天津师范学院体育馆空调系统设计

本科论文目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract II引言 11工程概况 21.1工程名称 21.2建筑物概况 21.3设计参数 21.4体力活动性质 32负荷计算 52.1 冷负荷及湿负荷计算 52.2 热负荷及湿负荷计算 132.3 冷热负荷统计 173系统方案确定 183.1冷热源选择 183.2空调系统的选择 183.3空调系统方案的确定 204空调风系统 214.1气流组织 214.2风口布置原则 214.3本系统设计 215空调水系统 225.1空调水系统的设计 225.2冷凝水系统的设计 256设备的选择 266.1冷水机组的选型 266.2空气处理设备的选型 266.3循环水泵的选型 277管道的消声减震措施及管道的保温、防腐 287.1空调系统的消声 287.2空调系统的减振 287.3管道的保温、防腐 28结论 29参考文献 30致谢 32本科论文摘要本设计为天津师范学院体育馆空调系统设计，通过查询暖通专业的相关设计技术手册，对建筑物进行相关的测算及冷热负荷的计算，基于计算所得的冷负荷数据之上，本次设计不仅对主机以及风机盘管的型号进行相关的选择，还对水泵等配套设备也进行了选择，以及对空调系统的消声减震及建筑的防火排烟也做了补充说明。天津师范大学体育馆位于天津西苑海滨区，总建筑面积为13110㎡。有两个场地，竞赛馆和热身训练馆。竞赛管总面积为10315㎡，长47m，宽29m。热身训练馆为2800㎡，长为58m，宽度为22m。一楼和二楼共有有9个入口。总共安装了3853个看台展位，设有36个房间，包括贵宾接待室，媒体工作室，新闻中心，裁判室和休息室，球员休息室（淋浴室，更衣室），医疗室，药房和其他功能室。体育馆空调设计的的设计特点是人集中和人流量大，必须保证空气流通即为房间提供足够的新鲜空气。对大空间的空调设计来说，温度和湿度都有严格要求，管道布置困难；严格的噪音要求；每个地区不同的温度要求和不同的负荷供应；机房设计面积有限；人员和设备产生的热量上升，形成热空气层，必须将其释放到外部等都是设计的难题。关键词：空调系统设计；负荷计算；设备选型；消声减震；

AbstractThisdesignforthetianjinnormaluniversitygymnasiumairconditioningsystemdesign,querythehvacdesignforprofessionaltechnicalmanuals,calculatesrelatedtobuildingsandthecalculationofthecoldandhotload,basedonthecalculationofthecoolingloaddata,notonlytothehostandfancoilmodelsrelatedtochoose,alsoontheformacompletesetofequipmentsuchaspumpandchoice,andsilencingofshockabsorptionandairconditioningsystemofbuildingfiresmokealsohadanadded.Thegymnasiumoftianjinnormaluniversityislocatedinthexiyuanseasideareaoftianjin,withatotalconstructionareaof13,110㎡.Therearetwovenues,thecompetitionhallandthewarm-uphall.Thetotalareaofthetubeis10,315㎡,47meterslongand29meterswide.Thewarm-uptraininghallis2800㎡,58meterslongand22meterswide.Therearenineentrancesonthefirstandsecondfloors.Atotalof3,853standswereinstalledwith36rooms,includingVIPreceptionrooms,mediastudios,presscenters,refereeroomsandlounges,players'lounges(showerrooms,lockerrooms),medicalrooms,pharmaciesandotherfunctionalrooms.Theairconditioningdesignofthestadiumischaracterizedbytheconcentrationofpeopleandlargeflowofpeople,soitisnecessarytoensuretheaircirculationtoprovideenoughfreshairfortheroom.Forlargespace,temperatureandhumidityhavestrictrequirements,difficulttopipelayout;Strictnoiserequirements;Eachregionhasdifferenttemperaturerequirementsanddifferentloadsupplies;Limiteddesignareaofmachineroom;Theheatgeneratedbypersonnelandequipmentrisestoformahotairlayer,whichmustbereleasedtotheoutside.Keywords:Airconditioningsystemdesign;Loadcalculation;Equipmentselection;Silencingdamping引言伴随中国人民生活水平的快速提高，和对健康的逐渐重视，人民的运动意识不断加强，近年来体育建筑也在不断的增多，设施更为全面，规模更大更综合的体育建筑也越来越多。随着技术的不断发展不断完善，人民环保意识的逐渐加强，低能耗已经成为空调系统设计的硬性要求。对于体育建筑，为了运动员和观众的健康以及舒适度，为体育建筑室内安装适合且节能的空调系统也是必要的。本次设计为天津师范学院体育馆空调系统设计，天津师范学院体育馆位于天津市海滨区，建筑层数共为两层，分为主馆竞赛馆和副馆训练热身馆两部分，其中主馆内有贵宾接待室、媒体工作室等36个独立房间。总建筑面积约为13100㎡，本次空调系统的设计面积约为8000㎡。本次设计的目的就是在满足对空气温湿度、洁净度及新风量的要求的同时兼顾环保，通过最低的能耗达到对空气的处理要求。由于本建筑采取了建筑节能措施，外围护结构产生的冷负荷相对较小，整个建筑冷负荷大约在1500KW左右，考虑到环保需要，本次设计采用地源热泵系统充当冷源。通过查询暖通专业的相关设计技术手册，对建筑物进行相关的测算及冷热负荷的计算，基于计算所得的冷负荷数据之上，本次设计不仅对冷热源以及风机盘管的型号进行相关的选择，还对空调风系统及空调水系统进行了相关的设计，消声减震及保温防腐措施也在最后做了补充说明。体育馆空调设计中有诸多需要注意的地方：人员多、流动量大，室内需要保证空气的流通循环即需要为室内提供足够的新鲜空气；各个房间使用时间有差别，房间内的人员流动量不大，所以每个房间要求能够单独控制；对温湿度的要求严格；部分比赛场地对风速有严格要求；各个运动区运动强度不同，所需要的舒适性温度不同，对负荷量的需求也不同。工程概况工程名称天津师范学院体育馆空调系统设计建筑物概况天津师范大学体育馆位于天津西苑海滨区，总建筑面积为13110㎡。有两个场地，竞赛馆和热身训练馆。竞赛馆总面积为10,315㎡，长47m，宽29m。热身训练馆为2800㎡，长为58m，宽度为22m。一楼和二楼共有有9个入口。总共安装了3853个看台展位，设有36个房间，包括贵宾接待室，媒体工作室，新闻中心，裁判室和休息室，球员休息室（淋浴室，更衣室），医疗室，药房和其他功能室。设计参数地点天津市（东经116°43'至118°04'，北纬38°34'至40°15'），海拔高度2.5m。室外气象参数查《实用供热空调设计手册（第二版）》得到天津市室外计算参数如表1.1所示表1.1天津市室外计算参数参数名称参数数值常年大气压：101677pa采暖室外计算温度：-7.0℃冬季通风室外计算温度：-6.5℃夏季通风室外计算温度：29.9℃夏季通风室外计算相对湿度：62%冬季空气调节室外计算温度：-9.4℃冬季空气调节室外计算相对湿度：73%夏季空气调节室外计算干球温度：33.9℃夏季空气调节室外计算湿球温度：26.9℃夏季空气调节室外计算日平均温度：29.3℃冬季室外平均风速：2.1m/s冬季室外最多风向的平均风速：5.6m/s夏季室外平均风速：1.7m/s续表参数名称参数数值冬季最多风向：NNW冬季最多风向的频率：15%夏季最多风向：S夏季最多风向的频率：11%年最多风向：SSW年最多风向的频率：9%冬季室外大气压力：102960pa夏季室外大气压力：100287pa冬季日照百分率：48%设计计算用采暖期日数：121日设计计算用采暖期初日：11月15日设计计算用采暖期终日：3月15日极端最低温度：-17.8℃极端最高温度：40.5℃室内空气计算参数该建筑属于天津市，系统属于舒适性空调系统，在参考了《采暖通风与空气调节设计规范》中对舒适性空调室内空气计算参数的规定后，确立参数[1]如表1.2所示表1.2天津市室内计算参数房间名称夏季冬季新风量m³/（h·人）温度℃相对湿度%温度℃相对湿度%比赛大厅26~28＜6516~18观众20，运动员60比赛办公用房25~27＜6518~2030会议室25~27＜6518~2020门厅、休息厅25~28＜6516~1810办公25~27＜6518~2030门厅休息厅（辐射采暖）25~27＜651630围护结构各个围护的整体结构方面的参数数值为：外墙（从外到内）：水泥砂浆20mm，砖墙500mm，白灰粉20mm。窗户：双层钢窗，双层6mm普通玻璃屋面：100mm保温层体力活动性质体力活动按照性质划分，主要分为下面几种：静坐；轻度体力；中等体力；重度体力。在本次设计中，体育馆隶属于重度劳动范围当中。负荷计算热、冷以及湿负荷是当前暖通空调工程方面设计需要考虑的重要部分，通过对建筑冷热负荷及其湿负荷的测算，就能够对系统风量进行准确的计算，从而选取合适型号的设备。冷负荷及湿负荷计算为了控制室内空气的热湿程度，并使其热湿数值保持在合适的范围，在固定时间内把室内的热量消除，这就是建筑物的冷负荷[2]。冷负荷计算依据外墙、屋顶传热形成的逐时冷负荷(冷负荷系数法)（2-1）Ko传热系数，W/（㎡·℃）Fo外墙和屋顶的面积，㎡tlo墙体或屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃tdl围护结构的地点修正系数，℃Ca外表面放热系数修正值Cp围护结构外表面日射吸收系数的修正值tn室内设计温度，℃外墙、架空楼板或屋面的传热冷负荷(谐波法)（2-2）K传热系数，W/（㎡·℃）F计算面积，㎡τ计算时刻，hτ-ξ--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，hTτ-ξ-作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，℃Δ负荷温度的地点修正值，见表20.3-1和表20.3-2的表注，℃Tn室内设计温度，℃外窗传热部分（2-3）Kch外窗传热系数，W/（㎡·℃）Fch外窗窗口面积，㎡tlc外窗的逐时冷负荷计算温度，℃td2外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值CK1不同类型窗框的外窗传热系数的修正值CK2有内遮阳设施外窗的传热系数修正值tn室内设计温度，℃太阳辐射热部分（2-4）Cs窗玻璃遮挡系数Cn窗内遮阳设施的遮阳系数Ca窗的有效面积系数F1窗上受太阳直接照射的面积，㎡Jch.zd-透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度，W/㎡Jsh.zd-透过标准窗玻璃的太阳散热辐射照度，W/㎡Ccl.ch-冷负荷系数（C（cl。ch）N为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值，并考虑“有遮阳和无遮阳”的因素Fch外窗面积（包括窗框，即窗的窗洞面积），㎡内围护结构（2-5）K内围护结构的传热系数,W/(㎡·℃)F内围护结构的面积，㎡tls邻室计算平均温度，℃tn室内设计温度，℃tw.pj--设计地点的日平均室外空气计算温度，℃△tls--邻室计算平均温度与夏季空调室外计算平均温度的差值,℃新风、渗透湿负荷（2-6）显热负荷（2-7）全热负荷（2-8）ρw夏季室外空调计算干球温度下密度：一般取：1.13kg/m3L空气量m³/hdw室外空气含湿量，g/kg干空气dn室内空气含湿量，g/kg干空气tw室外空气调节计算干球温度，℃tn室内计算温度，℃Iw室外空气焓值，kJ/kg干空气In室内空气焓值，kJ/kg干空气人体冷、湿负荷冷负荷（2-9）Qr人体散热引起的冷负荷，WQs·CCL显热冷负荷,WCCL人体显热散热冷负荷系数Qq潜热冷负荷，Wq1不同室温和劳动性质时成年男子的显热量，Wn空调房间内的人数，人Cr群集系数q2每个人散发的潜热量，W湿负荷（2-10）Wr人体的散湿量，g/hCr群集系数n空调房间内的人数，人w每个人的散湿量，g/h照明冷负荷（白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯）（2-11）（明装荧光灯：镇流器安装再空调房间内）（2-12）（暗装荧光灯：灯管安在吊顶玻璃罩内）（2-13）N白炽灯的功率，WN1荧光灯的功率，WN2镇流器的功率，一般取荧光灯功率的20%，Wn1灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例n2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0.6-0.8Ccl照明散热形成的冷负荷系数设备冷负荷（电热设备）（2-14）（工艺设备和电动机都在室内）（2-15）（仅工艺设备在室内）（2-16）（仅电动机在室内）（2-17）N电热设备的安装功率，Wn1同时使用系数，即同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般为0.5~1.0n2安装系数，即最大实耗功率与安装功率之比，一般可取0.7~0.9n3负荷系数，即小时平均实际功率与设计最大实耗功率之比，一般取0.4~0.5n4通风保温系数η电动机效率，可由产品样本查得，一般可取08~0.9Ccl电动设备和用具散热的冷负荷系数食物散湿量，W（2-18）潜热冷负荷，W（2-19）显热冷负荷，W（2-20）φ群集系数nτ人数化学反应材料反应散热量（2-21）气体燃烧散湿量（2-22）气体燃烧全热散热量（2-23）气体燃烧潜热散热量（2-24）n4蓄热系数G每小时燃料最大消耗量，m³/hq燃料的热值，kJ/m³n1化学不完全燃烧系数，可取0.95n2负荷系数，即每个燃烧点实际燃烧消耗量与其最大燃烧消耗量之比，根据工艺使用情况确定wy化学反应的散湿量，kg/h水面或潮湿地面散湿量（2-25）潜热冷负荷（2-26）Fτ计算时刻的蒸发表面积，㎡g水面的单位蒸发量kg/（㎡·h）r冷凝热，kJ/kg水流散湿量，kg/h（2-27）潜热冷负荷（2-28）G1流动的水量，kg/hc水的比热，4.1868kJ/（kg·K）t1水的初温，℃t2水的终温，℃r水的汽化潜热，平均取2450kJ/kg冷负荷计算举例以1001新闻发布房间为例，具体计算数据如表2.1所示表2.11001新闻发布会冷负荷计算详情逐时负荷值91011121314房间参数面积(m2)高度(m)房间总人数房间照明总值(W)房间设备总值(kW)房间总新风量(m3/h)148.177.090.001185.362.001260.00北外墙参数长(m)宽(高)(m)外墙面积(m2)外墙净面积(m2)传热系数墙体颜色修正14.357.0100.4576.450.54浅色0.94总冷负荷(W)32.9532.9537.5255.8178.66106.09北外窗_嵌*4参数长(m)宽(高)(m)面积(m2)传热系数窗户类型遮挡系数3.02.06.0002.600单层钢窗1.0总冷负荷(W)386.99512.38589.41649.76661.83648.41总辐射负荷(W)351.42456.22516.41559.91558.87537.96温差传热负荷(W)35.5756.1673.0189.86102.96110.45续表 逐时负荷值西外墙参数长(m)宽(高)(m)外墙面积(m2)外墙净面积(m2)传热系数墙体颜色修正9.007.063.0039.000.54浅色0.94总冷负荷(W)84.4370.4461.1161.1165.7877.44西外窗_嵌*4参数长(m)宽(高)(m)面积(m2)传热系数窗户类型遮挡系数3.02.06.0002.600单层钢窗1.0总冷负荷(W)146.55188.50218.99241.91459.201009.82总辐射负荷(W)110.98132.34145.98152.05356.24899.38温差传热负荷(W)35.5756.1673.0189.86102.96110.45人体参数人数劳动状态群集系数90轻劳动0.93总冷负荷(W)16943.8317236.1117411.4717528.3917586.8417703.76显热冷负荷(W)4559.574851.855027.225144.145202.595319.50潜热冷负荷(W)12384.2512384.2512384.2512384.2512384.2512384.25总湿负荷(kg/h)18.4818.4818.4818.4818.4818.48新风(冷)参数新风量m3/h室外状态计算方式新风机送风状态点热回收方式1260.00稳态26.0℃/60.0%没有热回收总冷负荷(W)12271.3012271.3012271.3012271.3012271.3012271.30显热冷负荷(W)3112.953112.953112.953112.953112.953112.95潜热冷负荷(W)9158.349158.349158.349158.349158.349158.34总湿负荷(kg/h)11.4111.4111.4111.4111.4111.41照明参数总功率(W)灯具类型灯罩通风系数同时使用系数1185.36明装荧光灯0.80.8总冷负荷(W)914.91969.531010.501037.811078.771106.08设备参数设备类型总功率(kW)同时使用系数总冷负荷(W)158.40220.80264.00297.60326.40345.60续表逐时负荷值15161718192021房间参数室内设计温度(℃)室内设计相对湿度(%)26.0060.00北外墙参数墙体类型Ⅳ总冷负荷(W)142.65179.22215.79北外窗_嵌*4参数内遮阳系数最大阴影面积1.00.00总冷负荷(W)574.96462.95515.35477.3889.8673.0158.03总辐射负荷(W)458.89346.89399.28372.550.000.000.00温差传热负荷(W)116.06116.06116.06104.8389.8673.0158.03西外墙参数墙体类型Ⅳ总冷负荷(W)93.76121.74163.71219.68280.30338.60380.57西外窗_嵌*4参数内遮阳系数最大阴影面积1.0未设置总冷负荷(W)1586.241819.091892.221137.8989.8673.0158.03总辐射负荷(W)1470.181703.021776.161033.060.000.000.00温差传热负荷(W)116.06116.06116.06104.8389.8673.0158.03人体总冷负荷(W)17762.2113378.0113144.1813027.2712910.3612851.90显热冷负荷(W)5377.962864.35993.75759.93643.02526.10467.65潜热冷负荷(W)12384.2512384.2512384.2512384.2512384.2512384.2512384.25总湿负荷(kg/h)18.4818.4818.4818.4818.4818.4818.48续表逐时负荷值新风(冷)参数总冷负荷(W)12271.3012271.3012271.3012271.3012271.3012271.3012271.30显热冷负荷(W)3112.953112.953112.953112.953112.953112.953112.95潜热冷负荷(W)9158.349158.349158.349158.349158.349158.349158.34总湿负荷(kg/h)11.4111.4111.4111.4111.4111.4111.41照明参数总冷负荷(W)1133.391147.051174.36396.01355.04314.07273.11设备参数总冷负荷(W)364.80379.20388.80288.00230.40187.20158.40冷负荷汇总整体建筑设计冷负荷汇总见表2.2表2.2冷负荷汇总房间小计面积m2房间最大冷负荷时刻(含新风/全热)房间最大冷负荷(含新风/全热)W1层小计5478.25151059971.092层小计2598.4115367894.17工程合计8076.66151427865.26房间小计工程负荷最大值时刻(15点)的各项负荷值总冷负荷(含新风/全热)W室内冷负荷(不含新风/全热)W新风冷负荷W1层小计1059971.09700694.71359276.382层小计367894.17251453.17116441.00工程合计1427865.26952147.88475717.38房间小计工程负荷最大值时刻(15点)的各项负荷值总湿负荷kg/h新风湿负荷kg/h总冷指标(含新风)W/m21层小计875.10334.01193.492层小计283.62108.25141.58工程合计1158.71442.27176.79续表房间小计面积m2房间小计工程负荷最大值时刻(15点)的各项负荷值新风冷指标W/m2总湿指标kg/hm2新风量m3/h1层小计65.580.1636890.002层小计44.810.1111956.00工程合计58.900.1448846.00热负荷及湿负荷计算热负荷计算依据通过围护结构的基本耗热量计算公式（2-29）Qj基本耗热量,WK传热系数,W/(㎡·℃)F计算传热面积,㎡tn冬季室内设计温度,℃twn采暖室外计算温度,℃α温差修正系数附加耗热量计算公式（2-30）Q考虑各项附加后，某围护的耗热量,WQj某围护的基本耗热量,Wβch--朝向修正βf--风力修正βlang-两面外墙修正βfg房高附加βjan--间歇附加率冷风渗透计算（2-31）Q通过门窗冷风渗透耗热量，WCp干空气的定压质量比热容=1.0056kJ/(kg·℃)pwn采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3V渗透冷空气量，m³/htn冬季室内设计温度，℃twn采暖室外计算温度，℃通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量计算（2-32）L0在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和内部隔断的情况时,每米门窗缝隙的理论渗透冷空气量，m³/(m·h)a1外门窗缝隙渗风系数，m³/(m·h·Pab)当无实测数据时，可根据建筑外窗空气渗透性能分级标准采用v0基准高度冬季室外最多方向的平均风速，m/sl1外门窗缝隙长度，应分别按各朝向计算，mb门窗缝隙渗风指数，b＝0.56～0.78。当无实测数据时，可取b=0.67m风压与热压共同作用下，考虑建筑体型、内部隔断和空气流通因素后，不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数Cr热压系数Cf风压差系数，当无实测数据时，可取0.7n渗透冷空气量的朝向修正系数Ch高度修正系数ch=0.3·h0.4h计算门窗的中心线标高C作用于门窗上的有效热压差与有效风压差之比hz单纯热压作用下，建筑物中和界标高（m），可取建筑物总高度的二分之一t'n建筑物内形成热压作用的竖井计算温度（楼梯间温度），℃忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的渗风量（2-33）l房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，mL每米门窗缝隙的渗风量，m³/(m·h)，见表5.1-7（详见实用供热空调设计手册）n渗风量的朝向修正系数，见表5.1-8（详见实用供热空调设计手册）换气次数法（2-34）L房间冷风渗透量，m³/hK换气次数，1/h,见表5.1-13（详见实用供热空调设计手册）Vf—房间净体积，m³百分比法计算冷风渗透耗热量（2-35）Q通过外门窗冷风渗透耗热量，WQo围护结构总耗热量，Wn渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率，%外门开启冲入冷风耗热量计算公式（2-36）Q通过外门冷风侵入耗热量，WQj某围护的基本耗热量，W热负荷计算举例以1001新闻发布房间为例，具体计算数据如表2.3所示表2.31001新闻发布会热负荷计算详情围护结构基本耗热量朝向修正率风力附加率两面外墙修正修正后热负荷高度附加率围护结构耗热量间歇附加率房间参数面积(m2)高度(m)室内设计温度(℃)室内设计相对湿度(%)放大系数148.177.020.0060.001.00北外墙参数长(m)宽(高)(m)外墙面积(m2)外墙净面积(m2)传热系数温差修正系数14.357.0100.4576.450.541.0负荷统计1114.640.100.000.01226.110.061226.110.00北外窗_嵌*4参数长(m)宽(高)(m)面积(m2)传热系数缝隙长度(m)渗透系数安装高度(m)温差修正系数3.02.06.0002.60012.00.31.01.0负荷统计421.200.100.000.0463.320.06518.520.00西外墙参数长(m)宽(高)(m)外墙面积(m2)外墙净面积(m2)传热系数温差修正系数9.007.063.0039.000.541.0负荷统计568.62-0.050.000.0540.190.06540.190.00续表围护结构基本耗热量朝向修正率风力附加率两面外墙修正修正后热负荷高度附加率围护结构耗热量间歇附加率西外窗_嵌*4参数长(m)宽(高)(m)面积(m2)传热系数缝隙长度(m)渗透系数安装高度(m)温差修正系数3.02.06.0002.60012.00.31.01.0负荷统计421.20-0.050.000.0400.140.06437.750.00人体参数人数劳动状态群集系数90轻劳动0.93照明参数总功率(W)灯具类型灯罩通风系数同时使用系数1185.36明装荧光灯0.80.8设备参数设备类型总功率(kW)同时使用系数电热设备21.0新风(热)参数新风量m3/h新风机送风状态点热回收方式1350.0020.0℃/60.0%没有热回收负荷统计0.00.00.00.025353.980.00.00.01001[新闻发布]房间小计5052.860.00.00.030574.110.05591.370.0热负荷汇总整体建筑设计热负荷汇总见表2.4表2.4热负荷汇总房间面积m2供暖总热负荷W供暖室内热负荷(不含户间传热)W供暖户间传热负荷W供暖总热指标W/m2供暖室内热指标(不含户间传热)W/m21层小计5478.25835410.08835410.080.00152.50152.502层小计2598.41326361.27326361.270.00125.60125.60工程合计8076.661161771.351161771.350.00143.84143.84冷热负荷统计整体建筑设计冷热负荷汇总见表2.5表2.5冷热负荷汇总总层数总高度(m)总面积(m2)总冷负荷(KW)冷负荷(KW)新风冷负荷(KW)冷指标(W/m2)总热负荷(KW)非空调热负荷(KW)非空调热指标(W/m2)2148076.71427.87952.15475.72176.791161.771161.77143.84

系统方案确定冷热源选择冷热源系统选择的基本原则冷热源系统的应当对机组进行集中布置[3]，参照该建筑物的实际负荷量，依据其实际用途，参考机房大小，综合考虑机组的选型：优先采用集中供热；空调系统要想降低其使用成本，对不同电价的地区要选择合适的方式，例如在分时电价和峰谷电价相差较大的区域，选择电价低谷时间段进行热能的储存，才能够使其成本降低。公共建筑或商业建筑，可使用热、电、冷联产系统。电动压缩机组的制冷量必须符合要求。冷源系统方案的确定比较过各类型机组的技术可行性和经济性，本项目拟采用地源热泵系统，根据上述负荷计算可知，本建筑冷负荷为1427.87KW，热负荷为1161.77KW，季节冷热负荷相差较大，不适宜冷热水共用一套系统。考虑到天津地区冬季采用集中供热，本次设计机组不考虑热负荷。冷负荷方面选用两台地源热泵机组作为冷源。空调系统的选择空调系统方案的比较在现代建筑当中，全空气系统、风机盘管与独立新风相结合的系统，其优缺点以及适合场合如下：全空气系统的特点：优点：初投资少，设备简单；室内温湿度可以进行严格控制；通风换气效率高，室内比较卫生；设备都集中设置在机房内，方便维护管理；经济性高，可以实现全年的多工况运行调节；使用寿命长；消声减震比较有效。缺点：风道占用体积大，机房面积大，占用建筑的空间多；风管系统布置困难且复杂；每个房间的负荷量不同时不能进行精确调节；风管连接每个房间，容易造成各个房间相互污染。风管和设备安装复杂，施工时间长。适用场合：房间面积较大或多层、多室热湿负荷变化情况类似；新风量变化大；室内温度、湿度、洁净度、躁声、振动等要求严格的场合；全年多工况节能；高大空间的场合，易于布置风道；负荷大或潜热负荷大的场合。风机盘管加新风系统的特点优点：可以和新风系统联合使用，也可以单独使用，布置相对灵活；每个房间都可以独立调节室温，并且每个房间都可单独关闭机组，节省能源；节省建筑空间，不需要安装回风道；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；机房面积较小，只需设置新风机房；能使用的时间长；各房间之间不会互相污染。缺点：对机组的质量要求高，维修相对较多；因机组剩余压头小所以室内气流分布受限制；布置分散，维修管理麻烦，敷设管线麻烦；无法实现全年多工况节能运行调节；水系统过于复杂，易漏水；过滤性能差。适用场合：旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多室的建筑物；需要增设空调的小面积、多房间的建筑；室温需要进行个别调节的场所。空调系统方案的确定通过对以上优缺点进行分析，本系统在一层比赛大厅、二层休息厅、球类训练场采用的是全空气低速送风系统；比赛大厅运动区采用侧送风口，观众区采用顶送风；球类训练场采用喷口送风，下侧回风；各辅助用房采用风机盘管加新风系统。

空调风系统气流组织气流组织又称空气分布，或者空气分配。将新鲜空气送入房间内或者将房间内指定区域的空气排出。室内空气条件的影响条件很多，房间的形状，出风口的布置，送风量的大小等。因此，要使房间处于合理的温度和湿度环境中，并具有良好的空气质量，适当的空气分配以及合理的系统和空气处理计划缺一不可。风口布置原则出风口分布对气流组织极其重要，对于出风口的选择需要及其谨慎，合适的出风口需要均匀分布，不可被柱子和横梁遮挡。本次设计中遵循以下原则：新风出风口应尽可能靠近风机盘管的进气口，以将新鲜空气与室内回风混合。增加出风口的尺寸。调节风机盘管时的风速变化会使人感觉非常不舒服。增加天花板出风口的尺寸并尽可能减小风速可减少不适感。提高吊顶，使得天花板平坦，出风口远离天花板的凸起凹陷处。本系统设计比赛大厅运动区：侧送风口、观众区上方回风；二层休息厅东西侧：侧送风口、顶部回风；二层休息厅北侧：自力式温控型变流态旋流风口、顶部回风；球类训练场：喷口送风、同侧下部回风；一二层各辅助房：风机盘管加新风系统；

空调水系统空调水系统的设计空调水系统的设计原则避免水力失衡；管路在设计的时候，通过设计必要的坡度，对空气进行排除；避免大流量小温差的形成；对水资源进行处理，对水进行过滤；变频调节是变流量系统主要采用的方式；能够对管网进行保温处理。空调水系统方案的确定空调水系统主要是根据管道的运行原则以及相关设置方式来确定[4]，下面是主要采用的几个类型：按原理能够进行划分：分为开式和闭式两种形式按供回水管道数量进行划分：分为双管、三管以及多管的形式；按供回水在管道当中的流动关系进行划分：分为同程以及异程；按调节方式进行划分：定流量和变流量按供回水干管主要的分布形式进行划分：分为水平以及垂直式[5]。本系统冷热源主要是通过地源热泵机组供给，夏季进行供冷处理；本次设计采用双管式布局同程闭式系统，管路不与大气接触所以设置排气阀以排除空气；在空调回风箱上设动态平衡阀，平衡阻力和调节温度；在主要分支干管上设置动态平衡阀；风机盘管回水管上设开关式电动二通阀和静态平衡阀。水系统的水力计算通过假定流速法来对水力进行相关计算的方法如下：对冷水系统图进行相关的绘制，这样就能够对管段进行编号处理，从而能够对长度和流量进行标注；确认合理的流速；依据各个管段的水量还有选择的流速，以及确定的管段的直径，从而对其摩擦还有局部阻力进行确认；并联管路的阻力平衡；对系统的总阻力进行计算。水力计算表的内容如表5.1所示表5.1总水力计算表序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)14.6791.2DN256.40.384113.608727.093873.692589.5361316.62929.21582.4DN327.60.438100.203761.543695.903575.4161336.959313.82373.6DN406.30.5107.124674.8818124.733997.8661672.747418.43164.8DN504.30.39950.263216.129679.413635.304851.4335233956DN502.10.49876.339160.3134124.083992.6621152.975625.54386DN5040.55292.724370.8958152.5231220.1871591.082733657792DN1256.21.191127.28789.1388709.5015676.0056465.1438339.758428.4DN1253.31.204130.007429.0256725.2135801.7016230.7269373.464224.8DN125121.324156.1661873.9898876.247009.9178883.90610376.664775.2DN1259.41.335158.7731492.4698891.3237130.588623.0491140068800DN1501.4172.912102.0776500.0134000.1014102.17812403.269350.4DN1505.21.00874.041385.0118508.0454064.3594449.3713406.469900.8DN1504.11.01675.178308.2284516.1414129.1294437.35714409.670451.2DN15051.02476.323381.6168524.3014194.414576.02615423.472824.8DN1502.51.05981.362203.40510560.2254481.8034685.20816427.473512.8DN15031.06982.852248.5578570.8614566.8854815.44217430.674063.2DN150101.07784.054840.5416579.4414635.5275476.0681843775164DN15021.09386.484172.9678596.7934774.3464947.31319456.278466.4DN1506.31.14193.978592.068650.3875203.0935795.15320458.778896.4DN1507.21.14794.976683.8296657.5345260.2765944.10521461.879429.6DN1503.61.15596.222346.3988666.4525331.6165678.0142246579980DN1508.31.16397.516809.388675.725405.7626215.14223467.580410DN15081.16998.533788.2628683.0065464.0456252.30724470.780960.4DN1506.41.17799.842638.9896692.3885539.1036178.09225473.281390.4DN1507.21.183100.871726.278699.7625598.0986324.36826477.282078.4DN15051.193102.528512.6398711.6435693.146205.77927481.282766.4DN1507.11.203104.198739.8083723.6235788.9836528.79128485.283454.4DN1508.21.213105.882868.2338735.7035885.6256753.85829489.284142.4DN150111.223107.5791183.3728747.8835983.0687166.4430493.284830.4DN1507.21.233109.29786.8878760.1646081.316868.19731497.285518.4DN1506.61.243111.014732.6918772.5446180.3536913.04432501.286206.4DN1503.41.253112.751383.3546785.0246280.1956663.54933503.786636.4DN15051.259113.844569.2198792.8756343.0036912.22234507.787324.4DN1504.41.269115.603508.6534805.5186444.1466952.79935536.992346.8DN1502.61.342128.85335.0098900.847206.7237541.73236546.193929.2DN1504.21.365133.171559.3198931.9777455.8198015.13837631.1108549DN1506.21.578176.4461093.96461244.6799957.43311051.39738649.5111714DN1508.51.624186.6091586.17541318.31510546.52412132.69939663.3114088DN2001.70.85735.89561.0228367.2322937.8562998.87840667.2114758DN2007.20.86236.302261.3738371.5632972.5053233.87841681117132DN2004.20.8837.758158.5846387.0923096.743255.32442727125044DN2002.30.93942.81698.4778441.1533529.2253627.70243746.5128398DN2003.20.96545.055144.1768465.1363721.0893865.26544758.5130462DN2006.30.9846.461292.7038480.2113841.6844134.38745831142932DN2002.71.07455.409149.60310576.3984611.1854760.78846840.2144514DN2008.91.08656.6503.7386589.2314713.8515217.589小计208253581900257.726252.064366222548.18248800.25冷凝水系统的设计空气处理设备在进行冷却处理空气的整个流程当中，当空气处理设备的表面温度比露点温度要更低的时候，空气中的水分就会凝结成水且依附于空气处理设备的表面[6]。为防止水凝结聚集在设备内部而影响设备的正常运行，所以空气处理设备如新风机组、风机盘管都设置了冷凝水的收集装置和排出口。冷凝水系统的目的就是及时、顺利的排走机组内部收集到的冷凝水[7]。

设备的选择冷水机组的选型本体育场最大冷负荷为Q=1427.87KW，考虑管道等引起的附加冷负荷，修正后的冷负荷Q=1.1*1427.87KW=1570.65KW。以此为依据，为系统选用2台地源热泵机组，单台制冷量为1137KW，冷冻水进出水温度12~7℃。空气处理设备的选型空气处理设备是将室外空气通过处理达到要求状态的设备[8]，本设计采用风机盘管加新风机组。风机盘管的处理过程风机盘管加新风系统夏季空气处理焓湿图如图6.1所示图6.1风机盘管加新风系统夏季空气处理h-d图W：室外空气参数N：室内设计参数M：风机盘管处理室内的空气点O：送风状态点ε：室内热湿比Εfc：风机盘管处理的热湿比注：以上处理过程是不考虑管道、设备升温或其保温性能很好时得到的近似设计计算过程，以上计算过程可初步选取空气处理设备[9]。根据上述的房间冷负荷以及风量选取风机盘管型号，具体型号见图纸布置。风盘的选取都采用风机盘管参数的中速风速及制冷量。循环水泵的选型水泵是中央空调的主要设备之一，水泵的选择时需要满足最高运行工况的流量和扬程，水泵的工作状态点应处于高效的范围之内[10]，水泵的流量和扬程应有10%~20%的富余量，当流量较大时，宜考虑多台水泵并联运行[11]。对于本项目，拟配3台流量为216m/h扬程为30m的冷冻水循环泵（两用一备），3台流量为248m/h扬程为30m的冷冻水循环泵。

管道的消声减震措施及管道的保温、防腐空调系统的消声作为空调系统中重要的一环，减少空调系统发出的噪音对人在室内的舒适度有着重要的作用，同时也可以有效的延长建筑物的使用时间[12]。在对空调系统进行消声设计的前夕，噪声的频谱特性要进行充分的考虑，包括室内对噪声的要求，风管中的噪声以及风管管壁的噪声等方面。为减少噪声的产生，在空调设计选型时就应该注意将系统进行设计，避免大风量系统；选用低噪音风机；阀门、弯头等位置设置导流叶片[13]。在空调系统中，水泵、制冷压缩机等设备造成的噪声不与风系统直接连接，所以不会对室内造成大的噪音影响。只有风机会对室内造成较大的噪音影响。所以首要的是减少风机的噪声[14]，在满足风量的前提下选择转速低低噪音的风机。空调系统的减振除了设备产生的噪音外，还有设备振动时传递给建筑物基础通过弹簧波的形式沿着房屋结构传递到其他房间时产生的噪声[15]，所以对空调系统进行减振设计也能有效的减少噪声的产生，在振源和它的基础之间设置弹性构件进行减震[16]，在风管处设置减振阀门等措施可以减少空调系统产生的振动[17]。管道的保温、防腐为了减少在管道中流动造成的热损失以及管道表面结露，需要对系统管道进行保温设计[18]，导热系数是保温材料选择需要考虑的特性，导热系数越高的情况下，他的性能就越低，这样他的保温效果也同样就越低。同时，在对保温材料的导热系数进行考虑时，吸水率、使用寿命等一些其他的因素都需要进行充分的考虑[19]。为了防止金属管道表面的腐蚀及保护涂料层，也需对管道进行防腐的措施[20]。结合上述所有条件，对本项目选用一级橡塑保温。本材料具有耐酸抗腐、吸水率好、无味、寿命长、化学稳定性高、价格低廉等特点[21]。结论本次毕业设计主要是中央空调系统，设计内容全面，复杂，专业性强。这是对大学所学知识的全面应用。通过此次设计，我系统地掌握了专业知识，并对中央空调的设计过程和原理有了更深入的了解。在校学习时，我只在这方面进行过独立的课程设计，例如通风，空调，供暖等课程设计，相关知识没有结合在一起，本次中央空调系统的毕业设计则是综合设计，是对知识的综合应用。通过本次独立设计中央空调项目，我意识到我设计过程的知识的缺乏，并熟悉了整个设计过程，今后的学习将加强重点难点的掌握。同时，通过绘图过程的练习，我更好地掌握了专业绘图软件，为未来的工作和生活中积累了丰富的经验。

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致谢暖通空调工程设计是一项系统任务，需要掌握总体方向和小细节。完美设计需要考虑许多因素。虽然本次毕业设计的整体已经结束，但对于我而言学习并没有结束，在本次设计中由于学生的经验和理论知识不够全面，存在的不足和问题之处还望各位专家及老师给出指导批评并提出您的宝贵意见。在这将近三个月的时间，我不仅完成了毕业设计课题，更对我大学四年来的专业知识有了新的认识，对本专业有了更为深入的了解，在此次设计中的大量计算借助了一些专用的软件例如cad、天正、鸿业等。在此次设计过程中，我通过资料的查询，数据的汇总，信息的筛选等，综合实力有着显著的提高，并且更为熟练的掌握了cad及revit（三维建模软件）的使用，各位老师的悉心指导是我完成本次设计的基础，在此感谢老师的辛勤指导和同学们的耐心帮助。

文献资料检索的步骤与筛选利用检索文献资料信息是一项实践性很强的过程，检索的一般步骤有以下几种。在检索完成之后，才能对文献资料进行筛选利用。文献检索是利用文献的第一步，如何将其应用在毕业设计（论文）课题研究过程中，对检索到的文献资料进行认真筛选、消化和吸收是关键。只有经过这个过程，才能达到查阅文献的真正目的一一一利用文献1、文献资料检索的步骤（1）明确检索范围从科研课题研究的中心内容和重点出发，多方面分析课题要求和问题实质，一般从三方面考虑：一是区域界限，要清楚是取得某一一问题发表过的全部文献资料，还是要掌握某一地区、某一国家对某一问题发表过的全部文献资料；二是时间范围，明确是查找某一问题在某一年限内发表过的文献资料，还是获取某一。问题从有文献记录以来的全部文献资料；三是专业范围，明确要查找什么专业的科技文献信息，比如，电子类的还是机械类的，是理论性的还是应用性的等。（2）选择检索工具检索工具有不同的分类方法，按加工文献和处理信息的手段不同分为手工检索工具和机械检索工具；按照载体形式不同分为书本式检索工具，磁带式检索工具，卡片式、缩微式、胶卷式检索工具；按照著录格式的不同可将检索工具分为以下四种类型：①目录型检索工具。目录型检索工具是记录具体出版单位、收藏单位及其他外表特征的工具。它以一个完。整的出版或收藏单位为著录单元，一般著录文献的名称、著者、文献出处等。目录的种类很多，对于文献检索来说，国家书目、联合目录、馆藏目录等尤为重要②题录型检索工具题录型检索工具是以单篇文献为基本著录单位来描述文献外表特征（如文献题名、著者姓名、文献出处等），无内容摘要，是快速报道文献