江苏省常熟市龙湾别墅VRV空调系统设计.docx
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江苏省常熟市龙湾别墅VRV空调系统设计
南京科技职业学院毕业设计（论文）
诚信承诺书
1、本人郑重承诺所呈交的毕业设计（论文），是在指导教师的指导下严格按照学校有关规定完成的。
2、本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3、本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究内容方面没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。
4、在毕业设计（论文）中对任何侵犯知识产权方面的行为，由本人承担相应的法律责任。
学生签名：
日期：
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：
江苏省常熟市龙湾别墅VRV空调系统设计
指导教师：
戴路玲
职称：
副教授
类别：
毕业设计
1、设计（论文）的主要任务
①完成“江苏省常熟市龙湾别墅VRV空调系统设计”毕业设计
②学会和熟悉查阅各种规范、标准、参考资料，具备文献检索和收集资料的能力
③学习并掌握专业软件的使用方法
④学习撰写专业论文的方法技巧
⑤通过完成毕业设计过程，一方面复习和巩固专业知识，另一方面能够运用所学知识解决和处理工程实际问题，为尽快适应和胜任今后的工作打下良好的基础。
2、设计（论文）的主要内容
应用“鸿业负荷计算软件”计算空调负荷
应用“鸿业暖通设计软件”绘制施工图（设计说明、设备材料表、建筑平面图、空调系统展开图、系统图等）
编制设计计算说明书（封面，目录，中文摘要，正文，参考文献，附录等）
具体设计方法及步骤如下：
1）设计准备阶段，收集有关资料
（1）熟悉有关设计规范与标准
（2）收集有关的产品样本
（3）准备有关设计手册及标准图集
（4）熟悉本工程的有关原始资料
（5）收集室外气象资料
2）建筑工程概况
应说明建筑地理位置，建筑结构、面积及特点
3）根据任务要求及有关资料，确定室内、外空调设计参数，包括室内、外冬、夏季温湿度要求、风速大小等。
室内空调设计参数：
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
室外气象参数：
按《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012推荐选取（**市）
4）建筑资料
包括墙、门窗、屋面等，具体结构参照建筑图纸
以下为方案若干：
✧外墙为内抹灰、外抹水泥砂浆的实心砖墙，属Ⅱ型，k=1.5W/m2℃。
✧外墙为200加气混凝土砌块，内墙为100,200加气混凝土砌块
✧外窗为使用“标准玻璃”的双层铝合金框窗，窗高度均为1.8m,宽度为4.1m
✧门高均为2m,内门宽1.5m,外门宽3m，木制门用于各房间内门
✧屋面为70mm厚混凝土屋面板加125mm厚加气混凝土保温层，属Ⅲ型，k=1.08W/m2℃。
✧屋面为预制钢筋混凝土板，带防水层，刚性层及保温层
✧房屋层高3.7m
5）计算各房间的冷、热负荷
采用鸿业负荷计算软件计算空调系统负荷，采用屏幕截图的办法保留计算全过程，并保存计算结果。
6）确定空调方案及空调方式
进行空调系统的划分
根据空调系统夏季最大冷负荷、冬季最大热负荷选择各空气处理设备，包括室内
机、室外机及管道等
目前空调设备型号不断增加，应在调研、收集资料基础上选用质优、性能好、价
格廉的产品，特别要注意查对产品样本，选目前样本中有的产品
7）初步布置室内机位置、数量、布置空调主机。
8）设计并布置空调管道系统，并进行水力计算，确定各管段管径及系统阻力。
冷冻水管均采用焊接镀锌钢管
9）保温、刷油
冷、热媒供回水管等均应保温及刷油，以下为方案之一：
管道、阀门保温做法可参考国标。
冷冻水供、回水管刷樟丹二度，后用聚苯乙烯一玻璃棉套管（保温厚度DN50以下30mm，DN50—100为35mm，DN100以上为40mm）外缠玻璃丝布。
10）温、湿度等参数控制
由于系统较小，空调精度要求不高，本项目可以选用必要的自控系统。
11）其它
未尽事宜，参照规范标准手册进行。
12）绘制图纸
图纸内容（计算机出图，A4大小）
1、设计总说明及图例1张
2、主要设备材料表1张
3、一层空调平面图1张
4、二层空调平面图1张
5、三层、四层空调平面图（选做）
6、空调系统展开图1张
7、系统图1张
13）编制设计及施工说明书（电子稿、纸稿）
要求设计计算说明书不少于25页，内容包括：
封面，目录，中文摘要，关键词，正文，参考文献，致谢，附录附图等
3、设计（论文）的基本要求
说明书理论依据充分、数据准确，概念清楚，内容正确，结构严谨，文字通畅，专业术语规范，各种标准资料的运用符合学科、专业国家标准的规定。
做到
结合工程实际；
②正确对待，精心准备，认真完成；
主动与导师沟通，按时交付论文初稿、终稿，及时检查、反复修改；
论文文字、排版、格式严格按学院要求。
4、主要参考文献
[1]戴路玲.空调系统及设计实例[M].北京：
化学工业出版社，2013.3
[2]魏龙.热工与流体力学.北京：
化学工业出版社，2006.
[3]邵宗义.建筑通风空调工程设计图集.北京：
机械工业出版社，2006.
[4]北京鸿业同行科技有限公司.多联机绘图设计系统使用说明书
[5]毋震.家用中央空调系统辅助设计.供热、通风及空调工程，2011
[6]李高建.户式中央空调新技术研究.山东大学控制工程，2006
5、毕业设计（论文）时间安排
第一阶段（2015年9月7日至15年9月20日）熟悉专业软件，收集查阅资料，拟定论文提纲，准备论文书写。
第二阶段（15年9月21日至15年10月20日）进行论文撰写，上交论文初稿。
第三阶段（15年10月20日至15年10月底）进行论文的中期检查与完善整理。
第四阶段（15年11月离校前）进行教师评议与学生论文答辩。
备注
学生在3月底前将毕业顶岗实习日记、实习报告交指导老师处。
注：
1、此表一式三份，系部、指导教师、学生各一份。
2、类别是指毕业论文或毕业设计
摘要
本计为江苏省常熟市龙湾别墅多联机（VRV）空调系统设计，拟为之设计合理的中央空调系统为室内生活人员提供舒适的生活环境。
建筑物共两层，一层为客厅、餐厅、厨房、保姆房、储物间、卫生间，二层为2个卧室，1个起居室，2个卫生间，1个书房。
因为该别墅为两层建筑，因此为此别墅里共设计了两套多联机（VRV）空调系统，别墅一层设置四个空调房，采用了一台室外机连接四台室内机的空调系统；别墅二层设置四个空调房，采用了一台室外机连接四台室内机的空调系统。
本文内容包括将整个设计过程进行阐述，包括分析该建筑所处的地理环境，确定该别墅所采用的中央空调为夏季制冷冬季制热型。
根据建筑的围护结构和朝向并结合所绘制的建筑系统平面图，利用鸿业暖通软件进行负荷计算。
在确定空调负荷时，应充分考虑住宅使用的特殊性。
别墅主要有卧室、客厅、餐厅、厨房、和卫生间组成，厨房，卫生间一般不设空调，而卧室、客厅、餐厅同时开启空调的概率很小。
因此同时使用系数较低，一般可取0.5－0.7选取。
最后我们根据系统的划分和室内机的容量，确定室外机总冷负荷，通过总冷负荷来确定室外机的容量和机型。
关键词:
多联机，负荷计算，VRV设计，水力计算
第一章工程概况及设计思路
1.1工程概况
1.1.1建筑物基本信息简介
本建筑是一座家用别墅，所在地江苏省常熟市，地处我国长江下游地区，属北亚热带季风气候区，四季分明，夏热冬冷，春秋短暂，雨量集中，历年平均气温16℃，主导风向夏季为西南风，冬季为东北风。
该别墅房间总面积约为260平方米。
共两层，主要房间有客厅、主卧室、保姆房、厨房、卫生间等，层高3.7m，窗高1.8m、门高2.7m。
下表1-1为各房间面积。
表1-1各楼层房间建筑面积
各楼层房间建筑面积
楼层
房间
面积（m2）
一层
客厅
55.3
餐厅
18.7
保姆房
10.4
主卧室
17.96
二层
主卧室
23.7
书房
20.5
起居室
18.7
卧室
20.3
1.1.2建筑物平面图
建筑平面图详见图1-1、1-2。
图1-1一层建筑平面图
图1-2二层建筑平面图
1.2设计思路
设计初期，分析该建筑所处的地理环境，确定该别墅所采用的中央空调为夏季供冷冬季供热且冷热使用要求相同的热泵型VRV系统。
本系统管线不复杂，施工方便，夏季空调和冬季供暖同用一套系统，无论从经济、使用寿命，还是从美观、清洁的角度讲，该系统都很符合建筑用途的要求。
别墅一层设置四个空调房，采用了一台室外机连接四台室内机的空调系统；别墅二层设置四个空调房，采用了一台室外机连接四台室内机的空调系统。
根据建筑的围护结构和朝向并结合所绘制的建筑系统平面图，利用鸿业暖通软件进行负荷计算。
在确定空调负荷时，应充分考虑住宅使用的特殊性。
别墅主要有卧室、客厅、餐厅、厨房、和卫生间组成，厨房，卫生间一般不设空调，而卧室、客厅、餐厅同时开启空调的概率很小。
因此同时使用系数较低，一般可取0.5－0.7选取。
根据系统的划分和室内机的容量，确定室外机总冷负荷，通过总冷负荷来确定室外机的容量和机型。
依据室内、外的位置和容量，决定配管方案。
确定冷媒管的长度和高差度，选择冷媒管的管径尺寸和链接方式，确定冷媒管接头和端管类型。
连接后对冷媒水管配管进行水利计算来校核选择的室内外机是否准确、合理。
从而使设计出的VRV空调系统达到舒适、实用、方便的目的。
第二章龙湾别墅VRV空调系统负荷计算
2.1空调负荷的理论设计依据及气象参数的确定
2.1.1建筑物空调冷负荷的形成过程
影响室内热湿环境的主要因素有两种——外扰、内扰。
外扰主要来源于太阳辐射和室内外气温的共同作用。
内扰主要来源于室内照明、电器等工艺设备、人体散发的热量或水蒸气，他们以不同的散热散湿的直接的或间接的影响着室内的热湿环境。
无论是内扰外扰，他们主要是以辐射、传导或传湿、对流热交换或对流质交换三种形式影响室内外热湿环境。
其中建筑物传热中部分辐射来自于围护结构或室内家具的蓄热放热过程，是室内得热与室内负荷不等的主要原因。
建筑物围护热结构的热工特性直接影响着室内得热及其负荷的大小。
因此，室内热湿环境是在内扰、外扰、建筑热工特性等物理因素的共同作用下形成的。
2.1.2气象参数的确定
（1）室外气象参数
夏季室外计算干球温度34.4℃，夏季室外计算湿球温度26.3℃，室外平均风速3.0m/s。
冬季室外计算干球温度-2.5℃，冬季室外计算相对湿度0.77，室外平均风速3.0m/s。
（2）常熟龙湾别墅气象参数详图2-1
注：
因为常熟属于苏州，而新规范中没有常熟的相关气候参数，故选择的城市为苏州。
图2-1常熟气象参数图
2.2冷负荷相关计算公式
2.2.1围护结构瞬间变换热形成冷负荷的计算方法
（1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：
Q1=AK·（tln-tn）W
式中：
Q1——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W；
A——外墙和屋面的面积，㎡；
K——外墙和屋面的传热系数，W/（㎡·℃）
tn——室内计算温度，℃；
tln——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃。
（2）内围护结构冷负荷
内围护结构一般是指内隔墙及内楼板，他们的冷负荷是通过与邻室的温差传热产生的，这部分可视为稳定传热，不随时间而变化,其热公式计算：
Q2=A·K·（tw,p-+△tf-tn）W
式中：
A——内维护结构的传热面积，m²；
K——内维护结构的传热系数，W/（m²·k）；
tw,p——夏季空调房间室内设计温度，℃；
tls——相邻非空调房间的平均计算温度，℃。
△tf——附加温升，取邻室平均温度与室外平均温差的差值，℃
2.2.2透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算：
Q4=Ca·A·CZ·Dj.max·CLQW
式中：
A——窗口面积
Ca——有效面积系数
CZ——玻璃窗的综合遮挡系数，无因次
Dj.max——日射得热因数的最大值，W/m²
CLQ——玻璃窗冷热负荷系数，无因次。
2.3建筑的围护结构基本信息
2.3.1围护结构基本信息
本别墅围护结构包括：
外墙、内墙、外窗、外门、内门、屋面。
建筑物围护结构基本信息如图2-2所示。
图2-2围护结构基本信息
2.4各楼层房间冷负荷计算
2.4.1别墅一层房间负荷计算
别墅一层共设置四个空调房间，四个房间的冷热负荷根据其围护结构、朝向的不同，各房间的冷负荷也不同，以一层客厅为例，利用鸿业暖通对一层客厅的冷负荷进行计算。
（1）一层客厅面积设定，详见图2-3。
图2-3室内面积设定
（2）客厅负荷具体计算：
客厅外墙：
围护结构：
粉煤灰砌块。
根据常熟所处地区的气候环境因素，故选择了夏热冬暖地区的外墙：
粉煤灰砌块。
选用此材料的好处在于其改革了传统的墙体材料，开放应用轻质高效的墙体材料，控制一定的热损失，减少采暖供热，满足了该别墅绿色节能的要求。
材料基本信息详见图2-3。
图2-3客厅外墙材料基本信息
1）外墙具体参数：
①外墙（南）
由一层建筑平面图1-2可知：
外墙的朝向为南；利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为28.12m2；材料为粉煤灰砌块。
冬季传热系数为1.14，夏季传热系数为1.13。
详细参数见下图2-3。
图2-4客厅外墙（南）参数基本信息
②客厅外墙（东）：
由一层建筑图1-1可知：
外墙的朝向为东；利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为32.19m2；材料选用粉煤灰砌块。
冬季传热系数为1.14，夏季传热系数为1.13。
详见图2-5。
图2-5客厅外墙（东）参数基本信息
③客厅外墙（北）：
由一层建筑图1-1可知：
外墙的朝向为北；利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为3.7m2；材料选用粉煤灰砌块。
冬季传热系数为1.14，夏季传热系数为1.13。
详见图2-6。
图2-6客厅外墙（北）参数基本信息
2）客厅内墙：
根据常熟冬冷夏热的气候条件，故选择夏热冬冷地区分户墙中的加气泵墙。
材料基本信息详见图2-7。
图2-7内墙材料基本信息
①内墙参数：
由一层建筑图1-1可知：
利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该内墙面积为60.31m2；材料选用加气泵墙（水泥砂泵）。
冬季传热系数1.22，夏季传热系数1.22.详见图2-8。
图2-8内墙参数基本信息
3）客厅外窗：
外窗选用了铝合金中空玻璃窗，因为其气密性能好，保温性能也非常出色，采光性能也很好。
材料信息详见图2-9。
图2-9外窗材料基本信息
①外窗具体参数
由一层建筑图1-1可知：
其外窗朝向（南），利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外窗面积为4.32m2、材料选用铝合金中空玻璃窗。
夏季传热系数3.31，冬季传热系数3.2。
详见图2-10。
图2-10外窗（南）参数基本信息
②外窗（东）：
由一层建筑图1-1可知：
其外窗朝向（东），利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外窗面积为5.64m2、材料选用铝合金中空玻璃窗。
夏季传热系数3.31，冬季传热系数3.2.详见图2-11。
图2-11外窗（东）参数基本信息
4）客厅外门：
选用双层金属门板，因为其隔热性能好，隔离噪音出色，同时还起到了防盗的作用。
材料信息详见图2-12。
图2-12客厅外门材料信息
①外门具体参数：
由一层建筑图1-1可知：
其外门朝向（南），利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外窗面积为4.05m2、材料选用双层金属门板。
冬季传热系数3.15，夏季传热系数3.05.详见图2-13。
图2-13外门参数基本信息
②外门（东）：
由一层建筑图1-1可知：
其外门朝向（东），利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外窗面积为3.04m2、材料选用双层金属门板。
冬季传热系数3.15，夏季传热系数3.05.详见图2-14。
图2-14外门（东）参数基本信息
一层其余三个房间计算操作步骤和一层客厅一致，因此，就以一层客厅为例进行了详细的计算操作。
下表为一层其余三个房间的朝向以及面积。
详见表2-1。
表2-1一层房间围护结构
一层房间围护结构表
房间
客厅
保姆房
餐厅
主卧室
门
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
外门
3.24
内门
2.16
内门
2.16
内门
2.16
窗户
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
南
4.32
北
2.7
东
2.7
南
5.04
东
4.32
外墙
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
南
28.12
北
32.19
北
13.32
南
14.6
东
32.19
西
11.03
西
2.59
西
14.43
内墙
面积/㎡
45.51
面积/㎡
24.42
面积/㎡
34.78
面积/㎡
29.23
依据上面设计步骤，我们对一层建筑物围护结构进行了设置，我们通过鸿业负荷计算软件对一层四个空调房间进行了负荷计算，计算结果详见图2-15、2-16、2-17、2-18：
图2-15一层客厅负荷计算
图2-16一层餐厅计算
图2-17一层主卧室计算
图2-18一层保姆房计算
由以上四张图可知，一层各个房间的负荷计算见下表2-2：
表2-2一层房间负荷计算
一层房间负荷计算表
房间
总冷负荷（W）
客厅
4371
卧室
2063
餐厅
2056
保姆房
2414
4.2别墅二层房间负荷计算
二层房间负荷计算将以书房为例，进行具体的负荷计算：
（1）室内面积设定：
由图2-19可知：
书房面积为20.52平方米，夏季设计参数为25℃，相对湿度为60%。
冬季设计温度为20℃，相对湿度为60%。
图2-19室内面积设定
1）书房外墙具体参数：
①外墙（南）：
由一层建筑平面图1-3可知：
外墙的朝向为南；利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为13.32m2；材料为粉煤灰砌块。
冬季传热系数为1.14，夏季传热系数为1.13。
详见图2-20。
图2-20书房外墙参数基本信息
2）书房内墙具体参数：
由一层建筑平面图1-2可知：
利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为13.32m2；加气拴墙（水泥砂浆）。
冬季传热系数为1.22，夏季传热系数为1.22。
详见图2-21。
图2-21书房内墙参数基本信息
3）书房外门具体参数：
由一层建筑平面图1-2可知：
外门的朝向为南，利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为1.89m2；选材为双层金属门板。
冬季传热系数为3.15，夏季传热系数为3.05。
详见图2-22。
图2-22书房外门参数基本信息
4）书房内门具体参数：
由一层建筑平面图1-2可知：
利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为3.78m2；木框夹板门和蜂窝夹板门。
冬季传热系数为2.17，夏季传热系数为2.17。
详见图2-23。
图2-23书房内门参数基本信息
5）书房外窗具体参数：
由一层建筑平面图1-2可知：
外窗的朝向为北，利用鸿业暖通对其面积进行计算，得出该外墙面积为2.7m2；铝合金中空玻璃门。
冬季传热系数为3.31，夏季传热系数为3.2。
详见图2-24。
图2-24书房外窗参数基本信息
二层以书房为例，利用鸿业暖通对书房冷负荷进行了详细的计算，其余三个房间维护信息结构详见下表2-3。
表2-3二层房间围护结构信息表
二层房间围护结构表
房间
起居室
书房
卧室
主卧室
门
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
内门
4.05
内门
2.16
内门
2.16
内门
2.16
窗户
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
北
2.7
南
3.78
东
2.7
南
5.04
外墙
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
朝向
面积/㎡
北
15.91
南
13.32
南
14.6
南
14.6
东
21.09
西
14.43
内墙
面积/㎡
54.02
面积/㎡
60.02
面积/㎡
71.78
面积/㎡
75.52
二层四个房间负荷计算结果详见下图2-25、2-26、2-27、2-28：
图2-25二层书房计算
图2-26二层起居室计算
图2-27二层主卧室计算
图2-28二层卧室计算
由上图可知二层各个房间的负荷计算如下表2-4：
表2-4二层房间负荷计算
二层房间负荷计算表
房间
总冷负荷（W）
书房
2120
主卧室
2387
卧室
2284
起居室
2142
综上所述，别墅两层个房间的负荷详见下图2-29。
由下图可知，别墅总冷负荷为22239W。
图2-29房间负荷统计
2.5各楼层房间热负荷计算
利用鸿业暖通负荷计算生成热负荷计算书，热负荷计算结果详见图2-30
由图可知：
别墅一层客厅的总热负荷为2331W,餐厅的总热负荷为864W，主卧室的总热负荷为1016W，保姆房的总热负荷为747W。
别墅二层书房的总热负荷为644W，起居室的总热负荷为559W，主卧室的总热负荷为1165W，卧室的总热负荷为1103W。
综上所述，别墅总热负荷为8429W。
图2-30热负荷计算书
第三章龙湾别墅室内外机的选型
3.1室内机的选型与布置
3.1.1室内机选型与布置原则
VRV空调系统室内机的选择是根据计算的客厅房间的冷负荷，室内要求的干、湿球温度即夏季空调室外机的计算干球温度，在厂家提供的室内机样本制冷容量中，初步选择室内机的型号。
根据房间使用功能、装饰布置、层高及室内机安装高度的限制，来确定室内机型及安装位置。
室内机型式的选择可按如下几点进行：
①室内机型式的选择必须与室内装潢紧密结合，充分考虑房间的美观性、协调性。
②房间高度不限高时，尽量采用超薄型室内机，以保证室内层高。
③房间有吊顶，且平面成长窄条形时采用侧送或顶送风嵌入式室内机。
④房间有吊顶，且平面成正方形或空间较大时采用四面出风嵌入式室内机。
⑤房间层高较低且要求出口静压不超过50Mpa时，可采用低静压暗装管道型；对于房间层高较高、面积较大且对出口静压要求较大的场合，可采用高静压暗装管道型。
⑥不宜将室内机安装在厨房、产生油污的场所及酸碱性环境中。
⑦卧室尽量采取利用走廊吊顶或柜橱顶部来安排室内机的吊顶，使噪音区远离休息区。
⑧对于同一种形式的室内机，在满足室内气流组织和噪声要求的条件下，尽可能选择大规格的室内机。
室内机初选后要进行一下修正：
①据连接率修正室内机容量。
②根据给定室内外空气计算温度进行修正。
③据配管长
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