完整版暖通毕业设计代做.docx
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摘要
本设计对象为沈阳慈爱护理学院教学楼通风空调工程设计，总建筑面积为4114.05m2，属于舒适性空调。
建筑主要功能为教学、办公以及学生活动。
该建筑地上五层，地下一层。
其中包含了多种使用功能的房间。
其中右侧带有一个报告厅，采用全空气系统；主体教学楼，考虑到其使用时间上的差别，采用风机盘管加新风系统；因此本设计中只提供风机盘管作为室内的冷热源。
风机盘管加新风系统中，新风机组将新风处理至室内状态焓值直接送入室内，不再另设空气处理装置。
建筑消防上对消防楼梯间设置了火灾时加压送风设备。
地下室为空调供热制冷设备间以及仓库间。
各风管上设置防火阀门，平时开启，着火时关闭。
空调水系统采用同程式，采用送回水立管将地下室机房制得的空调水送到教室、训练室等区域。
关键词：
暖通空调；舒适性空调；全空气系统；风机盘管加新风系统
Abstract
ThisistheHAVCdesignofShenyangCiaiNursingCollegeclassroombuildingventilationandairconditioningandrefrigerationengineering,withatotalareaof4144.05m2,belongingtothecomfortaircondition.Themainfunctionofthebuildingfortheteachingoffice.Thebuildingtotallybeusedindifferenttime.Whichrightsidesisalectureclassroombuilding,Consideringtheroomsareusedindifferenttime,thedesignchooses.Duringtoitsstaggeredusage,thedesignonlyofferfancoilunitastheindoor,Pressurizedairsupplyequipmentaresetinfirefightingstairsandelevatorlobbyincaseoffire.Fireshutterpartsofthemechanicalexhaust.
Basementforairconditioning,turnofffire.Theairconditioningwatersystemusesthesameprogram,theareareturnedtothewaterrisertothebasementroominthesystemofair-conditioningwatertotheclassroomforum.
Keywords:
HAVC；comfortairconditioning；all-airsystem
目录
摘要I
AbstractII
第一章工程概况1
1.1前言1
1.2原始资料2
1.2.1土建资料2
1.2.2动力与能源资料2
1.2.3气象资料2
第二章负荷计算4
2.1冷负荷的组成及计算方法4
2.1.1建筑围护结构冷负荷计算4
2.1.2新风负荷10
2.2热负荷的组成及计算方法12
2.2.1维护结构的附加耗热量12
2.2.2冷风渗入耗热量13
2.3湿负荷计算13
第三章空调系统的划分与组成14
3.1空调系统的比较选择14
3.1.1全空气系统的特点:
15
3.1.2风机盘管-新风系统特点15
3.2技术经济分析16
3.3系统方案的确定17
第四章全空气系统设计18
4.1新风量的确定18
4.2送风状态和送风量的确定18
4.3组合式空调机组的选型19
第五章风机盘管-新风系统设计21
5.1风机盘管-新风系统空气处理过程21
5.2风机盘管选择21
5.3新风机组选择22
第六章气流组织设计与风系统水力计算24
6.1气流分布的形式24
6.1.1气流组织的基本形式24
6.1.2送风口的形式24
6.1.3回风口的布置和吸气风速24
6.1.4本设计采用的气流组织形式25
6.2风口的选择计算25
6.2.1气流组织的校核计算26
6.3风管道的计算29
6.3.1新风管道的计算29
第七章水系统水力计算31
7.1压力损失的构成31
7.2风机盘管水系统供、回水管水力计算31
7.3空调凝结水管道设计及管径的确定32
第八章制冷机房设备选择33
8.1机房系统原理33
8.2制冷机组的选择34
8.3换热设备的选择35
8.4补水设备的选择35
8.4.1水处理设备选择35
8.4.2水箱的选择36
8.5水泵的选择36
8.5.1冷却水泵的选择36
8.6.2冷冻水泵的选择37
第九章消防排烟及通风38
9.1防烟38
9.2系统防排烟设计方法39
第十章供热方案经济技术分析41
10.1噪声设计参数41
10.2消声器的选择41
10.3机房布置42
第十一章结论45
参考文献46
致谢47
附录一1
第一章工程概况
1.1前言
建筑是人们生活与工作的场所，现代人的一生绝大部分时间都是在建筑物中度过的。
因此建筑室内环境对于现代人类的身心健康起着尤为重要的作用。
人们对现在建筑的要求，不仅仅是起挡风遮雨功能，更是对室内温湿度、空气、光照、声音环境的舒适要求。
通风空调的出现解决了人们对这些方面的要求，改善了人们的室内居住环境。
同时随着社会的不断发展，节能减排成为是社会的一大热点问题。
具备更好、更高效的利用能源，降低排放量的产品也成为这个时代的骄子。
建筑的能耗在社会的整体能耗中占有很大的份额，而空调能耗约占建筑运行能耗的40%。
因此通风空调系统是否节能是证明了整个建筑是否属于节能建筑的一项重要指标。
在大学的四年里，我们通过各项专业课程的学习，了解的暖通空调这个行业的历史和未来发展的趋势，掌握了暖通空调的各类系统以及原理。
在大学即将毕业之际，我以沈阳慈爱护理学院教学楼为例，利用将近一个学期的时间做了该建筑的通风空调设计作为自己的毕业设计，同时也是检验自己大学四年的学习成果。
在设计过程中，充分结合建筑所在地的地理条件和建筑自身条件等特点，尽量满足各个房间使用和节能方面的要求。
并且参阅了许多国内外资料及国家规范。
设计过程中主要依据的工程技术资料如下：
《实用供热空调设计手册》
《空气调节》
《空气调节设计手册》
《民用建筑采暖通风设计技术措施》
《暖通空调常用数据手册》
《采暖通风设计手册》
《高层民用建筑设计防火规范》
《暖通空调设计资料便览》
《工业通风》
《中央空调设备选型手册》
《高层建筑空调与节能》
1.2原始资料
1.2.1土建资料
本工程为沈阳慈爱护理学院通风空调工程，使用性质为教学楼，一共五层，其中多数为教室和训练室，总建筑面积约４１１４.０５平方米。
墙体的维护结构如下所示：
（1）从外至内－砖墙370mm，导热系数为0.81Wm·℃---水泥膨胀珍珠岩100mm,导热系数为0.26Wm·℃---内抹灰20mm，导热系数为0.87W（m·℃），经计算，Ro=1.02㎡·℃W。
得传热系数为0.98KW（㎡·℃），属于Ⅱ型。
（2）屋面：
通风屋面：
从上至下－预制细石混凝土板25mm，导热系数1.84W（m·℃）---.通风层≧200mm---卷材防水层10mm，导热系数0.17W（m·℃）---水泥砂浆找平层20mm，导热系数0.93W（m·℃）---保温层，沥青膨胀珍珠岩125mm，导热系数0.12W（m·℃）---隔汽层---现浇钢筋混凝土70mm，导热系数1.54W（m·℃）---内粉刷。
最后经计算得屋面的传热系数为0.75KW（㎡·℃）属于Ⅱ型。
（3）门、窗：
金属双层玻璃窗；K=3W（㎡·℃）
（4）外门：
节能外门K=3.09W（㎡·℃）
（5）其他详见建筑条件图。
1.2.2动力与能源资料
（1）动力：
工业动力电380V－50Hz；
（2）能源：
空调热媒为60～50℃水，冷媒为7～12℃冷水，由制冷机房供给。
1.2.3气象资料
沈阳室外计算参数：
北纬41。
46'，东经123。
26'，海拔41.6米；
大气压力：
夏季1000.7mbar，冬季1020.8mbar；
年平均温度：
7.8℃；
室外计算（干球）温度：
采暖-19℃；
冬季空气调节-22℃；
冬季通风-12℃；
夏季通风28℃；
夏季空气调节31.4℃；
夏季空调日平均27.2℃；
夏季空调室外计算湿球温度25.4℃；
室外计算相对湿度：
最冷月平均64％；
最热月平均78％；
最热月14时平均64％；
室外风速：
冬季平均3.1ms；
夏季平均2.9ms；
最多风向及其频率：
冬季Ｎ13％；
夏季Ｓ17％；
全年Ｓ12％；
冬季日照率58％；
最大冻土深度148cm；
第二章负荷计算
2.1冷负荷的组成及计算方法
2.1.1建筑围护结构冷负荷计算
（1）外墙或屋面瞬变传热引起的冷负荷
任意时刻，外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷Qτ可由下式计算[1]：
（2-1）
式中:
F—计算面积，m²；
τ—计算时刻；
τ-ζ—湿度波的作用时刻，即温度波作用于外墙的时刻；
—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温度差℃。
K—传热系数（Wm2）
（2）外窗瞬时传热冷负荷[2]
（2-2）
式中：
—计算时刻下的负荷温差，℃；
K—传热系数，单层单框双玻璃用2.5（Wm²）。
（3）外窗透入日射得热形成的冷负荷
本设计中，根据使用性质不同而在某些房间不设遮阳设施，故冷负荷按下式计算[2]:
（2-3）
式中：
—窗户的构造修正系数；
—窗户地点修正系数；
—计算时刻下，透过外窗的太阳总辐射负荷强度，Wm²。
（4）室内热源散热引起的冷负荷
1．人体显热散热形式的计算时刻冷负荷
可按下式计算[1]：
（2-4）
式中：
—群集系数；
—计算时刻空调房间的总人数；
—一名成年男子小时显热散热量；
T—人员进入空调房间的时刻算起到计算时刻的时间，+βfg+βj）*（1+βfg）*（1+βj）（2-14）
其中：
Q1——维护结构的耗热量，W
Qj——维护结构的基本耗热量，W
βch——维护结构的朝向修正率
βf——维护结构的风力修正率
βli——维护结构的两面外墙修正
βm——维护结构窗墙面积过大修正率
βfg——房屋高度附加修正率
βj——间歇供暖附加修正率
2.2.2冷风渗入耗热量
多层和高层民用建筑加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量：
Q=0.28*c（p）*ρ（wn）*L（tn-tw）（2-14）
式中：
Q——由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，W
c（p）——空气的定压比热容，取c（p）=1kJ（kg.℃）
ρ（wn）——采暖室外计算温度下的空气密度，kgm3
L——渗透的冷空气量，m3——室内计算温度，℃
tw——采暖室外计算温度，℃
渗透冷空气量，可根据不同的朝向，按下式计算：
L=L0*l1*m（b次方）（2-15）
式中L0——在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和内部割断情况，通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透空气量，m3（m.—房间人数，没有具体指明人数的房间按0.2—0.5人M²计算；
g—一名成年男子的小时散湿量，见《实册》表11.4-16，g=142冷负荷：
56584.78W
=4.3gs
二层：
人数n=140冷负荷：
58810.02W
=4.29gs
三层：
人数n=198冷负荷：
59525.28W
=6.07gs
五层：
人数n=198冷负荷：
61035.26W
=6.07gs
报告厅：
人数n=55冷负荷：
9599.793W
=1.68gs
门厅：
人数20冷负荷：
9397.97W
=0.613gs
第三章空调系统的划分与组成
3.1空调系统的比较选择
空调系统的主要系统形式包括：
全空气系统、空气-水系统、冷剂式空调系统。
根据建筑的使用功能和特点不同常采用不同的系统形式。
对于建筑面积较大，使用时间集中，层高较高的房间常采用全空气系统，这样设备集中，便于维修管理，室内空气品质也较高，如本设计中的报告厅部分。
而对于面积较小，功能多样，使用时间不统一，层高较低，对室内空气品质要求不高的建筑常采用空气-水系统即风机盘管加新风系统，这样可以随用随开，可以节约能源。
如本设计中的教室部分，使用时间不统一，则采用空气-水系统。
3.1.1全空气系统的特点:
（1）机房面积较大，层高较高；
（2）有时可以布置在屋顶或安设在车间平台上；
（3）空调送风管系统复杂，布置困难；
（4）支风管和风口较多时不易均衡调节风量；
（5）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，减少冷水机组运行时间；
（6）对于热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间建筑，不经济；
（7）部分房间停止工作不需空调时，整个空调系统仍须运行，不经济；空调与制冷设备集中安设在机房，便于管理和维修；
（8）可以严格的控制室内温度和室内相对湿度；
（9）可以有效的采取消声和隔振措施；
（10）空调房间之间有风管连通，使各房间相互污染，当发生火灾时火势会通过风管迅速蔓延；
（11）室内负荷全由处理过的空气负担；
（12）空气比热，密度小，需空气量多，风道断面大，输送耗能大。
3.1.2风机盘管-新风系统特点
（1）只需要新风空调机房，机房面积小；
（2）风机盘管可以安设在空调房间内；
（3）分散布置，敷设各种管线较麻烦；
（4）放在室内时，不接送回风管；
（5）当和新风系统联合使用时，新风管尺寸较小；
（6）灵活性及节能效果好，可根据各室负荷情况自行调节；
（7）盘管冬夏兼用，内壁容易结垢，降低传热效率；
（8）无法实现全年多工况节能运行调节；
（9）布置分散维修管理不方便。
水系统复杂，易漏水；
（10）对室内温湿度要求较严时，难于满足；
（11）必须采用低噪声风机，才能保证室内要求；
（12）各空调房间之间不会互相污染。
3.2技术经济分析
一个好的空调系统既要满足功能性技术要求又要经济节能，通常空调系统的选择要考虑的指标有：
1.经济性指标—初投资和运行费用或其综合费用；
2.功能性指标—满足对室内温度，湿度或其他参数的控制要求的程度；
3.能耗指标—能耗实际上已反映在运行费用中，但有时为其他费用所掩盖，而节能是我国的基本国策，应优先选择节能性系统；
4.系统与建筑的协调性—如系统与装修、系统与建筑空间和平面之间的协调；
系统的技术性分析可以根据空调系统不同类型形式进行：
（1）全空气系统
全空气系统在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有多种处理功能和较强的处理能力，尤其是有较强的除湿能力。
因此，适用于冷负荷密度大、潜热负荷大或对室内含尘浓度有严格要求的场所，例如人员密度大的大餐厅、火锅餐厅、剧场、商场、有净化要求的场所等。
（2）空气-水系统
各个房间的空气由单独的风机盘管处理，可实现对房间的单独控制，不造成能源的浪费，但它的除湿能力较弱，适用于负荷密度不大、湿负荷也较小的场合。
如客房，人员密度不大的办公室。
一个系统有多个房间，又要避免各房间污染物相互传播时如医院病房的空调系统应采用空气-水风机盘管系统。
通过以上的技术经济性比较，结合本建筑的功能和使用特点，除一层的入口门厅和一、二层连体的报告厅之外都采用风机盘管加新风系统。
地下机组选用两台螺杆式冷水机组，两台机组同时工作运行。
在由于该建筑的高度不算太高，但水平跨度较大，水系统分别采用了水平同程式系统。
这样做虽然增加了初投资，但能很好的满足技术性要求，防止发生水力失调。
本次设计无论夏季制冷或是冬季供热均采用空调系统，如果单独在冬季用暖气片供热，比较浪费，且影响美观，会给室内装修带来诸多不便。
所以在冬夏季共用一套系统，运行调节都比较方便，经济合理，美观且不占用室内空间，舒适性比较好。
3.3系统方案的确定
根据具体情况，本楼的大部分主要是教学教室，上课时间不集中，各房间面积相对较小，为调节方便，各房间独立运行，所以采用风机盘管加新风系统。
报告厅以及入口门厅人数相对多，采用全空气系统。
第四章全空气系统设计
4.1新风量的确定
目前，人们对空气品质的要求越来越高，空调新风量也在不断增大，空调系统的新风量是指冬夏季设计工况下应向空调房间提供的室外新鲜空气量，它的大小与室内空气品质和能量消耗有关。
一般原则为[1]：
（1）满足卫生要求：
a）一般以稀释室内产生的CO2，使室内CO2浓度不超过1000PPM（1Lm3）为基准，由此确定常态下的每人新风量约30m3）=3.99ms
b）射程x处的轴心速度ux=uo*0.48（αxdo+0.147）=0.687ms
c）射流末端的平均速度uxp=0.5ux=0.343ms
d）由于uo=3.99ms<10ms,uxp=0.343ms<0.5ms,所以设计均满足要求。
e）计算喷口数目。
N=LLo=4L3600πdo*do*uo=5个。
（3）中厅侧送校核计算
门厅，室温要求为27℃，房间尺寸为10.8*7.2*3.2（A长*B宽*H高），冷负荷为5071W（18255.6KJ=LABH=2152.110.8*7.2*3.2=9次）=9.8*0.31*6.53.4*3.49*（273+27）=6.43*10–3,查图得xdo=26，于是x=26do=26*0.31=8.06m于是x=8.06m〉6.7m，所以满足贴附长度要求。
校核房间高度。
设风口底边至顶棚距离为0.4m，则H=Pd1＋Σ（Pm×L＋Pz）（6-2）
（1）计算结果
表6-2五层新风管道水力计算
管段
风量
（m3h）
管长
（m）
初选风速
（ms）
风道尺寸（MM）
实际风速
（ms）
比摩阻
（Pam）
摩擦阻力
（Pa）
局部阻力部件
阻力系数
管段总阻力（Pa）
AB
300
3.96
3.5
160*160
3.255
1.16
4.5936
散流器
1.44
41.01
3.255
渐缩管
0.41
3.255
阀门
3.3
3.255
弯头
0.18
BC
1200
8.47
4.5
320*250
4.17
0.92
7.7924
三通
0.02
10.93
4.17
渐缩管
0.26
CD
2550
2.76
5.5
400*250
4.83
1.4
3.864
三通
0.3
12.26
4.83
渐缩管
0.26
DE
3900
12.96
6
500*320
6.77
1.04
13.4784
三通
0.19
26.77
6.77
渐缩管
0.26
EF
4800
1.04
6.5
630*320
6.98
1.1
1.144
三通
0.08
11.82
6.98
渐缩管
0.26
FO
5940
6.46
7
800*320
7.12
1
6.46
三通
0.12
27.96
7.12
渐缩管
0.26
FG
900
2.65
3.5
400*200
3.125
0.87
2.3055
散流器
1.44
90.6695
3.125
阀门
12
3.125
弯头
0.18
3.125
渐缩管
0.41
FG段阻力为90.6695Pa。
AB+BC+CD+DE+EF阻力为102.8
则不平衡率为11.8%
再通过调节阀门开度调节平衡。
第七章水系统水力计算
7.1压力损失的构成
管道的沿程压力损失
由《实册》P805，管道的沿程压力损失可按下式计算，[2]
ΔP=ΔPm·ι（7-1）
式中，ΔPm——比摩阻，Pam-1；
ι——管长，m
计算中所需数据见《实册》图11.8-24冷水管道的水力计算图。
管道的局部压力损失[2]由《实册》P806，管道的局部压力损失可按下式计算，
ΔPj=ζ·υ2ρ2（7-2）式中，ζ——管件的局部阻力系数，见《实册》表11.8-4和表1.1-5；
υ2ρ2——动压，Pa
7.2风机盘管水系统供、回水管水力计算
由于系统采用的是双管制水系统，管路中夏季走冷水，冬季走热水，所以水力计算时应该注意冷水与热水的比较。
管内走热水时，计算得出需要热水水量，发现热水水量均小于冷冻水水量，即走热水时，需要的管道管径要比走冷冻水时小，为满足冷负荷的要求，应该根据冷冻水水量确定管路的管径管路的水力计算表如下：
最不利环路水力计算。
表7-1五楼水管水力计算
序号
流量（m^3h）
管径
管长（m）
ν（ms）
R（Pam）
△Py（Pa）
ξ
动压（Pa）
△Pj（Pa）
△Py+△Pj（Pa）
1A
0.651446
DN20
3.564
0.51
238.908
851.468
1.5
127.987
191.981
1043.449
AB
1.30289
DN25
11.66
0.632
263.582
3073.365
5
196.43
982.148
4055.513
BC
2.05737
DN32
7.58
0.569
148.631
1126.62
3.5
159.355
557.744
1684.364
CD
2.81185
DN32
9.5
0.778
273.482
2598.084
3.5
297.664
1041.824
3639.908
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