暖通专业毕设说明书.docx

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暖通专业毕设说明书

目录

1资料采集1

1.1引言1

2负荷计算5

2.1冷负荷计算5

2.2热负荷计算7

2.3新风负荷计算7

2.4湿负荷计算9

3空调系统的划分与组成14

3.1空调系统的比较选择14

3．2初步确定系统所采用方案17

3．3空调方案的确定17

4空气处理过程19

4．1新风量的确定方法19

4．2送风状态和送风量的确定20

4．3空气处理过程计算21

4．4地下室送排风量计算24

5空气处理设备的选择26

5．1空气处理机组的选择26

6气流组织设计与校核28

6．1房间气流分布的形式28

6．2风机盘管气流组织计算30

7风口的选择计算与风管道的计算32

7．1风口的选择计算32

7．2风管道的计算33

8风机盘管水系统水力计算34

8．1压力损失的构成34

8．2空调风机盘管水系统供、回水管水力计算35

9设备选择36

9．1制冷机组的选择36

9．2冷却塔的选择38

9．3分水器和集水器的选择39

9．4膨胀水箱的选择40

9．5水泵的选择40

10系统防排烟设计43

11管道保温与系统消声、减震设计45

12技术经济分析47

13结论50

参考文献52

沈阳市工商局办公楼空调系统设计

1资料采集

1.1引言

“建筑环境”指的是特定建筑空间内部围绕人的生存与发展所必需的全部物质世界。

随着人们物质生活水平的提高、科学技术水平的提高，人们越来越认识到建筑环境的重要性，而供暖通风与空气调节正是人与环境这对矛盾对立统一关系历经漫长岁月发展凝练而成的一种重要的环境控制与保障技术。

它既是建筑环境控制技术的核心内容，也是环境科学这一新兴边际科学的重要组成部分。

建筑环境的基本控制方法就是根据室内环境质量的不同要求，分别应用供暖、通风或空气调节技术来消除各种干扰，进而在建筑物内建立并维持一种具有特定使用功能且能够调控的人造环境。

供暖：

当建筑物的温度高于室外的温度时，为保证补偿建筑物的热损失、维持室内温度参数在要求的范围内，将热源生产的较高温度的热媒经输热管道送至用户；

通风：

将室外新鲜空气导入室内，或将室内污浊空气排向室外，从而借助通风换气保持室内环境空气的清洁、卫生，并在一定程度上改善其温湿度和气流速度等环境参数；

空气调节：

在分析待定建筑空间环境质量影响因素的基础上，采用各种设备对空气调节介质按需进行加热、加湿、冷却、除湿、过滤及消声等处理，使之适宜的参数和品质，再借助介质传输系统和末端装置向受控环境空间进行能量、质量的传递和交换，从而实现对该空间空气温湿度及其他环境参数加以调控，以满足人们生活、工作、生产与科学试验活动对环境品质的特定需求。

今天，作为一门应用性学科，供暖通风肩负着：

遵循“以人为本”的宗旨，采用科学的环境控制技术，为人类创建一种健康、舒适而又富有效率的建筑环境，从而满足现代社会里人们在生活、工作及其他活动中对室内环境品质日益增长的需求的宗旨。

本设计为沈阳市工商局办公楼，是一办公为主兼有其他功能的综合性建筑，楼内结构复杂多样，对室内空气状态参数有不同要求，故需采用不同系统分析比较设计。

风机盘管加新风系统与全空气系统相结合，以便更好的对室内空气进行调节。

1.1.1毕业设计必要性

毕业设计是建筑环境与设备工程专业本科教育的一个重要环节，是学生所学知识的综合实践教学环节。

该问题能保证基本的工程训练要求，实践性强，有助于学生综合能力的培养和提高。

1.1.2毕业设计的原始资料及依据：

1地点：

沈阳市

北纬42°，东经123°43′，海拔41.6m；

大气压力：

夏季1007.7kPa，冬季：

1020.8kPa；

年平均温度：

7.8℃；

室外计算干球温度：

采暖－19℃；

冬季空调　22℃；冬季通风　－12℃；

夏季通风　28℃；夏季空调　31.4℃；

夏季空调日平均　29.2℃；

夏季空调室外计算湿球温度　27.2℃；

室外计算相对湿度：

最冷月平均78％；

冬季室外计算相对湿度：

53%；

夏季平均日较差（℃）：

8.1

室外平均风速（m/s）：

冬季3.1夏季2.9

2建筑结构，平面布置及使用性质：

见土建条件图。

3设计依据：

我国有关暖通空调专业的现行设计标准、设计规范。

4设计资料：

相关的设计指南、设计手册及实习收集的资料和教师协助提供的参考图、相关设计样本等。

1.1.3建筑概况说明：

本工程规划总建筑面积5409平方米，分为地上七层、一层为大厅及设备用房,其他各层为办公空间。

该工程为办公专业用房，还包括浴室、培训教室等配套项目。

1.1.4设计（论文）任务及要求：

1确定室内外设计参数：

包括冬、夏季室内外设计计算参数；室内的温度、湿度、风速、新风量、噪声、含尘量等参数。

2确定空调负荷：

包括维护结构传热及太阳辐射、新风负荷，人体及照明设备形成的负荷。

冷热源主机的配置方案：

包括制冷与供热主机类型选择比较，空调系统供冷热原理图，水泵、冷却塔、换热器的配置。

3空调系统的划分与组成：

包括全空气系统与空气-水系统等方案，空调送、回风管道布置方案。

4空气处理过程（包括冬、夏季空调过程）

送风状态的确定

5送风量计算、新风量、回风量计算

6冷量计算与除湿量计算

加热与除湿量计算

7空气处理设备的选择：

包括空调机组、风机盘管。

8气流组织设计：

送、回风口布置及选择计算。

风道水力计算及送、排风设备选择。

9水系统的水力计算：

确定管径、定压方式及其消声器的选择布置。

消声防振：

水泵、风机、空调机组的消声减振、消声器的选择布置。

空调系统的自动控制：

风机盘管的自控装置空调机组的自控装置水系统的自控装置。

2负荷计算

2.1冷负荷计算

2.1.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

Qc（τ）=AK[（tc（τ）+td）kαkρ-tR]（2-1）

式中Qc（τ）—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，m2；

K—外墙和屋面的传热系数，W/（m2·℃），由《暖通空调》附录2-2和附录2-3查取；

tR—室内计算温度，℃；

tc（τ）—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；

td—地点修正值，由《暖通空调》附录2-6查取；

kα—吸收系数修正值，取kα=1.0；

kρ—外表面换热系数修正值，取kρ=0.9；

2.1.2内围护结构冷负荷

Qc（τ）=AiKi（to.m+Δtα-tR）（2-2）

式中ki—内围护结构传热系数，W/（m2·℃）；

Ai—内围护结构的面积，m2；

to.m—夏季空调室外计算日平均温度，℃；

Δtα—附加温升，可按《暖通空调》表2-10查取。

2.1.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

Qc（τ）=cwKwAw（tc（τ）+td—tR）（2-3）

式中Qc（τ）—外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；

Kw—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；

Aw—窗口面积，m2；

tc（τ）—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；

cw—玻璃窗传热系数的修正值；由《暖通空调》附录2-9查得；

td—地点修正值，由《暖通空调》附录2-11查得；

2.1.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

Qc（τ）=CαAwCsCiDjmaxCLQ（2-4）

式中Cα—有效面积系数，由《暖通空调》附录2-15查得；

Aw—窗口面积，m2；

Cs—窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得；

Ci—窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-14查得；

Djmax—日射得热因数，由《暖通空调》附录2-12查得；

CLQ—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；

2.1.5照明散热形成的冷负荷

白炽灯Qc（τ）=1000NCLQ（2-5-1）

日光灯Qc（τ）=1000n1n2NCLQ（2-5-2）

式中N—照明灯具所需功率，W；

n1—镇流器消耗功率稀疏，明装时，n1=1.2，暗装时，n1=1.0；

n2—灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，n2=0.5—0.6；无通风孔时，n2=0.6—0.8；

CLQ—照明散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-22查得。

2.1.6人体散热形成的冷负荷

1人体显热散热形成的冷负荷

Qc（τ）=qsnφCLQ（2-6-1）

式中qs—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由《暖通空调》表2-13查得；

n—室内全部人数；

φ—群集系数，由《暖通空调》表2-12查得；

CLQ—人体显热散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-23查得；

2人体潜热散热引起的冷负荷

Qc（τ）=qlnφ（2-6-2）

式中ql—不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W，由《暖通空调》表2-13查得；

n，φ—同式2-6-1。

详细计算见附录I

各层冷负荷汇总如下

------1层最大冷负荷出现在13点------冷负荷为41093.52W------

表1一层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

1001

26

13

1446.26

1002

26

13

24463.19

1003

26

13

1350.25

1004

26

14

13917.86

------2层最大冷负荷出现在14点------冷负荷为18805.14W------

表2二层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

2001

26

14

6017.34

2002

26

14

7691.32

2003

26

14

3050.85

2004

26

15

2067.76

------3层最大冷负荷出现在13点------冷负荷为25015.58W------

表3三层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

3001

26

14

1510.05

3002

26

13

1436.29

3003

26

13

10604.99

3004

26

13

1436.29

3005

26

13

2120.12

3006

26

14

6445.06

3007

26

9

1605.04

------4层最大冷负荷出现在13点------冷负荷为20816.59W------

表4四层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

4001

26

14

1510.05

4002

26

13

1436.29

4003

26

13

1436.29

4004

26

13

1436.29

4005

26

13

1436.29

4006

26

13

1436.29

4007

26

13

1436.29

4008

26

13

2120.12

4009

26

14

6445.06

4010

26

14

916.90

4011

26

14

1273.06

------5层最大冷负荷出现在13点------冷负荷为23319.29W-----

表5五层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

5001

26

14

1510.05

5002

26

13

997.63

5003

26

13

1291.70

5004

26

13

1291.70

5005

26

13

1291.70

5006

26

13

997.63

5007

26

13

997.63

5008

26

13

2120.12

5009

26

14

916.90

5010

26

15

12043.60

------6层最大冷负荷出现在13点------冷负荷为23319.29W------

表6六层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

6001

26

14

1510.05

6002

26

13

997.63

6003

26

13

1291.70

6004

26

13

1291.70

6005

26

13

1291.70

6006

26

13

997.63

6007

26

13

997.63

6008

26

13

2120.12

6009

26

14

916.90

6010

26

15

12043.60

------7层最大冷负荷出现在13点------冷负荷为21400.75W------

表7七层冷负荷

房间号

设计室内温度℃

最大负荷出现时刻

最大冷负荷W

7001

26

14

1572.64

7002

26

13

1494.45

7003

26

13

1494.45

7004

26

13

1538.55

7005

26

13

1538.55

7006

26

13

1494.45

7007

26

13

1538.55

7008

26

13

2171.57

7009

26

14

6445.06

7010

26

14

916.90

7011

26

14

1273.06

2.2热负荷计算

围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分；

2.2.1围护结构的基本耗热量：

Qj=Aj·Kj·（tR-to.w）·a

式中Qj——j部分围护结构的基本耗热量，W；

Aj——j部分围护结构的表面积，m2；

Kj——j部分围护结构的传热系数，W/（m2·℃）；

tR——冬季室内计算温度，℃；

to.w——冬季室外空气计算温度，℃；

a——围护结构的温差修正系数，见《暖通空调》第13页，表2-4；

2.2.2围护结构附加耗热量：

（1）朝向修正率

北、东北、西北朝向：

0；

详细计算见附录II

2.3新风负荷计算

2.3.1夏季空调新风冷负荷

Qc.o=Mo（ho—hR）

式中Qc.o——夏季新风冷负荷，KW；

Mo——新风量，kg/s；

ho——室外空气的焓值，kJ/kg；

hR——室内空气的焓值，kJ/kg；

表8新风量确定

客房

餐厅

商场

会议室

办公室

新风量（m3/h·人）

30

30

20

25

30

根据夏季空调室外计算干球温度33.4℃，湿球温度26.9℃，由湿空气焓湿图查得室外空气焓值ho=84.8kJ/kg

当tR=26℃，φ=65℅时，室内空气焓值hR=61kJ/kg；Δ26=84.8-61=23.8kJ/kg

表9新风冷负荷计算表

vo

（m3/h·人）

n

（人）

Vo=von

（m3/h）

Mo=1.2Vo/3600（kg/s）

Δ=ho-hR

（kJ/kg）

Qc.o=Mo（ho—hR）（kw）

3001

30

4

120

0.04

23.8

0.952

3002

30

4

120

0.04

23.8

0.952

3003

25

50

1250

0.42

23.8

10

3004

30

4

120

0.04

23.8

0.952

3005

30

4

120

0.04

23.8

0.952

3006

25

30

750

0.25

23.8

5.96

3007

30

30

900

0.3

23.8

7.14

4001

30

30

900

0.3

23.8

7.14

4002

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4003

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4004

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4005

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4006

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4007

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4008

30

4

120

0.04

23.8

0.952

4009

25

30

750

0.25

23.8

5.95

4010

30

2

60

0.02

23.8

0.476

4011

30

6

180

0.06

23.8

1.43

5001

30

4

120

0.04

23.8

0.952

5002

30

2

60

0.02

23.8

0.476

5003

30

4

120

0.04

23.8

0.952

5004

30

4

120

0.04

23.8

0.952

5005

30

4

120

0.04

23.8

0.952

5006

30

2

60

0.02

23.8

0.476

5007

30

2

60

0.02

23.8

0.476

5008

30

4

120

0.04

23.8

0.952

5009

30

2

60

0.02

23.8

0.476

5010

25

60

1500

0.5

23.8

11.9

6001

30

4

120

0.04

23.8

0.952

6002

30

2

60

0.02

23.8

0.476

6003

30

4

120

0.04

23.8

0.952

6004

30

4

120

0.04

23.8

0.952

6005

30

4

120

0.04

23.8

0.952

6006

30

2

60

0.02

23.8

0.476

6007

30

2

60

0.02

23.8

0.476

6008

30

4

120

0.04

23.8

0.952

6009

30

2

60

0.02

23.8

0.476

6010

25

60

1500

0.5

23.8

11.9

7001

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7002

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7003

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7004

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7005

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7006

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7007

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7008

30

4

120

0.04

23.8

0.952

7009

25

30

750

0.25

23.8

5.95

7010

30

2

60

0.02

23.8

0.476

7011

30

6

180

0.06

23.8

1.43

合计（kw）

98.9

2.3.2冬季空调新风热负荷

Qh.o=Mo·cp·（to—tR）

式中Qh.o——冬季新风热负荷，KW；

Mo——新风量，kg/s；

cp——空气的定压比热，kJ/（kg·℃），取1.005kJ/（kg·℃）；

to——冬季空调室外空气的计算温度，℃，武汉地区为-5℃；

tR——冬季空调室内空气的计算温度，℃；

表10新风热负荷计算表

Mo

（kg/s）

tR

℃

Δ=to-tR

℃

Qh.o=Mo·cp·（to—tR）

KW

3001-3007

1.13

18

29

32.9

4001-4011

0.64

18

29

18.7

5001-5010

0.78

18

29

22.7

6001-6010

0.78

18

29

22.7

7001-7011

0.65

18

29

18.9

合计（kw）

115.9

该综合楼的总冷负荷为（含新风）：

Qc=173.64+98.9=271.64kw

修正后：

Qc=1.2×271.64=325.97kw

该综合楼的总热负荷为（含新风）：

Qh=420.95+115.9=535.9kw

修正后：

Qh=0.8x535.9=428.7

2.4湿负荷计算

湿负荷的来源有人体散湿量，渗入空气散湿量、食物散湿量和水面蒸发散湿量，该建筑空调系统设计仅考虑人体散湿量，根据《实册》P735人体散湿量可由下式计算：

D=0.001φng（6）（2-11）

式中：

D——散湿量，kg/h；

n——房间人数，没有具体指明人数的房间按0.2—0.5人/M²计算；

g——一名成年男子的小时散湿量，见《实册》表11.4-16，g/h。

3空调系统的划分与组成

3.1空调系统的比较选择

集中式空调系统的特点:

3.1.1空调与制冷设备可以集中布置在机房;

1.机房面积较大,层高较高;

2.有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上;

3.空调送风管系统复杂,布置困难;

4.支风管和风口较多时不易均衡调节风量;

5.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,充分利用室外信风,减少与避免冷热抵消,减少冷冻机运行时间;

6.对于热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间,不经济;

7.部分房间停止工作不需空调时,整个空调系统仍须运行,不经济;

8.空调与制冷设备集中安设在机房,便于管理和维修

9.可以严格的控制室内温度和室内相对湿度;

10.可以有效的采取消声和隔振措施

11.空调房间之间有风管连通,使各房间相互污染.当发生火灾时会通过风管迅速蔓延.

3.1.2集中式空调系统适用的条件:

1.房间面积大或多层,多室而热湿负荷变化情况类似;

2.新风量变化大;

3.室内温度,湿度,洁净度,噪声,振动等要求严格;

4.全年多工况节能;

5.采用天然冷源

3.1.3半集中式空调系统适用条件:

1.房间面积大但风管不易布置;

2.多层多室层高较低,热湿负荷不一致或参数要求不同;

3.室内温湿度要求t≥±1℃,φ≥±10%;

4.要求各室空气不要串通;

5.要求调节风量

3.1.4分散式空调系统适用条件:

1.各房间工作班次和参数要求不同且面积较小；

2.空调机房布置分