科研大厦空调系统毕业设计说明书.doc

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1、湖南工业大学本科毕业设计（论文）摘 要随着人类科学技术的进步与发展，环境污染问题日益突出，近几年“雾霾”渐渐成为大家耳熟能详的东西。面对如此日益突出的环境污染问题，节能环保、绿色低碳成为我们暖通空调设计的重要依据。因此，如何成功的设计出健康舒适、低碳节能的空调系统成为本工程主要课题。本工程为合肥市刘赛君大厦，占地面积约为1390，建筑结构为地下一层，地上七层。建筑一层主要使用空调区域为展览厅、大厅、接待厅、管理室；建筑二层主要使用空调区域为洽谈室、会议室和管理室等；建筑三至五层主要使用空调区域为实验室、管理室、会议室等；建筑六至七层主要使用空调区域为管理室、多功能室、会议室、茶水间等。建筑总高

2、度26.8m，总建筑面积为10565m2，其中空调区域面积为6312.8m2。空调总冷负荷766.6kW，总热负荷为512.5kW，此次设计为主要内容为大厦空调设计、通风防排烟设计。设计内容主要包括：空调负荷的计算；空调冷热源与空气处理方案的确定；空调区气流组织计算；风系统与水系统的设计计算；风冷式多联机设计计算；正压送风、防排烟及通风系统的设计；机房布置设计；消声与隔振设计；自动控制设计等内容。关键词：负荷计算；风冷式多联机；消声与减振；自动控制ABSTRACTWith the progress and development of human science and technology,

3、 environmental pollution problems have become increasingly prominent in recent years, haze gradually become a familiar thing. Faced with this increasingly serious problem of environmental pollution, energy saving, low-carbon green become an important basis for our HVAC design. Therefore, how to desi

4、gn a successful health and comfort, low-carbon energy-efficient air-conditioning system has become the main subject of this project.The work is Hefei Liu Jun building, which covers an area of about 1390, This construction is one ground and seven-layer structure. The main building floor area for the

5、use of air conditioning exhibition hall, lobby, reception hall, management office; building conditioned floor area is mainly used for the negotiation rooms, conference rooms, and room; three to five major construction area for the laboratory use of air conditioning, management room, conference room;

6、 building six to seven major inter-regional air-conditioning management and function rooms, conference rooms, tea and so on. Total building height 26.8m, total construction area of 10565m2, including air-conditioning area of the 6312.8m2. The total cooling load 766.6kW, the total heat load of 512.5k

7、W, the design of air-conditioning design for the building as the main content, ventilation and smoke control design.Design elements include: air conditioning load; determining the source of hot and cold air conditioning and air handling solutions; Air-conditioned area calculation; air system and wat

8、er system design calculations; air-cooled multi-line design and calculation; air positive pressure, anti design of smoke and ventilation systems; room layout design; muffler and vibration isolation design; automatic control system design and so on.目 录第一章 概述11.1设计目的11.2设计任务11.3建筑概况1第二章 设计参数22.1室外设计参数

9、22.2室内设计参数22.3其它相关设计参数32.4土建资料32.4.1建筑设计平面图32.4.2建筑围护结构32.5朝向修正率4第三章 空调区域负荷计算53.1 空调区冷负荷计算53.1.1冷负荷的组成53.1.2会议室冷负荷计算示例53.1.3会议室各分项逐时冷负荷汇总133.2空调区热负荷计算143.2.1热负荷组成143.2.2会议室热负荷计算示例143.3负荷汇总17第四章 系统方案的比较与确定184.1冷热源方案的选择184.1.1概述184.1.2系统方案分析与初选184.1.3冷热源经济性对比214.2空气处理方案的比较与确定21第五章 系统空气处理过程与设备选型255.1全空

10、气一次回风系统255.1.1空气处理过程255.1.2空气处理机组选型285.2风机盘管加独立新风系统285.2.1空气处理过程285.2.2新风机和风机盘管选型305.3多联机系统315.3.1系统设计说明315.3.2室内机选型315.3.3室外机选型345.3.4新风机选型（多联机区域）355.3.5冷媒配管长度设计限制355.3.6校核计算36第六章 空调区的气流组织和空调风管系统376.1空调区气流组织设计376.1.1空调区气流分布方式376.1.2空调送风口、回风口类型386.2空调区气流组织计算396.2.1散流器送风计算396.2.2侧面送风的计算426.3风口选型统计436

11、4空调风管系统设计456.4.1风管水力计算456.4.2静压箱的选择48第七章 空调水系统507.1空调冷热水系统设计507.1.1空调冷热水系统形式507.1.2水力计算527.1.3冷冻水泵的选型557.1.4冷冻水管管径确定567.1.5空调水系统的分区与定压587.1.6空调水管的坡度和补偿597.1.7分（集）水器选型计算607.2空调冷却水系统设计617.2.1冷却水系统形式617.2.2冷却水泵选型627.2.3冷却塔的设置637.3空调冷凝水系统设计647.4板式换热器选型计算64第八章 防排烟通风设计678.1概述678.2地下室防排烟通风设计678.2.1车库防排烟通风

12、设计688.2.2设备用房通风设计698.3地上空间防排烟设计708.4内走廊排烟设计718.5公共卫生间通风设计728.6加压送风防烟系统设计738.6.1加压送风系统风压的确定738.6.2加压送风量的确定防烟738.6.3加压送风口758.7风口选型统计（防排烟）75第九章 冷热源机房布置779.1冷热源设计要求779.2冷热源设备布置78第十章 系统的消声与隔振7810.1系统消声设计7810.2系统的隔振设计81第十一章 系统的防腐与绝热8311.1绝热设计8311.2防腐设计85第十二章 系统的自动控制与节能8512.1概述8512.2中央空调系统的自动控制8512.3通风与防排烟

13、系统自动控制89结 论90参考文献91致 谢92附 录V第一章 概述1.1设计目的毕业设计是检测与证明我们大学期间学习成果的重要体现。培养我们对待事物认真仔细、一丝不苟的心态；正确处理自己的工作时间，及时的完成工作任务；熟练正确的掌握暖通空调设计的规范；正确的了解暖通空调设计的步骤并能独立的完成设计环节的内容；让自己拥有更强的工作能力去适用未来的工作。设计过程中，我们要经常的应用一些办公软件，像word、excel，熟练掌握这些软件的应用会帮助我们更快、更好的完成设计说明书和进行大量的数据计算处理等，并且在以后的工作、生活中也将对我们有所帮助。同时我们还要不断的去学习应用CAD，天正等专业设计

14、软件，这些软件可以帮助我们提高画图效率和方便修改部分内容，同时也给我们今后的工作打下了一定的制图基础。1.2 设计任务 根据确定的室内外气象条件，土建资料，人体舒适性要求及冷热源情况设计完成杭州市飞赛君大厦的地下一层、一层、二层、三六层、七层的空调、通风及冷源设计，设计内容包括：建筑物冷、湿负荷计算，送风量的确定，空调系统设计计算，气流组织的设计计算，施工图的绘制，设计及施工说明的编制等工作。1.3建筑概况1、项目地址：安徽省合肥市，地处长江中下游江淮丘陵地区中部，属亚热带季风性湿润气候，夏热冬冷，季风明显，四季分明，气候温和，雨量适中。年均气温15.7。2、工程概况：本工程是一栋科研楼，占地

15、面积10564.6。建筑结构为地下一层，地上七层。地下一层是停车场、设备用房，层高4.2m，一层主要是大厅、展览厅、接待室、管理室等，层高4.2m，二层多是会议室、实验室等，层高4.2m，三至六层是会议室，接待室，办公室等，层高3.4m，七层为多功能厅、设备房、管理室、茶水房、储藏室等，层高3.4m。第二章 设计参数2.1 室外设计参数该大厦位于合肥市市，根据参考文献9 附录四查得空调室外设计参数如表2.1所示：表2.1 室外气象参数表季节地理位置大气压力（hPa）平均风速(m/s)空调室外计算(干球)温度（）空调室外湿球温度（）/相对湿度（%）空调室外计算日平均温度（）东经北纬夏季11714

16、31521001.22.935.028.1/6931.7冬季1022.32.7-4.2-/76-2.2 室内设计参数根据不同房间用途，参考文献3 综合比较得出本工程设计各室内计算参数如下表2.2所示：表2.2 室内计算参数表房间名称温度（）湿度（%）新风量(m3/h人)风速（m/s）噪声等级（DB）夏冬夏冬夏冬大厅26186040200.30.250接待室261860401050管理室261860402550中庭、展厅261860401850大型会议室261860403645洽谈室261860403645实验室261860402545办公室261860402545普通会议室2618604030

17、45档案室241855453045休息室261860402045茶水间261860401045多功能厅261860403045计算机机房241855454045其它2618604020452.3其它相关设计参数（1）刘赛君大厦办公区域工作日空调开机时间8:00-18:00。（2）各房间的人员密度和群集系数，根据房间的使用功能并参考公共建筑节能设计标准（GB 50189-2015）和民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）规范选取；（3）照明、电器设备参数按民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）参考选取。表2.3 部分人员及照明情况房间名称人员照明功

18、率（W/m2）电气设备功率（W/m2）劳动强度人员密度（人/）群集系数大厅轻度0.20.89155展览厅轻度0.150.891515接待室轻度0.130.89110管理室轻度0.10.93135办公室极轻0.10.921120大型会议室极轻300人0.92115普通会议室极轻0.40.92115档案室极轻0.050.9285实验室轻劳动0.150.921520茶水间极轻0.250.931525计算机机房轻度0.050.9218220其它空调房间极轻0.050.921152.4土建资料2.4.1建筑设计平面图2.4.2建筑围护结构根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）

19、及T20天正暖通软件计算比较，同时结合公共建筑节能设计标准（GB 50189-2015）规范，整体考虑比较得出安徽居住各围护结构的传热系数如下表2.4所示。表2.4 围护结构参数表结构类型详细做法传热系数W/K热惰性指标热阻日吸收率屋顶由上至下分别为：1）地砖2）水泥砂浆20mm3）高聚物改性沥青防水卷材4mm4）水泥砂浆20mm5） 水泥膨胀珍珠岩3/150mm6） 轻骨料混凝土80mm7） 钢筋混凝土120mm0.9984.8180.840.7外墙由外至内分别为：1）耐碱玻纤网格布5mm2）挤塑聚苯板30mm3）普通混凝土空心砌块墙190mm4）石灰、水泥、砂浆20mm0.7472.693

20、1.180.7楼板1）水泥砂浆20mm2）钢筋混凝土100mm3）水泥砂浆20mm1.9722.0540.35/外窗双层钢窗，这样系数0.83，可见光透比率0.8，内遮阳，窗帘为深绿色3.0/外门金属框单层实体门6.0/玻璃幕墙断热铝合金低辐射中空玻璃：1）平板玻璃12mm2）热流水平8mm3）平板玻璃12mm2.77/地面保温防潮地面1.5672.50.48/2.5朝向修正率根据文献7 5.2.6规定对不同的垂直外围护结构进行修正。其修正值为：东、西朝向： 0.05；南朝向： 0.20；北、东北、西北朝向： 0.05；西南、东南朝向： 0.13。第三章 空调区域负荷计算空调负荷包括夏季冷负荷

21、湿负荷；冬季热负荷、湿负荷。由于维护结构有一定的蓄热性，使得负荷具有延迟和衰减作用，在进行冷负荷计算时要采用非稳态计算法；而对热负荷的计算一般采用稳态方法，因为在一般情况下冬季室内外平均温差比室外温度的波动幅度大很多，用稳态的方法可以避免产生较大的误差。3.1 空调区冷负荷计算本设计的空调负荷部分以203会议室为典型负荷计算房间，计算结果与T20天正暖通软件计算结果比对，若误差在允许的范围内，即可以T20天正暖通负荷计算结果作为本科研楼空调负荷计算的结果。3.1.1冷负荷的组成a：通过围护结构传入室内的热量；b：通过外窗进入室内的太阳辐射热量；c：人体散热量；d：照明散热量；e：食品或物料的

22、散热量；f：设备散热量；g：渗透空气带入室内的热量；h：伴随各种散湿过程产生的潜热量。空调房间的总冷负荷应采用房间各项冷负荷同时出现的综合最大值。考虑此设计的各房间的实际情况，这里只计算由a、b、c、d、e、f引起的冷负荷。由于有些计算负荷在一天24小时内各不相同，需逐时进行比较。需逐时进行比较的冷负荷有：外墙的传热冷负荷；外窗的辐射热和外窗的传热的冷负荷；照明的冷负荷；人体的冷负荷；设备的负荷。3.1.2 203室（会议室）冷负荷计算示例本工程设计会议室空调及照明设备运营时间为8：0018：00。3.1.2.1外墙瞬变传热引起的冷负荷外墙为型（如下图4.1），参考文献9附录五得传热系数K=0

23、747w/(k)。墙体由外至内分别为：1）耐碱玻纤网格布2）挤塑聚苯板3）普通混凝土空心砌块墙4）石灰、水泥、砂浆 图3.1 墙体构造图在日射和室外气温综合作用下，外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷可按文献9公式（3-4）与（3-5）计算。 （3.1） （3.2）式中：CL外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷（W）； K外墙和屋顶传热系数（W/）； F围护结构传热面积（）；外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）；夏季空气调节室内设计温度（）；以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（），可在文献9附录7和附录8中查取；不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（），可在文献9附录9中

24、根据不同的设计地点查取；外表面放热系数修正值，参考文献9表3-7；外表面吸收系数修正值，参考文献9表3-8。冬季按下面公式计算： （3.3）式中：K围护结构传热系数（W/K）；F围护结构计算面积();室外计算温度（）；室内计算温度（）；朝向修正率。（1）南外墙夏季工况冷负荷计算表如下3.1所示：表3.1 203室（会议室）南外墙冷负荷时间KFCL8：0035.21.01.00.9434.03268.030.74771.2426.989：0035.133.937.93421.9810：0034.933.757.75411.9811：0034.833.657.65406.9812：0034.633

25、467.46396.9813：0034.433.287.28386.9814：0034.233.097.09376.9915：0034.032.906.90366.9916：0033.932.816.81361.9917：0033.832.716.71356.9918：0033.832.716.71356.99（2）同理计算得西外墙冷负荷，其计算结果列入下表3.2中：表3.2 203室（会议室）西外墙冷负荷时间KFCL8：0037.92.51.00.9437.982611.980.74740.8365.009：0037.837.8811.88362.1310：0037.737.7911.79

26、359.2711：0037.537.6011.60353.5412：0037.337.4111.41347.8113：0037.137.2211.22342.0814：0036.937.0411.04336.3515：0036.636.7510.75327.7616：0036.436.5710.57322.0317：0036.236.3810.38316.3018：0036.136.2810.28313.433.1.2.2 外窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热的冷负荷可按文献9公式（3-10）计算： （3.4）式中：外玻璃窗传热系数W()，由文献9附录11查得；外玻

27、璃窗冷负荷计算温度的逐时值（），查文献9附录13；玻璃窗传热系数的修正值，根据窗框类型从文献9附录12选取。根据计算得南外窗瞬时传热冷负荷计算结果列入下表3.3中。表3.3 203室（会议室）南外窗瞬时传热冷负荷时间CL8：0026.9329.9263.93.0 x1.2 =3.612.8179.719：0027.930.94.9225.7910：0029.032.06.0276.4811：0029.932.96.9317.9512：0030.833.87.8359.4213：0031.534.58.5391.6814：0031.934.98.9410.1115：0032.235.29.242

28、3.9416：0032.235.29.2423.9417：0032.035.09.0414.7218：0031.634.68.6396.29同理得西外窗瞬时传热冷负荷，其计算结果列入下表3.4中表3.4 203室（会议室）西外窗瞬时传热冷负荷时间CL8：0026.9329.9263.93.0 x1.2 =3.65.475.829：0027.930.94.995.2610：0029.032.06.0116.6411：0029.932.96.9134.1412：0030.833.87.8151.6313：0031.534.58.5165.2414：0031.934.98.9173.0215：003

29、2.235.29.2178.8516：0032.235.29.2178.8517：0032.035.09.0174.9618：0031.634.68.6167.183.1.2.3 外窗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，可按文献9公式（3-13）计算： （3.5）式中：窗内遮阳设施的遮阳系数，由文献9附录18选取；有效面积系数，由文献9附录19查取0.75；窗玻璃的遮阳系数，由文献9附录17查双层玻璃窗取0.86；窗玻璃冷负荷系数，量纲为一的量，由文献9附录21查取。夏季各纬度带的日射得热因数最大值，W/m2，由文献9附录16得北向日射得热因数最大值为115。南外

30、窗日射得热冷负荷计算结果见下表3.5：表3.5 203室（会议室）南外窗日射得热冷负荷时间CL8：000.261740.86 x0.65 =0.55912.8242.789：000.40373.5010：000.58541.5811：000.72672.3012：000.84784.3513：000.80747.0014：000.62578.9315：000.45420.1916：000.32298.8017：000.24224.1018：000.16149.40同理可得西外窗日射得热冷负荷计算结果见下表3.6：表3.6 203室（会议室）西外窗日射得热冷负荷时间CL8：000.145390.

31、86 x0.65 =0.5595.4170.849：000.17207.4510：000.18219.6511：000.19231.8512：000.20244.05待续续表3.6时间CL13：000.345390.86 x0.65 =0.5595.4414.8914：000.56683.3515：000.72878.5916：000.831012.8217：000.77939.6118：000.53646.743.1.2.4 内围护结构冷负荷设计空调区域的温度与邻室相同，不考虑内墙的传热（多联机部分除外）。3.1.2.5 人体显热、潜热引起的冷负荷人体散热引起的冷负荷包括显热和潜热冷负荷，潜

32、热冷负荷查文献9表3-15可知，商场体力劳动性质为轻度劳动，人体显热散热引起的冷负荷采用文献9中公式(3-23)得： （3.6） （3.7）式中：不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量，查文献9表3-9取63；群集系数，由参考文献9表3-14查取0.96；n室内全部人数，该值等于人员密度*空调面积，人员密度参考文献9取值为0.8，所以n值为0.8211.02=168.8；人体显热散热冷负荷系数，由参考文献9附录27查取。计算时刻空调区内的总人数1名成年男子小时潜热散热量（W）。空调使用时间为10小时，按相应的公式计算人体显热散热逐时冷负荷和人体潜热散热引起的冷负荷，将计算结果列入下表3.7中：

33、表3.7 203室（会议室）人体显热、潜热冷负荷计算表时间CL9:000.66631690.966745.94457292.214038.14待续续表3.7时间CL10:000.74631690.967563.63457292.214855.8311:000.798074.6815366.8812:000.828381.3215673.5213:000.858687.9515980.1514:000.878892.3716184.5715:000.899096.8016389.0016:000.909199.0116491.2117:000.929403.4316695.6318:000.94

34、9607.8516900.053.1.2.6 照明设备冷负荷室内照明散热量在电压一定时为不随时间变化的稳定散热量，但照明散热方式仍以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。根据照明灯具的类型和安装方式不同，在这里我们选用荧光灯的冷负荷计算式由文献9得： （3.8）式中：N照明所需要的功率 (kW)；镇流器消耗功率系数，当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时取1.0；灯罩隔热系数，当荧光灯罩符合一定的规格时，可利用自然通风的方式把热量散于顶棚内时，取0.50.6；反之取0.60.8，此设计取0.8。照明散热冷负荷系数，可由文献9附录26查得；根据室内开灯时间为

35、8:0018:00，开灯时数为10小时，由文献9附录26查得照明散热冷负荷系数，其结果列入下表3.8中。表3.8 203室（会议室）照明散热冷负荷计算表时间8:000.691.00.82.531397.809:000.861742.1810:000.891802.9511:000.901823.21待续续表3.8时间12:000.911.00.82.531843.4713:000.911843.4714:000.921863.7315:000.931883.9916:000.941904.2417:000.951924.5018:000.951924.503.1.2.7电动设备散热冷负荷本设计

36、均考虑电动机和驱动设备都在室内的情况计算公式： (3.9)式中：电动设备散热形成的负荷（W）;电动设备的安装功率（kw）;同时使用系数；安装系数，电动机最大实耗功率与安装功率之比，一般取0.70.9；电动机的负荷系数，电动机每小时平均实耗功率和最大实耗功率的比值，按实际测定，一般取0.40.5；电动机效率，可查产品样本，一般取0.80.9；电动设备散热的冷负荷系数。如果空调系统不连续运行，取=1.0。203（会议室）电动设备散热冷负荷计算结果如下：=20000.80.80.50.91.0=576W3.1.2.8新风冷负荷计算最小新风量的确定原则：在一个完善的空调系统中，除了满足对环境的温、湿度

37、控制以外，还要给环境提供足够的室外新鲜空气。从改善室内空气品质角度，新风量多些好；但是送入室内的新风要通过热、湿处理，消耗电能，因此新风量宜适宜为好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量。根据规范文献8 指出：空调系统所需的新风量主要有两个用途：1）稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；2）补充室内燃烧所耗和局部排风量，保证房间的正压；3）新风量不小于上列两项之最大值，且计算所得的新风量的不应小于系统送风的10%。空调新风负荷（新风处理到室内等焓点）按下式计算： （3.10）式中：新风负荷（W）；新风量（kg/s）；空调室外、室内空气的焓值kJ/kg(a)。203室（会议

38、室）室内设计温度=26 ，相对湿度=55%，查文献9附录2得=35.3kJ/kg；室外干球温度为35，湿球温度为28.1，相对湿度=55%查得=72.1/kg。得203室（会议室）的新风冷负荷为：=36101.113(72.1-35.3)/3.6=4318.4W3.1.3 203室（会议室）各分项逐时冷负荷汇总由于室内压力高于室外大气压力，因此不用考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。将上述各分项逐时冷负荷计算结果列入边3.10中，并逐时相加，得到203室（会议室）空调冷负荷如下表3.9所示。表3.9 203室（会议室）各分项逐时冷负荷汇总表时间南外墙W西外墙W南外窗瞬时W西外窗瞬时W南外窗日射W

39、西外窗日射W人体W照明W电动设备W新风W总计W8：00426.98365.00179.7175.82242.78170.8414038.11397.805764318.4217919：00421.98362.13225.7995.26373.50207.4514855.81742.181717810：00411.98359.27276.48116.64541.58219.6515366.91802.952398911：00406.98353.54317.95134.14672.30231.8515673.51823.2124507待续续表3.9时间南外墙W西外墙W南外窗瞬时W西外窗瞬时W南外窗日射W西外窗日射W人体W照明W电动设备W新风W总计W12：00396.98347.81359.42151.63784.35244.0515980.21843.475764318.42500213：00386.98342.08391.68165.24747.00414.8916184.61843.472537014：00376.99336.35410.11173.02578.93683.3516389.01863.73