空调系统设计毕业论文Word文档格式.doc
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1.2.1空调设计必须满足宾馆建筑热舒适指标和卫生要求 1
1.2.2节能空调设计是宾馆建筑节能的重要环节 1
1.2.3防火排烟与安全卫生是宾馆空调设计的重要任务 2
1.3设计任务与意义 2
第2章冷负荷计算 3
2.1原始资料 3
2.1.1室外气象条件 3
2.1.2土建条件 3
2.1.3其他条件 3
2.2冷负荷计算 4
2.2.1夏季建筑围护结构的冷负荷 4
2.2.2人体散热形成的冷负荷 5
2.2.3灯光照明散热形成的冷负荷 6
2.3空调房间内的散湿量计算 6
2.3.1人体散湿量 6
2.4建筑物制冷系统总冷负荷 6
2.5冷负荷计算举例 7
2.6冷负荷计算 7
2.7各分项逐时冷负荷汇总 8
2.8湿负荷计算举例 8
2.9本章小结 8
第3章空调方案的选择集风量计算 10
3.1空调方案的选择 10
3.1.1空调系统选择的一般原则 10
3.1.2本次设计中空调系统的选择 10
3.2客房风量计算 11
3.3本章小结 13
第4章新风机组以及风口的选择 14
4.1新风机组的选择 14
4.2其他系统的新风机组选择及校核 14
4.3送风口的选择 14
4.4标准层风口的选择计算举例 14
4.5一层风口的选择计算举例 15
4.6本章小结 16
第5章风系统管道设计 17
5.1风系统管道的设计方法 17
5.2新风管道水力计算 18
5.2.1管道摩擦阻力计算 18
5.2.2管道局部阻力计算 19
5.2.3新风管道水力计算 19
5.2.3.1标准层通风管道水力计算 19
5.2.3.2标准层右侧环路水力计算 21
5.3本章小结 23
第6章空调冷冻水系统管道设计 24
6.1冷冻水系统水力计算过程 25
6.1.1沿程阻力和局部阻力 25
6.2计算举例 26
6.3本章小结 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录A 33
附录B 42
附表1冷负荷计算 47
附表2风机盘管选型表 60
附表3排风系统设备选型 61
附表4新风系统水力计算(A) 62
附表4新风系统水力计算(B) 64
附表5冷冻水系统阻力计算 66
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-IV-
第1章绪论
1.1课题背景
空调系统最早应用于工厂,随着近代工业和人民生活水平的提高,空调系统也被广泛的应用到了居住和商业建筑中,特别是改革开放以后商业性空调得到了进一步完善和发展,蓄冷空调,低温送风,洁净系统以及末端装置都得到了应用和提高,新的产品和技术更是层出不穷。
旅馆建筑是现代建筑的一个重要组成部分,特别是豪华、高档的高层建筑旅游馆群的兴建,更是一个文明发达国家的标志之一。
为给宾客们创造一个空气清新、“四季如春”、温馨舒适的留宿、餐饮、娱乐、洗浴、游泳和商务办公的理想环境,必须搞好旅馆建筑的空调、制冷、供暖与送排风设计。
1.2宾馆空调设计的重要性
1.2.1空调设计必须满足宾馆建筑热舒适指标和卫生要求
近年来,随着我国改革开放步伐的加快和对外开放政策的贯彻,全国涉外宾馆、饭店和康乐中心建设速度较快,规模也较大,除新建大批项目外,对老饭店的改建、改造工程也相继大踏步进行。
这类新建和改建的宾馆建筑是我国民用建筑中最先步入现代化水准的建筑。
这类建筑的内外装饰华丽多彩,使用功能齐全,一般都装有全年舒适性空调,因此搞好此类建筑物的空调设计,保证各空调房间内的温度、湿度、新风量、风速、噪声和含尘浓度等6项涉及到热舒适标准和卫生要求的舒适性空调室内设计参数,是空调设计者的主要任务,如设计计算失误将给宾馆、饭店和康乐中心造成不可预料的损失,招致此类建筑达不到预定等级,影响声誉并直接关系到客源和经营效益。
可见搞好宾馆建筑空调设计的重要性不言而明。
1.2.2节能空调设计是宾馆建筑节能的重要环节
空调能耗约占宾馆建筑总能耗的60%。
舒适指标和房间卫生要求使空调制冷设备(冬季为供暖设备)和新风、排风设备每时每刻都在运转,因而要消耗大量的能源,空调能耗已成为城市民用能耗大户。
空调设计在保证各等级旅馆建筑和康乐中心热舒适指标和卫生要求的前提下,要尽量降低空调、制冷、供暖和新、排风设备装机容量,并从设计上要为随气候变化而调节与控制开启台数和开启功率打下基础。
决不能为确保热舒适指标而任意加大保险系数,这是摆在空调设计者面前的一个十分迫切重要的问题。
设计中选用性能先进的节能型空调制冷设备室设计者必须遵循的原则
1.2.3防火排烟与安全卫生是宾馆空调设计的重要任务
宾馆建筑和康乐中心如设施齐全、舒适安全并经营得当,必将是人流如潮的公共场所,而此类建筑的空调房间一般均为窗户不开启的密闭性建筑。
因此,空调设计必须要注意到房间空气的吐故纳新——及时排出人们呼出的二氧化碳和人体排泄出的有气味的有机物,并按不同等级的宾馆建筑对新风量的不同指标,将室外新鲜空气经过滤和冷热交换使之达到送入室内状态要求的条件,再经消声处理后补进房间,以确保空调房间的卫生要求。
从防火排烟与安全角度考虑,送风系统(无论是补新风还是全空气风道送风)必须在进入每个房间的墙内加装防火阀,排风设施必须要具备日常排风和发生火警事故时的事故排烟功能,在地下汽车库等处还须设有防烟垂壁等设施,以确保正常情况和非常时期的安全【3】。
1.3设计任务与意义
本次毕业设计论题是《南京东湖酒店空调系统设计》,意在通过四年的专业学习,在老师的指导下进行一次系统完整的空调设计,培养综合运用基础理论知识解决实际工程问题能力,熟练应用绘图软件,提高制图技巧和查阅文献资料能力。
第2章冷负荷计算
2.1原始资料
2.1.1室外气象条件
本设计的地点位于南京,室外设计参数如下所示。
1.地理纬度:
北纬32°
00´
;
2.大气压力:
夏季Pd=100.40KPa;
3.夏季室外计算干球温度:
twg=35.0℃;
4.夏季室外计算湿球温度:
tws=28.3℃;
5.夏季日平均干球温度:
tpg=31.4℃;
6.夏季平均日校差:
tpc=6.9℃;
7.夏季平均风速:
υpj=2.6m/s;
8.夏季室外空气相对湿度:
=65%。
2.1.2土建条件
基本概况
该宾馆为九层建筑,一层建筑层高为4.5m,标层建筑层高3.2m,地面厚度150mm。
维护结构概括
1.墙体结构所有墙体的结构均为:
有外至内是砖墙、泡沫混凝土、木丝板、白灰粉刷。
外墙为370mm厚为主体的Ⅱ类墙体,各参数为:
壁厚370mm,导热热阻:
1.11;
传热系数:
0.78;
单位面积质量:
768;
热容量:
683。
天花板的墙体为240mm厚的Ⅲ类墙体,各参数为:
壁厚:
240mm,导热热阻:
0.95;
0.90;
534;
478。
2.窗户均为钢窗,玻璃为单层6mm厚吸热玻璃。
规格有3000mm×
2100mm、2400mm×
2100mm两种类型,依房间大小而定。
其中,餐厅内设白纱布窗帘;
客房内设紫红深色窗帘;
前门大厅及服务大厅无内遮阳。
玻璃内外表面放热系数分别为=18.7W/(m2℃),=8.75W/(m2℃)。
2.1.3其他条件
1.客房为荧光灯明装,空调设备运行24小时,开灯时间8时,功率204W。
2.大厅为荧光灯暗装,空调设备运行24小时,开灯时间16小时,功率15W/m2。
3.水源条件为城市自来水。
4.电源为220/380V。
2.2冷负荷计算
本次设计采用冷负荷系数法计算冷负荷。
空调房间的冷负荷及湿负荷的计算是确定制冷机的容量、空调系统的送风量和设备容量的基本依据。
空调房间的冷负荷包括建筑维护结构传入室内热量(太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量)形成的冷负荷,人体散热形成的冷负荷,灯光照明散热形成的冷负荷,以及其它设备散热形成的冷负荷。
2.2.1夏季建筑围护结构的冷负荷
由于室内外温差和太阳辐射热的作用,通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷和室内外气象参数(太阳辐射热,室内、室外温度),围护结构和房间的热工性能有关。
传入室内的热量(称得热量)并不一定立即成为室内冷负荷。
其中对流形式的得热量立即变成室内冷负荷,辐射部分的得热量经过室内围护结构的吸热-放热后,有时间的衰减和数量上的延迟。
所以一般需逐时计算。
外墙和屋顶
通过墙体、屋顶的得热量形成的冷负荷,按下式计算:
W (2-1)
式中τ——计算时间,h;
ε——围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用,温度波传到内表面的时间延迟,h;
τ-ε——温度波的作用时间,即温度波作用与围护结构的内表面时间h;
K——围护结构的传热系数,W/m2·
K,可根据外墙和屋面的不同构造查表选取;
F——围护结构计算面积,m2;
Δtτ-ε——作用时刻下,围护结构的冷负荷计算温差简称负荷温差;
为了简化计算按日平均负荷温差Δtp计算负荷。
W (2-2)
式中Δtp——负荷温差的日平均值。
窗户
按前述可知,窗户应将瞬变得热和日射得热形成得冷负荷分开计算。
1窗户瞬变传导得热形成的冷负荷计算式为:
W (2-3)
式中Δtτ——计算时刻的负荷温差,℃,因传导负荷只与气温有关,故按最热月的日较差分区,查表时如果计算的城市室外气温与制表点不同时,应当加以修正;
F——窗口面积;
K——窗户的传热系数,单层窗可取5.8W/m2·
K;
双层钢窗取2.9W/m2·
K。
2窗户日射得热形成的冷负荷(无内遮阳时)由公式(2-4)得出。
W (2-4)
式中Xg——窗户的构造修正系数,本次设计选用的是6mm厚吸热玻璃,取1.00;
Xd——地点修正系数,由查表可得南京的修正系数;
——计算时刻时,透过无内遮阳外窗的太阳总辐射热形成的冷负荷,简称负荷强度,W/m2。
2.2.2人体散热形成的冷负荷
人体散热与性别,年龄,衣着,劳动强度及周围得环境条件等多种因素有关。
人体散发的潜热量和对流直接形成瞬时冷负荷,而辐射散发得热量将会形成滞后的冷负荷。
因此,应采用相应的冷负荷系数进行计算。
为了设计计算方便,计算以成年男子散热量为计算基础。
而对于不同功能的建筑物中的各类人员(成年男子,女子,儿童等)不同的组成进行修正,为此,引入群集系数n´
,表2-1给出了一些建筑物中的群集系数。
表2-1群集系数
工作场所
n´
影剧院
0.89
图书阅览室
0.96
百货商店
工厂轻劳动
0.90
旅馆
0.93
银行
1.00
体育馆
0.92
工厂重劳动
人体显热散热形成的冷负荷,可按式(2—5)计算:
W (2-5)
式中 n——室内总人数;
n´
——群集系数,见表2-1
q1——不同室温和劳动性质时成年男子散热量,W;
T——人员进入空调房间的时刻,h;
τ-T——人员进入房间时刻到计算时刻的的时间,h;
Xτ-Τ——τ-T时间人体显热散热量的冷负荷系数,查表可得。
2.2.3灯光照明散热形成的冷负荷
照明得热属于稳定得热,一般得热量不随时间变化。
根据照明灯具的类型和安装方式的不同,照明设备散热形成的冷负荷可按下式计算:
白炽灯 W (2-6)
荧光灯 W (2-7)
式中N——照明灯具所需功率,W;
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n1=1.2;
当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时,可取n1=1.0;
n2——灯罩隔热系数,当荧光灯罩上部穿有小孔(下部为玻璃板),可利用自然通风散热于顶棚内时,取n2=0.5~0.6;
而荧光灯罩无通风者,则视顶棚内通风情况,取n2=0.6~0.8;
T——开灯时刻,h;
τ-T——开灯时刻到计算时刻得时间,h;
Xτ-T——τ-T时刻照明散热的冷负荷系数。
2.3空调房间内的散湿量计算
空调房间内的散湿量有人体散湿、敞开水面蒸发散湿等,可从工艺提供的资料进行计算。
本次空调系统设计仅考虑人体的散湿量。
2.3.1人体散湿量
人体散湿量可按下式计算:
kg/h (2-8)
式中g——成年男子的小时散湿量,g/h;
2.4建筑物制冷系统总冷负荷
建筑物制冷系统总冷负荷应包括:
1根据各房间不同使用时间、空调系统的不同类型和调节方式,按照各房间逐时冷负荷计算得到的综合最大值;
2新风冷负荷:
W (2-9)
式中Gw——新风量,kg/s;
iw,iN——室外、室内空气焓,kJ/kg。
3风机、风管、水管、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷,可考虑乘以系数1.1~1.2。
2.5冷负荷计算举例
以201双人间为例,说明计算过程
1.已知条件:
层高3.2m;
内墙为240mm砖墙,内外粉刷;
楼板为现浇钢筋混凝土,上为面层,下面反贴木丝板保温层。
左右邻室和楼上、楼下均为空调房间,室温均相同;
2.南外墙面积:
F=6.8×
3.2=21.76m2;
西外墙面积:
F=3.6×
3.2-2.4×
2.1=6.48m2;
3.西外窗面积:
F=2.4×
2.1=5.04m2,K=5.94W/(m2·
K);
4.室内温度tN=24℃,相对湿度φ=65%;
5.空调设计运行时间24小时;
6.室内压力稍大于室外大气压力。
2.6冷负荷计算
1.南外墙冷负荷,选定计算时刻8:
00~24:
00,根据选定的墙体,查表得冷负荷计算温度逐时值,即可算出外墙逐时冷负荷。
例如在8:
00时刻查表算得=11.2,则由公式(2-1)可算出:
=0.78×
21.6×
11.2=190.1W
由同样方法可算出其他时刻的冷负荷,列于附录冷负荷计算表中。
2.西外墙冷负荷如下。
=0.78×
6.48×
15=75.81W
3.西外窗日射得热冷负荷如下。
=0.75×
5.04×
538×
0.15=305.05
4.西外窗温差传热引起的冷负荷如下。
=3.03×
4.9=74.83
5.人体散热形成的冷负荷,宾馆属于极轻劳动,通过查表知,当室温为25℃时,成年男子每人散发的显热和潜热分别为65W和68W,由表2-3查得群集系数n´
=0.93,查表得计算时刻冷负荷系数,则由公式(2-5)得人体显热散热形成的冷负荷
=2×
0.93×
133=247.38W
6.灯光照明形成的冷负荷,照明得热属于稳定得热,一般得热量不随时间变化。
此房间为荧光灯明装,镇流器消耗功率系数n1取1.2,灯罩隔热系数n2取0.6,照明功率40W;
灯光照明散热形成的冷负荷由公式(2-7)可得。
=0.6×
60×
3×
0.95=102.6W
另外,标准双人间还需考虑电脑的冷负荷,查资料可大概取350W。
2.7各分项逐时冷负荷汇总
由于室内压力高于大气压力,所以不需考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。
现将上述各分项计算结果列于表2-2中,并逐时相加,以便求得该房间单间内的冷负荷值。
由表2-2可知,此单间最大冷负荷出现在17:
00左右,其值为2227.46W。
建筑总冷负荷汇总将附表1。
表2-2总冷负荷汇总表
计算时刻τ
8:
00
10:
12:
14:
16:
18:
20:
22:
南外墙
190.1
185
179.9
173.1
168.03
166.33
152.75
157.85
西外墙
75.82
74.81
72.78
70.76
68.23
66.72
65.71
西外窗瞬时负荷
74.83
106.89
134.38
151.18
155.76
146.6
120.64
97.73
西外窗日射得热
305.05
345.72
366.06
752.45
1057.49
1118.5
467.74
406.73
人体散热冷负荷
247.38
照明散热冷负荷
102.6
电脑冷负荷
350
总计
645.79
712.43
753.14
1147.52
2029.86
2078.5
1387.18
1309.37
最大冷负荷
2227.46
出现时间
17:
2.8湿负荷计算举例
本次设计只考虑人体散热,以201双人间为例说明计算过程。
查表得群集系数=0.93,室内温度为25℃时,成年男子的小时散湿量为g=102g/h,由公式(2-8)可得该房间内散湿量为:
kg/h
2.9本章小结
本章的任务是计算建筑物的冷负荷与湿负荷,是空调设计的第一步,空调房间的冷负荷及湿负荷的计算是确定制冷机的容量、空调系统的送风量和设备选择的基本依据,准确的负荷计算是正确选择设备的保障,是保证空调系统安全可靠、经济运行的基础。
在计算过程中要注意单位的换算,从而准确的计算。
在负荷计算举例中只以标层201房间为例,其他房间的负荷计算结果见附表1。
第3章空调方案的选择集风量计算
3.1空调方案的选择
3.1.1空调系统选择的一般原则
在实际的工程设计中,可以根据实际情况选取空调系统。
通常需要考虑的指标有:
经济性指标-初投资和运行费用或其综合费用;
功能性指标-满足对室内温度、湿度、或其他参数的控制要求的程度;
能耗指标-能耗实际上已反应在运行费用中,但有时为其它费用所掩盖,此外,应当尽力选择节能型系统;
系统与建筑的协调性-如系统与装修,系统与建筑空间及平面之间的协调;
其它,如维护管理方便性,噪声等。
系统的选择实质是寻求系统与建筑的最优搭配。
单风道定风量全空气一次回风空调系统在空调工程中,一次回风单风道空调系统是最基本、最典型、最重要的系统。
它是依靠单一的送回风管道,夏季将冷风,冬季将热风集中送往各空调房间,而不在各房间使用各种末端空调设备的空调方式。
室内全部冷(热)负荷均由集中处理过的、有风道送往各房间的空气承担。
空气-水风机盘管系统该系统中以风机盘管为主负担空调房间的冷(热)负荷,风机盘管一般安装在每个空调房间(装一台或数台),而新风则是通过独立的新风机组和新风管道送入每个空调房间。
一台新风机组可负担众多的空调房间或承担一层房间的新风。
新风机组可安装在新风机房内(卧式或立式),也可安装在房间的顶棚内。
从风机盘管的结构特点来看,它的优点是:
布置灵活,各房间可独立调节室温,房间不住人时可方便地关掉机组(关风机),不影响其他房间,从而比其它系统较节省运转费用。
此外,房间之间空气互不串通。
又
因风机多档变速,在冷量上能由使用者直接进行一定的调节,适用于进深小于6m的房间。
3.1.2本次设计中空调系统的选择
在本次设计中客房采用风机盘管加新风系统。
1.客房负荷及特点,客房由于面积较小,
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