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制冷空调程的开题报告
华北电力大学
毕业设计(论文)开题报告
学生姓名:
刘远汉班级:
动力0709
所在院系:
动力系所在专业:
制冷
设计(论文)题目:
济南市某酒店制冷与空调工程设计
指导教师:
谢英柏
2011年3月30日
一、结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写不低于2000字的文献综述。
(另附)
二、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
本课题是对济南市某酒店制冷与空调工程进行设计,该酒店作为一个高档消费场所,对环境提出了较为苛刻的条件。
在夏季,由于渗透空气、设备、照明、人员、热物料和食品等产生冷湿负荷,太阳辐射和室内外温差产生的冷负荷导致了室内热湿环境不良,同时室内空气存在污染物等问题。
为了创造温度适宜、空气清新的舒适环境,必须进行中央空调系统设计。
本课题的内容:
由建筑物使用功能和特点及周围水、电、热、气源等基础资料,确定整个建筑的空调设计方案;空调系统的风量及空调房间的气流组织计算;确定空气处理方案,计算空气处理过程,并选择相关设备;布置空调系统,进行水力计算,并选择相关设备;确定制冷方式,选择制冷剂,并进行制冷循环计算;进行冷凝器和蒸发器等换热设备的计算和设计;进行压缩机和节流机构等设备的选型,并确定制冷剂的充灌量;工程图纸绘制及分析。
本设计将参照有关规范与手册,负荷计算采用冷负荷系数法和面积指标法,水力计算采用假定流速法,采用AutoCAD绘图,按照施工图的设计深度进行。
对“
三、指导教师意见:
1.对“文献综述”的评语:
2.对学生前期工作情况的评价(包括确定的研究方法、手段是否合理等方面):
指导教师:
年月日
济南市某酒店制冷与空调工程设计
1.本课题背景和意义
1.1背景
随着我国人民生活水平的不断提高,近些年来,人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。
空调对于满足人们对某一特定空间内空气的温度、湿度及新风量等要求,提高人体舒适性和人们的工作效率具有重要意义。
因此设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程来满足人们对高生活水平的追求成为了迫切需要。
建筑是人们生活与工作的场所。
现代人类大约有五分之四的时间是在建筑中度过。
温度宜人、空气清新、光照柔和、宁静舒适的环境已成为了现在人们追求的建筑环境标准。
建筑环境由热湿环境、室内空气品质、室内光环境和声环境组成。
空气调节是控制建筑热湿环境和室内空气品质的技术之一。
随着商业建筑不断的增多,人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。
能源的紧缺,节能问题也越来越引起人们的重视。
因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。
1.2意义
空调的意义在于“是空气达到所要求的状态”或“使空气处于正常状态”[1]。
据此,对空气温度、湿度、风速及清洁度进行人工调节,以满足人体舒适性,提高人们的工作效率。
济南市某酒店作为一个高档消费场所,对环境提出了较为苛刻的条件。
在夏季,由于渗透空气、设备、照明、人员、热物料和食品等产生冷湿负荷,太阳辐射和室内外温差产生的冷负荷导致了室内热湿环境不良,同时室内空气存在污染物等问题。
为了制造温度适宜、空气清新的舒适环境,必须对以上问题进行处理解决。
因此,对该酒店进行制冷与空调工程设计是很有必要的。
2.设计现状
暖通空调关系到千家万户的冷暖,关系到人们的健康和安全,关系到工作效率和产品质量,同时暖通空调还是耗能大户,其能耗占全国总能耗15%以上[2],随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,这一比例还在逐年的提高。
因此暖通空调还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染。
一句话,暖通空调是关系到国计民生和国家可持续发展战略的重要行业。
工程设计师影响到暖通空调工程质量最重要的一个环节,暖通空调设计方案直接关系到系统性能特性、能耗、投资和运行费用,因此方案设计是暖通空调设计工作最重要的环节之一[3]。
2.1制冷方法
制冷的方法很多:
常见的有:
物质相变制冷,气体膨胀制冷,绝热放气制冷,电、磁制冷等。
物质相变制冷是利用液体在低温下的蒸发过程及固体在低温下的熔化或升华过程向被冷却物体吸收热量——即制冷量。
因此,相变制冷分为液体气化制冷与固体熔化与升华制冷,由于液体自身具有流动性,液体气化制冷是广泛应用的。
液体汽化成蒸气的过程吸收热量,从而达到制冷的目的,为了使其连续不断地工作,成为一个循环,便必须使制冷剂在低压下蒸发汽化、蒸气升压、高压气体液化和高压液体降压。
蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式和吸附式制冷都具备上述四个基本过程,属于液体汽化制冷[4]。
热电制冷是利用热电效应(即帕尔贴效应)的一种制冷方法。
磁热制冷从机理上说是固体磁性物质在受磁场作用磁化时,系统的磁有序度加强,对外放出热量;再将其去磁,则磁有序度下降,又要从外界吸收热量,磁性离子系统在磁场施加与除去过程中所出现的热现象。
声制冷是利用热声效应的一种制冷方法,热声效应是指可压缩流体的生振荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的时均能量效应[5]。
2.2空气调节系统
空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置组成,根据需要,它能组成许多不同形式的系统。
按负担室内负荷所用的介质种类可分为以下四种形式:
1)全空气系统是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。
此系统要求大断面的风道或较高的风速。
2)全水系统空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质负担。
此系统管道占空间小,但不能解决房间的通风换气问题。
因此通常不单独采用这种方法。
3)空气—水系统同时使用空气和水来负担室内负荷的空调系统。
该系统布置灵活,各个房间可独立调节室温,房间不住人时可方便地关掉机组,不影响其它房间,从而比其它系统较节省运转费用。
4)冷剂系统这种系统是将制冷剂系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿,这种方式通常用于分散安装的局部空调机组,但由于冷剂管道不便于长距离输送,因此这种系统不宜作为集中式空调系统来使用[6]。
3.毕业设计内容
本课题是对济南市某酒店进行制冷与空调工程设计。
原始资料:
1)建筑设计资料
该建筑处于济南,坐北朝南,总建筑面积约6377㎡,地上十二层。
该建筑集娱乐、办公和住宿为一体的综合酒店。
地上一层为大堂、休息室;二层为休息室、办公室;三层为按摩层;四层至十一层为客房;十二层为包厢。
总建筑面积约为7700平方米,空调净用面积为5924平方米。
2)水、电、热源资料
水源:
建筑物的北面有市政给水干管且已入户。
电源:
有380V和220V电源,且用电容量足够。
3)气象资料[7]
济南市地处北纬36o41’,东经116o59’。
表1济南市气象资料
所在城市
济南市
夏季空气调节计算干球温度,℃
34.8
夏季空调日平均温度,℃
31.3
夏季室外湿球温度,℃
26.7
最热月平均温度,℃
27.4
室外计算相对湿度最热月月平均,%
73
室外计算相对湿度最热月14时平均,%
54
计算日较差,℃
6.7
济南市某酒店作为一个高档消费场所,对环境提出了较为苛刻的条件。
在夏季,由于渗透空气、设备、照明、人员、热物料和食品等产生冷湿负荷,太阳辐射和室内外温差产生的冷负荷导致了室内热湿环境不良,同时室内空气存在污染物等问题。
为了制造温度适宜、空气清新的舒适环境,必须对以上问题进行处理解决。
因此,对该酒店进行制冷与空调工程设计是很有必要的。
根据我国《采暖通风与空气调节的温湿度设计规范》(GBJ19—87)中规定,舒适性空调的夏季室内计算参数如下:
温度应采用24~28℃;
相对湿度应采用40%~65%;
风速不应大于0.3m/s。
通过本课题对该酒店进行空调工程设计,以达到如下室内空气指标:
表2室内设计参数
房间名称
温度,℃
相对湿度,%
大堂
26
60
休息室
26
60
办公室
26
60
按摩室
26
60
客房
26
60
包厢
26
60
设计主要内容包括:
1)空调负荷计算;
2)根据建筑物使用功能和特点及周围水、电、热、气源等基础资料,确定整个建筑的空调设计方案;
3)空调系统的风量及空调房间的气流组织计算;
4)确定空气处理方案,计算空气处理过程,并选择相关设备;
5)布置空调系统,进行水力计算,并选择相关设备;
6)确定制冷方式,选择制冷剂,并进行制冷循环计算;
7)进行冷凝器和蒸发器等换热设备的计算和设计;
8)进行压缩机和节流机构等设备的选型,并确定制冷剂的充灌量;
9)工程图纸绘制及相关说明。
4.技术路线
一、工程主要特点
1.大面积的房间比较少,小房间(客房、包厢)占有70%以上;
2.同时使用率占70%左右,除了客房、包厢、按摩室以外,其余空调房间仅在上班时间使用空调;
3.制冷区域独立,房间比较多,需要相互不干扰;
4.由于本建筑是综合性的营业场所,在营业时间内客人众多,空气质量较差,所以必须采用新排风系统。
二、气候特点
济南地处北纬36o41’,东经116o59’,由于受太阳辐射、大气环流和地理环境的影响,属于暖温带半湿润大陆性季风气候。
其特点是季风明显,四季分明,春季干旱少雨,夏季炎热多雨,秋季较为干燥,冬季气温低。
年平均气温14.3℃,极端气温最高40.5℃,最低零下14.9℃。
最高月均温27.4℃(7月),最低月均温,-0.1℃(1月)。
年平均降水量660.7毫米。
年日照时数2088.4小时(2006年)。
三、方案确定
1.空调系统
前面已经提到过,根据负担室内负荷所用的介质种类,空调系统可分为以下四种形式:
全空气系统、全水系统、空气—水系统和冷剂系统。
通过比较其中空气—水系统布置灵活,各个房间可独立调节室温,房间不住人时可方便地关掉机组,不影响其它房间,从而比其它系统较节省运转费用。
同时解决无有组织供应新风的问题。
新风系统的新风量只有全空气系统的15%~30%且无回风管路。
与全空气系统相比,机房面积小,占用建筑面积小[8]。
2.冷负荷计算方法
维护结构的冷负荷计算有许多种方法,目前国内采用较多的是概算指标法、谐波反应法和冷负荷系数法[9]。
概算指标法是以经验指标或者简化计算得出的估算指标进行工程冷负荷估算。
概算指标法计算净度较低,但由于其编制速度快,因此对一般附属、辅助和服务工程等项目,以及住宅和文化福利工程项目或者投资比较小、比较简单的工程项目投资概算有一定实用价值。
谐波反应法的基本原理[10]:
在负荷计算中,得热量形成冷负荷的关键是得热中辐射部分变为冷负荷的比例,因为对流部分直接变成了冷负荷,谐波反应法中辐射扰量转化为冷负荷的过程为:
辐射扰量投到板壁上,相当于引起板壁表面空气边界层温度升高,板壁吸热后温度升高会以对流的形式向房间放热,所放出的热量即为冷负荷。
冷负荷系数是建立在Z传递函数基础上的一种简化计算方法[8]。
该方法把得热计算和负荷计算两步合并成一步,通过冷负荷系数直接从各种扰量源求得分项逐时冷负荷。
冷负荷系数可以根据某地的标准气象、室内设计参数、不同建筑类型等典型条件事先计算成表格查用。
对日射得热采用与负荷强度意义类似的冷负荷来简化计算。
谐波法和冷负荷系数法计算过程繁冗,概算指标法相对来说简单些,本课题的冷负荷计算采用概算指标法。
3.制冷压缩机
空调用的制冷压缩机有往复式、转子式、涡旋式、螺杆式和离心式这五种。
螺杆压缩机可以根据室内负荷的大小进行四级调节(0~25%~50%~75%~100%),使机组始终处于最佳的工作状态下工作,并且螺杆压缩机控制简单,运行稳定、节能,维修方便,占地面积小[11]。
从工程和气候特点来看,根据实际情况,结合投资费用,运行费用等,总得来说本工程采用如下方案:
1)本设计冷湿负荷采用冷负荷指标法计算。
2)空调设计方案采用风机盘管加新风系统。
3)制冷方式初步拟定采用蒸汽压缩式制冷。
4)制冷压缩机初步拟定采用螺杆压缩机。
5.设计特点
本设计冷负荷采用冷负荷系数法;根据本建筑的功能、特点,空调系统采用风机盘管加新风系统,该系统有如下优点:
1.布置灵活性大,节能效果好,各房间能根据室内负荷情况单独调节温湿度,房间不使用时可以关掉机组,不影响其他房间的使用;
2.各空调房间互不相通,不会相互污染;
3.节省运行费用,运行费用与单风道系统相比约低20%~30%;
4.可以承担80%的室内负荷,与全空气系统相比可节省空间;
5.只需要新风机房,机房面积小,风机盘管可以安装在空调房间内。
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