1、计算机机房空调系统的设计毕业设计摘要本设计的任务是对济南地区某计算机机房空调系统的设计.建筑共四层，总建筑面积为37151,层高3.2,每层工程空调面积为460d.设计的目的是为了维持机房内恒恒湿的空气环境，保持一定的新风量，从而使计算机安全稔定运行，并且保证上机人员的舒适感在设计中简要介绍了机房专用空调的发展历史以及现状.通过研咒和对比几种中央空”系统的形式，并根据机房的本身的特点，后系统方案定为半集中式中央空调系统。对送风的处理选用风机盘管加独立新风机组，并且，新风机组将新风处理到室内空气状态点，直接送入室内.关催词：中央空调系统；风机盘管：新风系统；冷负荷Ea工大学本科毕*iit计文）说
2、明书AbstractThetaskistodesigntheairconditioningsystemofacertaincomputerroominJinan.Thebui1.dinghasfourf1.oors,Wit1.1.atota1.constructionareaof3715m2and3.2metersf1.oorheight.Theairconditioningareaofeach1.ayeris460m2.Thepurposeofthisdesignistomaintaintheconstanttemperatureandhumidityoftheroomairandtokee
3、pacertaindegreeoffreshairvo1.unn,sothattheoperationofcomputerissafeandstab1.e,fortab1.e.Inthedesign,thereisabriefintroductionaboutthehistoryandstatusofair-conditioningforthecomputerroom.Throughresearchandcomparesevera1.formsofcentra1.airconditioningsystem,andaccordingtothecharacteristicsofthecompute
4、rroomitse1.f,fina1.1.ythesemi-centra1.izedcentra1.airconditioningsystemisse1.ectedastheso1.ution.Theairsupp1.yusesindependentfreshairandfancoi1.units,andthefreshairwi1.1.behand1.edtotheindoorairstatepointbythefreshairunitsanddirect1.ysentintotheroom.Keywords:Centra1.airconditioningSySten;Fan-COi1;Fr
5、eshairsystem;Coo1.ing1.oad1设计背景21.2 的发展背21.3 课JB来源31.4 研究设计的目的31. *系统形式的选择41.6设计方案2负荷计算2.1 设计）数2.1.1 塞外设计叁数72.1.2 室内计算弁数.82.2 空调冷负荷计策82.2.1 墙体和屋面传热得热引起的冷负荷玻璃传热得热引起的冷负*92.2.3 盲日射得热引起的冷负荷92.2.4 设备得热量.102.2.5 照明，人体设备引起的冷负荷102.2.6 建筑围护结构传热系数的确定112.2.7 各房间人数和设备的分配.H2.3 新风负荷计算122.3.1 规范对计算机房新风量的规定.“.122.3
6、2 计算机用新风量的确定132.3.3 新风量的计算133空调水系统与风系统的设计983.1 空调风系统3.1.1 通风管道的设计原则98983.1.2 通风管道的选獐与制作3.1.3 通风WiI计算和选型993.2 散流器的选型计算1003.3.1 水系统的选择1013.3.2 水管的水利计算4.1.1 风机盘管机组的结构和工作原理.4.1.2 的盘管的选型计算”.1061084.2新Xff1.的选型.110-.1124.4空调斓的选型.114I164.61（、选一.1174.7水泵选型.118.1205.1管道保源.1205.2消声.121C*“122结论.123.124叁老七稣JWV一
7、1254.1即盘管106前言21世纪以来，我国进入了一个高速发展的阶段.科技的进步和人民生活水平的提高，使人们对学习、工作、居住、科研、休闲娱乐环境的质量要求越来越高，所以空重的应用显得越来越直要.现在的空调已经普通的应用在生产、生活的各付城.在公共、民用建筑及运，工具中都不同地安装有空调设备，设有空调系统.然而，不同的建筑空间对空辑设施有不同的要求.对于人们的娱乐休闲、居住更偏向于舒适性空调，对于实验室、计算机机房则要用专用空调系统.选择合适的中央空调系统不仅可以更好的满足空气调节的特殊要求，还可以节的能H免能源的浪费.机房专用中央空调是区别于舒适性空调的一个新领域，有着强大的潜力和应用前
8、景.经过对现今机房中央空调发展的了解，为了给学生跟设备营造一个合适的机房环境，所以本次毕业设计选算了计算机机房中央空调系统的设计.该设计主要包括以下三方面内容I(1)方案论证部分设计方案是显过市场调研和考虑机房专用空调的实际问题提出的，具体包括，机房专用中央空调系统形式的确定，空调系统冷源的确定，以及空调风系统、水系统的确定，这些将为下面的设计计算提供理论基础.(2)设计算部分这部分进行空调系统冷负荷的计算，空调系统水利计算，空调风系统、水系统的管道设计及空调设备的选型计算.(3)绘制图斑在系统确定的基础上，再进行相关计算，设备选型后，要绘制相关图好.设计图纸包括空调系统原理图，空调风系统图及
9、水系统图.本次毕业设计着重培笄设计者的专业素质和合运用基础理论知识，分析问题的能力，从而为学生毕业后的发展打下良好的基础.I绪论1.1 设计背景近年来，民用空调普及率极大提高.以上海为例，在1978-1996年间，高层建筑增加了十几倍.在这些新建建筑中，f都安装大型集中式空调系统，而在大多数的改建项目中，增加或改造集中式空调系统也成了改造计划中的重要内容.建筑空调已经成为现代社会所必需的，可显着改善人们生活环境，提高生活质盆.但是从总体上，我国目前的经济增长模式还是粗放型的，主要表现为资源利用率较低.空调作为耗能大户，与能源供应案张特别是当前电力供应紧张有着密切的关系.随着空调的迅速普及，空调
10、用电负荷逐年猛增，至2003年底，空调能耗已占全国耗电量的30%左右.在夏季用电高峰时段，空调用电负荷甚至高达城慎总体用电负荷的40%左右，大大增加了电网的负担.到2020年我国空调高峰负荷节电空间的900万KI,相当于5个三峡电站的潴负荷容量，相应可减少电力建设投资4000亿元以上.降低空调系统的能耗对于减少建筑系统的能耗、锄解当前电力量张状态、优化能源结构、提高能源利用效率等方面都有着非常重要的意义.随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，现在人们越来越关心我们陵以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性,各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染.这其中，为
11、值要也是量为紧迫的问JK就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源,节能是关健的也是目前量直接有效的重要措施.作为现代社会必须的家用和商用空调是消耗电能的大户，因此,对于不同的环境使用合适的中央空调系统对满足人们需求和节的能源起着至关重要的作用.1.2 机房空调的发展背景前期机房空调（19601980年前期的机房空调是为某台计算机（大、中、小型机）专门建设的，并没有统一的标准，完全是在摸索中建设的.这时的机房空调只有降温措旅，但没有精密的温度控制，也没有浦试和指标，可用性极差.中期机房空调（19801990年次由于计算机系统的产生，出现了专门为单个计算机系统设计的机房空甯，有了专用
12、的机柜（大、中、小机柜），机房空调制冷也从集中冷却到采用恒温恒湿的专用空调机.后期机房空调（19902000年bIT设备逐渐小型化，服务器逐步成为主体，多台计算机、服务器联网，数据的存储介质水平逐渐提高，对数据进行了更严格的保护，开始广泛使用恒温恒湿的专用机房空调，可用性和可靠性均有了大幅提升.现代机房空调（21世纪）：IT设备进一步小型化，所有设备都进入机架，机架成为机房IT设备的主体.随着IT设备的发展，具有现代气息的机房专用空调诞生了.它对计算机机房起的作用尤为要，起到改善机房环境温度、温度，确保计算机设备正常运行.机房专用空调是针对计算机机房和各类通信机房的特点和要求而设计的.它除了具
13、备普通空气调节器的功能外，还具备恒温恒湿、控制精度高、空气洁净度高、可靠性高等特点.1.3 课题来源该课/题目是为济南市某地区的计算机机房中央空调系统设计.完成毕业设计是工科类专业教学的篁要环节之一，是对学生在校所学理论知胴的全面总结和综合检验.通过毕业设计熟态机房中央空调系统，掌握机房的冷负荷计算、制冷系统及主要设备的选型.培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料.在设计过程中尽可能联系当前技术发展和环保要求，弁照新规范进行设计，使设计达到技术、经济、运行管理的合理、可行和安全可拿.14研究设计的目的在现代的机房中，通过采用中央空调系
14、统对空气进行辑节，可以保证人们在工作学习的舒适感.具体而盲，我们研究、设计的目的是使室内达到恒温恒湿的要求既满足人们的舒适感，又可以保证计重机系统安全稳定运行.为了满足的计算机系统的保护，机房内空气的温湿度有专门的规定.根据我国采暖通风与空气调节设计规范中规定，机房空调的室内套数应达到一下水平，表IT机房专用空调室内设计参数季节温度()相对湿度(%)风速(ms)夏季212545650.3冬季182245650.21.5空调系统形式的选择根据设计对象的特点，在此设计中采用的是中央空调系统.选用集中式中央空调系统和分散式空调系统相比，具有更多优点：(1)、集中式空调的效果优于分散式空调，集中式空调
15、可做到每室均有管道式调送回风口或风机盘管送回风口，实现夏季供冷、冬季供暖和春秋季通风换气的全年性空调效果，对于计算机机房则实行全年制冷运行.(2)、集中式空调能保证向房间输送新风，使房间始终保持空气清新、卫生:分散式空调难以确保空调房间空，的新鲜度.(3),集中式串例投资低于局部空调.(4)、集中式空调运行管理灵活方便，且运行费用低于分散式空调.集中式空调制冷站可直接控制制冷机的开停时间和冷;t大小，并根据气候变化进行调整，以节约运行电费.而分散式空调运行电费一般大于中央空调，而且难以进行各分散房间的统一控制(5)、集中式空调故障少，好雒修，无论是空调机电和送回风道系统，还是房间风机盘管和新风
16、系统，均不易发生故障，而且制冷设备设在制冷站内，便于雉修.分散式空调的分体空调遍布在建筑物各处，制冷压缩机不仅数量多而且多数悬挂于外墙上，出了故障维修难度较大.鉴于以上特点，对于本次设计，我们选用集中式中央空调系统对室内空气进行调节.因为各机房大小不一，所需冷负荷不同，对空气调节的需求不一样，且要求各室空，互不串通.另外，还有教师休息室、讨论室等房间的空气调节.因此，选用风机盘管加独立新风系统对每个房间进行单独调节.选用风机盘管系统具有以下优点：(IX风机盘管体积小；机体设计轻巧.排水管及线路安装简便，左右接管及回风方式可随时交换，以配合现场情况.机组能安装于任何空间场所.(2X风机先管采用优
17、质俄蜂板机壳，冷凝水盘采用模压工艺一体成型，无焊缝、埠点、符合防火规范的保温材料整体连接于水盘.(3)、风机盘管噪音低;合理的风机与气流结构设计,优质的吸音保温材料,使机组噪音低于国家标准1.-3dB（八）.(4X风机盘管能耗低I风机与换蒸叁合理匹配,三档可调风量,使风机用电量省.(5X风机盘管效率高I先进的版管工艺,保证了换热器铜管和铝箱的紧密接触,传然性能好.尽管风机盘管系统具有以上谙多优点，但在某些方面仍存在缺陷：对机蛆制作有较高的要求，否则在建筑物大量使用时会带来雉护方面的困难.风机盘管机蛆在循环空气入口处应按安装可清洗或可更换的过漆器.1.6设计方案空气窗调系统的划分应考虑运转和置节
18、的灵活与经济性.多层建筑系统的划分应根据各层平面布量和机房的位量等条件设定，尽量做到风管布置合理，系统运转灵活而经济，空，调节系统不宜过大，以便于调节和减少噪声.国外的设计中，在周边采用风机盘管时，新风的补偿常由内区系统提供，其优点是：各房间可独立调节室温，机房没人时可方便关掉机组，不影响其他机房，从而比其他系统节省运行费用.因风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节.空气调节系统一般均由空气处理设备和空气，送管道以及空气分配故采用风机盘管加独立新风系统以满足设计要求.由于计算机机房的中央空调系统是全年制冷运行，所以只用计算夏季攻制冷工况.满足夏季的制冷工况，就可以满足冬季的要求.2
19、负荷计算2.1 设计参数2.1.1室外设计参数表2-1济南市室外气象参数夏季大气压力99.73kPa冬季大气压力101.85kPa空气调节温度34.8空气调节温度-7.7C空调日平均气温31.2最低气温-14.24C空调计算室外湿球温度27冬季室外计算温度-3.6C室外平均风速2.8ms室外平均风速2.7ms地理位置北纬36。40,海拔5-1108米2.1.2室内计算参数表2-2机房室内设计参数季节室内温度相对湿度风速送风温差新风量噪声标准夏季2355%0.3m/s740m3/h45dB冬季2050%0.2m/s7eC40m3/h45dB2.2 空调冷负荷计算空调房间的冷、漫负荷是确定空调系统
20、送风和选取空调设备的基本依据.在室内外热、漫扰量的作用下，某一时刻进入房间的总焦量和漫量叫做该时刻的得热量和得湿量.冷负荷的含义是维持一定的室内焦湿环境所需的在单位时间内从室内除去的熬量，包括显熬量和潜糠量两部分.湿负荷的含义是雉持室内恒定的相对湿度所需除去的渔:.2.2.1 墙体和屋面传熬得热引起的冷负荷Q=KF(t1,+t4)K.K,-tw(I)(2-1)式中K墙体或屋面的传优系数，/(9)，见暖通空调常用数据手册表4.1-20F墙体或屋面的传焦面积，*U-室内空气温度，XJ1U，墙体或屋面冷负药计算源度，P,见暖通空调常用数据手册表4.1-39和表4.1-38tt冷负荷计算温度地点修正系
21、数，C,见暧通空调常用数据手册表4.1-39和表4.1-4；K.外表面放热系数修正值，见暖通空调常用数据手册表4.1.-231.K,外表面修正系数修正值，计算墙体时I中色，K,=0.97,浅色，K,=0.94,计算星面时；中色，K,=0.94,浅色，K,=0.88.2.2.2 玻璃窗传热得热引起的冷负荷Q=KF(t1.+t4)K.K-tJ(I)(2-2)式中K窗的传效系数，1/(C),见表4.1-25和表4.1.-261.F窗的传焦面积，t,室内空气温度，P;U,窗冷负荷计算温度，C,见曝通空调常用数据手册表4.1.-321.t,窗的冷负荷计算注度地点修正系数，C,见暖通空窗常用数据手册表4.
22、1-33；K/不同类型窗椎的玻璃窗传热系数修正值，见暖通空调常用数据手册表4.1-27；KJ有内遮阳设箫玻璃窗传热系数修正值：单层窗KJ=0.75,双层窗K=0.85.2.2.3 窗日射得热引起的冷负荷无外沈阳QC=FCqh.Ctt(I)(2-3)式中K1.-不同纬度带各朝向7月份日射得热因数的最大值，/或由暖通空调常用数据手册表4.1-31确定；F玻璃窗的有效面积，是窗的面积乘以有效面积系数Ca,Ca见暖通空调常用数据手册表4.1-30,C、C.玻璃畲巡挡系数和窗内遮阳设施的遮阳系数，见暧通空调常用数据手册表4.1-28和表4.1-29,Ca玻璃窗冷负荷系数，以1瞬2730为界划分为南、北两
23、区，由暖通空调常用数据手册表4.1-41和表4.1-44确定.2.2.4 设备得热量照明得热量白炽灯Q,=N(I)(2-4)英光灯Q,=nmNh,两项中的较大值确定新风*.计算机房可看成对洁净度要求较低（英制50万皴）的乱流洁净室，机房无排风，应以罐持机房所需的正压值和室内每人不小于40=h计算机房新风融较适宜.第三条雉持机房正压所需新风量很难计算.要维持机房对走廊（或其它房间）的正压249Pa,则通过机房门窗等（隙的出风速度，2.88,新风量应为缝除总面积与出风速度的乘积；由于缝隙总面积很难计算，因此维持机房正压所需的新风量亦无法计算.2.3.2 计算机房新风量的确定计算机房应确定一个适宜的
24、新风量，新风量过小或过大不能满足机房温、湿度和洁净度的要求.应该按维持机房所需正压值和每人240三jh两项中的较大值计算新风量.由于雉持机房正压所需新风：难以计算，根据经验及叁煦洁净室的设计，可按1-2次换代/h来计算新风量.若机房四周BI护结构的密封性较好，可采用Z1.次换气/h来计算新风量I者密封性较差，可适当提高换气次数并采取密封措施.最有效并且节能的办法是对四周围护靖构采取密封措施，特别应注意活动地板下和吊顶内的密封，所有穿过机房围护结构的管线敷设后均应将孔洞封堵严密防止I1.风.2.3.3 新风量的计算1）机房总送风量的5；G=X5%=5879X0.05=293/h（2-10）2)每
25、人240*hG1.250X40=2000三*h(2-11)3)维持机房正压所需的新风*换次系数n=1.V22即IG,=1.2V=2107.23.2=460.8m,比较1)、2)、3)可得按每人40msh送入新风量.由每人40。/h的新风意可知，501房间所需总新风量：Gw=5040=2000nh(2-12)2、各房间新风负荷计算新风*GM0XN；新风负荷Q=GX(irin)表2-5各房间新风量及新风负荷统计名称名称房号501502503504505506507508新风量(m3h)20001600160020001600600800600新风负荷(kW)24.19.19.24.19.7.49.
26、87.47337877877337872932Qc1.（南墙）173.5171.9171.9173.5175.0176.6179.8Qc3（W窗）495.9488.1472.4441.1405.8374.4347.0Q“（南窗）598.6421.2221.7144.1133.0133.0121.9Qd8896.89386.39738.77570.78202.98832.35779.8Qc1016510468106058329891795166429103南外墙冷负荷计算计算时刻参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00t1.,35.235.134.934.834
27、634.434.0K1.02F16.02td1.6tM23Ka1kp0.94103窗传热冷负荷计算时刻T参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00t1.,26.927.929.029.930.831.932.2K3.14F12.78td3tn23K*1.2kJ0.85t7.58.59.610.611.512.612.9Qc3（南窗）300.9341.8386.8423.7460.5505.5517.8计算时刻参数时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00t1.,T32.232.031.630.829.929.128.4K3.14
28、计算时刻参数时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00F9.59C80.86Cn0.65Kj,-x216Cc1.0.540.380.20.130.120.120.11Qm（南窗）625.3440.0231.6150.5139.0139.0127.4103照明，人体，设备冷负荷计算时刻T参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00Qx272.16CC1.1.0.60.870.90.910.910.930.93Qi163.3236.8244.9247.7247.7253.1253.1Q86993.6Qx4512时间t1.,T31.831
29、831.831.831.831.932.0K1.02F17.6td2.323Ke1kp0.94t9.19.19.19.19.19.19.2QC1.（北墙）162.5162.5162.5162.5162.5164.2165.9104东外墙冷负荷计算计算时刻参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00t1.,T37.337.136.836.636.436.136.1K1.02F23.04ta2.2t23计算时刻参数时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00F9.72C80.86Cn0.65Kja105CC1.0.770.750.560
30、180.170.160.15Qx（北窗）439.3427.9319.5102.797.091.385.6104照明，人体，设备冷负荷计算时刻参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00Qx272.16Ccu0.60.870.90.910.910.930.93Qi163.3236.8244.9247.7247.7253.1253.1Q88742Q,5640Ce1.20.40.490.590.660.710.40.49Q29137992410798114101184791379924Qc5930010160110431165712094939010177计算时刻参数
31、时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00Qx272.16CC1.1.0.950.950.960.960.970.970.29Qi258.6258.6261.3261.3264.0264.078.9Q88742Qx5640CC1.20.590.660.710.40.490.580.17Q210798114101184791379924107107126Qc5110561166812108939810188109747205104冷负荷总汇计算时刻参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00Qc1.（北墙）176.0174.3174.
32、3172.7169.3165.9164.2Qg（东墙）332.1327.6321.0316.6312.2305.6305.6Qc3（北窗）339.0385.1435.9477.4518.9569.6583.5Qm（北窗）308.1370.8427.9462.1473.5450.7405.1QcS9300.110160.411042.711657.412094.59389.910176.7Qc10455114181240213086135681088211635计算时刻参数时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00Qc1.（北墙）162.5162.5162.516
33、2.5162.5164.2165.9Qc2（东墙）307.8310.0312.2316.6321.0325.4329.9Qc3（北窗）583.5574.2555.8518.9477.4440.5408.2Qx（北窗）439.3427.9319.5Qc511056,311668.312108.1Qc125491314313458105北外墙）计算南参数时间8:009:0010:00t1.,32.632.532.5KFtdK.kpt9.89.79.7Qc1.（北墙）160.2158.7158.7计算比102.797.091.385.69398.110187.610974.47205.1104991
34、1246119968195令负荷计算I刻T11:0012:0014:0015:0032.432.232.031.91.0216.022.32310.949.69.49.29.1157.2154.1151.0149.5垓!参数时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00t,31.831.831.831.831.831.932.0K1.02F16.02ta2.3tM23K.1kp0.94t9.19.19.19.19.19.19.2Q“（北墙）147.9147.9147.9147.9147.9149.5151.0105窗传热冷负荷计算时刻参数时间8:009:0010:0
35、011:0012:0014:0015:00t1.,26.927.929.029.930.831.932.2K3.14F12.78105窗日射冷负荷计算时刻参数时间8:009:0010:0011:0012:0014:0015:00F9.59C80.86Cn0.65Kz105Ca0.70.720.770.820.850.810.78Qm（北窗）394.0405.3433.4461.6478.5455.9439.1计算时刻T参数时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00F9.59C80.86Cn0.65KJQ105Cc1.0.770.750.560.180.170.160.15Qm（北窗）433.4422.2315.2101.395.790.184.4105照明，
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