定州大世界商贸中心空调系统设计.docx
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定州大世界商贸中心空调系统设计
天津工业大学
毕业设计（论文）
题目：
定州大世界商贸中心空调系统设计
第一章工程概述
1.1工程情况
1.1.1工程概况
本次毕业设计的主要内容为河北省定州大世界商贸中心空调系统设计.该建筑位于河北省保定市商贸综合大厦的建筑，共三层.本人负责全楼的中央空调设计.总面积为5396.1㎡，其中三层面积均为1798.69平方米，层高均为5.0米.需要进行通风设计的房间首层包括办公室、会议室、大厅、结算中心、结算中心办公室、银行办公、银行、银行大厅，二层包括销售办公室、大厅、接待室、会议室、，三层包括采购物流办公室、会议室、接待室.其中楼道，走廊不进行送风，该建筑要求夏季能供冷，冬季能供热，为购物办公营造一个良好舒适的环境.
1.1.2各层功能
本商贸中心有三层：
首层如图1-1所示，有大厅两个分别是商贸大厦大厅和银行大厅，然后有销售办公场所、银行办公房间（银行及银行结算中心等）、男女卫生间、电信、电气、储藏室.
图1-1首层平面图
中间层如图1-2所示，有销售办公房间、接待室、会议室、男女卫生间、电信、电气、储藏室、
图1-2中层平面图
三层基本情况跟二楼相同，只是在二楼的大厅上空的地方增加了两个会议室.
1.1.3工程面积
每层各房间的房间面积汇总于下面各表：
表1-1首层各房间面积
房间名称（上）
面积（㎡）
房间名称（下）
面积（㎡）
办公
68.64
办公
67.01
会议室
68.64
办公
67.01
大厅
264.44
银行大厅
208.8
结算中心
45.76
银行
45.76
结算中心办公
62.81
银行办公
134.79
女卫生间
17.94
男卫生间
20.93
电气
15.25
办公
67.02
电信
8.4
储藏室
35.01
表1-2二层各房间面积
房间名称（上）
面积（㎡）
房间名称（下）
面积（㎡）
销售办公
68.64
销售办公
67.01
销售办公
68.64
销售办公
67.01
接待室
30.42
接待室
28.41
会议室
70.31
销售办公
66.8
销售办公
65.11
销售办公
69.52
女卫生间
17.94
男卫生间
20.93
销售办公
69.52
电气
15.25
电信
8.4
销售办公
176.9
储藏室
35.01
表1-3顶层个房间面积
房间名称（上）
面积（㎡）
房间名称（下）
面积（㎡）
采购与物流办公
68.64
采购与物流办公
67.01
采购与物流办公
68.64
采购与物流办公
67.01
会议
84.37
会议室
70.31
接待室
30.42
接待室
28.41
采购与物流办公
69.52
采购与物流办公
66.8
采购与物流办公
69.52
采购与物流办公
65.11
采购与物流办公
69.52
女卫生间
17.94
采购与物流办公
69.52
男卫生间
20.93
采购与物流办公
69.52
电气
15.25
电信
8.4
采购与物流办公
69.52
储藏室
35.01
1.2设计要求
1.2.1初步设计
根据土建图纸和原始材料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较，和根据甲方要求，最后选定一个较好较适合的方案.
1.2.2基本要求
1、要有详细的设计计算.其中包括冷、热、湿负荷计算，风量的计算等.
2、绘图.图纸应包括首页图、空调系统布置平面图、系统图、大样图、机房布置平面
图.
第二章负荷计算
2.1地区信息
2.1.1位置信息
定州位于河北省保定，北纬39度，东经115.51度，平均海拔43.6米，属于我国华北平原地区.
2.1.2气候信息
夏季空调室外干球温度34.8℃夏季空调室外湿球温度26.8℃
夏季空调日平均温度29.6℃最热月平均相对湿度76%
夏季室外平均风速2.1（m/s）大气压力（Pa）：
100260
2.1.3室内设计参数
设计温度：
夏季26℃，设计精度±1℃
相对湿度：
夏季60%
2.2负荷计算
2.2.1手算围护结构
已知条件：
1）.南窗：
断热铝合金低辐射中空玻璃窗6+12A+6遮阳型，自身遮阳系数0.57，传热系数3W/m2.K
2）.西墙：
水泥砂浆（3mm）+挤塑聚苯板（40mm）+粘土多孔砖（KP1型）（200mm）+水泥砂浆（20mm），K=0.69W/m2.K，β=0.19.
3）.室内设计参数t
=26℃
1.西外墙冷负荷
K=0.69W/m2.K，衰减系数β=0.19，延迟时间ε=9.3h≈9h.
计算式为：
（2-1）
式中：
——外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷W
F——外墙和屋面的面积m2
K——外墙和屋面的传热系数w/m2℃
——作用时刻，维护结构的负荷温差
注：
修正值
td——地点修正值，查的为1
——温度修正=26—tN
计算出的西外墙的逐时冷负荷，结果列于下表中.
表2-1西外墙冷负荷
时间
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
10
10
9
10
9
8
8
8
8
9
9
10
11
K
0.69
F
25.2
173.88
173.88
156.49
173.88
156.49
139.10
139.10
139.10
139.10
156.49
156.49
173.88
191.27
2.南外窗冷负荷
1）.瞬变传热得热形成冷负荷由附录2-12中查得各计算时刻的负荷温差
，由玻璃窗引起的瞬时冷负荷计算式与上式相同，计算式为：
（2-2）
式中：
——外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷W
F——外墙和屋面的面积m2
K——外墙和屋面的传热系数w/m2℃
——作用时刻，维护结构的负荷温差
注：
修正值
td——地点修正值，查的为1
——温度修正=26—tN
计算结果列于下表.
表2-2南外窗冷负荷
时间
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
3.2
4.0
4.9
5.9
6.9
7.8
8.4
9.0
9.4
9.4
9.2
8.8
8.1
K
3
F
27
259.2
423
396.9
477.9
558.9
631.8
680.4
729
761.4
761.4
745.2
712.8
656.1
2）日射得热形成冷负荷
由附录2-13中查得各计算时刻的负荷强度
，窗面积27m2.窗有效面积系数为0.75，地点修正系数为0.83，窗户内遮阳系数Cn=0.57.计算式为：
（2-3）
式中：
--日射得热负荷，W
F--玻璃面积，m2
Xg--有效面积系数
Xd—玻璃的遮阳系数
Xz--内遮阳设施的遮阳系数
--日射得热因素最大值，W/m2
Cn--冷负荷系数
计算结果列于下表.
表2-3南外窗日射得热冷负荷
时间
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
34
52
92
90
146
196
226
226
196
196
101
73
49
F
27
918
1404
1484
2430
3942
5292
6102
6102
5292
5292
297
1971
1323
2.2.2手算室内热源冷负荷
1.照明散热引起的冷负荷
开灯时刻7：
00-19：
00，开灯13小时，采用明装荧光灯.计算式为：
（2-4）
式中：
N—照明灯具所需功率，kW，N=60*300=18KW
—镇流器消耗功率系数，明装荧光灯，镇流器装在房间内，n1=1.2
—灯罩隔热系数，灯罩上有通风孔，取0.6
—照明散热冷负荷系数，由资料查得
表2-4照明散热形成冷负荷
时间
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
CLQ
0.46
0.66
072
0.77
0.81
0.84
0.87
0.89
0.90
0.92
0.93
0.94
0.53
n1
1.0
n2
0.6
N
18
496.8
712.8
777.6
831.6
874.8
907.2
939.6
961.2
972.0
993.6
1004.4
1015.2
572.4
2.人员散热引起的冷负荷
人体散热引起冷负荷,计算式为：
（2-5）
人体显热散热引起的冷负荷：
（2-6）
人体潜热散热引起的冷负荷：
（2-7）
式中：
—人体显热散热引起的冷负荷，W
—人体潜热散热引起的冷负荷，W
n—室内全部人；
Φ—群集系数；
—人体显热散热引起的冷负荷系数，（在室内连续10小时）
—不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量W
—不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量W，同上.
室内24人散热引起的冷负荷见下表：
表2-5人员散热引起冷负荷
时间
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
0.55
0.73
0.78
0.82
0.85
0.88
0.90
0.91
0.92
0.94
0.94
0.95
0.45
58
ψ
0.89
123
n
24
542.3
719.8
796.1
857.8
838.1
867.7
887.4
897.3
907.1
926.8
926.8
936.7
443.7
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
2091
合计
2633.3
2810.8
2887.1
2948.8
2929.1
2858.7
2978.4
2988.3
2998.1
3017.8
3017.8
3027.7
2534.7
3.其他设备散热负荷主要包括电脑及货物约为6KW
2.2.3手算冷负荷汇总
将前面各项逐时冷负荷值汇总于下表
表2-6各项冷负荷汇总
时间
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
西外墙
173
173
156
173
156
139
139
139
139
156
156
173
191
南外窗
259
423
396
477
558
631
680
729
761
761
745
712
656
日照
918
1404
1484
2430
3942
5292
6102
6102
5292
5292
297
1971
1323
照明
496
712
777
831
874
907
939
961
972
993
1004
1015
572
人员
2633
2810
2887
2948
2929
2858
2978
2988
2998
3017
3017
3027
2534
设备
6000
总计
10479
11522
11700
12859
14459
15827
16838
16919
16162
16219
11219
12898
11276
由计算可知，最大的冷负荷出现在14点，所有负荷中，设备冷负荷最大
2.2.4冷负荷计算
各个房间数据说明：
办公、银行办公、销售办公、采购与物流办公分别按照每个房间人数24人，这是我根据房间面积、用途以及货柜数量综合出来的结果.
大厅、银行大厅分别取人数26、20人，因为作为商贸中心并且还有银行的建筑物，大厅流动人数稍大.
接待室根据面积平均逗留人数应该在6人左右.
卫生间则是综合面积与坑位等方面元素平均都有2人.
电信、电气、储藏室由于用途结合面积分别是2、2、7人
各个房间的设备冷负荷的计算，是根据超市冷负荷指标除去人数、围护结构、照明设备等冷负荷得出的结果.
由于本设计楼外观精美除一层以外2、3楼层均采用全玻璃落地窗，使人拥有良好的购物工作心情.内部采用隔断是购物层次和管理更加容易和美好.
各个房间冷负荷汇于下表：
表2-7定州大世界商贸中心冷、湿负荷
楼号
楼层
房间
总冷负荷
总湿负荷
总冷指标
总湿指标
W
kg/h
W/m2
kg/hm2
1号楼
1层
1001[办公]
11922.6
1.52
173.7
0.02
1002[会议]
11307.2
1.52
164.7
0.02
1003[大厅]
43269.2
1.64
163.6
0.01
1004[结算中心]
8112
0.95
177.3
0.02
1005[结算中心办公]
11853.4
1.52
188.7
0.02
1006[女卫]
1535.7
0.32
85.6
0.02
1007[男卫]
1535.1
0.32
73.3
0.02
1008[电气]
2175.5
0.34
142.7
0.02
1009[电信]
1310.3
0.34
156
0.04
1010[储藏]
3537.3
0.13
101
0
1011[办公]
11916.3
1.52
177.8
0.02
1012[办公]
11705.6
1.52
174.7
0.02
1013[银行办公大厅]
15669.1
1.26
75
0.01
1014[银行]
7604.2
0.95
166.2
0.02
1015[银行办公]
23712.7
3.04
175.9
0.02
1016[办公]
12032.5
1.52
179.5
0.02
2层
2001[销售办公]
13365.9
1.52
194.7
0.02
2002[销售办公]
13303.6
1.52
193.8
0.02
2003[接待室]
5595.7
0.51
183.9
0.02
2004[接待室]
5595.7
0.51
197
0.02
2005[销售办公]
13303.6
1.52
199.2
0.02
2006[销售办公]
13303.6
1.52
204.3
0.02
2007[女卫生间]
2325.6
0.32
129.6
0.02
2008[男卫生间]
2296.8
0.32
109.7
0.02
2009[电气]
3363.8
0.34
220.6
0.02
2010[电信]
1310.3
0.34
156
0.04
2011[储藏室]
4061.1
0.13
116
0
2012[销售办公]
15652
1.52
233.6
0.02
2013[销售办公]
15597.2
1.52
232.8
0.02
2014[会议室]
15597.2
1.52
221.8
0.02
2015[销售办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
2016[销售办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
2017[销售办公]
42079.9
4.55
237.9
0.03
3层
3001[采购与物流办公]
13372
1.52
194.8
0.02
3002[采购与物流办公]
13303.6
1.52
193.8
0.02
3003[会议室]
13995.2
1.52
165.9
0.02
3004[接待室]
5595.7
0.51
183.9
0.02
3005[接待室]
5595.7
0.51
197
0.02
3006[采购与物流办公]
13303.6
1.52
199.2
0.02
3007[采购与物流办公]
13303.6
1.52
204.3
0.02
3008[女卫生间]
2325.6
0.32
129.6
0.02
3009[男卫生间]
2296.8
0.32
109.7
0.02
3010[电气]
3363.8
0.34
220.6
0.02
3011[电信]
1310.3
0.34
156
0.04
3012[储藏室]
4172.2
0.13
119.2
0
3013[采购与物流办公]
15652
1.52
233.6
0.02
3014[采购与物流办公]
15597.2
1.52
232.8
0.02
3015[会议室]
15597.2
1.52
221.8
0.02
3016[采购与物流办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
3017[采购与物流办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
3018[采购与物流办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
3019[采购与物流办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
3020[采购与物流办公]
15597.2
1.52
224.4
0.02
3021[采购与物流办公]
15757.4
1.52
226.7
0.02
1号楼小计
609673.5
62.76
186.1
0.02
工程合计
609673.5
62.76
186.1
0.02
上表所示一天内最大冷负荷值出现在14点与15点之间符合空气调节设计.
本楼共三层，计算面积3275，总冷负荷约为为609千瓦，总冷指标186.1.其中国标冷负荷指标为150-250W/m2，所以以上数据均符合设计要求.
冬季热负荷根据所学知识要小于夏季冷负荷，空调送风采用负荷较大的进行计算及设计，所以这里对热负荷不进行考虑.
第三章风管及水力计算
3.1风量计算
3.1.1手算风量
房间总余热量∑Q=12975.9W，总余湿量=1.52g/s，要求室内全年维持空气状态参数为：
t=26±1℃，Φ=60±5%，当地大气压力为99463Pa.
（1）热湿比∑=Q/W=12975.9/1.52=8536.8
（2）在h-d图上确定室内空气状态点N，通过该点画出∑=4348的过程线.取送风温差为
=6℃，则送风温度
=26-6=20℃.
=51.3kJ/kg,
=61.8kJ/kg
=12.7/kg,
=16.8g/kg
（3）计算送风量
按消除余热：
=0.37g/s
按消除余湿：
=0.37g/s
按消除余热和余湿所求通风量相同，说明计算无误.
3.1.2各个房间风量
根据表2-7计算出来的总冷负荷，以及各个房间人数确定出来的新风量，用天正暖通软件计算有下表3-1各个房间风量.
表3-1各个房间风量
房间
总负荷（w）
总风量G（kg/s）
新风量（kg/s）
新风比（%）
办公11
11922.6
7067.96
720
10.19
会议室12
11307.2
6292.48
720
11.44
大厅13
45567.7
8474.39
780
9.2
结算中心14
8112
4862.24
450
9.25
结算中心办公15
11853.4
6983.8
720
10.31
女卫生间16
/
/
/
/
男卫生间17
/
/
/
/
电气18
/
/
/
/
电信19
/
/
/
/
储藏室110
3537.3
2243.73
210
9.36
办公111
11916.3
7099.31
720
10.14
办公112
11705.6
6587.93
720
10.93
银行大厅113
20229.1
12550.2
600
4.78
银行114
7604.2
4542.42
450
9.91
银行办公115
23712.7
14053.5
1440
10.25
办公116
12032.5
7161.99
720
10.05
销售办公21
13365.9
7572.95
720
9.51
销售办公22
13303.6
6916.46
720
10.41
接待室23
5595.7
3193.76
240
7.51
接待室24
5595.7
3193.76
240
7.51
销售办公25
13303.6
7496.91
720
9.6
销售办公26
13303.6
7496.91
720
9.6
女卫生间27
/
/
/
/
男卫生间28
/
/
/
/
电气29
/
/
/
/
电信210
/
/
/
/
储藏室211
4061.1
2391.75
210
9.33
销售办公212
15652
6910.66
720
10.42
销售办公213
15597.2
6844.49
720
10.52
会议室214
15597.2
6844.49
720
10.52
销售办公215
15597.2
6844.49
720
10.52
销售办公216
15597.2
6844.49
720
10.52
销售办公217
42079.9
20069.7
2160
10.76
采购与物流办公31
13372
7580.5
720
9.5
采购与物流办公32
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