中央空调工程的施工设计.doc
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1、摘 要随着时代巨轮的滚滚前进,社会科技水平的日益发展;随着改革开放以来祖国的经济的空前发展,我国全民生活水平的迅速提高,使得人们对生活环境的要求也进一的提高,继而空调这一数年前的奢侈品,这一“旧时王谢堂前燕”今日飞入了寻常百姓家。小到家用户式空调、中到多联机、以至中央空调系统在我开创了一上广泛发展时期,给人们创造了舒适的生活环境,甚至对于大型公用民用建筑及一些特殊场所来说,空调已经是不可或缺的。然而随着空调已应用的空前发那展,空调使用过程中的巨大能耗,其冷热源及水泵的合理选用、对地我们这样一上人口众多而资源相对缺乏的国家来说与也日益引起 了人们的关注。这其中的 关键之所在空调的设计与选型及其冷
2、热源与水泵的合理选用就显得格外重要。工程中普遍存在大流量、小温差的现象,是因为设计者缺乏详细的水力计算,本设计希望通过认真的设计计算及合理的设备选型力求尽力达到系统的经济性,同时又能很好的满足建筑的功能要求,体现了较高的功效。在设计过程中,阅读了大量书籍、论文、规范对计算方法进行合理的选择,以确保设计能符合工程中的各类规范。本设计为北京市中央空调系统工程设计,共11层,地下1层。 工程采用风机盘管加独立新风,新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值,风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。一层新风系统选用方型散流器平射流形式,而风机盘管加独立新风系统有百叶风口侧送形式。水系统采用闭式双管
3、异程式,冷水泵三台,两用一备,;冷却水泵选三台,两用一备。卫生间通风统一由排风扇接出,在末端安装止回阀。一二层各设两台新风机组,首层大堂等部分房间不设新风,靠大门渗透补充新风。所楼梯间、电梯间不设空调靠其它房间门缝渗透冷风达到温湿度要求。关键词:风机盘管加独立新风系统 舒适性 排风 散流器目 录第1章 工程概述41.1室外气象参数41.2室内设计参数42.1冷负荷理论根据52.1.1房间冷负荷的构成及主要计算公式:52.5热负荷计算1第3章 空调系统方案的确定23.1空调水系统的选取23.2空调风系统的选取43.2.1 空调系统的划分原则43.2.2 方案比较43.3. 系统选择:63.3.1
4、系统选择说明63.4 新风系统7第4章 空调设备选择计算74.1风机盘管的选择计算84.1.1 风机盘管加独立新风系统的处理过程以及送风参数计算84.1.2风机盘管的选择计算104.1.3风机盘管的布置114.2新风机组的选择计算114.2.1新风机组选择计算124.2.2新风机组的布置13第5章空气分布135.1布置气流组织分布145.2散流器选择计算155.3侧送风口选择计算165.4 风系统水利计算175.4.1计算方法175.4.2系统风管道的水力计算举例185.4.3风口布置195.4.4风管的布置及附件:19第6章空调水系统设计206.1 空调水系统的设计原则206.2空调水系统方
5、案的确定216.3冷水系统的水力计算216.3.1冷水系统管段的水力计算举例226.4冷凝水设计236.5冷冻水系统246.5.1冷冻水泵配管布置256.6冷却水系统256.6.1冷却塔的选取256.6.2冷却水泵的选取266.7水系统附件的设计276.7.1膨胀水箱的设计计算276.7.2集水器和分水器286.7.3除污器和水过滤器296.7.4排气阀296.7.5阀门296.7.6水系统安装要求30第7章 通风与防排烟317.1概述317.1.1卫生间通风设计317.1.2设备房的通风设计317.1.3建筑防排烟设计317.2地下室通风设计与计算32第8章 消声、减振与保温设计338.1消
6、声与隔声设计338.2减振设计338.2.1冷冻机、水泵及风机等设备的减振338.2.2管道减振348.3保温设计34参 考 文 献35毕业设计总结36致 谢37参考文献38附表一:全楼冷负荷汇总表39附表二:各房间空调负荷计算表40附表三:空调热负荷计算表62附录四:标准层供水管平面图水力计算书93附录五:二层供水管平面图水力计算书96附录六:首层供水管平面图水力计算书100附录七:标准层回水管平面图水力计算书104附录八:二层回水管平面图水力计算书107附录九:首层回水管平面图水力计算书110附录十:标准层风管水力计算书(假定流速法)114第1章 工程概述绪 论1.1室外气象参数北京地区基
7、本气象参数 1.地理位置: 北京市 2.台站位置: 北纬 39.800 东经 116.470 3.夏季大气压: 998.60 kPa 4.夏季室外计算干球温度: 33.20 夏季空调日平均: 28.60 夏季计算日较差: 8.80 5.夏季室外湿球温度: 26.40 6.夏季室外平均风速: 1.90 m/s1.2室内设计参数表1.2室内设计参数房间类型室温相对湿度噪声声级dB(A)夏季冬季夏季冬季酒店大堂26222250104040-50餐厅26222250104040-50餐厅包间26222250104035-45商务区26222250104040-50商场26222250104035-45
8、标准客房26222250104035-45豪华套房26222250104035-45桑拿26222250104035-45休息26222250104035-45人均新风最按30m3/h客房按每间2人1.3土建资料:1.3.1外墙墙体:传热系数 0.450 W/(m2.) 朝向 西 朝向修正-0.050朝向 北 朝向修正 0.100 朝向 南 朝向修正-0.250朝向 东 朝向修正-0.0501.3.2内墙选用红砖墙体:传热系数 0.450 W/(m2.)1.3.4屋面选用沥青膨胀珍珠岩屋面: 1.3.5.门窗: 外窗 传热系数 2.680 W/(m2.) 内门 传热系数 2.330 W/(m2
9、.)2.1冷负荷理论根据 2.1.1房间冷负荷的构成及主要计算公式:1.人体冷负荷: 由显热散热造成的冷负荷 = 群集系数 * 计算时刻空调房间的总人数 * 一名成年男子小时的显热散热量 * 人体显热散热量的冷负荷系数 由潜热散热造成的冷负荷 = 群集系数 * 计算时刻空调房间的总人数 * 一名成年男子小时的潜热散热量 * 人体潜热散热量的冷负荷系数2.人体湿负荷: 湿负荷 = 0.001 * 群集系数 * 空调房间人数 * 一名成年男子小时散湿量3.灯光冷负荷: 白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 照明设备的安装功率 * 照明散热的冷负荷系数 镇流
10、器装在空调房间内的荧光灯的冷负荷 = 1200 * 同时使用系数 * 照明设备的安装功率 * 照明散热的冷负荷系数 暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯的冷负荷 = 1000 * 反射通风系数 * 照明设备的安装功率 * 照明散热的冷负荷系数 其它冷负荷 = 1000 * 照明实际散热量 * 照明散热量的冷负荷系数4.设备冷负荷: 电热设备冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 利用系数 * 小时平均实耗功率与设计最大功率之比 * 通风保温系数 * 设备安装总功率 * 设备器具散热的冷负荷系数 电动机和工艺设备均在空调房间内的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 输入功率系数 * 设备安装总功
11、率 * 设备器具散热的冷负荷系数 只有电动机在空调房间内的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 输入功率系数 * 设备安装总功率 * ( 1 - 电动机效率 ) * 设备器具散热的冷负荷系数 只有工艺设备在空调房间的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 输入功率系数 * 设备安装总功率 * 电动机效率 * 设备器具散热的冷负荷系数 其它冷负荷 = 1000 * 设备散热量 * 设备散热量的冷负荷系数5.新风冷负荷: 新风全冷负荷Qq = md * 新风量 * (iw - in) / 3.6 其中: md - 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度(1.13kg/m3) iw - 夏季
12、室外计算参数下的焓值(kJ/kg) in - 室内空气的焓值(kJ/kg)6.新风湿负荷: 新风湿负荷Qq = md * 新风量 * (dw - dn) *0.001 (kg/h) 其中: dw - 夏季空调室外计算参数时的含湿量(g/kg) dn - 室内空气的含湿量(g/kg)7.渗透冷负荷: 计算方法同新风冷负荷8.渗透湿负荷: 计算方法同新风湿负荷9.外墙和屋面冷负荷: 冷负荷 CL = F * K( (tl + td) * Ka - tn ) 其 中: F - 外墙或屋面的面积 K - 外墙或屋面的传热系数 tl- 冷负荷计算温度的逐时值 td- 温度的地点修正值, 单位:度 Ka-
13、 温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数, 无因次 tn- 室内设计温度 10.外窗和天窗冷负荷: 该冷负荷可分为三部分: 直射冷负荷, 散射冷负荷, 传热冷负荷 直射冷负荷 CL = Fz * Cz * Dj, max * Ccl 其中:Fz - 窗玻璃的直射面积 Cz - 窗玻璃的综合遮挡系数 Dj, max - 日射得热因数的最大值 Ccl - 冷负荷系数 散射冷负荷 CL = Fs * Cz * Dj, max * Ccl 其中:Fs - 窗玻璃的散射面积 传热冷负荷 CL = F * K( tl - tn ) 11.内围护结构冷负荷: 冷负荷 CL = F * K * Tls
14、 其中 Tls - 邻室温差2.2冷负荷计算本工程共有房间数目: 203个,各个房间冷负荷/湿负荷总计: 见全楼冷负荷汇总表。最大冷负荷(不含新风)出现在: 13:00点钟; 最大冷负荷(不含新风)为: 591250.52 W 面积:8321.16 m2 冷负荷指标:71.05 W/m2最大湿负荷(不含新风)出现在: 8:00点钟; 最大湿负荷(不含新风)为: 149.54 kg/h 面积:8321.16 m2 湿负荷指标:0.02 kg/(h.m2)冷负荷最大值(含新风)出现在14点,负荷总值为1040.91(KW)。全楼冷负荷及各房间分项负荷计算结果见附表一:全楼冷负荷汇总表附表二:各房间
15、空调负荷计算表第 79页 2.5热负荷计算2.5.1主要计算公式: 1.通过围护物的温差传热量作用下的基本耗热量: Qj = K * F * (tn - tw) * a Qj - 通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(或称为基本耗热量), W; K - 该面围护物的传热系数, W/(m2.; F - 该面围护物的散热面积, m2; tn - 室内空气计算温度, ; tw - 室外供暖计算温度, ; a - 温差修正系数. 注:对于内门、内墙、内窗,如果提供了邻室温差, 则基本耗热量计算公式如下: Qj = K * F * 邻室温差 其符号意义同上.该围护结构的附加耗热量等于其基本耗热量. 2.
16、附加耗热量: Ql = Qj * (1 + ch + f) * ( 1 + f.g) + Qj * x Ql - 附加耗热量 ch - 朝向附加率(或称朝向修正系数) f - 风力附加率(或称风力修正系数) f.g- 高度附加 x - 外门附加 3.通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量 Qs(W) : Qs = 0.28 * Cp * V * w * (tn - tw) Cp - 干空气的定压质量比热容, Cp = 1.0 Kj / (Kg * ) V - 渗透空气的体积流量, m3 / h w- 室外温度下的空气密度 Kg / m3 tn - 室内空气计算温度, ; tw - 室外供暖计算温度, ;
17、2.5.2 各房间热负荷值见附表三:空调热负荷计算表第3章 空调系统方案的确定3.1空调水系统的选取冷水系统方案的确定及优缺点如下表:表3.1冷水系统优缺点类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触,仅在系统最高点设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力,水泵压力、功率均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀,输送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同;经过每一管路的长度相等水量分配,调度方便,便于水力平衡需设回程管,管道长度增加,初投资稍高异程式供回水干管中的水流方向相反;经过每一管路的长度不相等不需设回程管,管道长度较短,管路简单,初投
18、资稍低水量分配,调度较难,水力平衡较麻烦两管制供热、供冷合用同一管路系统管路系统简单,初投资省无法同时满足供热、供冷的要求三管制分别设置供冷、供热管路与换热器,但冷热回水的管路共用能同时满足供冷、供热的要求,管路系统较四管制简单有冷热混合损失,投资高于两管制,管路系统布置较简单四管制供冷、供热的供、回水管均分开设置,具有冷、热两套独立的系统能灵活实现同时供冷或供热,没有冷、热混合损失管路系统复杂,初投资高,占用建筑空间较多单式泵冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵系统简单,初投资省不能调节水泵流量,难以节省输送能耗,不能适应供水分区压降较悬殊的情况复式泵冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵可以实现
19、水泵变流量,能节省输送能耗,能适应供水分区不同压降,系统总压力低。系统较复杂,初投资较高变水量系统中的供回水温度保持定值,负荷变化时,通过改变供水量的变化来适应1 输送能耗随负荷的减少而降低2 配管设计,可以考虑同时使用系数,管径相应减少3 水泵容量、电耗相应减少1 系统较复杂2 必须配备自控设备基于本建筑为高层建筑、同时考虑到节能与管道内清洁等问题,因而采用了闭式系统,不与大气相接触,仅在系统最高点设置膨胀水箱,这样不仅使管路不易产生污垢和腐蚀,不需要克服系统静水压头,且水泵耗电较小。根据地理位置和建筑的特点只设一个水系统由于设计属于多层建筑且冷媒水都在同侧回供,水系统可均设为异程式。每个层
20、供回水管路外,各并联环路的管路总长度基本相同,各用户盘管的水阻力大致相等,所以系统的水力稳定性好,流量分配均匀,此系统属于垂直且水平异程系统。因其各使用功能时间差异比较大,负荷分布不均匀等特点,决定采用变水量系统;因单式泵比较简单且建筑只需一个系统分区,所以采用了单式泵系统;因两管制方式简单且初投资少,而且建筑地处北京市,无内区,以及使用无需同时供冷和供热且无特殊温度要求,因而采用了两管制系统。为保证负荷变化时系统能有效。可靠节能的运行,设置三台冷冻水泵和冷却水泵,其中分别设一台为备用水泵;风机盘管供回水管上均设有电动调节阀,对应在制冷机房集水器和分水器之间设置压差调节阀,起旁通之效。依据负荷
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