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暖通设计论文

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

2.3冬季热负荷的计算13

2.3.1围护结构传热耗热量

2.3.2冷风渗透耗热量

2.3.3外门冷风侵入耗热量

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

3.2.2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

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

Thedesignofcentralair-conditioningsystemisacomprehensivebuildinginBeijingCity,plansforthedesignoftheair-conditioningsystem,toprovideacomfortableworkingenvironmentforindoorworkersandconsumers.Thebuildingisabuilding,atotalofnineteenlayers.Thetotalareaof11972m²,thetotalheightof71.8meters.Thisdesignaccordingtothestructurecharacteristicsandthepurposeofeachpartofthebuilding,basedonthefullconsiderationofallaspectsofthecomfortoftheindoorenvironment,convenientoperationandmanagementandenergysavingandsoon,onetofourlayersofallairsystem.Fivetonineteenlayeradoptfancoilunitplusfreshairsystem.Itcanmeetthedifferentrequirementsofdifferentfunctionroom,usetimeandpersonnelactivitiesoftheflexiblearrangement,convenientcontrol.Accordingtothedifferentfunctionsoftheroom,office,meetingroom,RestAreaetc.,thecentralizedsystemforfancoilunitplusfreshairsystem,freshairfromoutdoorairhandlingunittoindoorairenthalpyvalue,fancoilundertakeallindoorcoolingloadandtheairhumidityload.

Designcontentincluding:

coolingloadcalculation,wetload,freshairvolumeairconditioningsystem;determine;selectionofrefrigerationunit;coldsourceselection;airterminalhandlingequipmentselection;designcalculation,watersystemdesign,layoutandhydraulic;windsystemarrangementandcalculation;selectedindoorairtheairconditioningsystemoperationadjustment.

Keywords:

complexbuilding,centralairconditioning,chiller,fancoilplusfreshairsystem,airsystem

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

-5.1

普通楼层

1楼层

5.1

2.2

0.6

关键层

2楼层

4.2

2.2

4.5

普通楼层

3楼层

4.2

2.2

8.7

普通楼层

4楼层

5.7

12.9

普通楼层

5楼层

3.4

1.8

18.6

普通楼层

6楼层

3.4

1.8

普通楼层

7楼层

3.4

1.8

25.4

普通楼层

8楼层

3.4

1.8

28.8

普通楼层

9楼层

3.4

1.8

32.2

普通楼层

10楼层

3.4

1.8

35.6

普通楼层

11楼层

3.4

1.8

普通楼层

12楼层

3.4

1.8

42.4

普通楼层

13楼层

3.4

1.8

45.8

普通楼层

14楼层

3.4

1.8

49.2

普通楼层

15楼层

3.4

1.8

52.6

普通楼层

16楼层

3.4

1.8

普通楼层

17楼层

3.4

1.8

59.4

普通楼层

18楼层

3.4

1.8

62.8

普通楼层

19楼层

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

1.2

5.10

11.18

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=0.71W/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=2.38W/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=0.65W/m2K，β=0.22，ε=11.1h；

外门：

选用节能外门，K=3.02W/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=3.35W/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

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

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0.3m/s，相对适度55%。

冬季空调设计温度：

18℃，风速不大于0.2m/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。

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

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

修正

-7

0.71

1.78

CLQτ

1.264

2.528

3.791

5.055

6.319

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

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

△tτ

-5.2

-4.6

-3.8

-3

-2.3

-1.6

-1.1

-0.7

-0.4

-0.3

-0.5

-0.8

-1.4

3.2

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

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Jj·τ

修正α

1.07

0.8

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

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

修正

-7

0.71

1.78

CLQτ

1.264

2.528

1.264

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

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

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

1.2

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

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

CLq

0.2

0.8

0.85

0.9

0.92

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

60.5

0.93

CLs

11.25

45.01

47.83

50.64

51.76

52.89

53.45

54.01

54.58

55.14

73.3

CL1

68.17

合计

79.42

113.2

116

118.8

119.9

121.1

121.6

122.2

122.7

123.3

表2.73001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

1.264

2.528

3.791

5.055

6.319

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

122.7

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

1.264

2.528

1.264

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2.83002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

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