集中系统设为风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷。风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。风机盘管加独立新风系统由百叶风口下送和侧送。水系统采用闭式双管同程式，冷水泵三台，两用一备；冷却水泵选三台，两用一备。在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机和水泵。依据相关的空调设计手册所提供的参数，进一步完成新风机组、水泵、热水机组等的选型，从而将其反应在图纸上，最终完成整个空调系统设计。关键词：风机盘管加独立新风系统； 负荷； 管路设计； 制冷机组： 冷水机组AbstractThe design for the Harbin Wangjiang Design Group office building air conditioning system. Harbin Wangjiang Group is a small and medium-sized office building office buildings, the total floor area of building is 4138m2, air-conditioned area is 2833m2. There are eight floor of the building, building height is 33.9m. Cooling load for the entire floor, 191 kilowatts, the whole floor using Central Cooling Chillers to focus on the way .This design of the main room of the building for office, most of them is very small, and the rooms are not connected, the selected air-conditioning system should be able to achieve independent control of each room, considering the various factors to determine the selection of fan-coil plus fresh air system. Arrangement in the room ceiling fan coil units, using the dark form of equipment. Set the focus on fan-coil system, plus an independent air system, fresh air from the outdoor unit to deal with the introduction of a new wind to the indoor air enthalpy value, do not bear the load of indoor. All bear the indoor fan-coil cooling load and part of its new rheumatoid load. Fan-coil plus an independent air system sent by the Venetian and the under side air delivery. Closed water system with a dual-track program, three cold-water pump, dual-use a prepared; cooling pumps three elections, one prepared by dual-use. In the cooling load calculation based on the completion of the selection of host and fan coil units, and air volume, the calculation of water, the wind pipe and water pipes to determine the specifications of the road and check the resistance to the most disadvantaged and the loop to determine the pressure head new fans and pumps. Based on the relevant manuals provided by air-conditioning design parameters, and further completion of the new air units, water pumps, hot water units, such as the selection, which will be reflected in their drawings, the final design of the entire air-conditioning systemKey words: PAU+FCU systems; load; pipeline design; refrigeration machine； Chillers 目 录摘 要IAbstractII目 录III1 设计依据11.1 设计任务书11.2 建筑平面图和剖面图11.3 国家主要规范和行业标准：11.4 哈尔滨市设计计算参数：11.4.1 室外计算参数11.4.2 室内计算参数11.4.3 其他设计参数11.5 建筑围护结构的热工性能21.5.1 外墙21.5.2 内墙31.5.3 屋面41.5.4 外门41.5.5 外窗41.6 设计范围：51.7 设计原则：52 负荷计算62.1 空调冷负荷的计算62.1.1 外墙冷负荷与屋面冷负荷：62.1.2 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷：62.1.3 透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷：72.1.4 照明散热引起的冷负荷：72.1.5 人员散热引起的冷负荷：72.2 调热负荷的计算：122.3 空调湿负荷的计算：143 系统选择153.1 冷热源选择：153.1.1 选择冷热源系统的基本原则：153.1.2 冷热源系统方案的比较153.1.3 冷热源系统方案的确定163.2 空调系统的选择163.2.1 空调系统设计的基本原则163.2.2 空调系统方案的比较173.3 空调系统方案的确定：184 新风负荷的计算194.1 新风量的确定194.2 空调新风冷负荷的计算：195 空气处理设备的选择215.1 风机盘管的选择：215.1.1 风机盘管处理过程215.1.2 风机盘管的选取225.1.3 风机盘管的布置235.2 新风机组的选择：235.2.1 新风机组的计算：245.2.2 新风机组的型号及布置：246 气流组织256.1 气流组织分布256.2 风口布置266.3 风口选择计算267 风系统水力计算277.1 风管水力计算方法277.2 风管水力计算过程277.3 风管的布置及附件：288 空调水系统设计及水利计算308.1 空调水系统的设计308.1.1 空调水系统的设计原则308.1.2 空调水系统方案的确定308.2 冷水系统的水力计算308.3 冷凝水管道设计328.3.1 设计原则：328.3.2 管径确定328.4 水系统安装要求329 制冷机房设备的选择计算349.1 冷水机组选型计算：349.2 冷却塔的设计计算：349.3 循环水泵的选择：349.3.1 冷冻水泵的设计计算359.3.2 冷却水泵的设计计算：359.4 集分水器的设计计算：359.5 水处理设备的选择计算369.6 阀门安装：3610 管道保温与防腐3710.1 管道保温3710.1.1 保温目的3710.1.2 保温材料的选用3710.1.3 保温厚度3710.1.4 保温经济厚度3810.2 管道防腐3811 消声减震设计3911.1 消声设计3911.1.1 管道系统消声设计的步骤：3911.1.2 消声器使用过程中应当注意的几个问题：3911.2 减震设计39结束语40参考文献41致 谢42431 设计依据 1.1 设计任务书 1.2 建筑平面图和剖面图1.3 国家主要规范和行业标准：、采暖通风与空气调节设计规范 GB500192003；、高层民用建筑设计防火规范 GB5004595；、公共建筑节能设计标准 GB501892005；、建筑设计防火规范GB500162006；1.4 哈尔滨市设计计算参数：1.4.1 室外计算参数表1.1 哈尔滨室外气象参数夏季大气压力98.51kPa冬季大气压力100.15kPa空气日平均温度26室外空调计算温度-29 空调室外计算干球温度30.2最冷月平均相对湿度74%空调室外计算湿球温度23.4 采暖室外计算温度-26室外平均风速3.5m/s室外平均风速3.8m/s最热月平均相对湿度77 %室外通风计算温度-20 1.4.2 室内计算参数表1.2 各空调房间室内计算参数夏季冬季新鲜空气量噪声标准温度()湿度(%)温度()湿度(%)m3/h人db(A)2655204030< 451.4.3 其他设计参数注：本设计中人员密度、照明功率密度、设备密度均未说明。此处均根据1公共建筑节能设计标准选取。表1.3 照明功率密度值(w)1建筑类别房间类别照明功率密度办公建筑普通办公室11高档办公室、设计室18会议室11走 廊5其 他11表1.4 不同类型房间人均占有的使用面积(/人)建筑类别房间类别人均占有的使用面积办公建筑普通办公室4高档办公室8会议室2.5走 廊50其 他20表1.5 不同类型房间电器设备功率(w)建筑类别房间类别电器设备功率办公建筑普通办公室20高档办公室13会议室5走 廊0其 他51.5 建筑围护结构的热工性能1.5.1 外墙本设计所取维护结构材料以参照1“节能设计标准” 以及“建筑施工说明”为准，由于部分墙体表面装修材料不同而引起导热系数的微小变化在此忽略不计，只取主要墙体进行热阻计算，选取参照范围如下：图1.1具体参数及做法见下。煤矸石多孔砖（EPS板）190外墙 传热系数K值：0.436 W/(.K) 做法如下：图1.21.5.2 内墙加气砼砌块分户墙 传热系数K值：1.182W/(.K) 具体做法如下：图1.31.5.3 屋面钢筋混凝土屋面板 传热系数K值：0.493W/(.K) 做法如下：图1.41.5.4 外门节能外门 名称：木(塑料)框夹板门和蜂窝夹板门传热系数K值：2.6W/(.K)1.5.5 外窗外窗：PA断桥铝合金辐射率0.25Low-E 中空玻璃(空气9mm)传热系数K值：2.6W/(.K)其中外窗的选取与建筑窗墙比相关，哈尔滨地处严寒A区，其维护结构限值可根据节能标准查取1该建筑朝正北向，对建筑的各个方向维护结构进行统计如下表表1-6朝向窗类型窗面积墙面积窗墙比传热系数标准限值东断桥铝合金中空玻璃(9mm)204.961353.860.1512.63.0西断桥铝合金中空玻璃(空气9mm)27.54508.950.0542.63.0南断桥铝合金中空玻璃(空气9mm)549.941207.520.4552.62.0北断桥铝合金中空玻璃(空气9mm)32.34425.880.0762.63.0通过计算得建筑外窗总面积814.78m2 墙体总面积3500m2 总窗墙比为0.2331.6 设计范围：本设计哈尔滨望江集团办公楼属中小型办公建筑，本建筑总建筑面积4138m2，空调面积2833m2。地下一层，地上八层，建筑高度33.9m。全楼冷负荷为196千瓦，根据房间功能，全楼采用水冷机组进行集中供给空调方式。1.7 设计原则：满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术和设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。2 负荷计算2.1 空调冷负荷的计算本设计采用冷负荷系数法计算夏季空调冷负荷，通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。现分项说明如下：2.1.1 外墙冷负荷与屋面冷负荷：在日射和室内气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的空调冷负荷，可按下式计算：CLF×k(t-t)其中：CL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，m； k外墙和屋面的传热系数，w/m·； t室内设计温度，； t外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，；查3附录2-4得哈尔滨市8：0020：00各时刻各朝向的t值如下表所示（煤矸石多孔砖（EPS板）190外墙 为型）：朝向时刻891011121314151617181920S35.235.134.934.834.634.434.234.033.933.833.833.934.0W37.937.837.737.537.337.136.936.636.436.236.136.035.9N32.632.532.532.432.232.132.031.931.831.831.831.831.8E37.337.136.836.636.436.236.136.136.236.336.436.636.8表2.1哈尔滨市各时刻各朝向的t值计算过程中外墙的传热系数为0.44 w/m·，屋面传热系数为0.493w/m·。2.1.2 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷：此建筑物所有塑钢窗及玻璃幕墙传热系数为k2.6 w/m·，瞬变引起的冷负荷计算公式为CLF×k(t-t)，各符号意义同上式。查3附录2-10得窗玻璃的逐时冷负荷计算温度t值列于下表：时刻891011121314151617181920t26.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.630.829.9表2.2玻璃的逐时冷负荷计算温度t值2.1.3 透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷：由资料查得本建筑中所有玻璃窗的有效面积系数值为Ca=0.75,故计算公式为CL=F·Ca·Cz·Djmax·Ccl其中：CL透过玻璃窗进入室内的日射得热引起的冷负荷，w； F玻璃窗面积，m； Ca玻璃窗的有效面积系数； Cz窗玻璃的综合遮挡系数，Ca Cz0.387； Djmax日射得热因数的最大值，w/m； Ccl冷负荷系数逐时值；见3附录2-16到2-192.1.4 照明散热引起的冷负荷：照明散热量属于稳态得热，一般情况下这一得热量是不随时间变化的。建筑物内的照明使用荧光灯，冷负荷计算公式为：CL=860nnNCcl其中：Cl照明散热引起的冷负荷，w；N照明灯具所需功率，kw；n镇流器消耗功率系数，取1.0；n灯罩隔热系数，取0.6； Ccl照明散热冷负荷系数，按照不同的空调设备运行时间和开灯时间及开灯后的小时数，空调供冷系统仅在有人时才运行，取Ccl1.0；由节能标准1查取照明功率密度值。其中N房间面积×照明功率密度值/1000；2.1.5 人员散热引起的冷负荷：此建筑物为综合办公楼，由于建筑，大多属极轻劳动类型，室内设计温度为26摄氏度，在此情况下，查资料3表2-13得每人散发的显热为60.5，潜热为73.3，全热为134。群集系数取0.96。人体显热散热引起的冷负荷计算式为：CL1=Qs nC其中：Qs来自室内全部人体的显热得热，查为60.5*人数；n群集系数，0.96；C人体显热散热冷负荷系数，这一系数取决于人员在室内停留的时间及进出的时间值，查3附录2-23知其逐时列表如下：时刻2 0C0.550.640.700.750.790.810.840.860.880.890.910.920.93表2.3各时刻Ccl的值人体潜热散热引起的冷负荷计算式为CL2=Q n其中：Q来自室内全部人体的潜热得热，为69*人数；则总的冷负荷为CL=CL1+CL2=n×60.5×0.96×C+n×73.3×0.96 (w)。各个房间的空调冷负荷及汇总见下列各表（室内设计温度为26）：102业务大厅：东外墙面积F=50.4 m，传热系数k=0.436 w/m·，室内温度为26，北京市北向的逐时值t值如下：表2.4哈尔滨市东向的逐时值t值时刻891011121314151617181920t37.337.136.836.636.436.236.136.136.236.336.436.636.8由CLF×k(t-t)可得北外墙逐时冷负荷如下：表2.5东外墙逐时冷负荷时刻891011121314151617181920CL248.3 243.9 237.3 232.9 228.5 224.1 221.9 221.9 224.1 226.3 228.5 232.9 237.3 南外墙面积F=33.6 m，传热系数k=0.436 w/m·，室内温度为26，北京市南向的逐时值t值如下：表2.6哈尔滨市东向的逐时值t值时刻891011121314151617181920t35.235.134.934.834.634.434.234.033.933.833.833.934.0由CLF×k(t-t)可得北外墙逐时冷负荷如下：表2.7南外墙逐时冷负荷时刻891011121314151617181920CL135 133 130 129 126 123 120 117 116 114 114 116 117 南外窗面积F=33.6 m，传热系数k=2.6 w/m·，室内温度为26，哈尔滨市玻璃窗冷负荷计算温度t如下：表2.8 哈尔滨市玻璃窗冷负荷计算温度t时刻89101112131415161718208t26.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.630.829.9由公式CLF×k(t-t)可得南外窗逐时冷负荷如下:表2.9南外窗逐时冷负荷时刻891011121314151617181920CL13 28 44 57 70 81 86 91 91 88 82 70 57 南外窗透过窗玻璃进入的日射得热引起的冷负荷计算公式为CL=F·Ca·Cz·Djmax·Ccl，查3附录2-12以及2-16其中哈尔滨市南向窗玻璃的冷负荷系数逐时值Ccl如下所示：表2.10南向窗玻璃的冷负荷系数逐时值Ccl时刻891011121314151617181920Ccl0.210.280.390.490.540.650.600.420.360.320.270.230.21南向Djmax=302 w/m，Ca·Cz=0.387，计算可得南外窗透过窗玻璃进入的日射得热引起的逐时冷负荷为：时刻891011121314151617181920CL8251100153219242121255323561649141412571060903825人体101房间的面积为159 m，此房间为办公室，查资料得业务大厅中每人空间为20 m/人，故此房间中的人员散热量按8人计算。显热计算公式CL1=Qs nC，其中Qs=人数*60.5w，群集系数n取0.96，人体显热散热冷负荷逐时系数如下：时刻891011121314151617181920Ccl0.550.640.70.750.790.810.840.860.880.890.910.920.93计算得人员显热散热引起的冷负荷如下表：时刻891011121314151617181920CL1256 297 325 348 367 376 390 400 409 414 423 427 432 人体潜热得热为稳态得热，公式CL=Q n，其中CL=人数*73.3w，群集系数n=0.96，计算得CL=580w。102房间照明散热引起的冷负荷由下式计算：CL=860nnNCcl=860×1×0.6×5×28.8×1/100=743.04w102房间的各项冷负荷及汇总见下页表所示：表2.11 102房间各项负荷汇总表分项CL时 刻891011121314151617181920东外墙248.3 243.9 237.3 232.9 228.5 224.1 221.9 221.9 224.1 226.3 228.5 232.9 237.3 外墙135133130129126123120117116114114116117北外窗13 28 44 57 70 81 86 91 91 88 82 70 57 8251100153219242121255323561649141412571060903825人显热256 297 325 348 367 376 390 400 409 414 423 427 432 人潜热563 563 563 563 563 563 563 563 563 563 563 563 563 照明237.8384.7426.6454.6475.6496.6517.6538.6552.5566.5272.8244.8216.8汇总2278 2749 3257 3708 3951 4416 4254 3580 3369 3228 2743 2556 2448 注：外窗的冷负荷中第一行为玻璃窗瞬变引起的冷负荷，第二行为透过窗玻璃进入的日射得热引起的冷负荷。该房间最大负荷时刻为13时 最大负荷为4419w。整栋建筑冷负荷汇总表如下表2.12 冷负荷汇总表楼号楼层房间工程负荷最大值时刻(12点)的各项负荷值总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标房间新风负荷比WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2 1号楼1层101办公室2027.6337.90.320.177.612.90.011689.70.17 102业务大厅8754.2901.10.850.355.15.70.017853.10.10 104大厅9256.91351.71.280.537.45.50.017905.20.15 108办公室5686.5788.50.740.3107.614.90.0148980.14 109办公室4229.51351.71.280.543.513.90.012877.80.32 2层201办公室2451.8450.60.430.268.712.60.012001.20.18 202办公室2290.6450.60.430.267.513.30.0118400.20 203办公室2290.6450.60.430.267.513.30.0118400.20 205办公室2338.7450.60.430.264.812.50.011888.10.19 206活动室1380.2225.30.210.192.915.20.011154.90.16 208活动室3810.11239.11.170.541.613.50.0125710.33 209阅览室4009450.60.430.211412.80.013558.40.11 211活动室1380.2225.30.210.192.915.20.011154.90.16 213办公室1523.5225.30.210.184.612.50.011298.20.15 214办公室2366.5675.80.640.350.714.50.011690.70.29 216办公室1505.8225.30.210.188.313.20.011280.50.15 217厨房3425.2675.80.640.369.613.70.012749.40.20 218储藏室3693.7450.60.430.2110.113.40.013243.10.12 3层301办公室1211.1225.30.210.166.112.30.01985.80.19 302办公室3226.8675.80.640.367.514.10.0125510.21 303小会议室2432.8901.10.850.3104.538.70.041531.70.37 304办公室1603.4337.90.320.169.414.60.011265.50.21 305办公室3649.1675.80.640.380.414.90.012973.30.19 306财务室2150.1675.80.640.39329.20.031474.30.31 308办公室2194.9675.80.640.394.3290.031519.10.31 310办公室4777.11013.80.960.464.813.70.013763.30.21 4至6层(3)601办公室1290.4225.30.210.17212.60.011065.10.17 602办公室3462.4675.80.640.372.414.10.012786.60.20 603办公室3461.7675.80.640.372.714.20.012785.90.20 604办公室4421.4675.80.640.397.414.90.013745.60.15 605办公室3461.7675.80.640.372.714.20.012785.90.20 608办公室3462.4675.80.640.372.414.10.012786.60.20 609办公室1296.4225.30.210.172.312.60.011071.10.17 7层701资料室3740.8450.60.430.259.17.10.013290.20.12 702资料室9300.3901.10.850.364.36.20.018399.20.10 705计算机房6895.81351.71.280.570.113.70.015544.10.20 8层801电教室7999.6788.50.740.354.45.40.017211.10.10 802休息厅7862.51689.61.60.665.1140.016172.90.21 803休息室1705.9337.90.320.173.814.60.0113680.20 804会议室7260.41464.31.380.673.814.90.015796.10.20 1号楼小计1910003458132.6513.267.412.20.011564190.18 一层房间的冷负荷计算详表见 附表-12.2 调热负荷的计算：空调热负荷由通过围护结构的温差传热量和附加耗热量组成，其中通过围护结构的温差传热量由下式计算：Qj=k F(t-t) a其中：Qj通过供暖房间某一面围护物的温差传热量，w； k该面围护结构的传热系数，w/（m·）； F该面围护结构的散热面积，m； t室内空气计算温度，； t室外供暖计算温度，； a温度修正系数。附加耗热量包括朝向修正、风力附加，因各层层高均小于等于四米，故不需要计算高度附加值。冬季采用空调采暖时，室内保持正压状态，故未计算通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量及冷风渗入耗热量。101、102计算详表例如下：房间负荷源传热系数温差修正系数耗热量修正修正后热负荷名称面积计算朝向KXchQ1长高(宽)面积W/·W101办公室北外墙7.0 4.8 33.60-16.80.441.00 0.05380.3 北外窗_嵌4.2 2.0 8.4 2.601.00 0.051123.7 北外