学生宿舍中央空调系统设计书.doc

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1、 项目设计报告纸 南工院学生宿舍中央空调系统设计 班级：空冷1111 小组：第三组 组长：胡海旭 组员：李政恢、胡炳堃、刘畅、 李佳、徐苗 指导老师：王斌、彭夷 时间: 2013.9.22013.10. 目 录1 工程概况41.1 所选建筑物41.2 地理位置41.3 基本情况及功能42 设计参数及参照标准42.1 室外参数（温度）42.2 宿舍室内温度要求42.3 空调系统运行时间53 负荷计算53.1 空调负荷的概念及组成53.2 各房间负荷、总负荷53.2.1 设计参数53.2.1.1 室外计算参数53.2.2 空调热负荷计算73.2.3 室内热源散热引起的冷负荷74 冷水机组选型104

2、.1 冷水机组选型104.2 计算总负荷数值114.3 冷水机组型号及各参数值115 风机盘管选型125.1风机盘管型号及各参数125.1.1 选择型号125.1.2 安装方式125.1.3 性能参数表125.1.4 外型尺寸表135.2 凝结水管系统管径、长度146 系统配置图（原理图）156.1末端设备的数量统计156.1.1 楼层水管立面图156.1.2 楼层立体图167 各楼层平面设计图167.1 楼层一167.2 楼层二167.3 楼层三168 冷却水系统参数计算及选型178.1 冷却塔负荷和冷却水循环量的计算178.2 管阻、流量、杨程的计算178.3 冷却水泵和冷却水塔型号188

3、.4 机房位置图、连接图、剖面图198.4.1 位置图198.4.3 剖面图209 冷冻水系统参数计算及选型209.1 冷冻水泵杨程的计算209.1.1 水泵的选择原则209.2 膨胀水箱的选型219.2.1 膨胀水箱的计算219.2.1 膨胀水箱的参数219.3 集、分水器计算2210 设备清单2211 自评报告23参考文献251 工程概况1.1 所选建筑物 学生宿舍1.2 地理位置 南京工业职业技术学院学生宿舍17-18栋 地理参数: 经纬度：东经： 北纬： 海拔高度：8.9m1.3 基本情况及功能 学生宿舍坐北朝南，左右大概对称。总占地面积为 1891 m2 。宿舍分为3层，每层层高为

4、3.14 m，每一楼层分为一个个小的房间，房间的主要功能为学生住宿。每个房间的使用时间都不一样，主要根据每个宿舍成员的上课时间，不过集中使用时间为上午11:50-1:20；晚上5:20-次日7:5。2 设计参数及参照标准2.1 室外参数（温度） 室外设计温度:t=35; 室外焓值：h=129KJ/Kg 参考资料：百度文库南京某大学学术交流中心、（南京大学建筑规划设 计研究院 陈火明）2.2 宿舍室内温度要求 各空调房间的设计条件 室内设计温度:t=27; 室内焓值：h=88KJ/Kg 参考资料：百度文库南京某大学学术交流中心、（南京大学建筑规划设 计研究院 陈火明）2.3 空调系统运行时间 学

5、生宿舍空调系统运行时间按其人数最密集的时间为11:40-13:20,17:10-次日7:50为运行时间段。3 负荷计算 3.1 空调负荷的概念及组成 空调房间的冷(热)、湿负荷是确定空调系统送风量和选取空调设备的基本依据。在室内外热、湿扰量的作用下，某一时刻进入房间的总热量和湿量叫做该时刻的得热量和得湿量。冷负荷的含义是维持一定的室内热湿环境所需要的在单位时间内从室内除去的热量，包括显热量和潜热量两部分。热负荷的含义是维持一定室内的热湿环境所需要的在单位时间内向室内加入的热量，也同样包括显热负荷和潜热负荷量部分。湿负荷的含义是维持室内恒定的相对湿度所需除去的湿量。 空调房间或区域的夏季负荷计算

6、，应根据下列各项确定:外墙负荷计算；太阳辐射引起的负荷；内墙总负荷；电热设备总负荷；电子设备总负荷；人员散热总负荷；3.2 各房间负荷、总负荷 3.2.1 设计参数 3.2.1.1 室外计算参数 表3.1 南京室外气象参数 设计用室外气象参数单位数值采暖室外计算温度-1.6 夏季通风室外计算温度30.6 夏季通风室外计算相对湿度65 夏季空气调节室外计算干球温度34.8 夏季空气调节室外计算湿球温度28.1 夏季空气调节室外计算日平均温度31.2 夏季室外平均风速m/s2.4 夏季最多风向SSE夏季最多风向的频率11年最多风向NE年最多风向的频率9夏季室外大气压力Pa100250 设计计算用采

7、暖期日数日79设计计算用采暖期初日12月11日设计计算用采暖期终日2月27日极端最低温度-13.1 极端最高温度40.0 表3.2夏季空气调节室外计算逐时温度时刻干球温度()时刻干球温度()0 28.8 12 34.5 1 28.6 13 34.8 2 28.3 14 34.7 3 28.1 15 34.2 4 27.9 16 33.9 5 28.4 17 33.1 6 29.3 18 32.2 7 30.4 19 31.2 8 31.4 20 30.5 9 32.3 21 30.0 10 33.2 22 29.6 11 34.0 23 29.4 3.2.1.2 室内计算参数表 3.3 各空调

8、房间室内计算参数房 间名 称夏季新鲜空气量噪声标准温度()湿度(%)m3/h人db(A)宿舍256050 45 3.2.2 空调热负荷计算空调热负荷的计算在原理上与采暖热负荷的计算相同，即采用稳定传热的方法：由于空调建筑常常是保持室内正压，在一般情况下，可以不计算冷风渗透和冷风引起的热负荷。 3.2.2.1 玻璃窗（带窗帘）日射太阳得热引起的冷负荷 式中： 逐时冷负荷（w）； 有效面积系数，该工程取 0.85； 窗口面积，m； 窗玻璃的遮阳系数，该工程取 1.00； 窗内遮阳设施的遮阳系数，该工程取 0.6； 各纬度带日射得热因数最大值（W/ m），该地区位 于北纬 3020 ； 窗玻璃冷负荷

9、系数，无因次，具体数据见表3.7 夏季各纬度带的日射得热因数最大值 Dj.max 3.2.2.2 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷计算式 式中：外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷， 修正值，该工程取 1.00 ； 外玻璃窗传热系数，该工程取 5.53 W/（m*）； 窗口面积，m； 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，； 地点修正值，该工程取 3； 室内计算温度 。3.2.3 室内热源散热引起的冷负荷 3.2.3.1 室内人员、照明散热形成的冷负荷人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温、湿度）等多种因素有关。人体散发的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷。因此，应

10、采用相应的冷负荷系数进行计算。 显热 ： 式中： 人体显热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，见 表3.4； 室内全部人数； 群集系数，旅馆取 0.93； 人体显热散热冷负荷系数，见表3.5 ； 潜热： 式中： 人体潜热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W； n 室内全部人数； 群集系数，旅馆取 0.93 ；表 3.4 不同室温静坐成年男子显热散热量房间热量 w/ h湿量 g/ h房间热量 w/ h湿量 g/ h26显热636824显热7156潜热45潜热37表 3.5 人体显热散热冷负荷系数在室内的总小时数每个人进入室内后的小时数123456

11、7891080.510.610.670.720.760.800.820.840.380.30 3.2.3.2 照明散热形成的冷负荷当电压一定是时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热方式仍以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。荧光灯： 式中： 灯具散热形成的冷负荷，W； 镇流器消耗功率系数，明装时取 1.2； 灯罩隔热系数，灯罩无通风孔者取0.60.8； 照明灯具所需功率，kW； 照明散热冷负荷系数，见表3.6 ；表3.6 照明散热冷负荷系数空调 时间 h开灯 时数 h开 灯 后 的 小 时 数01234567891012100.

12、690.860.890.900.910.910.920.930.940.950.953.3 负荷计算总结表3.7日照得热负荷计算细表格朝 向各纬度日射得热因素最大值（w/）房间窗净面积（）窗玻璃遮阳系数（w/）窗内遮阳系数冷负荷系数（）冷负荷值（kw) 东区 （阳台向东）5394.8620.930.6530.475249 西区 （阳台向西）5394.8620.930.6530.475249 南区 （阳台向南）1744.8620.930.6530.15342 北区 （阳台向北）1154.8620.930.6530外玻璃窗瞬变传热负荷计算细表格时间段逐时值（）室内设计温度（）传热系数 （w/）窗口

13、面积（）冷负荷值Q(w)11:0029.9270.75 5.72 12.4412:0030.8270.75 5.72 16.30 13:0031.5270.75 5.72 19.31 17:0032270.75 5.72 21.45 18:0031.6270.75 5.72 19.73 19:0030.8270.75 5.72 16.30 20:0029.9270.75 5.72 12.44 21:0029.1270.75 5.72 9.00 22:0028.4270.75 5.72 6.00 23:0027.8270.75 5.72 3.430:0027.2270.75 5.72 0.861

14、:0026.7270.75 5.72 -1.292:0026.2270.75 5.72 -3.923:0025.8270.75 5.72 -5.154:0025.5270.75 5.72 -6.445:0025.3270.75 5.72 -8.33人体散热负荷计算细表格显热Q显=6*59=354w潜热Q潜=6*40=240w总热Q总=354+240=594w4 冷水机组选型4.1 冷水机组选型本设计选用螺杆式冷水机组4.2 计算总负荷数值整栋大楼的最大冷负荷 415.609 KW机组所需提供的冷量为 = 495.131 KW4.3 冷水机组型号及各参数值 根据以上数据选择冷水机组性能参数见下表

15、4.1 表4.1 冷水机组性能参数表项目型号SLSB400制冷量KW493输入功率KW91.1压缩机数量1能量调节方式自动能量调节范围%50，75，100制冷剂R22充注量Kg75电气性能电源三相五线制380350Hz安全保护高低压/断水/防冻/压机过载/油加热器/逆相/安全阀冷冻水流量/h73冷却水流量/h89冷凝器冷却水进水温度范围2035最高冷凝压力MPa1.9水侧最高承压MPa1.0水侧压降KPa进出水管DN100蒸发器冷水出水温度范围513冷水侧承压MPa1.0水侧压降KPa进出水管DN100冷却水，冷水污垢系数k/kw0.086机组外型尺寸:（长宽高）mm361512251550机

16、组重量kg1940运输重量kg2550运行重量kg2080 注： 制冷工况：冷冻水进水温度12，冷冻水出水温度7； 冷却水进水温度30，冷却水出水温度35 。 参考资料：清华同方中央空调水冷冷水机组、流体力学与风机、实用 供热空调技术手册（陆耀庆版）5 风机盘管选型风机盘管的选型应根据风机盘管所能提供的显热和全热冷负荷能满足房间所需显热和全热负荷的原则选型。5.1风机盘管型号及各参数 5.1.1 选择型号 AFP51 （具体参数见表5.1） 5.1.2 安装方式 卧式明装 5.1.3 性能参数表 表5.1 风机盘管性能参数表型号性能参数AFP51额定风量m3/h高c中510低310制冷量 w风

17、量为高档时3100制热量 w4650噪声dB(A)34/38/40出口静压Pa12/30/50物理防菌装置功率W70电机电源及型式220V/50Hz低噪声永久电容式电机数量1输入功率 w28/45/62换热器型式3排铜管套铝片供水量L/min8.9使用压力 MPa1.6水阻力 kPa16接管进出水管3/4内螺纹凝结水管3/4外螺纹风机型式离心式，前向多翼数量2卧式暗装外型尺寸不带回风箱805*466*235带回风箱805*471*235卧式明装外型尺寸1110*538*260 参考资料：百度文库，风机盘管的选型、通风与空气调节工程、流体力学泵与风机 5.1.4 外型尺寸表 表5.2产品型号AB

18、C出风口回风口重量AFP511110650600116600190620325.2 凝结水管系统管径、长度 根据管内冷冻水和空气流速、流量计算管径和风管截面积，确定风管尺寸。设计计算凝结水管系统管径、长度。 表5.3 管路计算管段管长(m)管径(mm)流速(m/s)沿程阻力系数沿程阻力（m）18.29200.4010.020.06824.68200.40.0380.1778433.01320.3130.020.00944.68200.40.0380.1778454.182320.470.020.029567.092200.40.0380.26949673.47320.6270.020.0448

19、7.092200.40.0380.26949693.73320.7840.020.073107.092200.40.0380.269496113.06320.9410.020.086128.63200.40.0380.32794131.64501.10.020.063147.504200.40.0380.285152151.47500.5140.020.008168.032200.40.0380.305216173.32500.5780.020.022187.504200.40.0380.285152191.553500.6420.020.013208.032200.40.0380.30521

20、6210.9500.7060.020.01227.504200.40.0380.285152231.42500.770.020.171248.032200.40.0380.305216253.53500.8350.020.05267.504200.40.0380.285152271.39500.8980.020.23288.032200.40.0380.305216290.903500.960.020.017307.504200.40.0380.285152311.314501.0270.020.028328.032200.40.0380.305216333.43501.0910.020.03

21、8347.504200.40.0380.285152351.56501.1560.020.043368.032200.40.0380.305216372.16501.220.020.064388.032200.40.0380.305216393.24501.2840.020.112407.39501.2840.020.249419.331002.570.020.1866429.941002.570.020.19884351002.570.020.16 系统配置图（原理图）6.1末端设备的数量统计说明选用冷水机组的类型和数量、风机盘管类型和数量、风口数量和类型等。 6.1.1 楼层水管立面图 6

22、.1.1.1 左视图 见附录7 6.1.1.2 右视图 见附录8 6.1.1.3 正视图 见附录9 6.1.2 楼层立体图 见附录10 6.1.3 系统配置图 见附录11 7 各楼层平面设计图 绘制各楼层风机盘管布置图，标注各类管径和管长度及阀门布置图。7.1 楼层一 房间规格：长8.4m 宽3.6m 高3.14m ； 阳台尺寸：长3.6m 宽1.56m； 楼梯尺寸：长6.78m 宽5.34m；走廊宽1.73m 。 房间数：46间注：46间宿舍的尺寸相同，选择相同的末端设备。（具体请参看附录1）7.2 楼层二 房间规格：长8.4m 宽3.6m 高3.14m ； 阳台尺寸：长3.6m 宽1.56

23、m； 楼梯尺寸：长6.78m 宽5.34m；走廊宽1.73m 。 房间数：46间注：46间宿舍的尺寸相同，选择相同的末端设备。（具体请参看附录2）7.3 楼层三 房间规格：长8.4m 宽3.6m 高3.14m ；屋顶高度 2.15m ； 阳台尺寸：长3.6m 宽1.56m； 楼梯尺寸：长6.78m 宽5.34m；走廊宽1.73m 。 房间数：42间注：42间宿舍的尺寸相同，选择相同的末端设备。（具体请参看附录3）8 冷却水系统参数计算及选型根据机组制冷量计算冷却塔负荷和冷却水循环量，设计冷却塔安装位置，确定设备及数量。计算管阻，流量、杨程，选择冷却水泵和冷却水塔型号。绘制机房位置图、连接图、剖

24、面图。8.1 冷却塔负荷和冷却水循环量的计算 8.1.1 计算公式 沿程损失计算： 参考资料：流体力学泵与风机 沿程阻力系数：=0.026 局部阻力系数：闸阀=1.05 弯头=1.75 变径（100mm变125mm）=0.3 参考资料： 实用供热空调设计手册 （陆耀庆版）8.2 管阻、流量、杨程的计算具体计算参数参看表8.1 冷却水管路数据统计管段管长(m)管径(mm)流速(m/s)雷诺数沿程阻力系数沿程阻力（m）局部阻力系 （m）局部阻力 (m)总阻力(m)10.2561251.96244023.90440.0260.010 2.05 0.402 0.412 22.131251.962440

25、23.90440.0260.085 1.05 0.206 0.291 34.6031251.96244023.90440.0260.184 2.80 0.549 0.733 42.2931251.96244023.90440.0260.092 1.75 0.343 0.435 51.6561251.96244023.90440.0260.066 2.80 0.343 0.660 60.2671251.96244023.90440.0260.011 0.00 0.000 0.000 70.2671251.96244023.90440.0260.011 1.75 0.343 0.354 81.05

26、1251.96244023.90440.0260.042 2.80 0.343 0.591 91.0231251.96244023.90440.0260.041 1.75 0.343 0.384 104.6031251.96244023.90440.0260.184 1.75 0.343 0.527 110.7831251.96244023.90440.0260.031 1.75 0.343 0.374 121.1641251.96244023.90440.0260.047 1.75 0.343 0.390 131.2671251.96244023.90440.0260.051 0.00 0.

27、000 0.051 合计5.833表8.1 管段标记，参看附录128.3 冷却水泵和冷却水塔型号 8.3.1 水泵的选择原则水泵的形式的选择与水管系统的特点、安装条件、运行调节要求和经济性等有关。 8.3.2 水泵的选型 参考资料：大柏电子科技（上海）有限公司 根据系统运行方式，拟订选择2台水泵并联运行。 性能参数见表8.2 表8.2 冷却水泵性能参数型号流量扬程(m)转速(r/min)电机功率额定电流噪音必须汽蚀余量(NPSH)r(m)重量(kg)(m3/h)(L/s)(kW)(A)Db(A)125/90-7.5/28623.910.429607.51865412514339.7101724

28、7.89.6 8.3.3 冷却水塔 8.3.3.1 冷却水塔的选型 名称：角型横流式冷却水塔 型号：CTA-120 参考资料：大连斯频德冷却塔有限公司 8.3.3.2 冷却水塔的优点 a、省空间的小型轻量化 因使用了为横流形冷却塔而设计的高效热交换填充材料，与原来的形状相比，其设置面积大幅度下降，运转重量也大大降低。 b、省电力 因采用了压力损失较小的填充材料并将风机通风管做成漏斗形，从而减少了风机的所需动力。 与低噪音相比，噪音极低行的风机动力变得更小。 省电力极低噪音形因采用了低速高效率风机，所以风机动力小而省电力的型式。 c、运转声音轻微 因采用特为冷却水塔所设计开发FRP制低噪音的轴流

29、风机，从而降低了运转声音。并且符合中国冷却塔工业会的噪音标准值。与低级型噪音相比，省电力极低噪音形的运转声音更为低弱，更为安静。d、良好的耐腐蚀性 塔体和水槽的材料采用了具有良好的耐腐蚀性合成树脂。另外，在充分考虑了防锈的问题后，对骨架等钢材部分采用了热浸镀锌处理。 8.3.3.3 冷却水塔的型号表示8.4 机房位置图、连接图、剖面图 8.4.1 位置图 机房放置在一楼层后面，距楼层5m处，机房的东面墙距宿舍楼东面墙30.578m； 机房的尺寸： 长 11.96m，宽7m,高4m ； 机房内有分水器一台、集水器一台、冷水机组两台、冷冻水泵两台、冷却水泵两台、值班电控室一间。（电控室位于机房西南

30、角，规格：长 2.62m，宽2.2m 。） （具体请参看附录4） 8.4.2 连接图冷水机组出水管径100mm ；分水器冷冻水送水管径65mm，旁通管管径65mm，排污管管径50mm ；集水器冷却水回水管径65mm，旁通管管径65mm，排污管管径50mm ；膨胀水箱连接管管径50mm ； （具体请参看附录5） 8.4.3 剖面图 8.4.3.1分集水器剖面尺寸 分集水器支撑架尺寸：高度700mm，宽度20mm，两支架相距663mm； 水泥底座尺寸：深200mm，长550mm,高处地面50mm,水泥砂浆抹面 厚度20mm，两基座相距138mm。 底板（位于水泥基座上方）：长550mm，宽200m

31、m,厚度15mm；8.4.3.2 冷冻水泵剖面尺寸 冷冻水泵基座：长1031mm，宽550mm，高88mm+250mm； 两水泵基座相距500mm； 预留螺栓孔：孔直径80mm，深250mm，与相邻螺栓孔距离210mm；8.4.3.3冷水机组剖面尺寸 冷水机组底座：长2870mm，宽1130mm，总长度400mm，埋入土壤300mm， 高出地面100mm，基础预留方孔100mm*100mm，深350mm； 两水泵基座相距1000mm。（具体请参看附录6）9 冷冻水系统参数计算及选型 统计风机盘管所需冷冻水管，根据管径和长度、附件等阻力损失，计算冷冻水泵杨程，选择膨胀水箱体积，设计计算凝结水管系

32、统管长度。9.1 冷冻水泵杨程的计算 9.1.1 水泵的选择原则 水泵的形式的选择与水管系统的特点、安装条件、运行调节要求和经济性等有关。 9.1.2 冷冻水泵的选型 名称：密闭型水泵 型号：125/17022/2 9.1.2.1 冷冻水泵性能参数表9.1型号流量扬程转速电机功率额定电流噪音必需汽蚀余量重量/hL/s（m）r/min（kw）AdB（A）（NPSH）r（m）（kg）125/17022/2831.741.329702250705.525513838.337.510646.134.5参考资料：上海凯泉牌 KQPL型屏蔽泵 实用供热空调技术手册（陆耀庆版）9.2 膨胀水箱的选型 9.2

33、.1 膨胀水箱的计算 计算公式：=0.14 式中： -膨胀水箱的有效容积； -系统内的水容量。 =31.2*415.61=12967.032L（31.2参考空调设备水容量计算） =0.014*12967.032=181.54L *2=363.08L *3=544.62L 取值范围：0.36L0.545L 9.2.1 膨胀水箱的参数 有效体积：0.61 外形尺寸：900*900*900 mm 公称面积：0.5 参考资料：实用供热空调技术手册（陆耀庆版）、膨胀水箱容积计算与 安装接管问题哈尔滨大学 邹平华 孙宗宇 李祥宣主编 膨胀水箱容积计算方法 同济大学 刘传聚 滕英武主编9.3 集、分水器计算 9.3.1 分、集水器选型参数表9.2筒体直径旁通管直径排污管直径总流量159mm65mm50mm60.78t/h表9.3基座长750mm底板长550mm宽540mm宽200mm注：两基座的间距为135mm ；分集水器的间距为1000mm ；离墙距离为780mm 。参考资料：分（集）水器 分气缸 中国建筑标准设计研究院 李红霞 审核 于 欣 校对 田瑾 设计 9.3.2 分集水器示意图