课程设计——明悦山庄暖通空调系统设计.doc

1、西南交通大学本科毕业设计(论文) 建筑环境与设备工程课程设计明悦山庄暖通空调系统设计西南交通大学本科毕业设计(论文) 目录第 1 章 方案部分 .11.1 工程概况 .11.2 设计参数 .11.2.1 室外气象参数 .11.2.2 室内设计参数 .11.2.3 围护结构性能参数 .2第 2 章 负荷估算 .42.1 负荷估算 .42.1.1 负荷估算方法 .42.1.2 冷负荷估算指标 .42.1.3 热负荷估算指标 .52.2 负荷估算 .5第 3 章 冷热源选择 .63.1 冷源的选择 .63.2 热源的选择 .7第 4 章 空调形式 .91.4.3 水、新风系统 .101.5 控制方案

2、 .141.6 其他相关措施 .161.6.1 降噪措施 .161.6.2 减震措施 .161.6.3 保温措施 .17第 5 章 负荷计算 .185.1 计算依据 .18第 6 章 负荷精算 .256.1 负荷计算举例 .25西南交通大学本科毕业设计(论文) 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 1 页第 1 章 方案部分1.1 工程概况该建筑位于四川省成都市，位于北纬 3041，东经 10401，属于夏热冬冷地区，年平均温度为 16.2，海拔为 505.9m。明悦山庄高 4 层，地下一层，地上三层高为 4.5 米。地下一层为库房和机房。制冷机房设在地下一层，冷却塔布置在三层屋面。使用区域为

3、办公室、商铺、大厅、会议室等。1.2 设计参数1.2.1 室外气象参数表 1-1 四川成都室外设计参数表夏季 冬季大气压力 947.7hPa 大气压力 965.1hPa空调室外计算干球温度 31.9 空调室外计算干球温度 1.2空调室外计算湿球温度 26.4 采暖计算温度 2.8通风室外计算温度 28.6 通风室外计算温度 3.0通风计算相对湿度 70 空调计算相对湿度 84*以上数据来自实用供热空调手册第二版1.2.2 室内设计参数本建筑为一综合楼，结合成都地区的室外气象参数，参照公共建筑节能设计标准GB 50189-2005，设计室内参数如表 1-2。西南交通大学本科毕业设计(论文) 第

4、2 页表 1-2 综合楼内各房间室内空气参数表夏季 冬季干球温度 相对湿度 干球温度 相对湿度 新风标准房间类型（） （） （） （） （m 3/h人）保安室 24 55 18 50 25办公室 26 60 20 45 25资料室 26 55 20 45 25会议室 24 55 18 50 18大厅 26 60 18 18商铺 26 60 18 18VIP 室 24 55 18 50 25前台会客区 26 60 18 181.2.3 围护结构性能参数根据公共建筑节能设计标准GB50189-2005，成都属于夏热冬冷区。表 1-3 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位 传热系数

5、 K )(2KmW屋面 0.70外墙（包括非透明幕墙） 1.0底面接触室外空气的架空或外挑楼板 1.0外窗（包括透明幕墙） 传热系数 K)(2Km遮阳系数 SC（东、南、西向/北向）窗墙面积比0.2 4.7 0.2窗墙面积比0.3 3.5 0.55/0.3窗墙面积比0.4 3.0 0.50/0.600.4窗墙面积比0.5 2.8 0.45/0.55单一朝向外窗（包括透明幕墙）0.5窗墙面积比0.7 2.5 0.40/0.50屋顶透明部分 2.7 0.40围护结构的热工参数下：外墙：从外到内为：370mm 砖墙；20mm 石灰、石膏、砂、砂浆。传热系数（夏）为 1.54w/k，传热系数（冬）为

6、1.57w/k，传热系数（内）为西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 3 页1.41w/k；传热衰减为 0.17；传热延迟为 12h。屋面：从外到内为：25mm 预制碎石卵石混凝土 2200；200mm 通风层；5mm卷材防水层；20mm 水泥砂浆找平层；150mm 水泥膨胀珍珠岩 350；5mm 隔汽层；20mm 水泥砂浆找平层；35mm 钢筋混泥土；内粉刷 20mm。传热系数（夏）为0.54w/k，传热系数（冬）为 0.55w/k，传热系数（内）为 0.53w/k；传热衰减为 0.3；传热延迟为 11h。外窗：采用单框双玻塑钢窗，塑料窗框。传热系数（夏）为 2.71w/k，传热系数（冬）为

7、 2.78w/k，传热系数（内）为 2.32w/k；传热衰减为 1；传热延迟为 0.4h，窗框修正系数为 0.84。有内遮阳，内遮阳系数 0.6，综合遮阳系数(CZ)0.44，有效面积系数(Ca)0.75 。内墙：从外到内为：20mm 水泥砂浆；240mm 砖墙；20mm 水泥砂浆。传热系数（夏）为 1.97w/k，传热系数（冬）为 2.02w/k，传热系数（内）为1.76w/k；传热衰减为 0.35；传热延迟为 8.5h。楼板：从外到内为：30mm 水泥刨花板；200mm 热流向下；30mm 沥青玻璃棉毡；100mm 钢筋混凝土；20mm 内粉刷加油漆。传热系数（夏）为 0.66w/k，传热

8、系数（冬）为 0.67w/k，传热系数（内）为 0.64w/k；传热衰减为 0.28；传热延迟为 7.3h。门：单层实体门，厚度 20mm。传热系数（夏）为 4.21w/k，传热系数（冬）为 4.40w/k，传热系数（内）为 3.35w/k；传热衰减为 1；传热延迟为0.4h。西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 4 页第 2 章 负荷估算2.1 负荷估算2.1.1 负荷估算方法估算采用单位面积法，即在空调设计初步阶段，用空调负荷单位面积上的指标乘以建筑物内的空调面积，得出系统负荷的估算值。单位面积指标是指折算到建筑中每一平方米空调面积上所需要的制冷机组的负荷值。各指标值由空调设计手册暖通空调

9、规范实施手册采暖空调制冷手册等查得。在计算空调面积时，由于楼梯间、设备间、走廊、杂物房和卫生间等的自然通风作用，人员停留时间短以及对空气质量要求不高，不需要设计空调，所以不计入空调面积。此外，此次设计建筑负一层为地下车库，故不计入空调面积，仅对一至四层进行负荷估算。负荷估算采用指标法估算公式为：负荷=空调覆盖面积负荷指标。在进行负荷估算前，对各个房间的使用功能以及人员的疏密程度应加以分析，尽可能使套用指标接近实际符合的大小。2.1.2 冷负荷估算指标表 2-1 冷负荷指标的统计值序号 建筑类型及房间名称 冷负荷指标 （W/m 2） 序号 建筑类型及房间名称冷负荷指标（W/m 2）1 保安室 1

10、28-170 5 VIP 室 100-2002 办公室 128-170 6 大厅 180-3003 会议室 150-200 7 商铺 225-3654 资料室 50-75 8 前台、会客区 180-3002.1.3 热负荷估算指标表 2-2 热负荷指标的统计值西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 5 页序号 建筑类型及房间名称 热负荷指标 （W/m 2） 序号 建筑类型及房间名称 热负荷指标 （W/m 2）1 保安室 60-70 5 VIP 室 120-1502 办公室 60-70 6 大厅 90-1203 会议室 60-70 7 商铺 60-804 资料室 50-75 8 前台、会客区 90

11、-1202.2 负荷估算表 2-3 各层冷、热负荷估算汇总层数 房间类型房间总面积 (m2)空调面积冷指标 w/(m2）房间负荷 (kw)空调面积热指标 w/(m2）房间负荷 (kw)保安室 6.75 170 1.1475 70 0.4725办公室 89.68 170 15.24 70 6.2776大厅 808 200 161.6 100 80.8商铺 988.62 300 296.586 80 79.0896第一层单层汇总 1863.69 474.5735 166.6397办公室 167.68 170 28.5056 70 11.7376会客区、前台 45.38 200 9.076 100

12、4.538会议室 39.16 200 7.832 80 3.1328资料室 36.28 143 5.18804 60 2.1768VIP 室 96 173 16.608 120 11.520商铺 1035 280 289.800 80 82.800第二层单层汇总 1400.72 357.01 115.905商铺 911.7 225 205.133 80 72.936第三层单层汇总 911.7 205.133 72.936汇总 1036.72 355.48西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 6 页第 3 章 冷热源选择3.1 冷源的选择冷水机组是一种制造低温水的制冷装置，任务是为空调设备提供冷

13、源。冷水通过冷水泵、管道及阀门送至中央空调系统的喷水室、表面式空气冷却器或风机盘管系统中，冷水吸收空气的热量后使空气得到降温降湿处理。因此，冷水机组在空调系统中占有很重要的地位。常用冷水机组按其制冷原理不同，分为压缩式和吸收式两大类。压缩式冷水机组，根据其压缩机类型不同，可分为活塞式、离心式和螺杆式二种；根据其冷凝器的冷却方式不同，又可分为水冷式和风冷式。 吸收式冷水机组根据其获取热量的途径不同，分为蒸汽热水式和直燃式两种。选择冷水机组的考虑因素包括建筑物的用途，各类冷水机组的性能与特征，当地水源( 包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)条件，建筑物全年空调冷负荷（热负荷

14、）的分布规律以及初投资和运行费用等技术经济指标。在充分考虑上述几方面因素后，还应注意以下几点。首先，制冷机组一般以选用 24 台为宜，中小型规模宜选用 2 台，较大型可选用 3 台，特大型可选用 4 台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。其次，选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量大于 1163kW 时，宜选用离心式；制冷量在 5821163kW 时，宜选用离心式或螺杆式；制冷量小于 582kW 时，宜选用活塞式。螺杆

15、式冷水机组属于中型冷量范围冷水机组，它有如下主要优点：（1）与离心式相比，圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小；（2）体积小，重量轻，单机制冷量大；（3）于缸内无余隙容积和吸、排气阀片，具有较高容积效率；（4）调节方便，制冷量可通过滑阀进行无级调节；（5）易损件少，零部件仅为活塞式的十分之一，运行可靠，易于维修；（6）对湿冲程不敏感，允许少量带液，无液击危险。中央空调冷热源设备选型时，设备制冷(热)量约为设计冷(热)负荷的1.051.10。水源热泵机组选型时，应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时，运西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 7 页行时间短，启动频繁。机组容量

16、合适，运行时间长，有利于除湿。综合以上因素考虑后，冷负荷估算为 1036.72kw，取 10%余量，1036.72*1.1=1140.392kw。本设计冷水机组选择 两 台特灵螺杆机组 RTHB215 标准型，单台制冷量为 615KW；具体参数如下表 3-1 所示夏季提供供/ 回水温度的 7/12的冷冻水至空调末端装置。表 3-1 特灵螺杆机组 RTHB215 标准型具体参数制冷量 蒸发器 冷凝器型号 冷吨（RT） KW输入功率 水流量m/h压力降kpa水流量m/h压力降kpaRTHB215标准型 175 615 129 106 42 128 393.2 热源的选择目前普遍采用的锅炉形式有燃煤

17、锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉和电锅炉。下面就几种锅炉形式的初投资、运行费用和适用性进行比较分析，如下表 3-2 所示。表 3-2 常见锅炉形式的比较锅炉形式 燃煤锅炉 燃气锅炉 燃油锅炉 电热锅炉初投资年折算值（元/m 2年）6.75 7.65 7.0 10.5运行费用（元/m 2年）13.92 28.05 29.45 46.05费用年值（元/m 2年）20.67 35.70 36.46 56.55初投资比例（%）33 21.4 19.2 18.6运行费比例（%）67 78.6 80.8 81.4注：初投资年折算按供热系统安全运行 20 年计算。通过分析各种锅炉形式的费用年值，可知燃煤锅炉为最经济性方案，之后依次是燃气锅炉、燃油锅炉和电热锅炉。但是由于燃煤锅炉对大气污染严重，随着国家对环保问题的重视，燃煤锅炉的排放要求更为严格，很多城市的城区已停止燃煤锅