郑州金桥商务酒店空调系统设计—本科毕业设计论文.doc

郑州市丰庆家园小区会所空调系统设计 郑州轻工业学院本科毕业设计(论文)题 目 郑州金桥商务酒店空调系统设计学生姓名 刘 幸 专业班级 建筑环境与设备工程09-1 学 号 540903040122 院 （系） 机电工程学院 指导教师 金听祥（副教授） 完成时间 2013 年 6月 1日 60目 录郑州金桥商务酒店空调系统设计中文摘要英文摘要前 言11 空调系统冷负荷和湿负荷的计算21.1 建筑概要21.2 郑州市夏季气象参数和空调室内设计参数21.3 负荷的计算21.3.1 房间冷负荷的构成21.3.2 围护结构的参数21.3.3 房间冷负荷计算公式31.3.4 房间湿负荷的计算公式71.3.5 新风负荷的计算公式71.3.6 冷负荷和湿负荷的计算72 空调系统的选择122.1 空调系统的分类和比较122.2 空调系统选取的原则132.3 空调系统方案的确定143 空气处理过程与空气处理设备143.1 房间送风量的计算143.1.1 空气处理过程计算原理143.1.2 风机盘管加集中新风系统送风量的计算153.1.3 风机盘管送风系统送风量计算183.1.4 各房间送风量汇总183.2 风机盘管的选型与布置203.3 新风机组的选型214 空调风系统的设计与计算234.1 空调房间的气流组织形式234.1.1 室内气流分布的要求与评价234.1.2 送回风口形式和布置244.1.3 房间气流分布计算254.2 风道的设计284.2.1 新风入口注意事项284.2.2 风管材料和形状的确定294.2.3风管的布置及附件294.3 风管管道水力计算304.3.1 风管管道水力计算方法304.3.2 风管风速的确定304.3.3 各层新风管道水力计算314.4 卫生间排风的设计365 空调水系统的设计与计算365.1 空调水系统的选择365.2 空调水系统管径的确定375.3 空调冷冻水系统的水力计算395.3.1 空调冷冻水系统水力计算的方法和原理395.3.2 各层空调冷冻水系统水力计算405.4 冷却水系统设计445.5 冷凝水系统设计455.6 水系统的水质处理465.7 水系统安装要求476 制冷机房的设计486.1 制冷机房的布置496.1.1 制冷机房的布置要求496.1.2 制冷机房设备的布置506.1.3 辅助设备的选型526.2 制冷机组的选型526.2.1 制冷机组选型的原则526.2.2 制冷机组型号的确定536.3 冷冻水泵的选型536.3.1 冷冻水泵的计算及选型536.3.2 冷冻水泵配管布置526.4 冷却塔及冷却水泵的选型526.4.1 冷却塔的计算与选型526.4.2 冷却塔的布置526.4.3 冷却水泵的选型526.5 分水器和集水器选型536.5.1 分水器和集水器的构造和用途536.5.2 分水器和集水器的尺寸计算536.6 补水箱的选型537 系统的消声、减震设计和管道的保温547.1 消声与减振设计547.2 空调装置的防振54郑州金桥商务酒店空调系统设计7.3 管道保温设计557.3.1 风管的保温设计557.3.2 冷冻水管和冷凝水管的保温设计558 施工说明56致 谢58参考文献.59郑州金桥商务酒店空调系统设计郑州金桥商务酒店空调系统设计摘 要本次设计的是郑州金桥商务酒店空调的空调系统，会所建筑共17层，主要一层到三层综合区，与四层到十七层客房会议室组成，其中空调面积约45755m2。本次设计从经济性、实用性、舒适性要求出发，对各个房间分别进行控制。针对建筑本身的特点和要求，依据有关规范，为室内人员提供舒适、卫生的工作环境。设计力求达到经济、实用，并尽可能满足节能的要求。本建筑采用风机盘管加独立新风系统，风机盘管承担室内全部冷负荷和部分湿负荷，新风机组从室外引入新风并处理到室内空气焓值。采用百叶风口进行侧送风，不再设置单独排风系统，房间通过渗透排出多余的风量。卫生间通风统一由排风扇排出。本设计的主要内容包括：建筑冷热负荷、湿负荷逐时计算；冷源的选择；系统方案的确定；空调末端处理设备的选择；风系统的设计计算；水系统的设计计算；空调机房的设计；风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计；空调风系统图；空调水系统图；机房设计图和风机盘管安装图等。关键词 中央空调/负荷/风机盘管新风系统/制冷机组/水系统 THE AIR CONDITIONING SYSTEM FORTHE CLUB OF FENGQING GARDENIN ZHENG ZHOUABSTRACTThe air-conditioning system is designed for the Jinqiao Business Hotel in Zhengzhou, there are 17 floors, the air conditioner area is about 47555m2.The Hotel consists of movement area and halls. In order to make it economic, practical and comfortable, each room is controlled separately. Tailed for the requirements and features of the resident and the local meteorological condition, and with reference to relevant information, the air-conditioning system is designed to provide the resident with a comfortable and healthy working condition. The design target is to have an economy, comfortable, healthy, pragmatic and energy-conserving system, in compliance with relevant regulations.It adopts the PAU+FCU system. FCU system deals with the fresh air. PAU system carries on the whole cold duty and part wet duty. PAU+FCU systems send air from the side. No longer set separate exhaust system, the room of air volume to flush out by osmosis. The system in washroom can ventilate by itself. The main content of the design includes: the hourly calculation of the cooling load and wetting load of the building; choosing the cooling source; the system design; the type of the terminal handling equipment; the calculation and design of the air system; the calculation and design of the water system; Air conditioning engine room design; the insulation of air duct plant and chilled water pipes; noise and vibration control; Air conditioning wind system graph; Air conditioning water system graph; Air conditioning room figure and fan coil the installation drawing, etc. KEY WORDS Central air-conditioning system; Load; Fan coil units (FCUs)-fresh air system; Refrigeration machine; Water system前 言空调技术是伴随着现代文明社会的进步而发展起来的。当人们在享受着空调技术给人们的生产生活带来的方便和舒适时，紧接着也就在思考如何减少空调所消耗的能量。特别是进入20世纪70年代以来，以石油危机为标志的世界能源危机更加促使一些发达国家在各业中研究和推广节能技术。目前，几乎所有的大型公共建筑都要安装中央空调系统。本次设计即为郑州金桥商务酒店空调系统设计，设计内容包括系统选型的分析，空调冷热负荷的计算及湿负荷的计算，空气处理过程及空气处理设备的选择，空调房间的气流组织的计算，空调水系统的设计与水力计算以及风道的设计与水力计算，机房的设计与布置。针对建筑本身的特点和要求，依据有关规范，为室内人员提供舒适、卫生的工作环境。设计力求达到经济、实用，并尽可能满足节能的要求。图纸包括空调风系统平面图、空调水系统平面图、冷冻水系统流程图、机房布置图。本次设计本着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。本设计中所有计算及文字说明均参考目前通行的相关规范、设计及施工手册。系统方案由本人单独完成，而系统消声防震等部分，由于本人所学知识所限不能对其进行更具体详细的设计，只能依据设计手册中的相关资料，对其原理进行说明。毕业设计是本专业学生在完成全部课堂教学之后所进行的一项极为重要的实践性教学环节。通过本次设计，本人掌握了中央空调系统的设计内容、程序和基本原则，巩固了所学理论知识，并能够运用这些知识解决实际问题，为以后走向工作岗位创造基础。在这里还需要强调的是，在设计过程中，承蒙金听祥老师及李改莲的耐心指导和大力支持以及本班同学的热情帮助，在此表示衷心感谢！1 空调系统冷负荷和湿负荷计算1.1 建筑概要郑州金桥商务酒店位于郑州市，是一座主要以住宿为主同时具备餐饮，娱乐，休闲为一体的建筑。该大楼共十七层，其中一至三层层高为4.8米，四至十四层层高为3.6米。建筑面积约45755m2，空调面积约38000m2。1.2 郑州市夏季气象参数和空调室内设计参数(1)郑州市夏季气象参数1大气压力：991.7mBar；夏季空调室外计算干球温度：35.6；湿球温度：27.4；夏季日平均干球温度：30.8；夏季平均日较差：9.2；室外平均风速：冬季3.4m/s；夏季：2.6m/s。(2)室内空调设计参数夏季室内干球温度24；湿球温度18.5；风速小于或等于3 m/s。1.3 冷负荷计算计算依据为简明空调设计手册，以下简称简明手册。1.3.1 房间冷负荷构成空调房间的得热量主要有下列各项得热量组成2：(1)通过维护结构传入室内的热量。(2)透过外窗进入室内的太阳辐射热量。(3)人体散热量。(4)照明散热量。(5)设备、器具、管道及其它室内热源的散热量。(6)食品或物料的散热量。(7)渗透空气带入室内的热量。(8)伴随各种散湿过程产生的潜热量。1.3.2 围护结构参数 (1) 该建筑的外墙采用的是多孔砖370型外墙，厚度240mm，增加35mm挤聚苯板保温层，由简明手册表2-1得具体参数如下：=240，=0.54，=0.35，=12.9，=8.5，=2.0，=2.0其中 材料层厚度，m； 维护结构的传热系数，W/(m2·K)； 当围护结构一侧空气介质作用一个周期为24小时的谐性温度波，而另一侧空气温度恒为此温度波德平均值时，传热温差的衰减倍数； 周期为24小时的谐性温度波由围护结构一侧的空气介质传递至另一侧表面时，波幅的衰减倍数； 上述情况下，波的延迟时间（h）； 周期为24小时的谐性辐射波作用于空调房间围护结构内侧表面上时，该表面向房间谐性放热波幅的衰减倍数； 上述情况下，波的延迟时间（h）。(2) 内墙采用混凝土多孔砖，由简明手册表2-1得参数如下：=240，=1.86，=0.28，=17.56，=9.0，=2.0，=2.0(3) 屋顶为挤聚苯板坡屋面，由简明手册表2-1得参数如下：=200，=0.50，=0.33，=19.72，=6.4，=2.3，=2.21.3.3 房间冷负荷计算公式(1)外墙及屋顶的冷负荷外墙和屋顶传热形成的计算时刻冷负荷，可按下式计算： (1-1)式中 计算面积，m2；计算时刻，点钟； 温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙的外侧的时刻，点钟；作用时刻下，通过外墙的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。(2)窗户的冷负荷窗户的传热冷负荷外窗材料为铝合金中空玻璃，外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷为： (1-2)式中 传热系数，取值为3.7，W/(m2·K)；计算时刻下的负荷温差，。外窗太阳辐射冷负荷本建筑的窗户按浅蓝色布窗帘设施来计算其太阳辐射冷负荷，公式为： (1-3)式中 窗户构造修正系数，可查简明手册表2-6得；内遮阳系数，可查简明手册表2-7得；计算时刻，透过有内遮阳设施，非沿窗面送风外窗的太阳总辐射负荷强度，见简明手册表2-8，W/m2；地点修正系数，可查简明手册表2-8的标注。(3)内围护结构的传热冷负荷当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式(1-2)计算；当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式(1-1)计算，此时的负荷温差应按表11.4-8中“零”朝向的数据采用；当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，可按下式计算： (1-4)式中 稳态冷负荷，下同，W；夏季空调室外计算日平均温度，；夏季空调室内计算温度，；考虑太阳辐射热等因素的附加空气温升，可按简明手册表2-9选取用，。(4)人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷，可按下式计算： (1-5)式中 群集系数，见简明手册表2-14；计算时刻空调房间内的总人数；一名成年男子小时显热散热量，见简明手册表2-15，W；人员进入空调房间的时刻，h；从人员进入房间时算起到计算时刻的时间，h；时间人体显热散热量的冷负荷系数，见简明手册表2-16。人体潜热形成的冷负荷人体潜热散热量形成的冷负荷，按下式计算： (1-6)式中 一名成年男子小时潜热散热量，见简明手册表2-15，W； 群集系数，见简明手册表2-14； 计算时刻空调房间内的总人数。(5) 灯光冷负荷本建筑的照明设备为镇流器装在空调间的荧光灯，冷负荷计算如下式： (1-7)式中 照明设备的安装功率，W； 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，=1.2；当暗装荧光灯的镇流器装在顶棚内时，=1.0；灯罩隔热系数，当荧光灯上装有小孔，可利用自然通风散热于顶棚内时，取=0.50.6；荧光灯无通风孔时，视顶棚内通风情况，取=0.60.8；人员进入空调房间的时刻，h；从人员进入房间时算起到计算时刻的时间，h； 时间照明设备散热的冷负荷系数，见简明手册表2-17。(6)设备冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷，按下式计算： (1-8)式中 热源投入使用的时刻，点钟；从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，h； 时间设备散热的冷负荷系数，见简明手册表2-18；热源的实际散热量，W。电热设备实际散热量可由如下公式计算： (1-9)式中 设备的总安装功率，；利用系数（安装系数），即电动机最大实际功耗与安装功率之比，一般为0.7-0.9； 同时使用系数，即同时使用的安装功率与总功率之比，一般为0.5-0.8； 负荷系数，反映平均负荷达到设计负荷的程度，一般取0.5；对有密封罩的电热设备，考虑排风带走热量系数，一般取0.5。(7)渗透空气显热冷负荷通过房间门、窗渗入空气量，可按下式估算： (1-10)式中 每小时换气次数，见简明手册表2-24； 房间容积，m3；渗透空气的显冷负荷Q(W)，可按下式计算： (1-11)式中 单位时间渗入室内的总空气量，kg/h； 夏季空调室外干球温度，； 室内计算温度，。1.3.4 房间湿负荷的计算公式空调房间的湿负荷和冷负荷一样，对于空调系统的规模有着决定性影响。它们是确定空调系统风量和空调设备容量的基本依据。本设计中，湿负荷的计算主要考虑人体湿负荷。对于保持正压的空调房间，只需计算室内湿源每小时散入室内的湿量。本宾馆属普通舒适性空调，故只需考虑人体的散湿量。人体散湿量可按下式计算 (1-12)式中 W散湿量，kg/h；计算时刻空调房间内的总人数； 群集系数，见简明手册表2-14； 一名成年男子的小时散湿量，见简明手册表2-15，g/h；1.3.5 新风负荷的计算公式(1)新风冷负荷的计算 (1-13)式中 新风量，kg/s；，室内外空气焓，kj/kg。 (2)新风湿负荷的计算 (1-14)式中 ，室内外空气含湿量，g/kg干空气。1.3.6 冷负荷和湿负荷的计算根据简明手册推荐的新风量、人员密度和照明负荷，依据房间面积计算出各个房间的新风量和照明设备安装功率。得到的数据见下表：表1-1 各类房间新风量和照明安装功率标准人员密度（人/m2）新风量（m3/h·人）照明负荷（W/m2）照明设备安装功率（W/ m2）餐厅0.6725205酒吧0.5251510商店1.0124010客房0.06350205注：其它未列出的房间类型，它的人数、新风量和照明设备安装功率均按一般客房处理，洗手间，更衣室，储藏室不送新风。通过上述冷负荷计算公式和房间参数，可以得到各房间逐时冷负荷详尽值。对于湿负荷只考虑新风湿负荷和人体散湿量，以一层大厅和八层标准层为例，将各房间结果汇总于下表：表1-2 一层各房间逐时冷负荷房间各时刻冷负荷(W)681012141618202201001207.7752.31106.51236.51280.91236.21195.7895.5459.6196.910025797.842159605886547278161.894218292256440271678866.3100329.5359.6529.8557.8570.4576.9580.7529.3237.768.6100429.5359.6529.8557.8570.4576.9580.7529.3237.768.61005302.11079.613201000.410291010.5952.7815.6422.9189.8100629.5359.6529.8557.8570.4576.9580.7529.3237.768.61007302.11079.613201000.410291010.5952.7815.6422.9189.8100842.3474.2701.4740.5758.1767.2772.4711.7332.196.81009160.2654.3901.3940.8957.6967974909478.2216.1101033311223815124109761135711118103608762.946721919.410112922652.33811.23972.24041.54076.34096.43628.31511.5515.91012169.71690.22526.72680.5275027862806.82625.51297.9385.810131414.311152.615829.217723.317927.517412.916575.214371.66534.22096.91014253.8964.11397.51541.61591.91550.11511.31195.2617.7260.110155903.82129133460459464560039708313202013611806.6626.81016293.61074.61588.31790.71859.41785.21718.31252.2638.4262.210176202432.73583.93998.14138.93992.23859.52843.41377.3574.310182060.19997.71481517215174181663415454129136768.62808.21019435.72660.639504541.14589.44406.64120.83464.41695.3652.3一层总负荷21675113432.4163614.4182451.4196202.2199612.9181335.4133368.466915.326063.3由上表可知，一层负荷最大时刻出现在16:00，其值为199612w。表1-3标准层八层各房间逐时冷负荷房间各时刻冷负荷(W)681012141618202208001413.2640808.9874.5926.9974.61218.21047.2876551.98002185.4576.4860.8909976.21015.71131.7783.7567250.28003485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18004485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18005485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18006485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18007180.3566.6845.6890956.1997.81115.7777.6563.3247.78008282.7636.1943.21091.11263.41355.11482.21129.1876.7505.78009536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68010536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68011536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68012536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68013536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68014262.1629.8887.99791061.51144.31308.11090.2893.9534.28015337.9670.7920.9971.31072.81176.71402.31180.71006.5639.38016180.3566.6845.6890956.1997.81115.7777.6563.3247.78017485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18018485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18019485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18020485.81204.8184821442272.22143.22113.61084.4706.4322.18021180.3566.6845.6890956.1997.81115.7777.6563.3247.78022397.5630.1815.3908.5981.11025.21240.91032.6839.25148023223.3605.5903.61063.31195.71269.81364.31053.9802.5440.28024536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68025536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68026536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68027536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.68028536.1856.5960.61237.51217.31087.81170.81145.41064.3725.6标准层总负荷11890.424291.833067.438993.741111.638978.440696.529779.423845.914011.4由上表可知，标准层负荷最大时刻出现在14:00，其值为41111w。表1-4各房间冷湿负荷，新风量及新风量总冷负荷W（不含新风）新风冷负荷W总湿负荷kg/h新湿负荷kg/h新风量m3/h10011236.2665.30.820.67610028942189813.9109.9784.7102601003576.9446.40.550.4511004576.9446.40.550.45110051010.5682.80.830.6781006576.9446.40.550.45110071010.5682.80.830.6781008767.2682.80.830.6781009967945.41.140.910810101111847270.545.8344.6540010114076.31890.82.291.8216101227862836.23.432.7324101317412.923635.228.6122.3270010141550.11181.81.431.1135101539708.35908.87.155.667510161785.11181.81.431.113510173992.31715.72.121.6196101816634.37878.410.597.490010194406.62836.23.432.7324一层199613191147.6222.38180.12183680011218.29160.550.510080021131.79160.550.510080032113.69160.550.510080042113.69160.550.510080052113.69160.550.510080062113.69160.550.510080071115.79160.550.510080081482.29160.550.510080091170.89160.550.510080101170.89160.550.510080111170.89160.550.510080121170.89160.550.510080131170.89160.550.510080141308.19160.550.510080151402.39160.550.510080161115.79160.550.510080172113.69160.550.510080182113.69160.550.510080192113.69160.550.510080202113.69160.550.510080211115.79160.550.510080221240.99160.550.510080231364.39160.550.510080241170.89160.550.510080251170.89160.550.510080261170.89