课程设计说明书--成都市某公共建筑的的空调系统.docx

课程设计说明书 附录摘 要本次设计的是成都市某公共建筑的的空调系统。针对该综合大楼的功能要求和特点，以及该地气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该楼的中央空调系统进行系统规划、设计计算和设备选型。首先计算各房间的冷湿负荷；计算完冷、湿负荷以后，接下来是风量的计算，风量的计算包括送风量和回风量的计算。风量的计算之初先在i-d图上划出空气的处理过程，然后根据前面的负荷计算结果进行计算，最后根据需要的风量和冷量选择空气处理设备和每个房间的风口。在此基础上，通过对各种空调方式的比较，选择了合理的空调方式。考虑到本建筑的特点,主楼采用多联机空调系统。裙楼采用分体空调设计。根据各种计算结果，通过性比分析，进行了设备选型，确保设备容量、压强、噪声等方面满足要求。本中央空调系统的设计力求达到经济、舒适、方便、实用，并尽可能满足节能要求。关键词:多联机空调系统；分体空调；性比分析。ABSTRACTWhat this design is Chengdu some public building air-conditioning system. In view of should synthesize the building the function request and the characteristic, as well as this meteorological condition and the air conditioning request, the reference related literature material carries on the system planning, the design calculation and the equipment shaping to this buildings central air-conditioning system. Firstly, calculating cooling load and damp load of type room . After counting the cooling load and damp load, The mission is the account of air quantity, including the air delivering and air returning. At the beginning of air accounting , we should draw the process of air condition on the fig. i-d, then counting by the result. At last choosing the equipments of air condition and air draught in every rooms by the cooling load and air quantity. Considered this the characteristic of this construction ,the main building uses VRV air-conditioning system and the attacted building uses separated air-conditioning.According to the results, the best options are selected. And the options can assure that they would meet the requirements of volume, pressure and noises, etc. This design aims to a economic, comfortable and convenientand practical air-conditioning system. Also it should meet the energy-saving requirement as possible.Key words: VRV air-conditioning system；Separated air-conditioning ；The function compare目录摘 要1ABSTRACT2目录31设计概况51.1 工程概况51.2 设计依据51.3 设计资料51.3.1 室外设计参数51.3.2 室内设计参数61.3.3 建筑材料选择62 冷负荷计算步骤72.1 冷、湿负荷的概念72.2 空调房间负荷计算理论72.2.1 夏季冷负荷的计算72.2.2 计算举例102.2.3 湿负荷的计算132.2.4 计算举例142.2.5 新风负荷143 空调方式的选择与系统分区153.1建筑特点153.2系统划分原则153.3方案比较153.3.1全空气系统与空气水系统方案比较：153.3.2多联机空调系统空气处理方式比较：163.4方案确定173.5空调系统选型介绍173.5.1多联机空调系统选型介绍173.5.2新风机组的选型204空调风系统计算214.1空调房间气流组织214.2风口的布置214.2.1风口的布置原则214.2.2风口的选择步骤224.2.3新风入口注意事项234.3气流组织计算234.3.1下送风气流组织设计计算234.3.2侧送风气流组织设计计算244.4风管系统水力计算274.4.1风道的布置和制作要求274.4.2风管系统设计的计算步骤275 空调水系统介绍295.1水系统的介绍295.2空调水系统的设计原则295.3冷凝水系统介绍295.4水系统的调节方式306 多联机空调室外机设备的选型316.1室内，外机的介绍316.1.1室外机组的选择316.1.2配管选择326.1.3分歧管的选用方法336.2 冷凝水管及保温336.2.1冷凝水管管径及保温措336.2.2风管保温措施336.3制冷剂充注336.4 其他注意事项错误！未定义书签。7消声减振方面的设计考虑357.1概述.357.2空调系统的消声357.3 空调装置的防振36结论37总结与体会38谢 辞39参考文献40附录411设计概况1.1 工程概况此工程位于成都市技师学院郫县校区，总建筑面积59225m2，其中地上建筑51250m2,地下室建筑面积8000m2.为教学实训楼为主的综合楼，包括A,B座建筑，其中A座属一类高层建筑，B座属多层建筑。该工程地下一层为车库和设备用房，一到八层为教学使用的各种功能性房间，包括实训室，教研室，资料室，琴房等等。九层为数据中心机房，十到十一层为公共教学使用室，十二到十五为会议室。1.2 设计依据本工程空调初设计根据建筑专业提供的图纸，并依照暖通现行国家颁发的 有关规范、标准进行设计，具体为：（1）采暖通风与空气调节设计规范（2）建筑设计防火规范（3）高层民用建筑设计防火规范（4）夏热冬冷地区建筑节能设计标准（5）公共建筑节能设计标准（6）通风与空调工程施工质量验收规范（7）汽车库建筑设计规范（8）汽车库，修车库，停车场设计防火规范（9）民用建筑绿色设计规范（10办公建筑设计规范（11）绿色建筑评价标准1.3 设计资料以下数据取自采暖通风与空气调节设计规范成都市地理参数：纬 度：北纬30.66,东经10401；大气压力：夏季94770pa，冬季96513pa。1.3.1 室外设计参数夏季：空调室外计算干球温度31.9；空调室外计算湿球温度26.4；空调室外计算日平均温度27.9；室外平均风速1.4m/s。冬季：空调室外设计干球温度1.2；室外设计相对湿度0.84室外平均风速1.0m/s1.3.2 室内设计参数由于本建筑属于综合建筑，房间类型众多，不宜一一列举出来，详细介绍在电子文档计算书中。1.3.3 建筑材料选择本设计中，按照公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）选择维护结构传热系数。维护结构基本信息：参数围护结构夏季传热系数(W/(K)围护结构冬季传热系数(W/(K)围护结构延迟(h)围护结构衰减外墙10.830.848.80.22外窗13.23.310.41外窗13.23.310.41双层有色玻璃6mm2.492.560.51外门节能外门3.023.120.60.99内门单层实体门3.353.350.41屋面10.630.6460.59天窗12.612.690.41楼板新建模板2.32.35.30.55楼板新建模板2.32.35.30.55内墙砖墙(003003)2.382.384.80.67内窗双层5mm外窗2.582.580.412 冷负荷计算步骤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成为湿负荷。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：外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；人体散热引起的冷负荷；照明散热引起的冷负荷；设备散热引起的冷负荷；在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法。主要湿负荷有以下几种：1. 人体散湿引起的湿负荷；2. 从房间内液体表面散出的湿负荷；3. 设备散湿引起的湿负荷。2.2 空调房间负荷计算理论2.2.1 夏季冷负荷的计算(1)外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qc() (W)，按下式计算： (2.1) 式中：外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W； A外墙和屋面的面积，； K外墙和屋面的传热系数，W/()； 室内计算温度，； -外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度， (2)玻璃窗传热的冷负荷：本建筑的窗户大小由建筑图确定，外窗结构为：双层透明中空玻璃6mm外窗，即中间空气间层厚度为6，在室内外温差作用下,通过外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷计算公式：Qc() = CwAwKw tc()+ tdtn (2.2)其中Qc()玻璃窗瞬时传热冷负荷, W ；tn室内设计温度,;AW窗口的面积,；tc()玻璃窗的冷负荷计算温度逐时值,；Kw外窗玻璃传热系数，由玻璃窗样本查出传热系数为3.34W/(K)。Cw玻璃窗传热系数的修正值。由空调工程（机械工业出版社2006）附录12可查Cw=1.20;td玻璃窗的地点修正值，附录15可查得td=-1 。(3)透过玻璃窗的日射得热形成的逐时冷负荷计算公式：Qc() = CsAwCaCLQCiDjmax (2.3) 其中Qc()玻璃窗日射得热引起的冷负荷, W ；Cs玻璃窗的遮阳系数，由空调工程（机械工业出版社2006）附录17查得双层6厚普通玻璃值为0.74；Ci玻璃窗内遮阳设施的遮阳系数，由空调工程（机械工业出版社2006）附录18查得0.6;Aw窗口的面积，；CLQ玻璃窗的冷负荷系数，由空调工程（机械工业出版社2006）附录21查得；Djmax日射得热因数最大值，由空调工程（机械工业出版社2006）附录16查得；Ca有效面积系数由空调工程（机械工业出版社2006）附录19查得取0.75； (4)内墙、内门等维护结构的冷负荷：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。计算公式 : Qc() = AK (t o.m tatR) (2.4)其中A内维护结构（如内墙、楼板等）的面积,；K内维护结构的传热系数，W/(K) ；to.m夏季空调室外计算日平均温度，； ta附加温升,，具体取值如下表：临室散热量（W/）很少116ta（）02357(5)照明散热形成的冷负荷照明散热引起的冷负荷（荧光灯）：Qc() =n1n2NCLQ (2.5) 式中：Qc()灯具散热形成的冷负荷，W；N 照明灯具所需功率，W；n1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，取 =1.2,当安装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取 =1.0；n2灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取 =0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者 =0.60.8；CLQ照明散热冷负荷系数，可由空调工程（机械工业出版社2006）附录26查得。设计空调每天均运行24小时，套房内荧光灯均为明装，则n1=1.2，n2=0.6。开始开灯时间定为16:00，共开灯10小时。餐厅、会议室、走廊内荧光灯均为暗装,镇流器安装在顶棚内,灯罩有通风孔，n1=1.0，n2=0.6。开灯时间定为18：00，共开灯10小时。(7)人体散热形成的冷负荷： 人体显热散热引起的冷负荷计算式为: Qc() = nCLQ (2.6) 其中Qc()人体显热散热引起的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；由空调工程（机械工业出版社2006）表3-15查得。 N 室内全部人数；群集系数；由空调工程（机械工业出版社2006）表3-14查得。CLQ人体显热散热冷负荷系数。人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：Qc()=n (2.7)其中Qc() 人体潜热散热引起的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；其中商场人员停留时间段为：8：0020：00 （8）热湿比： (2.8)其中 热湿比（J/g）； Q空调房间冷负荷（W）； W空调房间湿负荷（g/s）。2.2.2 计算举例以咖啡厅为例负荷计算的详细过程基本参数房间名称房间面积()夏季设计温度()夏季相对湿度(%)咖啡厅1022660人体人数劳动强度群集系数时间指派29极轻劳动0.89自定义新风冷新风量(m3)新风负荷类型计算方法新风机组处理状态热回收类型时间指派870新风冷负荷稳态计算处理到等焓点不考虑热回收过程自定义设备设备类型设备功率(W)时间指派电子设备5.1自定义灯光灯光类型安装功率(W)时间指派白炽灯2040自定义外墙北外墙名称外墙朝向外墙围护结构外墙长度(m)外墙宽度(m)外墙面积()外墙净面积()外墙北北多孔砖02-240-88.73.933.938.82外窗北外窗名称外窗朝向外窗围护结构外窗长度(m)外窗宽度(m)外窗面积()遮阳类型外窗北北双层有色玻璃6mm8.13.125.11只有内遮阳内墙内墙名称内墙围护结构内墙长度(m)内墙宽度(m)内墙面积()内墙砖墙(003003)11.73.945.63食物人数时间指派20自定义时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00人体总冷负荷(W)3459345934593459345934593459345934593459345934593459成人显热量(W)61616161616161616161616161成人潜热量(W)73737373737373737373737373成人散湿量(g/h)109109109109109109109109109109109109109显热负荷(W)1574157415741574157415741574157415741574157415741574潜热负荷(W)1884188418841884188418841884188418841884188418841884湿负荷(kg/h)2.812.8132.8132.8132.8132.8132.8132.8132.8132.8132.8132.8132.813新风冷总冷负荷(W)6983698369836983698369836983698369836983698369836983显热负荷(W)2659265926592659265926592659265926592659265926592659潜热负荷(W)4324432443244324432443244324432443244324432443244324湿负荷(kg/h)5.965.9595.9595.9595.9595.9595.9595.9595.9595.9595.9595.9595.959新风承担房间显热负荷(W)1204120412041204120412041204120412041204120412041204新风承担房间潜热负荷(W)#-1204-1204-1204-1204-1204-1204-1204-1204-1204-1204-1204-1204新风承担房间负荷(W)0000000000000新风承担房间湿负荷(kg/h)-1.8-1.76-1.76-1.76-1.756-1.76-1.76-1.76-1.76-1.76-1.76-1.756-1.76设备总冷负荷(W)2550255025502550255025502550255025502550255025502550灯光总冷负荷(W)2040204020402040204020402040204020402040204020402040外墙北总冷负荷(W)40383635343333333436373942辐射照度(W)1551591791871901871791591551609300负荷温差()5.14.94.64.54.34.24.24.34.44.64.85.15.3外窗北总冷负荷(W)9351211144616061727179918201745156715151239703556负荷温差()0.61.322.73.444.44.64.54.44.13.52.8直射面积()25.125.1125.1125.1125.1125.1125.1125.1125.1125.1125.1125.1125.11散射面积()0000000000000直射辐射照度(W)600000006303400散射辐射照度(W)9913114815415715414813199713000直射负荷强度(W/)75.595.6112.7123.4130.9134.6134.9128113.7109.58845.735.8散射负荷强度(W/)66.991.1109120.4128.5132.7133.3126.8109.791.664.239.631.6直射负荷(W)9101153135914871577162316261542137013201061551432散射负荷(W)0000000000000总辐射负荷(W)9101153135914871577162316261542137013201061551432温差传热负荷(W)265888119150177194202197195178152124内墙总冷负荷(W)543543543543543543543543543543543543543负荷温差()5555555555555食物总冷负荷(W)348348348348348348348348348348348348348成人显热量(W)9999999999999成人潜热量(W)8888888888888成人散湿量(g/h)12121212121212121212121212显热负荷(W)180180180180180180180180180180180180180潜热负荷(W)168168168168168168168168168168168168168湿负荷(kg/h)0.240.240.240.240.240.240.240.240.240.240.240.240.24其他房间负荷汇总见附表2.2.3 湿负荷的计算室内湿源包括人体散湿、从房间内液体表面散湿以及设备散湿。室内湿源的散湿量即形成空调房间的湿负荷。根据本建筑的特点，男浴区需要计算水池的散湿量，其他房间只计算人体散湿引起的湿负荷。湿负荷： 人体散湿量： (2.9)其中 人体散湿量（g/s）；成年男子的小时散湿量（g/h），见表3-15； 室内全部人数； 群集系数，见表3-14。2.2.4 计算举例 具体例子在负荷计算中已列出2.2.5 新风负荷夏季： (2.10)其中 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）3 空调方式的选择与系统分区3.1建筑特点本设计为成都市某座教学实训楼。有一栋高层建筑的主楼和多层建筑裙楼组成，由于作用是教学实训楼，不同的教学要求对不同房间的要求区别较大，比如会有特殊要求的档案室，有特别设置的公共微机室以及数据中心机房等。3.2系统划分原则同一建筑物内平面和竖面各方向的负荷差别很大，各房间用途和使用时间均不尽相同，为使空调系统既能保持室内要求参数，又经济合理，就需要将系统分区。其划分基本原则如下：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、相对湿度、净化等要求，室内设计参数及热湿比相同或相近的房间宜划分为一个系统。初投资和运行费用综合起来较为经济；尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试；一栋建筑最好只用一个空调系统；系统最好不要跨楼层设置，需要跨楼层设置时，层数也不应过多这样有利于防火；房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划分为一个系统；工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个系统；气体洁净度和噪声级别要求一致的或产生有害物种类一致的房间宜划分为一个系统。3.3方案比较3.3.1全空气系统与空气水系统方案比较：全空气系统： 设备布置与机房：空调与制冷设备可以集中布置在机房；机房面积较大层高较高；有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上。 风管系统：空调送回风管系统复杂、布置困难；支风管和风口较多时不易均衡调节风量。 节能与经济性：可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间；对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济；部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济。 使用寿命：使用寿命长。 安装：设备与风管的安装工作量大周期长。 维护运行：空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护。 温湿度控制：可以严格地控制室内温度和室内相对湿度。 空气过滤与净化：可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水。 消声与隔振：可以有效地采取消防和隔振措施。 风管互相串通：空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延。空气水系统： 设备布置与机房：只需要新风空调机房、机房面积小；风机盘管可以设在空调机房内；分散布置、敷设各种管线较麻烦。 风管系统：放室内时不接送、回风管；当和新风系统联合使用时，新风管较小。 节能与经济性：灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节；盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率；无法实现全年多工况节能运行。使用寿命：使用寿命较长。安装：安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间。维护运行：布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水。温湿度控制：对室内温度要求严格时难于满足。空气过滤与净化：过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足。消声与隔振：必须采用低噪声风机才能保证室内要求。风管不互相串通：各空调房间之间不会互相污染。3.3.2多联机空调的空气处理方式比较：多联机空调系统的空气处理方式有: 新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷，可以用风机盘管的出水作为新风空调器的供水，冷冻水温约为9； 新风处理到室内状态的等焓湿量线(dl=dn)，新风空调器不仅承担新风负荷还承担一部分室内的冷负荷，其值为Qw=Gw（iw-il）,而风机盘管仅负担部分室内的冷负荷； 新风处理到焓值小于室内状态点焓值(dl dn),新风空调器不仅承担新风冷负荷还承担一部分室内显热冷负荷和全部潜热冷负荷，风机盘管仅承担部分室内显热冷负荷，实现等湿冷却，可改善室内卫生和防止水患，新风空调器处理的焓差大，水温要求5以下，采用排数多，断面风速低的新风空调器； 新风处理到室内状态的等温线（tl=tn）,风机盘管承担的负荷很大，特别是湿负荷很大，造成卫生问题和水患； 新风处理到室内状态的等焓线，并与室内回风直接混合进入风机盘管处理。风机盘管处理的风量比其它方式大（包括了新风）当风机盘管不工作时，新风从回风口送出，对风机盘管的过滤器反吹，不易选型。基于上述比较，第二种处理方式即新风处理到室内空气焓值的方式，新风机组只承担新风负荷，风机盘管只处理室内回风，承担室内负荷，因此二者选型机组均不会太大，这种方案既提高了该系统调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管的结露现象可得到改善。所以本设计选择新风处理到室内空气焓值,不担负室内负荷的方案。3.4方案确定本建筑是集各种不同功能性房间为一体的多功能建筑，系统划分主要考虑房间功能，及使用时间的不同。如一层为校史展览馆，门厅，消防控制室，教室各种实训中心，二层为系部成果展览馆，资料室，各种实训楼及教研室，三层为实训教室，普通教室和会议室等，每层的房间功能不同，且各房间使用时间不同，温湿度要求也不尽相同，所以应选择各房间易于单独调节的系统，本设计选用了主楼为多联机空调系统，裙楼为分体空调。3.5空调系统选型介绍3.5.1多联机空调系统选型介绍（1）空调系统的特点 1)节能。多联机系统可以根据系统负荷的变化自动调节压缩机的转速来改变制冷剂流量，保证机组以较高的效率运行。部分负荷运行时能耗降低，全年运行费用较低。 2)节省建筑空间。多联机系统采用的风冷式室外机一般设置在屋顶，不像集中式空调系统中的冷水机组、冷（热）水循环泵等设备需占用建筑面积。多联机系统的接管只有制冷剂管和凝结水管，且制冷剂管布置灵活、施工方便，与集中空调水系统相比，在满足相同室内吊顶高度的情况下，采用多联机系统可以减小建筑层高，降低建筑造价。 3)施工安装方便、运行可靠。与集中式空调系统相比，多联机系统施工工作量小得多，施工周期短，尤其适用于工程改造。系统环节少，所有设备及控制装置均由设备供应商提供，系统运行管理安全可靠。 4)满足不同工况的使用要求。多联机系统组合方便、灵活，可以根据不同的使用要求组织系统，满足不同工况房间的使用要求。对于热回收多联机系统来说，在一个系统内，部分室内机在制冷的同时，另一部分室内机可以供热运行。在冬季，该系统可以实现内区供冷、外区供热，把内区的热量转移到外区既充分利用了能源、降低能耗又满足了不同区域空调的要求。 根据设计工况 本设计选择多联机中央空调系统。（2）空调系统的空气处理方案和风机盘管的选型介绍如下：空气处理方案及有关参数的查取：采用独立新风系统,新风处理到室内空气焓值,不担负室内负荷的方案，新风空调箱仅承担新风负荷,风机盘管承担全部室内冷湿负荷,盘管在湿工况下工作。Mhd=90%SWLN以五层某房间为例：图3.1风机盘管处理过程焓湿图如图3.1示，新风机组先将室外新风由状态点W处理到L点，L点相对湿度为90，其焓值与室内空气焓值相等，新风与由风机盘管处理过的回风混合，达到送风状态点S，然后送入室内。送风状态S的确定，从室内状态点N沿热湿比线相交于90相对湿度线，交点即为送风点S。夏季室内冷负荷为Q=2.86kw，湿负荷W=0.854 Kg/h，室内空气参数tn=25, =55%; 室外空气参数tw=31.9, tws=26.4；房间所需新风量Gw=30m3/h。（1）室内热湿比及房间送风量： =1000=12113kJ/kg （31）在焓湿图上根据tn=25, =55%确定N点，in=61.2kJ/kg；过N点作线与=90%线相交，即得送风点O，io=62.43kJ/kg。则送风量为： 924 （32）（2）风机盘管风量：要求的新风量Gw=120 m3/h ，则风机盘管的风量： =924-120=804 （33）（3）确定M点由 =得：=50.24 kJ/kg。 （34）（4）风机盘管的全冷量：QF=GF（in-im）=1.2144（62.44-50.22）/3600=2.86KW （35）（5）风机盘管的显冷量：Qs=GFCp（tn-tm）=1.2144/3600（27-19.35）=2KW （36）（6）风机盘管的选择：在设计风机盘管系统时，首先应根据建筑用途及美观要求，选定风机盘管的形式及布置方式。然后确定新风供给方式和水管系统类型。风机盘管应根据其要求处理的冷量和对所确定的空气处理过程计算得到的风量，在相应的产品样本中选