毕业设计论文北京市某酒店空调工程设计.doc

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1、毕业设计毕业设计北京市某酒店空调工程设计the Air-conditioning Engineering Designof a hotel in Beijing.2008届 分院专 业 建筑环境与设备工程学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2008年6 月 日目录第1章 绪论11.1 本设计的基本内容11.1.1 设计题目11.1.2 工程概况11.1.3 主要设计内容11.2 设计目的11.3 主要技术指标汇总2第2章 负荷计算32.1 原始资料32.2 冷负荷计算42.2.1 冷、湿负荷的概念42.2.2 冷负荷的计算方法42.2.3 计算实例82.2.4各房间的冷负荷汇总122.2.5

2、湿负荷的计算122.2.6新风量与新风负荷132.3 热负荷计算142.3.1 计算热负荷的意义和特点142.3.2 热负荷计算方法14第3章 空气调节系统的确定163.1 空气调节系统的分类163.2 空气调节系统的划分原则173.3 空气调节系统的确定173.3.1 空气调节系统的比较173.3.2 空气调节系统的确定183.3.3 新风系统193.3.4 排风系统19第4章 空调设备的选型204.1 全空气系统的设备选型204.2 风机盘管系统的设备选型224.3 新风系统的设备选型224.4 排风系统的设备选型234.5 风口的选型23第5章 空调风管系统的设计255.1 风管系统的计

3、算方法255.2 风管系统的水力计算265.3 风管系统的平衡计算26第6章 空调水系统的水力计算286.1 空调水系统的分类286.1.1 空调冷(热)水系统286.1.2 冷却水系统286.1.3 冷凝水排放系统286.2 空调冷水系统的水力计算286.2.1 管径的确定296.2.2 阻力计算296.3 冷凝水管路的设计34第7章 机房的设备选型367.1 空调冷源的确定367.2 冷却水系统设备选型387.3 补水系统397.4 换热器的选型407.5 辅助设备40第8章 消声设计42第9章 结论44参考文献45致 谢46附录47附录A47附录B57第1章 绪论1.1 本设计的基本内容

4、1.1.1 设计题目北京市某酒店空调工程设计。1.1.2 工程概况本工程为建筑面积20973m2的一类高层建筑。地下一层为设备层、职工食堂和宿舍；地上一至三层为洗浴、餐厅和休闲区域；四至七层为客房。1.1.3 主要设计内容二层、三层、四六层空调、屋顶设备和制冷机房设计。设计计算部分：房间的冷（热）负荷及送风量的计算；空调系统方式的确定及风系统、水系统阻力计算；空气处理机组选型计算；冷冻机房的设计与计算（确定冷水机组型号时需考虑其他楼层冷负荷的估算量）。图纸部分：平面图（包括：机房平面图、二层平面、三层平面、标准层平面）；系统图（包括：冷却水系统图、冷冻水系统图、风道系统图）；必要的详图。1.2

5、 设计目的初步了解建筑空调系统设计全过程，熟悉空调设计步骤与现代工程设计方法。建筑空调系统是由空调通风设备、管道、各种附件等组成的复杂系统，需要空调系统与建筑其他系统进行协调。深入进行与专业有关的基本工程训练，例如：提高运用CAD进行制图的能力。获得一些工程概念。综合和深化技术基础课、专业课知识，培养分析问题和解决问题的能力。空调课程设计包括从负荷计算、系统形式的确定到空调水系统、风系统、气流组织设计、末端装置设计和制冷机房设计。需要各门知识的综合。1.3 主要技术指标汇总1、本空调工程建筑总面积20973m22、本空调工程空调面积15975m23、夏季设计冷负荷2152kW、空调房间中最大冷

6、负荷指标289W/m2、空调房间中最小冷负荷指标92W/m2、空调房间中平均冷负荷指标134.7W/m24、冬季设计热负荷1396W、空调房间中平均热负荷指标87.4W/m25、设备设计负荷总用电量643.46kW、用水量汇总1033m3/h第2章 负荷计算2.1 原始资料2.1.1北京市地区的气象资料夏季空调室外计算干球温度33.2夏季空调室外计算湿球温度26.4夏季空调计算日平均干球温度28.6冬季空调室外计算相对湿度78%夏季大气压力99.86KPa夏季室外平均风速1.9m/s冬季空调室外计算干球温度-12冬季空调室外计算相对湿度45%冬季室外大气压力 102.04 KPa冬季室外平均风

7、速1.9 m/s位置：北纬40，东经116.472.1.2 室内设计所要达到的气象资料1表2-1 室内空气设计参数建筑类型夏季冬季新风量(m3/h)v(m/s)(%)t()v(m/s)(%)t()客房0.2560250.15402340餐厅、宴会厅0.2565250.15402130美容、理发室0.1560260.15502330健身房0.2560240.254019802.1.3 建筑资料此建筑有地下一层，地上有七层。地下一层层高为6.6m,一层层高为5.75m二、三层层高为4.78m四到七层层高为3.60m外墙：采用混凝土墙_珍_85，厚度为=125mm，传热系数为K=1.329 W/m2

8、围护结构类型为，墙体颜色为中色。内墙：采用加气混凝土板，厚度为=140mm，传热系数为K=3.0349 W/m2.。外窗：采用双层钢窗，选用透明浮法玻璃，窗户内遮阳设施为活动百叶，白色， 面积为22 m2或12 m2。2.2 冷负荷计算2.2.1 冷、湿负荷的概念为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间去除的湿量称为湿负荷。房间冷、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：1、外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；2、 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；3、 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；4、人体散热引起的冷

9、负荷；主要湿负荷有以下几种：1、人体散湿；2、 工艺设备散湿；2.2.2 冷负荷的计算方法在空调工程设计中，存在两中冷负荷计算的计算方法：一为谐波反应法（负荷温差法），一为冷负荷系数法。谐波反应法（负荷温差法）计算的冷负荷的形成包括两个过程：一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量的过程（既内扰量）。此一过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟性。二是内扰量形成冷负荷的过程。此一过程是将该热扰量分成对流和辐射两种成分。前者是瞬时冷负荷的一部分，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。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

10、建立起来的一种简化计算法。当计算某建筑物空调冷负荷时，则可按照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围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。本设计采用冷负荷系数法。2.2.2.1 外墙的负荷 (2-1)墙的冷负荷计算温度的逐时值, 室内设计温度, 与外墙的构造类型墙体的朝向、各地的气象条件有关。计算时按外墙的结构分为IVI六种类型,并按地区和朝向对值进行气象条件的修正 此外，当外表面放热系数不等于18.6 W/m2.时，应乘以外表面放热系数修正值；内表面放热系数不等于8.7 W/m2.时，可不予修正；当围护结构表面有持久浅色或中色时应当乘以吸收系数修正

11、值,否则不予修正(即吸收系数=0.90) 其综合计算公式: 2.2.2.2 窗户的负荷1、窗户的传热负荷： (2-2)窗户面积,m2 窗的传热系数, W/m2.。对有内遮阳设施的玻璃窗，单层玻璃窗的值应减小25%,双层玻璃窗的值应减小15% 玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值， 2、玻璃窗日射得热引起的冷负荷： (2-3)玻璃窗的净面积，m2 玻璃窗的综合遮挡系数,为玻璃窗的遮挡系数，为窗内遮阳设施的遮阳系数 最大日射得热因素,W/m2 冷负荷系数当有有外遮阳玻璃窗的日射负荷为： 玻璃日射有外遮阳时可减少得热量近80%。由于外遮阳的作用,形成窗外遮阳阴影面积和照光面积。3、阴影部分的日射冷负荷为:

12、 (2-4)北向的日射得热 因数最大值，W/m2 北向玻璃窗的冷负荷系数 玻璃窗阴影面积，m2 4、照光部分的日射冷负荷为： (2-5)玻璃窗照光面积，m2 2.2.2.3 人体的冷负荷人体的冷负荷由显热散热和散湿形成的潜热两部分形成。1、人体显热散热形成的计算时刻冷负荷: (2-6)群集系数； 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，W 人员进入空调房间的时刻 ，点钟 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 2、人体散湿形成的潜热冷负荷 (2-7)q2一名成年男子小时潜热散热量，W 2.2.2.4 设备冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻

13、冷负荷 (2-8)热源投入使用的时刻 从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，h -T时间设备、器具 散热的冷负荷系数 热源的实际散热量，W 电热、电动设备散热量的计算公式: 1.电热设备散热量 (2-9)2.电动机和工艺设备均在空调房间内的散热量 (2-10)3.只有电动机在空调房间内的散热量 (2-11)4.只有工艺设备在空调房间内的散热量 (2-12)设备的总安装功率， 电动机的功率 同时使用系数，一般可取0.51.0 利用系数，一般可取0.70.9 小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5 左右 通风保温系数 输入功率系数 2.2.2.5 照明冷负荷1、白炽灯和镇流器在空调

14、房间外的荧光灯 (2-13)2、镇流器装在空调房间内的荧光灯 (2-14)3、暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 (2-15)照明设备的安装功率，考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔,利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.50.6,荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.60.8 同时使用系数，一般为0.50.8开灯时刻,点钟从开灯时刻到计算时刻的时间，h 时间照明散热的冷负荷系数 2.2.2.6 内围护结构冷负荷1、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 (2-16)计算时刻下的负荷温差，； 传热系数； 2、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

15、负荷 (2-17)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或屋面外侧的时刻，点钟； 作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差， 3、当邻室有一定的发热量时， 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 (2-18)稳态冷负荷，W； 夏季空气调节室外计算 日平均温度, 夏季空气调节室内计算温度, 邻室温升， 2.2.2.7 其它负荷餐饮厅的冷负荷主要是人员负荷和按人计算的新风负荷。此外，食物负荷也不能忽视。本设计餐厅的人员密度平均为0.5人/m2。西餐菜肴的冷负荷平均为17W/人，中餐菜肴的冷负荷平均为43W/人，燃气火锅的冷负荷平均为350W

16、/人2。本设计折合中餐菜肴的冷负荷是人的冷负荷的2倍。2.2.3 计算实例以4001房间为例来进行冷负荷的计算。房间为客房，三人间，面积为38.64m2,有西外墙，北外墙，外墙为一型外墙。北外窗，其建筑材料已在第一章介绍，外窗一个，面积为4m2 。1、外墙冷负荷由参考文献附录2-52查得冷负荷计算温度逐时值，按式（2-1）计算出西外墙与北外墙的逐时冷负荷。表2-2 西外墙各时刻的冷负荷计算时刻131415161718192021冷负荷温度37.136.936.636.436.236.13635.936地点修正值0Ka1Kp0.9计算温度33.333.232.932.732.632.532.43

17、2.3132.4计算温差8.398.217.947.767.587.497.47.317.4传热系数1.396面积33.12冷负荷387379367358350346342337342表2-3 北外墙各时刻的冷负荷计算时刻13141516171819202122冷负荷温度32.232.13231.931.831.831.831.831.932地点修正值0Ka1Kp0.9计算温度28.928.828.828.728.628.628.628.628.728.8计算温差3.983.893.83.713.623.623.623.623.713.8传热系数1.396面积11.12冷负荷61 60 58.

18、9 57 56 56 56 56 57.5 58.9 2、北外窗冷负荷此房间为金属窗框，80%玻璃，传热系数修正值Cw=1.2，北外窗瞬变传热引起的冷负荷。表2-4 北外窗传热各时刻的冷负荷时间13141516171819202122冷负荷温度31.531.932.232.23231.630.829.929.128.4地点修正值0计算温度31.531.932.232.23231.630.829.929.128.4计算温差6.56.97.27.276.65.84.94.13.4传热系数1.786传热系数修正值1.2面积4冷负荷55 59 61.0 61.7 60 56 49 42 35 29 由

19、附录2-152查得双层钢窗的有效面积系数Ca=0.75,故窗的有效面积Aw=40.75=3m2由附录2-132查得玻璃窗的遮挡系数Cs=0.84, 附录2-142窗内遮阳设施的遮阳系数Ci=0.75，于是综合遮阳系数Cc,s=0.840.75=0.63再由附录2-122查得纬度40时，北向日射得热因数最大值Dj,max=114W/m2.因北京地区属于北区，固由附录2-172查的北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值,用公式（2-3）计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷见下表。表2-5 玻璃窗日射得热引起的冷负荷13141516171819202122窗玻璃冷负荷系数0.830.790.710.

20、60.610.680.170.160.150.14日射得热因数最大值114综合遮阳系数0.63有效面积3冷负荷178170152129131146363432303、人体散热引起的冷负荷宾馆属于极轻劳动，查表2-132，当室温为25时，每人散发的显热和潜热量为65 W/m2 和69 W/m2,群集系数为0.93，人在室内时间16小时（16：00第二天8：00）每间标准客房3人,由附录2-232查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。按式（2-6）计算人体显热散热逐时冷负荷。人体潜热引起的冷负荷为潜热散热乘以群集系数，计算结果记入表中。表2-6 人体散热冷负荷计算时刻13141516171812021

21、22人体显热冷负荷系数0.70.750.790.820.850.870.880.90.910.92每人显热散发量65室内全部人数3群集系数0.93人体显热散热冷负荷126136143148154157159163165166每人潜热散发量69人体潜热散热冷负荷192192192192192192192192192192人体总的散热冷负荷3193283353413463503523553573594、客房照明散热形成的冷负荷暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯，灯罩隔热系数0.6，照明灯具功率1200W,开灯时间为(12：0024：00),查得照明散热的冷负荷系数，依据公式（2-9）计算于下表中。表2-7

22、 照明散热冷负荷计算时刻13141516171819202122照明冷负荷系数0.10.340.550.610.650.680.710.740.770.8同时使用系数0.8顶棚通风系数0.8照明设备功率1200照明冷负荷842614224684995225455685916065、设备冷负荷：设备的总安装功率，3kW 同时使用系数，一般可取0.6 利用系数，一般可取0.8 小时平均实耗功率与设计最大功率之比，取0.5 通风保温系数0.5运行时间为(12：0024：00) ,查得设备显热散热的冷负荷系数，依据公式(2-15)计算于下表中。表2-8 设备冷负荷计算时刻131415161718192

23、02122设备显热散热冷负荷系数0.10.60.680.730.770.810.830.850.870.89设备的总安装功率3000同时使用系数0.6利用系数0.8小时耗功率与最大功率比0.5通风保温系数0.5冷负荷212162442622772912983063133204001房间各时刻的总负荷汇总：表2-9 4001房间冷负荷汇总计算时刻13141516171819202122西外墙冷负荷387379367358350346342337342346北外墙冷负荷61605857565656565758北外窗冷负荷23422921419119120386766759人体散热负荷3193283

24、35341346350352355357359照明冷负荷84261422468499522545568591606设备冷负荷21216244262277291298306313320总负荷1109147416431679172117691680170017291751所以，4001房间的最大冷负荷出现在18：00，最大值为1769W.2.2.4各房间的冷负荷汇总2-4层各房间的逐时冷负荷计算表见附录B-1。1-7层逐时冷负荷为：表2-10 各层总的冷负荷(kW)时刻13141516171819202122第1层110110110110110110110110110110第2层576589592

25、594595592590590591592第3层336342344346347347347348349350第4层129133134134134134130129129130第5层129133133134134134130129129130第6层129132133134134134130129129130第7层142159147147148147143142142143总和1553159815951601160516011581158015831585其中，第1层冷负荷指标为90 W/m2，第一层空调面积为1227 m2，估测冷负荷为110.4kW。第七层是顶层，按标准层的1.1倍计算冷负荷。

26、所以，整个建筑冷负荷（不含新风负荷）为1605kW。并且，各层的计算所得冷负荷指标符合规范的要求表2-118 冷负荷指标建筑类型旅游、旅馆客房中餐厅、宴会厅理发、美容室健身房休息厅冷负荷指标(W/m2)801101803501201801002003004002.2.5湿负荷的计算本设计中的湿负荷包括人体散湿负荷，餐厅还包括食物的散湿负荷。1、人体散湿量可按下式计算 (2-19) 散湿量，kg/h ； 群集系数，由表2-122查得为0.93； 计算时刻空调房间内的总人数； 一名成年男子的小时散湿量，由表2-132查得。2、菜肴散湿量以每人11.5g/h算16 (2-20)菜肴散湿量，kg/s室

27、内全部人数2.2.6新风量与新风负荷1、新风量的选取原则空调系统的新风量是指冬夏季设计工况下应向空调房间提供的室外新鲜空气量，它的大小与室内空气品质和能量的消耗有关。一般原则为： （1）满足卫生要求：一般是以稀释室内产生的CO2,使室内CO2的浓度不超过1000ppm为基准，由此确定常态下的每人新风量。在实际工程中可按现行设计规范4规定采用。 对于人员密集和居留时间短暂的建筑物（如会堂、体育馆），新风量所形成的冷负荷比例甚高，确定新风量是尤其要慎重。但对于办公室和旅馆客房新风量实际采用的数值比我国现行规范要大。旅馆则按等级而异，高级别的客房可用50 m/ (人h),本设计取40 m/ (人h)

28、近年来，国外根据对室内空气品质的研究进展提出新风量的确定应按人的因素（不以CO2为标准）和客房的因素（建材散发的有害物）两者计算，这是值得注意的问题。（2）补充局部排风量当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使房间产生负压，在系统中必须有相应的新风量来补偿排风量。（3）保证空调房间的正压要求为防止外界未经处理的空气渗入房间，干扰室内空调参数，在空调系统中利用一定量的新风来保持房间的正压（室内空气压力房间周围的），这部分与新风量相当的空气量在正压作用下有房间门窗缝隙等不严密处渗透出去。这部分渗透空气量的大小由房间的正压、窗户结构形成的缝隙状况（缝隙的面积和阻力系数）所决定的。普通空调系统

29、室内正压可取510Pa。在实际工程设计只能感，新风量也可按总送风量的百分数来设计，一般规定不小于10%。2、 新风负荷计算 (2-21)夏季新风冷负荷，KW新风量，kg/s室外空气的焓值，kJ/kg室内空气的焓值，kJ/kg根据夏季空调室外计算干球温度33.2，湿球温度26.4，由湿空气焓湿图查得室外空气焓值=83.35kJ/kg当=25,=65时，室内空气焓值=58.79kJ/kg；=83.35-58.79=24.56 kJ/kg当=24, =65时，室内空气焓值=55.77kJ/kg；- =83.35-55.77=27.58kJ/kg参考文献4规定了民用建筑最小新风量。对于餐厅与舞厅每人最

30、小新风量为17 m3 /h，旅馆客房30 m3 /h。本设计取餐厅、多功能厅为30 m3 /h，客房为40 m3 /h，健身房为80 m3 /h。各房间的新风负荷见附录B-2。楼层间的新风负荷见表2-12：表2-12 各层总的新风冷负荷楼层新风负荷(W)2层2549193层96646.64层48924.375层48924.376层48924.377层48924.37总和547262.92.3 热负荷计算2.3.1 计算热负荷的意义和特点人们为了生产和生活，要求室内保持一定的温度。当各个房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由供暖通风系统补进热量以保证室内要求的温度。通

31、风系统送入高于室内要求温度的空气，另外也为房间提供热量。供暖系统的热负荷的两个特点：随室外温度的变化而变化；随建筑物得失热量的变化而变化。失热量主要考虑围护结构传热耗热量、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热及太阳辐射进入室内的热量等四个方便的因素。2.3.2 热负荷计算方法由参考文献10查得建筑物的供暖热负荷概算指标：旅馆：58-70 W/m2，本设计选取60 W/m2食堂、餐厅：116-140 W/m2，本设计选取120 W/m2一层的总供暖面积：3024m2，主要房间为大堂与洗浴中心，大堂面积为1277.64 m2，洗浴中心面积为1784.64m2，计算得供暖热负荷为255122W。二层的供暖面

32、积3024m2，主要房间为餐厅与宴会厅，365040W。三层的供暖面积为：2262m2，主要房间为休闲用的康乐中心226200W。四至六层的供暖面积为：2262m2，主要房间为客房，135720W。七层的供暖面积为：2262m2，主要房间为客房，158340W。总的空调供暖热负荷为；1395544W第3章 空气调节系统的确定空气调节系统一般由空气处理设备、空气输送管道和空气分配装置三部分所组成。根据需要，它能组成多种不同形式的系统。在工程上考虑到建筑物的用途和性质、热湿负荷的特点、温湿度调节和控制要求、空调机房的面积和位置以及初投资和运行维修费用等许多方面的因素，选定合理的空调系统。3.1 空

33、气调节系统的分类根据不同的要求，空气调节系统可以有以下几种分类：3.1.1 按空气处理设备的设置情况分类集中系统：集中系统的所有空气处理设备（风机、冷却器、加温器、过滤器）都集中设在一个空调机房。半集中系统：除了集中空调机房外，半集中系统还设有分散在被调房间的二次设备，多设有冷热交换装置，它的功能主要是在空气进入被调房间前，对来自集中处理设备的空气进一步补充处理，如诱导空调系统、独立新风加风机盘管系统。全分散系统： 该机组把冷热源和空气处理输送设备，集中设在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。3.1.2 按负担室内负荷所用介质种类分类全空气系统： 空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的

34、空调系统。此种方式适用于较大的空间，使用风量较大，要有较大的风道或较高的风速，会产生噪音问题。全水系统： 空调房间的热湿负荷全部靠水作为冷热介质来负担。因为水的比热大，所以要处理相同负荷时，水系统所需的管道所占空间小。但是水只能来消除余热余湿量，并不能解决房间的通气问题。所以此种系统只适用于小空间人流密度也不大，要求室内品质不高的场所。空气水系统： 水和空气共同承担空调房间负荷的系统，即可以用水系统来占用少量空间承担室内负荷，是现在大型建筑广泛采用的系统。3.1.3 按集中系统按送风量是否变化定风量系统： 送风量不变。变风量系统： 风量随室内负荷变化而变化。3.1.4 按集中式空调系统处理的空气来原比较封闭式系统： 所处理的空气全部来自空调房间内部，无室外空气补充，全部为再循环空气。这种系统冷热量消耗最省，但卫生效果最差。直流式系统： 所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，然后全部排出室外，能量消耗较大，但卫生效果较好。混合式系统： 上述两种系统的混合。这种空调系统处理的空气来源为部分回风加新风。既能满足卫生要求，由经济合理，故应用广泛。3.2 空气调节系统的划分原则1、能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、