办公大楼空调系统设计说明书.doc

攀枝花学院专科毕业论文（设计）乐山市武警第五支队办公大楼空调系统设计说明书学生姓名： 小谷同志 学生学号： 20xxxxxx 院（系）： 年级专业： XXXX 指导教师： 刘X X 教授 助理指导教师： 李X X 讲师 二一二年六月摘 要 本工程是为乐山市武警第五支队办公大楼设计舒适性中央空调系统。该建筑位于四川省乐山市,建筑面积约为7100，空调面积约为5120。室内设计参数为夏季：tn=25、相对湿度=55；冬季：tn=20、相对湿度=45。设计总冷负荷 611KW，单位面积冷指标 119 w/m2。 空调方式采用风机盘管加新风系统。室外新风经新风机组处理到室内焓值后，再与室内经风机盘管处理的回风混合送入室内。风机盘管风量采用3速开关调节。气流组织形式主要采用上送上回的形式，风口采用方形散流器和百叶风口。 冷热源采用两台格瑞德的风冷模块式冷热水机组，制冷量为816KW。水系统中垂直立管采用同程式二管制系统，层间水平管段采用异程式二管制系统。 本工程卫生间采用机械排风。关键词： 冷热源 ；风机盘管；新风机组ABSTRACTThis project is to complete the central comfort air conditing system deign for the fifth armed police detachment City Building, which is located in Leshan City, Sichuan Province, which building area is about 7100 m2, air-conditioned area is about 5120 m2. The indoor design conditions are as follow: tn =25 and relative humidities=55% for summer; tn=20 and relative humidities=45% for winter. Total cooling load is 611kw, and cooling index is 119 w/m .Primary air fancoil system is employed for this office building. Fresh air is handled to the indoor isoenthalpy value by fresh air handling unit at first, and then mixes with Indoor air return, which is handled by Fan-coil unit in the room. Air flow rate of fancoil can be adjusted to 3 levels: high, medium and low. Diffusers air supply mode is adopted and return air inlet are louvers and double shutter.Two air-cooled modular chiller of Greide is applied to cold and heat sources, cooling capacity of 816KW.Two-pipe system is adopted to carry cool and hot water. For standpipe, pipe system is reversed return system, direct return system used to horizontal pipe. The toilet is employed for mechanical ventilation.Key words: Cold and heat source；Fan-coil unit；Fresh air handling unit目 录摘 要IABSTRACTII1 前言12 设计依据及参数2 2.1 工程概况2 2.2 设计依据2 2.3 设计参数2 2.3.1 室外气象参数2 2.3.2 室内计算空调参数3 2.4围护结构的各种参数33 各空调房间负荷计算4 3.1 夏季逐时冷负荷计算公式4 3.2 逐时冷负荷详细计算9 3.2.1 营房股-1001 的逐时冷负荷详细计算10 3.2.2 会议室2002的逐时冷负荷详细计算11 3.3 房间负荷列表124 方案选择16 4.1空调系统冷热源设计方案16 4.2空调风系统的设计方案16 4.2.1 风系统的分类16 4.2.2 风系统的选择17 4.3 空调水系统的设计方案18 4.3.1 两管制系统的优点18 4.3.2 闭式系统的优点18 4.3.3 同程和异程系统的选择18 4.3.4 一次泵系统的选择依据19 4.3.5 定流量和变流量系统195 房间的空气处理方案及送风量的确定20 5.1 空气处理方案概述20 5.2 送风量的确定20 5.3 新风量和新风负荷的计算22 54 空调机组和空调末段设备的选型25 5.4.1各空调房间的末端设备的选型25 5.4.2 新风机组的选择266 空调风系统的设计与计算27 6.1气流组织及风口的设计27 6.1.1 常用空调气流组织方式27 6.1.2 房间气流组织方式28 6.1.3 气流组织计算和风口选择28 6.2 风管材料、风管断面形状的选择及保温29 6.3 风管尺寸的确定、风系统阻力及平衡计算297 空调水系统的设计与计算48 7.1制冷主机设计与空调冷热源的选择48 7.2水系统的管径和阻力的计算48 7.2.1本设计采用机械循环异程式的循环方式。48 7.2.2 冷凝水管路设计67 7.3水系统附属设备的选择68 7.3.1系统水泵的选择计算68 7.3.2 膨胀水箱的选择69 7.3.3电子处理仪的选择70 7.4空调管路系统的保温与防腐708 卫生间的排风设计719 系统消声72 9.1 噪声影响及采取的措施72 9.2 消声装置的选择7210 系统减振7411 结论7512 总结与体会7613 致 谢7714 参考文献781 前言 随着我国经济的飞速发展，各地现代化的宾馆、办公楼、高级公寓、商贸中心、影剧院、体育馆等大型公共建筑和高层建筑大量涌现。现代建筑的涌现大大推动了空调的发展。进入21世纪，人们将会追求更高的物质文化生活水平，要求创造舒适而健康的室内空气环境。因此，中央空调将成为现代建筑中不可缺少的设备之一。 本工程是为乐山市武警第五支队办公大楼进行的空调系统设计。本空调设计是舒适性空调的设计，通过本设计要达到设定参数的要求，从而达到室内的舒适要求。说明书共分十一章。第二章给出了设计依据以及参数；第三章采用鸿业软件进行负荷逐日计算；第四章介绍了系统的设计方案；第五章阐述了房间处理过程以及送风量的确定；第六章阐述了风系统的具体设计步骤；第七章是水系统的设计步骤；第八章说明了卫生间的排风设计；第九章说明了系统消声的方法；第十章说明了设备减振的方法；第十一章得出了结论。由于本人的水平有限，难免存在错误，望给予批评指正。2 设计依据及参数2.1 工程概况 本工程设计对象为乐山市武警第五支队办公大楼，是一栋综合性办公大楼，建筑面积为7102，共六层，层高3.6m。房间功能主要有办公、会议室、休息室等。空调面积约5120。没有设立专门的机房，周围环境无任何天然冷热源可资利用。 房间顶部都设有吊顶，其中卫生间和走廊吊顶标高最低为2.8m；装修造型要求风口、风管等空调设备不影响其大体造型效果。室内的家具摆放也由装修公司设计布置。2.2 设计依据1）设计任务书；2）采暖通风与空气调节设计规范 (GBJ 192003)；3）暖通空调规范实施手册李先洲、李锦田主编 中国建筑工业出版社；4）采暖通风与空气调节制图标准 (GBJ 1142000)；5）民用建筑热工设计规范(GB 5017693)。2.3 设计参数 本工程为乐山地区的办公楼空调设计，由于乐山地区参数不明，但与成都地区相近所以参照成都地区的室内外参数进行选取。2.3.1 室外气象参数 表2-1室外气象参数参数夏季冬季室外空调计算干球温度31.61室外空调计算湿球温度26.7室外平均风速1.1m/s0.9m/s平均相对湿球温度85%80%夏季室外空气焓值84.21KJ/Kg当地室外大气压94.77Ka96.32Ka台站位置地点四川省乐山市纬度北纬31经度东经104.01海拔505.9m2.3.2 室内计算空调参数表2-2室内计算空调参数空调房间室内干球温度/相对湿度/新风量夏冬夏冬m/hp办公室2520554530会议室2518655030休息室2519555030体育活动室25195550302.4围护结构的各种参数表2-3围护结构的各种参数围护类型名称传热系数(w/.)(夏/冬)传热衰减传热延迟(h)外墙砖墙0800021.96/20.3498.46内墙砖墙(002002)2.02/2.020.417.16内门木（塑料）框单层实体门4.207/4.3980.9970.375外窗双层6mm3.039/3.1370.9960.432外门节能外门3.021/3.1180.9920.636屋面非上人加气混凝土砌块聚苯板500.55/0.560.289.91楼面-381.524/1.5480.4425.9123 各空调房间负荷计算3.1 夏季逐时冷负荷计算公式本设计的冷负荷计算采用冷负荷系数法。总冷负荷包括空调房间冷负荷和新风冷负荷。而房间冷负荷又包括：通过围护结构传入室内的热量引起的冷负荷；透过外窗引入室内的太阳辐射热量引起的冷负荷；人体散热量引起的冷负荷；照明散热量引起的冷负荷；设备、器具、管道及其他室内热源的散热量引起的冷负荷；食品或物料的散热量引起的冷负荷；渗透空气带入室内的热量引起的冷负荷；伴随各种散湿量过程产生的潜热量引起的冷负荷。确定房间计算冷负荷时，应根据上述各项得热量的种类和性质，以及房间的蓄热特性，分别逐时计算，然后逐时累加，找出综合最大值。(一)外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷(W)，按下式计算： (3-1)式中F计算面积，；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；t-作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。当外墙或屋顶的衰减系数0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Q： (3-2)式中负荷温差的日平均值，。(二)、外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷按下式计算： (3-3) 式中计算时刻下的负荷温差，； K传热系数。 (三)外窗太阳辐射冷负荷 透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Q，应根据不同情况分别按下列各式计算： 1.当外窗无任何遮阳设施时 (3-4) 式中计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/； 2.当外窗只有内遮阳设施时 (3-5) 式中计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/； 3.当外窗只有外遮阳板时 (3-6) 注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3-6)计算。 4.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 (3-7)式中计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/； 计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/； F1窗上收太阳直射照射的面积； F外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积） Ccl、CclN冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值； Ca窗的有效面积系数； Cs窗玻璃的遮挡系数； Cn窗内遮阳设施的遮阳系数； 注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3-7)计算。 (四)内围护结构的传热冷负荷 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，可按式(3-3)计算。 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负荷，可按式(3-1)计算，或按式(3-2)估算。此时负荷温差t及其平均值tpj，应按零朝向的数据采用。 3.当邻室有一定发热量时，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，按下式计算： (3-8)式中Q稳态冷负荷，下同，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，可根据邻室散热强度采用，。 (五)人体冷负荷 人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： (3-9)式中Cr群体系数； n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； 人体显热散热冷负荷系数。(六)灯光冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算： 1.白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯 Q=1000NX-T (3-10) 2.镇流器装在空调房间内的荧光灯 Q=1200NX-T (3-11) 3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 Q=1000NX-T (3-12)式中 N照明设备的安装功率，kW； 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0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8； 同时使用系数，一般为0.5-0.8； T 开灯时刻，点钟； -T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h； X-T-T时间照明散热的冷负荷系数。 (七)设备冷负荷 热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： (3-13)式中T热源投入使用的时刻，点钟； -T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，； X-T-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方法如下： 1.电热设备散热量 (3-14) 2.电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 (3-15) (3-16) 4.只有工艺设备在空调房间内的散热量 (3-17)式中N设备的总安装功率，kW； 电动机的效率； 同时使用系数，一般可取0.5-1.0； 利用系数，一般可取0.7-0.9； 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； a输入功率系数。 (八)渗透空气显热冷负荷 1.渗入空气量的计算 (1)通过外门开启渗入室内空气量G1(kg/h)，按下式估算： G1=n1V1pw (3-18)式中n1小时人流量； V1外门开启一次的渗入空气量，m3/h； pw夏季空调室外干球温度下的空气密度，kg/m3。 (2)通过房间门、窗渗入空气量G2(kg/h)，按下式估算： G2=n2V2pw (3-19) 式中 n2每小时换气次数； V2房间容积，m3。 2.渗透空气的显冷负荷Q(W)，按下式计算： (3-20) 式中G单位时间渗入室内的总空气量，kg/h； 夏季空调室外干球温度，； 室内计算温度，。(九)食物的显热散热冷负荷 进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人8.7W考虑。 (十)伴随散湿过程的潜热冷负荷 1.人体散湿和潜热冷负荷 (1) 人体散湿量按下式计算 (3-21) 式中 D散湿量，kg/h； g一名成年男子的小时散湿量，g/h。 (2)人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=nq2 (3-22) 式中q2一名成年男子小时潜热散热量，W； 群体系数。 2.渗入空气散湿量及潜热冷负荷 (1)渗透空气带入室内的湿量(kg/h)，按下式计算： D=0.001G(dw-dn) (3-23) (2)渗入空气形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算： (3-24) 式中 dw室外空气的含湿量，g/kg； dn室内空气的含湿量，g/kg； iw室外空气的焓，kJ/kg； in室内空气的焓，KJ/KG。 3.食物散湿量及潜热冷负荷 (1)餐厅的食物散湿量(kg/h)，按下式计算： D=0.0115n (3-25) 式中n就餐总人数。 (2)食物散湿量形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算： Q=8.7n (3-26) 4.水面蒸发散湿量及潜热冷负荷 (1) 敞开水面的蒸发散湿量(kg/h)，按下式计算： D=(a+0.00013v)(Pqb-Pq)AB/B1 (3-27) 式中 A蒸发表面积，； a不同水温下的扩散系数； v蒸发表面的空气流速； Pqb相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力； Pq室内空气的水蒸气分压力； B标准大气压，101325Pa； B1当地大气压（Pa）。3.2 逐时冷负荷详细计算 利用鸿业计算软件对房间负荷进行详细计算，结果如下：3.2.1 营房股-1001 的逐时冷负荷详细计算房间编号名称：1001营房股面积()：40.10设备 (W/)：13.00照明 (W/)：11.00人员 (人/)：0.10新风量 (m3/h.人)：30.00同层相似房间数：1设备(W)：521.30照明总量(W)：441.10人员总量(人)：4.01新风总量(m3/h)：120.30夏季参数设计温度()：25.00相对湿度(%)：55.0冬季参数设计温度()：20.00相对湿度(%)：45.0热负荷类型：空调热负荷风力修正：0.00房高修正：0.00营房股-1001的逐时冷负荷详细计算见表3-1。房间编号名称：1001营房股房间面积()：40.10最大冷负荷时刻(h)：17:00表3-1 营房股的逐时冷负荷详细计算表时刻(h)总冷负荷(W)(含新风)总冷指标(含新风)冷负荷(W)(不含新风)冷指标(不含新风)总湿负荷(kg/h)(含新风)总湿指标(含新风)湿负荷(kg/h)(不含新风)湿指标(不含新风)8:002925.9272.972342.1258.410.74420.01860.23740.00599:003831.1095.542721.8967.881.41390.03530.45100.011210:004019.36100.232910.1572.571.41390.03530.45100.011211:004118.06102.693008.8575.031.41390.03530.45100.011212:003936.1298.163002.0574.861.19070.02970.37980.009513:003981.8799.303047.8076.001.19070.02970.37980.009514:004303.11107.313193.9079.651.41390.03530.45100.011215:004361.86108.773252.6581.111.41390.03530.45100.011216:004376.39109.143267.1881.481.41390.03530.45100.011217:004442.59110.793333.3883.131.41390.03530.45100.011218:003291.0682.072940.7873.340.44650.01110.14240.003619:002950.9473.592600.6764.850.44650.01110.14240.003620:002389.7559.592389.7559.590.00000.00000.00000.00003.2.2 会议室2002的逐时冷负荷详细计算房间编号名称：2002会议室面积()：40.10设备 (W/)：5.00照明 (W/)：20.00人员 (人/)：0.33新风量 (m3/h.人)：30.00同层相似房间数1设备(W)：200.50照明总量(W)：802.00人员总量(人)：13.23新风总量(m3/h)：396.99夏季参数设计温度()：25.00相对湿度(%)：65.0冬季参数设计温度()：18.00相对湿度(%)：50.0热负荷类型：空调热负荷风力修正：0.00房高修正：0.00会议室-2002的逐时冷负荷详细计算见表3-2。表3-2 会议室的逐时冷负荷详细计算表房间编号名称：2002会议室房间面积()：40.10最大冷负荷时刻(h)：14:00时刻(h)总冷负荷(W)(含新风)总冷指标(含新风)冷负荷(W)(不含新风)冷指标(不含新风)总湿负荷(kg/h)(含新风)总湿指标(含新风)湿负荷(kg/h)(不含新风)湿指标(不含新风)8:004481.14111.752881.3471.851.99600.04980.64310.01609:006871.04171.353831.4295.553.79240.09461.22180.030510:007364.80183.664325.18107.863.79240.09461.22180.030511:007730.81192.794691.19116.993.79240.09461.22180.030512:007326.64182.714766.95118.883.19360.07961.02890.025713:007386.12184.194826.44120.363.19360.07961.02890.025714:008008.13199.704968.51123.903.79240.09461.22180.030515:007925.83197.654886.21121.853.79240.09461.22180.030516:007721.83192.564682.21116.763.79240.09461.22180.030517:007612.12189.834572.50114.033.79240.09461.22180.030518:004517.93112.673558.0588.731.19760.02990.38580.009619:004073.07101.573113.1977.641.19760.02990.38580.009620:002578.6464.312578.6464.310.00000.00000.00000.00003.3 房间负荷列表所有房间的负荷详见于图3.3。图3.3 房间负荷表图表3.3图表3.3续图3.3图3.4 建筑负荷时间分布图4 方案选择4.1空调系统冷热源设计方案风冷模块式冷热水机组是以空气源为冷热源，采用电驱动制冷和制热，可实现全年性气候运行的一种机型。它是一种能够提供冷热源的独立完整机组，又可充分利用空气这个自然能源，因此较之传统的冷水机组更具有优势和特点：1）可在制冷季节向空调系统提供冷水，在采暖季节向空调系统提供热水，是理想的空调冷热源；2）由于采用风冷模块式，可省去传统空调系统中一般都需要的冷却水系统，即不需要设计安装冷却塔、冷却水泵及相关管道，系统设计简单，施工方便，安装快捷；3）机组可放置于屋顶、阳台、庭院及其它适合的露天位置，不必专门建造冷冻机房，可为投资者节约宝贵的建筑空间；4）机组为模块化结构，可灵活组合，形成不同的机组容量，满足用户不同的需要；5）因为机组制冷制热均使用电力这一清洁的能源，避免了由于燃煤、燃油与燃气所带来的排放污染或消防问题，也无冷却塔的噪音和飞水污染，是典型的“环境友好”产品；6）冬季供热节电，采用风冷冷热水机组冬季供热比用电直接供热要省电三分之二左右。由于本工程建筑没有专门设置制冷机房，所以采用风冷模块式冷热水机组4.2空调风系统的设计方案4.2.1 风系统的分类1）风系统按所处理的空气的性质分类；1、直流式系统， 2、循环式系统， 3、混合式系统。2)风系统按空气流量状态分类；1、定风量系统， 2、变风量系统。3)风系统按风道内的风速分类。1、低速系统， 2、高速系统。4.2.2 风系统的选择1）根据上面的分类，本设计房间采用低速混合式定风量系统。即采用风机盘管+新j95图3图2风的空气处理方式，常见处理方式如下： A B2）分析1、方式A中新风先处理到室内焓值后与回风混合，再经风机盘管处理后送入房间内。即新风接回风箱。此种方式的特点：新风处理到室内空气焓值不承担室内负荷。风机盘管机组处于湿工况运行，卫生条件差。新风与回风混合后进入风机盘管处理，风机盘管的负荷和风量较大，因此机型较大。夏季设计工况下，空气处理过程流程如下： W冷却减湿 L 混合 C 冷却减湿 O N 室内N 2、方式B中新风先处理到室内焓值再与处理过的回风混合，再送入房间。即新风不接回风箱。此种方式的特点：新风处理到室内空气焓值不承担室内负荷。风机盘管机组处于湿工况运行，卫生条件差。夏季设计工况下，空气处理过程流程如下： W冷却减湿 L 混合 O N N冷却减湿 M 本设计中均采用方式B。4.3 空调水系统的设计方案 本设计冷冻水系统采用两管制、闭式、水平异程、一次泵、主机侧定流量和用户侧变流量系统。4.3.1 两管制系统的优点 两管制水系统是采用同一套供回水管路。冬季供热水，夏季供冷水。由运行人员依据多数房间的需要决定，实行供热与供冷的转换。两管系统具有管理方便，一次性投资较小等优点。本设计对空调精度要求不是很高，故采用两管制。而三管制是共用一根回水管，因此冷热有混合损失，运行效率不高，而且系统水力工况复杂，难于运行。四管制初投资较高且多占空间。4.3.2 闭式系统的优点1）水泵扬程仅需克服循环阻力，与楼层数无关，仅取决于管路长度和阻力。2）循环水不易受污染，管路腐蚀情况比开式系统小。3）不需要设回水池，但要设一个膨胀水箱。膨胀水箱尽量接至水泵入口，其管上不用装设阀门。4）水泵可以安装在系统内任意位置。缺点：蓄冷能力小，低负荷时冷冻机也需经常开启；膨胀水箱的补水有时需要加压泵。4.3.3 同程和异程系统的选择