18层建筑中央空调系统水系统风系统设计毕业设计.doc

湖 南 大 学 毕 业 设 计（论 文） 第 110 页18层建筑中央空调系统水系统风系统设计毕业设计目 录目录.11 绪论.51.1 设计目的.51.2 设计要求.51.2.1 设计计算.51.2.3 整理设计文件.51.2.2 绘图.51.2.3 整理设计文件.51.3 设计研究现状和发展趋势.62 工程概况和原始资料.72.1 工程概况.72.2 原始资料.72.2.1 室外气象参数.72.2.2 室内设计参数.72.2.3 围护结构参数.83 各空调房间负荷计算.93.1 夏季逐时冷负荷计算公式.93.2 逐时冷负荷详细计算.163.2.1 办公室-1001 的逐时冷负荷详细计算.163.2.2 会议室3002的逐时冷负荷详细计算.183.2.3 办公室6007 的逐时冷负荷详细计算.193.2.4 档案室18004 的逐时冷负荷详细计算.213.2.5 石家庄公安局指挥中心大楼.223.3 所有房间的负荷列表.224 方案选择.284.1 电制冷冷水机组概论.284.2 电制冷冷水机组选择方法.294.3 本设计选择方案.305 系统布置.295.1 空调布置方式.315.2 水系统的布置.315.3 风系统的布置.315.3.1 风系统的分类.315.3.2 风系统的选择.316 房间的空气处理方案及送风量的确定.366.1 空气处理方案概述.366.2 送风量的确定.366.2.1 客房-1007 的风量计算.377 末端设备的选择.397.1 末端设备的选型原则.397.2 风机盘管、吊顶风柜和新风机组的选型.397.2.1各空调房间的末端设备的选型表.398 气流组织计算.488.1 概述.488.2 常用空调气流组织方式.488.3 房间气流组织方式.498.4 气流组织计算和风口选择.498.4.1办公室4002 侧送风口计算.498.4.2 会议室3002风口计算.509 水力计算.549.1 风系统水力计算.549.1.1 通风管道的设计原则.549.1.2 通风管道的选择.549.2新风管水力计算.559.2.1 AHU-1最不利是三层.559.2.2 AHU-2最不利为十六层.569.2.3 AHU-3最不利为十八层.589.3 地下车库通风系统水力计算.599.4 水系统的水力计算.609.4.1冷冻水系统的选择.609.4.2冷冻水系统的水力计算.639.5 每层水环路水力计算.669.5.1 -1层水力计算.669.5.2 1层水力计算.689.5.3 2层水力计算.709.5.4 3层水力计算.729.5.5 4层水力计算.749.5.6 5层水力计算.769.5.7 6、10、12、14、16层水力计算. 7、11、13、15层水力计算.809.5.9 8、9层水力计算.829.5.10 10层水力计算.849.5.11 17层水力计算.869.5.12 18层水力计算.889.6 水系统立管水力计算.909.7 凝结水管配管.9110 设备及材料的选择.9310.1 膨胀水箱的选择.9310.2 冷却塔选择.9410.3冷冻水泵选择.9510.4冷却水泵的选择.9510.5补水泵的选择.9611 管道保温设计.9711.1 风管的保温设计.9711.2 冷冻水管的保温设计.9811.3 保温材料的选择.9812 系统消声.10012.1 噪声影响及采取的措施.10012.2 消声装置的选择.10112.3 消声设计步骤.10113 系统减振.10214 防排烟系统设计及卫生间排风.10314.1 防排烟系统设计.10314.2 卫生间的排风设计.10615 空调水系统的控制.10716 总结. .108致谢.109参考文献.1101 绪论1.1 设计目的毕业设计是专业学习中最后的一门综合性的重要教学环节，根据专业要求，培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析和解决实际问题的能力，完成初步培养从事科学研究工作和专业工程技术工作基本训练的重要环节。通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的必要配合，熟悉和掌握设计计算方法和提高绘图能力，掌握工程设计方案的对比选择及设计说明书施工图编制。1.2 设计要求1.2.1 设计计算 计算室内冷、热、湿负荷； 确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、冷热源的确定、计算总冷量、总热量、总风量； 根据冷量和风量确定选用空气处理设备和制冷设备；确定室内气流组织形式，进行气流组织计算，风口的选择计算；进行系统风道布置及管道水力计算；系统消声减振设计；系统防排烟及保温设计；设计总结。1.2.2 绘图图纸应包括施工图设计说明首页图；通风空调系统布置平面图、系统图；机房布置平面图、系统图；防排烟系统图。1.2.3 整理设计文件设计说明书及计算书；主要设备及材料明细表；全部设计图纸1.3 设计研究现状和发展趋势暖通空调系统是建筑能源的消耗大户，占建筑总能耗的50%左右。而目前的暖通设计中，业主、设计人员往往在取用室内设计参数时选用过高的标准，建筑结构能耗也很大。随着我国的发展，人们对建筑环境的要求越来越高，建筑能耗必将有大幅度的增长。目前的一些常规的设计系统和负荷估算方法不能适应现阶段发展的需求，建筑节能技术逐渐提上了日程。按照设计规范对负荷进行详细计算，进行建筑围护结构的权衡计算，使之达到合理的能耗标准；采用蓄冷、热泵、热回收、废热利用等节能技术；使用变流量、变风量空调系统，进行系统的优化、智能控制；开发太阳能、风能等新能源是专业的发展方向。2 工程概况和原始资料2.1 工程概况石家庄公安局指挥中心大楼，高18 层，为现浇混凝土框架结构，耐火等级为一级，总建筑面积为22670 ，由塔楼和裙楼组成，其中塔楼为24层，裙楼3 层，地下二层，楼设计标高为66.5m，裙楼设计标高为14.00m。地下一层为车库和机房。 2.2 原始资料2.2.1 室外气象参数由空气调节设计手册得石家庄地区的主要参数如下：位 置： 北纬11441 东经383 大气压力： 夏季为995.6kpa 冬季为1016.9 kpa室外温度： 夏季为35.1 冬季为-8湿球温度： 夏季为26.6相对湿度： 冬季为75%室外风速： 夏季为1.5m/s 冬季为2.3m/s2.2.2 室内设计参数1、温、湿度夏季：Tn=262，=6010， 风速0.3m/s；冬季：Tn=182，35， 风速0.2m/s。2、新风量办公室：30 m/h.p 会议室：30 m/h.p3、噪声要求根据办公建筑设计规范对建筑物室内允许噪声作了规定：办公室 40-50 dB(A) 会议室 35-45 dB(A)2.2.3 围护结构参数围护类型名称传热系数(w/.)(夏/冬)传热衰减传热延迟(h)外墙断热铝合金低辐射中空玻璃2.77/2.850.980.92内墙砖墙(002002)2.02/2.020.417.16内门双层玻璃门2.75/2.750.980.94外窗断热铝合金低辐射中空玻璃2.77/2.850.980.92外门双层玻璃门3.30/3.420.990.7外窗8-10mm双层空气层,隔热玻璃2.22/2.2810.4外墙轻集料混凝土砌块框架填充墙0.78/0.790.268.42屋面非上人加气混凝土砌块聚苯板500.55/0.560.289.913 各空调房间负荷计算3.1 夏季逐时冷负荷计算公式用谐波反应法详细计算的夏季空调冷负荷,其详细计算方法、过程及计算依据如下：根据采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003），对下列各项得热量进行计算。(一)、外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=KFt- (1.1)式中 F计算面积，； 计算时刻，点钟； -温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻， 点钟； t-作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。 注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。 当外墙或屋顶的衰减系数0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Q： Qpj=KFtpj (1.2)式中 tpj负荷温差的日平均值，。(二)、外窗的温差传热冷负荷 通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Q按下式计算： Q=KFt (2.1)式中 t计算时刻下的负荷温差，； K传热系数。(三)、外窗太阳辐射冷负荷 透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Q，应根据不同情况分别按下列各式计算： 1.当外窗无任何遮阳设施时 Q=FCsCaJw (3.1)式中 Jw计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/； 2.当外窗只有内遮阳设施时 Q=FCsCaCnJw (3.2)式中 Jw计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/； 3.当外窗只有外遮阳板时 Q=F1Jn+FJnnCsCa (3.3) 注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3.1)计算。 4.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 Q=F1Jn+FJnnCsCnCa (3.4)式中 Jn计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/； Jnn计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/； F1窗上收太阳直射照射的面积； F外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积） Ccl、CclN冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值； Ca窗的有效面积系数； Cs窗玻璃的遮挡系数； Cn窗内遮阳设施的遮阳系数； 注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3.2)计算。(四)、内围护结构的传热冷负荷 1.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式(2.1)计算。 2.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式(1.1)计算，或按式(1.2)估算。此时负荷温差t及其平均值tpj，应按零朝向的数据采用。 3.当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算： Q=KF(twp+tls-tn) (4.1)式中 Q稳态冷负荷，下同，W； twp夏季空气调节室外计算日平均温度，； tn夏季空气调节室内计算温度，； tls邻室温升，可根据邻室散热强度采用，。(五)、人体冷负荷 人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： Q=nq1CclrCr (5.1)式中 Cr群体系数； n计算时刻空调房间内的总人数； q1一名成年男子小时显热散热量，W； Cclr人体显热散热冷负荷系数。(六)、灯光冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Q，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算： 1.白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯 Q=1000n1NX-T (6.1) 2.镇流器装在空调房间内的荧光灯 Q=1200n1NX-T (6.2) 3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 Q=1000n0NX-T (6.3)式中 N照明设备的安装功率，kW； n0考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8； n1同时使用系数，一般为0.5-0.8； T 开灯时刻，点钟； -T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h； X-T-T时间照明散热的冷负荷系数。(七)、设备冷负荷 热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： Q=qsX-T (7.1)式中 T热源投入使用的时刻，点钟； -T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，； X-T-T时间设备、器具散热的冷负荷系数； qs热源的实际散热量，W。 电热、电动设备散热量的计算方法如下： 1.电热设备散热量 qs=1000n1n2n3n4N (7.2) 2.电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 qs=1000n1aN (7.3) 3.只有电动机在空调房间内的散热量 qs=1000n1a(1-)N (7.4) 4.只有工艺设备在空调房间内的散热量 qs=1000n1aN (7.5)式中 N设备的总安装功率，kW； 电动机的效率； n1同时使用系数，一般可取0.5-1.0； n2利用系数，一般可取0.7-0.9； n3小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右； n4通风保温系数； a输入功率系数。(八)、渗透空气显热冷负荷 1.渗入空气量的计算 (1) 通过外门开启渗入室内空气量G1(kg/h)，按下式估算： G1=n1V1pw (8.1)式中 n1小时人流量； V1外门开启一次的渗入空气量，m3/h； pw夏季空调室外干球温度下的空气密度，kg/m3。 (2) 通过房间门、窗渗入空气量G2(kg/h)，按下式估算： G2=n2V2pw (8.2)式中 n2每小时换气次数； V2房间容积，m3。 2.渗透空气的显冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=0.28G(tw-tn) (8.3)式中 G单位时间渗入室内的总空气量，kg/h； tw夏季空调室外干球温度，； tn室内计算温度，。(九)、食物的显热散热冷负荷 进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人8.7W考虑。(十)、伴随散湿过程的潜热冷负荷 1.人体散湿和潜热冷负荷 (1) 人体散湿量按下式计算 D=0.001ng (10.1)式中 D散湿量，kg/h； g一名成年男子的小时散湿量，g/h。 (2) 人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=nq2 (10.2)式中 q2一名成年男子小时潜热散热量，W； 群体系数。 2.渗入空气散湿量及潜热冷负荷 (1) 渗透空气带入室内的湿量(kg/h)，按下式计算： D=0.001G(dw-dn) (10.3) (2) 渗入空气形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算： Q=0.28G(iw-in) (10.4)式中 dw室外空气的含湿量，g/kg； dn室内空气的含湿量，g/kg； iw室外空气的焓，kJ/kg； in室内空气的焓，KJ/KG。 3.食物散湿量及潜热冷负荷 (1) 餐厅的食物散湿量(kg/h)，按下式计算： D=0.0115n (10.5)式中 n就餐总人数。 (2) 食物散湿量形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算： Q=8.7n (10.6) 4.水面蒸发散湿量及潜热冷负荷 (1) 敞开水面的蒸发散湿量(kg/h)，按下式计算： D=(a+0.00013v)(Pqb-Pq)AB/B1 (10.7)式中 A蒸发表面积，； a不同水温下的扩散系数； v蒸发表面的空气流速； Pqb相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力； Pq室内空气的水蒸气分压力； B标准大气压，101325Pa； B1当地大气压（Pa）。3.2 逐时冷负荷详细计算利用鸿业计算软件对房间负荷进行详细计算，结果如下：3.2.1 办公室-1001 的逐时冷负荷详细计算面积()： 23.8 设备(W/)： 20 照明(W/)：25 人员(人)： 3 新风量(m3/h.人)：30设备(W)： 476 照明总量(W)： 595 人员总量(人)： 3 新风总量(m3/h)：90夏季参数设计温度()：25.00相对湿度(%)：60.0冬季参数设计温度()：20.00相对湿度(%)：45.0时刻(h)总冷负荷总冷指标冷负荷冷指标总湿负荷总湿指标湿负荷湿指标含新风含新风不含新风不含新风含新风含新风不含新风不含新风8:002710.51113.891863.0178.280.95370.04010.46520.01959:002727.74114.611880.24790.95370.04010.46520.019510:002761.26116.021913.7680.410.95370.04010.46520.019511:002795.42117.451947.9281.850.95370.04010.46520.019512:002826.52118.761979.0283.150.95370.04010.46520.019513:002852.57119.862005.0784.250.95370.04010.46520.019514:002869.31120.562021.8184.950.95370.04010.46520.019515:002877.36120.92029.8685.290.95370.04010.46520.019516:002869.79120.582022.2984.970.95370.04010.46520.019517:002859.17120.132011.6784.520.95370.04010.46520.019518:002877.74120.912030.2485.30.95370.04010.46520.019519:002840.15119.331992.6483.720.95370.04010.46520.019520:002760.66115.991913.1680.390.95370.04010.46520.0195房间面积()：23.8最大冷负荷时刻(h)：18:00总冷负荷(W)(含新风)：2877.74总冷指标(含新风)：120.91冷负荷(W)(不含新风)：2030.24冷指标(不含新风)：85.3总湿负荷(kg/h)(含新风)：0.9537总湿指标(含新风)：0.0401湿负荷(kg/h)(不含新风)：0.4652湿指标(不含新风)：0.0195总热负荷(W)(含新风)：868.25总热指标(含新风)：36.48热负荷(W)(不含新风)：868.25热指标(不含新风)：36.48热负荷(W)(不含户间)：868.25热指标(不含户间)：36.48户间传热负荷(W)：0户间传热指标：0冬季总湿负荷(kg/h)：0冬季总湿负荷指标：03.2.2 会议室3002的逐时冷负荷详细计算面积()： 367.20 设备(W/)： 10.00 照明(W/)： 25.00 人员(人)： 180.00 新风量(m3/h.人)： 30.00 设备(W)： 3672.00 照明总量(W)： 9180.00 人员总量(人)：180.00 新风总量(m3/h)： 5400.00 夏季参数 设计温度()： 25.00 相对湿度(%)：60.0 冬季参数 设计温度()： 18.00 相对湿度(%)：50.0 时刻(h)总冷负荷总冷指标冷负荷冷指标总湿负荷总湿指标湿负荷湿指标含新风含新风不含新风不含新风含新风含新风不含新风不含新风8:0097380.4265.246530.3126.7250.35820.137121.04770.05739:0098836.2269.1647986.2130.6850.35820.137121.04770.057310:0098066.3267.0647216.2128.5850.35820.137121.04770.057311:0095927.2261.2445077.2122.7650.35820.137121.04770.057312:0091641249.5740790.9111.0950.35820.137121.04770.057313:0091363.4248.8140513.3110.3350.35820.137121.04770.057314:0091448.1249.0440598110.5650.35820.137121.04770.057315:0091415.2248.954056