空调毕业设计说明书办公楼空调工程设计（含外文翻译）.doc

杭州市人民政府办公楼空调工程设计摘 要本设计为杭州市人民政府办公大楼空调工程设计，大楼共十一层, 总建筑面积16937.2，包括一楼大厅，办公室,娱乐室,结算室,调解室,信访室等功能间。通过方案比较，在负荷计算的基础上，采用了风机盘管加新风和全空气两种空调系统形式。风机盘管为卧式暗装，新风不承担室内负荷，室内回风与新风混合后经双层百叶风口送出；全空气系统为一次回风系统，一楼大厅采用侧送风方式,其余全空气送风采用吊顶送风方式，吊顶回风，送风口均为双层百叶风口，回风口均为单层百叶风口。新风从墙洞引入，再由新风机组集中处理供应。因杭州市无城市热力管网，故系统冷热源采用直燃式溴化锂冷热水机组，采用了闭式水平异程，竖直同程两管制定流量水系统。用假定流速法对风管及水管进行水力计算,并进行校核。在满足冷量,昼量满风量的前提下进行设备选型。冷却塔选用圆形逆式冷却塔，置于大楼楼顶。系统定压采用膨胀水箱定压方式，置于大楼楼顶。水管用泡沫橡塑保温，风管采用离心玻璃棉。设计工程中虑了消声、减振和防火排烟的措施。整个系统在设计过程中，以达到高效、节能、环保的目的。严格遵循空调规范的规定，参考相关资料，对系统的各个环节进行综合性的考虑，从而提供一个实用的空调系统设计关键词：空调,风机盘管加新风系统,全空气系统,新风THE AIR CONDITIONING ENGINEERING DESIGN OF PEOPLES GOVEMENT OFFICE BUILDING IN HANGZHOUABSTRACTThe air conditioning engineering of Hangzhou peoples govement office building. On the base of cooling load, heating load and moisture load calculation, primary air fan-coil system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. The fresh air doesnt undertake indoor load and delivers air through double deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. The return air is harnessed one time by the air handling unit in the all air system The first floor of the hall adoption of side air,and the handled air is delivered through double deflection grille by sidewall air supply. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. Cold and hot and cold water source unit using lithium bromide. The thermal insulation material of water pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively.Cooling tower selction of circular countercourrent.System pressrue use of expansion tank ways and lay it on the top of the building. Measures of noise elimination, damp, fire prevention and smoke extraction is considered during the design.The whole system process to achieve high efficiency, energy saving, environmental protection purposes in the design. Strictly abide by the norms of air-conditioning, reference information, the system in all aspects of an integrated consideration, thus providing a practical air-conditioning system designKey Words: air conditioning,primary air fan-coil system,all air system,fresh air目 录前 言1第1章 工程概况2§1.1 原始资料2§2.2 设计原始资料2§1.3 屋顶的选型和校核3§1.4 外墙墙体的选型和校核3第2章 冷、热、湿负荷的计算5§2.1 夏季冷负荷的计算5§2.2 冬季热负荷的计算10§2.3 房间散湿量12§2.4 新风负荷12第3章 空调系统的方案确定及风量计算14§3.1人民政府办公楼的空调特点:14§3.2 方案比较15§3.3 水系统方案确定19§3.4 风机盘管加新风系统的处理方式20§3.5冷热源的确定20§3.6各房间送风量及送风状态的确定23§3.7 空调系统的运行调节28第4章 空调设备的选择30§4.1风机盘管的选型30§4.2 新风机组选型32§4.3空调机组选型33§4.4 冷热源机组选型34第5章 房间气流组织的确定和计算36§5.1空调房间气流组织36§5.2对室内气流分布的要求与评价36§5.3送风口与回风口37§5.4风口型式的确定37§5.5 气流组织设计计算38第6章 空调水管，风管的水力计算46§6.1空调水系统的布置46§6.2 水管水力计算46§6.3 冷凝水管的设计53§6.4 空调系统的风管布置54§6.5 风管水力计算55第7章 附属设备的选择59§7.1 分水器与集水器的选择59§7.2冷却塔的选择60§7.3 膨胀水箱的选择61§7.4 水泵的选择63第8章 确定管道的消声、减振的措施67§8.1 空调系统的消声67§8.2 空调系统的减振69第9章 确定管道的保温、防腐的措施70§9.1 保温材料的确定70§9.2 保温层厚度的选定71结 论72参考文献73致 谢75附 录:76附录一:76附录二:78附录三：83附录四：85外文资料译文：87前 言随着社会经济的稳步发展，人民生活水平的快速提高，不管是国内还是国外，人们对生活环境的舒适度要求越来越高，空调系统及相关设备已成为人们日常生活的重要组成部分。作为高能耗设备，空调在营造舒适环境的同时，也在消耗大量的能源。于是空调技术的革新与发展，对世界经济以及普通民生均产生积极而深远的影响。如何平衡空调的节能与耗能、环保与污染、健康与舒适将贯穿世界空调行业发展的全过程。办公楼的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志，其空调方式应能适应办公楼的功能需求，大量采用先进设备和相应配套设备而成的中央空调系统是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。怡人的空气环境会使办公人员工作质量提高，而空气闷热、浑浊则会令效率大大降低，因此搞好办公楼空调设计是至关重要的。 在现代的办公大楼中，通过采用舒适性空气调节系统，保证了办公人员在工作生产时的舒适性感觉。具体而言，我们研究、设计的目的除了满足室内空气温度、湿度和速度方面的要求之外，更重要的是满足其舒适性方面的要求。 经济的发展使人们对生活、工作环境有了更高的追求，传统的空调虽然解决了人们对恶劣环境温度的改善，但也伴随着对原有空气品质的破坏，如：湿度、洁净度、二氧化碳浓度、区域温差、其它有害气体以及空调噪音等。因此空调技术也必将朝着创造高品质空气质量的方向发展，诸如：净化技术，低噪音技术，辐射制冷（热）技术，地热能利用技术，水源热泵等必将引领今后空调的消费趋势。第1章 工程概况§1.1 原始资料本设计为杭州人民政府办公大楼的空调系统设计，该建筑共十一层，建筑面积约16937.2m2，建筑内设有调解中心室、信访室、多功能厅、娱乐室及办公室等功能间。该建筑地下一层为中央空调机房，冷却塔设在屋顶。建筑总高度38.1m。§2.2 设计原始资料§1.2.1 气象资料1. 室内参数：空调房间：夏季温度26 冬季温度20相对湿度：夏季湿度60% 冬季湿度50%室内风速：夏季风速0.3 m/s 冬季风速0.2 m/s2. 室外参数：查空气调节设计手册得杭州市室外气象参数值为：地理位置：北纬30°14 东经120°10 海拔 41.7m室外计算干球温度： 冬季空调温度：1 夏季空调温度：35.7 夏季空调日平均温度： 31.7室外计算湿球温度：夏季空调湿球温度：28.6相对湿度：80% 冬季空调室外相对湿度：77%大气压力： 冬季：1020.9kPa 夏季：1000.5 kPa室外风速(m/s);冬季平均;2.3m/s夏季平均;2.2m/s§1.3 屋顶的选型和校核§1.3.1 屋顶选型 屋顶的结构如图1-1所示。从上到下：预制细石混凝土板25mm， 图1-1 屋顶结构示意图表面喷白色水泥浆；通风层200mm；卷材防水层；水泥砂浆找平层20mm； 保温层，理清膨胀珍珠岩125mm；隔气层；现浇钢筋混凝土板70mm；内粉刷。属于型，传热系数K=0.5W/(.K)。§1.3.2 屋顶校核 最小传热热阻： W/(.K)式中：tn冬季室内计算温度，；tw围护结构冬季室外计算温度，；围护结构内表面换热系数， W/(m²·)冬季维护结构温差修正系数，；ty冬季室内计算温度与围护结构内表面之间的允许温度，外墙取6.0 ºC，屋顶取4.5ºC。1 W/(.K)>由此可知o>，故所选屋顶满足要求。§1.4 外墙墙体的选型和校核§1.4 1 外墙墙体的选型 外墙的构造如图1-2所示。构造如下： 外粉刷20mm；加气混凝土200mm；内粉刷20mm。属于型墙体，传热系数K=1.5 W/(.K)。图1-2 外墙结构示意图§1.4.2 外墙墙体的校核最小传热热阻： W/(.K)式中：tn冬季室内计算温度，；tw围护结构冬季室外计算温度，；围护结构内表面换热系数， W/(m²·)冬季维护结构温差修正系数，；ty冬季室内计算温度与围护结构内表面之间的允许温度，外墙取6.0 ºC，屋顶取4.5ºC。1 W/(.K)=>（.k/w）由此可知o>，故所选外墙满足要求.第2章 冷、热、湿负荷的计算§2.1 夏季冷负荷的计算 §2.1.1围护结构瞬变传热形成冷负荷1.外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算： （2.1）式中：外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W； A外墙和屋面的面积，； K外墙和屋面的传热系数，W/(·)； 室内计算温度，； -外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度，其计算方法多样，计算过程也比较复杂，常用已有的计算结果，列表查取。2. 内墙,楼板等室内传热维护结构形成的瞬时冷负荷当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3时,要考虑内维护结构间的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可按如下传热公式计算： （2.2）式中： Ai内围护结构的传热面积，m²； Ki内围护结构的传热系数，W /( m²·) ；to.m 夏季空调房间室外计算日平均温度，； t附加温升， 。 3.外玻璃窗逐时传热引起的冷负荷在室内外温差的作用下, 玻璃窗瞬时传热形成的冷负荷可按下式计算： （2.3）式中：外玻璃窗的逐时冷负荷，W； KW玻璃的传热系数，W /( m²·)； AW窗口面积，；外玻璃窗的冷负荷的逐时值，。§2.1.2 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算： （2.4）式中：AW玻璃窗的面积，； CC.S玻璃窗的综合遮挡系数CC.S=CS·CI；其中，CS 玻璃窗的遮挡系数，本设计中，6mm厚吸热玻璃Cs =0.75；CI 窗内遮阳设施的遮阳系数，本设计中，中间色活动百叶帘CI =0.6；Ca窗的有效面积系数；单层钢窗，双层钢窗0.75；单层木窗0.7，双层木窗0.6，CLQ玻璃窗冷负荷系数，无因次数，Djmax日射得热因数最大值§2.1.3 照明散热形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式分别为：白炽灯： =1000·N·CLQ (2.5)荧光灯：=1000·n1·n2 ·N·CLQ (2.6)式中：灯具散热形成的冷负荷，W； N照明灯具所需功率，KW； n1镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n11.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n11.0；本设计取n11.0； n2灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热与顶棚内时，取n20.50.8；而荧光灯罩无通风孔时,取n20.60.8；本设计取n20.6； CLQ照明散热冷负荷系数。本设计照明设备为明装荧光灯，镇流器设置在房间内，故镇流器消耗功率系数取1.2，灯罩隔热系数取1.0。由以上公式,以十一楼1103房间的冷负荷计算为例，进行冷负荷计算。表2-1 1103屋顶冷负荷屋顶冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t32.7333435.838.140.743.546.148.3td1.51.51.51.51.51.51.51.51.5ka111111111kp0.940.940.940.940.940.940.940.940.94tc32.1532.4333.3735.0637.2239.6742.344.7446.81tr262626262626262626k0.50.50.50.50.50.50.50.50.5A111111111Qc(i)3.0743.2153.6854.5315.6126.8348.159.37210.41表2-2 1103南外墙冷负荷南外墙冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t33.933.533.232.932.832.933.133.433.9td111111111ka111111111kp0.940.940.940.940.940.940.940.940.94tc32.8132.4332.1531.8731.7731.8732.0532.3432.81tr262626262626262626k1.51.51.51.51.51.51.51.51.5A16.8316.8316.8316.8316.8316.8316.8316.8316.83Qc(i)171.8162.3155.2148.1145.7148.1152.8159.9171.8表2-3 1103南外窗冷负荷南外窗冷负荷10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0 31.6 td333333333tc3232.933.834.534.935.235.23534.6tr262626262626262626k3.6123.6123.6123.6123.6123.6123.6123.6123.612A11.5211.5211.5211.5211.5211.5211.5211.5211.52Qc(i)249.7287.1324.6353.7370.3382.8382.8374.5357.8表2-4 1103透过南外窗冷负荷透过南外窗冷负荷t10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.580.720.840.80.620.450.320.240.16Dj.x251251251251251251251251251Cc.s0.4440.4440.4440.4440.4440.4440.4440.4440.444Aw8.648.648.648.648.648.648.648.648.64Qc(i)558.5693.3808.8770.3597433.3308.1231.1154.1表2-5 1103西外墙冷负荷西外墙冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t36.8 36.3 35.9 35.5 35.2 34.9 34.8 34.8 34.9 td2.12.12.12.12.12.12.12.12.1ka111111111kp0.940.940.940.940.940.940.940.940.94tc36.5736.135.7235.3435.0634.7834.6934.6934.78tr262626262626262626k1.51.51.51.51.51.51.51.51.5A16.2916.2916.2916.2916.2916.2916.2916.2916.29Qc(i)258.1246.7237.5228.3221.4214.5212.2212.2214.5表2-6 1103西外窗冷负荷西外窗冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0 31.6 td333333333tc3232.933.834.534.935.235.23534.6tr262626262626262626k3.6123.6123.6123.6123.6123.6123.6123.6123.612A11.5211.5211.5211.5211.5211.5211.5211.5211.52Qc(i)249.7287.1324.6353.7370.3382.8382.8374.5357.8表2-7 1103透过西外窗冷负荷透过西外窗冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.18 0.19 0.20 0.34 0.56 0.72 0.83 0.77 0.53 Dj.x575575575575575575575575575Cc.s0.4440.4440.4440.4440.4440.4440.4440.4440.444Aw8.648.648.648.648.648.648.648.648.64Qc(i)397419.1441.275012351588183116981169表2-8 1103人员散热引起的冷负荷人员冷负荷10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.670.720.760.80.820.840.380.30.25qs606060606060606060n3030303030303030300.90.90.90.90.90.90.90.90.9Qc108511661231129613281361615.6486405ql210021002100210021002100210021002100Qc(i)318532663331339634283461271625862505表2-9 1103照明散热引起的冷负荷照明冷负荷10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.910.930.930.940.950.950.960.960.37n11.21.21.21.21.21.21.21.21.2n2111111111N210021002100210021002100210021002100Qc(i)22932344234423692394239424192419932.4Q680570127158759881658571809678255708其它房间热负荷见附表一。表2-10 大楼冷负荷汇总时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00大厅8826902492009333.79361.79313.37977.27784.85637一层664406851470025735047760480370757927342155191二层7973882474845148983896399100931941939079866876三十层867989027192914981511039971078351005729682871062十一层92752961949908010486211144811625110858410592580688根据汇总情况可得,负荷最大值出现在15:00,因此选此时作为计算依据,根据大楼总负荷1169584w,总面积16937.2求得大楼冷指标:q=w/§2.2 冬季热负荷的计算 一. 围护结构的基本耗热量按公式计算： （2.8） 式中：部分围护结构的基本耗热量，W； Ai部分围护结构的传热面积，m²； Ki部分围护结构的传热系数，W /( m²·)； 冬季室内计算温度， 采暖室外计算温度，； 围护结构的温差修正系数，二、朝向附加耗热量：朝向附加耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。不同朝向的围护结构的修正率见表211，表2-11 朝向修正率北、东北、西北朝向0东、西朝向5东南、西南朝向1015南向1525本设计中，北向取0，东、西朝向取-5，南向取-15三、高度附加耗热量：由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。因此规定：当房超过4米时，每增加1米，附加率为2，但最大附加率不超过15。应注意：高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和上。在本设计中，由于建筑物一,二层的层高为4.2米。因此高度附加率为2%。四、风力附加耗热量：在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出，此部分耗热量为冷风渗透耗热量。为防止外界环境空气进入空调房间，干扰空调房间内温湿度变化而破坏室内洁净度，需要在空调系统中由一定量的新风来保持房间的正压。由于空调建筑室内通常保持正压，因而在一般情况下，不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气和由门，孔洞等侵入室内的冷空气引起的耗热量, 以101室为例计算房间的热负荷,如表2-12:表2-12 101房间热负荷计算房间方向面积kt1t2t1-t2aQ风力附加修正值修正后的热量101北外墙24.61.520-424188401.05928.29北外窗11.51.4420-424139801.05418.04西外墙13.51.520-424148700.95462.32西外窗5.761.4420-424119900.95189.11其它房间热负荷见附表二同样的方法，依据大楼总热负荷以及总面积得到办公大楼热指标为29.7m/。§2.3 房间散湿量人体散热引起的冷负荷计算式为： (2.9)式中：人体散热形成的冷负荷，W； qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；n室内全部人数；群集系数，；CLQ人体显然散热冷负荷系数，人体显然散热冷负荷系数。以101厅为例的湿负荷计算如表2-13 表2-13 101房间湿负荷计算房间编号房间名称人数群集系数每人散湿量人体湿负荷人g/hg/s101办公室100.91090.000273其它房间湿负荷见附表三§2.4 新风负荷最小新风量的确定：1. 新风量多少的矛盾问题：从 改善室内空气品质角度，新风量应多，但耗能，从节能角度，新风量宜少。2. 最小新风量及应满足的要求，系统设计时，一般必须确定最小新风量。此新风量通常应满足三个要求：（1）稀释人群本身和活动产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；（2）补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量；（3）保证房间正压。在全空气系统中，通常取上述要求计算出新风量的最大值作为最小新风量。如果计算新风量不足送风量的10%，则取送风量的10%。目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则,负荷计算公式如下: (2.10)式中: QC.O夏季新风冷负荷，KW；MO新风量，kg/s；室外空气的焓值，kj/kg；室内空气的焓值，kj/kg。以101房间为例计算,计算结果如下表2-14:表2-14 101房间的新风负荷房间编号房间名称人数每人新风量总新风量室外空气的焓值 室内空气的焓值新风冷负荷个m3/r.hkg/s.rm3/hkg/skj/kgkj/kgkw101办公室10300.0173000.1793.0858.052.86其余个房间具体计算见附表四第3章 空调系统的方案确定及风量计算§3.1人民政府办公楼的空调特点:1.建筑特点a、本办公楼的使用性质与时间全楼大体一致,所以管理比较方便，即采用集中或半集中空调系统。 b、本办公楼属于办公建筑物，对温湿度的控制要求不严格。 c、位于市区范围，不能用燃煤锅炉，而且周围无蒸汽能源提供； d、办公大楼员工不多，会议室较多，同时使用系数不大； 2.空调系统注意事项：a.过度季节问题：过度季节部分房间可不用冷热源,但部分房间仍需要降温,这时应用室外空气直接进入需降温房间降温,即节能又简单;或考虑采用一台小容量的制冷机。b.大空间空调形式问题：对于个别大空间可选择取全空气系统。§3.1.1空调系统的划分原则空调管路系统的环路划分应该遵循满足空调的要求、节能、运行管理方便、节省管材等原则，按照建筑物的不同使用功能、不同的使用时间、不同的负荷运行、不同的平面图布置和不同的建筑层数正确划分空调管路系统的环路。(1) 空调管路系统的划分原则见表3-1。 表3-1空调管路系统的划分原则序号依据划分原则1负荷特性根据建筑不同的朝向划分不同的环路根据内区与外区负荷划分不同的环路根据室内热湿比大小，将相同或接近的房间划分为一个系统或环路 2使用功能按房间的功能、用途、性质，将基本相同的者划分为一个区域或组成一个系统按使用时间的不同进行划分，将使用时间相同或相近的房间划分为一个系统或环路3空调房间的布置根据平面位置的不同进行分区设置4建筑层数在高层建筑中，根据设备、管路、附件等的承压能力，水系统按竖向分区，以减少系统内的设备承压为了使用灵活，也可按竖向将若干层组合成一个系统，分别设置管路系统高层建筑中，通常在公共部分与标准层之间设置转化层；因此，设计中空调管路系统也常以转化层进行竖向分区§3.2 方案比较全空气系统与空气-水系统是现在普遍运用的两种方式,现将两种方案的优缺点总结归纳见表3-2:表3-2 全空气系统与空气水系统方案比较表 比较项目全空气系统空气水系统设备布置与机房1 空调与制冷设备可以集中布置在机房2 机房面积较大层高较高3 有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上1. 只需要新风空调机房、机房面积小2. 风机盘管可以设在空调机房内3. 分散布置、敷设各种管线较麻烦风管系统1 空调送回风管系统复杂、布置困难2 支风管和风口较多时不易均衡调节风量1 放室内时不接送、回风管2 当和新风系统联合使用时，新风管较小续表3-2节能与经济性1. 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节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间2. 对热湿负荷变化不一致