某建筑暖通设计开题报告.doc

XX市XX学校留学生楼空调系统设计毕业设计（论文）开题报告课 题 名 称： 空调系统设计 学 院： 环境科学与工程学院 专 业： 建筑环境与设备工程 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 二八年 十二月 十日空调系统设计一、 工程背景介绍1工程所在城市：天津市2室外气象参数：东经11710，北纬3906；2.1夏季：空调计算干球温度33.40空调计算湿球温度26.90空调计算日均温度29.20；室外平均风速：2.60m/s风向：NE大气压力：1004.80pa2.2冬季:空调计算干球温度-11空调计算相对湿度53%通风计算干球温度-4；平均风速：3.0m/s风向：NE大气压力：1026.6pa63建筑性质：该建筑性质为留学生楼，总建筑面积约为12620.8，主要包括休息大厅、餐厅、会议室、单人间、双人间、棋牌室等。建筑物为七层，一层和二层除房间外还包括大堂、餐厅等公共空间。三层至七层都是标准层，只包含房间和会议室。4建筑参数： （1）屋顶：构造如下：预制细石混凝土板25mm，表面喷白色水泥浆；通风层200mm；卷材防水层；水泥砂浆找平层20mm；保温层：沥青膨胀珍珠岩75mm；隔汽层；现浇钢筋混凝土板；内粉刷。属于型，传热系数K=0.63（2）外墙：构造如下：砖墙；白灰粉刷属于型，传热系数K=2.05（3）外窗：双层窗，3mm厚普通玻璃；金属窗框，100玻璃；无窗帘，窗高3.2m，传热系数为2.8855设计要求：要对留学生楼进行空调系统设计，风机盘管加新风系统，全空气系统设计及各种设备选型；对各楼层进行防火分区设计。绘制空调系统图、风管布置图、水管布置图及系统图，机房图等相关图纸。6张1号图纸。4二、 文献综述在国民经济各部门中,建筑业能源消耗占总能耗的比例很大,一般为40%，我国也占50%以上。建筑能耗包括建材生产、建筑施工、建筑日常运转能耗。建筑日常运转能耗又称民生能耗，也称建筑能耗，在建筑业中约占80%以上，其中绝大多数能源是用于采暖通风与空调。由于我国人民生活水平的提高，对建筑环境的要求也会越来越高，建筑能耗也在大幅度增加，在总能耗中的比例也会增加，建筑能源消费的增长不可能完全靠能源生产的增长来满足，还必须靠节能来解决。建筑节能应理解为建筑日常运转能量的节约，其中主要部分是采暖、通风、空调的节能，也包括减少建筑物的冷、热量损失和可再生能源及新能源的利用。因此我们空调产业面临着严峻的考验，暖通空调大部分是利用已产生后的能源（如电能），有时也利用一次能源（煤、天然气），因此主要在于如何提高终端的能量利用效率和能源在加工成热量和冷量及输送过程中的效率。21、国家政策2007年国务院发部了国务员办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制的通知,部分内容如下: (一)、严格执行空调温度控制标准所有公共建筑内的单位包括国家机关、社会团体、企事业组织和个体工商户除医院等特殊单位以及在生产工艺上对温度有特定要求并经批准的用户之外夏季室内空调温度设置不得低于26摄氏度冬季室内空调温度设置不得高于20摄氏度。一般情况下，空调运行期间禁止开窗。各地可在确保符合上述要求的前提下根据当地气候条件等实际情况，进一步制订具体的控制标准。各级国家机关要带头厉行节约，严格执行空调温度控制标准，发挥表率作用。(二)、切实落实空调节能管理措施严格执行空调能效标识制度，严禁不合格的高耗能空调进入市场。加强对空调的节能诊断，实施合同能源管理，及时分析能耗状况，根据节能需要和用户承受能力,采取加装变频器等方式，积极实施空调节能改造。要改进空调的运行管理，加强保养维护，定期清洗，充分利用室外新风，提高空调能效水平。要进一步完善并严格执行政府采购节能环保产品制度，对空调等高耗能产品，实行政府强制采购节能环保产品制度。有关部门要抓紧出台具体办法。9 2、暖通空调可能节能的措施 暖通空调的用能过程主要有三大部分组成:冷源和热源的能量转换,冷、热源载体的输送,房间的供冷、热过程。所以可能的节能措施主要有：选择合适的采暖、通风与空调系统，如变风量系统，变流量系统；做好管道的保温，减少能量在输送过程中的能量损失；利用热回收和废热和可再生能源；开发利用好一次能源和新能源。33、目前空调系统中冷、热源方案3.1电动冷水机组供冷，锅炉供热这是目前应用量较为广泛的暖通空调冷热源组合方式，也可是说是传统的冷热源组合方式。夏季用电动冷水机组供冷，冬季用锅炉供热。其特点为：（1）电制冷是以电作为能源，在压缩形式上又分为离心式、螺杆式、活塞式。组合形式上有封闭式、半封闭式、模块式等。电动冷水机组能效比较高，水冷往复式冷水机组制冷系统约为312413；水冷螺杆式冷水机组制冷系统为415518；水冷离心使冷水机组制冷系数为412512；风冷往复式冷水机组制冷系数为217219。（2）冷热源一般集中设置，运行和维护管理方便。但占据一定的有效建筑面积。（3）对环境有一定的影响。如：冷却塔的噪音、燃煤锅炉的排烟等。（4）锅炉除燃煤锅炉外，还可以选择燃油锅楼、燃气锅炉、电锅炉等。3.2溴化锂吸收式冷水机组供冷，锅炉供热溴化锂吸收式冷水机组可分为蒸汽型和热水型，单效型和双效型。其制冷原理是水在真空环境下大量蒸发带走空调系统中的热量，溴化锂溶液吸收水蒸汽，将水蒸汽中的热量传递给冷却水释放到大气中去，将变稀后的溶液加温浓缩，分离出的水再次蒸发，浓溶液再去吸收。这是一种完全冷热交换进行制冷、制热的设备。其动力源是非固体材料，如：油、天然气、煤气。所用电力只占输出负荷的0.41，仅用于促进燃烧和机内液体的流动。这种组合的特点有：（1）冬季锅炉供暖，夏季锅炉提供蒸汽或热水作为溴化锂吸收式冷水机组的动力。相对于电动制冷来说，这既节约了电能，又提高了锅炉设备的利用率。但若以一次能耗来比较的话，双效机组比电动压缩式冷水机组多消耗40的煤，单效机组电动压缩式冷水机组多消耗80的煤。（2）以溴化锂水溶液为工质，无味、无毒，有利于保护臭氧层，但对温室效应影响较大。（3）在真空状态下工作运行，无高压爆炸危险，安全可靠。（4）运行部件少。运转噪音相对较小。（5）腐蚀性强，溴化锂水溶液对普通碳钢有较强的腐蚀性，不仅影响到机组的性能与正常运行，而且影响到机组的寿命。（6）气密性要求高。3.3直燃式溴化锂冷热水机组夏季用直燃机供冷冻水，冬季用直燃机供热水，省去了锅炉房，一机两用。甚至一机三用（供冷、供暖和供生活热水）。其主要特点为：（1）与锅炉相比，直燃机燃烧效率高，对大气环境污染较小。（2）设备体积小，机房用地较小。（3）若用燃气型直燃机，还可缓解城市煤气的季节性峰谷差问题。（4）应注意夏、冬季负荷的合理匹配问题。3.4 空气源热泵空气源热泵机组自20世纪40年代推出至今，已广泛应用于办公楼、宾馆、娱乐业、厂房、住宅等空调工程中。空气源热泵冷热水机组作为中央空调冷热源，除了节能外，还具有以下主要特点：（1）热泵机组夏季供冷、冬季供热，不需另设锅炉房，对城市建设有利。（2）COP值较高。（3）主机安装在屋顶，可省去冷冻机房土建投资及冷却系统的投资。（4）独立完整的机组，安装方便，可缩短施工周期。（5）外部美观，用多层喷漆、烤漆制作或作聚酯外部保护层，符合IP54保护标准，810年都不会生绣。（6）自动化程度高，运行可靠，管理方便。但也注意以下问题：（1）当室外空气相对湿度大于70，温度在35范围时，设备结霜最为严重。也就是说，在我国南方地区使用时，仍然存在结霜问题。因此，在选择设备时，一定要注意设备应有良好的除霜措施。目前，国内一些生产厂家所生产的全电脑控制双螺杆空气源热泵冷热水机组具有先进的除霜程序，可根据不同的地区、季节、室外温度、相对湿度以及制冷剂管路的温度等五种信号自动控制除霜工作的开始与结束。（2）使用空气源热泵冷热水机组时，应设置适当容量的辅助热源。也就是说，在设计中正确确定平衡点温度是十分重要的。最近，对空气源热泵冷热水机组供热最佳平衡点进行了研究，根据我国的实际情况提出最佳能量平衡点、最佳经济平衡点、最佳能源利用率的概念和一些城市的最佳平衡点温度，以供设计时参考选用。3.5地源热泵地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的高效节能空调系统。由于它采用可再生的的热能，因此被称为一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温转移。在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖，在夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。地下耦合（土壤源）热泵是以土壤作为供暖和制冷的输入介质，温度全年较为稳定，一般为1025，其COP值高于空气源热泵。地源热泵与空气源热泵相比，最大优点是利用可再生能源，季节平均性能系数高，不向大气排放废热和废冷，有利于环境，且不影响建筑外观。3.6水源热泵水源热泵的工作原理是，利用湖水、河水、地下水等低品位能源，借助热泵系统，通过消耗电能，既可以把水中的低位能量提取出来，供应室内采暖空调或其他需要升温的地方那个，又可以把室内余热“提取”出来，排到具有低位能量的水中，达到降温的作用，水源热泵系统只是利用了水中的低品位能量，它不消耗水量，同时，也不可能对水质造成污染或破坏，其有优点如下：（1）高效节能。地温一年四季基本上恒定，使得热泵在制冷和制热时处于高效运行点，一般制冷能耗比值大于5即1KW电能输入机组后产生的冷量为5KW，制冷能效比值大于4，冬季能源利用率比空气源热泵机组高近一倍，比电能制热高近4倍。冬季在没有集中供热地区选择水冷热泵比风冷热泵优势更明显。水源热泵夏季的能效比值比国产制冷机组有很大提高。（2）环保安全。对于没有集中供热地区省去了锅炉房，无燃烧设备，杜绝大气污染和安全隐患。（3）节省占地空间。省去了冷却塔、锅炉房等占用的面积。总之，水源热泵是利用了地球表面或浅水层水源作为冷热源，进行能量转换的空调系统，其中土壤是一个巨大的太阳能集热器，手集了47的太阳能量，比人类每年利用的能量的500倍还多。不仅如此，水源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40以上，与电制冷相比，相当于减少20以上，如果结合其他节能措施节能效果会更明显。 目前，水源热泵技术虽然只有几十年的历史，但发展迅速，已经有了很大的发展，已经在工程中得到了广泛的应用。国内这方面的技术虽然较国外还有一定的差距，但国内清华大学、天津大学、重庆大学等大学已在水源热泵方面开始了研究，并建筑立了示范工程。湖南湘潭市府的水源热泵系统是由湖南凌天科技开发研制的水源热泵系统，是国内工程成功应用的范例之一。随着区域供冷供热技术在欧美、日本等国家的普遍发展，大型水源热泵装置逐渐在区域供冷供热系统中得到广泛的应用。欧美国家相继建筑起了利用海水、河水、湖水的区域供冷供热系统，尤其以海水热泵最为普遍。海水热容量大，非常适合于水源热泵。目前，海水资源在空调上的应用主要有两种途径，一种是利用海水做水源热泵的水源，产生冷量/热量供使用，这一途径往往用于区域供热、供冷。其工作原理：夏季热泵用作冷冻机，海水作为冷却水使用，冷却系统省去了冷却塔，这样会大提高机组的COP值;冬季，热泵运行提取海水中的热量提供给建筑物使用。供热和供冷可以共用一套管网输配系统。系统主要组成部分包括：海水取、泄放系统、热泵输配管网和热交换器（根据海水是否进入热泵机组确定有无）。这种系统把海水作为冷热源使用，此系统可以部分甚至全部取代传统空调和供热系统中的冷冻机和锅炉。一种途径是利用深层海水直接制备冷冻水供冷。工作原理是:利用深层海水，夏季在热交换器中与冷冻水回水进行热交换，制备温度足够低的冷冻水供建筑物使用。系统主要有海水取、泄放系统、热交换器和冷冻水分配管网构成。这种系统仅把海水作为冷源来使用，可以部分甚至全部取代传统空调系统中的冷冻机。8三、 研究目的和意义随着现代科学技术的发展和我国市场经济的大发展，大量外国留学生来我国深造学习。各地各高校都在兴建高标准的留学生楼。天津滨海新区作为国家大力开发的经济新区，更是做到招商引资，很多外资企业在此发展，所以滨海国际学校必不可少，留学生楼又是尤为重要。留学生楼的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平对国际学生的展示，而其空调方式应能适应留学生楼的功能需求，因此搞好留学生楼空调设计是至关重要的。在此设计中采用中央空调系统，满足室内工作人员的舒适感。工科专业毕业设计既是毕业生大学阶段学习的总结，也是工科教学计划中的一个重要实践性环节；既是培养学生应用基础理论知识和专业知识的综合训练，也是培养学生理论联系实际、将知识转化为能力的实践训练；既是对学生将来所从事工作的模拟演练，也是引导学生了解社会、树立工作责任感和敬业精神的必然过程。因此，在毕业生即将走向工作岗位前，通过毕业设计的锻练，可以有效地培养和提高工科大学生的综合素质。毕业设计对培养学生综合知识能力、工程实践能力、创新能力以及工程师必备的其他素质具有重要的作用。11.培养学生综合知识能力毕业设计的教学过程是学生在老师指导下完成工程师工作能力的训练过程，这一过程的主要作用是培养学生主动学习、研究实际问题的能力，并在面对复杂的、多学科交叉的工程技术领域中综合运用各学科知识的能力。这就要求毕业设计的选题不能局限于教科书的内容，而应结合本学科最新的研究成果和工程建设实际进行选题。在选题过程中，学生不仅要查阅大量的专业书籍，而且还要收集大量相关的资料，因此是一次本专业相关课程的综合思考过程。而毕业设计的过程，则是对本专业所学课程和选题过程中收集到的资料的综合运用过程。建筑环境与设备工程专业学生的毕业设计需要运用各种手册、规范、标准、图集、工具书和相关杂志等，学生在设计中广泛接触和大量使用这些技术资料，并综合应用这些知识，提高了学生综合运用知识的能力。2.培养学生工程实践能力工程实践能力是工程师必备的主要能力，它主要通过亲自参加工程实践而获得，毕业设计是工科大学生获得工程实践能力的主要途径。在毕业设计过程中，如能“真题真做”，那将可以最大限度地锻练学生的工程实践能力。我院建筑环境与设备工程专业在毕业设计环节中，尽量创造条件让学生直接参与实际的工程设计项目和科研课题，这样就可以使学生真正接触生产实践。通过与现场工程技术人员和工人师傅的接触，学生可以学到很多在课堂上学不到的生产知识和解决实际问题的经验，从而提高了学生的工程实践能力。3.培养学生的创新能力在当前竞争越来越激烈的情况下，企业的生存和发展更加依赖于技术创新，“不创新就死亡”已经成为企业的生存准则。工程技术人员是企业技术创新的主体，因此工程技术人员的创新能力在很大程度上决定着企业的技术创新成败，这就要求工科院校的毕业生要有较强的创新意识的较高的创新能力，毕业设计是对学生创新能力的检验和进一步开发。为了达到在毕业设计中培养学生创新能力的目的，应鼓励学生敢于突破传统的思维模式，自由发挥。在方案确定、系统布置、设备选用等方面，可以开阔思路，大胆创新。4.培养学生工程师必备的其他素质图纸被誉为工程师的语言，计算机绘图及清楚的表达是工程师的基本功。通过真毕业设计可以进一步提高学生的绘图能力。撰写毕业设计说明书与答辩是工程师不可缺少的基本能力，也是学生要成为工程师之前将自己的技术观点和研究成果与同行(老师)进行交流的过程，这对于训练学生的书面和口头表达能力具有一定的益处。另外，工程师要具备较强的社会责任感和使命感，较强的敬业精神的团队合作精神，在毕业设计过程中要刻意培养这些工程师的基本素质。在实际的毕业设计过程中，如果学生在毕业设计遇到其他专业的问题，主动请教相关专业的老师或学生，以培养学生的人际关系能力和团队协作精神。1四、 研究内容及研究方法该建筑性质为民用建筑，对空调系统方案进行选择，完成对大堂、餐厅、会议室、单人间、双人间、棋牌室、办公室等多种功能用房的空调设计，并设计计算冷源系统。空调系统选择：本空调系统采用水系统分区，中央空调闭式系统。第一层空调系统考虑到餐厅、休息厅高大空间场所，冷负荷密度大，潜热负荷大，人员密度大，如果风量补足，不单会使室内的温湿度得不到保证，而且会对空气质量产生严重的影响。必须对空气进行集中处理要具有较强的去湿能力，而且风量要大。采用全空气系统。空气经组合式空调机组集中处理后经送风管道直接送到各个大厅。空调机组放在设备附属房。新风经消防控制室外窗引入，进入空调机组与回风混合处理后送入空调房间。第一层至七层的单人间和双人间，采用风机盘管加独立新风系统。即把新风处理到室内空气状态，定风量输送到各房间，并不承担室内负荷，室内冷负荷由风机盘管承担。该空调水系统采用双管制、同程式、闭式、变流量系统。楼梯间采用自然通风方式排烟。7其具体设计计算内容分为以下几个阶段：1、 计算各部分夏季空调冷负荷及冬季热负荷；2、 确定方案，进行设备选择；3、 风系统及水系统的水力计算，确定相关参数；4、 冷源系统的设计。5、 在条件和时间允许的情况下，进行工程投资概算。131冷、热负荷计算夏季建筑维护结构的冷负荷由外墙和屋面瞬变传热形成的冷负荷、内维护结构的冷负荷、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷、透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷及室内热源散热引起的冷负荷组成。冬季热负荷由维护结构的耗热量、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量组成。需分别对其进行计算得到最后的冷、热负荷。2水系统设计及计算对空调的水系统进行水力计算，选择合适的水管以及泵等设备。3风系统设计及计算根据设计手册，对风系统的风管进行尺寸的确定，并进行水力计算，求得管路的最大阻力，选择风机等设备。风系统中风管的布置应合理美观。4空气处理设备的计算和选择根据冷、热负荷及以上的风系统的计算来选择合适的空气处理设备。5空调冷源系统设计方案对各种冷源系统方案进行比较，分析其优缺点，根据节能及经济等要求选用合适的冷源方案。14五、 实现设计目的手段及措施1了解和掌握工程项目建设程序建设程序是指建设项目从设想、选择、评估、决策、设计、施工到竣工验收、投入使用及运行整个建设工程中，各项工作必须遵循的先后次序的法则。此法则是人们从认识客观规律基础上制定的，是建设项目科学决策和顺利进行的重要保证。对于大、中型工程建设项目；大体上分为两大阶段：项目决策阶段；项目实施阶段。项目决策阶段包括项目建议书阶段；可行性研究报告阶段。项目实施阶段包括设计文件阶段；建设准备阶段；建设实施阶段；竣工验收阶段，每个阶段都包含着许多环节，这些阶段和环节各有其不同地工作内容，它们依照本身固有的规律，有机地联系在一起，并有着客观的先后顺序。122.了解和掌握建筑环境及设备工程设计程序 建筑工程设计是由以建筑专业为主体，结构、建筑设备工程、电气等专家共同参加的综合设计，在建筑设计方案优选阶段，建筑环境及设备工程专业只与建筑等有关专业作配合工作。设计主要分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。3熟悉和收集设计规范、设计依据及技术措施设计规范是设计工作必须遵循的准则，规范规定的原则、技术数据以及设计方法，是设计的重要依据，也是评价设计文件的主要标准，设计规范集中反映了本专业技术、经济方面的重要问题，同时，也贯彻了政府部门有关国家现行经济、能源、安全、环保等方面的政策。 根据拟设计的工程，提出需掌握及收集的设计规范(GB 31987)、标准(GBJ24488)、标准图(O5SK605)等。16六、 工程设计初步方案介绍1设计采用的系统及设备通过查阅文献及工程设计实例，初步提出工程设计拟采用的系统，拟设计的机房位置和大小，分析负荷特点及使用时间，按照适用、安全、节能的原则初选出相应的主要设备，设备初选采用建筑面积指标概算法。2工程设计初步方案可行性、经济性分析在了解建筑的方案设想及作业图的基础上，确定设计原则，提出暖通空调设计及室内给排水设计、室内消防设计等初步方案，复杂的工程应做两个以上方案，从投资和能耗两方面进行方案比较，可行性、经济性分析，确定设计方案。15七、 完成设计的技术路线1 熟悉国家标准和有关规范2 熟悉工程情况和土建资料3 进行建筑物冷、热负荷计算4 选择空调系统并合理分区 5 确定空气处理方案和选择空气处理设备6 进行空调水系统设计7 选择冷水机组和进行中央机房设计8 绘制拟工程设计施工图，完成设计计算说明书11八、 完成设计的技术准备及条件简介已具有的知识和设计技能，需进行的设计准备工作内容，已收集及掌握的设计资料、设计规范、设计标准、设计标准图及相关工程设计实例等。9九、 工作进度安排序 号设计各阶段名称日 期备 注1熟悉设计初步方法，写文献综述、翻译外文资料、毕业设计开题08.12.10-09.2.097周2查阅资料、完成翻译外文资料、完善文献综述09.2.10-09.2.171周3收集设计资料、调研参观实习、阅读参考文献及设计手册09.2.18-09.2.241周4设计初步方案的确定、计算负荷09.2.25-09.3.041周5调研参观实习，修正方案设计09.3.05-09.3.121周6进行重点调研、确定设计方案、选用设备的方案比较、完成主要设备选型09.3.13-09.3.272周7风管、水管系统设计计算09.