空调课设电智093.doc

目录引言1.设计方案21.1空调风路方案21.2空调水路方案42.方案选择理由53.设备选型63.1冷冻站部分63.2新风机组部分83.3空调机组部分93.4风机盘管及新风部分94.总结105.参考文献10引言随着越来越多的高层建筑、超高层建筑的拔地而起，新的时代赋予楼宇自动化更新、更高的要求。许多高层建筑物内包含的机电设备和不同功能的子系统越来越多，越来越复杂。同时，建筑物业主希望整个系统具有更高的性能，更高的效率和相对低廉的维护扩展费用。智能建筑是为了适应现代信息社会对建筑物的功能、环境和高效率管理的要求，特别是对建筑物应具备信息通信、办公自动化和建筑设备自动控制和管理等一系列功能的要求，在传统建筑的基础上发展起来的。智能建筑与传统建筑的区别在于其具有“智能”，而智能建筑的只能主要是通过其中的各种建筑智能化系统（BAS、CNS、OAS）来实现的， 其中建筑设备自动化系统对建筑物内各种机电设备的运行、安全状况、能源的使用和管理进行自动监测、控制，对实现智能建筑安全、舒适的建筑环境和节能高效的运行管理起着决定性作用。本课程设计是在建筑设备控制工程课程教学过程中进行的，是课程课堂讲授、课程设计及生产实习三大教学环节之一。通过该课程设计，目的是使学生达到：理论联系实际，巩固所学课程的理论知识；培养工程计算、独立分析和解决问题的能力；树立工程观点，初步学习和掌握高层办公楼建筑供电、照明，给排水，空调三大部分BAS系统设计的基本方法，获得计算、分析和解决问题的能力的训练。1.设计方案1.1 空调的风路部分1.1.1大厅、大堂吧及休闲茶室等人员较为集中的公共空间的空气处理方案因为建筑规模大、换气量大，空气状态参数要求不高，气体参数较为单一，因此大厅、大堂吧及休闲茶室等人员较为集中的公共空间的空调系统一般采用全空气系统。本楼使用全空气变风量VAV系统，系统采用各末端控制器无通信功能的压力有关型控制方法进行控制。由室内恒温控制器直接控制VAV末端装置风门的开启角度，VAV末端的送风量随着系统的总风道静压的变化波动。考虑到公共空间风道上风口较多，且布置均匀，因此在公共空间的气流组织方式为上送上回，故公共空间的送风口选方形散流器。各末端装置无通信的VAV系统的控制如下：（1）送风参数的设定对该VAV系统，由于每个房间的风量都是根据实测温度调节，因此房间内的温度高低并不能说明送风温度偏高或者是偏低。系统采用各个末端装置无通信功能控制，送风参数不能根据反馈来修正，故要根据建筑物的特点、室内发热的变化情况及室外温度的确定送风温度值。虽然温度在夏天偏高，冬天偏低，不过经过末端装置调节风量后，各个房间均能满足调节。（2）新风量的确定本控制系统在送风机转速降低时适当开大新风和排风阀，转速增加时就适当开小，并在新风管道上安装风速传感器，调节新风和排风阀，从而保证在任何情况下都能满足新风要求。（3）送、回风机的控制在本控制系统中，将压力传感器装在风道的最远处，根据它的压力调节送风机的转速。从而保证VAV空调系统都能够在足够的压力下工作。回风机的转速调节，使回风量与变化了的的送风量相匹配，从而保证各房间不会出现正压和负压。在本VAV空调系统的控制中，同时测量总送风量和总回风量，调整回风机同步地改变转速使总回风量总是略低于总送风量，这样可以维持各房间正压。1.1.2休闲保健、客房及办公室等独立小空间的空气处理方案局部性质的空间，具有空间一般较小，各个空间的空气参数要求不唯一，且容易受到空间内各种因素的影响的特点，因此单一的全空气系统已不能满足各个空间气体参数调整的要求，此时要在每个空间内设置独立的空气处理装置。本楼选择在独立的各个房间内设置风机盘管和新风系统，以满足各个独立空间对空气参数的不同要求。在局部的小空间由于风口较少，且大多采用新风和回风在室内混合的形式，为使新风、回风混合较为均匀，因此局部小空间的气流组织方式为侧送上回,因此局部独立小空间的新风送风口选用侧送风口。风机盘管加新风系统的控制如下：带三速开关的恒温控制器装有温度传感器，它测量房间温度并与设定值比较，控制电动阀的开或关，从而实现对房间温度的调节。由用户自己手动选择风机的运行转速（高、中、低三速）。室温给定值也由用户根据自己的意愿手动调整。由于电动阀随温度变化的动作在供冷和供热工况时是相反的，因此在恒温控制器上还设有供热/供冷的转换开关。供冷工况下，室内温度高于给定值时，电动阀开启。反之关闭；供热工况下，室内温度低于设定值时，电动阀开启，反之关闭。恒温控制器直接安装于房间内墙壁上，由于内部装有温度传感器，应避免接近出风口和阳光直射。1.2空调的水路部分由于酒店的单层空间大、用水负荷多，如采用单一的异程式水系统，很难达到水利平衡的目的，其直接结果就会使用于承担室内负荷的空气达不到所要求的参数状态，也就失去了空气调节的目的。因此设计中空调的水路要采用同程式体统。但此方案为达到同程的目的所耗管材量较大。2.方案选择的理由 2.1大厅、大堂吧及休闲茶室等人员较为集中的公共空间采用VAV系统该系统主要有以下主要优点：(1)空气过滤效果好。过滤器的过滤效率高，必要时可采用粗、中效两级过滤，确保空气中悬浮颗粒的浓度保持在卫生标准规定的范围。(2)室内无凝结水和凝结水集水盘。避免了霉菌的产生，可以确保室内空气质量。同时也没有冷凝水渗漏问题，室内环境较好。(3)通过调控，可以确保送风温度合适、气流分布均匀，具有较为理想的温度场和速度场。(4)空调机组设在专门的机房内，噪声可以有效地控制在标准要求的水平。(5)年运行费低。过渡季节里可利用室外空气的自然冷却能力进行降温处理，减少制冷机的开启时间，不仅减少了运行费用，而且司以提高室内空气质量。其缺点：空气的比热容较小，需要用较多的空气才能达到消除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道或较高的风速，管材耗费较大。2.2休闲保健、客房及办公室等独立小空间采用风机盘管加新风系统这种空调方式布置灵活，各房间之间空气互不串通，可独立调节室温，冷量可由使用者调节，房间没人的时候可方便地关掉机组(关风机)，不影响其他房间使用，从而比其他系统节省运转费用。在过渡季节，可以关闭制冷系统、风机盘管和新风系统，采用开窗方式进行自然通风降温。独立的新风系统既提高了该系统调节和运转的灵活性，又能使进入风机盘管的供水温度适当提高，从而能使水管的结露现象得到改善。2.3对冷热源系统，初步提出以下3种方案进行比较。方案1：水冷螺杆式机组+热水锅炉。初投资不高，运行费用不高，总费用也不高，为比较常用的空调方式，被广泛使用，但辅助设备比较复杂。方案2：燃油直燃机组。虽然夏季能供冷、冬季可供热，但是初投资费用过高，冷却水系统设备费和水泵电费也较高。方案3：风冷热泵式冷水机组。风冷热泵机组的主机较贵，但其辅助设备比较简单，机房占用空间较小，省去了冷却水系统所必不可少的冷却塔、水泵、锅炉以及相应的管道等许多辅件。同时，风冷热泵及水泵可放置在屋顶，无需建造锅炉房，与方案1和方案3相比，少了几十万元的机房土建费。夏季可供冷，冬季可供热，且其热量直接取于室外空气，可以节省能量，有助于环保。但风冷热泵式机组的COP较低，当室外温度低于标准工况的温度时，风冷热泵能够提供的热量会有所下降，而且COP也会下降，特别是在冬季使用时还要考虑除霜所消耗的电能，使用中需要工作人员特别注意。综上所述，对该建筑而言采用风冷热泵式冷水机组的方案是最经济合理的。3.设备选型3.1冷热源部分3.3.1该设计中空调冷负荷为1891kw，采用热泵机组进行风冷，选用3台风冷螺杆式热泵机组进行系统的冷却。热泵机组型号为RSFG640MC，其详细技术参数为：制冷量（kW）630外形尺寸8100X2200X2500制热量（kW）690重量（kg）4250机组额定总功率（kW）203.2噪音（dB）70电源3N50HZ/TN-S 380V/220V压缩机进口半封闭螺杆压缩机制冷剂R2260kW热交换器空气侧 铜管铝翅片；水侧 干式蒸发器冷热源监控参数：供回水温度、冷冻泵进口温度及热泵机组出口温度、冷冻泵进口压力、供回水压差、热泵机组回水流量、调节冷冻泵出口流量、供回水流量、供回水压差、高位水箱液位、冷冻泵及热泵机组启停、状态、报警3.1.2冷热源DDC监控点位表如下：AI（6个）DI（79个）AO（1个）DO（37个）合计123个冷冻水给水温度冷冻泵开关控制冷冻水旁通管电动阀控制冷冻泵调节冷冻水回水温度冷冻泵流量开关控制膨胀水箱液位调节冷冻水回水流量膨胀水箱液位开关冷冻水供水电动阀调节冷冻水供回水压差供、回水管电动阀开关热泵机组调节冷却水给水温度回水电动阀开关冷却水供水电动阀调节冷却水回水温度回水流量控制冷却泵调节热泵机组开关冷却水供水电动阀调节冷却塔风扇开关冷却水回水电动阀调节冷却水供水电动阀开关冷却塔风扇调节冷却水进水流量冷却水进水电动阀开关冷却泵开关冷却水回水流量3.1.3 DDC I/O口选择根据上表可知冷热源所需的DDC的I/O口应该是123个口，根据DDC预留10%20%的端口数，可以选择140个端口的DDC。选用江森公司的DX-9100-8154型DDC，其AI有8个，DI有8个，AO有2个，DO有6个，供电电源为24VAC/50HZ,通信总线选用LonWorks。3.2新风机组部分每台新风机在送风口设温度传感器1个、压差开关1个（作探测过滤器淤塞报警用）、冷冻水开度调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对新风机的监控，其监控功能功能主要有:风机开关控制、风机运行状态、运行时间累计、滤网状态监察、冷冻水阀门开度控制及显示、送风温度控制及风机跳闸报警监察等。新风机组DDC监控点表如下：AI（4个）DI（7个）AO（1个）DO（2个）合计14个室外温度新风阀开关冷热水电动阀调节新风阀调节室外湿度过滤器压差开关送风机启停控制室内温度低温防冻开关室内湿度送风机压差开关送风机运行状态送风机故障报警DDC I/O口选择根据上表可知新风机所需的DDC的I/O口应该是14个口，根据DDC预留10%20%的端口数，可以选择17个端口的DDC。选用江森公司的DX-9100-8154型DDC，其AI有8个，DI有8个，AO有2个，DO有6个，供电电源为24VAC/50HZ,通信总线选用LonWorks。3.3空调机系统每台空调机在送风口及回风口均设温度传感器1个共2个、压差开关1个（作探测过滤器塞报警用）、冷冻水开度比例调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对空调机的监控，其监控功能功能主要有： 风机开关控制、手动/自动转换显示、送风、回风温度检测、冷冻水阀门开度控制及显示、过滤网监察及运行时间累计等。空调机组DDC监控点表如下：AI（4个）DI（7个）AO（3个）DO（1个）合计15个CO2浓度过滤器压差开关新风电动阀调节送风机启停控制回风温度防冻开关回风电动阀调节送风温度送风机压差开关冷热水电动阀调节送风湿度送风机运行状态送风机故障报警DDC I/O口选择根据上表可知空调机组所需的DDC的I/O口应该是15个口，根据DDC预留10%20%的端口数，可以选择18个端口的DDC。选用江森公司的DX-9100-8154型DDC，其AI有8个，DI有8个，AO有2个，DO有6个，供电电源为24VAC/50HZ,通信总线选用LonWorks。3.4风机盘管 风机盘管的控制采取BA远程控制与现场设定控制相结合的方式。因为大厦的风机盘管数量众多，采用此控制方式可大幅度降低工程投资成本。风机盘管采用温控器加电动两通阀控制,温控器应具有温度设定和显示,风机三速自动调节功能,能自动存储用户的设定参数.电动两通阀与三速风机联锁,风机关闭时电动两通阀关闭。 空调机组DDC监控点表如下：AIDI（2个）AO（1个）DO（1个）合计4个送风机运行状态电动阀开关调节送风机启停控制DDC I/O口选择根据上表可知风机盘管所需的DDC的I/O口应该是4个口，根据DDC预留10%20%的端口数，可以选择6个端口的DDC。选用江森公司的DX-9100-8154型DDC，其AI有8个，DI有8个，AO有2个，DO有6个，供电电源为2