能源与动力工程毕业设计.docx
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能源与动力工程毕业设计
毕业设计[论文]
题 目：
南京市升达图书大厦中央空调设计
学 院：
河南城建学院
专 业：
热能与动力工程
姓 名：
学 号：
指导老师：
完成时间：
2016年5月20日
摘 要
窗体顶端
本次设计的是南京市升达图书大厦的空调系统。
其建筑总共有八层，有开架书库，电化教室，期刊阅览室，以及高层的办公室等功能,制冷机房布置在地下一层。
众所周知为群众提供工作和日常活动的场所被称为建筑。
现如今人们只有五分之一得时间不在建筑物里度过。
建筑环境对于人们的生活质量，工作情况以及寿命的影响逐渐在社会上引起了广泛关注。
我们的祖先从起初的风餐露宿到现在的建筑环境的变化是个无比艰难复杂的过程,不忘初忠的就是改善建筑内环境,为了达到我们本身对于工作和生活对于环境的要求。
那么中央空调设计就是不断为这个方面做着研究，针对该综合楼建筑物的功能要求和特点，以及南京地区气象条件和空调要求，参考各种相关文献资料对该楼的中央空调系统进行系统规划，考虑到此建筑的特点，各房间均采取风机盘管-新风系统。
设计的主要步骤有：
建筑负荷的计算；冷热源的选择；风系统的设计与计算；水系统的设计与计算；风管系统与水管系统保温层的设计；空调末端处理设备及机房辅助设备的选型等。
根据各种计算结果，通过控制室内温度、湿度、洁净度和光声环境使人们生活更舒适。
关键词：
中央空调系统，风机盘管-新风系统，制冷机房
窗体底端
ABSTRACT
窗体顶端
ThedesignofairconditioningsystemisalibrarybuildinginNanjing. Thebuildingatotalofeightlayer,openstacks,audio-visualclassroom,periodicalreadingroom,andhigh-riseofficefunctionrefrigeratingroomlayoutinthebasement.Knownforprovidingworkanddaytodayactivitiesoftheestablishmentsknownasbuilding.Nowonlyone-fifthpeoplehavetospendtimeinthebuilding.Thebuiltenvironmentforpeople'squalityoflife,jobandlifegraduallyarousedwidespreadconcerninthecommunity.Ourancestorsworkedfromthebeginningtothecurrentchangesinthebuiltenvironmentisanextremelydifficultandcomplexprocess,donotforgettocheatistoimprovetheenvironmentinsidethebuildingatthebeginning,inordertomeettherequirementsofourworkingandlivingenvironments.Thentheair-conditioningsystemdesignisconstantlydoingresearchinthisarea,accordingtothecomplexfunctionalrequirementsandfeaturesofthebuilding,aswellasNanjingmeteorologicalconditionsandairconditioningrequirements,referenceliteratureonthebuildingsystemofthecentralairconditioningsystemplanning.Takingintoaccountthecharacteristicsofthebuilding,allroomsarefan-coil-airsystem.
Designofthemainstepsare:
loadcalculationofcoldandhotsourcechoice;thewindsystemdesignandcalculationofwatersystemdesignandcalculation;insulationdesignoftheductsystemandplumbing;air-conditioningendequipmentandplantancillaryequipmentselection,etc.Accordingtotheresultsofvariouscalculations,throughcontrolofindoortemperature,humidityandcleanlinessofsoundandlightenvironmentmakespeople'slivesmorecomfortable.
Keywords:
centralair-conditioning system-air fan-coilsystem,chillerrooms
窗体底端
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章工程概况 5
1.1工程概述 5
1.2工程依据 5
1.3工程资料 5
1.3.1室外设计参数 6
1.3.2室内设计参数 6
1.4建筑结构 7
第二章负荷计算 8
2.1负荷的主要内容 8
2.2空调冷负荷计算 8
2.2.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 9
2.2.2内围护结构冷负荷 9
2.2.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 9
2.2.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 9
2.2.5照明散热形成的冷负荷 10
2.2.6人体散热形成的冷负荷 10
2.3各个房间负荷值总结 12
第三章 空调系统设计 45
3.1空调系统的分类 45
3.1.1空调系统的分类 45
3.2空调系统的选择原则 45
3.2.1空调系统的选择原则 46
3.3各房间空调系统的确定 46
3.3.1风机盘管的构造和特点 46
3.3.2风机盘管机组新风供给方式 47
3.4风机盘管加新风空调系统 48
3.5风机盘管选型计算 49
3.6新风机组选型计算 51
第四章 送风量与气流组织 53
4.1送风量 53
4.2散流器送风的设计计算 53
第五章 空调系统水力计算 56
5.1空调风系统水力计算 56
5.2空调水系统水力计算 68
水管系统水力计算结果 71
第六章 消声、减振及管道保温 80
6.1空调系统的消声 80
6.1.1空调系统噪声控制技术措施 81
6.1.2空调系统噪声控制的措施 82
6.2空调系统的减振 82
6.2.1冷水机组的防振 83
6.2.2水泵隔振 83
6.3空调系统的保温 84
6.3.1空调系统中管道和设备需要保温的因素 85
6.3.2保温层厚度的确定 85
参考文献 86
致谢 88
第一章 工程概况
1.1工程概述
本工程为南京市升达图书大厦中央空调设计，第一～二层为入口大厅，开架书库，出纳，书店，收发，电子检索，管理,期刊阅览，目录检索，办公室，电化教室等；三～八层为办公室，这六层的布局基本相同，每层都有厕所。
每层高4.2米，建筑物总高度约为33.6m。
总建筑面积约为24877m²。
1.2工程依据
本工程空调设计根据建筑专业提供的图纸，并依照暖通现行国家颁发的有关规范、标准进行设计，具体为：
①《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019—2003
②《高层民用建筑设计防火规范》
③《办公建筑设计规范》
④《民用建筑节能设计标准》JGJ26－95
⑤《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
⑥《实用供热空调设计手册》
1.3工程资料
以下数据取自《实用供热空调设计手册》（中国建筑工业出版社,2008年5月第二版）上册,江苏省南京市地理参数如表1-1所示：
表1-1南京市地理参数
地理位置（南京）
海拔（m）
大气压力（Kpa）
室外平均风速m/s
北纬
东经
8.9
冬季
夏季
冬季
夏季
31°10′
118°43′
1025.2
1004.0
2.6
2.6
窗体顶端
1.3.1室外设计参数如表1-2所示：
表1-2室外设计参数
窗体底端
冬季
夏季
夏季空调室外计算湿球温度
夏季冬季
冬季
夏季
空气调节
通风
空气调节
空调日平均
通风
风速
相对湿度
相对湿度
-6
2
35
31.4
32
28.3
3.1
60%
50%
1.3.2室内设计参数
一般认为，在供热工况下，室内温度每降低1℃，能耗可减少10%－15%；在供冷工况下，室内温度每提高1℃，能耗能减少8%－10%，由此可见，在满足要求的前提下，不应随意提高或降低室内计算温度，以下数据取自《空气调节设计手册》（第二版,电子工业部第十设计研究院中国建筑工业出版社）。
窗体底端
窗体顶端
表1-3各房间室内设计参数
窗体底端
名称
房间用途
温度（℃）
湿度（%）
室内风速m/s
新风指标W/m2
夏季
开架书库
26
50
v≤0.25
3.1
冬季
开架书库
23
40
v≤0.15
3.1
夏季
期刊阅览
26
50
v≤0.25
2.4
冬季
期刊阅览
23
40
v≤0.15
2.4
夏季
出纳
26
50
v≤0.25
33.2
冬季
出纳
23
40
v≤0.15
33.2
夏季
书店
26
50
v≤0.25
13.3
冬季
书店
23
40
v≤0.15
13.3
夏季
电子检索
26
50
v≤0.25
13.8
冬季
电子检索
23
40
v≤0.15
13.8
夏季
管理
26
50
v≤0.25
35.7
冬季
管理
23
40
v≤0.15
35.7
夏季
电化教室
26
50
v≤0.25
11.9
冬季
电化教室
23
40
v≤0.15
11.9
夏季
入口大厅
26
50
v≤0.25
6.2
冬季
入口大厅
23
40
v≤0.15
6.2
夏季
办公室
26
50
v≤0.25
30
冬季
办公室
23
40
v≤0.15
30
夏季
休息厅
26
50
v≤0.25
30
冬季
休息厅
23
40
v≤0.15
30
夏季
电子阅览室
26
50
v≤0.25
2.4
冬季
电子阅览室
23
40
v≤0.15
2.4
夏季
收发
26
50
v≤0.25
35.5
冬季
收发
23
40
v≤0.15
35.5
窗体顶端
窗体底端
窗体顶端
1.4建筑结构
（1）外墙：
外墙平均传热系数为0.53w/㎡.k,保温材料为聚苯板，其厚度为50mm;
（2）外窗：
外窗采用单框中空玻璃塑钢窗，传热系数K=2.85W/（㎡.k）;
（3）屋面：
屋面采用50厚挤塑聚苯板，平均传热系数为0.565w/㎡.k
（4）楼板：
40mm钢筋混凝土加120mm的预制混凝土空心板加40mm的硬质聚氨酯板。
平均传热系数为0.59w/㎡.k
（5）外门：
建筑物外门选用复合保温隔声防盗门，传热系数K=2.47W/（㎡.k）
（6）内墙：
楼梯间内墙采用30mm保温砂浆,传热系数为1.35w/㎡.k;
（7）节能建筑概况：
体形系数:
0.18，耗热量指标QH=12.29w/㎡;窗墙面积比:
北向0.22,、东向0.05、西向0.05、南向0.341
第二章负荷计算
窗体底端
窗体顶端
2.1负荷的主要内容
空调负荷计算包括室内负荷、新风负荷、再热负荷和风机、风管温升负荷。
室内负荷又包括围护结构、人员、照明、设备及其它负荷。
舒适性空调没有再热，本设计中忽略风机、风管温升负荷。
空调房间的热负荷由下面组成，查看参考文献[1]
1）由围护结构带来的热量。
2）由窗户带给室内的太阳辐射热量。
3）人体、照明、设备散入房间的热量。
4）伴随各种散湿过程产生的潜热量。
5）通过门缝和窗户渗透空的空气带给室内的热量。
6）食品或物料的散热量。
2.2空调冷负荷计算
空调冷负荷是指为了保持室内温度的恒定，空调设备在单位时间内必须自室内取走的热量，即在单位时间内必须向室内供给的冷量。
空调负荷计算包括室内负荷、新风负荷、再热负荷和风机、风管温升负荷，室内负荷又包括围护结构、人员、照明、设备及其它负荷。
舒适性空调没有再热，本设计中忽略风机、风管温升负荷。
本设计只对整个楼层运用天正暖通软件做详细计算，详细数据见附录1
2.2.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
在上述计算公式式中τ代表计算时间单位是h
代表的是围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，单位h
（1）外墙和屋顶
CLQτ=KFΔtτ-ε 式（2.1）
式中：
τ：
计算时间，h；
ε：
围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；
τ-ε：
温度波的作用时间，及温度波作用于围护结构外表面的时间，h；
K：
围护结构传热系数，w/m2·Κ；
F：
围护结构计算面积，m2；
Δtτ-ε：
作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷闻差。
负荷温差Δtτ-ε按照外墙和屋面的船热衰减系数β进行分类。
围护结构愈厚、重（热容量愈大），则υ值愈大，β值愈小；围护结构愈轻、薄（热容量愈小），则υ值愈小，β值愈大。
β值在0到1之间变化。
当围护结构β≤0.2时，由于结构具有较大的惰性对于外界扰量反应迟钝，从而使负荷温差的日变化很小，为了简化计算，可按日平均负荷温差Δtp计算冷负荷。
2.2.2内围护结构冷负荷
在上面的公式中—内围护结构传热系数，单位W/（m2·℃）
—内围护结构的面积，单位m2
—夏季空调室外计算日平均温度，单位℃
—附加温升，可按《暖通空调》表2-10查取
2.2.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
窗户瞬变传导得热形成的冷负荷
CLQc·τ=KFΔtτ
式（2.2）
式中：
Δtτ：
计算时刻的负荷温差；
F：
窗口面积。
2.2.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
CLQj·τ=xgxdCnCsFJj·τ
式（2.3）
式中：
xg：
窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75；单层木门，0.7，双层木窗，0.6；
xd：
地点修正系数；
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。
2.2.5照明散热形成的冷负荷
式（2.11）
式中：
Q：
设备、照明和人体的得热，W；
T：
设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h；
τ-T：
从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时刻，h；
JXτ-T（JEτ-T、JLτ-T、JPτ-T）：
τ-Ｔ时间的设备负荷强度系数、照明负荷强度系数、人体负荷强度系数。
2.2.6人体散热形成的冷负荷
式（2.11）
式中：
Q：
设备、照明和人体的得热，W；
T：
设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h；
τ-T：
从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时刻，h；
JXτ-T（JEτ-T、JLτ-T、JPτ-T）：
τ-Ｔ时间的设备负荷强度系数、照明负荷强度系数、人体负荷强度系数。
窗体底端
2.3各个房间负荷值总结
a.一到二层各房间冷负荷如表2-1所示：
房间号
101·201
负荷源
照明
设备
北外窗
北外墙
北内门
北内墙
东内墙
东内门
南内窗
南内墙
西外窗
西外墙
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
逐时负荷值
8
1198.1
0
465.8
120.1
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
911.8
314
9
1198.1
0
595.5
112.6
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
1173.1
276.7
10
13378.6
0
785.1
112.6
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
1530
251.8
11
14177.3
0
908.3
115.1
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
1765.1
235.2
12
14776.3
0
981.1
125.2
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
1908.7
235.2
13
15175.7
0
1006.9
137.8
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
2087.4
243.5
14
15774.7
0
968.4
152.9
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
2356.4
264.2
15
16174.1
0
866.8
173
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
2514.6
293.3
16
16573.4
0
720.5
193.2
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
2359.2
343.1
17
16773.1
0
637.3
213.3
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
2165.6
417.8
18
5790.7
0
472.4
233.5
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
1334.4
517.3
19
5191.7
0
219.6
248.6
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
480.5
625.2
20
4592.6
0
197.2
261.2
366.6
1630.1
1800.3
183.3
1285.9
2200.7
431.3
728.9
表2-1各冷负荷房间
号
102·202
照明
设备
北外窗
北外墙
北内门
北内墙
东外窗
东外墙
西内门
南内墙
南内窗
西内墙
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
负荷值
8
898.6
0
465.8
120.1
366.6
1630.1
1774.2
222.7
183.3
1800.3
1285.9
2200.7
9
898.6
0
595.5
112.6
366.6
1630.1
2228.6
231
183.3
1800.3
1285.9
2200.7
10
10033.9
0
785.1
112.6
366.6
1630.1
2266
280.8
183.3
1800.3
1285.9
2200.7
11
10633
0
908.3
115.1
366.6
1630.1
1993.3
359.7
183.3
1800.3
1285.9
2200.7
12
11082.2
0
981.1
125.2
366.6
1630.1
1966
455.1
183.3
1800.3
1285.9
2200.7
13
11381.8
0
1006.9
137.8
366.6
1630.1
2011.6
550.5
183.3
1800.3
1285.9
2200.7
14
11831
0
968
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