XX市某文体中心空调工程设计毕业论文.docx
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XX市某文体中心空调工程设计毕业论文
XX市某文体中心空调工程设计毕业论文
第一章工程概况1
1.1工程概况：
1
1.2设计围：
1
1.3设计依据1
1.3.1设计任务书1
1.3.2设计规及标准：
1
1.4设计方案论证1
第二章室外设计计算参数3
2.1基本气象参数3
2.2室设计参数3
2.3设计注意事项3
第三章热湿计算4
3.1空调冷负荷估算4
3.2热湿负荷计算5
3.2.1建筑结构组成及传热系数的确定5
3.2.2外墙和屋面瞬变传热形成的冷负荷5
3.2.3外窗瞬时传热冷负荷7
3.2.4墙、门、地面楼板传热形成得冷负荷8
3.2.5通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷9
3.2.6人员散热引起的冷负荷10
3.2.7照明散热引起的冷负荷11
3.2.8人体散湿量11
3.2.9新风冷负荷12
3.2.10新风湿负荷12
3.2.11各房间热湿负荷汇总12
3.3设备选型14
3.3.1空气处理机组选型14
第四章气流组织计算及选型18
4.1全空气系统的气流组织计算18
4.2风管水力计算19
4.3风管布置及附件20
4.4水管水力计算20
4.4.1各层供水管水力计算22
4.4.2冷凝水管管径的确定24
第五章冷源系统设计26
5.1制冷机组的选择26
5.1.1空调机房总冷负荷26
5.1.2选用制冷剂种类及系统形式：
26
5.2冷冻水泵的选择27
5.2．1冷冻水泵的选择计算27
5.2.2冷冻水泵配管布置27
5.3膨胀水箱的选型28
5.4分水器、集水器的选择29
5.4.1分水器和集水器的构造和用途29
5.4.2分水器和集水器的尺寸29
5.4.2分水器和集水器的选型计算29
5.5过滤器及分汽缸的选择30
5.5.1过滤器的选择30
5.5.2分汽缸的选择30
5.6冷凝水管的设计30
5.7冷却水系统设计31
5.7.1冷却水系统类型的确定31
5.7.2冷却塔的确定31
5.7.3冷却水系统设计31
5.7.4冷却水泵的选型32
第六章消声，减振，保温设计33
6.1空调系统消声设计33
6.1.1消声设计中一般规定33
6.1.2消声设计步骤33
6.2空调系统隔振设计34
6.2.1隔振设计中一般规定34
6.2.2隔振设计步骤34
6.3空调管路系统的保温34
第七章空调自动运行，控制方式36
7.1冷热源系统的控制36
7.1．1冷冻水系统36
7.1.2热水系统及冬夏季转换36
7.2空调机组的控制37
7.2.1新风机组的控制37
7.2.2空气处理机组的控制37
设计总结38
致谢39
参考文献40
第一章工程概况
1.1工程概况：
该大楼是XX市某文体中心，共四层。
一层高4.8m，二、三层层高4.2m，四层层高5.4m。
房间类型有阅览室、大堂、共享大厅、展示间、麻将室、乒乓球室、游泳池以及设备用房等。
XX属海洋性亚热带季风气候，全年冬短夏长，温暖湿润，本设计仅考虑夏季供冷。
由于该建筑各种房间面积较大，再根据建筑房间的作用，本设计将为该文体中心设计布置集中式中央空调系统，中央空调系统便于集中管理，可以满足建筑物的温湿度等舒适性要求，是广泛使用的空调系统。
1.2设计围：
1）方案设计：
XX某文体中心楼整栋建筑；
2）施工图深化设计围：
地下室及一、二、三、四层。
1.3设计依据
1.3.1设计任务书
工程学院毕业设计（论文）任务书《XX某文体中心空调工程设计》
1.3.2设计规及标准：
1）《采暖通风与空气调节设规》（GB50019—2003）；
2）《民用建筑热工设计规》（GB50176—93）；
3）《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95；
4）《建筑设计防火规》（GB50016-2006）；
5）《简明空调设计手册》；
6）《空调负荷实用计算法》。
1.4设计方案论证
本次设计拟采用中央空调系统，中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。
制冷系统为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室环境热负荷的热量。
制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。
中央空调系统有主机和末段系统。
按负担室热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。
按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。
按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式、混合式。
主要组成设备有空调主机风柜风机盘管等等。
其优点主要有：
1）经济节能：
可以采用主机由微电脑控制形式，每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。
中央空调都采用直流变频技术，室外机的耗电量是根据室机的工作量来消耗，最高能效比达到6.18，从而使压缩机一直处于最佳工况，耗电量小。
2）环保：
主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。
3）节约空间：
主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，室末端暗藏在吊顶，极易配合屋装修。
4）个性化：
中央空调系统以区间为单元，满足用户不同区间需求，室末端安装采用暗藏方式，不影响室的审美观，不占据室空间，适应用户的个性化需求。
中央空调使室气流分布更合理均匀，自然轻柔的送风方式以及精准的温度调节控制都给人以愉悦感，克服了壁挂机或柜式机直吹过冷和室冷热不匀等不足之处，可以保持温度±0.5℃的恒温状态，自然更加舒适。
5）简化管理：
于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明确，可简化空调设施管理。
6）提升档次：
中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观，使用户充分享受高档综合环境的同时，提升其在品质。
7）美观：
家用中央空调因其“隐身看不见”的产品特质赢得了更多的青睐！
通过超薄的吊顶，可以完美解决传统空调占地、占空间的问题，也缓解了层高限制而产生的压抑感。
8）寿命长：
柜挂式空调和中央空调因为执行国家的工业制造标准不同，所以使用寿命也不同。
中央空调一般设计寿命是20-30年。
第二章室外设计计算参数
2.1基本气象参数
地理位置：
XX市站台位置：
北纬26.08°东经119.28°
大气压:
996.4kPa室外计算干球温度:
35.2℃
空调日平均计算温度:
30.4℃计算日较差:
9.2℃
室外湿球温度:
28℃室外平均风速:
2.9m/s
计算相对湿度：
78%
2.2室设计参数
室空气的空调设计参数，在我国的“采暧通风与空气调节设计规”中规定，舒适性空调的室设计参数为：
夏季：
温度：
24∽28℃；相对湿度：
40%∽65%；风速：
≯0.3m/s
冬季：
温度：
18∽22℃；相对湿度：
40%∽60%；风速：
≯0.2m/s
根据实际要求，本设计室设计参数的温度与相对湿度等参数的设定详见表3-1。
表2-1夏季空调室设计计算参数
房间类别
夏季设计参数
人员指标
照明指标
新风指标
温度
相对湿度
℃
%
人/m2
w/m2
m3/h
共享大厅
26-28
65
0.2
18
30
阅览室
26-28
65
18
30
大堂
26-28
65
15
30
乒乓球室
26-28
65
18
30
瑜伽室
26-28
65
15
30
管理用房
26-28
65
13
30
卫生服务站
26-28
65
18
30
麻将室
26-28
65
15
30
社区居委会
26-28
65
11
30
展示间
26-28
65
15
30
2.3设计注意事项
吊顶高度很大程度上取决于风管截面高度方向的尺寸。
风管走线不宜太长,否则施工难度大,其它管线也难布置。
合理布置各专业管线，提高建筑物有效使用空间。
空调末端设备运转噪声超标,是暖通空调工程中经常碰到的设备噪声问题，设计中要标出对设备噪声参数的要求，对设计时采用大风量空调机组应考虑隔声措施。
新风机、空调机安装采用弹簧阻尼减振器，风机与风管连接采用软连接，新风机组与水管采用软接头连接，风机盘管采用弹簧吊钩，风机盘管与水管采用软管连接。
第三章热湿计算
3.1空调冷负荷估算
根据面积指标法估算空调冷热负荷，负荷指标查自相关资料。
表3-1民用建筑空调冷负荷估算指标
序号
建筑物类型及房间名称
冷负荷指标
序号
建筑物类型及房间名称
冷负荷指标
1
旅游旅馆：
客房标准
80～110
17
一般手术室
100～150
2
酒吧、咖啡厅
100～180
18
医院：
洁净手术室
300～500
3
西餐厅
160～200
19
X光、CT、B超诊室
120～150
4
中餐厅、宴会厅
180～350
20
商店：
营业厅
150～250
5
商店、小卖部
100～160
21
影剧院：
观众席
180～350
6
中庭、接待
90～120
22
休息厅（允许吸烟）
300～400
7
小会议室（允许少量吸烟）
200～300
23
化妆室
90～120
8
大会议室（不允许吸烟）
180～280
24
体育馆：
比赛馆
120～250
9
理发、美容
120～180
25
观众休息厅（允许吸烟）
300～400
10
健身房、保龄球
100～200
26
贵宾室
100～200
11
弹子房
90～120
27
展览厅、列室
130～200
12
室游泳池
200～350
28
会堂、报告厅
150～200
13
舞厅（交谊舞）
200～350
29
图书阅览室
75～100
14
舞厅（迪斯科）
250～350
30
科研、办公
90～140
15
办公
90～120
31
公寓、住宅
80～90
16
医院：
高级病房
80～110
32
餐馆
200～350
负荷计算方法应该是考虑围护结构、太阳辐射、人体散热、设备散热等系列因素逐项累加计算出来的结果。
但是这种计算方法太繁琐，受很多因素限制，如果某个参数掌握的不全就可能导致计算结果不准确，本设计先根据估算指标法估算冷湿负荷。
负荷估算指标要根据建筑物的功能、围护结构、朝向、末端系统的形式及建筑物所在地区的纬度决定，建筑物的详细负荷要以提供负荷为准，也可以用空调负荷估算指标法计算。
具体实施过程为，若是朝向以东、南、西为主，那么估算指标要比北向的房间大一些；若是开窗面积较大，相对估算指标要相应提高；相同功能房间人员较为集中的房间估算指标应取得比人员相对较少的要高；相同房间建筑物纬度靠南的要比靠北的估算指标大。
楼层各房间的负荷计算方法，用房间面积与负荷指标相乘得出结果即是估算的冷负荷。
各层估算冷负荷计算结果如表3-2。
表3-2各层负荷估算
一层
名称
面积（m2）
人数
照明负荷（w/m2）
冷负荷指标（w/m2）
冷负荷（w）
共享大厅
156.6
31
18
90
14094
阅览室
247.9
50
18
100
24790
大堂
135.9
27
15
90
12231
二层
共享大厅
116.4
23
18
90
10476
乒乓球室
390.8
78
18
100
39080
瑜伽室
375.9
75
15
100
37590
管理用房
29.4
6
13
105
3087
三层
服务站
363.4
73
18
105
38157
管理用房
135.4
27
13
115
15571
麻将室
145.6
29
15
120
17472
社区居委会
199.6
40
11
115
22954
共享大厅
75.2
15
18
90
6768
四层
展示间
878.5
250
15
130
114205
3.2热湿负荷计算
3.2.1建筑结构组成及传热系数的确定
本设计所选用围护结构如下：
屋面：
预制细石混泥土板（25mm），表面喷白色水泥浆+通风层（≥200mm）+卷材防水层+水泥沙浆找平层（20mm）+保温层（加气混凝土75mm）+隔汽层+现浇钢筋混泥土板+粉刷（5mm）；
玻璃为单层6mm透明中空玻璃，窗高1.8m，采用活动百叶帘；
门：
木框单层玻璃门，高2.1m，大堂外门为玻璃门；
外墙：
外粉刷+200mm厚改性粉煤灰（陶粒）小型空心砌块+粉刷；
墙：
外粉刷+200mm厚改性粉煤灰（陶粒）小型空心砌块+粉刷；
由以上建筑结构查得传热系数：
外墙K=1.2W/（m2·℃）墙K=1.2W/（m2·℃）
玻璃K=2.775W/（m2·℃）门K=3.54W/（m2·℃）
3.2.2外墙和屋面瞬变传热形成的冷负荷
以一层阅览室为例，其空调房间设计面积为247.9㎡。
因为在夏天影响建筑物室温度变化的主要是室外气象参数，而在夏季空调负荷计算的时候，正是考虑到了随着时间的变化而负荷也回随之变化的这一现象，对每个时间的负荷分别进行计算汇总，并比较其最大值作为空调计算负荷，外墙冷负荷的计算公式如下面公式：
CL=K*A*（t’c（t）-tn）*ka*kρ
式中：
CL—通过外墙和屋面的得热量所形成的冷负荷，W
K—外墙和屋面的传热系数，W/（m2·oC）
F—外墙和屋面的面积，m2
tc（t）—外墙或屋面冷负荷逐时计算温度，oC
tn—室设计温度，oC
t’c（t）=tc（t）+td
t’c（t）—经过修正的本地外墙或屋面计算温度逐时值，oC
td—地点（XX市）修正值，oC由《暖通空调·动力》3.2.8-5查得
ka—外表面放热系数修正值，由《暖通空调》表2-8计算查得
kρ—吸收系数修正，由《暖通空调》表2-9查得。
阅览室有东、南、北三个方向的外墙，没有屋面，利用逐时法计算其冷负荷，其负荷计算结果计入表3-3、表3-4和表3-5中。
表3-3东外墙冷负荷
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
tc（τ）
30.6
30.8
32
33.9
36.2
38.5
40.3
41.4
41.9
42.1
42
△td
1.1
ka
1
kρ
0.97
t′c（τ）
30.75
30.94
32.11
33.95
36.18
38.41
40.16
41.23
41.71
41.90
41.81
tR
26
△t
4.75
4.94
6.11
7.95
10.18
12.41
14.16
15.23
15.71
15.90
15.81
K
1.2
A
70.8
Qc（τ）
403.48
419.96
518.85
675.43
864.98
1054.52
1202.86
1293.52
1334.72
1351.20
1342.96
表3-4南外墙冷负荷
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
tc（τ）
30.3
29.7
29.3
29.3
29.8
30.8
32.3
34.1
36.1
37.8
39.1
△td
-0.8
ka
1
kρ
0.97
t′c（τ）
28.62
28.03
27.65
27.65
28.13
29.10
30.56
32.30
34.24
35.89
37.15
tR
26
△t
2.62
2.03
1.65
1.65
2.13
3.10
4.56
6.30
8.24
9.89
11.15
K
1.2
A
21.3
Qc（τ）
66.84
51.96
42.05
42.05
54.44
79.24
116.43
161.05
210.64
252.79
285.02
表3-5北外墙冷负荷
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
tc（τ）
30.6
30.8
32
33.9
36.2
38.5
40.3
41.4
41.9
42.1
42
△td
2.2
ka
1
kρ
0.97
t′c（τ）
31.82
32.01
33.17
35.02
37.25
39.48
41.23
42.29
42.78
42.97
42.87
tR
26
△t
5.82
6.01
7.17
9.02
11.25
13.48
15.23
16.29
16.78
16.97
16.87
K
1.2
A
43.92
Qc（τ）
306.53
316.75
378.10
475.23
592.81
710.40
802.42
858.65
884.22
894.44
889.33
3.2.3外窗瞬时传热冷负荷
通过窗户进入室的得热量有瞬时传热得热和日射得热量两部分，其中瞬时传热冷负荷的计算公式如下：
CL=K*F*△t
式中：
CL—通过外墙和屋面的得热量所形成的冷负荷，W
F—外墙和屋面的面积，m2
K—玻璃窗传热系数
Δt—计算时刻下，结构的负荷温差
表3-6为瞬时传热冷负荷的计算结果。
表3-6瞬时传热冷负荷
东窗瞬时传热冷负荷
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
tc（τ）
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
△td
2
t′c（τ）
28.9
29.9
31
31.9
32.8
33.5
33.9
34.2
34.2
34
33.6
tR
26
△t
2.9
3.9
5
5.9
6.8
7.5
7.9
8.2
8.2
8
7.6
Kw
3.04
cw
1.2
Aw
39.78
Qc（τ）
420.84
565.96
725.59
856.19
986.80
1088.38
1146.43
1189.96
1189.96
1160.94
1102.89
南窗瞬时传热冷负荷
tc（τ）
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
△td
2
t′c（τ）
28.9
29.9
31
31.9
32.8
33.5
33.9
34.2
34.2
34
33.6
tR
26
△t
2.9
3.9
5
5.9
6.8
7.5
7.9
8.2
8.2
8
7.6
Kw
3.04
cw
1.2
Aw
5.58
Qc（τ）
59.03
79.39
101.78
120.10
.42
152.67
160.81
166.92
166.92
162.85
154.70
西窗瞬时传热冷负荷
tc（τ）
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
△td
2
t′c（τ）
28.9
29.9
31
31.9
32.8
33.5
33.9
34.2
34.2
34
33.6
tR
26
△t
2.9
3.9
5
5.9
6.8
7.5
7.9
8.2
8.2
8
7.6
Kw
3.04
cw
1.2
Aw
22.32
Qc（τ）
236.13
317.55
407.12
480.40
553.68
610.68
643.24
667.67
667.67
651.39
618.82
3.2.4墙、门、地面楼板传热形成得冷负荷
围护结构被外界加热时，先是外表面温度升高，然后热量向传递，围护结构中部、部温度依次升高，最后由表面将热量传递给室空气。
围护结构计算公式如下：
CL=K*F*△t1s
式中：
K—结构传热系数，W/（m2·oC）
F—结构面积，m2
△t1s—计算温差，对于走道，取2oC；对地下室上楼板，取5oC。
阅览室有南墙和西墙，窗和门按照墙体面积计算，其计算结果见表3-7。
表3-7围护结构传热冷负荷
南墙冷负荷
Ki
1.2
Ai
55.68
to.m
30.4
Δta
3
tR
26
tc（τ）
494.44
西墙冷负荷
Ki
1.2
Ai
85.92
to.m
30.4
Δta
3
tR
26
tc（τ）
762.97
3.2.5通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
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，还与外放热系数有关。
工程中用下式计算：
CL=Ca*Fw*Cs*Ci*Dj,maxCLQ
式中：
Fw—窗户面积，m2
Ca—有效面积系数
Cs—窗玻璃的遮阳系数
Ci—窗遮阳设施的遮阳系数
CLQ—窗玻璃冷负荷系数
Dj,max—夏季各纬度带的日射得热因数最大值，W/m2
（说明：
以上修正值均可在《暖通空调》附录2中查得）
阅览室的日射的热量的计算结果计入表3-8。
表3-8玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
东窗透入日射得热引起的冷负荷
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