暖通空调毕业设计说明书.doc

XXX大学毕业设计哈尔滨巴黎广场空调系统设计学 生 姓 名： 指导教师： 合作指导教师： 专业名称： 建筑环境与设备工程 所在学院： XXXX年XX月目录摘要IAbstractII第一章 前言11.研究的目的与意义12.研究现状及存在的问题13.研究内容1第二章 方案论证21.系统形式的选择：22.空调机房的布置33.空调冷源的选择3第三章 负荷计算53.1 设计参数53.3新风冷负荷133.4.新风湿负荷143.5汇总表15第四章 设计计算364.1夏季空调房间送风状态和送风量的确定364.2空调系统夏季空气处理过程及其系统所需制冷量404.3散流器送风的选择计算434.4风道的水力计算及送风管径的确定43第五章 设备选型计算545.1空调机组的选择545.2冷水机组的选择555.3冷却塔选型555.4水泵的选型计算56第六章 设计总结58致谢59参考文献60附录 文献综述61附录 外文翻译65附录 外文原文7416 摘要本次毕业设计的主要内容是哈尔滨巴黎广场空调系统设计。哈尔滨巴黎广场位于黑龙江省哈尔滨市区，地上六层，一层高5m，二六层高4m，总的建筑面积为48000 m2。整座大楼是集餐厅、办公、商铺和柜台等一体的综合性商场。该空调系统为舒适性空调系统。本设计主要是针对商铺柜台管理用房等功能进行空调设计。为购物人员、工作人员等提供一个舒适康的环境。本设计从整个商场的冷负荷计算开始，从合理设计的角度出发，选择了合适的系统。设计内容主要包括冷负荷、湿负荷、送风量的计算，风管的水力计算和机组的选型等。通过这次设计，我们综合运用业理论知识，培养独立创新的能力和解决实际问题的能力。关键词：空调系统 全空气系统 冷负荷 设备选择 水力计算 AbstractThe main contents of this graduation project is something about Square of Paris of Harbin central air-conditioning system design .The square of Paris of Harbin locates in the urban area of Harbin of Heilongjiang Province .There are 6 floors on the ground , the first floors height is 5 meters and the second to the sixth floors height is 5 meters . Total floor area is 48000 m2. The whole building is a comprehensive market which collects the restaurant, official working, retail shop and counter , and so on .The air-conditioning system is a comfortable air-conditioning system. The design is targeted mainly on retail shop and counter, and other functions of air-conditioning space system. For this way, it can provide a comfortable and healthy environment for shoppers and working staff.This design is starting from the calculation of the whole Market of cooling load , from the point of view of realizing reasonable plan and choosing suitable stytstem. The task mainly includes cooling load, wet load, calculation of air volume, hydraulic calculation of air duct and the selection of equipment, and so on.From this design , we can deeply use the specialties of knowledge, develop the independent innovation capability and the ability that solveing practical problems.Key words: air conditioning system ， full-air conditioning system ，cooling load ，equipment selection , hydraulic calculation 第一章 前言1.研究的目的与意义随着国民经济的发展和人们对生活质量要求的日益提高，建筑居住环境的健康和舒适性已经成为当代建筑发展的必然趋势1。能否为现代建筑的特殊要求提供人们满意的环境和服务，是建筑行业蓬勃发展的重要因素。商业建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视2。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。目前，随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。2.研究现状及存在的问题中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年。中央空调广泛的应用在工厂，商场等公共场所，在中央空调领域国内外竞争激烈。然而空调系统的耗能问题是至今人们致力于研究的问题，能够设计出节能环保的空调系统是我们将要研究的问题。3.研究内容本次设计的设计题目是哈尔滨巴黎广场空调设计，是一个商业场所的空调系统设计。商场是现代公共建筑的重要组成部分，是我们生活中购物经常光顾的重要场所，设计安装空气调节系统是现代化公共建筑一个重要方面，也是一个商场能否为顾客提供舒适购物环境，吸引顾客重要前提。哈尔滨巴黎广场作为大型的购物消费场所，对空调的安装与使用和是内的空气品质要求很高。给人们提供一个空气适宜的购物环境，是商场建筑的主要目的，这就需要我们通过空调系统实现。本次设计题目为“哈尔滨巴黎广场空调设计” 以大型购物广场为设计对象。以现行中央空调设计标准为设计标准规范，理论联系实际，尽量使设计符合现场实际；在查阅大量资料、文献和参考手册并进行了毕业实习的基础上，进行了空调机组的冷负荷计算、风管的设计计算、以及相关设备的选型，并根据计算结果合理布置管路、最后绘制出CAD图纸。第二章 方案论证随着我国社会主义是市场经济的迅速发展和人们生活水平的提高，空调技术在各方面都得到了广泛的应用。大型的中央空调系统主要用于工厂、商店、超市、写字楼、酒店等，用以改善人员的工作环境和消费者的购物环境。本建筑为哈尔滨巴黎广场，位于哈尔滨市区，是一个综合性商场。地上六层，一层高5米，二六层层高4米，建筑面积 48000m2。具有使用时人员密度高，使用的时间性较强，便于统一管理；部分营业厅布局常有变动，要求空调设备有一定的灵活性等特点。室内空气质量要求较高需保证足够的新风量和良好的通风条件防止空气污染等特点。1.系统形式的选择：1.1按空调系统按空气处理设备的设置情况分类可分为三类：1） 集中式系统；2）半集中式系统；3）分散式系统。比较项目集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统系统特征集中进行空气的处理，输送和分配有集中的中央空调器，并在各个空调房间内还有分别处理空气的末端装置每个房间的空气处理分别由各自的整体式 空调器承担设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房2.机房面积较大3.有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上1.只需要新风空调机房面积2.末端装置可以安装在空调房间内3.分散布管敷设各种管线较麻烦1.设备成套，紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内2.体积小，机房面积小，只需集中式系统的50%，机房层高较低；自动化程度高3.机组分散布置，敷设各种管线和维修管理较麻烦风管系统1.空调送回风管系统复杂，布置困难2.支风管和风口较多时，不易均衡调节风量1.设室内时，不接送回风管2.当和新风系统联合使用时，新风管较小1系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀2.直接放室内，可不接送风管和回风管3.余压小系统应用单风管系统；双风管系统；变风量系统末端再热式系统；风机盘管机组系统；诱导器系统单元式空调器系统；窗式空调器系统；分体式空调器系统；半导体式空调器系统因为本设计为商场设计，又考虑到控制空调精度，则需要进行再热然然后送风，因此本系统采用集中式空调系统。1.2全空气、全水、空气水和冷剂系统按负担室内空调负荷所用介质分为全空气、全水、空气水和冷剂系统。建筑空间大易于布置风道、温湿度严格时采用全空气系统。建筑空间小不易布置风道，层高较低、冷湿负荷较小时采用空气水系统。不需通风换气时可采用全水系统。冷剂系统一般用于单元式空调机组、房间空调器和多台机组型空调器。本设计是大型商场的设计，为了保证足够的新鲜空气可集中进行空气过滤和空调箱的消声处理，然而全空气系统简单，维修管理方便，又因为此设计为大型商场，负荷大，因此采用全空气系统。1.3直流式和循环式系统按空调系统处理的来源分为直流式和循环式。民用建筑一般采用循环式，处理的空气部分为室内新风和室内回风。既满足了卫生要求又符合了系统经济性的要求。又可分为一次回风系统和和二次回风系统。一次回风系统的特点是回风与新风在热湿处理设备前混合，适用于送风温差较大的场合，况且本设计地点人口较多，散湿量较大，也比较适合一次回风系统，它的设备简单，节省了初投资，可以进行通风换气保证了室内的卫生条件。它可以实现全年多工况节能运行调节，经济性较好，在风机出口处设置了消声静压箱，因此有效的控制了震动影响。因此本系统采用了一次回风系统。2.空调机房的布置本设计为6层大型商场，横向跨度比较大，而商场的负荷较大，因此本设计采用每层设置2个空调机房，只为本层进行风的供给。而该设计采用的是一次回风方式，回风一部分送回空调机房，一部分直接排除室外。3.空调冷源的选择空调冷源的选择，应考虑以下因素3：（1）机组能耗（2）空调冷冻水泵和冷却水泵的能耗（3）运行管理和使用寿命（4）环境保护要求（5）噪声和振动（6）设备价格目前，空调系统经常采用的冷水机组有活塞式制冷机组、螺杆式制冷机组、离心式制冷机组和溴化锂吸收式制冷机组。空调冷源是空调系统供冷的核心，为整个系统提供冷量。目前多以冷水机组为主，主要有活塞式、螺杆式、离心式和溴化锂吸收式冷水机组。活塞式冷水机组活塞式冷水机组装置结构简单、容积效率高、加工简单、造价低、调节范围广。但活塞惯性力大、单级容量不易过大、单位制冷剂重量大、调节性能差、适用于中小冷量。螺杆式冷水机组与活塞式相比螺杆式冷水机组结构简单、运动部件少、转速高、运转平稳、振动小、中小型密闭式机组的噪音较低、机组重量轻。另外，其单机制冷量大、具有较高的容积效率、压缩比可达20且容积效率的变化不大、COP高、易损件少运行可靠、易于维修而且对湿冲程不敏感、允许少量液滴入缸无液击危险、可通过滑阀进行无级调节调节方便。制冷剂采用R22,相比之下危害臭氧层程度低、温室效应小。溴化锂吸收式冷水机组溴化锂吸收式冷水机组具有加工简单、操作方便、冷量可调范围大、运动减少、噪音低、振动小、可进行废热、余热等利用、直燃式可省掉锅炉、热效率高、耗电省、溶液对环境无污染等优点。但使用寿命短、性能系数低、维修复杂、性能衰减较为严重。离心式冷水机组离心式冷水机组压缩机输气量大单机制冷量大、结构紧凑、单位重量制冷量大、性能系数高、运转平稳震动小、噪音低、调节方便可无级调节、无气阀、填料等易损件、可靠性高、但转速高对加工精度要求高、单级压缩低符合时易发生喘振、运行工况偏离设计工况时效率下降较快、制冷量随蒸发温度降低而减少幅度快。本设计的特点是制冷量要求大，性能系数高，可靠性高，故采用该冷水机组。经论证，该空调系统为全空气集中式一次回风系统，冷源采用离心式冷水机组。第三章 负荷计算3.1 设计参数3.1.1基本气象参数地理位置4: 黑龙江 哈尔滨 台站位置: 北纬 4541 东经 126373.1.2 夏季参数大气压4: 985.1hPa 室外计算干球温度: 30.30 空调日平均计算温度: 26.00 计算日较差: 8.30室外湿球温度: 23.40 室外平均风速: 2.80 m/s室外相对湿度 61.00 % 3.1.3室内设计参数1）设计温度：夏季26，设计精度112）相对湿度：夏季65 %3.2负荷计算3.2.1维护结构引起冷负荷计算说明：考虑该大厦为商用商场，空调的运行时间主要在商场的开放时间时间，所以计算负荷时本设计取的时921时。下面以商铺138为例，进行负荷的计算。表3-1 138商铺基本概况表一层房间面积m20.2人/m2人数窗面积m2照明照明新风量层高5mW/m2Wm3/h人138商铺1800.236 5040720025（一）外墙和屋面瞬变温差传热引起的冷负荷外墙为厚200mm 砖墙，内外粉刷，加气混凝土板墙，为V 型墙；屋面为70mm 厚现浇钢筋混凝土，屋面板加25mm 厚沥青膨胀珍珠岩保温层，IV 型Qc()=A*K*（tc(）-tn） （3-1）式中1：Qc()外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 WA外墙和屋面的面积m2K外墙和屋面的传热系数w/m2 查得 外墙：K=0.86 w/m2；屋面：1.04 w/m2tn室内设计温度 夏季 26 tc()修正后的墙体和屋面的瞬时冷负荷计算温度 tc()=（tc()+ td tc()外墙和屋面的瞬时冷负荷计算温度 （3-2）td地点修正值Ka外表面传热系数修正值Kp外表面吸收系数修正值查资料1（暖通空调第2版 P16 表2-8） 可知：哈尔滨夏季日平均风速V=2.8m/s ，换热系数aw=24.4w/m2故Ka=0.96w/m2； 墙体为浅色墙 故 Kp=0.94 w/m2。查资料1（暖通空调第2版 P393 附表2-6）哈尔滨冷负荷温度修正 td S-2.2 W-3.4 N-3.4 E-3.4 水平-4.1（1）北外墙冷负荷表3-2 商铺138北墙冷负荷表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tc()29.129.129.229.630.130.731.532.333.133.934.53535.5td-3.4ka0.96kp0.94tc()23.19223.19223.28223.64324.09424.63625.35726.07926.80127.52328.06528.51628.967tn26t-2.808-2.808-2.718-2.357-1.906-1.364-0.6430.07940.80131.52322.06462.51582.967K1.04138商铺75Qc()-219-219-212-183.9-148.7-106.4-50.126.190162.5118.81161.04196.24231.43（二）外窗瞬变温差传热引起的冷负荷外窗为标准玻璃的单层钢窗，无内外遮阳，外玻璃墙为单层6mm 普通玻璃由玻璃窗引起的瞬时冷负荷计算式与上式相同Qc()=K*A*（tc()-tn） （3-3）式中1：Qc()外窗瞬变传热引起的冷负荷 A玻璃窗的计算面积 K玻璃窗的传热系数 W/根据单层钢窗得 K=5.94 W/m tc()修正后的玻璃窗的瞬时冷负荷计算温度 tc()=（tc()+ td）*Ka （3-4）Ka玻璃窗的传热系数修正值Ka 按单层金属窗，80%玻璃修正取1（附录2-9）Ka=1.0td玻璃窗的地点修正值 td=-3.0tc()玻璃窗的瞬时冷负荷计算温度 tn室内温度 （2）西外窗瞬时传热冷负荷：表3-3 商铺138窗玻璃瞬时冷负荷计算温度表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tc()27.92929.930.831.531.932.232.23231.630.829.929.1Td-3tc()24.92626.927.828.528.929.229.22928.627.826.926.1tn26t-1.100.91.82.52.93.23.232.61.80.90.1Kw5.94Aw50Qc()-326.70267.3534.6742.5861.3950.4950.4891772.2534.6267.329.7（三）透过外窗的日射得热引起的冷负荷外窗为标准玻璃的单层钢窗，无内遮阳；外玻璃墙为单层6mm 普通玻璃计算公式1为：Qc()=Ca*Aw*Cs*Cn*DJ.max*Cl （3-5） 式中1：Qc()透过外窗的日射得热引起的冷负荷 WA玻璃窗的有效面积 窗的有效面积=窗的面积*有效面积系数Ca有效面积系数，Ca=0.851（附录2-15）DJ.max日射得热因数的最大值 W/Cs窗玻璃的遮阳系数Cs按3mm 普通玻璃计算 Cs=1.01（附录2-13）Cn窗内设施遮阳系数Cn 为有内遮阳 Cn=0.6Cl玻璃窗冷负荷系数哈尔滨属于北区，取北区无内遮阳玻璃冷负荷系数Cl1表3-4北区无内遮阳窗玻璃冷负荷系数CL表朝向9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00S0.280.390.490.540.650.60.420.360.320.270.230.210.2E0.60.560.370.290.290.280.260.240.220.190.170.160.15N0.490.560.610.640.660.660.630.590.640.640.380.350.32W0.160.170.170.180.250.370.470.520.620.550.240.230.21水平0.390.470.530.570.690.680.550.490.410.330.280.260.25（3）西外窗透入日射得热引起的冷负荷：表3-5商铺138西窗透入日射得热引起冷负荷表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Cl0.160.170.170.180.250.370.470.520.620.550.240.230.21Dj,max598Cc.s0.6Ca0.85Aw50Qc()2439.82592.32592.32744.83812.35642.171677929.59454.483873659.83507.33202.33.2.2室内热源引起的冷负荷1.照明散热引起的冷负荷 开灯时刻9：00-22：00，开灯13小时 明装荧光灯计算式为：CL=1000n1n2NCLQ （3-6）式中1：CL 照明散热形成的冷负荷，Wn1 消耗功率系数，暗装荧光灯，镇流器装在顶棚内，取1.0n2 隔热系数，灯罩上有通风孔，取0.6N 照明灯具所需功率，W， CLQ 照明散热冷负荷系数，由资料1（附录2-22）查得表3-6 商铺138照明散热形成的冷负荷表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00CLQ0.370.670.710.740.760.790.810.830.840.860.870.890.9n11.2n21N7200Qc()3196.85788.86134.46393.66566.46825.66998.47171.27257.67430.47516.87689.677762.人员散热引起的冷负荷人体散热引起冷负荷CL=CLx+CLq （3-7）人体显热散热引起的冷负荷：CLx= qsnCLQ （3-8）人体潜热散热引起的冷负荷：CLq=q1n （3-9）式中：CLx 人体显热散热引起的冷负荷，WCLq 人体潜热散热引起的冷负荷，Wn 室内全部人； 群集系数；CLQ人体显热散热引起的冷负荷系数，（在室内连续10小时）qs 不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量W，由暖通空调1表2-13查得q1 不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量W，同上。商铺138人员散热引起的冷负荷见下表：表3-7 商铺138人员散热引起冷负荷表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Clq0.530.620.690.740.770.80.830.850.870.890.420.340.28qs580.89ql123n36Qc()984.911152.21282.21375.21430.91486.71542.41579.61616.71653.9780.49631.83520.33Qc3940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.93940.9合计4925.85093.15223.25316.15371.85427.65483.35520.55557.75594.84721.44572.74461.23设备散热引起的冷负荷本商场设备主要考虑电梯运行发出的负荷1500W/台，将其平均到周围的过道中，平均承担其引起的冷负荷。4人体散湿量Mw=0.001ng （3-10）式中： Mw 人体散湿量,kg/hn室内全部人数群集系数1（附录2-12）,g 成年男子的小时散湿量,g/h,由资料1表2-13查得表3-8 商铺138人体湿负荷计算表m=0.278ng*10-6 g/s 即 m=0.001ng kg/hG0.001nMg/hkg/hg/sm0.891840.001365.9 1.651下面，对商铺138逐时冷负荷汇总表3-9 商铺138各分项逐时冷负荷汇总表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00外墙负荷-219.0-219.0-212.0-183.9-148.7-106.4-50.16.262.5118.8161.0196.2231.4窗传热负荷-326.70267.3534.6742.5861.3950.4950.4891772.2534.6267.329.7窗日射负荷2439.82592.32592.32744.83812.35642.17167.07929.59454.48387.03659.83507.33202.3人员负荷4925.85093.15223.25316.15371.85427.65483.35520.55557.75594.84721.44572.74461.2照明负荷3196.85788.86134.46393.66566.46825.66998.47171.27257.67430.47516.87689.67776总负荷10016.713255.214005.214805.216344.318650.22054921577.823223.122303.216593.616233.215700.7由上表可知，此商铺最大负荷出现在18：00时，其值为23223.1W。本设计采用全空气集中式空调系统，由于负荷过大，水平跨度太长，因此在每层设置两个空调机房，分别供给左、右两个区域所需的冷负荷。其中左部区域是由101-111，131-140以及中间商场的过道组成。右部区域由商铺112-130以及中间的过道组成。在此，我们以一层左部区域为例进行设计计算。下面，对一层左部区域房间各商铺分项逐时冷负荷进行汇总表3-10 101各分项逐时冷负荷汇总表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00窗传热负荷-235.20.0192.5384.9534.6620.1684.3684.3641.5556.0384.9192.521.4窗日射负荷1891.82635.03310.73648.54391.74053.92837.72432.32162.11824.21554.01418.91351.3人员负荷2462.92546.52611.62658.02685.92713.82741.72760.22778.82797.42360.72286.42230.6照明负荷1598.42894.43067.23196.83283.23412.83499.23585.63628.83715.23758.43844.83888.0总负荷5717.98076.09181.99888.210895.410800.69762.99462.59211.28892.88058.07742.57491.3表3-11 102-105各分项逐时冷负荷汇总表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00窗传热负荷-235.2 0.0 192.5 384.9 534.6 620.1 684.3 684.3 641.5 556.0 384.9 192.5 21.4 窗日射负荷1891.8 2635.0 3310.7 3648.5 4391.7 4053.9 2837.7 2432.3 2162.1 1824.2 1554.0 1418.9 1351.3 人员负荷3147.1 3253.9 3337.0 3396.4 3432.0 3467.6 3503.2 3527.0 3550.7 3574.5 3016.5 2921.5 2850.2 照明负荷1998.0 3618.0 3834.0 3996.0 4104.0 4266.0 4374.0 4482.0 4536.0 4644.0 4698.0 4806.0 4860.0 总负荷6801.6 9506.9 10674.2 11425.8 12462.3 12407.6 11399.2 11125.6 10890.3 10598.7 9653.4 9338.8 9082.9 表3-12 106各分项逐时冷负荷汇总表时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00窗传热负荷-235.2 0.0 192.5 384.9 534.6 620.1 684.3 684.3 641.5 556.0 384.9 192.5 21.4 窗日射负荷1891.8 2635.0 3310.7 3648.5 4391.7 4053.9 2837.7 2432.3 2162.1 1824.2 1554.0 1418.9 1351.3 人员负荷2189.3