格丽宾馆空调系统毕业论文设计.doc

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1、XXXX 大 学本科毕业设计（论文）格丽宾馆空调设计The HVAC Design of Geli Hotel年 级: 学 号: 姓 名: 专 业: 建筑环境与设备工程指导老师: 2012 年 6 月 院 系 专 业 建筑环境与设备工程 年 级 2008级 姓 名 题 目 格丽宾馆空调设计 指导教师 评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日毕业设计（论文）任务书班 级 学生姓名 学 号 发题日期： 2012年 3 月 1 日 完成日期： 6 月 20 日题 目 格丽宾馆空调设计 1、本论文的目的、意义本毕业设计为建环（暖通空调

2、）专业本科生主要的专业实践环节，目的在于提高学生对暖通空调专业知识的应用能力，培养学生利用所学的专业基本课和专业课的知识解决工程实际问题的能力，综合提高暖通空调工程设计能力。学生在为期十二周左右的毕业设计期间，应注重理论与实践相结合，运用所学的专业理论知识独立分析和解决实际问题，熟悉和掌握运用设计资料和相应的规范、手册，通过实际工程设计，得到专业工程设计的锻炼。2、学生应完成的任务（1）空调系统方案：对该宾馆空调系统方案进行设计，应首先估算负荷，选择冷热源。并在技术经济比较基础之上对空调系统方案进行优化，给出节能优化设计。（2）系统初步设计：在方案设计基础之上选择主要设备，并绘制系统工艺图、设

3、备和管道布置草图、水力计算草图，草图应较全面完整反映系统干、立、支管走向，及与各设备连接，各管段长度，局部阻力部件种类，数量。（3）空调负荷计算：对宾馆各房间夏季工况空调负荷进行计算，相同建筑物标准层负荷可采取成果共享的方式完成该建筑物总负荷的计算。（4）空调过程计算：对夏季工况空调过程进行计算，得到相应的风量、新风量、送风量参数等。（5）水力计算：对空调水系统、风系统进行水力计算，确定各管段管径，阻力损失，系统总损失。并联环路可只进行两个或以上主要环路的阻力平衡计算。（6）气流组织计算：对空调风系统进行气流组织计算，确定送风口形式，风口位置、数量，送风参数，回风口位置。（7）设备选择：对该空

4、调系统所需要的各类设备进行选择，包括末端设备风机盘管、新风机组、洁净空调机组，冷热源设备冷水机组、锅炉，水系统必备设备冷却塔、膨胀水箱，动力循环设备泵，调节控制附件电磁阀、压力表、温度计等。（8）其他：对该空调系统设备管道的消声、保温、自控方案进行计算和阐述。（9）绘制图纸：绘制该宾馆空调系统第一层全空气系统送回风管道布置图一张，地下一层冷热源机房的平面与剖面图一张，二层、四层、九层的水系统风系统布置图各两张。共八张图纸。3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分：收集资料及设计方案 ( 2周) 第二部分：毕业实习 ( 2周) 第三部分：设计计算，设备选择 ( 4周)第四部分：绘图

5、 ( 2周) 第五部分：整理毕业设计说明书 ( 1周)评阅及答辩 ( 1周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘 要本次设计是为格丽宾馆的空调通风提供详尽方案与设计，以满足宾馆房间室内环境的要求，主要针对该宾馆冬夏季的空调系统进行设计。该宾馆位于眉山市彭山县，建筑净占地4733m2，总建筑面积34802m2，建筑高度42.54m，共有10层，其中地上9层，地下1层。设计主要内容有：空调系统基本方案的确定；空调房间的冷热负荷估算和精算； 冷热源机组的选择；空气处理过程的计算和末端设备的选型；房间室内气流组织的设计和计算；空调风、水系统的设计和水力计算；管道保温、消声、减震等内

6、容。根据该宾馆建筑的实际用途，风系统方面，该设计选择风机盘管加独立新风系统提供给客房一类面积较小且相互独立的房间，这种方式下，新风不承担室内负荷，风机盘管大部分采用侧送风，针对房间风量不同选择不同型号风口，每个房间独立控制，满足实际需要。另外对于第一层餐厅以及其他定时段需求等房间，选择集中式空调系统方式，由机组集中处理送至每个房间，并依靠各房间风阀控制满足不同需求。水系统方面，设计采用冷水机组加锅炉作为冷热源的方式，按照设计计算需求分别设置三台冷水机组和两台锅炉，机房设置在地下一层，采用垂直同程，水平异程方式提供冷热水给每层的两个分区。以上设计均提供有相关平面图纸进行说明。另外，考虑到实际使用

7、过程中设备管道维护，环境影响等问题，进行了相关保温消声等设计。在本工程设计过程中，经过多次方案比较，按照宾馆实际情况，并结合系统设计的平面图纸，优化设计，最大限度地满足其设计和使用要求。关键词：宾馆 空调 通风 设计AbstractThe design is to provide detailed program for the air conditioning and ventilation of Geli Hotel . The hotel is a public building, located in Meishan , the net area of construction 473

8、3m2, total construction area of 34802m2, building height of 42.54m, a total of 10 floors, of which ten-storey floors and 1 underground floors.This design include: the basic scheme for the air conditioning system; the estimates and actuarial of hot and cold load for air-conditioned room; the selectio

9、n of the hot and cold source unit; the process of calculation for air conditioning and selection of equipment; the design and calculation of indoor airflow; the design and hydraulic calculation for air and water system ; pipe insulation, noise reduction, shock absorption and so on.According to the a

10、ctual use of hotel buildings, for air systems, the design choices fan coil unit plus an dedicated outdoor air system to provide to the room a smaller and independent of each room. In this way, the outdoor air does not bear the Indoor load, fan coil is mostly arranged for sidewall air supply, differe

11、nt air outlet are chosen for rooms with different air volume. Each room has an independent control to meet the actual needs. Another room for the first layer of restaurants and other fixed period of time demand, to select a centralized air conditioning system, it means that air are conditioned and s

12、ent to each room by the unit and rely on the control valve in each room to meet different needs. For water systems, the design approach uses the chiller and boiler as cold and heat sources. According to the design needs, three chillers and two boilers are set, and the room is set in the ground floor

13、, pipes with same process of vertical direction and different process of horizontal direction provide hot and cold water to two partitions in each layer. More graphic design drawings provide relevant description. In addition, taking the actual issues of equipment, pipeline maintenance and environmen

14、tal impact into account, muffler and insulation and other accessories are also designed. In the engineering design process, author optimized this design, and satisfied the design and use requirements to the utmost, after comparing several options, according to the actual situation of the hotel and c

15、ombining with graphic drawings of system design.key word：Hotel HVAC Ventilation Design目 录第一章 初步方案设计选择11.1 建筑概况11.2设计计算参数11.2.1室外空气计算参数11.2.2室内设计参数11.3负荷估算21.4方案比较选择41.4.1冷热源形式41.4.2 空调形式81.4.3 水、新风系统分区11第二章 初步设计142.1 空调水系统142.1.1 主要设备设计142.1.2 冷冻水系统152.1.3 冷却水系统172.1.4 水泵初步选型182.1.5 水系统流程图212.2 空调风系

16、统212.2.1 全空气系统212.2.2 风机盘管新风系统22第三章 空调负荷计算243.1 冷负荷计算公式243.2 热负荷计算公式293.3 湿负荷计算公式313.4 负荷计算示例313.4.1 冷负荷计算313.4.2 热负荷计算373.4.3 湿负荷计算383.5 设计计算负荷汇总393.5.1 夏季负荷汇总393.5.2 冬季负荷汇总47第四章 空气处理过程计算以及设备选型564.1 风机盘管564.1.1 设计计算过程564.1.2 计算示例574.1.3 选型汇总584.2 新风机组604.2.1 设计计算与选型示例604.2.2 选型汇总614.2.3 新风机组各型号参数说明

17、624.3 全空气组合式空调机组624.3.1计算示例634.3.2 空调机组选择68第五章 室内气流组织715.1 气流组织设计715.2 风口设计计算715.2.1 侧送风方式风口715.2.2 上送风方式风口73第六章 系统水力计算776.1 空调风系统776.1.1 水力计算方法和步骤776.1.2 风系统计算汇总786.2 空调水系统836.2.1 水系统设计与计算方法836.2.2 水系统计算汇总856.2.3 冷凝水管路系统设计86第七章 设备选型汇总887.1 冷水机组887.2 锅炉887.3 冷却塔887.4 水泵897.4.1 冷冻水水泵897.4.2 冷却水水泵897.

18、4.3 热水水泵907.5 分水器和集水器907.6 膨胀水箱91第八章 管路其他辅助设计938.1 降噪措施938.2 减震措施938.3 保温措施948.4 节能、环保及新技术的采用958.5施工说明95结 语97致 谢98参考文献99第一章 初步方案设计选择1.1 建筑概况本建筑位于四川省眉山市彭山县，属于防火等级一级的酒店宾馆类公共建筑。该宾馆建筑总面积34801.8m2，建筑高度42.54m，共有10层。其中地上9层，建筑面积32502.5m2；地下1层，建筑面积2299.3m2。本次设计主要为该宾馆建筑设计空调通风方案。1.2设计计算参数1.2.1室外空气计算参数表1-1 眉山市彭

19、山县室外空气基本参数表（部分参数以成都市为准）海拔410-711m冬季大气压力963.2kPa夏季大气压力947.7kPa冬季空调计算干球温度1夏季空调计算干球温度31.6冬季空调计算相对湿度80%夏季空调计算湿球温度26.7冬季通风计算温度6夏季通风计算温度29冬季采暖计算温度2夏季通风计算相对湿度85%冬季最多风向北东北夏季室外平均风速1.1m/s冬季室外平均风速0.9 m/s1.2.2室内设计参数表1-2 宾馆各房间室内空气参数表房间类型夏季冬季最小新风量（m3/hp）房间设备（W）灯光功率（W/m2）干球温度（）相对湿度（%）干球温度（）相对湿度（%）餐厅2660204540011办公

20、室2660204530011小聚餐包房2660184530011酒吧2660184530040高级双人间标准客房2650204530020标准套房2650204530020运动室2660184540011休息室2650204530011会议室26502045300111.3负荷估算该宾馆的主要房间可从上文的参数设计可见。此处负荷估算，采用单位面积负荷指标法进行计算，即通过设定每个房间的冷负荷指标，乘以该房间的面积，得到其冷负荷，热负荷采用冷负荷乘以系数得到。由于各层房间功能差异较大，按照每层分类进行估算。其中此建筑地下一层以及楼顶间隔层估算可以不予考虑，即估算第一到九层总负荷即可。第一层具体估

21、算冷负荷以及新风量情况如下：房间类型面积(m2)冷负荷指标(W/m2)总负荷(W)人员密度(人/m2)新风量(m3/(人h)总风量(m3/h)餐厅13292002658000.15407974办公室667.32100667320.1302002小包房195.0315029254.50.1530877.6休息厅230.78100230780.130692.4大堂1022.550511250.1303067.5第二层具体估算冷负荷以及新风量情况如下：房间类型面积(m2)冷负荷指标(W/m2)总负荷(W)人员密度(人/m2)新风量(m3/(人h)总风量(m3/h)酒吧388.82250972050.

22、15402332.8标准客房1881.61001881600.1305644.8第三层具体估算冷负荷以及新风量情况如下：房间类型面积(m2)冷负荷指标(W/m2)总负荷(W)人员密度(人/m2)新风量(m3/(人h)总风量(m3/h)标准客房1975.71001975700.1305927.1第四层具体估算冷负荷以及新风量情况如下：房间类型面积(m2)冷负荷指标(W/m2)总负荷(W)人员密度(人/m2)新风量(m3/(人h)总风量(m3/h)休息厅108.8100108800.1530489.6标准客房2163.81002163800.1306491.4第五层到第八层估算冷负荷以及新风量情况

23、与第四层相同；第九层具体估算冷负荷以及新风量情况如下：房间类型面积(m2)冷负荷指标(W/m2)总负荷(W)人员密度(人/m2)新风量(m3/(人h)总风量(m3/h)运动室193.6150290400.140774.4餐厅143.1200286200.1540858.6休息室241.1100241100.15301085会议室167.6100167600.1530754.2套房642.5100642500.1301927.5由以上计算汇总可以得到整个宾馆各楼层的负荷计算结果如下（热负荷按成都地区夏季冷负荷乘以0.55得到）：表1-3宾馆各层冷负荷及新风供应估算数据汇总表层号空调面积/m2空调

24、冷负荷/W空调热负荷/W新风量/( m3/h)一层3444.63435989.5239794.214613.5二层2270.4285365156950.77977.6三层1975.7197570108663.55927.1四层2272.62272601249936981五层2272.62272601249936981六层2272.62272601249936981七层2272.62272601249936981八层2272.62272601249936981九层1387.9162780895295399.7合计20441.632218004.51219902.468822.9即：估算得该宾馆空

25、调系统的夏季冷负荷为2218kW，单位面积冷负荷108.5kW/m2，冬季热负荷为1219.9kW。考虑同时使用系数0.9，可得该宾馆最终夏季冷负荷为1996.2 kW，冬季热负荷为1097.9 kW。1.4方案比较选择该宾馆空调通风设计方案主要从冷热源形式，空调形式，水、新风等的分区情况，具体设备，控制方案等这几个方面进行筛选比较。并最终选定适合该宾馆的最优设计方案。1.4.1冷热源形式该空调系统中，夏季供冷需要冷水，冬季供热需要热水，冷热水均需要制冷（热）机组进行提供。在机组的选择上，可以靠两种设备分别在冬夏季制取（单冷式冷水机组加锅炉形式），也可以采用一种设备制取冷热水（热泵式冷热水机组

26、形式）。1.4.1.1热泵式冷热水机组 热泵式冷热水机组是一种分别以制冷循环和热泵循环为基础的制冷机组。 夏季制冷时，制冷剂循环路线为：压缩机四通换向阀冷凝器单向阀高压贮液器干燥过滤器膨胀阀蒸发器四通换向阀压缩机，用户所需要的冷冻水由蒸发器提供； 冬季制热时，旋转四通换向阀，改变制冷剂的流动路线，冷凝器被用作蒸发器，而蒸发器被用作冷凝器，制冷剂循环路线为：压缩机四通换向阀冷凝器单向阀高压贮液器干燥过滤器膨胀阀蒸发器四通换向阀压缩机，用户所需要的热水由冷凝器提供。 热泵式冷热水机组的效率高，近年来发展很快，而且越来越趋向成熟。热泵式冷热水机组在热泵工况运行时，若室外温度较低，则用作蒸发器的换热其

27、表面会产生霜层，霜层过厚会影响机组的正常运行，需要高温高压制冷剂蒸气进行热冲霜。在冲霜期间热水供应量及水温必然有所降低，所以，热泵式冷热水机组只适合于室外最低平均温度高于-10的地区。（文献1）由以上所述可见，该医院空调冷热源完全可以采用热泵式机组来制取。 然而，热泵机组价格高，耗电量大，使用前要进行全方位的比较，一般适用于中小型建筑，初投资和能耗费较大。冬季制热时，制热量随空气干球温度的降低而减少，相对于锅炉来说，加热速度慢。尤其当用水量大于10t时，加热水温也很有限，一般热泵出水温度在60，不能产生80以上高温水或蒸汽，冬季低温使用时容易出现结霜现象。当盘管表面温度低于0时，凝结水会结霜或

28、结冰，机组效率下降。达到规定限度时，进行一个化霜循环，此过程中，机组停止供热，水温下降，期间机组从水系统中吸热用于除霜，进一步降低供水温度。夏季使用时并没有单冷冷水机组效果好。1.4.1.2单冷式冷水机组与锅炉方式1、单冷式冷水机组（1）冷水机组中主要是制冷循环中采用的设备，其中蒸发器制取的冷冻水供给空调机组使用，冷凝器为冷却制冷剂，可采用水冷式与风冷式，即冷水机组可以有两种方式，见文献2：表1-3 单冷式冷水机组分类比较特点优点缺点水冷式冷水机组以水作为冷却介质，冷却水吸收冷凝器中的热后升温，经过冷却塔被降温，如此循环；需设置冷却塔、冷却水泵和管道系统； 制冷性能好，换热效率高；受环境因素影

29、响小；初投资就主机而言比风冷的少一点；市场普遍比较采用；适用于制冷量较大的大机组系统配件多；可能造成冷凝器结垢、水管堵塞；后期保养维护较复杂；冷却水在冷却塔中会因蒸发而减少，需定期补水风冷式冷水机组以空气作为冷却介质，用空气带走冷凝器中制冷剂的冷凝热没有冷却水系统，免去用水麻烦，无需设置冷却塔和循环水泵等；安装与运行简便；保养维修经济简单 一次性投资相对水冷很高；噪音和体积都较水冷机组的大，并且只能安装在室外 综合上述比较，结合该宾馆所处地区水资源较为丰富，水冷式能够符合要求并且使用广泛，因此采用水冷式冷水机组更为理想。（2）采用水冷式冷水机组后，由于制冷剂形式不同，又可以有以下一些制冷机组：

30、表1-4 制冷机组分类比较特点优点缺点蒸气压缩式制冷机组以电力驱动，主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要设备组成；蒸汽压缩式制冷机组在电力充足的地区比较适用，随着国家对电力增容费的逐步减小，对于该类长期运行性能稳定的制冷方式，具有很大的优势技术十分成熟；压力范围与制冷量都比较广；供选择的机型比较多对电力供应要求比较高，耗电量比较大；机组大，操作维护较多 吸收式制冷机组以热能为动力，主要由发生器.冷凝器.膨胀阀.蒸发器以及吸收器等组成。在有合适热源.特别是有余热或废热可利用，或者是电力不足的地区，比较合适运行噪声低；消耗电力少；造价低廉，其工质对大气环境无害，可以利用工业余热作为发生

31、器热源 机组体积大，重量重；操作比较困难，事故判断与检修困难；初投资比较高；需要有热源；能量利用效率比压缩式的低；其制冷量会衰减冰蓄冷式制冷机组既能制冷，也能将制冷的冷量储存起来，待需要时再给客户制冷。利用波峰、波谷的电价优势，晚间23点到次日7点的低谷电价开启制冷机组，将制冷产生的冷量存储在蓄冰槽内，白天再开启乙二醇泵和冷冻泵给客户供冷可转移高峰电力，开发低峰用电；可以使水温更低，从而减少水量一次性投资比较大；其后运行费用的多少受当地电网电价政策和峰谷差价的影响大 综合比较上述优缺点，活塞式机组运用最为广泛且技术成熟，其他方式的缺点都比较明显。结合参考文献可知，溴化锂吸收式制冷设备的冷却水量

32、尽管是压缩式制冷设备的1.31.5倍，但溴化锂吸收式制冷设备价格较高，是压缩式价格的4.710.07 倍，其运行费用约是压缩式设备运行费用的2倍。（见文献3,4）冰蓄冷式比常规式机组的初投资要多出13%左右，在平时运行时经济上是否占优势还有看电价政策和峰谷差价的倾斜程度。（见文献5,6）综合上述技术经济性分析，该宾馆可选用蒸气压缩式制冷机组。（3）采用蒸气压缩式制冷机组后，根据压缩机的不同以及目前常被采用的制冷机组形式，可以有以下几种类型（文献2）：表1-5 各种压缩机类型比较特点优点缺点活塞式压缩机机组靠活塞往复运动改变工作腔容积，将周期性吸入的定量气体压缩结构紧凑，操作简单，管理方便；排气

33、范围较广，且不受压力高低影响；可维修性高，对机器材料要求低，造价低；热效率高，单位耗电量少；适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力；目前技术最为成熟，常为多机头机组，适用于负荷比较分散的建筑群，用于制冷量小于580kW的中小型空调系统转速不高，设备比较大而且重；零部件多，易损件多，维修复杂且频繁；排气不连续，造成气流脉动；运转时有较大的振动螺杆式压缩机机组靠回转体旋转运动改变工作腔容积，将周期性吸入的定量气体压缩构造简单，运转平稳，直接置于强度足够的水平地面或楼面即可；连续排气，脉动性比活塞式压缩机小，排气量几乎不随排气压力变化；容积效率高，在50%100%负荷运行时功率消耗几乎正比于

34、冷负荷，节能效果好；可实现无级能量调节；对湿压缩不敏感；适用于制冷量在5801163kW的大中型空调制冷系统有较为复杂的润滑油系统，还需分离排气中的润滑油；大容量机组噪声容易过大；管理不当易引起转子、轴承等原件烧坏；离心式压缩机机组靠离心力的作用，连续地将吸入的气体压缩结构紧凑，质量轻，比同等制冷能力的活塞式轻80%90%，占地面积可减少一半；没有磨损部件，工作可靠，维护费用低；运行平稳，振动小，噪声低；运行时制冷剂中不混有润滑油；对蒸发器和冷凝器传热性能好；能实现无级调节，单机制冷量较大，能效比高等特点；制冷能力大，适用于制冷量大于1163kW的大中型空调制冷系统转速很高，对压缩机质量要求较

35、高；单机制冷量不宜小于500kW，小型机组总效率会比活塞式低；易发生喘振造成周期性增大噪声及振动，且易引起压缩机温度升高综合比较上述优缺点，尽管活塞式的应用比较广泛，但制冷量太小，不适合该医院的具体情况。相对来说螺杆式和离心式的制冷量能够满足要求，但两者的初投资又比较大。考虑到后期使用的费用，根据参考文献记载，冷水机组每1 kW 制冷量的电耗大约如下：活塞式机组0.25kW，离心式机组0.19 kW,，螺杆式机组0.21kW，空气源热泵型冷热水机组0.31kW.（文献3,4）。可以看出离心式在后期电耗上相对比较节省。加之该宾馆的负荷需求量大，各个楼层房间负荷又各有特点，因此初步考虑使用离心式压

36、缩机机组。2、锅炉按照目前锅炉普遍采用的形式，分为以下几种：表1-6 各种锅炉类型比较特点优点缺点燃煤锅炉根据不同煤的类型选择不同设备，以燃烧煤作为能量来源技术成熟，可选用不同设备；相对其他类型锅炉，来源较为丰富，且价格便宜； 金属耗量大，体积也大，结构不够紧凑；上煤系统、除渣、除尘脱硫系统较为庞大，因而占地多，建设投资大，锅炉房造价高；安全性较差；锅炉房及附近不卫生，噪音大，排放灰尘多；不环保，很多地方不提倡使用电锅炉以电力为能源，通过电磁加热来实现加热功能加热快，效率高；真正实现绿色环保、零污染；可实现变负荷功能等；可采用智能监控等，无需人工管理利用电能来加热，使用二次能源较为浪费，不节能

37、；初投资与后期使用价格都普遍很高，不经济燃气锅炉以天然气作为燃料加热水等设备相对较少，占地少；无噪声，无需运输燃料，不需要处理煤灰等，比较环保清洁；运行自动化程度高；燃烧无杂质，对锅炉及相关配件无腐损，锅炉寿命长初投资高；天然气价格相对较高由以上的对比可以看出，电锅炉、燃气锅炉的操作性与环保性都普遍较高，价格却相对很高。燃煤锅炉尽管投资使用都较为经济，但操作起来复杂的多，考虑的因素也较多，而且很不环保。结合文献7中对以上几种锅炉形式的技术经济分析，初投资中三者的年折算值分别是6.75元/、7.25元/、10.5元/,年运行费用三者的年合计值分别是13.92元/、24.32元/、46.05元/，即总计年合计值应该是20.67元/、31.57元/，56.55元/。可看出尽管燃煤锅炉的总费用低，但考虑到燃煤锅炉对大气污染较重，随着国家对环保问题越来越重视，对燃煤锅炉的排放要求的更严格。很多城市的城区，已经停止了燃煤锅炉的审批手续。加之该宾馆所在地区的天然气供给比较充足，从运输供给上来看比较经济，故该宾馆空调系统的热源方式可以采用燃气锅炉提供热水方式。综上所述，该宾馆属于中大型建筑，空调冷热负荷都相对较大，尤其冬季时所需热水量较大，且冬季温度较低时热泵效率也会大大降低。因