空气调节毕业设计讲解.docx

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空气调节毕业设计讲解

本科毕业设计

题目：

武汉市某九层假日酒店空调系统设计

专题题目：

学院：

专业：

建筑环境与设备工程

班级：

111班

学号：

学生：

指导教师：

职称：

指导教师：

职称：

时间：

2015年6月18日

摘要

本设计对象是一九层假日酒店，位于武汉市。

涉及的主要内容有：

负荷计算、新风量的确定、空气处理过程的设计、气流组织设计与计算、设备选型、水系统及风系统水力计算、系统控制的方案确定等。

结合建筑特点与实际，制定空调设计方案。

在符合实际的基础上尽量使系统有更强的功能性和操作性，所以本设计采用风机盘管加新风系统，人员少或者停留时间不长且不易送新风的小房间则靠自然通风来达到换气的目的。

从第一层至第九层均采用吊顶式空调机组，风机盘管采用下送风的方式。

而新风则在客房采用侧送风，其他房间采用下送风

第一层新风机组置于厨房部分的室外，可最大化的减少机组噪音对大厅人员的影响，而从第二层至第九层的新风机组则置于相应的机房里，

制冷机房设于地面一层最西面，选用一台螺杆式冷水机组，夏季供冷冻水，冷冻水泵选择的是两用一备，冷却水泵选择也是两用一备，冷却塔置于屋顶。

关键字：

风机盘管加新风系统；送风方式；制冷机房；水泵

Abstract

TheobjectofthisdesignisalholidayinnconstructionwhichislocatedinWuhan.Themaincontentincludes:

theloadcomputation,theamountdeterminationofnewwind,theairtreatingprocessesdesign,thesupposecountswiththecomputationofaircurrentorganization,theequipmentshaping,thewaterpowercomputationofaqueoussystemandthewindsystem,thesystemscontrolplan,andsoon.

Combinethepracticeandthecharacteristicofarchitecture,establishtheplanoftheairconditiondesign.Onthebasisoftruthfulness,makingthesystermmorefunctionalityandmoreoperationality.SowedesigntheFancoilandfreshairsystem,Thesmallroomwithlittlepeopleorshortresidencetimeandthesmallroomthatisnoteasytosendafreshairwillrelyonthenaturalventilationtoachievethepurposeoftheairexchange. Fromthefirstleveltotheninthlevelareuseofceilingairconditioningunits,fancoilareusedthewayofdownwardairsupply.GuestRoomsareusethewayofSideairsupply,theotherroomtosendthewindusethewayofdownwardairsupply.

Thefreshairunitoffirstlayerisplacedinthekitchenofoutdoor，itcanmaximumreducetheeffectofnoise,andfromthesecondlayertotheninthflooroffreshairunitisplacedintheappropriateroom,

Refrigerationroomislocatedinthegroundfloorofthewest,thechoiceofascrewchillersinsummerforchilledwater,chilledwaterpumpselectionisadual-useequipment,coolingwaterpumpofchoiceisadual-useequipment,coolingtowerareplacedontheroof.

Keywords：

blowerfancoilwithnewwind;Airsupplymode;Refrigerationroom；Waterpump

感谢44

第一章设计条件

1.1工程概况

本工程为武汉市某九层假日酒店空调系统设计，总建筑面积2108m2，客房共9层，建筑高度为33.2m。

第一层层高为4.2m，分为大厅，制冷机房，厨房，和客房几大部分，第二层层高也是4.2m，分为餐厅，办公空间，客房几大部分第三层为办公空间和客房，四层之后只有客房；除第一层以外每层设有新风机组室。

1.2设计采用的气象数据

表1-1室外气象参数

（一）

序号

地名

台站位置

室外计算干球温度

夏季室外平均每年不保证50小时的湿球温度

北纬

东经

海拔

夏季通风

夏季空气调节

夏季空气调节日平均

武汉

30o38’

114o04’

23.3

35.2

28.2

根据<<暖通空调气象资料集>>

（1）空调夏季室外计算干球温度：

35.2℃

（2）夏季空调室外日平均温度：

28.2℃

（4）夏季大气压力：

0.100530MPa

（5）夏季室外相对湿度为79%

1.3空调房间的设计条件

表1-2旅馆客房空调设计计算参数

房间类型

夏季

冬季

新风量

空气含尘量

空气温度

相对湿度

风速

空气温度

相对湿度

风速

m/s

m3/h*人

mg/m3

客房

一级

≦55

≦0.25

≦50

≦0.15

≧50

≦0.15

二级

≦60

≦0.25

≦40

≦0.15

≧40

三级

≦65

≦0.25

≦30

≦0.15

≧30

四级

根据<<旅馆建筑空调设计>>

可得以下数据

表1-3本旅馆客房空调设计计算参数

夏季

温度

260C

空调运行时间

24h

湿度

60%

新风量

30m3/人

风速

0.25m/s

备注

室内压力稍高于室外压力

1.4围护结构的热工性能

（1）外墙：

250mm厚的钢筋混凝土剪力墙。

传热系数：

2.67w/（m2.k）

类型：

重型

延迟时间为：

8.1h

衰减系数：

0.31

查<<空调负荷实用计算法>>

（2）屋顶：

120mm厚混凝土板加50mm厚加膨胀树脂珍珠岩保温层，1.2mm的三元乙醇防水卷材

传热系数：

0.74w/（m2.k）

延迟时间为：

7.3h

衰减系数为：

0.46

吸收系数为：

0.45

查<<空调负荷实用计算法>>

（3）玻璃窗和外门

结构：

采用断热铝合金型材，6+9+6低辐射中空玻璃。

窗的宽度1.8m及高度为1.6m，门的高度为4.5m，宽为4.5m

传热系数：

4.54w/（m2.k）

內遮阳设施：

淡色窗帘Cn=1.00

外遮阳设施：

Cs=1.00

窗的有效面积系数Xg=0.85

地点修正系数Xd=1

查<空气调节设计手册>>

（4）内墙

结构：

内墙为200mm厚剪力墙。

传热系数：

2.59w/（m2.k）

类型：

重型

查<<空调负荷实用计算法>>

（5）普通房间外门断热铝合金型材，

1.5室内照明

表1-4照明功率密度指标

建筑类别

房间类别

照明功率密度

W/m2

建筑类别

房间类别

照明功率密度

W/m2

办公建筑

普通办公室

宾

馆

建

筑

客房

餐厅

高档办公室

会议室

走廊

门厅

走廊

商场建筑

一般商店

其他

高档商店

查《实用供热空调设计手册》

综上可得，各部分照明密度如下：

（1）厨房为13W/m2；

（2）客房为11W/m2；

（3）餐厅为13W/m2；

（4）门厅为15W/m2；

（5）一二楼办公室为18W/m2；

（6）厕所为15W/m2，；

各部分结构开灯时间：

（1）客房连续开灯时间：

6小时---从18：

00到24：

00连续运行；

（2）门厅连续开灯时间：

12小时---从18：

00到6：

00连续运行；

（3）厕所连续开灯时间：

12小时---从18：

00到6：

00连续运行；

（4）餐厅连续开灯时间：

3小时---从06：

00到09：

00连续运行；

从11：

00到14：

00连续运行；

从17：

00到20：

00连续运行；

（5）办公室连续开灯时间：

10小时---从08：

00到18：

00连续运行；

（6）厨房连续开灯时间：

3小时---从06：

00到09：

00连续运行；

从11：

00到14：

00连续运行；

从17：

00到20：

00连续运行；

1.6室内设备

表1-5电器设备的功率密度

建筑类别

房间类别

功率密度

W/m2

建筑类别

房间类别

功率密度

W/m2

办公建筑

普通办公室

宾

馆

建

筑

普通客房

高档客房

高档办公室

会议室

走廊

其他

走廊

商场建筑

一般商店

其他

高档商店

查《实用供热空调设计手册》

综上可得，各部分设备功率密度如下：

（1）厨房设备安装功率：

5w/m2；

（2）客房设备安装功率：

20w/m2；

（3）厕所设备安装功率：

5w/m2；

（4）楼办公室设备安装功率：

13w/m2；

（5）二楼餐厅安装功率：

5w/m2；

1.7室内人员散热

表1-6不同类型房间人均占有的使用面积指标

建筑类别

房间类别

功率密度

W/m2

建筑类别

房间类别

功率密度

W/m2

办公建筑

普通办公室

宾

馆

建

筑

普通客房

高档客房

高档办公室

会议室

2.5

会议室

2.5

走廊

其他

走廊

商场建筑

一般商店

其他

高档商店

查《实用供热空调设计手册》

综上可得，各部分结构人均占有面积指标如下：

（1）餐厅人均面积指标为2.5m2/人，

（2）厨房人均面积指标为20m2/人,

（3）厕所人均面积指标为20m2/人,

（4）客房人均面积指标为15m2/人,

（5）大厅人均面积指标为15m2/人，

（6）办公室全设为高档办公室，人均面积指标为8m2/人，

人员显热为61w，潜热为73w。

第二章系统方案初步确定

2.1系统方案

（1）全空气空调系统

全空气空调系统的优点是:

设备集中、系统简单,维修和管理都比较方便，施工方便，初投资小，可以实现全年多工况节能运行调节，经济性好，使用寿命长，在过度季节能全新风运行。

其缺点是：

风道断面大，风管系统复杂，布置困难，一个系统供给多个房间，当各房间负荷变化不一致时，无法进行精确调节，并且当一部分房间不再需要空调或负荷变化时而整个系统还在继续运行，造成能源的浪费；空调房间之间有风管连通，使房间互相污染；设备与风管的安装工作量大，周期长。

适用于建筑空间大、易于布置风道、室内温度、湿度、洁净度等控制要求严格，全年多工况节能以及负荷大或潜热负荷大的场合。

表2.1全空气系统与空气－水系统方案比较表

比较项目

全空气系统

空气－水系统

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

有时可布置在屋顶或安设在车间柱间平台上

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

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

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

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

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

使用寿命长

使用寿命较长

安装

设备与风管的安装工作量大周期长

安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器间

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

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

可以严格地控制室内温度和室内相对湿度

对室内温度要求严格时难于满足

消声与隔振

可以有效地采取消防和隔振措施

必须采用低噪声风机才能保证室内要求

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

各空调房间之间不会互相污染

（2）：

新风加风机盘管系统

新风加风机盘管系统克服了全空气系统由于有风道截面积大、占用建筑面积

和空间较多以及系统灵活性差等缺点，在这个系统既有水，又有空气，因此新风

加风机盘管系统适用于其房间的用途和使用者的要求不同，并且要求灵活性高的

建筑，如旅馆、办公楼等。

表2.2风机盘管+新风系统的特点表

优点

1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用

2）各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好

3）与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间

4）机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装

5）只需新风空调机房，机房面积小

6）使用季节长

7）各房间之间不会互相污染

缺点

1）对机组制作要求高，则维修工作量很大

2）机组剩余压头小室内气流分布受限制

3）分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便

4）无法实现全年多工况节能运行调节

5）水系统复杂，易漏水6）过滤性能差

适用性

适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,

需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合

2.2初选系统方案

根据上面的分析比较：

本工程武汉市某九层假日酒店空调系统设计，新风加风机盘管系统适用于其房间的用途和使用者的要求不同，满足灵活性高的要求，所以选择新风加风机盘管系统。

第三章负荷计算

3.1冷负荷计算

（1）空调房间的冷负荷包括：

①由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑围护结构传入室内的热量形成的冷负荷；

②人体散热、散湿形成的冷负荷；

③灯光照明形成的冷负荷；

其他设备散热形成的冷负荷。

空调房间的冷负荷是确定送风系统风量和空调设备的依据。

由于室内外温差和太阳辐射热的作用,通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷与室外气象参数（太阳辐射热、室内外温度）、围护结构和房间的热工性能有关，传入室内的热量并不一定立即成为室内冷负荷。

其中对流形成的得热量立即变成室内冷负荷，辐射部分的得热量经过室内围护结构的吸热—放热后，有时间的衰减和数量上的延迟。

因此，必须采用相应的冷负荷系数。

本设计中采用的就是冷负荷系数法。

（2）制冷系统负荷

制冷系统负荷等于室内负荷、新风负荷和其他热量形成的冷负荷之和；也就是说空调制冷系统的供冷能力除了要补偿室内的冷负荷外，还要补偿空调系统新风量负荷和抵消冷量的再加热等其他热量形成的冷负荷。

制冷系统负荷是确定空调制冷设备容量的依据。

3.1.1外维护结构冷负荷计算

（1）外墙，屋顶的冷负荷计算

通过墙体、天棚的得热量形成的冷负荷，可按下式计算：

CLQτ=KF⊿tτ-εW

式中K——围护结构传热系数，W/m2•K；

F——墙体的面积，m2；

β——衰减系数；

ν——围护结构外侧综合温度的波幅与内表面温度波幅的比值为该墙体的传热衰减度；

τ——计算时间，h；

ε——围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；

τ-ε——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；

⊿tε-τ——作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。

（2）窗户的冷负荷计算

通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分，日射得热量又分成两部分：

直接透射到室内的太阳辐射热qt和被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量qα。

（a）窗户瞬变传热得形成的冷负荷

本次工程窗户为3.0mm厚玻璃，主要计算参数K=3.5W/m2•K。

工程中用下式计算：

CLQτ=KF⊿tτW

式中K——窗户传热系数，W/m2•K；

F——窗户的面积，m2；

⊿tτ——计算时刻的负荷温差，℃。

（b）窗户日射得热形成的冷负荷

日射得热取决于很多因素，从太阳辐射方面来说，辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间的不同而不同。

从窗户本身来说，它随玻璃的光学性能，是否有遮阳装置以及窗户结构（钢、木窗，单、双层玻璃）而异。

此外，还与内外放热系数有关。

工程中用下式计算：

CLQj•τ=xgxdCsCnJj•τW

式中xg——窗户的有效面积系数；

xd——地点修正系数；

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，W/m2；

Cs——窗玻璃的遮挡系数；

Cn——窗内遮阳设施的遮阳系数。

以一楼大堂冷负荷的计算为例（因为空间有限，取其中的12小时展示）：

毕业设计空调一楼冷负荷

房间

项目

计算项

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

一楼大堂

北玻璃幕墙瞬时传热

△tτ

5.0

6.0

6.8

7.6

8.2

8.7

9.0

9.1

8.9

5.8

7.9

7.2

CLQτ

1545

1853

2101

2348

2533

2687

2780

2811

2749

1792

2440

2224

北玻璃幕墙日射得热

Jjτ

0.85

68.04

CLQτ

3065

3644

4106

4395

4280

3991

3644

3817

3875

1735

1388

采光天井瞬时传热

△tτ

5.0

6.0

6.8

7.6

8.2

8.7

9.0

9.1

8.9

5.8

7.9

7.2

CLQτ

1600

1920

2176

2431

2623

2783

2879

2911

2847

1856

2527

2304

采光天井日射得热

Jjτ

124

214

287

327

316

251

109

0.85

70.47

CLQτ

7428

12818

17191

19587

18928

15035

6529

5091

4373

3714

3175

2695

采光天井墙得热量

1994

南玻璃幕墙和大门瞬时传热

△tτ

5.0

6.0

6.8

7.6

8.2

8.7

9.0

9.1

8.9

5.8

7.9

7.2

4.54

68.04

CLQτ

1545

1853

2101

2348

2533

2687

2780

2811

2749

1792

2440

2224

南玻璃幕墙和大门日射得热

Jjτ

108

0.85

68.04

CLQτ

2892

4164

5436

6246

5552

4569

3817

3065

2198

1562

1330

配电间南和东内墙

891

楼梯及空调机房东内墙

411

服务台处南外墙

△tτ-ε

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