暖通毕业设计论文(办公楼)

毕业设计毕业设计(论文)`题目某综合办公楼暖通空调系统设计某综合办公楼暖通空调系统设计摘要本文对某综合办公楼暖通空调系统进行设计，对于每一环节的设计，都要提出几种预选方案并比较各个方案的优缺点与进行经济技术分析，最终得到最优方案，来达到办公楼暖通空调设计要求。针对设计过程中出现的问题我也提出一些切实可行的解决办法并改善方案。建筑对象为某综合办公楼，一至三层为裙房，房间类型有中庭、餐厅、办公室、配电室、IT中心，四至十二层以办公室为主，考虑到房间类型和使用时间，空调系统采用的是风机盘管加新风的形式，对于个别不需要新风的房间只采用风机盘管提供冷量即可。制冷机房单独布置，采用两台螺杆式制冷机组，由于冷热负荷相差不大，流量接近两倍，故分别设置冷热水泵，机房有板式换热器进行市政热网与二次侧换热，用于冬季采暖供水。设计中有一些必须注意的问题，如风管水管的布置，风机盘管选型，制冷机房的布置是否合理，应结合实际施工情况来确定设计方案。整个暖通空调系统的设计遵守了相关的国家设计规，对配套设备的选择也查阅了大量的设计手册和样本，而且通过经济技术的比较，最终确定了合理的设计方案、设备选型，并完成了有关施工图的绘制。在本文中详尽地说明了设计原理和方法，涉与到的具体数据也都反映在了本文中。关键词：暖通空调系统；系统设计；设计原理；节能设计；可持续发展THEHVACSYSTEMDESIGNOFAGENERALOFFICEBUILDINGINBEIJINGAbstractThispaperonthedesignoftheHVACsystemofageneralofficebuildinginBeijing,foreveryaspectofthedesign,Ihaveproposedseveralpreliminaryschemeandcomparedtheadvantagesanddisadvantagesofeachscheme,madetechnicalandeconomicanalysis,finallygetoptimalsolutiontoachievetheofficebuildingHVACdesignrequirements.Inviewoftheproblemsinthedesignprocess,Ialsoputforwardsomepracticalsolutionstoimprovetheprogram.ConstructionobjectforacomprehensiveofficebuildinginBeijing,onetothreelayersforthepodium,roomtypehastheatrium,restaurant,office,transformerroom,ITcenter,fourtotenintheofficeonthesecondfloorisgivenpriorityto,consideringtheroomtypeandusetime,airconditioningsystemisfancoilplusfreshairintheformof,fortheindividualdoesnotneedtouseonlyfreshairintheroomfancoilunitsprovidecoldenergycan.Refrigerationequipmentroomarrangementseparately,usingthetwoscrewrefrigerationunit,duetothecoldandhotloadweresimilar,trafficnearlytwotimes,hotandcoldwaterpumpweresetuprespectively,equipmentroominsidetheplateheatexchangerformunicipalheatsupplynetworkandthesecondarysideheattransfer,usedforwatersupplyofheatinginwinter.Therearesomemustpayattentiontointhedesignofproblems,suchasductpipelayout,selectionoffancoilunits,refrigerationroomlayoutisreasonable,shouldbecombinedwiththeactualconstructionsituationtodeterminethedesignscheme.TheHVACsystemdesigncomplywiththerelevantnationaldesignspecification,selectionofequipmenthaveaccesstoalotofdesignmanualandsample,andthroughthecomparisonoftechnologyandeconomy,andultimatelydeterminethereasonabledesign,equipmentselection,andthecompletionoftheconstructionplansoftherendering.thispaperillustratesthedesignprincipleandmethodindetail,andtherelatedspecificdataarealsoreflectedinthispaper.Keywords:HVACsystem;Systemdesign;principleofdesign;Energy-efficientdesign;sustainabledevelopment目录TOC\o"1-3"\h\u188摘要 I231Abstract II214041绪论 1188271.1选题背景 198621.2暖通空调技术发展概况 1308321.3相关工作 162931.4本文主要设计容 1177072工程概述 2277232.1工程概况 2134252.2室设计参数 258532.3室外设计参数 293922.4建筑条件 3273622.5能源与动力条件 3236753空调系统方案的确定与比较 4167893.1空调系统方案分析比较 444283.1.1空气处理系统方案 4243253.1.2全空气系统方案 4208453.1.3风机盘管系统方案 4289063.2方案的确定 5209954负荷计算 6176564.1冷负荷的构成与负荷计算方法 6272774.2冷负荷计算 6314565冷热源的确定与经济技术分析 944475.1冷热源形式的比较 9223795.2方案确定与比较 922645.3确定最终方案 10187676空气处理方案分析与计算 11111106.1风机盘管选型 11298476.1.1空气处理过程的计算 1143946.1.2风机盘管选型 1260896.2新风机组选型 13135237气流组织计算 15146437.1空调气流组织校核计算 1538477.1.1散流器送风气流组织设计计算 15175028空调风管水力计算 1784008.1计算方法 17295148.2风管水力计算 18278689空调水系统与水管水力计算 20296489.1空调水系统分类与方案选择 20286459.2水力计算 20176669.2.1水力计算依据 20135759.2.2水力计算 212984610制冷机房设备的选择 231178010.1制冷机组的选择 232575810.2水泵的选择 233035410.2.1水泵选择依据 231744110.2.2补水定压系统设计 25899110.3冷却塔的选择 253105510.4分集水器的选择 263243610.5水处理设备的选择 262927410.6保温层的选择 263093411空调系统的消声与隔振 271492411.1空调风系统的消声 271935511.2空调装置的防震 272285911.3消声设备选型 2725426结论 281060参考文献 297272附录307272致 321绪论1.1选题背景近几年来，在新兴的城市建筑中普遍要求采用设备能耗较低、符合环境保护要求和可智能化操作的中央空调系统。中央空调系统的设计与相关配套设备如制冷机组、空调机组、新风机组、系统末端装置以与风机、循环水泵、冷却塔等的优化选择是息息相关的、相辅相成的。随着社会的不断进步、科技的快速发展，人民生活水平有了大幅提高，暖通空调系统的应用也越来越广泛，暖通空调系统的构造日益复杂，因此人们对暖通空调系统设计和工程实际应用的要求也逐渐越来越高。它不但要求设计人员应掌握本专业的基本理论知识，同时还要求设计人员相应地掌握本专业工程设计方面的方法、程序和有关的规、标准。1.2暖通空调技术发展概况随着国民经济的快速持续发展，作为支柱产业之一的建筑业也得到迅猛发展。而作为建筑业的重要组成部分的暖通空调业，其新产品、新技术、新材料更是层出不穷。暖通空调业发展所遵循的原则，概括起来就是：节能、环保、可持续发展，保证建筑环境的卫生与安全，适应国家的能源结构调整战略，贯彻热、冷计量政策，创造符合不同地域特色的暖通空调发展技术。1.3相关工作暖通空调设计是建筑业发展的重要组成部分，我国经济不断发展，人民对居住工作环境的要求越来越高，因此暖通空调行业的要求也不断提高。暖通空调正向着节能、环保、可持续的方向发展，对于大型公共办公建筑，设计合理的暖通空调系统，将有利于人们对工作环境的舒适度要求。1.4本文主要设计容本设计对象是某综合办公楼暖通空调系统，为达到人们工作环境与各方面要求进行的设计，主要设计容有对办公楼夏季冷负荷和冬季热负荷计算，根据国家规定负荷指标确定是否满足要求，应尽可能的节能。进行方案的比较选择，提出几种可行性方案，按照节能环保可持续的要求选择最优方案进行设计。设备选择，管路计算，校核应保证满足正常工作要求。最后进行制冷机房相关设计，选择合适的机房设备，绘制相关平面图系统图。2工程概述2.1工程概况本次设计对象为某综合办公楼，其建筑面积约为10700m2，该办公楼共十二层，地下一层为车库，一至三层为裙房，且有变形伸缩缝将每层分为两部分，首层为接待大厅和一些办公室，二层含有大餐厅、办公室和IT中心，三层为办公室，四层以上为标准层，以办公室为主。本设计对办公楼进行暖通空调系统设计，来满足冬季和夏季的冷负荷和热负荷要求，并满足人们的舒适度要求。2.2室设计参数表2-1室设计参数汇总表房间类型温度(夏季)，ºC湿度(夏季)，%温度(冬季)，ºC湿度(冬季)，%风速，m/s人均新风量，m3/h噪声，dB含尘量，mg/m3大厅266018500.420500.3办公室266018500.430450.3接待室266018500.430450.3休息室266018500.430350.3会议室266018500.420450.3餐厅266018500.420450.3资料室265018500.430450.3配电室265018500.430600.3IT中心265018500.430500.3包间266018500.330450.3交接班室266018500.330450.3工程师站266018500.330450.32.3室外设计参数地点：市寒冷地区，北纬39°8′，东经116°47′，海拔78.2m；大气压力：夏季1000.2kPa，冬季：1021.7kPa；年平均温度：13.7℃；室外计算干球温度：采暖-7.6℃；冬季空调-9.9℃；冬季通风-3.6℃；夏季通风29.7℃；夏季空调33.5℃；夏季空调日平均29.6℃；夏季空调室外计算湿球温度26.4℃；室外计算相对湿度：冬季空调44％；夏季通风61％；室外风速：冬季平均2.6m/s；夏季平均2.1m/s；最多风向平均速度与频率：冬季WN，平均4.7，频率25％；夏季SE，平均3.6，频率15％；全年N，频率15％；最大冻土深度：92cm2.4建筑条件（1）外墙：混凝土加气混凝土，K=0.71；不透明玻璃幕墙，玻璃棉板，K=1.8；屋面：基体为聚苯板，屋面传热系数为K=0.43。外窗：空气层为14mm的热防护玻璃窗，冬季K=1.32，夏季K=1.3墙：轻集料混凝土框架填充墙，硬质聚氨酯板，K=0.42。（5）本建筑为地上十二层、地下一层的高层建筑，每层高3.9米。2.5能源与动力条件动力：有380V和220V电源，用电容量能够满足要求。能源：该建筑无热源需选择供热方式，满足冬季供热与全年热水供应。气源：该建筑的北侧敷设有天然气管道，天然气低位热值为19000kJ/Nm3，且供应量充足。水源：该建筑北面有市政给排水管线，水源较充足，水质较硬。冷热媒：热媒由市政热网供给，经过板式换热器后提供60℃的热水；冷媒为7℃冷冻水，由集中冷冻机房供给。3空调系统方案的确定与比较3.1空调系统方案分析比较3.1.1空气处理系统方案按承担室热湿负荷所用的介质分类：全水系统：全部用水承担室的热负荷和冷负荷，当为热水时，向室提供热量，承担室热负荷；当为冷水时，向室提供冷量，承担室冷负荷和湿负荷。全空气系统：全部用空气承担室热负荷、冷负荷。空气水系统：以空气和水为介质，共同承担室热负荷、冷负荷。制冷剂系统：以制冷剂为介质，直接用于对室空气进行冷却，去湿或加热。按室空气处理设备的集中程度分类：集中式系统：空气集中于机房进行处理，如冷却、去湿、加热、加湿等，而房间只有空气分配装置。半集中式系统：对室空气处理（加热或冷却、去湿）的设备分设在各个被调节和控制的房间，而又集中部分处理设备，如冷冻水或热水集中制备或新风进行集中处理等。典型应用是风机盘管加新风系统。分散式系统：对室进行热湿处理设备全部分散于各房间。主要有单元式空调机组、房间空调器、多联机等。3.1.2全空气系统方案全空气系统是完全由空气来负担房间的冷热负荷的系统。全空气空调系统通过输送热湿处理过的冷空气向房间提供显热冷量和潜热冷量，其空气的冷却、去湿由空调机房的空气处理机组来完成，在房间不再进行补充冷量；而对输送到房间的空气的加热可在空调机房完成，也可在各房间完成。目前常用全空气系统主要有定风量单风道空调系统、定风量双风道空调系统和变风量空调系统。本设计中采用定风量单风道系统，其优点是送风量大，换气充分，特别是设置了回风风机，过渡季节可采用全新风，但也存在一定缺点，如风道截面大，占用建筑空间；一般送风机功率全年不变，不利于节能。3.1.3风机盘管系统方案风机盘管机组是目前应用较为广泛的一种空调形式，它具有的优点是布置灵活，容易与装饰工程配合进行暗装；各房间可独立调节室温，当房间无人时可方便地关机而不影响其他房间的使用，有利于节约能量；房间之间空气互不串通；系统占用建筑空间少。风机盘管机组的缺点是布置分散，维护管理不方便；当机组没有新风系统同时工作时，冬季室相对湿度偏低，故不能用于全年室湿度有要求的地方；空气的过滤效果差；必须采用高效低噪声风机；水系统复杂，容易漏水；盘管冷热兼用时，容易产生污垢，不易于清洗。而本次设计中配电室、机柜间对温湿度控制要求不高，所以采用了单独风机盘管不加新风的系统形式，节省了初投资。3.2方案的确定结合本建筑的结构特点和各房间的使用功能，划分了本建筑的空调系统：（1）二层的大餐厅与包间采用风机盘管加新风系统。因为空调房间面积大，使用时人员较集中，空调容量大，而且房间温湿度参数、洁净度要求、使用时间等基本一致，易于统一控制管理，且利于节能。（2）其他的房间如办公室，休息室，会议室等采用风机盘管加新风系统，因为这部分房间负荷分布不均匀，使用功能和时间不统一，风机盘管系统具有较高的调节灵活性。4负荷计算4.1冷负荷的构成与负荷计算方法其空调房间的冷负荷包括以下几部分，一是建筑围护结构传入室的热量所形成的冷负荷，这其中包括太阳辐射进入的热量和室外空气温差经围护结构传入的热量，另外还要有人体散热形成的冷负荷，以与灯光照明散热形成的冷负荷和其他设备散热形成的冷负荷。暖通空调工程中，空调冷负荷的计算方法很多，如谐波反应法、反应系数法、传递函系数法和冷负荷系数法等。目前，在我国常采用冷负荷系数法计算空调冷负荷，冷负荷系数法是建立在传递函数基础上，是便于在工程上进行手工计算的一种简化方法。此设计即采用冷负荷系数法来计算空调冷负荷。4.2冷负荷计算以房间1001消防控制室为例，进行夏季冷负荷计算，具体过程如下：分类夏季总冷负荷(含新风/全热)，W夏季总冷负荷(潜热)，W夏季总湿负荷(含新风)，kg/h夏季总冷负荷最大时刻(全热)冬季总热负荷（全热)，W冬季空调室热负荷(全热)，W冬季空调总湿负荷(含新风)，kg/h10011101.61140.720.2151132.55786.71-0.19人体85.9938.050.061700新风[冷]149.73102.670.14000新风[热]0000345.84-0.19设备178.44001700灯光186.85001700外墙[北]80.28000300.250墙37.7500021.950墙73.1800042.540表4-1消防控制室负荷计算表图4-1冷负荷曲线根据各个房间的冷负荷、湿负荷、新风冷负荷、新风湿负荷做成汇总表，再得到整个楼层的负荷结果，最终计算可得整栋办公楼的负荷。夏季冷负荷最大时刻可以通过负荷与时间关系表看出来，在一天之负荷变化情况，更有利于掌握整栋楼最大负荷时刻，则该时间负荷较大，运行风量也较大。且有利于计算整栋楼的最大负荷。表4-2冷负荷汇总表房间号夏季总冷负荷(含新风/全热)，W夏季室负荷(全热)，W夏季总湿荷(含新风)，kg/h夏季室湿负荷，kg/h夏季新风负荷，W夏季新风湿负荷，kg/h建筑物368731.46228949.27207.8974.91139782.2132.981楼层92340.6661862.7336.817.7630477.9329.051001[消防控制室]1301.661077.060.270.06224.60.211002[资料室]7051.376220.361.040.17831.020.861003[办公室]25279.714049.8113.552.8711229.8910.681004[办公室]2254.071355.681.080.23898.390.851005[办公室,2]3217.71870.111.630.341347.591.281007[办公室]3410.172062.591.630.341347.591.281008[办公室]2634.221511.231.360.291122.991.071009[办公室]2027.351128.961.080.23898.390.851010[工程师站]5547.793301.812.710.572245.982.141011[机柜间]3391.33391.300001012[配电室]6341.316341.3100001013[中庭]26692.2617708.3510.842.38983.918.542楼层88410.456292.9152.5522.0232117.4930.542001[包间,2]7590.253996.695.071.653593.573.422003[餐厅]50131.7232163.8933.6216.5317967.8317.082004[IT中心]15405.2810913.335.421.154491.964.272005[交接班室]2189.261515.470.810.17673.790.642006[办公室]2782.161883.771.480.62898.390.852007[办公室]2728.761830.371.080.23898.390.853楼层137598.5979577.4992.7537.5858021.155.173001[办公室]2515.751617.361.480.62898.390.853002[会议室,2]7978.24234.951.443743.33.563004[办公室]1551.161101.960.740.31449.20.433005[调度室]19592.3911731.4712.925.457860.927.473006[办公室]17748.6810561.5511.814.987187.136.833007[办公室]15691.448953.511.074.676737.936.413008[办公室]13876.498261.549.233.895614.955.343009[办公室]7490.874795.694.431.872695.172.563010[交接班室]1000.73776.140.270.06224.60.213011[操作间]38711.6620743.8329.5312.4517967.8317.083012[交接班室]2133.651684.450.540.12449.20.433013[交接班室]1998.551549.360.740.31449.20.434楼层（标准层）51644.3632478.6825.777.5519165.6818.224001[办公室]2285.081386.691.480.62898.390.854002[会议室,2]5765.13369.393.20.922395.712.284004[办公室]1423.32974.130.740.31449.20.434005[会议室]17819.2111829.937.992.35989.285.694006[会议室]13477.018236.3972.015240.624.984007[办公室]6513.234716.452.170.461796.781.71经计算，得到整个办公楼夏季的冷负荷为531.8kW，采用空调采暖冬季的热负荷为569.6kW。夏季冷负荷与冬季热负荷相差不大，满足实际情况，并且采用了节能建筑材料，有效地降低了建筑物负荷，达到设计要求，满足节能要求。5冷热源的确定与经济技术分析空调系统的冷热源是空调系统组成的三大部分中的重要部分，它向空调系统提供冷媒和热媒，空调系统可以直接或间接地通过冷媒从室除去热量，也可以直接或间接地通过热媒向室加入热量，以维持被调房间的热湿环境。因此冷热源是空调系统的核心部分。空调系统冷热源设计的合理与否将会直接影响空调系统是否能正常运行与经济运行。5.1冷热源形式的比较常见的冷热源组合方式：电动冷水机组供冷，锅炉供热：制冷设备为活塞式、螺杆式、离心式冷水机组，制热设备为燃气锅炉或燃煤锅炉。特点是电动冷水机组能效比高，冷原、热源一般集中设置，运行与维修管理方便，对环境有一定影响，占据一定的有效建筑面积，夏季用电动冷水机组供冷，冬季用锅炉供暖。溴化锂吸收式冷水机组供冷，锅炉供热：制冷设备为热水型吸收式冷水机组，制热设备为燃气锅炉、电锅炉或燃煤锅炉。特点是冬季锅炉供暖，夏季锅炉供蒸汽或热水，作为溴化锂吸收式冷水机组的动力，供冷时，安全性高、噪声小。（3）空气源热泵冷热水机组：制冷制热设备为空气源热泵冷热水机组，它是一种具有显著节能环保效益的空调冷热源，应合理使用高位能，空气是热泵的优良低位热源之一，设备利用率高，一机两用，省掉冷水机组的冷却水系统和供热锅炉房，可置于屋顶，节省建筑有效面积。5.2方案确定与比较按照建筑物的实际用途、各类制冷机的特性、结合工程所给的水源条件，电源和热源条件，从初投资和后期运行费用进行技术经济比较分析来确定。对于大型集中空调系统，冷源的选择宜选用结构紧凑、占地面积小的冷水机组，可以将压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器、压力表以与自控元件等都组装在同一基础上。选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量大于1160kW时，宜选用离心式；制冷量在580～1160kW之间时，宜选用离心或螺杆式；制冷量小于580kW时，宜选用活塞式或者螺杆式。由于设备的选型涉与到投资问题，在本设计中，我对各种可能的方案进行了认真分析和比较。5.3确定最终方案在设计中总冷负荷531.8kW，冬季热负荷为582.4kW,可选用两台螺杆型冷水机组和一台板式换热器。选用螺杆式制冷机的优点有：（1）本螺杆压缩机运行零部件少，特别是没有活塞式压缩机的阀片组等易损件，因而运行可靠，寿命长。（2）与活塞式制冷机相比，螺杆式冷水机组没有不平衡惯性力，也不存在液击的问题，机组可平稳的高速工作。（3）与离心式冷水机相比，螺杆式冷水机组排气量不受排气压力的影响，既不存在喘振问题，具有强制输其的特点，在宽广的负荷围保持较高的效率。（4）与活塞式和吸收式机组相比，操作维护方便。利用可靠的控制系统操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人职守运转。选择两台螺杆式冷水机组和一台板式换热器，螺杆水冷机组和板式换热器参数如下：表5-1制冷机组性能参数型号冷冻水流量，m3/h管径，mm冷却水流量，m3/h管径，mm电动机功率，kW制冷量，kW台数SFWW300D178200214200194.43132冷冻水进/出水温度7℃/12℃冷却水进/出水温度35℃/30℃表5-2板式换热器性能参数型号单片面积，安装面积，热负荷，kW管径，mm热网供水温度，℃热网回水温度，℃台数BR060.664600100957016空气处理方案分析与计算6.1风机盘管选型对于风机盘管的选择，主要是根据房间的余热量，余湿量、风量和显热量等相关参数来确定的。风机盘管因为其具有的优点而广泛被使用，比如调节方便，可以由房间人员进行自由调节，从而有利于减少能源的浪费。但是它同时也存在缺点，它工作的时候采用的是低温水，夏季管道上容易结露，因此必须加以保温，而且对于舒适性空调，因为风机盘管处理的是室空气，所以单纯地只用风机盘管，仅仅只能够解决房间里的负荷问题，无法满足房间的卫生要求，因此一般在选用风机盘管的时候是需要配合新风系统的。其形式主要有两种：一种是新风不承担房间的冷负荷，另一种是新风承担房间的冷负荷。本次设计中两种都有涉与，一般的办公室采用风机盘管加新风系统，新风由室外引入，经过新风机组处理，再送到各房间风机盘管，与风机盘管处理过的室空气混合后由风机盘管吹出，且承担房间的负荷，各房间不单独设置排风系统，通过门窗缝隙渗透风量。配电室和机柜间由于无人待在室，故采用单独风机盘管即可，可以不需要新风。6.1.1空气处理过程的计算例如1001消防控制室送风量的计算房间冷负荷Q=1077W，余湿量W=0.06kg/h=0.01667g/s，室全年维持空气状态参数为℃，，当地大气压为1021.7kPa，则（1）求热湿比kJ/kg；（2）在i－d图上确定室空气状态点N，在通过N点画出过程线。取送风温差为最大到露点温度，交线于O点，从而得出kJ/kg，kJ/kg，，，℃。焓湿图如下：图6-1空气处理焓湿图（3）计算送风量，按消除余热计算：m3/h根据所选的风机盘管中档所对应的风量，除以房间的总体积，计算得出房间的换气次数是不是满足卫生要求。如果所选择的风机盘管对应的风量加上新风量所达到的换气次数达到要求，则认为选择合理。如所选择的风机盘管对应的风量和送入的新风量达不到换气次数的要求，则应重新选择处理风量较大的风机盘管，直到满足要求。在选择过程中，所选择的风机盘管提供的冷量可能会比房间所需的冷量大很多，但在满足卫生要求的前提下，可用电动两通阀门进行调节。6.1.2风机盘管选型表6-1风机盘管选型房间号面积，夏季室冷负荷(全热)，W室外焓值，kJ/kg室焓值，kJ/kg室外焓差，kJ/kg风机盘管处理状态点焓值，kJ/kg风机盘管处理空气焓差，kJ/kg风机盘管风量，m3/h风机盘管型号台数1层77726.92100119.61077.0682.758.923.850.88.1417FP-51110022486220.3682.753.329.445.97.42636FP-852100342014049.8182.758.923.849.19.84496FP-1025100434.31355.6882.758.923.849.79.2463FP-5111005501870.1182.758.923.849.69.3631FP-8511007632062.5982.758.923.849.79.2703FP-8511008481511.2382.758.923.849.69.3510FP-851100934.31128.9682.758.923.849.79.2385FP-5111010983301.8182.758.923.849.89.11138FP-6821011983391.382.758.923.851.67.31457FP-85210121686341.3182.753.329.451.61.711697FP-1023101340835416.782.758.923.849.79.212072FP-13662层56292.912001563996.6982.758.923.841.617.3724FP-851200335232163.8982.758.923.8508.911333FP-1369200422010913.3382.753.329.4494.37959FP-10242005501515.4782.758.923.845.913365FP-511200642.81883.7782.758.923.849.69.3635FP-851200746.21830.3782.758.923.849.79.2624FP-851标准层32478.684001301386.6982.758.923.849.79.2473FP-5114002803369.3982.758.923.849.79.21148FP-682400440974.1382.758.923.849.79.2332FP-511400519211829.9382.758.923.849.79.24032FP-136440061638236.3982.758.923.849.79.22807FP-10234007734716.4582.758.923.850.68.31782FP-10226.2新风机组选型空调系统除了满足对室环境的温湿度控制外，还要给环境提供足够的室外新鲜空气。新风量通常需要满足以下三个要求：一是不小于按相关卫生标准或文献规定的最小新风量，二是补充室因燃烧所消耗的空气和局部排风量，三是保证房间的正压。根据规，选择相应的房间类型的新风量标准，确定最小新风量。其计算结果如下表：房间号面积，m2人数人均新风量，m3/h新风量，m3/h1楼层40501001[控制室]19.6130301002[资料室]248330901003[办公室]420503015001004[办公室]34.34301201005[办公室,2]506301801007[办公室]636301801008[办公室]485301501009[办公室]34.34301201010[工程师站]9810303001013[中庭]408602012002楼层39602001[包间,2]5616304802003[餐厅]3521202024002004[IT中心]2202030600标准层25604001[办公室]304301204002[会议室,2]8010303204004[办公室]40230604005[会议室]19227308104006[会议室]16324307204007[办公室]73830240表6-2新风量的计算根据各新风机组所负担的空调区域，将房间的新风量之和作为新风机组选型的标准，查找合适的新风机组样本，进行选型，结果如下：表6-3新风机组选型楼层新风量，m3/h新风机组型号台数余压，Pa功率，kW额定风量，m3/h1F2820KG03D1-B12950.730001230KG01.5D1-B12950.3715002F3960KG04D3-B131514000标准层2560KG02.5D1-B12950.525007气流组织计算7.1空调气流组织校核计算空调房间气流组织首先应满足两个基本要求，挤压原则和稀释原则，挤压原则即送入空气使室原有空气被挤压到回风口或排风口出去，稀释原则即送入空气使室热湿环境改变，并且利用气流的诱导作用，加强热质交换，从而形成较为均匀的温度场。空调气流组织计算的目的是选择合适的送风方式以与确定房间送回风口个数、型号与布置样式，使室温度和湿度达到要求，气流速度满足冬季和夏季要求，冬季为不大于0.2m/s，夏季为不大于0.3m/s。其次气流组织计算对送风口的风速有一定要求，风速过高必然会导致噪声过大，因此要控制送风口速度，同时考虑层高问题，选择合适送风速度，回风风速可以稍微大些，但办公楼一般应满足送风速度不大于2m/s，回风口不大于3m/s。本设计室温湿度参数冬季供暖18℃，夏季空调26℃，φ=60%，房间送风高度不大于5米，所设计的空调系统为舒适性空调，根据《实用空调设计手册》中相关要求，本设计各房间气流组织形式选择上送上回送风方式。中庭部位采用的是双层百叶风口，风机盘管系统送风口选择的是方形散流器。7.1.1散流器送风气流组织设计计算散流器平送方式，一般用于室温允许有一定波动围，有技术夹层、层高较低的空调房间，送风射流沿着顶棚径向形成贴附射流，保证了工作区稳定均匀的温度和风速。散流器的布置：根据空调房间的大小和室所要求的参数，选择散流器的个数，一般按对称位置或梅花形布置。散流器中心线和侧墙的距离，一般不小于1m。布置散流器时，散流器之间的距离，应满足使射流有足够射程。以1001消防控制室为例，进行气流组织计算该房间面积为，净高3.5m，送风量为417m3/h，布置一个散流器，与风机盘管回风口均匀放置在房间，承担的送风区域；初选散流器，选择方形平送散流器，按颈部风速的选择规格，选用散流器，颈部面积为0.0306，则颈部风速为散流器实际出口面积为90%，即，则出口风速为求射流末端为0.5的射程，即：室平均风速为所选散流器符合规格。表7-1风口型号与个数房间号风口尺寸个数风管尺寸风速，m/s比摩阻，Pa/m1001[消防控制]13.60.4651002[资料室]83.60.4651003[办公室]183.60.5621004[办公室]14.00.4651005[办公室,2]23.40.4651007[办公室]43.50.5621008[办公室]23.20.5621009[办公室]23.30.5621010[工程师站]63.60.5621011[机柜间]63.50.6851012[配电室]83.70.5621013[中庭]64.70.4652001[包间,2]13.90.5622003[餐厅]175.80.4652004[IT中心]45.80.5622005[交接班室]13.20.5622006[办公室]13.40.6852007[办公室]13.40.5624001[办公室]12.60.4614002[会议室,2]43.10.4634004[办公室]12.90.5624005[会议室]63.50.4624006[会议室]63.30.4654007[办公室]23.10.4698空调风管水力计算8.1计算方法控制流速法的特点是根据技术经济比较推荐的风速和已知风管的风量确定断面尺寸和阻力损失。目前工程中常用的是控制流速法，此次毕业设计风管水力计算采用控制流速法。水力计算的目的是校核所选设备型号压力能否满足工作要求。根据风管的水力计算，校核所选风机盘管与新风机组是否满足余压要求，能否保证送风口的风速，如能满足，则选型符合条件，如不满足，则应该重新进行选型，选择余压较大的型号，直到满足为止。风管水力计算主要步骤：（1）确定空调系统方案，绘制系统轴测图，标注管段长度和风量。（2）确定最不利环路，并对各管段进行编号。最不利环路指的是阻力最大的管路，一般来说是指最远或配件和部件最多的环路。（3）设计原则，初步选定各管段风速。如下表不同管段不同位置均有不同速度要求：表8-1风管风速要求部位不同管段风速要求，m/s新风入口3.5~4.0总管和总干管5.0~6.5无送、回风的支管3.0~4.5有送回风的支管3.0~3.5根据风量和风速，计算管道断面尺寸，并使其符合管道统一规格，再用规格化的风管尺寸与风量计算出管道实际风速。根据风量和管道断面尺寸，查表可得到单位长度摩擦阻力R。则沿程阻力根据公式来计算计算各管段的沿程阻力和局部阻力，之和即为管路的总阻力，并使各并联管路之间的不平衡率不超过15%。当不平衡率大于15%时，要重新调整风管尺寸；若仍不能满足要求，则可以采用阀门进行调节。计算出最不利环路的总阻力，并考虑风量与阻力的安全系数，进而选择合适的风机型号与电机功率。常用的局部阻力系数：三通0.5，散流器1.28，弯头0.39，蝶阀0.3，变径0.2，则局部阻力损失可根据式计算。8.2风管水力计算对新风机组送风管段进行编号，由管段风量，根据流速要求确定比摩阻，进行水力计算。风管水力计算简图如下：图9-1空调风管水力计算简图表9-2空调风管水力计算表楼层管段风管尺寸风量，m3/h长度，m比摩阻，Pa/m局部损失，Pa风速，m/s损失，Pa总损失，Pa1层左侧0~150032029401.30.464.525745.15.1237443.1801~250032029108.50.484.3558.432~332025012006.90.533.069364.26.726363~43202509005.60.511.672143.14.528144~53202506005.60.40.767342.13.007345~62001203002.20.482.13153.53.18756~720012030011.20.532.13153.58.06757~82001203004.60.432.13153.54.10951层右侧0~132025012305.70.8453.217264.38.0337637.5971~232025010503.40.6082.255043.64.322242~33201607502.21.0932.924944.15.329543~42001604505.71.2482.646543.99.760144~51201201207.90.7840.920462.37.114065~61201201202.70.7840.920462.33.037262层0~1500400396070.465.26355.58.483537.0941~250032019407.10.482.924944.16.332942~332025013303.20.532.255043.63.951043~4320250133020.512.255043.63.275044~532025010652.40.42.382063.73.342065~63202508002.40.481.364162.82.516166~73202505303.50.530.563761.82.418767~82001202652.70.431.672143.12.833148~92001202650.70.41.672143.11.952149~102001202650.60.531.672143.11.99014标准层0~150025025601.30.461.463342.92.0613451.4021~250025025008.30.482.512563.86.496562~350025022602.30.532.255043.63.474043~450025020304.10.512.382063.74.473064~550025016303.60.41.463342.92.903345~650025012301.70.482.512563.83.328566~750025011603.50.531.781763.23.636767~8320160116020.432.78443.6448~93201608803.40.42.512563.83.872569~1032016052040.532.255043.64.3750411~121201202001.60.432.646543.93.3345412~131201202003.30.42.646543.93.9665413~141201202001.70.485.01933.95.83539空调水系统与水管水力计算9.1空调水系统分类与方案选择空调水系统按其功能分为冷冻水系统、冷却水系统、热水系统和冷凝水系统。空调水系统设计是否合理将会对空调的效果、能耗、运行费用、初投资等产生影响。空调水系统是空调建筑中必须存在的。除了在全年中多数时间需要同时进行供冷和供热的建筑外，其他大部分空调建筑通常是冷冻水系统和热水系统用同一个管路系统，这样只需将冷水机组与其水泵或者热源与其水泵并联即可。该设计中选用了两管制，是因为两管制系统较为简单，初投资较少，实际运行中对室要求不高。9.2水力计算9.2.1水力计算依据管路设计的主要目的是为了选择合适的管径，并求出循环阻力损失，进而来选择合适的水泵。水管的设计有以下几点需要注意：（1）空调水管一般采用镀锌钢管，均需保温；（2）各水管支路设置调节阀，可保证各支路间的压力损失差值小于15%；（3）水管设计计算采用假定流速法；（4）水泵的流量由夏季最大冷负荷确定，并附加5%~15%的余量；（5）二次泵的扬程为二次环路中最不利环路的总阻力，并附加5%~15%的余量。管路计算方法：根据管的水流速度来确定各管段管径，查阅相关规，管水流速的推荐值见下表：表9-1管水流速推荐值部位速度，m/s部位速度，m/s水泵吸水管1.2~2.1向上立管1~3水泵压出管2.4~3.6一般管道1.5~3.0排水管1.2~2.1冷却水1~2.4主干管1.2~4.59.2.2水力计算图9-2最不利环路简图根据环路图，查《简明空调设计手册》表11.2.3空调水管水力计算表，得到相应数据如下：表9-2最不利环路水力计算表管段流量，L/s长度，m比摩阻，Pa/m管径，mm局部阻力系数动压，Pa局部损失，Pa流速，m/s损失，Pa总损失，Pa0~10.147.6163204.6803680.41606.818418.91~20.282.3170201.5120.05180.0750.49571.072~30.343.6255250.1180180.69363~40.563.7155320.1156.815.680.56589.184~50.783.7142400.1180180.6543.45~60.993.9225400.1281.2528.1250.75905.626~71.25321400.140540.50.91645.57~81.332.6110501.51802700.65568~91.557.2145650.124524.50.71068.59~102.4670.392650.3231.269.360.6896.9610~112.4673.992650.1231.223.120.68381.9212~134.9383.9150800.1451.2545.1250.95630.1213`147.4053.91101000.1451.2545.1250.95474.1214`159.8723.91941000.1781.2578.1251.25834.7215~1612.3393.9971250.1500501428.316`1714.8063.91381250.1720721.2610.217~1817.2733.91851250.1980981.4819.518~1919.743.9961500.1627.262.721.12437.1219-2022.213.91151500.1672.867.281.16515.7820-2126.0543.91751500.11080.4108.041.47790.5521-2229.913.92081500.11445144.51.7955.722-2335.083.32821500.11940.4194.041.971124.623-2436.316.23061500.42101.2840.52.051897.210制冷机房设备的选择10.1制冷机组的选择确定机组型号：总冷负荷为524.1kW，二台SFWW300D型螺杆冷水机组，供回水温度7～12℃时单台制冷量为313kW，总制冷量为626kW。略大于冷负荷，符合要求。总热负荷为569.6kW，一台BR06型板式换热器，组装面积选择，供回水温差50℃时制热量为650kW，略大于热负荷，符合要求。表10-1制冷机组性能参数型号冷冻水流量，m3/h管径，mm冷却水流量，m3/h管径，mm电动机功率，kW制冷量，kW台数SFWW300D178200214200194.4313210.2水泵的选择10.2.1水泵选择依据水泵是中央空调水系统的动力设备，常用的水泵有单级单吸清水离心水泵和管道泵两种。当流量较大时，也采用单级双吸离心水泵；当高扬程小流量时，常采用双级离心水泵。（1）冷冻水泵的选择冷水泵的台数与流量，必须与制冷机组的台数和流量相对应，“一机一泵”的运行方式，并且设置一台备用泵。水泵流量（10-1）水泵扬程（10-2）（2）冷却水泵的选择冷却水泵的流量，应按照冷水机组要求的冷却水量，再考虑5%~15%的余量计算（10-3）冷却水泵的扬程，按各部分阻力和计算并考虑5%~15%的余量（10-4）式中——水泵的扬程，；——安全系数，=1.05~1.15；——冷凝器的阻力，；——管路系统的阻力，；——冷却塔喷水压头，；——冷却塔自身高差，。（3）热水泵的选择热水泵流量根据承担的热负荷与供回水温差来确定并考虑一定的余量（10-5）式中——热水泵的流量，；——热水泵承担的热负荷，；——水的比热容，；——供回水温差，；——安全系数，=1.05~1.15。热水泵的扬程（10-6）式中——热水泵的扬程，；——安全系数，=1.05~1.15；——换热器的阻力，；——管路系统的阻力，；——末端设备阻力，。本设计中采用的水泵见下表：表10-1冷冻水泵性能参数型号流量，m3/h扬程，m转速，r/min效率，%电动机功率，kW必须汽蚀余量，m台数SLS100-200B8738295072.21543表10-2冷却水泵性能参数型号流量，m3/h扬程，m转速，r/min效率，%电动机功率，kW必须汽蚀余量，m台数SLS100-160B86.624295072.2114.53表10-3热水泵性能参数型号流量，m3/h扬程，m转速，r/min效率，%电动机功率，kW必须汽蚀余量，m台数KQWR-G50/200-3/43412.514507131310.2.2补水定压系统设计（1）补给水泵定压补给水泵定压的主要设备是水泵，容易实现，效果好，但是要消耗电能。在本次设计中将采用补给水泵定压。空调水系统的补水点一般设在冷冻水泵的吸入端。（2）补给水泵选取用补给水泵定压时，补给水泵的台数应选两台以上兼顾备用，可不考虑单独设备用泵。选泵时要分别考虑正常和事故工况补水要求。选取两台时，正常工况下一台工作，一台备用，事故工况下两台同时运行。室采暖通风空调的水系统一般采用低温水，补给水泵扬程需要保证将水送到系统的最高点并且留有2~5m水柱的富余压头。补给水泵的流量应补充系统的漏水量。正常条件下补水装置的补水量取系统循环水量的1％，事故补水量为正常补水量的4倍。补给水泵扬程（10-7）式中——补给水泵的扬程，；——补水点压力值，；——水泵吸入管压力损失，；——水泵出水管压力损失，；——补给水箱最低水位比补水点高出的距离，；——安全系数，一般取1.05~1.15。表10-5补给水泵性能参数型号流量，m3/h扬程，m转速，r/min效率，%电动机功率，kW必须汽蚀余量，m台数SLS40-160A5.528295038.71.52.3210.3冷却塔的选择冷却水量与机组散热量和供回水温差有关（10-8）（10-9）式中——冷却水量，；——冷凝器散热量，W；——压缩机制冷量，W；P——压缩机指示功率，W；——水的比热容，，取4.1868；——冷却水供回水温差，。10.4分集水器的选择在集中供水系统中，设置分集水器的目的是合理分配各个空调分区的供水，参照《简明空调设计手册》有分集水器设计的标准，按照流速为进行设计管径，经计算分集水器管径为680mm，各支管间距为长度为1.7m。10.5水处理设备的选择在补给水系统中，需要对补给的自来水进行处理，并且在循环使用过程中，水会蒸发，有灰尘或者杂物进入，都会引起水质变差，另外像换热器、阀门、水泵等设备的结构特点，以与材料等多种因素的影响，在系统会有产玷污附着，微生物腐蚀等现象。这些会导致传热效率下降、系统管道堵塞、浪费能源、减短设备寿命。根据冷冻水总量选用全自动电子水处理仪WT-300型，进口尺寸为60mm，流量300m3/h，功率为150W。软化水箱根据补水量，按照四十分钟补充完，则水箱体积为7.8。10.6保温层的选择对于整个暖通空调系统，保温极其重要，保温材料的选择和保温层厚度的确定关系到系统的能源利用效率，对于棺材的合理使用也有一定的保护作用。保温厚度根据传热学原理进行计算，或根据工程实际经验来确定，满足制冷机组、冷冻水系统、冷凝水系统的保温要求。保温材料需要考虑实际环境，应根据因地制宜的原则，选取价格低廉，来源广泛、保温性能好、易于施工且耐用的材料。11空调系统的消声与隔振11.1空调风系统的消声噪声来源主要是风机，风机在运行过程中产生低频率噪声，空调系统的噪声来源除风机外，还包括由于风管气流压力发生变化引起的钢板振动产生的噪声，尤其当气流遇到障碍物时产生的噪声更大，在低速系统中由于管风速已经考虑了声学因素，所以不必计算。11.2空调装置的防震空调系统的噪声除了可以通过空气传播到室外，还能通过建筑物的结构和基础传播，例如，转动的风机，压缩机所产生的振动可以直接传给基础，以弹性波的形式从机器基础沿房屋结构传到其它房间,又以噪声的形式出现，因此对空调系统振动机构削弱能有效的降低噪声。削弱由机器传给基础的振动是靠消除它们之间的刚性连接实现的，即在振源的和它的基础之间安设避振构件，使从振源传到的振动得到一定程度的减弱。11.3消声设备选型风机盘管：空调方式为风机盘管，根据所选的风机盘管的技术参数可以知道，风机盘管的噪声基本满足设计要求，不需要设置消声器，只需在风口与风机连接处设置软连接即可，其它全空气空调系统空气处理设备由于机房面积有限不方便在空调机组里布置消声段，因而同样需要设置消声。结论这次设计的课题是某综合办公楼空调系统设计，主要任务是完成整栋大楼冷负荷的计算；系统的经济性分析；各楼层风系统和水系统的设计和计算。通过比较，对于办公室采用了风机盘管加独立新风的半集中式系统，对大房间采用了一次回风的全空气露点送风系统。这次设计的办公大楼系统比较简单，房间功能比较单一，但是设计中也遇到了一些问题，在解决这些问题的过程中学习很多东西。通过对气象与大气条件的分析,进行了各楼层的冷负荷计算,并进行了湿负荷与热负荷的计算，根据所求的负荷值，计算出各个房间的新风量，总风量，冷量，选择出适合的新风处理机组，风机盘管等设备型号。同时设计该办公楼暖通空调系统得到以下成果：（1）设计了一套比较合理的空调方案，比较经济节能。（2）选择水冷螺杆机组和燃气锅炉的冷热源组合方式，技术比较成熟且经济。（3）对系统各部分进行详细计算，可确保系统正常运行。（4）绘制了一套图纸，能够达到毕业设计的要求，与施工图比较接近。参考文献[1]吕梅花.高校建筑节能中暖通空调节能系统现状和技术措施.价值工程.2012(8)[2]新宇.谈对暖通技术发展的展望.科技与企业2012(7)[3]东，沛霖，云坤.建筑环境与暖通空调节能.节能技术.2001(2)[4]莉，尧，朱玉明.暖