西安市某十九层商务综合楼楼中央空调系统设计.docx

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西安市某十九层商务综合楼楼中央空调系统设计

摘要

本设计为西安市某十九层商务综合楼空调系统工程设计。

该空调系统为舒适性空调系统。

本设计主要是针对商场层﹑娱乐层、餐厅层、客房层等功能进行空调设计，为办公人员等提供一个舒适健康的环境。

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，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。

设计内容包括:

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：

舒适性空调系统，风机盘管加新风系统，负荷，制冷机组,选型

Abstract

ThegraduationprojectdesignisacentairconditioningsystemforaBusinesscenterofxi’ancity,belongstocomfortableairconditioning.Itmainlyincludesoffice,andsomeotherdifferentroomswhichhavedifferentfunctions.Inaword,itcanprovidesuitableandhealthyenvironmentforofficers,visitorsandsoon.Basedontheplanninganddesigningofthespecifiedfunctionsandarchitecturallayoutofthebuilding,theairconditioningsystemshouldbeefficientinenergy,comfortofindoorenvironmentandconvenienceofoperationandmanagement.Theaboveshouldbetakenintoconsideration.Centralcoolingsystemhasbeenadopted.Oncomparisonofseveraldesign,theschemesdeterminestofan-coilunitsplusfreshairsystemforofficesandothersmallrooms,whichSatisfiesthedifferentrequirementofpeopleindoors.Theflexiblelayoutincurrentbuildingmakessimplercontrol.Itcontains:

coolingloadcalculation，Themoistureload，Freshairvolume;theselectionofrefrigerationunits;Selectionofrefrigerationunit；theselectionofairconditioningequipments;thedesignofairductsystemandcalculation;thedesignofwatersystemanditsresistanceanalysis;theestimationofairdistributionmethodandtheselectionofrelevantequipments;theinsulationofairductplantandchilledwaterpipes;noiseandvibrationcontrol;etc.

Accordingtosomecorrelationstandard,allowforenergysafeandindoorcomfort,theairconditionsystemofthedesignisFancoilunits（FCUs）--freshairsystemAir-conditioningsystemoperationetc.

KeyWords:

comfortableairconditioningsystem，fan-coilunitsplusfreshairsystem，load，pipelinedesign

摘要I

AbstractII

目录III

绪论1

1工程概况2

2设计依据与基本参数3

2.1设计规范及标准3

2.2设计原则及依据3

2.3基本气象参3

2.3.1夏季参数4

2.3.2冬季参数4

2.3.3室内设计参数4

3负荷计算5

3.1负荷计算5

3.1.1通过围护结构传入的热量计算5

3.1.2通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷5

3.1.3人员散热引起的冷负荷6

3.1.4照明散热引起的冷负荷6

3.1.5设备散热冷负荷7

3.1.6冷负荷7

3.2湿负荷计算7

3.2.1人体散湿量7

3.2.2湿负荷8

3.3空调负荷计算实例8

4空调系统方案的确定17

4.1空调方案的分类17

4.1.1按空气处理设备的设置情况分类17

4.1.2按负担室内负荷所用介质种类进行分类17

4.2集中式和风机盘管加独立新风空调系统的对比分析18

4.3空调系统方案的确定19

5空调风系统设计20

5.1风机盘管加新风系统的计算和设备选型21

5.1.1风机盘管的计算选型21

5.1.2新风机组选型及管径的确定22

6空调系统冷、热源的选型28

6.1机组方案的确定及可行性28

6.2制冷机组的选型28

6.3板式换热器的选型28

7空调水系统设计29

7.1水系统方案的确定29

7.2冷冻水系统的设计30

7.2.1管路的布置和管径的确定30

7.2.2最不利管路的压力损失31

7.2.3水力计算31

7.2.4冷冻水泵、热水泵的选型31

7.3冷却塔计算及选型32

7.4凝结水管路系统设计33

7.5水泵配管34

7.6水系统的泄水及排气34

7.6.1泄水设计35

7.6.2排气设计35

8制冷站的设计36

8.1机房设计37

8.2设备布置间距37

8.3冷却塔的选择37

8.4膨胀水量的计算选型38

8.5系统补给水量的计算38

8.6膨胀水箱的选型38

8.7补水泵的选择38

8.8系统循环水处理39

8.9分水器和集水器的选择39

9管道的保温及防腐设计40

9.1保温及防腐目的41

9.2保温材料的选择41

9.3保温层厚度的确定41

10空调系统噪声的控制42

10.1空调系统噪声的来源42

10.2空调系统噪声污染的人为因素42

10.3空调系统噪声的控制措施43

10.3.1设计方面控制措施43

11风机盘管空调系统的运行调节46

11.1负荷调节46

11.2双水管系统的调节47

结论49

参考文献50

致谢51

附表52

绪论

当前的制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域，并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。

可以说，现代技术进步离开了制冷技术发展是不可想象的。

在现代日常生活中，空调起着举足轻重的作用。

如炎热的夏天，用了空调我们可以享受清凉感受春天。

在各大型场馆和商场上，空调是必不可少，给众多顾客带来凉爽，使顾客们玩得更开心更舒适。

寒冷的冬天我们可以享受春天的温暖，秋天的凉爽。

随着国内外经济的迅速发展，高层建筑也随着需要相应的快速发展起来，高层建筑又是人们活动比较集中的地方，人们在高层建筑中工作活动会产生大量的热，因此空调是必不可少的。

高层建筑的发展大大促进了建筑技术，其中也包括暖通空调技术的发展。

暖通空调能耗占全国总能耗的比例越来越大，因而各国都十分重视空调技术的发展。

因此，空调系统的设计和运行调节都须重视空调技术的新技术应用。

本次设计题目为“西安市某十九层商务综合楼楼中央空调系统设计”以商场层﹑娱乐层、餐厅层、客房层等多功能房间为主，客房为设计实际，在查阅了大量中外资料、文献和参考手册（书），并进行了毕业实习的基础上，进行了每个房间冷热负荷计算，制冷机组的设计计算，空调水系统的设计计算，空调风系统的设计计算以及相关空调，制冷设备的选型。

以设计计算结果及建筑的具体情况为依据，合理布置设备及通风管路，最后绘制出清晰明确的工程图纸。

1工程概况

该栋综合楼位于西安市，大楼由等商场层﹑娱乐层、餐厅层、客房层等组成，，建筑总高度71.8m，共十九层，其中一层高4.5m，二、三层层高4.2m，、四层层高5.7m,五层到十八层层高3.4m，总空调供冷面积为9759.76m2。

整座大楼大部分为客房、办公室，要保持室内空气品质来满足舒适性空调的标准，故采用风机盘管加独立新风系统，考虑到该楼的层高及装修美观的需要，末端采用卧式暗装风机盘管机组，由于房间进深较大，故风盘后加风管，为使送风均匀，故采用散流器顶部送风。

新风系统送风方式和回风同，每层使用一、若干台新风机组。

每个房间根据实际需要选用不同型号、不同台数的空气处理机。

大楼空调总冷负荷919.49kW；夏季室内总湿负荷437.12kg/h。

2设计依据与基本参数

2.1设计规范及标准

1.公共建筑节能设计标准（GB50289-2005）

2.采暖通风与空气调节制图标准（GBJ114-88）

2.民用建筑空调设计节能标准（GB2005）

3.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）

4.采暖通风与空气调节制图标准（GBJ114-88）

2.2设计原则及依据

设计依据《公共建筑节能设计标准》，同时考虑该大楼为综合楼建筑，为了能够独立控制每个房间的空调运行及节约能源，空调系统设计成风机盘管加新风系统，二者均采用顶送。

外墙：

属于∏型，K=1.50W/㎡K，衰减系数β=0.36，延迟时间ε=10h；

内墙：

选用砖墙，δ=220mm，K=2.02W/㎡K，β=0.41，ε=7.2h。

屋面：

选用预制01-1-35-1，K=1.88W/㎡K，衰减系数β=0.68，延迟时间ε=4.4h；

外窗：

选用选用玻璃幕墙，高2000m，为双层窗结构；玻璃采用3mm厚的普通窗户，K=2.44W/㎡K，窗的有效面积系数xg=0.75，地点修正系数Xd=1.2，遮挡系数Cs=0.86，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/㎡K，β=0.22，ε=11.1h；

外门：

选用木（塑料）框双层玻璃门，K=2.5W/㎡K，衰减系数β=1，延迟时间ε=0.5h；

内门：

选用木框单层实体门，K=3.35W/㎡K，衰减系数β=0.99，延迟时间ε=0.5h；

2.3基本气象参数

根据《暖通空调》附录和《实用供热空气调节设计手册》第二版的室外气象参数查得，西安市室外计算参数如下：

根据附录的室外气象参数中查得，郑州市室外计算参数：

地理位置:

西安市北纬35°（N）

2.3.1夏季参数

大气压:

95.707kPa室外计算干球温度:

35.1℃

空调日平均计算温度:

30.7℃计算日较差:

7.5℃

室外计算湿球温度:

25.8℃室外平均风速:

1.6m/s

2.3.2冬季参数

大气压：

96.097kPa室外平均风速:

0.9m/s

室外最冷月平均温度：

0.10℃室外空调计算干球温度：

-5.6℃

采暖室外计算干球温度：

-3.2℃

2.3.3室内设计参数

根据公共建筑节能设计标准确定房间的室内参数，具体如下表：

表2.1室内参数

房间名称

夏季

冬季

照明指标

人员指标

新风量

温度

相对湿度

温度

相对湿度

℃

W/m2

人/m2

m3/（h.p）

客房

0.1

值班室

0.1

办公室

0.1

餐厅

0.7

3负荷计算

3.1负荷计算

3.1.1通过围护结构传入的热量计算

1.外墙和屋顶瞬变传热形成的冷负荷：

式（3.1）

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·℃）

F—外墙和屋面的面积，m2

t'wl—外墙或屋面冷负荷逐时计算温度，℃

tNx—夏季空气调节室内计算温度，℃

t'wl—经过修正的本地外墙或屋面计算温度逐时值，℃

td—地点（西安市）修正值，℃由《暖通空调·动力》表3.2.8-5查得

—外表面放热系数修正值，由教材《暖通空调》表2-8计算查得，

—吸收系数修正，由教材《暖通空调》表2-9查得。

2.外窗瞬时传热冷负荷：

式（3.2）

式中：

CL—外玻璃窗瞬变传热引起的的冷负荷，W

Fw—窗口面积，m2

KW—玻璃窗传热系数，双层中空玻璃，取2.44W/（m2·℃）

CW—玻璃窗的传热系数的修正值

td—玻璃窗的地点修正值

3.内墙、内门、地面楼板传热形成得冷负荷：

式（3.3）

式（3.4）

式中：

K—内结构传热系数，W/（m2·℃）F—内结构面积，m2

3.1.2通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

式（3.5）

式中：

Fw—窗户面积，m2

Ca—有效面积系数，单层钢窗取0.85

Cs—窗玻璃的遮阳系数

Ci—窗内遮阳设施的遮阳系数。

本设计中采用活动百叶内遮阳，故取0.6

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：

以上修正值均可在教材《暖通空调》附录2中查得。

3.1.3人员散热引起的冷负荷

人体显热散热引起的冷负荷：

式（3.6）

人体潜热散热引起的冷负荷：

式（3.7）

式中:

CLS—人体显热散热引起的冷负荷，W

CLq—人体潜热散热引起的冷负荷，W

n—室内全部人

Φ—群集系数

CLQ—人体显热散热引起的冷负荷系数

qS—不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量W，由《暖通空调》表2-13查得

q—不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量W，同上

3.1.4照明散热引起的冷负荷

表3.1设计依据《公共建筑节能设计标准》

建筑类别

房间类别

照明功率密度（W/m2）

建筑类别

房间类别

照明功率密度（W/m2）

办公建筑

普通办公室

宾馆建筑

客房

高档办公室、设计室

餐厅

会议室、多功能厅

会议室

走廊

门厅

商场建筑

一般那商店

3.1.5设备散热冷负荷

表3.2《公共建筑节能设计标准》

建筑类别

房间类别

功率密度（W/m2）

建筑类别

房间类别

功率密度（W/m2）

办公建筑

普通办公室

宾馆建筑

客房

高档办公室

餐厅

会议室、多功能厅

会议室

走廊

其他

商场建筑

一般商店

其他

高档商店

3.1.6冷负荷

新风全热冷负荷Qq（W）按下式计算:

Qq=ρmx（iw-in）/3.6式（3.8）

式中：

ρ--夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，1.2kg/m^3；

mx--新风量，m^3/h；

iw--夏季室外计算参数下的焓值，kJ/kg；

in--室内空气的焓值，kJ/kg。

其中新风量=空调房间人数×房间中的人均新风量

3.2湿负荷计算

3.2.1人体散湿量

式（3.9）

式中：

Mw—人体散湿量,kg/h

n—室内全部人数

Φ—群集系数

g—成年男子的小时散湿量g/h，由教材《暖通空调》表2-13查得

3.2.2湿负荷

1.新风湿负荷

新风湿负荷Dx（kg/h）按下式计算:

式（3.10）

式中:

mx--新风量，m^3/h；　

dw--夏季空调室外计算参数时的含湿量，g/kg；

dn--室内空气的含湿量，g/kg。

2.餐厅的食物散湿量

食物的湿负荷Dt（kg/h）按下式计算：

式（3.11）

式中：

Φ—群集系数

n—就餐总人数

3.3空调负荷计算实例

以五层5001客房北外窗为例，如下表所示

表3.35001房间北外窗负荷计算（单位：

W）

北外窗

时间

tw1

tw1+td

tNx

Δt

Cw*Kw

11:

29.9

2.0

31.9

26.0

5.9

3.5

103.25

12:

30.8

32.8

6.8

119.5

13:

31.5

33.5

7.5

131.9

14:

31.9

33.9

7.9

138.9

15:

32.2

34.2

8.2

144.2

16:

32.2

34.2

8.2

144.2

17:

32.0

34.0

8.0

140.6

18:

31.6

33.6

7.6

133.6

19:

30.8

32.8

6.8

119.5

20:

29.9

31.9

5.9

103.7

21:

29.1

31.1

5.1

89.7

22:

28.4

30.4

4.4

77.4

23:

27.8

29.8

3.8

66.8

27.2

29.2

3.2

56.3

本工程其它房间的冷负荷由鸿业暖通9.0负荷计算软件计算得出，计算结果列附下表，以便在后面的计算中使用。

表3.4综合楼房间冷负荷统计

夏季负荷统计

面积（㎡）

夏季室内冷负荷最大时刻（全热）（h）

夏季总冷负荷（含新风/全热）（W）

夏季室内冷负荷（全热）（W）

夏季总湿负荷（含新风）（kg/h）

夏季室内湿负荷（kg/h）

夏季新风量（m^3）

夏季新风冷负荷（W）

夏季新风机组冷负荷（全热）（W）

9759.76

13:

1532377

919490

924.173

437.124

94928.2

612888

夏季负荷统计

参数

面积（㎡）

夏季室内冷负荷最大时刻（全热）（h）

夏季总冷负荷（含新风/全热）（W）

夏季室内冷负荷（全热）（W）

夏季总湿负荷（含新风）（kg/h）

夏季室内湿负荷（kg/h）

夏季新风量（m^3）

夏季新风冷负荷（W）

夏季新风机组冷负荷（全热）（W）

建筑物

9759.76

13:

1532377

919490

924.173

437.124

94928.2

612888

建筑物所有楼层负荷统计

夏季负荷统计

参数

面积（㎡）

夏季室内冷负荷最大时刻（全热）（h）

夏季总冷负荷（含新风/全热）（W）

夏季室内冷负荷（全热）（W）

夏季总湿负荷（含新风）（kg/h）

夏季室内湿负荷（kg/h）

夏季新风量（m^3）

夏季新风冷负荷（W）

夏季新风机组冷负荷（全热）（W）

1楼层[商场层]

931

19:

283368

177013

200.903

124.935

18620

106355

2楼层[商场层]

918.4

15:

294713

185386

213.479

132.723

18472

109327

3楼层[餐饮层]

570.88

13:

156776

67344

118.301

39.791

11988.5

89432

4楼层[娱乐层]

596.68

14:

162849

93410

120.882

66.198

10882.1

69440

5楼层[客房层]

447.6

31772

22926

8.806

1.667

1342.8

8846

6楼层[客房层]

466.85

13:

38091

28815

9.458

1.941

1400.6

9276

7楼层<5>

447.6

13:

35864

27019

8.958

1.819

1342.8

8846

8楼层<6>

466.85

13:

38091

28815

9.458

1.941

1400.6

9276

9楼层<5>

447.6

13:

35864

27019

8.958

1.819

1342.8

8846

10楼层<6>

466.85

13:

38091

28815

9.458

1.941

1400.6

9276

11楼层[办公层]<12>

438.65

13:

40039

24755

19.056

6.074

2158.3

15284

12楼层[商场层]

438.65

13:

40039

24755

19.056

6.074

2158.3

15284

13楼层<12>

438.65

13:

40039

24755

19.056

6.074

2158.3

15284

14楼层<12>

438.65

13:

40039

24755

19.056

6.074

2158.3

15284

15楼层<12>

438.65

13:

40039

24755

19.056

6.074

2158.3

15284

16楼层<12>

438.65

13:

40039

24755

19.056

6.074

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