武汉某建筑中央空调系统设计-毕业设计

毕业设计设计题目:武汉某建筑中央空调系统设计姓名xx学院xx专业制冷与空调技术年级2009级学号xx指导老师xx2012年5月28日目录一、设计概况屋面冷负荷Q2(τ)〔西外窗冷负荷，W〕Q3(τ)〔北外窗瞬时传热冷负荷，W〕Q4(τ)〔透过北玻璃窗日射得热引起的冷负荷，W〕Q41(τ)〔透过西玻璃窗日射得热引起的冷负荷，W〕Q5l(τ)〔人体散热引起的冷负荷，W〕Q6(τ)(照明散热形成的冷负荷,W)总计Q1(τ)(W〕Q2(τ)(W)Q3(τ)〔W〕Q4(τ)〔W〕Q41(τ)〔W〕Q5l〔W〕Q6〔W〕时间852.4238.52231.82154.5445132.179999.08168191.47774.811:00920.9538.52262.05174.7025135.4436104.2965201.60544.3212:00988.2040.19285.57190.381135.4436177.3041155.46813.8413:001117.9844.36299.01199.3401128.9162292.0302150.96693.3614:001207.1550.20309.09206.0594115.8614375.4674147.5912.8815:001266.2857.29309.09206.059497.911432.8305145.340417.7616:001246.2064.79302.37201.579899.54285401.5415144.215132.1617:001118.3772.29288.93192.6207110.9658276.3857143.089834.0818:00778.7379.38262.05174.702527.7414557.36308141.964535.5219:00726.7484.80231.82154.544526.109652.14825140.839236.4820:00678.7588.14204.94136.626324.4777546.93343139.713937.9221:00640.1389.39181.42120.947922.845946.93343139.713938.8822:00600.2388.97161.26107.509221.2140541.7186139.713939.8423:00该房间最大负荷时刻为16时，最大负荷为1266.28W。2.2空调湿负荷的计算本次设计中湿负荷是根据平均每人每小时散湿量为依据计算的，查资料得在办公情况下，每人每小时散湿量为109g/h，乘以每房间的人数得各房间散湿量，整理见中负荷汇总表(单位：kg/h〕：人员散失量〔2-8〕式中：——散湿量，kg/s；——成年男的小时散湿量，g/h，见《暖通空调》表2-13，查得，g=109g/h。按照湿负荷的计算方法计算该住宅湿负荷，那么各房间湿负荷汇总如下：表2-20各房间湿负荷房间客厅南卧室中卧室餐厅北卧室厨房人数322222湿负荷〔kg/s〕0.00008450.00005640.00005640.00005640.00005640.0000564三空调系统3.1送风方案的选择空调系统设计的根本原那么〔1〕选择空气调节系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、符合变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比拟确定；当各空气调节区热湿负荷变化情况相似，宜采用集中控制，各空气调节区温湿度波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统。需分别控制各空气调节区室内参数时，宜采用变风量或风机盘管空气调节系统，不宜采用末端再热的全空气定风量空气调节系统；〔2〕选择的空调系统应能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证到达室内温度、相对湿度、净化等要求。〔3〕综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理；〔4〕尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；〔5〕尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试；〔6〕各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律根本相同。3.1.2空调系统方案的比拟1.全空气系统全空气系统一般选用组合式空调器进行空气处理，室内负荷全部由处理过的空气来负担，系统处理空气量大，所担负的空调面积也较大。因此适用于建筑空间较高，面积较大，人员较多的房间，以及房间温度和湿度要求较高，噪声要求较严格的空调系统。全空气系统的主要优点为：1)使用寿命长。2)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解能运行调节。3)充分利用室外新风,减少与防止冷、热抵消,减少冷冻机的运行时间。4)可以严格地控制室内温度和室内相对湿度。5)可以有效地采取消声和隔振措施,便于管理和维修。其主要缺点为：1)空气比热、密度小,需空气量多,风道断面积大,输送耗能大。2)空调设备需集中布置在机房,机房面积较大,层高较高。3)除制冷及锅炉设备外空气处理机组和风管造价均较高。4)送回风管系统复杂,布置困难。5)支风管和风口较多时不易均衡调节风量,风道要求保温,影响造价。6)全空气空调系统一个系统不宜供多个房间的空调。因为回风系统可能造成房间之间空气交叉污染，另外调节也比拟困难。7)设备与风管的安装工作量大,周期长。2.风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统是目前应用广泛的一种空调系统，它由风机盘管来承当全部室内负荷，单独设新风机组，向室内补充所需新风，因此，在空调房间较多，面积较小，各房间要求单独调节，且建筑层高较高，房间温湿度要求不严格的房间，宜采用风机盘管家新风系统。风机盘管加新风系统的主要优点有：1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用。2)各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好。3)与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间。4)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装。5)只需新风空调机房，机房面积小。6)使用季节长。7)各房间之间不会互相污染。其缺点为：1)对机组制作要求高，那么维修工作量很大。2)机组剩余压头小室内气流分布受限制。3)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便。4)水系统复杂，易漏水。5)过滤性能差。3.1.3空调系统方案确实定考虑到家住用房安装空调系统，尽可能的使用寿命长，又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解能运行调节充分利用室外新风，减少与防止冷、热抵消,减少冷冻机的运行时间。可以严格地控制室内温度和室内相对湿度，可以有效地采取消声和隔振措施,又便于管理和维修。所以决定采用全空气系统。3.2送风状态点、送风量确实定可按以下步骤确定送风状态和送风量：〔1〕在焓湿图找出室内空气状态点R；〔2〕求出热湿比，过R点作过程线；〔3〕选定送风温差，根据所选定的，求出送风温度，过作等温线t与交于S点，即为夏季送风状态点；〔4〕根据公式，求出送风量。那么各个房间送风状态点和送风量确实定如下：一南客厅室内空气状态点R〔26℃，65%〕，房间最大冷负荷为986.42W，湿负荷为0.0000845kg/s，送风温差=3℃由此可得：确定R点，由焓湿图查得=61.63kJ/kg;=0.98642/0.0000845=11673.61kJ/kg，过R点作过程线;由送风温差可知送风温度=23℃，过作等温线与交于S点，该点即为夏季送风状态点，由焓湿图查得=57,56kJ/kg；=0.98642/(61.63-57,56)=0.242kg/s二南卧室室内空气状态点R〔26℃，65%〕，房间最大冷负荷为718.34W，湿负荷为0.0000564kg/s，送风温差=3℃由此可得：〔1〕确定R点，由焓湿图查得=61.63kJ/kg；〔2〕=0.71834/0.0000564=12736.52kJ/kg;〔3〕由送风温差可知送风温度=23℃，过作等温线与交于S点，该点即为夏季送风状态点，由焓湿图查得=58,25kJ/kg；〔4〕=0.71834//(61.63-58,25)=0.213kg/s三中卧室室内空气状态点R〔26℃，65%〕，房间最大冷负荷为426.03W，湿负荷为0.0000564kg/s，送风温差=3℃〔1〕确定R点，由焓湿图查得=61.63kJ/kg；〔2〕=0.42603/0.0000564=7553,72kJ/kg;〔3〕由送风温差可知送风温度=23℃，过作等温线与交于S点，该点即为夏季送风状态点，由焓湿图查得=57.13kJ/kg；〔4〕=0.42603/(61.63-57,13)=0.095kg/s四北卧室室内空气状态点R〔26℃，65%〕，房间最大冷负荷为600.27W，湿负荷为0.0000564kg/s，送风温差=3℃〔1〕确定R点，由焓湿图查得=61.63kJ/kg；〔2〕=0.60027/0.0000564=10643.09kJ/kg;〔3〕由送风温差可知送风温度=23℃，过作等温线与交于S点，该点即为夏季送风状态点，由焓湿图查得=57.56kJ/kg；〔4〕=0.60027/(61.63-57.56)=0.147kg/s五餐厅室内空气状态点R〔26℃，65%〕，房间最大冷负荷为339.87W，湿负荷为0.0000564kg/s，送风温差=3℃〔1〕确定R点，由焓湿图查得=61.63kJ/kg；〔2〕=0.33987/0.0000564=6026.06kJ/kg;〔3〕由送风温差可知送风温度=23℃，过作等温线与交于S点，该点即为夏季送风状态点，由焓湿图查得=56.64kJ/kg；〔4〕=0.33987(61.63-56.64)=0.068kg/h六厨房室内空气状态点R〔26℃，65%〕，房间最大冷负荷为1266.28W，湿负荷为0.0000564kg/s，送风温差=3℃〔1〕确定R点，由焓湿图查得=61.63kJ/kg；〔2〕=1.26628/0.0000564=22451.77kJ/kg;〔3〕由送风温差可知送风温度=23℃，过作等温线与交于S点，该点即为夏季送风状态点，由焓湿图查得=58.06kJ/kg；〔4〕=1.26628/(61.63-58.06)=0.35kg/s3.3换气次数换气次数是通风和空调工程中常用来衡量送风量的指标。它的定义为每小时的通风量〔〕和房间体积〔〕的比值，用n表示，单位为〔次/小时〕。换言之，换气次数表示房间的空气在1更换了n次，或每小时的通风量等于房间容积的n倍。公式：〔次/h〕〔3-1〕校核步骤：(1)由各房间计算出来的送风量根据换气次数的公式计算各房间的换气次数；(2)把计算出来的换气次数与推荐的换气次数值进行比拟；(3)保证其换气次数>推荐的换气次数(5h-1)。计算各房间的换气次数如下：一南客厅校核：房间容积V=35.04×2.8=98.112换气次数=(0.242/1.2×3600)/98.112=7.4/h>5/h∴设计合理二南卧室校核：房间容积V=25.74×2.8=72.072换气次数=(0.213/1.2×3600)/72.072=8.87/h>5/h∴设计合理三中卧室校核：房间容积V=19.89×2.8=55.692换气次数=(0.095/1.2×3600)/55.692=5.12/h>5/h∴设计合理四北卧室校核：房间容积V=12.7×2.8=35.56换气次数=(0.147/1.2×3600)/35.56=12.40/h>5/h∴设计合理五餐厅校核：房间容积V=8.87×2.8=24.836换气次数=(0.068/1.2×3600)/24.836=8.21/h>5/h∴设计合理六厨房校核：房间容积V=9.24×2.8=25.872换气次数=(0.35/1.2×3600)/25.872=40.58/h>5/h∴设计合理∴该住户所有房间的送风量以换气次数校核，结果合格。3.4新风负荷设条件，每人的新风量为30，新风负荷计算方法如下：由焓湿图查得室内、室外空气焓值，再由公式计算得出新风负荷〔3-2〕式中：——房间人数——室外空气焓值——室内空气焓值此住户室内空气焓值=61.63kJ/kg(=26℃，=65%)，室外空气焓值=91.69kJ/kg〔=34.0℃，=28.3℃〕那么各房间的新风负荷计算如下：南客厅=1.2×(30/3600)×3×(91.36-61.63)=0.8919kW=891.9W南卧室=1.2×(30/3600)×2×(91.36-61.63)=0.5946kW=594.6W中卧室=1.2×(30/3600)×2×(91.36-61.63)=0.5946kW=594.6W北卧室=1.2×(30/3600)×2×(91.36-61.63)=0.5946kW=594.6W餐厅=1.2×(30/3600)×2×(91.36-61.63)=0.5946kW=594.6W厨房=1.2×(30/3600)×2×(91.36-61.63)=0.5946kW=594.6W四空气处理设备的选择4.1全空气系统中的空气处理机组全空气系统中，送人各个区〔或房间〕的空气在机房内集中处理。对空气进行处理的设备称为空气处理机组，或称空调机组。市场上有各种功能和规格的空调机组产品供空调用户选用。不带制冷机的空调机组主要有两大类：组合式空调机组和整体式空调机组。组合式空调机组由各种功能的模块〔称功能段〕组合而成，用户可以根据自己的需要选取不同的功能段进行组合使用灵活方便，是目前应用比拟广泛的一种空调机组：整体式空调机组在工厂中组装成一体，有固定的功能，这种机组结构紧凑，体形较小，适用用需要对空气处理的功能不多，机房面积较小的场合。4.2组合式空调机组选用的组合式空调机组可以包括以下几种功能段：〔1〕空气过滤段空气过滤段的功能是对空气的灰尘进行过滤。有粗效过滤和中效过滤两种，中效过滤段通常用无纺布的袋式过滤器。粗效过滤段有板式过滤器〔多层金属网、合成纤维或玻璃纤维〕和无纺布的袋式过滤器两种。袋式过滤器的过滤段长度比板式的长。为便于定期对过滤器更换、清洗，有的空调机组可以把过滤器从侧部抽出，有的空调机组在过滤段得而上游功能段设检修门。〔2〕表冷器〔冷却盘管〕段表冷器用于空气冷却去湿处理。该段通常装有铜管套铝翅片的盘管。有4排、6排、8排管的冷却盘管可供用户选择。表冷器迎面风速一般不大于2.5m/s,太大的迎面风速会使冷却后的空气夹带水滴，而使空气湿度增加。当迎面风速>2.5m/s,表冷段的出风侧设有挡水板，以防止气流中夹带水滴。〔3〕空气加湿段加湿的方法有多种，组合式空调机组中加湿段有多种形式可供选择。常用的加湿方法，可选用：喷蒸汽加湿。即在空气中直接喷蒸汽。〔4〕空气加热段有热水盘管〔热水/空气加热器〕、蒸汽盘管〔蒸汽/空气加热器〕和电加热器三种类型。热水盘管与冷却盘管结构形式一样，但可供选择的只有1排、2排、4排管的盘管。蒸汽盘管换热组件有铜管套铝翅片或绕片管，有1排或2排管可供选择。〔5〕风机段通常是根据系统要求的总风量和总阻力来选择风机的型号、转速、功率及配用电机。〔6〕其他功能段1.混合段：在单风机系统中，作新风和回风混合之用，设有新风阀和回风阀。2.中间段：设有密封门，维修人员可进入机组内维修。3.粗、中效过滤段：作空气粗〔中〕效过滤用，装有粗〔中〕效过滤器，采用压框压紧，密封性能好，更换方便。4..表冷挡水段：供冷却、枯燥空气用。该表冷段的冷源有两种选择：冷冻水式或制冷剂直接蒸发式，冷冻水式冷源由冷冻站向表冷器提供低温冷冻水；直接蒸发式由压缩冷凝机组〔风冷式或水冷式〕向机组提供低温制冷剂。在表冷器后加装有挡水板，可以别离空气中的水珠5.加热段：供加热空气用，有蒸汽加热、热水加热和电加热三种热源方式供用户选择。加热器排深有2、4排二种。表1-2的热水加热和蒸汽加热的加热量可供参考，电加热采用高效电热元件，可分为一挡或三挡，电加热的总功率可以根据用户需要而定。6.加湿段：供空气加湿用。采用干蒸汽加湿或高压水喷雾加湿或电极式加湿器。7.分流段：供新风和一次回风的混合及排风。8.均流段：内部配备低阻力分风板，以保证机组内空气流速在截面内均匀分布，尽量减少气流的不均匀性对空气过滤器的冲击。9.消声段：采用片式阻性消声器或金属微孔板消声器，可降低机组噪音。送、回风机段：供输送空气用，内设双进风式离心风机，有上出风和水平出风两种。10.热量回收段：采集空调系统的排风中的冷〔热〕量，冷却〔加热〕系统中的新风，可以到达大量节省能源，降低运行费用的目的。该住户位于顶楼，考虑诸多因素，为该住户选取组合式空调机组—吊顶系列。可选用吊顶系列，其结构紧凑、重量轻、制冷能力优越；无需风管可实现远距离直接送风、节省空间、使一次性投资本钱大为降低。五空调系统风管水管布置〔1〕风管道全部用镀锌钢板制作，厚度及加工方法，按《通风与空调工程施工及验收标准》〔GB50243-97〕的规定确定，主管和支管的断面尺寸在图中标明；〔2〕设计图中所注风管的标高，以风管底为准；〔3〕穿越沉降缝或变形缝处的风管两侧，以及与通风机进、出口相连处，应设置长度为200～300mm的人造革软接；软接的接口应牢固、严密。在软接处禁止变径〔4〕风管上的可拆卸接口，不得设置在墙体或楼板内；〔5〕所有水平或垂直的风管，必须设置必要的支、吊或托架，其构造形式由安装单位在保证牢固、可靠的原那么下根据现场情况选定，详见国标Ｔ616；〔6〕风管支、吊或托架应设置于保温层的外部，并在支吊托架与风管间镶以垫木，同时，应防止在法兰、测量孔、调节阀等零部件处设置支吊托架；〔7〕安装调节阀、蝶阀等调节配件时，必须注意将操作手柄配置在便于操作的部位。根据冷冻水流量L可以求管径，如下在空调系统所有水管管径一般按照下述公式时进行计算〔5-1〕式中：L所求管段的水流量〔第一步中已计算出〕V所求管段允许的水流速根据冷冻水流量L可以求管径，如下表5-1名称V/(m/s)Q/KwL/D/m北卧室1.596.51.120.016中卧室1.594.51.830.020南卧室1.597.41.690.019客厅1.59110.30.0082餐厅1.594.20.230.023厨房1.59141.150.016空调系统风管水管布置见水系统和风系统图六管道保温与防腐6.1管道保温保温目的管道保温的目的为：〔1〕提高冷、热量的利用率，防止不必要的冷、热损失，保证空调的设计运行参数。〔2〕当空调风道送冷风时，防止其外表温度可能低于或等于周围空气的露点温度，使外表结露，加速传热；同时可防止结露对风道的腐蚀。保温材料的选用保温材料的热工性能主要取决于其导热系数，导热系数越大，说明性能越差，保温效果也越，因此选择导热系数低的保温材料是首要原那么。同时综合考虑保温材料的吸水率、使用温度范围、使用寿命、抗老化性、机械强度、防火性能、造价及经济性，可以在本设计中对供回水管及风管的保温材料均采用带有网格线铝箔帖面的防潮离心玻璃棉。离心玻璃棉的特点：表6-1项目项目保温性能导热系数低施工性能轻质易施工节能效能最正确物理/化学性能稳定、抗震动、耐老化、抗腐蚀吸声降噪性优经济性能本钱价格低、损耗少、性价比高、使用寿命长防火性A级，不燃，无有毒烟气保温厚度各保温要求表5-1保温位置被保温管径最小保温厚度实际保温厚度吊顶内DN15～251925DN32～802230≥DN1002530室外DN15～323240DN40～803640≥DN1004050空调房间凝结水管915非空调房间1320保温经济厚度关于经济厚度,要考虑以下一些因素：〔1〕保温材料的类型及造价(包括各种施工、管理等费用)；〔2〕冷〔热〕损失对系统的影响；〔3〕空调系统及冷源形式；〔4〕保温层所占的空间对整个建筑投资的影响；〔5〕保温材料的使用寿命。通过对现有大量工程的实际调研，结合实际情况，本设计以下表作为经济厚度的参考，因此供回水管及风管的保温材料可以选用25mm厚的采用带有网格线铝箔帖面的防潮离心玻璃棉。6.2管道防腐防腐目的：防止金属外表的外部腐蚀并保护好涂料层。七空调系统的消声和减振措施7.1消声设计空调过程中主要的噪声来源是通风机、制冷机等，通风机噪声除有风道传入室内外，设备的噪声和震动也可能通过建筑传入室内，因此，当空调房间内要求比拟安静时，空调设备除了应满足室内温湿度要求之外，还应满足噪声的有关要求，到达这一要求的重要手段之一就是通风系统得消声和设备的防振。7.2空调系统的减振〔1〕通风机、水泵和制冷机。应该固