毕业设计(论文)-北京市某综合楼中央空调系统设计.doc

河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录
目录
摘要... 1
第一章 工程概述与设计依据 3
1.1 工程概述 3
1.2 设计依据 4
1.2.1 围护结构热工指标 4
1.2.2 室外设计参数 4
1.2.3 室内设计参数 4
1.2.4 体力活动性质 5
第二章 负荷计算 6
2.1 夏季冷负荷的计算 6
2.1.1 夏季冷负荷的组成 6
2.1.2空调冷负荷计算方法 6
2.2 湿负荷的计算 12
2.2.1 湿负荷的组成 12
2.2.2 湿负荷的计算方法 12
2.3 冬季热负荷的计算 13
2.3.1 围护结构传热耗热量 13
2.3.2 冷风渗透耗热量 14
2.3.3 外门冷风侵入耗热量 15
第三章 空调方案的确定 18
3.1 空调系统的确定 18
3.1.1 全空气系统方案的确定 18
3.1.2 风机盘管加新风方式的确定 18
3.2 空气处理过程设计 18
3.2.1 全空气系统设计计算 19
3.22 风机盘管加独立新风系统设计 23
第四章 风系统的设计 28
4.1 风管材料和形状的确定 28
4.2 送、回风管的布置 28
4.3 气流组织设计 28
4.3.1 全空气系统 29
4.3.2 风机盘管加新风系统 29
4.4 风管设计 30
4.4.1 风道水力计算步骤 30
4.4.2 全空气系统的风道水力计算 31
4.4.3新风机组的选型 33
第五章 水系统的设计 36
5.1 水系统方案的确定 36
5.1.1 两管制水系统的特点 36
5.1.2 闭式系统的特点 36
5.1.3 同程和异程系统的选择 36
5.1.4 一次泵变流量系统的选择依据 36
5.1.5 水系统方案的确定 37
5.2 冷冻水管路设计计算步骤 37
5.3 冷冻水供回水水力计算 38
5.4 冷冻水泵的选型 45
5.4.1 冷冻水泵设计规范 45
5.4.2 冷冻水泵的选型 45
5.5 冷凝水排放系统设计 46
5.6 膨胀水箱配置与计算 47
第六章 空调冷热源的确定 49
第七章 通风与防排烟设计 50
7.1 防排烟的方式 50
7.2 空调建筑的防火防烟措施 50
7.3 通风、防排烟设计 51
第八章 管道保温设计的考虑 52
8.1 管道保温的一般原则 52
8.2 管道保温层厚度的确定 52
第九章 空调系统消声减振的设计方案 53
9.1 空调系统消声设计 53
9.2 空调系统减振设计 53
结 论.. 54
参考文献 55
致 谢.. 56

II
河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要
摘要
本设计是北京市某综合楼中央空调系统,拟为之设计合理的中央空调系统,为室内工作人员以及消费者提供舒适的工作娱乐环境。建筑共一栋楼，共十九层。总面积为11972m²，总高度为71.8米。本设计根据该建筑各部分的结构特点及其用途，在充分考虑室内环境的舒适性、运行管理上的方便和节能等各方面的基础上，一至四层采用全空气系统。五到十九层采用风机盘管加新风系统。这样可以满足不同功能房间使用时间段人员活动情况的不同要求，布置灵活，控制方便。根据各不同功能房间，办公区、会议室、休息区等，将该集中系统设为风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。
设计的内容包括：空调冷负荷、湿负荷、新风量的计算；空调系统方案的确定；制冷机组的选型；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；水系统的设计、布置与水力计算；风系统的设计、布置与计算；室内送风方式的选定；空调系统的运行调节等。

关键词：综合楼，中央空调，水冷机组，风机盘管加新风系统，全空气系统

Abstract

The design of central air-conditioning system is a comprehensive building in Beijing City, plans for the design of the air-conditioning system, to provide a comfortable working environment for indoor workers and consumers. The building is a building, a total of nineteen layers. The total area of 11972m ², the total height of 71.8 meters. This design according to the structure characteristics and the purpose of each part of the building, based on the full consideration of all aspects of the comfort of the indoor environment, convenient operation and management and energy saving and so on, one to four layers of all air system. Five to nineteen layer adopt fan coil unit plus fresh air system. It can meet the different requirements of different function room, use time and personnel activities of the flexible arrangement, convenient control. According to the different functions of the room, office,meeting room, Rest Area etc., the centralized system for fan coil unit plus fresh air system, fresh air from outdoor air handling un it to indoor air enthalpy value, fan coil undertake all indoor cooling load and the air humidity load.
Design content including: cooling load calculation, wet load, fresh air volume air conditioning system; determine; selection of refrigeration unit; cold source selection; air terminal handling equipment selection; design calculation, water system design,layout and hydraulic; wind system arrangement and calculation;selected indoor air the air conditioning system operation adjustment.
Keywords: complex building, central air conditioning, chiller, fan coil plus fresh air system, air system

57

第一章 工程概述与设计依据
1.1 工程概述
本工程为北京市某十九层综合商务楼空调系统设计，位于北京市中心，共19层。
表1.1建筑物的楼层信息
基本参数
楼层号
层高（m）
窗高（m）
标高（m）
属性
参数
-1楼层
-1
4.5
0
-5.1
普通楼层
1楼层
1
5.1
2.2
0.6
关键层
2楼层
2
4.2
2.2
4.5
普通楼层
3楼层
3
4.2
2.2
8.7
普通楼层
4楼层
3
5.7
3
12.9
普通楼层
5楼层
4
3.4
1.8
18.6
普通楼层
6楼层
5
3.4
1.8
22
普通楼层
7楼层
6
3.4
1.8
25.4
普通楼层
8楼层
7
3.4
1.8
28.8
普通楼层
9楼层
8
3.4
1.8
32.2
普通楼层
10楼层
9
3.4
1.8
35.6
普通楼层
11楼层
10
3.4
1.8
39
普通楼层
12楼层
11
3.4
1.8
42.4
普通楼层
13楼层
12
3.4
1.8
45.8
普通楼层
14楼层
13
3.4
1.8
49.2
普通楼层
15楼层
14
3.4
1.8
52.6
普通楼层
16楼层
15
3.4
1.8
56
普通楼层
17楼层
16
3.4
1.8
59.4
普通楼层
18楼层
17
3.4
1.8
62.8
普通楼层
19楼层
18
3.4
1.8
66.2
普通楼层

表1.2各层房间种类统计
楼层种类
地下层
商场层
餐饮层
娱乐层
客房层
办公层
会议层
层数
.1
1.2
3
4
5.10
11.18
19
主要房间
制冷机房
商场
餐饮大厅
娱乐大厅
客房
办公室
会议室

1.2 设计依据
1.2.1 围护结构热工指标

外墙：选用砖墙，内外粉刷，δ=300mm，K=0.71 W/m2K，衰减系数β=0.36，延迟时间ε=10h；
内墙：选用混凝土隔墙，δ=160mm，K=2.38 W/m2K，β=0.58，ε=5.2h。
屋面：选用保温屋面，保温材料为聚苯板，K=3.25W/m2K，衰减系数β=0.15，延迟时间ε=4.8h；
外窗：选用双层铝合金中空玻璃窗， K=3.20W/m2K，窗的有效面积系数xg=0.85，地点修正系数xd=1，取5mm厚普通玻璃，遮挡系数Cs=0.89，选用浅色布帘，遮阳系数Cn=0.50；
楼板：水泥砂浆+钢筋混凝土+膨胀珍珠岩+沥青油毡+木丝板+钢丝抹灰加油漆，K=065W/m2K，β=0.22，ε=11.1h；
外门：选用节能外门，K=3.02 W/m2K，衰减系数β=0.99，延迟时间ε=0.6h；
内门：选用木框单层实体门，K=3.35 W/m2K，衰减系数β=0.99，延迟时间ε=0.5h；
房间类型：房间类型为中型。
1.2.2 室外设计参数
表1.3北京市室外设计参数
气象参数
基本参数
国家
省份
城市
经度(°E)
纬度(°N)

中国
北京市
北 京
116.47
39.8

夏季参数
夏季大气压(Pa)
夏季室外空调计算日平均温度(℃)
夏季室外空调计算干球温度(℃)
夏季室外空调计算湿球温度(℃)
夏季室外平均风速(m/s)
大气透明度等级

99987
29.1
33.6
26.3
2.2
4

冬季参数
冬季大气压(Pa)
冬季室外供暖计算干球温度(℃)
冬季室外空调计算干球温度(℃)
冬季室外空调相对湿度(%)
冬季最多风向平均风速(m/s)

102570
-7.5
-9.8
37
4.5

1.2.3 室内设计参数
夏季空调设计温度：25℃，风速不大于0.3 m/s，相对适度55%。
冬季空调设计温度：18℃，风速不大于0.2 m/s，相对适度55%。
1.2.4 体力活动性质
体力活动性质可分为：
静坐：典型场所：影剧院、会堂、阅览室等；
极轻劳动：主要以坐姿为主，典型场所：办公室、旅馆等；
轻度劳动：站立及少量走动，典型场所：实验室、商店等；
中等劳动：典型场所：纺织车间、印刷车间、机加工车间等；
重劳动：典型场所：炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。
所以本设计中办公楼层和客房楼层属于极轻劳动，娱乐层和商场层属于轻度劳动，餐饮层和会议层属于静坐。

河南城建学院本科毕业设计（论文） 第二章 负荷计算
第二章 负荷计算
空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。
在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗（失）热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
2.1 夏季冷负荷的计算
2.1.1 夏季冷负荷的组成
夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成：
1) 通过围护结构传入室内的热量
2）通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）设备散热量
6）伴随人体散湿过程产生的潜热量
2.1.2空调冷负荷计算方法
冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。本设计采用谐波反应法。谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂，一般需用电子计算机。为了便于手算，采用谐波法的工程简化计算方法。以3001值班室为例：
1.外墙和屋顶
（2.1）
式中 — 计算面积，m2；
— 传热系数，W/(m2·℃)
— 计算时刻，h；
— 温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h；
— 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。
表2.1西北外墙（3001值班室）冷负荷
西北墙冷负荷
时刻
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00

7
7
8
8
9
10
11
12
12
12
11
11
10
修正
-7
K
0.71
F
1.78
CLQτ
0
0
1.264
1.264
2.528
3.791
5.055
6.319
6.319
6.319
5.055
5.055
3.791

2.外窗
外窗的冷负荷包括两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷。
1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷
CLQτ=KFΔtτ （2.2）
式中 Δtτ — 计算时刻的负荷温差，℃，可通过《空气调节》查得；
K — 传热系数，W/(m2·℃)；
— 计算面积，m2。
表2.2 南外窗（3001值班室）瞬变传热冷负荷
南外墙（玻璃幕墙）瞬时传热冷负荷（w）
时刻
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
△tτ
-5.2
-4.6
-38
-3
-2.3
-1.6
-1.1
-0.7
-0.4
-0.3
-0.5
-0.8
-1.4
K
3.2
F
10.38
CLQτ
-173
-153
-125
-99.6
-76.4
-53.1
-36.5
-23.3
-13.3
-9.96
-16.6
-26.6
-46.5

2）窗户日射得热形成的冷负荷
CLQτ=xgxdCnCsFJj·τ （2.3）
式中 — 窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75；
— 地点修正系数，可通过《空气调节》查得；
Cn — 窗内遮阳设施的遮阳系数，可通过《空气调节》查得；
Cs — 窗玻璃的遮挡系数，可通过《空气调节》查得；
Jj·τ — 计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/m2，可通过《空气调节》查得。

表2.3窗户（3001值班室）日射得热形成的冷负荷
日射得热形成的冷负荷
时刻
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
Jj·τ
17
29
40
53
60
74
78
81
77
73
60
50
45
修正α
1.07
Xg
0.8
Xd
1
Cn
1
Cs
1
F
10.38
CLQτ
151
257.7
355.4
470.9
533.1
657.5
693.1
719.7
684.2
648.6
533.1
444.3
399.8

3.内围护结构
1）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（2.1）计算。此时负荷温差应按《空气调节》相应表中“零”朝向的数据采用。
2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算
表2.4 内墙和内门（3001值班室）冷负荷
内墙和内门冷负荷
时刻
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
修正
-7
K
0.71
F
1.78
CLQτ
0
0
0
1.264
1.264
2.528
2528
2.528
2.528
1.264
1.264
1.264
0

4.地面
由于第三层处于中间层，地面传热可忽略不计。
5.室内热源散热形成的冷负荷
设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。
（1）设备
由于房间3001为值班室，室内没有电脑等散热量较大的设备，所以设备散热形成的冷负荷不予考虑。
（2）照明
CLQτ= JLτ.TQ （2.5）
式中 Q — 照明得热，W；
T — 开灯时刻，h；
Lτ.T — 时间内的照明负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。
3001值班室安有1支60W的荧光灯计算如下表：
表2.5照明（3001值班室）负荷
照明散热形成的冷负荷
时刻
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
CLq
0.15
0.14
0.12
0.11
0.09

0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
n1
1.2
n2
1
N
60
CLQτ
10.8
10.08
8.64
7.92
6.48
5.76
5.04
4.32
3.6
2.88
2.16
1.44
0.72
（3）人体
人体冷负荷包括人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。
ⅰ.人体显热冷负荷
CLQτ=JPτ.TQ （2.6）
式中 Q — 人体得热，W；
T — 人员进入房间时刻h；
Pτ.T — 时间内的人体负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。
1006办公室有2人工作，工作时间为早上9：00到下午17：00。
ⅱ.人体潜热冷负荷
（2.7）
式中 — 不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W，可通过《空气调节》查得；
— 室内全部人数；
— 群集系数，可通过《空气调节》查得。

表2.6 人员散热（3001值班室）冷负荷
人员散热形成的冷负荷
时刻
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
CLq
0.2
0.8
0.85
0.9
0.92
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.97
0.97
0.98
qs
60.5
n
1
C
0.93
CLs
11.25
45.01
47.83
50.64
51.76
52.89
53.45
54.01
54.01
54.58
54.58
54.58
55.14
ql
73.3
CL1
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
68.17
合计
79.42
113.2
116
118.8
119.9
121.1
121.6
122.2
122.2
122.2
122.7
122.7
123.3

表2.7 3001值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-173
-153
-126
-99.6
-76.4
-53.1
-36.5
-23.3
-13.3

-9.96
-16.6
-26.6
-46.5
外墙
0
0
1.264
1.264
2.528
3.791
5.055
6.319
6.319
6.319
5.055
5.055
3.791
日射
151
257.7
355.4
470.9
533.1
675.5
693.1
719.7
684.2
642.6
533.1
444.3
399.8
人员
79.42
113.2
116
118.8
119.9
121.1
121.6
122.2
122.2
122.7
122.7
122.7
123.3
照明
10.8
10.08
8.64
7.92
6.48
5.76
5.04
4.32
3.6
2.88
2.16
1.44
0.72
内墙
0
0
0
1.264
1.264
2.528
2.528
2.528
2.528
1.264
1.264
1.264
0
总计
68.55
228.1
355.1
500.5
585.9
737.5
790.8
831.8
805.5
771.9
647.9
548.2
481.2

其他房间亦如上计算，汇总如下：
表28 3002值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-288
-255
-210
-166
-127
-88.6
-60.9
-38.8
-22.1
-16.6
-27.7
-44.3
-77.5
日射
251.7
429.5
592.4
784.9
888.5
1096
1155
1200
1140
1081
888.5
740.4
666.4
人员
573.9
817.8

838.2
858.5
866.6
874.7
878.8
882.8
882.9
886.9
886.9
886.9
891
照明
27
25.2
21.6
19.8
16.2
14.4
12.6
10.8
9
7.2
5.4
3.6
1.8
内墙
0
0
0
12.57
12.57
25.13
25.13
25.13
25.13
12.57
12.57
12.57
0
总计
564.6
1017.5
1242
1510
1657
1922
2011
2080
2035
1971
1766

1599
1482

表2.9 3003值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-5006
-4428
-3568
-2888
-2214
-1540
-1059
-674
-385
-289
-481
-770
-77.5
外墙
0
0
22.01
22.01
44.02
66.03
88.04
110.1
110.1
110.1
88.04
88.04
66.03
日射
4378
7468
10300
13648
15450
19055
20085
20858
19828
18798
15450
12875
11588
人员
16233
23133
23708
24283
24513
24743
24858
24973
24973
25088
25088
25088
25203
照明
1620
1512
1296
1188
972
864
756
648
540
432
324
216
108
内墙
0
0
0
50.94
50.94
1019
101.9
101.9
101.9
50.94
50.94
50.94
0
总计
17255
27684
31668
36303
38816
43290
44830
46016
45167
44190
40519
37548
35617

表2.10 3004值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-158
-140
-115
-91.1
-69.8
-48.6
-33.4
-21.3
-12.1
-9.11
-152
-24.3
-42.5
日射
138.1
235.6
324.9
430.5
487.4
601.1
633.6
658
625.5
593
487.4
406.2
365.6
人员
138.1
235.6
324.9
430.5
487.4
601.1
633.6
658
625.5
593
487.4
406.2
365.6
照明
54
50.4
43.2
39.6
32.4
28.8
25.2
21.6
18
14.4
10.8
7.2
3.6
内墙
0
0
0
36.7
36.71
73.41
73.41
73.41
73.41
36.71
36.71
36.71
0
总计
172.3
381.9
577.7
846.3
974.1
1256
1330
1390
1330
1228
1007
832
692.2

表2.11 3005值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-1108
-908
-809
-639
-490
-341
-234
-149
-85.2
-63.9
-107
-170
-298
日射
968.7
1653
2279
3020
3419
4217
4445
4616
4388
4160
3419
2849
2564
人员
819.8
1168
1197
1226
1238
1250
1255
1261
1261
1267
1267
1267
1273
设备
0
0
0
0
696
924
972
1008
1044
1068
1080
1104
444
照明
162
151.2
129.6
118.8
97.2
86.4

75.6
64.8
54
43.2
32.4
21.6
10.8
总计
842.8
1992
2797
3726
4960
6136
6513
6801
6662
6474
5692
5071
3994

表2.12 3006值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-268
-237
-196
-154
-118
-82.3
-56.6
-36
-20.6
-15.4
-25.7
-41.2
-72
日射
234
399.2
550.6
729.5
825.9
1019
1074
1115
1060
1005
825.9
688.2
619.4
人员
246
350.5
359.2
367.9
371.4
374.9
376.6
378.4
378.4
380.1
380.1
380.1
381.9
照明
63
58.5
50.4
46.2
37.8
33.6
29.4
25.2
21
16.8
12.6
8.4
4.2
内墙
0
0
0
24.75
24.75
49.5
49.5
49.5
49.5
24.75
24.75
24.75
0
总计
275.4
571.8
764.7
1014
1141
1394
1473
1532
1488
1411
1218
1060
933.4

表2.13 3007值班室冷负荷汇总
各分项逐时冷负荷总汇
外窗
-158
-140
-115
-91.1
-69.8
-48.6
-33.4
-21.3
-12.1
-9.11
-15.2
-24.3

-42.6
日射
138.1
235.6
324.9
430.5
487.4
601.1
633.6
658
625.5
593
487.4
406.2
365.6
人员
158.8
226.4
232
237.6
239.9
242.1
243.2
244.4
244.4
245.5
245.5
245.5
246.6
照明
63
58.5
50.4
46.2
37.8
33.6
29.4
25.2
21
16.8
12.6
8.4
4.2
内墙
0
0
0
36.71
36.71
73.41
73.41
73.41
73.41
36.71
36.71
36.71
0
总计
149.8
332.3
450.2
621.7
700.6
873.8
921.9
958.8
934.7
869
756.6
665.5
570.4
通过以上计算，可得出第三层各房间总冷负荷汇总如下
表2.14 第三层房间冷负荷汇总
房间编号
3001
3002
3003
3004
3005
3006
3007
冷负荷
831.8

2080
46016
1390
6801
1532
958.8
总冷符合
59609.6
通过以上的计算方法可以得出其余的十八层冷负荷，其余层有鸿业负荷计算得出，列表如下：
表2.15各层冷负荷汇总表
楼层
1
2
3
4
5
6
7
负荷
147053
128636
59609.6
125854
127340
104725
38336
最大负荷时刻
17：00
16：00
16：00
16：00
15：00
14：00
1