某学校图书馆中央空调设计毕业设计说明书.doc
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1、本 科 毕 业 设 计(论文) 题目题目:合肥市某学校图书馆中央空调设计 学 院:建筑与测绘工程 专 业:建筑环境与设备工程 班 级:092 学 生:李青山 学 号:31 指导教师:罗凯 职称:讲师 指导教师:张红缨 职称:副教授 时间:2013 年 6 月 3 日 2 摘 要 本次设计的主要内容包括:负荷计算,空调系统方案的确定,空气处理设 备的选择,风系统的设计计算,水系统的设计计算,冷源的确定和中央空调机 房的布置,管道的保温和防腐,管道的消声与减振,工程概预算的内容。 空调对于创造舒适性室内环境的作用是不容忽视的,因而对于大型公用民 用建筑及一些特殊场所来说,空调是不可或缺的。本设计的
2、对象是合肥地区某 图书馆的空调系统,通过查相关资料确定室外气象参数,在根据规范确定客房、 休息厅、会议室等室内相关设计参数,接着根据所给土建图纸,确定空调系统 为全空气系统,接着确定各个需要安装空调的房间的室外、室内冷负荷, 然后 查相关资料确定各室内的湿负荷,然后求出热湿比线,再根据室内、室外温度, 由焓湿图可确定各房间的送风量,接着选择空调末端设备及其他设备,然后进 行风系统和水系统草图的绘制,最后进行水力计算,并进行阻力平衡校验并最 终完成任务。 本设计既保证了系统的经济性,同时又能很好的满足建筑的功能要求,体 现了较高的功效。在设计过程中,阅读了大量书籍、论文、规范对计算方法进 行合理
3、的选择,以确保设计能符合工程中的各类规范。 关键词:负荷;空调方案;全空气系统;管路设计; 3 Abstract It contains: cooling load calculation; the estimation of air-conditioning system; the selection of air conditioning equipments ;the calculation of air system;the calculation of water system;th selection of cold and heat source;the layout of ce
4、ntral air-conditioning room;the thermal insulation and anti corrosive of pipes;Building fire and smoke exhaust; noise and vibration control; the analasis of building energy saving and project duget. Air conditioning create a comfortable indoor environment can not be ignored, and therefore for large
5、communal civil construction and some special places, the air conditioning is essential. The design of the object is a librarys air conditioning system, Hefei area determined by the investigations related outdoor meteorological parameters, determined in accordance with the norms rooms, lounges, meeti
6、ng rooms, indoor design parameters, and then according to the civil engineering drawings to determine the air-conditioning systemis fully air system, and then determine the individual need to install air-conditioned room outdoor, indoor cooling load, and then check the relevant information to determ
7、ine the indoor moisture load, and then find the heat and moisture than the line, according to the indoor and outdoor temperature, psychrometric chartto determine the air volume in each room, then select the end of the air conditioning and other equipment, and then sketch drawing of wind and water sy
8、stems, hydraulic calculations, and resistance balance check and eventually complete the task. This design not only guarantee the system of the economy, while at the same time meet the functional requirements of the building, reflecting the higher efficacy. In the design process, read a lot of books,
9、 papers, standardized method of calculating a reasonable choice, in order to ensure that the design can meet all kinds of standards in the works. Key words: cooling load ;the estimation of air-conditioning system;The whole air system ;the design of pipes 4 目 录 第一章 设计依据1 1.1 国家主要规范和行业标准.1 1.2 建筑概况.1
10、1.3 设计任务.1 1.4合肥市设计计算参数 1 1.5 建筑围护结构的性能参数.2 第二章 空调冷负荷的计算4 2.1 夏季空调冷负荷计算.5 2.1.1 围护结构冷负荷 5 2.1.2 室内冷负荷.7 2.1.3 冷负荷汇总 9 2.2 湿负荷计算11 2.3 冬季空调热负荷的计算11 2.4 热负荷计算举例13 第三章 系统方案的确定.15 3.1 空气调节系统的分类15 3.2 空调系统方案的确定原则16 3.3 系统方案的比较16 3.4 空调风系统方案的确定18 3.5 空调水系统方案的选择确定18 3.5.1 冷冻水系统18 3.5.2 冷却水系统19 5 3.5 空调工程冷源
11、的确定20 第四章 空调风系统设计计算.21 4.1 一次回风系统方案设计计算21 4.1.1 送风量和送风状态点的确定21 4.1.2 新风量的确定22 4.1.3 方案计算24 4.2 空调风管水力计算25 4.2.1 沿程阻力和局部阻力25 4.2.2 风道水力计算方法26 4.2.3 风道水力计算举例27 4.2.4 风管的布置29 4.3 空调机组的设计选型30 第五章 气流组织的设计计算.34 5.1 气流组织方案论证34 5.1.1 风口形式的确定 .34 5.1.2 气流组织形式的确定 .35 5.2 气流组织设计计算36 5.3 散流器送风36 第六章 空调水系统水力计算与中
12、央机房设计37 6.1 空调水系统的管路计算37 6.2 冷凝水管路设计39 6.3 空调中央机房设计40 6.3.1 机组的分类40 6.3.2 冷水机组选型 .41 64 水泵的选型.42 6.4.1.冷冻水泵的选型 .42 6.4.2.冷却水泵的选型 .43 6.4.3.补水泵的选型 .44 6 第七章 其他设备选型.46 7.1 水系统附件的选择46 7.1.1 除污器和水过滤器46 7.1.2 阀门46 7.1.3 供回水总管上的旁通管与压差旁通阀的选择46 7.2 冷却塔的选型47 7.3 膨胀水箱的选型48 7.4 分水器和集水器的选型49 7.5 空调水系统的水质管理50 7.
13、5.1 空调水系统水质管理的设计原则50 7.5.2 除污器及水处理设备50 8.9.2 水系统的泄水与排气51 第八章 管道防腐与保温.52 8.1 管道保温52 8.1.1 保温目的52 8.1.2 保温材料的选用52 8.1.3 保温厚度52 8.1.4 保温经济厚度53 8.2 管道防腐53 第九章 消声防振设计计算.54 9.1 消声设计54 9.1.1 管道系统消声设计的步骤54 9.1.2 消声器使用过程中应当注意的几个问题54 9.1.3 机房噪声控制要求及设计原则54 第十章 工程概预算56 第十一章 节约能源、环境保护59 14.1 建筑节能的意义.59 14.2 技术途径
14、.59 7 14.3 本工程设计的节能环保表现.59 附 录.61 参考文献.62 致 谢.63 外文资料.64 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 1 第一章 设计依据 1.1 国家主要规范和行业标准 (1)采暖通风与空气调节设计规范 GB500192003; (2)高层民用建筑设计防火规范 GB5004595; (3)公共建筑节能设计标准 GB501892005; (4)中央空调工程设计与施工 GB503662005; (5)建筑设计防火规范 GB500162006; (6)民用建筑空调设计化学工业出版社。 1.2 建筑概况 本工程的名称合肥市某学校图书馆中央空调设计,该工程的原始资
15、料包 括该建筑的土建资料以及各个围护结构的性能参数等。本建筑的总面积约有 5000 平方米,建筑层数为地上四层,没有地下室,每层层高为 4.5 米,建筑总 高度为 22.1 米,内中有通四层的中庭,主要房间有阅览室、期刊室、书库、学 术报告厅、语音室、机房、以及一些办公室等。 1.3 设计任务 本设计以合肥市某学校图书馆为基础,根据当地的气候特点和建筑的使 用情况,完成中央空调系统的设计任务,并按舒适性空调的要求设计,对各个 空调房间的空气温度、湿度、空气流动速度及清洁度进行人工调节,以满足人 体舒适的要求。并且通过对空调系统的合理安排,使建筑达到节能的目的。通 过对建筑进行空调系统设计,学生
16、应该对空调系统从管路的布置,水力计算、 设备冷热源的选型及完成设计图等方面得到全面的训练,达到能对建筑进行独 立设计的基本能力。 1.4合肥市设计计算参数 根据暖通空调气象资料集(曾编一稿)查的合肥地区室外相关计算 参数如下: (1)夏季空调计算干球温度 35.1 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 2 (2)夏季空调计算日平均温度 32.0 (3)夏季空调计算湿球温度 28.2 (4)夏季通风计算干球温度 33.0 (5)夏季大气压力 752mmHg (6)夏季平均风速 2.5 m/s (7)冬季空调计算干球温度 -7 (8)冬季空调计算相对湿度 74 (9)冬季通风计算干球温度 2.
17、0 (10)冬季平均风速 2.6 m/s 1.5 建筑围护结构的性能参数 根据所给土建资料及设计要求,查相关设计手册得各维护结构的热工性 能如下: a.外墙为 5mm 釉面砖,25mm 水泥砂浆,400mm 钢筋混泥土,20mm 内粉刷, 钢筋混泥土剪力墙。 b.屋面为 90mm 厚混凝土板加 12.5mm 厚加气混凝土保温层。内墙为 240 砖墙,内外抹灰。 c.外窗为采用标准玻璃的单层塑钢窗,全部挂淡色窗帘,窗的宽度及高 度按图纸上的标注确定。 d.外大门为单层钛钢玻璃门。 性能 围护结构 传热系数 K )./( 2 KmW 衰减系数 衰减度 延迟时间 )(h 放热衰减度 f 外墙2.15
18、0.1429.4912.02.6 内墙1.760.2817.569.02.0 屋顶0.940.3725.088.32.0 外窗 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 3 效面积系数 有 g x 地点修正系 数 d x 内遮阳系数 n C 遮挡系数 S C 传热系数 K )./( 2 KmW 0.851.000.501.005.94 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 4 第二章 空调冷负荷的计算 空调冷负荷的计算方法很多,如谐波反应法、反应系数法、Z 传递函数 法和冷负荷系数法等。目前,我国常采用冷负荷系数法和谐波反应法的简化计 算方法计算空调冷负荷。下面就这两种方法简单加以介绍。
19、冷负荷系数法:冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进 行手算而建立起来的一种简化计算法。通过冷负荷温度或冷负荷系数直接从各 种扰量值求得各分项逐时冷负荷。当计算某建筑物空调冷负荷时,则可按条件 查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数,用稳定传热公式形式即可算出经维护结 构传入热量所形成的冷负荷和日射得热形成的冷负荷。 谐波反应法:室外空气综合温度呈周期性波动,这就使得维护结构从外 表面逐层地跟着波动,这种波幅是由外向内逐渐衰减的延迟的,波动呈现一定 的规律,谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂,一般需要用电子计算机。为了 便于计算,工程上采用简化公式进行计算。 通过综合自己所掌握的资料加以分析
20、比较得出,在本工程设计中采用冷 负荷系数法相对要更简便,故采用冷负荷系数法计算冷负荷。 按照现行采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)上的规定, 冷负荷计算有以下几部分组成: 1)通过围护结构传入的热量。 2)通过外窗进入的太阳辐射热量。 3)人体散热量。 4)照明散热量。 5)设备、器具、管道及其他内部热源的散热量。 6)食品或物料的散热量。 7)渗透空气带入的热量。 8)伴随各种散湿过程产生的潜热量。 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 5 2.1 夏季空调冷负荷计算 目前空调系统设计中对夏季冷负荷的计算主要有谐波反应法和冷负荷系数 法,也可以采用概算指标法进行简要计
21、算,为了保证计算的精确性,使空调系 统容量配置与建筑物的负荷相符合,本设计采用谐波反应法进行冷负荷的计算。 2.1.1 围护结构冷负荷 (1)外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算: W (2-1) tFKCLQ 式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W; CLQ 外墙和屋面的面积, ; F 2 m 外墙和屋面的传热系数, W/( m); K 外墙或屋面的逐时冷负荷计算温差,; t 以一层消控中心立案为例计,查空气调节 附录2-9,外墙传热系数 K=2.15W/( m),屋面传热系数 K=0.94W/( m),查空气调节 附表2-10得各时刻, t
22、南外墙面积F=18.63,西外墙面积 F=22.95。将以上数据代入式 (2-1)中,计算结果 见表2-1。 表 2-1 围护结构冷负荷计算表 (W) 围 护 结 构 计 算 时 刻 8:0 0 9:0 0 10:0 0 11:0 0 12:0 0 13:0 0 14:0 0 15:0 0 16:0 0 17:0 0 t - 9999999999 K2.15 F18.63 南 外 墙 CLQ 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 t - 12121212121212121212 K2.15 西 外 墙 F22.95 江西理工大学 2012 届本科生毕业
23、设计 6 CLQ 592 592 592 592 592 592 592 592 592 592 (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,可按如下传热公式计算: W (2-2) )( n tttFKCLQ r 式中 内围护结构的传热面积,m; F 内围护结构的传热系数,W /( m) ; K 夏季空调房间室外计算日平均温度,; r t 空调房间室内设计温度,; n t 附加温升,本设计取0 。 t 本房间没有要计算的内墙。 (3)外窗冷负荷 1)外玻璃窗逐时传热引起的冷负荷 在
24、室内外温差的作用下, 玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算: W (2-3) tFKCLQ 式中 外玻璃窗的逐时冷负荷,W; CLQ 玻璃的传热系数,W /( m); K 窗口面积,; F 2 m 外玻璃窗的冷负荷的逐时温差值,。 t 2)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: W (2-4) jsndgj FJCCxxCLQ 式中 窗户有效面积系数,该建筑为单层木窗,=0.85; g x g x 地点修正系数; d x 窗户遮阳设施遮阳系数,查空气调节附录2-8; n C 窗玻璃的遮挡系数,查空气调节附录2-7; s C 窗口面积,; F
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