大厦中央空调设计毕业设计.doc

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1、 昆明理工大学 毕业设计（论文）专用纸 毕业设计（论文）任务书 建筑工程学院 院 建筑环境与设备工程级学生姓名： 毕业设计（论文）题目： 武汉市创业大厦中央空调设计 毕业设计（论文）内容：1. 空调冷、热、湿负荷计算：应分别列出各个系统的冷、热、湿负荷分量和新风负荷。2. 空调冷热源的确定，结合当地的实际能源情况，确定经济、合理的冷热源。3.空调系统的划分与空调方案的比较：全空气系统、全水系统、空气-水系统的分析比较：空调系统的划分和气流组织的计算。4.空调制冷站的设计应根据建筑物负荷特点，结合当地能源状况选择制冷系统的方案，对各主要部件进行详细的设计计算、选型，确定制冷机房的布置，并完成相关

2、的设计图纸5.空调水系统的设计,冷冻水系统和冷却水系统系统的设计及相关部件的选型。6.施工设计图的绘制1）施工图说明、图纸目录、主材料表；2）各层风、水系统平面图3）机房平面图流程图4）空调水系统流程图 、各类详图、大样图等 毕业设计（论文）指导教师（签字）： 主 管 教 学 院 （部） 长（签字）： 年 月 日 武汉市创业大厦中央空调设计学 校： 班 级： 作 者： 学 号： 指 导 老 师： The design of a Venture Building central air conditioning system in shanghai摘 要 本项目为武汉市创业大厦，总建筑面积918

3、4.3m2，地上八层，地下一层，地上建筑面积8050.8m2，空调面积约为5000 m2。整栋楼为办公建筑，地上部分主要包括办公室、会议室、接待室、多功能厅等房间，地下层主要为停车场和设备间。本建筑夏季总冷负荷为807KW。依据有关规范考虑节能和舒适性要求，按照房间不同的功能,采用了两种空调方式，即全空气系统和风机盘管+独立新风系统。二层的多功能厅面积大，人员密集，因此采用全空气一次回风送风系统，其余房间面积小，均采用风机盘管+独立新风系统。考虑到系统节省管材，降低投资，且为中小型系统，水系统采用异程式系统，主机、水泵等放置于地下室，冷却塔放置于屋顶。防排烟部分，楼梯间、楼梯间前室、走道均采用

4、自然排烟；地下室采用机械排烟，排烟与排风合用同一个系统，采用单层百叶风口，由于本项目地下室为半地下室，因此通过进风百叶补入新风。排烟系统平时做通风用，火灾时高速排烟。关键词：空气处理机组；风机盘管；中央空调；防排烟ABSTRACT The project of Venture Building in wuhan , The building with a total gross floor area 9184m2, air-conditioned area 5000m2.Under ground 0ne, eight on the ground .Aerial parts of the who

5、le building mainly includes office, conference room, reception room, multi-function hall and other room, mainly for office buildings, underground for parking and main equipment.This building summer total cooling load is 807 kw.According to relevant specifications considering energy saving and comfor

6、t requirements, in accordance with the different function room, adopted two kinds of air conditioning mode, all air system and fan coil + doas.The multi-function hall on the second floor area is large, personnel density is big, adopts full air primary return air supply system, the rest of the room a

7、re all fan coil + doas.Considering the system saves the pipe material, reduce the investment, and for the small and medium-sized system, water system adopted different programs system, cooling tower is placed on the roof.Smoke, stairwells, before the stair rooms, corridors adopt natural smoke exhaus

8、t;Basement adopt mechanical smoke exhaust, smoke and exhaust share the same system, adopting single louvers tuyere, the project for the basement of the basement, add through the window into fresh air.Exhaust system normal ventilation, fire smoke at a high speed.Key Words: The central air conditionin

9、g;All air system;Fan coil-independent fresh air system;Smoke;Mechanical ventilation 目录第一章 绪论1第二章 设计依据22.1设计规范与标准32.2设计任务32.3土建资料42.4动力及冷热源条件42.5水源条件4第三章 空调负荷计算53.1空调区得热量的构成53.2空调区冷负荷的构成53.3空调区湿负荷的构成53.4气候资料63.5室内设计参数63.6维护结构参数73.7冷负荷计算过程83.8热负荷113.9湿负荷113.10负荷计算结果12第四章 空调方案比较194.1技术比较194.2初投资比较204.3

10、运行费用比较214.4系统方案对比选择及确定22第五章 设备选型255.1确定处理过程，并计算风量和设备的选型255.2风口及散流器选型315.3散流器的选型及校核345.4设备明细表36第六章 空调风系统设计376.1 全空气系统风道设计376.2 风管水力计算406.3 风管的布置及其附件46第七章 空调水系统设计477.1空调水系统管路的设计原则477.2本水系统设计方案的确定497.3管路的布置和管径的确定原则507.4空调水系统设计507.5空调水系统管道的阻力损失537.6冷凝水系统设计56第八章 机组设计598.1制冷机组选型598.2水泵的选型598.3冷却塔选型8.4膨胀水箱

11、选型8.5分集水器选型8.6软化水箱选型8.7 制冷机房设备明细表60第九章 管道保温设计659.1保温的目的659.2保温材料的选择659.3保温材料明细表66第十章 防排烟系统设计6710.1防排烟系统设计概述及注意事项6710.2防排烟系统的分类6810.3地下室防排烟系统设计7010.4卫生间通风设计7110.5地下室设备间通风设计71第十一章 系统消声设计7311.1空调系统的消声7311.2空调系统的减振74第十二章 空调系统的保温77第十三章 结论79总结与体会81谢 辞83参考文献85附录A87附录B88附录C103 绪论 本项目为武汉市创业大厦，总建筑面积9184.3m2，地

12、上八层，地下一层，地上建筑面积8050.8m2，地下建筑面积为1133m2，空调面积约为5000 m2。整栋楼地上部分主要包括办公室、会议室、接待室、多功能厅等房间，地下层主要为水泵房、高压房。根据已给出建筑平面图和各个房间的功能，要求设计本酒店的中央空调系统和防排烟系统。依据有关规范考虑节能和舒适性要求，空调系统选用水冷式水系统中央空调，选用了两台单螺杆式冷水机组，为系统提供冷源，热源由城市热力管网提供。按照房间不同的功能,采用了两种的空调方式，全空气系统和风机盘管+独立新风系统，二层的多功能厅面积大，人员多采用全空气系统，其余房间为办公室，接待室等，面积小，均采用风机盘管+独立新风系统。考

13、虑到系统节省管材，降低投资，且为中小型系统，采用异程式水系统，冷却塔两台放置于屋顶。楼梯间、楼梯间前室、走道采用自然排烟；地下室采用机械排烟，排烟与排风合用同一个系统，采用单层百叶风口，平时通风，火灾时高速排烟。 本设计采用水冷式水系统中央空调，选用了两台单螺杆式冷水机组，设备初期投资最低，运行费用较低，相比于其他如风冷热泵、太阳能热泵、地热源热泵、多联机系统，拥有其独特的优点。 本设计中所应用的空调系统具有节能和环保的意义，在我国一直被广泛的使用。 第一章 设计依据1.1设计规范与标准(1）民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012(2）房屋建筑制图统一标准GB/T50001

14、-2001(3）采暖通风与空气调节制图标准GBJ114-88(4）制冷设备安装工程施工及验收规范GBJ66-84(5）实用供热空调设计手册(6）通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002(7）简明空调设计手册(8）民用建筑节能设计手册(9）供暖通风设计手册(10）高层民用建筑设计防火规范GB50045-95_2005(11）汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB 50067-97 1.2设计任务根据确定的室内外气象条件，土建资料，对武汉市创业大厦中央空调系统、通风与防排烟进行初步工程设计，主要包括：1、 设计冷热负荷的计算。2、 风系统的初步设计。3、 风系统的水力计算。4、 水系

15、统的初步设计。5、水系统的水力计算。6、根据所给设计条件以及总冷、热负荷和已经确定的设计方案、设备形式，选择风道以及末端设备、冷热源设备等。7、室内设计应包括室内设计参数，室内空调设计方案，设计方案应按照施工图的标准进行绘制，除满足设计规范外，还应符合施工验收规范的要求，尺寸线应完整、闭合。8、部分功能特殊的建筑，需要进行采暖设计。9、设计应按照设计规范的要求，结合工程实际的需要，考虑消防问题，在选择系统和设备时，还应综合考虑当地环保、节能的具体要求。10、应进行相关方案的对比，得出最优的方案。1.3土建资料 详见本项目建筑土建图。1.4动力及冷热源条件 (1）电源：220/380伏交流电。(

16、2） 冷源：自行设计供空调用的制冷装置，冷水供、回水温度为712，水源为经过处理后的城市自来水。(3） 热源：城市集中供热。1.5水源条件以市政自来水管网为本项目设计的水源。第二章 空调负荷计算2.1空调区得热量的构成 1）通过围护结构传入的热量 2）透过外窗进入的太阳辐射热量 3）热体散热 4）照明散热量 5）设备、器具、管道及其他内部热源的散热量 6）食品或食物的散热量 7）渗透空气带入的热量 8）伴随各种散湿过程产生的潜热量2.2空调区冷负荷的构成 空调区的夏季冷负荷，应根据上述各项得热量的种类，性质以及空调区的蓄热特性，分别进行逐时转化计算，确定出各项冷负荷，而不应该将得热量直接视为冷

17、负荷。2.3空调区湿负荷的构成 1）人体湿负荷 2）渗透空气带入的湿量 3）化学反应过程的散湿量 4）各种潮湿表面、液面或液流的散湿量 5）食品或其他物料的散湿量 6）设备散湿量2.4气候资料 由空气调节设计手册查得郑州地区夏季的主要参数如下 位 置： 武汉 ；北纬： 30.37 ；东经： 114.08 大气压力： 1002.1 pa 室外日平均温度： 27.4 室外干球温度： 35.2 室外湿球温度： 28.4 相对湿度： 67% 室外风速： 2m/s 2.5室内设计参数 温、湿度夏季：Tn=2428，=4065， 风速0.3m/s；表2.1 室内设计参数表房间名称夏季人员密度，p/m2新风

18、量，m3/hp允许噪声，dB(A)温度，相对湿度，%门厅26600.42040接待室26600.42030值班室26600.23030办证大厅 26600.23050消防控制室26600.23030中小型会议室26600.42040多功能厅26600.42040办公室26600.230302.6维护结构参数武汉市属于夏热冬冷地区，根据全国民用建筑工程设计技术措施暖通规定：夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值如下表。表2.2 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值表维护结构部分传热系数K W/（m2.k）屋面0.7外墙（包括非透明幕墙）1.0地面接触室外空气的架空或外挑楼板1.0外窗（

19、包括透明幕墙）传热系数KW/（m2.k）传热系数KW/（m2.k）单一朝向外窗（包窗墙面积比0.24.7括透明幕墙）0.2窗墙面积比0.33.50.55/-0.3窗墙面积比0.43.00.50/0.600.4窗墙面积比0.52.80.45/0.550.5窗墙面积比0.72.50.4/0.5屋顶透明部分3.00.4注:有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数x外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。由于本项目为办公楼，本项目的各个系数严格按照上表的规定来进行选择。维护结构传热系数如下表：表2.3 维护结构传热系数表围护类型名称传热系数(w/.)(夏/冬)传热衰减传热延迟(h)钢筋混泥

20、土墙0.86/0.870.397.9外窗单框双玻璃铝合金窗4.2/4.391.000.35外门木(塑料)框单层实体门4.21/4.410.3屋面预制01-1-35-11.88/1.910.684.4地面0.47/0.471.002.7冷负荷计算过程2.7.1 热负荷 1、外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 (2-1) 式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； 外墙和屋面的面积，m2； 外墙和屋面的传热系数，W/(m2)，由暖通空调附录2和附录2-3查取； 室内计算温度，； 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，由暖通空调附录2-4和附录2-5查取；地点修正值，由暖通空调附录2-6查取；吸收系数修

21、正值，取=1.0；外表面换热系数修正值，取=0.94； 2、内围护结构冷负荷 (2-2)式中 内围护结构(如内墙、楼板等)传热系数，W/(m2)；内围护结构的面积，m2；夏季空调室外计算日平均温度，；附加温升，可按暖通空调表2-10查取。 3、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 (2-3)式中 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；外玻璃窗传热系数，W/(m2)，由暖通空调附录2-7和附录2-8查得；窗口面积，m2；外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录2-10查得； 玻璃窗传热系数的修正值；由暖通空调附录2-9查得；地点修正值，由暖通空调附录2-11查得；4、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 (

22、2-4)式中 有效面积系数，由暖通空调附录2-15查得； 窗口面积，m2； 窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录2-13查得； 窗内遮阳设施的遮阳系数，由暖通空调附录2-14查得；日射得热因数，由暖通空调附录2-12查得；窗玻璃冷负荷系数，无因次，由暖通空调附录2-16至附录2-19查得； 5、设备散热引起的冷负荷 (2-5)式中 设备和用具显热形成的冷负荷，W； 设备和用具的实际显热散热量，W； 设备和用具显热散热冷负荷系数，可由暖通空调附录2-20至附录2-21查得：如果空调不连续，则=1.0。 6、人体散热形成的冷负荷 (1)人体显热散热形成的冷负荷 (2-6)式中 不同室温和劳动性质成年男

23、子显热散热量，W，由暖通空调表2-13查得； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得； 人体显热散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-23查得； (2)人体潜热散热形成的冷负荷 (2-7)式中 人体显热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得； 7、照明散热形成的冷负荷 白炽灯 (2-8)日光灯 (2-9)式中 照明灯具所需功率，W； 镇流器消耗功率系数，明装时，=1.2，暗装时，=1.0； 灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，=0.50.6；无通风孔时，=0.60.8； 照明散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-22

24、查得。 8、计算建筑的各楼层分项逐时冷负荷总表见附录表2-1。9、因楼层较多，各层冷负荷计算以一层为例，具体见附录表2-3。2.8热负荷1、围护结构的基本耗热量 (2-10)式中 部分围护结构的基本耗热量，W；部分围护结构的表面积，m2；部分围护结构的传热系数，W/(m2)；冬季室内计算温度，；冬季室外空气计算温度，；围护结构的温差修正系数。注：围护结构两侧温差大于5时，应计算该围护结构的传热量。 2、围护结构的附加耗热量 (1)朝向修正系数Xch； (2)风力附加Xf ； (3)外门开启附加Xwm ；注：对开启一般的外门(如住宅、宿舍、托幼)，当外门所在层以上的楼层为时，一道门附加65%；

25、(4)高度附加Xg。2.9湿负荷人体散失量： (2-11)式中：人体散湿量，kg/s； 成年男子的小时散湿量，g/h；室内全部人数；群集系数，由暖通空调表2-12查得。2.10负荷计算结果使用天正计算软件对各个房间进行负荷计算。地上房间功能主要为办公室，会议室、接待室等，详细计算结果见附录。以一个办公室为例进行计算，相关计算结果如下表：第 146 页 昆明理工大学 毕业设计（论文）专用纸 表2.4 办公室详细性能参数表基本参数房间名称房间面积()房间高度(m)房间性质单位面积设备(W/)单位面积照明(W/)单位面积人数(人/)房间总人数人均新风量(冷)(m3/h.人)人均新风量(热)(m3/h

26、.人)夏季设计温度()夏季相对湿度(%)办公室55.083.3计算负荷20110.211.0230302660人体人数劳动强度群集系数时间指派11.02静坐0.89人员_办公建筑_工作日新风冷新风量(m3)新风负荷类型计算方法新风机组处理状态热回收类型时间指派330.5新风冷负荷按室外逐时湿球温度处理到室内状态点不考虑热回收问题默认时间设备设备类型设备功率(KW)时间指派电子设备1.1人员_办公建筑_工作日灯光灯光类型安装功率(W)时间指派白炽灯605.88人员_办公建筑_工作日外墙东北外墙名称外墙朝向外墙围护结构外墙长度(m)外墙宽度(m)外墙面积()外墙净面积()冬季传热系数(W/(K)外

27、墙东北东北钢筋砼墙(聚氨酯硬泡沫塑料)1.63.35.285.280.87外墙西南外墙名称外墙朝向外墙围护结构外墙长度(m)外墙宽度(m)外墙面积()外墙净面积()冬季传热系数(W/(K)外墙西南西南钢筋砼墙(聚氨酯硬泡沫塑料)8.43.327.7213.270.87外窗西南外窗名称外窗朝向外窗围护结构外窗长度(m)外窗宽度(m)外窗面积()遮阳类型冬季传热系数(W/(K)冬季缝隙长度(m)外窗西南西南双层铝合金窗8.51.714.45无遮阳设施2.9922.1外墙西北外墙名称外墙朝向外墙围护结构外墙长度(m)外墙宽度(m)外墙面积()外墙净面积()冬季传热系数(W/(K)外墙西北西北钢筋砼墙

28、(聚氨酯硬泡沫塑料)6.83.322.4422.440.87内墙内墙名称内墙围护结构内墙长度(m)内墙宽度(m)内墙面积()冬季传热系数(W/(K)内墙砖墙2.23.37.262.38内门内门名称内门围护结构内门长度(m)内门宽度(m)内门面积()冬季传热系数(W/(K)内门木框单层实体门12.12.13.35屋面屋面名称屋面围护结构屋面面积()坡屋面冬季传热系数(W/(K)屋面预制55.08否1.91表2.5办公室逐时负荷计算表3003办公室时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00面积()55.0855

29、.0855.0855.0855.0855.0855.0855.0855.0855.0855.0855.0855.08夏季总冷负荷最大时刻(含新风/全热)(h)9:009:009:009:009:009:009:009:009:009:009:009:009:00夏季室内冷负荷最大时刻(全热)(h)9:009:009:009:009:009:009:009:009:009:009:009:009:00夏季总冷负荷(含新风/全热)8511940390728390705468886940680065816340512746043962夏季室内冷负荷(全热)4980592757045180403740

30、834352441743774292318827262093夏季总湿负荷(含新风)4.74.7344.424.0373.5323.1362.8832.6062.452.2791.8271.9141.873夏季室内湿负荷0.3330.6330.6330.6330.5330.5330.6330.6330.6330.6330.20.20夏季新风量(m3)330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5330.5夏季新风冷负荷3531347633683210301828052589238322032047193818791869夏

31、季新风机组冷负荷(全热)3531347633683210301828052589238322032047193818791869夏季新风机组冷负荷(显热)419546656766858925958950884851759642523夏季新风机组冷负荷(潜热)3112293027112444216018811630143213191196117912371346夏季总冷负荷建筑指标(含新风)154.5170.7164.7152.3128.1125.1126123.5119.5115.193.183.671.9夏季总湿负荷建筑指标(含新风)0.0850.0860.080.0730.0640.057

32、0.0520.0470.0440.0410.0330.0350.034 本工程的总负荷表如下表2.6 总负荷表名称房间面积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房间最大负荷m2WWkg/hkg/m2W/m2W/m2kg/hm3/hW工程合计4803.11807366.26245990.45287.77226.02168.0960.60.1329906.76807366.26图2.1本工程的总冷负荷全热图（含新风）从图中可以看出，该建筑设计总冷负荷为807366.26W，出现在下午五点，总冷指标为143.7w/m2。 昆明理工大学 毕业设计（论文）专用纸 第三章 空

33、调方案比较概述:空调系统方案的确定,主要是通过空调房间的类型、用途、结构特点、要求的控制精度等方面确定采用何种空调系统，以及室内气流组织（包括送、回、排风方式及风口布置） 空调系统的方案选择主要从以下几方面入手： 1）各种空调系统的优缺点； 2）各系统的初投资及运行成本； 因办公楼的使用效率不如商铺，且因人员流动性较大等原因，空调常在低负荷的 情况下运行。根据此种特点，常有如下几种设计方案：方案一、水冷式冷水机组+城市热力管网方案二、风冷热泵方案三、多联机系统3.1技术比较方案一、水冷式冷水系统+城市热力管网1、 舒适度高，温湿度满足要求。2、 在运行过程中更加安全可靠。3、 初投资相对其他系

34、统都较低。4、 可集中控制，控制方便，操作统一。5、 节约能源。方案二、风冷热泵系统1、可同时满足夏季制冷冬季制热两种工况。2、在冬季供热量不足的情况下室内系统可接到其他热源，如锅炉电辅热等保证系统的稳定性。3、投资相对水系统较高。4、不需要单独机房，布置灵活方便。5、在寒冷地区易结冰。6、送风温度于室内温差较小，体感更为舒适。方案三、多联机系统1、可同时满足夏季制冷冬季制热两种工况。2、冬季制热时受室外环境影响较大。气温较低时热泵效率急剧降低。3、初投资大。4、布置灵活方便，可置于室外露台甚至室内。5、铜管长度有一定的限制。6、便于分户计量。7、送风温差较大，直接吹风体感容易不适。3.2初投

35、资比较方案一、水冷式冷水系统+城市热力管网水冷式单螺杆机组，按450元/kW计算。450元807=36.3万元风机盘管，按200元/kW算200元807=16.1万元辅助热设备：15万元水泵管材及其他=10万元冷却塔：5万元实际投资：82.4万元方案二、风冷热泵系统模块式风冷热泵机组，按700 元/kW算。700元807=56.5万元风机盘管，按200元/kW算200元807=16.1万元辅助热设备：15万元水泵管材及其他=10万元实际投资：97.6万元方案三、多联机系统MDV4+多联机室外机(整体式)，按1000元/kW算：1000元807=80.7万元室内机，按550元/kW算：550元8

36、07=44.38万元铜管及其他 25万元实际投资：150.08万元3.3运行费用比较电费0.95元/度(无峰谷电价制度)；取120天制冷期与90天的供暖期。每天运行时间10小时。方案一、水冷式冷水系统+城市热力管网冷水机组夏季工况COP 取3.1，夏季制冷电费为8070.63.10.9510120=17.8万元其余设备运行费用取2万/年总计：19.8万/年方案二、风冷热泵系统风冷热泵系统夏季工况COP 取3.3，夏季制冷电费为8070.63.30.9510120=16.6万元其余设备运行费用取2万/年总计：18.6万/年方案二、多联机系统多联机系统夏季COP取值3.6，夏季制冷电费为8070.

37、63.60.9510120=15.3万元其余设备运行费用取2万/年总计：17.3万/年3.4系统方案对比选择及确定三种空调系统的技术新能见表3.1,。水冷式冷水机组初投资最低，比多联机省68.4万元，比风冷热泵省15.2万元，空调系统使用周期按照15年计算，详细的计算结果如表3.2。表3.1 三种空调的技术性能总结空调类型冷水机组风冷热泵多联机系统空调模式冷空调冷、暖型空调冷、暖型空调舒适度高一般一般节能性较高一般一般系统相对复杂一般简单安装要求低高较高初投资少一般较高安全可靠性高一般一般适用场合任何场合都行冬季温度高的地方冬季温度高的地方表3.2 三类空调的初投资及运行投资空调类型冷水机组风冷热泵多联机系统空调面积5000m25000m25000m2初投资82.4万132.6万150.8万电费1.7万/年2万/年1.5万/年管理维护费3万/年2.5万/年2万/年1年运行费用19.8万/年18.6万/年27.3万/年15年运