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设计说明书
摘要
本次毕业设计的设计题目是南京华宇大酒店空调工程系统设计。
南京华宇大酒店位于江苏省南京市，大楼总建筑面积为25014㎡,其中空调面积为12910㎡。
酒店包括地下一层，地上十九层。
地下一层和首层层高5.1m，二、三层层高4.8m，四至十九层层高均为3.3m。
整座酒店是集餐厅、办公、娱乐和住宿等一体的综合性建筑。
该空调系统为舒适性空调系统。
本设计主要是针对报告厅﹑ktv包间﹑展览厅，客房﹑办公室等功能进行空调设计。
为消费者、工作人员﹑旅客等提供一个舒适康的环境。
本设计从整个酒店的冷负荷计算开始，从运行管理的角度出发，选择了风机盘管加新风的送风方式。
风机盘管采用两管制，从能源的角度考虑，冷热源系统采用热泵形式。
设计内容主要包括冷负荷、湿负荷、送风量的计算﹑水管水力计算﹑风管的水力计算和机组的选型等。
关键词：
空调系统冷负荷设备选择水力计算
Abstract
ThegraduationdesignisthemaincontentoftheNanJingHUAYUhotelairconditioningengineeringsystemdesign.NanJingHUAYUhotelislocatedinJiangSuprovince,thebuildingtotalconstructionareaof25014㎡,includingairconditioningareaof12910㎡.Thehotelwasconsistofoneundergroundfloorandthegroundnineteenfloors.Thehightoftheundergroundlayerandthefirstlayeris5.1meters.Thesecondandthreefloorsare4.8meters.Theotherfloorshavethehightof3.3meters.Theentirehotelisthecollectionrestaurant,office,entertainmentandhousingoneofcomprehensivebuilding.Theairconditioningsystembelongstocomfortairconditioningsystem.Thisdesignismainlydirectedagainstthelecturehall,KTV,exhibitionhalls,thefunctionsuchasofficeroom,airconditioningsystemdesign.Forconsumers,workers,suchaspassengersprovideacomfortablekangenvironment.
ThisdesignisstartingfromthecalculationofthewholeMarketofcoolingloads,fromthepointofviewofrealizingreasonableplanandchoosingsuitablestytstem.Thetaskmainlyincludescoolingload,wetload,calculationofairvolume,hydrauliccalculationofairductandtheselectionofequipment,andsoon.Fromthisdesign,wecandeeplyusethespecialtiesofknowledge,developtheindependentinnovationcapabilityandtheabilitythatsolveingpracticalproblems.
Keywords:
airconditioningsystem，full-airconditioningsystem，coolingload，equipmentselection,hydrauliccalculation
第一章前言
1.1研究的目的与意义
随着国民经济的发展和人们对生活质量要求的日益提高，建筑居住环境的健康和舒适性已经成为当代建筑发展的必然趋势。
能否为现代建筑的特殊要求提供人们满意的环境和服务，是建筑行业蓬勃发展的重要因素。
商业建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。
由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。
因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。
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，对中央空调的需求越来越大，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、健康的中央空调工程是很有实际意义的。
1.2研究现状及存在的问题
中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年。
中央空调广泛的应用在工厂，商场等公共场所，在中央空调领域国内外竞争激烈。
然而空调系统的耗能问题是至今人们致力于研究的问题，能够设计出节能环保的空调系统是我们将要研究的问题。
1.3研究内容
本次设计的设计题目是南京华宇大酒店空调工程，是一个娱乐场所和酒店，办公的综合空调系统设计。
商场是现代公共建筑的重要组成部分，是我们生活中购物经常光顾的重要场所，设计安装空气调节系统是现代化公共建筑一个重要方面，也是一个商场能否为顾客提供舒适购物环境，吸引顾客重要前提。
本商场作为大型的购物消费场所，对空调的安装与使用和是内的空气品质要求很高。
给人们提供一个空气适宜的购物环境，是商场建筑的主要目的，这就需要我们通过空调系统实现。
本次设计题目为“南京华宇酒店空调工程系统设计”以大型购物广场为设计对象。
以现行中央空调设计标准为设计标准规范，理论联系实际，尽量使设计符合现场实际；在查阅大量资料、文献和参考手册并进行了毕业实习的基础上，进行了空调机组的冷负荷计算、风管的设计计算、以及相关设备的选型，并根据计算结果合理布置管路、最后绘制出CAD图纸。
第二章方案论证
随着我国社会主义是市场经济的迅速发展和人们生活水平的提高，空调技术在各方面都得到了广泛的应用。
大型的中央空调系统主要用于工厂、商店、超市、写字楼、酒店等，用以改善人员的工作环境和消费者的购物环境。
本建筑为南京华宇大酒店，位于江苏省南京市，是一个综合性建筑。
大楼总建筑面积为25014㎡,其中空调面积为12910㎡。
酒店主楼地面20层，地下及地上一层高5.1米，二.三层层高4.9米，其余各层层高均为3.3米。
具有使用时人员密度高，使用的时间性较强，便于统一管理；部分营业厅布局常有变动，要求空调设备有一定的灵活性等特点。
室内空气质量要求较高需保证足够的新风量和良好的通风条件防止空气污染等特点。
2.1系统形式的选择
2.1.1按空调系统按空气处理设备的设置情况分类
可分为三类：
1）集中式系统；2）半集中式系统；3）分散式系统。
2-1三种空气处理设备的比较
比较项目
集中式空调系统
半集中式空调系统
分散式空调系统
系统特征
集中进行空气的处理，输送和分配
有集中的中央空调器，并在各个空调房间内还有分别处理空气的末端装置
每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器承担
设备布置与机房
1.空调与制冷设备可以集中布置在机房
2.机房面积较大
3.有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上
1.只需要新风空调机房面积
2.末端装置可以安装在空调房间内
3.分散布管敷设各种管线较麻烦
1.设备成套，紧凑。
可以放入房间也可以安装在空调机房内
2.体积小，机房面积小，只需集中式系统的50%，机房层高较低；自动化程度高
3.机组分散布置，敷设各种管线和维修管理较麻烦
续2-1三种空气处理设备的比较
风管系统
1.空调送回风管系统复杂，布置困难
2.支风管和风口较多时，不易均衡调节风量
1.设室内时，不接送回风管2.当和新风系统联合使用时，新风管较小
1．系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀
2.直接放室内，可不接送风管和回风管
3.余压小
系统应用
单风管系统；
双风管系统；
变风量系统
末端再热式系统；
风机盘管机组系统；
诱导器系统
单元式空调器系统；窗式空调器系统；
分体式空调器系统；
半导体式空调器系统
因为本设计为商场设计，又考虑到控制空调精度，则需要进行再热然然后送风，因此本系统采用半集中式空调系统。
2.1.2全空气、全水、空气—水和冷剂系统
布置风道、温湿度严格时采用全空气系统。
建筑空间小不易布置风道，层高较低、冷湿负荷较小时采用空气—水系统。
不需通风换气时可采用全水系统。
冷剂系统一般用于单元式按负担室内空调负荷所用介质分为全空气、全水、空气—水和冷剂系统。
建筑空间大易于空调机组、房间空调器和多台机组型空调器。
本设计是大型商场的设计，为了保证足够的新鲜空气可集中进行空气过滤和空调箱的消声处理，然而全空气系统简单，维修管理方便，又因为此设计为大型商场，负荷大，因此采用全空气系统。
2.1.3直流式和循环式系统
按空调系统处理的来源分为直流式和循环式。
民用建筑一般采用循环式，处理的空气部分为室内新风和室内回风。
既满足了卫生要求又符合了系统经济性的要求。
又可分为一次回风系统和和二次回风系统。
一次回风系统的特点是回风与新风在热湿处理设备前混合，适用于送风温差较大的场合，况且本设计地点人口较多，散湿量较大，也比较适合一次回风系统，它的设备简单，节省了初投资，可以进行通风换气保证了室内的卫生条件。
它可以实现全年多工况节能运行调节，经济性较好，在风机出口处设置了消声静压箱，因此有效的控制了震动影响。
因此本系统采用了一次回风系统。
2.2空调机房的布置
本设计为20层综合楼，纵向跨度比较大，而商场的负荷较大，因此本设计采用每层设置1个空调机房，只为本层进行风的供给。
而该设计采用的是一次回风方式，回风一部分送回空调机房，一部分直接排除室外。
2.3空调冷源的选择
空调冷源的选择，应考虑以下因素[3]：
（1）机组能耗
（2）空调冷冻水泵和冷却水泵的能耗
（3）运行管理和使用寿命
（4）环境保护要求
（5）噪声和振动
（6）设备价格
目前，空调系统经常采用的冷水机组有活塞式制冷机组、螺杆式制冷机组、离心式制冷机组和溴化锂吸收式制冷机组。
空调冷源是空调系统供冷的核心，为整个系统提供冷量。
目前多以冷水机组为主，主要有活塞式、螺杆式、离心式和溴化锂吸收式冷水机组。
①活塞式冷水机组
活塞式冷水机组装置结构简单、容积效率高、加工简单、造价低、调节范围广。
但活塞惯性力大、单级容量不易过大、单位制冷剂重量大、调节性能差、适用于中小冷量。
②螺杆式冷水机组
与活塞式相比螺杆式冷水机组结构简单、运动部件少、转速高、运转平稳、振动小、中小型密闭式机组的噪音较低、机组重量轻。
另外，其单机制冷量大、具有较高的容积效率、压缩比可达20且容积效率的变化不大、COP高、易损件少运行可靠、易于维修而且对湿冲程不敏感、允许少量液滴入缸无液击危险、可通过滑阀进行无级调节调节方便。
制冷剂采用R22,相比之下危害臭氧层程度低、温室效应小。
③溴化锂吸收式冷水机组
溴化锂吸收式冷水机组具有加工简单、操作方便、冷量可调范围大、运动减少、噪音低、振动小、可进行废热、余热等利用、直燃式可省掉锅炉、热效率高、耗电省、溶液对环境无污染等优点。
但使用寿命短、性能系数低、维修复杂、性能衰减较为严重。
④离心式冷水机组
离心式冷水机组压缩机输气量大单机制冷量大、结构紧凑、单位重量制冷量大、性能系数高、运转平稳震动小、噪音低、调节方便可无级调节、无气阀、填料等易损件、可靠性高、但转速高对加工精度要求高、单级压缩低符合时易发生喘振、运行工况偏离设计工况时效率下降较快、制冷量随蒸发温度降低而减少幅度快。
本设计的特点是制冷量要求大，性能系数高，可靠性高，故采用该冷水机组。
第三章负荷计算
3.1设计参数
南京华宇大酒店冷负荷计算书
一.工程概况
工程名称
南京华宇大酒店
工程编号
XJGC001
建设单位
房地产开发公司
设计单位
设计院
工程地点
北京市-北京
工程总面积（m2）
12910.31
工程总冷负荷（KW）
1613.69
工程冷指标（w/m2）
124.99
编制人
校对人
日期
2011年5月21日
二.室外参数
夏季空调室外干球温度℃
夏季空调室外湿球温度℃
夏季空调日平均温度
33.20
26.40
28.60
夏季室外平均风速（m/s）
夏季空调大气透明度等级
夏季大气压（Pa）
1.90
4
99860
三.建筑信息
楼号
总层数
总高度（m）
总面积（m2）
冷负荷（KW）
新风冷负荷
总冷负荷（KW）
冷指标（w/m2）
1号楼
20
72.6
12910.31
1029.21
584.48
1613.69
124.99
四.计算依据
1.外墙、屋顶传热形成的逐时冷负荷（冷负荷系数法）
Q=Ko·Fo·[（tlo-tdl）·Ca·Cp-tn]
Ko
传热系数，W/（m2·℃）
Fo
外墙和屋顶的面积，m2
tlo
墙体或屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃
tdl
围护结构的地点修正系数，℃
Ca
外表面放热系数修正值
Cp
围护结构外表面日射吸收系数的修正值
tn
室内设计温度，℃
外墙、架空楼板或屋面的传热冷负荷（谐波法）
Q=KF（Tτ-ξ+Δ-Tn）
K
传热系数，W/（m2·℃）
F
计算面积，m2
τ
计算时刻，h
τ-ξ
温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，h
Tτ-ξ
作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，℃
Δ
负荷温度的地点修正值，见表20.3-1和表20.3-2的表注，℃
Tn
室内设计温度，℃
2.外窗
传热部分
Q=Fch·Kch·CK1·Ck2·[（tlc+td2）-tn]
Kch
外窗传热系数，W/（m2·℃）
Fch
外窗窗口面积，m2
tlc
外窗的逐时冷负荷计算温度，℃
td2
外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值
CK1
不同类型窗框的外窗传热系数的修正值
CK2
有内遮阳设施外窗的传热系数修正值
tn
室内设计温度，℃
太阳辐射热部分
Q=Cs·Cn·Ca·[Fl·Jch。
zd·Ccl。
ch+（Fch-F1）·Jsh。
zd·C（cl。
ch）N]
Cs
窗玻璃遮挡系数
Cn
窗内遮阳设施的遮阳系数
Ca
窗的有效面积系数
F1
窗上受太阳直接照射的面积，m2
Jch。
zd
透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度，W/m2
Jsh。
zd
透过标准窗玻璃的太阳散热辐射照度，W/m2
Ccl。
ch
冷负荷系数（C（cl。
ch）N为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值，并考虑“有遮阳和无遮阳”的因素
Fch
外窗面积（包括窗框，即窗的窗洞面积），m2
3.内围护结构
Q＝K·F·（tls–tn），tls＝tw.pj+△tls
K
内围护结构的传热系数,W/（m2·℃）
F
内围护结构的面积，m2
tls
邻室计算平均温度，℃
tn
室内设计温度，℃
tw.pj
设计地点的日平均室外空气计算温度，℃
△tls
邻室计算平均温度与夏季空调室外计算平均温度的差值,℃
4.新风、渗透
W＝1/1000·ρw·L·（dw–dn）湿负荷
Qx=1/3.6·ρw·L·（tw-tn）显热负荷
Qq=1/3.6·ρw·L·（Iw-In）全热负荷
ρw
夏季室外空调计算干球温度下密度：
一般取：
1.13kg/m3
L
空气量m3/h
dw
室外空气含湿量，g/kg干空气
dn
室内空气含湿量，g/kg干空气
tw
室外空气调节计算干球温度，℃
tn
室内计算温度，℃
Iw
室外空气焓值，kJ/kg干空气
In
室内空气焓值，kJ/kg干空气
5.人体冷、湿负荷
冷负荷
Qr=Qs·CCL+Qq；Qs=n·Cr·q1，Qq=n·Cr·q2
Qr
人体散热引起的冷负荷，W
Qs·CCL
显热冷负荷
CCL
人体显热散热冷负荷系数
Qq
潜热冷负荷，W
q1
不同室温和劳动性质时成年男子的显热量，W
n
空调房间内的人数，人
Cr
群集系数
q2
每个人散发的潜热量，W
湿负荷
Wr＝n·Cr·w
Wr
人体的散湿量，g/h
Cr
群集系数
n
空调房间内的人数，人
w
每个人的散湿量，g/h
6.照明冷负荷
Q＝N·n1·Ccl（白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯）
Q＝（N1+N2）·n1·Ccl（明装荧光灯：
镇流器安装再空调房间内）
Q＝N1·n1·n2·Ccl（暗装荧光灯：
灯管安在吊顶玻璃罩内）
N
白炽灯的功率，W
N1
荧光灯的功率，W
N2
镇流器的功率，一般取荧光灯功率的20%，W
n1
灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例
n2
考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔，利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8
Ccl
照明散热形成的冷负荷系数
7.设备冷负荷
q=n1·n2·n3·n4·N（电热设备）
q=1000*n1*a*N工艺设备和电动机都在室内
q=n1·n2·n3·N·Ccl（仅工艺设备在室内）
q=n1·n2·n3·Ccl·N（1-η）/η（仅电动机在室内）
N
电热设备的安装功率，W
n1
同时使用系数，即同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般为0.5~1.0
n2
安装系数，即最大实耗功率与安装功率之比，一般可取0.7~0.9
n3
负荷系数，即小时平均实际功率与设计最大实耗功率之比，一般取0.4~0.5
n4
通风保温系数
η
电动机效率，可由产品样本查得，一般可取08~0.9
Ccl
电动设备和用具散热的冷负荷系数
8.食物
Dτ＝0.012φnτ散湿量，W
Qq＝700Dτ潜热冷负荷，W
Qx＝8.7·nτ显热冷负荷，W
φ
群集系数
nτ
人数
n4
蓄热系数
G
每小时燃料最大消耗量，m3/h
q
燃料的热值，kJ/m3
n1
化学不完全燃烧系数，可取0.95
n2
负荷系数，即每个燃烧点实际燃烧消耗量与其最大燃烧消耗量之比，根据工艺使用情况确定
wy
化学反应的散湿量，kg/h
9.水面或潮湿地面
Dτ＝Fτ·g散湿量
Q＝1/3.6·r·Dτ潜热冷负荷
Fτ
计算时刻的蒸发表面积，m2
g
水面的单位蒸发量kg/（m2·h）
r
冷凝热，kJ/kg
10.水流
G＝G1·c·（t1－t2）/r散湿量，kg/h
Q＝1/3.6·r·G潜热冷负荷
G1
流动的水量，kg/h
c
水的比热，4.1868kJ/（kg·K）
t1
水的初温，℃
t2
水的终温，℃
r
水的汽化潜热，平均取2450kJ/kg
3.1.1基本气象参数
地理位置:
江苏
台站位置:
北纬32°东经118°8′
3.1.2夏季参数
大气压:
100400Pa室外计算干球温度:
35℃
空调日平均计算温度:
28.3℃计算日较差:
8.30℃
室外湿球温度:
26.40℃室外平均风速:
2.6m/s
最热月室外平均相对湿度81%
3.1.3室内设计参数
1）设计温度：
夏季26℃，设计精度±1℃
2）相对湿度：
夏季65%
3.2负荷计算
3.2.1维护结构引起冷负荷计算
说明：
考虑该大厦为商用商场，空调的运行时间主要在商场的开放时间时间，所以计算负荷时本设计取的时9—21时。
下面以第十层为例，进行负荷的计算。
表3-1十层层房间冷负荷汇总表
楼层
房间
工程负荷最大值时刻（13点）的各项负荷值
总冷负荷
新风冷负荷
总湿负荷
新风湿负荷
总冷指标
新风冷指标
总湿指标
新风量
W
W
kg/h
kg/h
W/m2
W/m2
kg/hm2
m3/h
地上10层
110003[会议室]
14549.7
8342.5
10.74
8.1
171.6
98.4
0.13
900
110005[休息室]
2139.9
648.9
0.89
0.6
105.7
32
0.04
70
110008[接待室]
3159.4
1112.3
1.43
1.1
82.5
29
0.04
120
110009[办公室]
5364.9
2502.7
3.22
2.4
96
44.8
0.06
270
110012[控制室]
1792.9
556.2
0.72
0.5
119.6
37.1
0.05
60
110014[休息室]
2087.5
741.6
0.98
0.7
139.3
49.5
0.07
80
110022[休息室]
3465
1390.4
1.79
1.3
111.1
44.6
0.06
150
110024[办公室]
5522.3
2502.7
3.22
2.4
98.8
44.8
0.06
270
110025[接待室]
2685.2
834.2
1.07
0.8
99
30.8
0.04
90
110026[接待室]
2619.6
834.2
1.07
0.8
120.
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