广州办公楼中央空调系统设计.docx
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广州办公楼中央空调系统设计
本科毕业设计说明书
广州某办公楼中央空调系统设计
THESYSTEMOFACERTAINSYNTHETICALBUILDING’SCENTERAIR-CONDITIONINGUANGDONG
学院（部）：
专业班级：
学生姓名：
指导教师：
年月日
广州某办公楼中央空调系统设计
摘要
本设计的内容是广州某综合楼中央空调系统，为之设计其合理的中央空调系统，为室内工作人员，顾客等提供一个舒适健康的环境。
通过对不同功能区域进行划分，从而将整个空调区划分为：
1．全空气处理系统；
2．风机盘管加新风系统；
本设计依据有关规范,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，对大空间采用全空气系统，而对办公室等小空间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。
关键词：
中央空调，舒适，全空气系统，节能
THESYSTEMOFACERTAINSYNTHETICALBUILDING’SCENTERAIR-CONDITIONINGUANGDONG
ABSTRACT
Thedesignsincludedthesystemofacertainsyntheticalbuilding’scenterair-conditioninGuangdong.Drawsupforitdesignreasonablecentralair-conditioningsystem,fortheofficeworkpersonnel,thevisitorandsoonprovidesacomfortablehealththeenvironment.
Thewholeair-conditionsectionwasplottedaccordingtothedifferentfunction-region,including:
1.all-airsystem
2.fancoilsandthesystemoffreshair
Accordingtosomecorrelationstandard,infullconsiderationindoorenvironmentcomfortableness,themovementmanagementconvenienceandtheenergyconservationandsooninvariousaspectsfoundation,andbasedontherelatedstandardconsiderationenergyconservationandthecomfortablerequest,andsoonthebigspaceusestheentireairsystemtoabuilding,butandsoonthesmallspaceusestheairblowerserpentinedtotheofficetoaddthenewatmospheresystem.Thismaysatisfythedifferentfunctionroomperiodofrevolutionsectionpersonneltomovethesituationthedifferentrequest,thearrangementisnimble,thecontrolisconvenient.
KEYWORD:
center-air-condition,comfortable,entireairsystem,conservesenergy
摘要（中文）......................................................Ⅰ
摘要（外文）......................................................Ⅱ
1绪论.............................................................1
1.1中央空调系统研究意义.......................................1
1.2采暖通风与空气调节的工作原理...............................1
1.3暖通空调研究存在的问题.....................................1
1.4本课题研究方案.............................................1
2工程概况.........................................................2
2.1建筑说明...................................................2
2.2围护结构性能参数...........................................2
3设计方案........................................................4
4空调负荷计算....................................................5
4.1室外设计计算参数...........................................5
4.2室内设计计算参数...........................................5
4.3冷负荷的计算...............................................6
4.4透过玻璃窗的日射得热冷负荷.................................6
4.5玻璃窗传热的冷负荷.........................................6
4.6墙体的冷负荷...............................................6
4.7照明的冷负荷...............................................7
4.8电子设备散热形成的冷负荷...................................7
4.9人体的冷负荷...............................................7
4.10新风冷负荷................................................7
4.11人体散湿量................................................8
4.12各房间冷负荷的计算结果....................................8
5空调系统方案的确定..............................................14
5.1空调系统形式的选择.........................................15
5.2本设计的空调系统概述.......................................15
5.2.1商场的空调系统…………………………………………………15
5.2.2办公室的空调系统....................................15
5.2.3全空气系统的工作原理................................16
5.2.4空调系统的方案比较...................................17
5.2.5风机盘管机组的结构和工作原理.........................20
6空气处理过程分析计算.............................................21
6.1空气处理状态点的确定........................................21
6.2送风量的计算................................................22
7末端设备选型.....................................................26
7.1风机盘管的选取.............................................26
7.2新风机组的选择.............................................28
7.3全空气系统空气处理器的选型.................................30
8风系统设计.......................................................31
8.1空调房间的气流组织.........................................31
8.2风口的布置………………………………………………………………31
8.2.1新风入口注意事项……………………………………………..31
8.2.2风道的布置和制作的要求……………………………………….31
8.2.3百叶送风口的选着步骤…………………………………………32
8.2.4风管材料和形状………………………………………………..32
8.3风口的选着……………………………………………………………….32
8.3.1气流组织计算……………………………………………………32
8.3.2计算举例…………………………………………………………33
8.3.3选择新风送风口…………………………………………………37
8.4全空气系统气流组织计算………………………………………………..37
8.4.1全空气系统送风口的计算过程………………………………….37
8.4.2全空气系统回风口的布置……………………………………….39
8.4.3风管管径的确定………………………………………………….39
9水系统设计……………………………………………………………………….54
9.1水系统的比较选择…………………………………………………………54
9.2空调水系统的布置………………………………………………………..55
9.3冷冻水水管水力计算……………………………………………………..55
9.4空调水路系统水力计算书…………………………………………………56
9.5冷凝水管的设计…………………………………………………………..64
9.5.1冷凝水管总体分析……………………………………………….64
9.5.2空调风机盘管水系统宁水管的考虑…………………………….65
9.6制冷机组的选择…………………………………………………………..65
9.7冷冻水泵的选择…………………………………………………………..66
9.7.1冷冻水泵的选择计算…………………………………………….66
9.7.2冷冻水泵配管布置……………………………………………….66
9.8水系统的泄气与排气…………………………………………………….67
9.9过滤器的选择…………………………………………………………….67
10膨胀水量的计算……………………………………………………………….67
10.1膨胀水量的计算……………………………………………………….68
10.2系统补给水量的计算………………………………………………….68
10.3膨胀水箱的选型……………………………………………………….68
10.4分水器和集水器的选择………………………………………………..69
10.4.1分水器和集水器的构造和用途……………………………..69
10.4.2分水器和集水器的尺寸………………………………………6910.5冷却塔的确定…………………………………………………..69
11消声减震………………………………………………………………………..70
11.1概述………………………………………………………………………70
11.2消声设备选型…………………………………………………………..70
11.3减震措施涉及…………………………………………………………..70
11.4防震措施………………………………………………………………..71
11.4.1减震设备的选择……………………………………………..71
12管道保温设计…………………………………………………………………..71
12.1概述………………………………………………………………………71
12.2保温材料防结露厚度…………………………………………………..72
12.3保温材料的选用…………………………………………………………72
12.4保温材料的经济厚度……………………………………………………72
12.5保温材料的选择计算……………………………………………………72
13施工说明………………………………………………………………………..73
13.1空调水管…………………………………………………………………73
13.2空调风管………………………………………………………………….73
13.3其他………………………………………………………………………73
结论…………………………………………………………………………………74
1绪论
1.1中央空调系统研究意义
目前，随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对采暖通风空气调节的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。
因此，设计一项节能、舒适、健康的采暖通风空调工程是很有实际意义的。
1.2采暖通风与空气调节的工作原理
采暖通风与空气调节的工作原理是，当室内得到热量或失去热量时，则从室内取出热量或向室内补充热量，使进出房间的热量相等，即达到热平衡，从而保持室内一定温度；或使进出房间的湿量平衡，以保持室内一定湿度；或从室内排出污染空气（经过处理或不经处理的），即达到空气平衡。
进出房间的空气量、热量以及湿量总会自动的达到平衡。
任何因素破坏这种平衡，必将导致室内状态（温度、湿度、污染物浓度、室内压力等）的变化，并将在新的状态下达到新的平衡。
1.3暖通空调研究存在的问题
国内外的能源都很紧缺，现在要解决的就是用提高能源利用率。
而我国更是一个人均资源相对贫乏的国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。
近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。
通过对一些地区空调系统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性能，而对其部分负荷性能的考虑较少。
在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。
我国在冷源水系统方面的研究目前较少，一般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行冷却水泵和冷冻水泵的选择。
对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。
事实上，对于冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大的。
因此水系统的节能具有很大的潜力。
1.4本课题研究方案
本设计中的大商场采用全空气系统的单风道定风量方式。
大空间用全空气系统空气集中处理可以减少噪音、减少系统部件便于维修、与半集中式系统相比可防止冷冻水的泄漏损坏设备。
管理用房，办公室，采用风机盘管加新风系统。
便于各个房间空调的调节控制、可减少机房面积降低建筑空间、节能、易于选择安装。
主要特色：
1.商场一层和二层分别设置空调机组、具有灵活、操作简单、节省占地和节能等特色。
2.一层，二层，三层的商场采用全空气加新风系统可避免因风机盘管及水管漏水而危害物品和建筑装修，以及维护不便等问题。
3.商场过渡季节可采用全新风。
4.管理用房和办公室采用风机盘管加新风的半集中式空调系统：
节省空间、布置灵活（各房间能单独调节控制不住人时可关掉机组不影响其它房间的使用）、节省运行费用。
2工程概况
2.1建筑说明
本建筑是一幢七层高的综合办公楼，位于广东省广州市，总建筑面积为27522.62㎡。
建筑总高度为24.6m，本建筑物一层到三层为商场，四层到七层为办公室，一层为4.2米，二层和三层为3.6米，四层到七层都为3.3米。
工程设计范围为1层到7层的中央空调系统设计，空调系统的设计满足室内人员对温度，湿度和新风的要求。
毕业设计要求完成整栋大楼的采暖通风及空调工程设计，其主要内容包括：
设计方案选择，负荷计算，主机及末端设备的选型，气流组织设计，水系统设计，风系统设计，空调系统的消声减震等内容。
本系统管线不复杂，施工方便，夏季空调和冬季供暖同用一套系统，无论从经济、使用寿命，还是从美观、清洁的角度讲，该系统都很符合建筑用途的要求。
一层到三层的商场采用全空气系统，四层到七层的办公室采用风机盘管加新风系统，厕所设置排风扇，保持厕所的相对负压，通过其他房间渗透补充厕所风量，再通过厕所风机排出，使厕所异味不能扩散至其他房间。
正压控制的问题，为防止外部空气流入空调房间，设定保持室内5～10Pa正压，送风量大于排风量时，室内将保持正压。
该设计中采用的计算方法和数据依据主要来源于建筑工业出版社出版的《实用供热空调设计手册》,《空气调节》还有其他的一些相关资料。
2.2围护结构性能参数
1）屋面
保温材料为沥青膨胀珍珠岩，厚度为160mm。
查《空气调节》课本附录2-9中查得
传热系数K=0.43W/（㎡·K），衰减系数β=0.25，衰减度ν=82.92，延迟时间ξ=11.7h,νf=2.0，放热衰减度ξf=2.7
2）外墙
外墙为厚度为240mm的砖墙。
查《空气调节》课本附录2-9中查得
传热系数K=1.95W/（㎡·K），衰减系数β=0.35，衰减度ν=12.9，延迟时间ξ=8.5h
νf=2.0，放热衰减度ξf=2.0
3）外窗
5mm+9A+5mm厚白色中空玻璃塑钢窗，无内外遮阳
查《实用供热空调设计手册》表20.4-2可知窗户的传热系数K=2.8W/（㎡·K）
查《空气调节》课本公式2-61可知窗的有效面积系数双层钢窗Xg=0.75
查《空气调节》附录2-7可知窗玻璃的遮挡系数Cs=0.78
查《空气调节》附录2-8可知窗内遮阳设施的遮阳系数Cn=1
4）内墙：
240厚砖墙
查《空气调节》课本附录2-9中查得
传热系数K=1.76W/（㎡·K），衰减系数β=0.28，衰减度ν=17.56，延迟时间ξ=9.0h,νf=2.0，放热衰减度ξf=2.0
5）楼板：
水泥砂浆楼面
查《空气调节》课本附录2-9中查得
传热系数K=2.72W/（㎡·K），衰减系数β=0.5，衰减度ν=6.4，延迟时间ξ=5.3h,νf=1.8，放热衰减度ξf=2.7
6）外门:
优质塑钢门（同玻璃材质）
门的传热系数K=2.8W/（㎡·K）
7）人数
不同类型房间人均占有的使用面积指标,查《实用供热空调设计手册》表20.7-1
高档商场的人均面积指标为4（m²/人）,高档办公室的人均面积指标为8（m²/人）
不同场所的群集系数,查《实用供热空调设计手册》表20.7-2
高档商场的群集系数为0.89,
不同室温和劳动性质时成年男子的散热量,查《空气调节》附录2-18
轻度劳动,百货商店26℃的显热58W/人,潜热123W/人,全热181W/人，湿量184W/人,办公室人群为轻度劳动,
人体显热散热的冷负荷系数,查《实用供热空调设计手册》表20.7-48）
8）设备，器具
设备，器具显热散热的冷负荷系数查《实用供热空调设计手册》表20.9-5
电器设备的功率密度,查《实用供热空调设计手册》表20.9-4
高档商场的设备功率密度为13（W/m²）,高档办公室的设备功率密度为13（W/m²）
9）照明设备
照明功率密度,查《实用供热空调设计手册》表20.8-2
高档商场的照明功率密度为19（W/m²）,高档办公室的照明功率密度为18（W/m²）
灯具散热的冷负荷系数查《实用供热空调设计手册》表20.8-2
10）空调使用时间
空调每天使用10小时，即8：
00～18：
00。
11）内墙νf=2.0,楼板νf=1.8查《实用供热空调设计手册》表20.2-6可知该楼的房间属于重型类房间。
3设计方案
3.1设计方案的概述
本建筑集商场、办公于一体，综合性很强，因此在设计空调系统时得充分考虑到各种房间功能的不同而所具有的差异。
暖通设计时应该首先了解以下内容：
（1）了解建筑类别、建筑平面图、房间功能、工作班次、装饰要求、防火防烟分区划分、防烟楼梯、消防电梯及其前室的位置、建筑构造等。
（2）了解建筑的结构概况—结构形式、梁柱布置及其尺寸、剪力墙、网架构造及尺寸等。
（3）了解建筑中各种设备情况，如型号、功率、用热量、污染物发生量等。
（4）了解给排水管路走向和其他设备的位置。
（5）向建筑专业提供以下资料：
各种机房面积、层高和位置等的要求；管井面积和位置要求等；占用空间尺寸、在建筑上设置的新风口、排风口、回风口等的大小和位置；排烟与加压送风的风井大小和位置、设备平台位置和尺寸等。
（6）向结构专业提供以下资料：
屋盖、楼板、墙，尤其是剪力墙上的各种预留洞的尺寸和位置；大型设备的重量、位置、基础尺寸等；吊装在网架或其他结构上的管路和设备的重量等。
（7）向其他专业提供以下资料：
用水量及用水点、排水点、总用电功率及相数；各设备功率及位置；暖通空调系统的自控要求、建筑防排烟的控制要求等。
4空调负荷计算
4.1室外设计计算参数
广州室外气象参数
大气压力100287pa
夏季室外计算干球温度33.5℃
夏季室外计算相对温度27.7℃
夏季日平均干球温度30.1℃
夏季平均日较差6.5℃
夏季平均风速1.8m/s
4.2室内设计计算参数
确定各房间的设计参数如表4-1所示：
表4-1室内设计计算参数
房间类别
空调温度℃
相对湿度
新风量
人员密度
照明功率密度值
设备功率密度值
M³/h·人
㎡/人
W/㎡
W/㎡
商场
26
60%
15
4
19
13
办公室
26
50%
18
8
18
13
（资料来源《公共建筑节能设计标准》）
注：
室内空气压力稍高于室外大气压
4.3冷负荷的计算
空调房间冷负荷的组成：
通过围护结构传入室内的热量、透过外窗进入室内的太阳辐射热量、人体散热量、照明散热量
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