暖通毕业设计某医院空调系统设计.docx
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暖通毕业设计某医院空调系统设计
毕业设计
XX市某医院空调系统设计
学生姓名：
XX
专业班级：
XX班
指导教师：
XX副教授
学院：
土木工程学院
2014年6月
XX大学
毕业设计任务书
XX市某医院空调系统设计
学生姓名：
专业班级：
指导教师：
学院：
2014年6月
XX市某医院空调系统设计
摘要
医院内的空气环境对于一个院的医疗环境来说可谓是一个非常重要的一部分。
本次设计主要是给医院做的新风空调，给医院的治疗室和病房提供一个舒适，洁净，卫生的空气环境。
该空调系统主要采用风机盘管加新风的方式来为房间输送新风和制冷。
新风机组、新风管道和风机盘管都是采用吊顶安装的方式，新风机组从室外获得新风混合由风机盘管制冷的室内回风，通过百叶风口一起输送到室内，为室内提供一个即舒适又健康的空气环境。
我的设计主要分为以下几个部分，首先是空调的冷负荷的计算，然后是新风量的计算，其次是根据新风量对设备的选型，之后就是对于风道的设计，根据空调设计手册，设置风道的形式，最后是水系统，先设计水系统的布局，然后进行水力计算。
关键词 空调系统；风机盘管加新风系统
ThedesignofairconditioningsystemforthehospitalinGuangzhou
Abstract
Airinthehospitalenvironmentforahospitalmedicalenvironmentisaveryimportantpartofit.Thisdesignismainlytoahospitaldoingoutdoorair,tothetreatmentroomandwardofthehospitalprovidingacomfortable,clean,theairenvironmentalhealth.Theairconditioningsystemismainlyadoptfan-coilunitplusfreshairwayofconveyingfreshairandcoolingfortheroom.Freshairfancoilunits,airpipingandadoptthewayofcondoletopinstallation,freshairunitsfromtheoutdoorfreshairmixedbycoldroomreturnairfan-coilunit,throughtheshuttertuyeretoindoor,togethertoprovideacomfortableandhealthyindoorairenvironment.
Mydesignmainlydividedintothefollowingseveralparts,thefirstistheairconditioningcoolingloadcalculation,andthenthecalculationofthefreshairvolume,andthesecondisaccordingtothenewairvolumeofequipmentselection,thentothedesignoftheairduct,accordingtotheairconditioningdesignmanual,setintheformofairduct,andatlastthewatersystem,todesignthelayoutofthewatersystem,andhydrauliccalculation
Keywords air-conditioningsystem;Fancoilplusfreshairsystem
摘要
Abstract
1前言
1.1设计目的
随着社会的不断进步发展，人们的生活水平也在不断的提高，如今空调对于人们来说已经不再陌生，如今伴随着人们对生活品质和质量的重视程度不断的提高，人们所追求的的不再是物质上的满足，而健康与此同时也引起了广大人们的重视。
医院这个词也在生活中频繁的出现，人们在生病的时候首先想到的就是医院，医院不仅要有好的医生和护士，更要有一个好的医疗环境，好的医疗环境往往能够决定医疗的结果，在抗日影视剧中我们经常能够看到，革命先烈们因为没有一个好的医疗环境而感染，最后甚至危及到生命。
而抗日名将张灵甫也正是因为没有一个好的医疗环境，最后得了一个瘸子将军的称号，所以一个医院的医疗环境的好坏越来越引起了人们的关注。
医院医疗环境的好坏不仅仅体现在他的医疗器械，医师水平上，空调环境更能体现他的环境的好坏，空调最基本的就是体现在它对温度的调节和空气的净化上，如果一个医院的室内温度调节的不好，夏天的时候不能制冷，冬天的时候不能供热，这样会让病人无法好好的修养，甚至可能还会加重病人的病情。
如果我们将医院的空气调整到一个十分舒适的温度，病人来看病的时候就会觉得特别的舒服，会大大的提高对病人的治疗效果。
再有就是对于某些做外科手术的患者还说一个洁净的空间环境可能会成为他们是否能够康复的关键因素，尤其是对于烧伤的患者，他们的皮肤已经失去了抵抗细菌的自我保护能力，这时如果空气中存在较多的细菌，就会是他的伤口感染化脓，严重的影响他的康复，甚至威胁到患者的生命安全，因此对于医院的空调设计就显得十分重要了。
1.2设计内容
此次的毕业设计是对位于XX市的某武警医院住院楼的空调设计，该建筑的总建筑面积为19879.8平方米半，此中半地下室地下室为泵房为97.2平方米。
建筑主体高48.25米，共13层，是一个设有肝胆科、外科、五官科、眼科等多个科室的医院大楼。
根据建筑的概况可以讲大楼定义为二类高层，从建筑的整体来看1-4层设有一个裙房，9-13层的品面基本相同，所以在做设计的时候为了方便计算和华图首先将1-4层设为第一部分，9-13层设为第二部分，这样第一部分以第4层为一个标准层，第二部分以第9层为一个标准层对大楼进行空调设计就会使我们的工作量相对的减少了许多。
设计的重点在于对大楼的空气调节上，主要就是给大楼输送新风，新风的管道要布置的合理，尽量要均送风，再设计的时候一定要给施工留下足够的操作空间，在设计的时候尽量要使设计在整体上看的美观、协调，尤其是在走廊和大厅里，由于所需的送风口不是那么多，我们要尽量的均匀布置风口，在一些地方为了美观也要布置一些假的风口，使整个设计给人一种美观。
在大楼有一个半地下室，面积为97.2平方米，制冷机房的泵房只能设置在这个半地下室中，因此，供回水的立管要尽量的设置在这间泵房的旁边，而要设置立管就要设置一个安放立管的竖井，每两个病房的厕所中间正好有一个走管道的竖井，为了方便就将供回水的立管设置在这个竖井中。
2空调系统的负荷计算
2.1建筑概况及工况设定、
2.1.1建筑概况
本修建为位于XX市的某医院住院楼。
其中半地下室为泵房，建筑主体高48.25米，19879.8平方米，其中半地下室为97.2平方米。
2.1.1.1建筑物维护结构基本信息：
表2—1建筑物维护结构表
参数
围护结构夏季传热系数（W/（㎡·K））
围护结构冬季传热系数（W/（㎡·K））
围护结构延迟（h）
围护结构衰减
外墙
粘土空心砖墙体
1.57
1.6
9.6
0.31
外窗
塑钢中空玻璃窗
2.61
2.69
0.4
1
外门
节能外门
3.02
3.12
0.6
0.99
屋面
聚苯乙烯泡沫塑料保温屋面-40
0.75
0.75
7.9
0.23
2.1.1.2建筑物维护结构做法
表2—2建筑物围护结构信息表
参数
材料名称
厚度（mm）
干密度（kg/m^3）
导热系数（W/（m·K））
比热容（kJ/（kg·K））
导热系数修正
粘土空心砖墙体
水泥沙浆（规范组）
水泥沙浆（规范组）
30
1800
0.93
1.05
1
粘土空心砖墙体
粘土空心砖墙体
240
1500
0.64
0.88
0.94
石灰砂浆1600
石灰砂浆1600
30
1600
0.81
1.05
1
塑钢中空玻璃窗
平板玻璃
平板玻璃
5
2500
0.76
0.84
1
热流水平（垂直）10mm
热流水平（垂直）10mm
12
1.16
0.08
1.01
0.72
平板玻璃
平板玻璃
5
2500
0.76
0.84
1
节能外门
松木云杉热流方向垂直木纹
松木云杉热流方向垂直木纹
25
500
0.14
2.51
1.1
聚苯乙烯泡沫塑料保温屋面-40
水泥沙浆（规范组）
水泥沙浆（规范组）
30
1800
0.93
1.05
1
聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料
40
30
0.04
1.38
0.95
1:
2水泥砂浆找平层
1:
2水泥砂浆找平层
30
1800
0.93
1.05
1
钢筋混凝土（规范组）
钢筋混凝土（规范组）
120
2500
1.74
0.92
1
石灰砂浆1600
石灰砂浆1600
30
1600
0.81
1.05
1
2.1.2工况设定
2.1.2.1气象资料
根据《空气调节》空调冷负荷室外设计温度表差得：
表2—3XX气象信息表
基本参数
国家
省份
城市
经度（°E）
纬度（°N）
中国
广东省
广州
113.33
23.16
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
100290
30.6
34.2
27.8
1.5
5
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）
102070
8.2
5.3
74
3.4
2.2夏季冷负荷计算
2.2.1夏季冷负荷计算依据
夏日冷负荷的计算方法主要有两种:
一是谐波反应法，一是冷负荷系数法。
谐波反应法计算冷负荷的过程比较繁复，一般需要计算机，为了方便工程上可简化为下列计算方法：
2.2.1.1围护结构的冷负荷计算依据
（1）外墙和屋顶冷负荷计算依据
（2-1）
式中CLQ——传热（外墙和屋面）造成的逐时冷负荷，
；
F——外墙和屋顶的面积，m²；
K——屋顶和外墙的传热系数，W/m²·℃；
tg——室内计算温度，℃；
te——屋顶和外墙冷负荷逐时计算温度值，℃。
（2）内围护结构冷负荷计算依据
当空调房间的隔壁房间为通风良好的非空调房间，隔壁房间有一定量的发热量时，冷负荷通过空调房间的墙壁，地板，内部窗户，门等结构进行温差传热而形成，这种情况可以被视为热稳定性，与时间变化没有关系。
计算依据如下式：
（2-2）
式中K——内维护结构（如内墙、楼板等）的传热系数，W/m²·℃；
F——内维护结构的面积，m²；
to——夏季空调室外计算日平均温度，℃；
Δt——附加温升。
tr——室内计算温度，℃；
（3）外玻璃窗造成的冷负荷
在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：
（2-3）
式中CLQ——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；
F——窗口面积，m²；
K——外玻璃窗传热系数，W/m²·℃；
tc——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃；
td——地点修正系数。
tg——室内计算温度，℃；
2.2.1.2室内冷负荷计算依据
（1）设备散热造成的冷负荷
（2-4）
式中N——电动设备的安装功率，kW；
η——电动机效率；
n1——利用系数，是电动机最大实效功率除以安装功率，0.7～0.9适用于一般情况，安装功率的利用程度靠它来反映；
n2——电动机负荷系数，电动机每小时平均实耗功率除以机器设计最大实耗功率便是它的定义，1.0对计算机来说可以采取，0.5～0.9对于一般仪表来说可以使用；
n3——同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率除以总安装功率，通常情况下为0.5～0.8。
（2）照明散热形成的冷负荷计算依据
公式如下：
（2-5）
式中CLQ——灯具散热形成的冷负荷，W；
N——照明灯具所需功率，kW；
n1——镇流器消耗功率系数，在空调房间内装有明装荧光灯的镇流器装的情况下，取n1=1.2；在顶棚装有暗装荧光灯镇流器的情况下，可取n1=1.0；
n2——灯罩隔热系数，荧光灯罩的下部布置的是玻璃板，小孔在上部，这种情况下能够适用自然通风向顶棚内散热的时候，取n2=0.5～0.6；如果通风孔没有布置在荧光灯罩上的时候，n2=0.6～0.8；
CLQ——照明散热冷负荷系数。
（3）人体散热形成的冷负荷计算依据
室内人员显热散热形成的冷负荷，其计算公式为：
（2-6）
式中CLQ——人体显热散热形成的冷负荷，W；
qs——不同劳动性质和室温的条件下，显热散热量（成年男子），W；
n——室内全部人数；
Φ——群集系数；
QLQ——人体显热散热冷负荷系数。
2.2.1.3新风冷负荷计算依据
夏季空调新风冷负荷
（2-7）
式中CLQ——夏季新风冷负荷，kW；
M——新风量，kg/s；
io——室外空气的焓值，kJ/kg；
IR——室内空气的焓值，kJ/kg；
2.2.2夏季湿负荷计算依据
房间湿负荷是指空调房间内湿源（人体散湿、敞开水池表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量。
2.2.2.1人体散湿量计算依据
人体散湿量按下式计算
（2-8）
式中D—人体散湿量,kg/h；
n—室内全部人数；
n’—群集系数；
w—成年男子的小时散湿量,kg/（h
p）；
2.2.2.2新风湿负荷计算依据
按以下公式则可以计算新风湿负荷
W=
（2-9）
式中W—新风湿负荷，kg/h；
—室外空气含湿量,g/kg；
—室内空气含湿量,g/kg。
计算空调房间冷负荷采用谐波反应法，空调房间墙体和屋顶的冷负荷可按公式Qτ=Kf△tτ-ε计算；
建筑的冷负荷可以表示为外墙的面积和传热系数，还有温度的变化时间和计算时间的乘积。
在算维护结构的负荷的时候，主要包括墙体，门窗和屋顶等几个部分的负荷。
由于大楼的顶层十三层上还有一个设备层。
所以十三层的顶棚就不是大楼的屋顶，所以在计算的时候就不需要计算大楼的屋顶的冷负荷了。
冷负荷的计算结果
以一层1001消防控制室为例
3系统方案论证
3.1方案比较
空调系统大致可分为全空气和水系统和空气-水三种系统形式。
⑴全空气的系统能够有很大的送风量，从而使房间充分的进行换气，对于空气的污染比较小；而且这种系统有专门的对空气进行过滤的部分，对空气的除湿和过滤的能力比较强；空调机组设置在专用的机房内，方便了在出现故障时的对空调机组的维护和修复；并且在运行过程过程中产生的噪音比较小；但是这样的系统需要占用一个较大房间作为机房。
⑵单独的水系统能够减小送风的温差，而且可以输送较大的风量，使室内的湿度均匀分布，保持室内空气的清新度和舒适度；
2、由于水具有蒸发热大、热容高的特性，所以冷媒水起到一定的“储能”作用，主机开停机频率远远小于普通分体空调，耗电少，运行经济节能，同时也可以利用这一优点适当在选型时调整机器的型号大小，以达到节约投资的目的。
这种方式的空调系统能够根据使用的情况自动的调节所需要的制冷量，这种的系统的费用比较低，而且水系统的管路的长度不收限制，冬季还可以为房间提供供暖服务，
⑶空气-水系统的每个房间之间不会相互干扰，可以单独的进行室温的调节，而且空气-水系统呢能够根据使用过的情况，随时调节空调的运停，来减少使用过的费用，这样的系统与集中空调相比较的好处是没有回风管道，可以减少吊顶的高度，从而减少建筑的层高。
减少建设的成本。
3.2方案的确定
每个标准房间和走廊门厅均采用风机盘管加新风系统，由于本设计为医院大楼，房间的面积大多为30㎡左右，没有面积较大的大厅，故采用风机盘管加新风系统；位于大楼左侧的男女值班室，由于房间的面积过小，故采用新风加壁挂式空调的方法，风机盘管布置在病房卫生间旁，新风管道布置在风机盘管的旁边，新风和盘管中的冷风共同通过百叶风口输送到室内，室内的热空气通过风机盘管后面的回风口进入吊顶内的管道，然后再回到风机盘管内。
如果房间内没有厕所那么风机盘管计量居中，回风口要尽量靠近墙边，以回风管道距离墙边的距离为200mm留一个方便操作的空间为好，在每层的大厅由于要供风的面积比较大，多以为了均匀送风采用一个风机盘管带四个送风口的形式来送风，送风口要均匀布置且距离墙边的距离要基本相等。
边如下图分别为普通病房和大厅的布置方法。
4新风量的计算
本次设计为医院的空调设计，医院是一个病毒、细菌密度相对较大的地方，因此要求的新风量就要的新风量就很重要，医院中的普通病房要保持相对的房间正压，以保证其他地方的病毒不会随着空气的流动而传到病房中。
空调是办理冷暖的题目，而新风是办理空气质量的题目，这是两个分歧的观点。
空调只能引进新风动员室内空气活动，而没法将室内空气排挤，室内空气质量没法获得彻底解决。
空调只能引进新风动员室内空气活动，而没法将室内空气排挤，室内空气质量没法获得彻底解决。
要想彻底解决室内氛围题目，咱们必需借助新风体系，实现室表里氛围置换，将混浊的室内空气排撤除，将室外新鲜空气引进来。
此外，由于现在的建筑水平不断的提高，房间的密闭性也不断的提高。
再加上电器的普及，尤其是对于电脑，空调等大功率电器的使用越来越普遍。
为了保证是内的温度，不与室外发生热量的交换，又必须要将门窗关闭。
这样就使得房间的空气流动更加的困难了。
所以，在设有中央空调的建筑中必须要设置新风系统。
这样才能保证室内的空气新鲜，健康。
医院的病房时为了病人休息，康复而设置的。
病人对空气的质量的要求很高。
我们不能直接的开窗为室内进行自然通风。
因为这样会使室内的空气重含有较多的细菌和病毒。
尤其是对于烧伤的病人，这样的做法对于他们来说是致命的。
为了保证室内的空气的新鲜，洁净，就要设置新风系统。
新风量的确定是设置新风系统的关键，新风量太小无法满足室内的换气要求。
新风量太大有导致新风管道的管径较大，设备的运行费用提高，大大增加了建设的成本。
房间面积=30.42㎡，层高3.5m，人员n=3（人），没人所需新风量q=30（m3/h）
根据规范差得新风量的计算方法有以下两种：
4.1按人员新风量法
满足卫生要求。
为了保证人们的生活环境，必须向房间内送入足够的新风。
每人新风量为g=30m3/h。
（4-1）
式中n—房间内的人数，个；
4.2按换气次数法
G2=s×h×n（4-2）
式中n—房间换气次数，次；
（1）按人员新风量法G1=3×30=90m3/h
（2）按换气次数法G2=30.42×3.5×2=212.94m3/h（换气次数为2次）
因为医院要求病房之中有很好的新风量，来保证空气的新鲜，而换气次数法所求得的风量大于人员新风法所以采用换气次数法求新风量。
5空气处理设备的选择
5.1风机盘管的选择
因为换气次数法所求得的风量大于人员新风法所以采用换气次数法求新风量。
根据建筑特点可大致的将系统分为两个部分，一到四层为第一部分，五到十三层为第二部分，第一部分以第四层为标准层，第二部分以第九层为标准层。
本建筑为一个医院大楼的设计，房间主要分为两类，一类是北侧的病房，另一类是大楼南侧的工作人员办公室。
北侧的病房和套房的冷负荷基本一样，所以在选设备时要尽量选用一样的风机盘管。
而南侧的也是一样。
也要选相同的风机盘管。
这样的选择会使得采购设备和安装时变得的简单，不需要考虑每个房间设备的型号。
减少了施工人员的工作量，就会减少工期，提高建设的速度。
根据房间的新风量从风机盘管样本中选得以下型号：
标准房间选取FP-34；急救室、护士办、医生办选取FP-51；大厅选取FP-85。
风机盘管首要依托风机的强迫感化，使氛围经由过程加热器概况时被加热，因此强化了散热器与氛围间的对流换热器，可以或许敏捷加热房间的氛围。
风机盘管是空调体系的结尾装配，其事情道理是机组内不竭的再循环明装风管地点房间的氛围，使氛围经由过程冷水（热水）盘管后被冷却（加热），以连结房间温度的恒定。
凡是，经由过程新风机组处置后送入室内，以知足空调房间新风量的必要。
可是，因为这类采暖体例只基于对流换热，而导致室内达不到最好的安宁程度，故只适用于人停留时间较短的场合，如：
办公室及宾馆，而不用于普通住宅。
因为增加了风机，提高了造价和运行用度，装备的保护和办理也较为庞大。
风机盘管节制多采取当场节制的方案，分简略节制和温度节制两种。
简略节制：
利用三速开关直接手动节制风机的三速转换与启停。
温度节制：
STC系列温控器按照设定温度与现实检测温度的比力、运算，自动节制STV系列电动两/三通阀的开闭；或直接节制风机的三速转换与启停，从而经由过程节制系统水流或风量到达恒温的目标。
风机盘管做为中央空调的结尾装备，其质量的黑白决议了室内的空调结果。
机能主如果送冷（热）量的保障、送风量的保障，噪音的数值比、冷凝水不泄露及电器、钣金件计划的合理性等等。
表5—1风机盘管选型表
参数
面积（㎡）
夏季室内冷负荷（全热）（W）
风机盘管型号
数量
4001[男值班室]
10.8
1452
——
1
4002[女值班室]
15.3
1322
——
1
4003[套房]
56.16
2717
FP-34WA-Z
2
4004[更衣室]
28.08
1313
FP-34WA-Z
1
4005[护士长]
28.8
2742
FP-51WA-Z
1
4006[主任室]
28.8
2617
FP-51WA-Z
1
4007[办公室]
28.8
2617
FP-51WA-Z
1
4008[办公室]
28.8
2617
FP-51WA-Z
1
4009[抢救室]
32.76
2415
FP-51WA-Z
1
4010[病房]
30.42
1564
FP-34WA-Z
1
4011[病房]
30.42
1564
FP-34WA-Z
1
4012[病房]
30.42
1564
FP-34WA-Z
1
4013[病房]
30.42
1564
FP-34WA-Z
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