空调系统设计说明书范文.docx
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空调系统设计说明书范文
设计总说明
本设计为上海市某办公楼空调通风系统设计。
该办公楼属大型办公建筑，总建筑面积约为55000㎡。
地下两层，地上二十八层，建筑总高度为99.6m。
地下两层为车库及设备用房，地上二十八层均为办公用房。
该建筑的主要功能间有办公室、会议室、接待室等。
全楼冷负荷为3080千瓦，全楼采用风冷热泵机组进行集中供给空调方式。
本建筑位于上海市。
上海市地处我国东部沿海地区，东经121°43′，北纬31°16′。
属于亚热带季风气候区，四季分明，夏热冬冷，春秋短暂，但由于地处沿海，雨季较为分散，以夏季雨量最大。
夏季空调室外日平均温度30.4℃，办公室室内温度26℃，湿度65％，室内风速v≤0.3m/s；冬季办公室室内温度20℃，湿度40％，室内风速v≤0.2m/s。
设计的依据主要有同济大学浙江学院毕业设计（论文）任务书《上海市某办公楼空调通风系统设计》、采暖通风与空调设计规范GBJ19—87、HVAC暖通空调节设计指南、高层民用建筑设计防火规范GB50045—95（2005版）、GB50189-2005公共建筑节能设计标准、简明通风设计手册等。
考虑该大厦为办公楼，空调的运行时间主要在上班时间，所以计算负荷时本设计取的时间为6—18时。
此设计中的建筑主要房间为办公室，大多面积较小，且各房间互不连通，应使所选空调系统能够实现对各个房间的独立控制，综合考虑各方面因素，确定选用风机盘管加新风系统。
在房间内布置吸顶式风机盘管，嵌入暗装的形式。
将该集中系统设为风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷。
风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。
风机盘管加独立新风系统由百叶风口下送和侧送。
水系统采用闭式双管异程式，冷水泵四台，三用一备。
在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定风机和水泵。
通风设计方面，地下室为车库及设备用房，设计成机械送排风为主，自然进排风为辅的方式，其换气每小时不小于6次；卫生间排风设计为排风扇机械排风到外阳台，排风量按每小时不小于10次的换气量计算；考虑到办公室吸烟问题，也采用排风扇机械排风到外阳台，排风量为送风量的80％。
电梯前室及楼梯间设计加压送风。
该设计按照建筑结构及其要求制定空调方案，力求能够满足使用的要求，即能够满足办公舒适性。
此外还要从空调设计的科学合理性和经济性，以及建筑整体的美观度考虑。
中央空调在现代建筑中越来越多的应用，技术也越来越成熟先进。
能够有效的管理，一次性投资，后期使用方便，并且不占用建筑的有效空间。
本文就是对中央空调的设计到选型，到校核计算的一个说明。
从使用性到科学性再到经济性上做到好的结合。
方案选择是整体考虑以及设计的总体思想，计算部分是整个设计的基础，绘图部分是与设计施工相联系的实际的走管和安装。
三个部分相依相承，都与整个工程密不可分。
各个部分都要保证科学合理，正确无误，经济适用。
本设计是真实性课题的典例。
其中，有理论的分析计算，有中央空调方案的选择论证，有实际的绘图安装。
是一个完整的工程设计实例。
设计计算主要有冷负荷的计算，送风量的计算，管路的计算等。
冷负荷的计算确定了各个房间的空气状况和调节条件，以及整个工程的负荷量。
是确定室内空调调节方案的主要数据。
也是选择冷水机组最主要的参考数据。
送风量和管路的计算是面向实际设备和管路的数据资料。
都是整个设计的基础。
在上面主要阶段完成以后还要对一些具体细节的问题加以论证思考并列出解决方案。
比如管路的腐蚀问题，排烟，保温问题，材料的选择问题等。
整个设计中尽力能完善的解决工程中的实际常见问题。
本设计参考了大量的文献资料，手册图册，工程实例。
尽力做到各个方面的最好的结合。
但是由于资料的所限和水平的低微，一些疏漏和谬误不可避免，希望能随着自己学习的长进和研究的深入将方案做到最好。
感谢各位师长能给与批评和指正，使我能够得到一个更合理的设计方案。
关键词：
风机盘管加独立新风系统；负荷；管路设计；制冷机组
Abstract
ThisisadesignofairconditioningsystemfortheShanghaiofficebuilding.TheShanghaiofficebuildingisabig-sizedofficebuilding.Thetotalfloorareaofbuildingis2024m2.Therearetwenty-eightfloorsinthebuilding.Thebuilding’sheightis99.6m.Inthebuildingthereareoffices,meetingroom,receptionroomandsoon.Coolingloadfortheentireflooris3080kilowatts.ThewholefloorusingCentralCoolingChillerstofocusontheway.
Themainroomsinthebuildingareoffices,mostofthemareverysmall,andtheroomsarenotconnected.Sotheselectedair-conditioningsystemshouldbeabletoachieveindependentcontrolofeachroom.Consideringthevariousfactors,determinetoselectthefan-coilsystemplusfreshairsystem.Arrangementintheroomceilingfancoilunits,usingthedarkformofequipment.Withthissystem,freshairunitsdealwiththeintroductionofanewwindtotheindoorairenthalpyvalue,donotbeartheloadindoor.Thefan-coilunitsbearallcoolingloadandpartofitsnewrheumatoidload.Fan-coilplusanindependentairsystemsentbytheVenetianandtheundersideairdelivery.Closedwatersystemwithadual-trackprogram,threecold-waterpump,dual-useaprepared;coolingpumpsthreeelections,onepreparedbydual-use.
Afterthecoolingloadcalculation,wecanselecttherefrigerationmachine,thefancoilunits,thewindpipeandwaterpipes,thefreshairunitsandpumps.Readtherelevantair-conditioningdesignmanualsandcompletethefinaldesignoftheair-conditioningsystem.
Keywords:
PAU+FCUsystems;load;pipelinedesign;refrigerationmachine
上海市某办公楼空调通风系统设计
1绪论
毕业设计是学生在校学完教学计划规定的全部课程后所必须进行的重要实践性教学环节。
通过工程设计，综合利用和深化所学专业理论知识，培养独立工作能力及分析解决一般工程实践问题的能力，使学生受到具备工程师技能的基本训练。
毕业设计在指导教师的指导下独立完成。
在此过程中，学会有关暖通空调工程设计资料的收集和整理，充分运用参考资料，密切联系工程实际，积极发挥创造性，并注意应用本专业最新的科研成果。
本设计为上海市某办公楼空调通风系统设计。
该办公楼属大型办公建筑，地下两层，地上二十八层。
设计内容包括一层和六层的空调系统、地下车库及设备房的通风排烟、前室和楼梯间的加压送风、系统的消声防振等内容。
设计的依据主要有采暖通风与空调设计规范GBJ19—87、HVAC暖通空调节设计指南、高层民用建筑设计防火规范GB50045—95等。
2概况
2.1工程概况
本建筑是一幢办公楼，位于上海市。
上海市地处我国东部沿海地区，属于亚热带季风气候区，四季分明，夏热冬冷，春秋短暂，但由于地处沿海，雨季较为分散，以夏季雨量最大。
该建筑物地下两层，地上二十八层，地下两层为车库及设备用房，地上二十八层均为办公用房。
该建筑的主要功能间有办公室、会议室、接待室等。
建筑总高度为99.6m，总建筑面积约为2024㎡。
设计的主要目的是使各功能间的室内空气符合风速、温度、湿度，及人体的舒适性需要。
2.2设计参数
2.2.1气象参数
A室外参数
表2-1室外气象参数表
地理位置（上海）
海拔（m）
大气压力（Kpa）
室外平均风速m/s
北纬
东经
4.5
冬季
夏季
冬季
夏季
31°16′
121°43′
102.51
100.53
3.1
3.2
表2-2室外计算温度表
冬季室外计算干球温度
夏季室外计算干球温度
夏季空调室外计算湿球温度
空气调节
通风
空气调节
空调室外日平均
通风
-4℃
3℃
34℃
30.4℃
32℃
28.2℃
B室内参数
表2-3室内计算参数表
名称
房间用途
温度（℃）
湿度（%）
室内风速m/s
夏季
办公室
26
65
v≤0.3
冬季
办公室
20
40
v≤0.2
2.2.2土建资料
该建筑地下一层层高6.6m，地下二层层高4.2m，地上一层层高5.1m，二层层高4.5m，三层层高3.6m，四层层高3.4m，五层层高4.8m，六层至二十八层层高一致，为3.4m。
本设计所取围护结构材料以参照“公共建筑节能设计标准”以及“建筑施工说明”为准，由于部分墙体表面装修材料不同而引起导热系数的微小变化在此忽略不计，只取主要墙体进行热阻计算，选取参照范围如下：
表2-4夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
A外墙和屋顶
所选择的外墙为普通
类墙体，厚度为240mm砖墙，示意图如图2-1所示：
1砖墙
2泡沫混凝土
3木丝板
4白灰粉刷
图2-1外墙示意图
K=0.90W/（m².k）R0=1/K=1/0.90=1.1（㎡.k）/W
B屋面
所选择的屋面为普通
类，屋面意示图如图2-2所示：
K=0.78W/（m²·k）
图2-2屋面示意图
C内墙
内墙选择普通砖墙，厚度为240mm，双面抹灰。
内墙示意图如图2-3所示：
K=1.76W/（m²·k）
图2-3内墙示意图
D外窗
窗户类型为双层窗，3mm普通玻璃；金属窗框，80%玻璃；窗户高1800mm。
窗内遮阳设施采用活动百叶帘。
K=2.99W/（m²·k）
E门
节能外门
名称：
木（塑料）框夹板门和蜂窝夹板门
传热系数K值：
2.6W/（㎡.K）
2.2.3人员资料
表2-5不同类型房间人均占有的使用面积
建筑类别
房间类别
人均占有的使用面积（㎡/人）
办公建筑
普通办公室
4
高档办公室、设计室
8
会议室
2.5
走廊
50
其他
20
2.2.4照明和设备资料
表2-6照明和设备功率
建筑类别
房间类别
电器设备功率（W／㎡）
照明功率密度（W／㎡）
办公建筑
普通办公室
20
11
高档办公室、设计室
13
18
会议室
5
11
走廊
0
5
其他
5
11
2.2.5空调使用时间
办公楼空调每天使用10小时，即8：
00~18：
00
2.2.6动力状况
夏季自来水水温为26ºC，水量水压够用；本建筑动力为工业动力电——380V—50Hz。
2.2.7其他资料
新风量定为每人30m³/h；
噪声控制要求办公室≤45dB（A）；会议室≤40-50dB（A）；其他<40dB（A）；
保持空调房间的大气压力比外界稍高，一般取5-10Pa；
3设计方案的论证
3.1办公楼空调特点
3.1.1建筑特点
办公楼建筑多为钢筋混凝土的框架结构，采用自重型轻型墙体材料作为外围护结构。
办公楼由吊顶或架空地板形成办公自动化机器和通讯设备的线性空间，办公楼层的净高为2.6m左右。
该办公楼层高不尽相同，与楼层和房间的用途有关，确定系统时应考虑层高对空调方案的影响，本着尽量节省建筑空间，尽量满足建筑功能和美观要求的原则，确定合理的空调方案。
3.1.2使用特点
上班时人员集中，而下班后极少部分人员加班，这就要求办公楼的的空调系统，除应能满足大负荷时的用冷外，还应能高效微量供冷。
为了保障人们的身体健康，需寻找到对其合适的空调系统方案，实现“低能耗、低运行费用、低排放量”的三低空调的最佳方案。
3.1.3办公楼空调系统注意事项
A过渡季节问题
一些高档办公楼，由于现代化办公设备的增多，室内发热量增加，有些房间过渡季也需要供冷，但是按夏季工况设计选用的设备容量较大，不能适应过渡季节小负荷运行的需要，运行能耗大，负荷难于控制。
操作人员一般只是按室外气温来决定是否供冷，再加上高层建筑出于节能的需要，气密性较高，大部分窗户不能开启，按最小新风量设计的新风系统，新风量有限，不能加大，一些大楼虽然设有BAS系统，却无法控制过渡季的空调。
因此在设计时，从系统的划分和系统控制功能，除了满足冬夏两季的要求之外，还应考虑系统在过渡季根据气候变化和各分区房间的不同需求，能够同时供冷和供热，各系统的控制也能满足相应的使用要求。
过渡季节外区可不用冷热源，但内区仍需要降温，这时应用室外空气直接进入内区降温，即节能又简单；或考虑采用一台小容量的制冷机。
过渡季节尽量引入新风承担室内的热湿负荷，不启动冷源或热源。
B加班问题
个别办公室或楼层需要节假日加班，为此最好不要设太大的集中空调系统。
C节能问题
空高系统不仅要保证建筑物对室内环境的要求，还应从系统运行角度，综合考虑节能效果。
一般情况下，业主特别是房地产开发商往往一次投资，而忽略日常的运行费用。
实际上，由于采取节能措施而增加的一次投资在两三年内即可收回，空调节能不仅仅会给投资者带来经济效益，更重要的是同时具有很大的社会效益。
3.2方案比较
3.2.1全空气系统
全空气系统一般选用组合式空调器进行空气处理，室内负荷全部由处理过的空气来负担，系统处理空气量大，所担负的空调面积也较大。
因此适用于建筑空间较高，面积较大，人员较多的房间，以及房间温度和湿度要求较高，噪声要求较严格的空调系统。
全空气系统的主要优点为：
（1）使用寿命长。
（2）可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节。
（3）充分利用室外新风，减少与避免冷、热抵消，减少冷冻机的运行时间。
（4）可以严格地控制室内温度和室内相对湿度。
（5）可以有效地采取消省和隔振措施,便于管理和维修。
其主要缺点为：
（1）空气比热、密度小，需空气量多，风道断面积大，输送耗能大。
（2）空调设备需集中布置在机房，机房面积较大，层高较高。
（3）除制冷及锅炉设备外空气处理机组和风管造价均较高。
（4）送回风管系统复杂，布置困难。
（5）支风管和风口较多时不易均衡调节风量，风道要求保温、影响造价。
（6）全空气空调系统一个系统不宜供多个房间的空调。
因为回风系统可能造成房间之间空气交叉污染，另外调节也比较困难。
（7）设备与风管的安装工作量大，周期长。
3.2.1风机盘管加新风系统
风机盘管加新风系统是目前应用广泛的一种空调系统，它由风机盘管来承担全部室内负荷，单独设新风机组，向室内补充所需新风。
因此，在空调房间较多，面积较小，各房间要求单独调节，且建筑层高较高，房间温湿度要求不严格的房间，宜采用风机盘管家新风系统。
风机盘管加新风系统的主要优点有：
（1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用。
（2）各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组，节省运行费用，灵活性大，节能效果好。
（3）与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间。
（4）机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装。
（5）只需新风空调机房，机房面积小。
（6）使用季节长。
（7）各房间之间不会互相污染。
其主要缺点为：
（1）对机组制作要求高，则维修工作量很大。
（2）机组剩余压头小，室内气流分布受限制。
（3）分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便。
（4）水系统复杂，易漏水。
（5）过滤性能差。
按负担室内空调负荷所用的介质来分类可选择四种系统——全空气系统、空气—水系统、全水系统、冷剂系统。
全空气系统分一次回风式系统和二次回风式系统，该系统是全部由处理过的空气负担室内空调冷负荷和湿负荷；空气—水系统分为再热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为风机盘管机组系统，全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建筑内一般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗式空调器系统、分体式空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室内消除室内的余热和余湿。
对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用。
所以全水系统在本次的建筑空调设计时不宜采用。
综上所述，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。
3.3方案确定
本次设计中的建筑主要房间为办公室，大多面积较小，且各房间互不连通，应使所选空调系统能够实现对各个房间的独立控制，综合考虑各方面因素，确定选用风机盘管加新风系统。
在房间内布置吸顶暗装形式的风机盘管。
风机盘管采取侧送下回的方式。
4负荷计算
4.1夏季空调负荷的构成和计算方法
4.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式
外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ（W），按下式计算：
Qτ=KFΔtτ-ξ（4-1）
式中F—计算面积，㎡；
τ—计算时刻，点钟；
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，点钟；
Δtτ-ξ—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。
注：
例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=16-5=11。
这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。
当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ：
Qpj=KFΔtpj（4-2）
式中Δtpj—负荷温差的日平均值，℃。
4.1.2hh外窗温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算：
Qτ=KFΔtτ（4-3）
式中Δtτ—计算时刻下的负荷温差，℃；
K—传热系数。
4.1.3外窗太阳辐射冷负荷
透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：
（1）当外窗无任何遮阳设施时
Qτ=FCsCaJwτ（4-4）
式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；
（2）当外窗只有内遮阳设施时
Qτ=FCsCaCnJwτ（4-5）
式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；
（3）当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa（4-6）
注：
对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式（4-4）计算。
（4）当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa（4-7）
式中Jnτ—计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/㎡；
Jnnτ—计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/㎡；
F1—窗上收太阳直射照射的面积；
F—外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）㎡
Ccl、CclN—冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值；
Ca—窗的有效面积系数；本建筑采用的是双层透明中空玻璃窗，Ca=0.85
Cs—窗玻璃的遮挡系数；
Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数；
注：
对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式（4-5）计算。
4.1.4内围护结构的传热冷负荷
（1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式（4-3）计算。
（2）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式（4-1）计算，或按式（4-2）估算。
此时负荷温差Δtτ、ξ及其平均值Δtpj，应按"零"朝向的数据采用。
（3）当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：
Q=KF（twp+Δtls-tn）（4-8）
式中Q—稳态冷负荷，下同，W；
twp—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；
tn—夏季空气调节室内计算温度，℃；
Δtls—邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。
4.1.5人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算：
Qτ=nq1CclrCr（4-9）
式中Cr—群体系数；
n—计算时刻空调房间内的总人数；
q1—名成年男子小时显热散热量，W；
Cclr—人体显热散热冷负荷系数。
4.1.6灯光冷负荷
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：
（1）白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯
Q=1000n1NXτ-T（4-10）
（2）镇流器装在空调房间内的荧光灯
Q=1200n1NXτ-T（4-11）
（3）暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯
Q=1000n0NXτ-T（4-12）
式中N—照明设备的安装功率，kW；
n0—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；
n1—同时使用系数，一般为0.5-0.8；
T—开灯时刻，点钟；
τ-T—从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；
Xτ-T—τ-T时间照明散热的冷负荷系数。
4.1.7设备冷负荷
热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：
Qτ=qs
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