洁净空调设计说明书.doc

1、安徽理工大学土木工程系毕业设计 安徽理工大学土木工程系毕业设计 1 摘 要 本次设计的是合肥市某厂房洁净空调系统。针对该办厂房的功能要求和特点，以及该地气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该楼的中央空调系统进行系统规划、设计计算和设备选型。 本设计区间由于功能要求需要设计 10000 级洁净空调系统。净化空调系统遵守医药工业洁净厂房设计规范和洁净厂房设计规范（ GB 50073-2013）的相关规定，采用初、中、高效三级过滤器的全空气洁净空调系统，送风、回风采用上送下回式；洁净区回风采用回风竖井下回风形式。设计过程中本着到经济、合理、安全的原则，并对系统运行时 产生的噪声、振动进行了处理。

2、计算完冷、湿负荷。计算风量，风量的计算包括送风量和新风量的计算。风量的计算之初先在I-d图上划出空气的处理过程，然后根据前面的负荷计算结果进行计算，最后根据需要的风量和冷量选择空气处理设备和每个房间的风口。在此基础上，通过对各种空调方式的比较，选择了合理的空调方式。本设计依据有关规范考虑节能和舒适性要求，设计的空调系统采用风机盘管 新风系统， 风机盘管加新风系统的水系统采用同程式。 根据各种计算结果，通过性价比分析，进行了设备选型，确保设备容量、压强、噪声等方面满足要求。本中央空调 系统的设计力求达到经济、舒适、方便、实用，并尽可能满足节能要求。 设计内容包括：空调冷负荷的计算；空调系统的划分

3、与系统方案的确定；冷源的选择；空调末端处理设备的选择；风系统的设计与计算；水系统的设计、布置与水力计算；风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计等内容。 关键词：中央空调系统； 风机盘管 新风系统 ；节能；洁净空调；洁净等级。 ABSTRACT The air-conditioning system is designed for a building in Shanghai. According to the required function, characteristics of the building, and the local atmosphere data, design

4、calculation and products selection are carried out with related references. Firstly, calculating cooling load and damp load of type room . After counting the cooling load and damp load, The mission is the account of air quantity, including the air delivering and air returning. At the beginning of ai

5、r accounting , we should draw the process of air condition 安徽理工大学土木工程系毕业设计 2 on the fig. I-D, then counting by the result. At last choosing the equipments of air condition and air draught in every rooms by the cooling load and air quantity. On this basis, the air-conditioning mode is selected by com

6、paring cooling modes. According to some correlation standard, allow for energy safe and indoor comfort, the air condition system of the design is Fan coil units (FCUs)-fresh air system. The breeze machine dish tube adds the water system adoption of the new breeze system together program.The large co

7、nference room adoption whole air system, adopting sectional air condition machine set. According to the results, the best options are selected. And the options can assure that they would meet the requirements of volume, pressure and noises, etc. This design aims to a economic,comfortable， convenient

8、and practical air-conditioning system. Also it should meet the energy-saving requirement as possible. It contains: cooling load calculation; the estimation of system zoning; the selection of refrigeration units; the selection of air conditioning equipments; the design of air duct system and calculat

9、ion; the design of water system and its resistance analysis; the insulation of air duct plant and chilled water pipes; noise and vibration control; etc. Key words: center air-conditioning system； air-conditioning mode ； Fan coil units (FCUs)-fresh air system;； economy energy. 安徽理工大学土木工程系毕业设计 3 绪论 1.

10、1 空气洁净的概念 1.1.1 洁净空气与空气净化 “空气洁净”可以从两个关联的方面来理解，一是空气净化，表示空气洁净的行为；二是指干净空气所处的洁净状态。 空气洁净的目的是使受到污染的空气 被净化到生产、生活所需要的状态，或达到某种洁净度。 空气净化是采用某种手段、方法和设备使被污染的空气变为洁净的空气。由于空气净化对象不同，净化的内容、方法与衡量标准也各不相同。大气的污染净化的对象来看，有的要解决的是大气污染的问题，有的是以洁净室为对象。然而，对于电子、宇航、高精密度机械制造、某些医疗部门及制药一些对生产环境要求严格的工艺过程或房间，这种相对比较干净的空气依然不符合要求，还需要进一步净化。

11、 1.1.2 洁净室及空气洁净技术 洁净室（区）：是指空气悬浮粒子浓度、含菌浓度受控房间（限定的区域）。 房间（区域）的建造和使用方式要尽可能减少引入、产生和滞留粒子（包括尘粒和菌粒）等，房间（空间）内其他相关参数如温度相对湿度和压力按要求进行控制。洁净区可以是开放式和密闭式，可以位于或不位于洁净室内。 空气洁净技术：（ air clean technology）：洁净室污染控制技术。空气洁净技术还包括为创造污染程度受控的工作环境所采取的所有方法，包括预防性措施。 1.2 空气洁净技术的发展 1.2.1 空气洁净技术的发展 洁净技术是一门新兴的技术。在科学实验和工业生产中，产品加工的精密化、等

12、微型化、高纯度和 可靠性要求具有一个受控的尘埃粒子污染的生产环境。早在 20 世纪 20 年代美国航空业陀螺仪制造过程最先提出了生产环境的净化要求，为消除空气中的尘埃粒子对航空仪器的污染。飞速发展的军事工业，要求防止放射性扩散，提高原材料纯度、零件加工与装配精度，提高元器件和整机的可靠性与使用寿命等，这些都要求有“一个洁净的生产环境”。洁净室在人们的尝试、实践中得到日益广泛的应用，工业生产技术、科学实验在应用洁净技术中获得了丰厚的回报。 安徽理工大学土木工程系毕业设计 4 20 世纪 50 年代初，高效空气粒子过滤器 HEPA（ High Efficiency Particulate Air

13、Filter）在美国问世，是洁净技术的第一次飞跃。这一成就的取得，使美国在军事工业和人造卫星制造领域建立了一些洁净室；日本从 20 世纪 50 年代开始便在半导体制造工厂中应用空气洁净技术；前苏联也在同时编制了所谓的“密闭厂房”典型设计。从 20 世纪 70 年代初开始，诞生了现代的生物洁净室，如在制药工业、化妆品工业、食品工业和医疗部门的手术室、特殊病室等方面的推广和应用。 国内外空气洁净技术的发展都是随着科学技术的发展、工业产品的日新月异，特别是军事工业、航天、电子和生物医药等工业的发展而不断发展的。高 纯度的产品如生产集成电路所需要的单晶硅材料，生产光纤所需要的四氯化硅、四氯化锗材等已由

14、过去的高纯度进入“电子纯”、“超纯”，只有达到入戏高的纯度才能满足现代集成电路、电子元器件、光纤产品所需要的技术条件。 中国洁净技术的研究和应用开始于 20 世纪 50 年代末，第一个洁净室于 1965 年在电子厂建成投入使用，同一时期我国的高效过滤器（ HEPA）研制成功投入生产。20 世纪 60 年代是我国洁净技术的发展的起步时期， 20 世纪 70 年代末开始我国洁净技术随着各行业引进技术和设备的兴起得到了长足进步。 1981 年无隔板高效过滤器和 液槽密封装置通过鉴定并投入生产。随后 0.1m高效空气过滤器研制成功，为研制和生产创造了有利条件。 20 世纪 80 年代我国空气洁净技术和

15、洁净厂房建设取得了明显成果，在建设大规模集成电路工厂、研究所、彩色显像管工厂以及制药工厂的洁净室工程、洁净手术室的同时，建成了一批 5 级（ 100 级）、六级（ 1000 级）的洁净室。为了适应洁净技术的发展，同时也为了使洁净技术健康地发展，为各行业在建设洁净室工程时有法可依，在总结我国发展洁净室技术的经验基础上，吸取消化国际有关洁净室建设的标准、规范的规定，于 1984 年编制了我国首部 洁净厂房设计规范（ GBJ73-84）。 1.2.2 洁净室标准 1.2.2.1 国际洁净室的发展 1961 年世界上最早的洁净室标准 美国空军技术条令 203 问世，随后 1963 年底颁布了第一个军用

16、部分的联邦标准 FS 209,从此联邦标准“ 209”就成为国际上通行的著名的洁净室标准。之后，许多国家相继制定了有关洁净室的标准。 20 世纪 60 年代以来，随着科学技术的进步，医疗水平和人民生活水平的提高，来自药品、化妆品等感染病症和不良反应的问题日益一起人们的关注。人们发现，要确保药品质量，除了应遵照药典规定的特定要 求、配方外，还应具有符合要求的生产环境，以防止生产过程中的微粒和微生物的污染、交叉污染，为此需制定必要的规范、标准，以控制药品生产环境，确保药品质量 7。 1.2.2.2 ISO 洁净室标准简介 ISO 洁净室标准是由全球各标准化团体联合会的 ISO/TC209洁净室及相

17、关受控环安徽理工大学土木工程系毕业设计 5 境技术委员会编制的洁净室标准系列，据了解该系列包括如下部分： 第一部分 ISO 14644-1,空气洁净度等级划分。 第二部分 ISO 14644-2，为认证与 ISO 14644-1 连续的相符性的测试和监测技术要求。 第三部分 洁净室计 量与测试方法。 第四部分 ISO 14644-4 洁净室设计与施工。 第五部分 洁净室运行。 第六部分 术语、定义及单位。 第七部分 隔离与屏障。 第八部分 悬浮分子污染分类。 1.2.2.3 我国洁净室标准 随着我国洁净技术的发展，为了统一洁净室设计、建造的标准及相关的技术措施，在 20世纪 60 70年代国内

18、一些应用洁净技术对工业产品生产环境空气中悬浮粒子进行控制的部门就开始尝试制定等级及相应的技术措施。在 1978 年由国家建委立项编写国家标准洁净厂房设计规范，随后由国家计划委员会批准洁净厂房设计规范GBJ 73-84 为国家标准并正式发布和实施。国家标准洁净厂房设计规范（ GB 50073-2001）中规定的洁净区内空气洁净度等级等同采用国际标准 ISO 14644-1 中有关规定。随后相继颁布以下规范： (1) 洁净厂房施工及验收规范（ JGJ 71-90） 由国家建设部发布的行业标准洁净厂房施工及验收规范是中国建筑科学研究院主编，自 1991 年实施以来，对统一洁净室的施工要求、严格进行工

19、程验收是十分有效的，在统一检测方法、提高洁净室的建造质量等方面起了重要作用。 (2) 医药工业洁净厂房设计规范（ 1996 年） 由原国家医药管理局发布的行业标准医药工业洁净厂房设计规范（ 1996 年）自 1997 年一月实施，它由上海医药设计院主编。医药工业洁净室和洁净区是以微粒和微生物为主要控制对象，同时还还应对其环境温度、湿度、新鲜空气量、压差、照度、噪声等做出规定。 (3) 兽药生产质量管理规范（试行） 国家农业部在 1989 年 12月发布了兽药生产质量管理规范（试行），规定了在我国兽药行业实施 GMP 管理的要求；为了加快 GMP 规范的实施，在 1994 年 10 月发布了兽药

20、生产质量管理规范实施细则（试行），后附四种 制剂的生产管理技术要求作为细则的补充。 (4) 国家标准实验动物环境与设施（ GB/T 14925-94） 由国家技术监督局 1994 年 1 月批准的国家标准实验动物环境与设施（ GB/T 14925-94），自 1994 年 10 月实施。 (5) 医院洁净手术部建设标准 安徽理工大学土木工程系毕业设计 6 国家卫生部颁布的医院洁净手术部建设标准从 2000 年 10 月施行。 1.3 洁净技术的应用 洁净技术在世界上已经经历了半个多世纪的发展，其应用范围愈加广泛，而且技术要求也更为复杂。目前，它的代表性应用领域是在微电子工业、医疗卫生及食品工业

21、等。主要 有： (1) 微电子工业； (2) 半导体工业； (3) 光学工业； (4) 微机械加工业； (5) 纯化学试剂制造业； (6) 制药工业； (7) 医疗器械与移植装置的生产与包装工业； (8) 生物技术工业； (9) 食品与饮料工业； (10) 医院与其他保健机构； 1.4 洁净空调与一般空调的区别 洁净空调与一般空调的区别主要表现在以下几个方面： (1) 主要参数控制 一般空调侧重温度、湿度、新鲜空气量和噪声控制。而洁净空调侧重控制室内空气的含尘量、风速、换气次数、在温、湿度有要求的房间，温、湿度也 是主要控制参数。对于生物洁净室，含菌量时主要的控制参数之一。 (2) 空气过滤手

22、段 一般空调有的只有初效一级过滤，而要求高的是初效、中效两级过滤处理。而洁净室空调则要求粗、中、高三级过滤或粗、中、压高效三级过滤。 (3) 室内压力要求 一般空调对室内压力要求不高。而洁净室空调为了避免外界污染空气的渗入（内部污染物逸出）或不同洁净区不同物质的相互影响，对不同洁净区的正压（负压）均有要求。 (4) 避免外界污染 为了避免外界污染，洁净空调系统材料和设备的选择、加工工艺、加工安装环境、设备部件的存储环境都有特殊要 求。 (5) 对气密性的要求 虽然一般空调对气密性、渗气量有一定要求，但洁净室要求更为严格。 (6) 对土建及其他工种的要求 一般空调房间对建筑布局、热工的等有要求，

23、但安徽理工大学土木工程系毕业设计 7 选材及气密性要求不是很严格。而洁净空调对建筑质量的评价除一般建筑的外观等要求外，还对防尘、防起尘、防渗漏有严格要求。在施工工序安排及搭接上有严格要求，以避免产生裂缝造成渗漏。 1.5 实现洁净的途径 空气净化一方面时送入洁净空气对室内污染空气进行稀释，另一方面是迅速排出室内浓度高的污染空气。为保证生产环境或其他用途的的洁净室所要求的空气洁 净度，需要采取多方面的综合措施才能达到目标，措施包括： (1) 控制污染源，减少污染发生量； (2) 有效地阻止室外的污染物侵入室内； (3) 迅速而有效地排除室内已经发生的污染； (4) 流速控制； (5) 系统气密性

24、； (6) 建筑上的措施。 本设计的任务是合肥某厂房洁净空调系统设计，具体涉及的内容有：空调负荷，空调方式，系统划分，设备布置，空调水系统等方面的内容。 这是本人第二次进行这类系统的设计，这次毕业设计所做的系统有风机盘管 新风系统和集中式空调系统。去年课程设计的过程让我对空调系统有了初步的 了解，但是我发现自己对于专业知识的掌握还不是很牢固，没有很好的完成设计任务。 此次设计过程中还是有很多的收获，班里很多的同学都给了我很多的指导和帮助，这也让我意识到了在进行专业设计的时候团队合作的重要性，这种认识对我以后的学习是很有帮助的。特别需要感谢的是各指导老师，在整个毕业设计过程中，帮我解决了很多设计

25、中存在的问题，悉心地给予指导，在这里由衷地表示感谢。由于本人是初次进行此类设计，因此设计过程中不可避免的遇到了许多问题和困难，但在指导老师耐心教导下，按时完成了本次设计任务。 由于本人水平有限，错误之处在 所难免，恳请批评指正。 2 工程概况及原始资料 2.1 工程概况 此建筑物位于合肥市市区。交通方便。建筑物的总建筑面积为： 11257.65 。空调面积为： 9193 。洁净空调面积为 1438m2。 本建筑是一座厂房，地上四层， 一安徽理工大学土木工程系毕业设计 8 层高 5.1m，二 -四层高 4.2m， 主体建筑高度 17.7m，局部建筑高度 21.6m。 2.2 设计依据 （ 1）采

26、暖通风与空气调节设计规范 (GB50019-2015) （ 2）洁净厂房设计规范 (GB50073-2013) （ 3） 建筑设计防火规范 (GB50016-2014) （ 4） 通风与空调工程施工质量验收规范 (GB50243-2002) （ 5）工业金属管道设计规范 (GB50316-2000) （ 6）工业金属管道工程施工规范 (GB50235-2010) （ 7）工业设备及管道绝热工程施工规范 (GB50126-2008) 2.3 设计参数的确定 2.3.1 室内设计参数 该建筑为多功能多用途的综合性办公建筑，因此室内设计参数因空调房间的功能不同而不同，查采暖通风与空气调节设计规范和公

27、共建筑节能设计标准，各类空调房间的室内设计参数如下表 2 1： 表 2 1 室内设计参 数表 K 值 季节 外墙 内墙 吊顶 外门 内门 外窗 楼板 夏季 0.446 0.612 0.361 1.041 1.185 3.256 2.141 冬季 0.448 0.612 0.383 1.054 1.185 3.256 1.679 (注：表中单位均为 w/m2.K) 2.3.2 围护结构状况 （ 1）外墙： 200mm 厚加气混凝土墙，查实用供热空调设计手册 P697,序号88，传热系数 K=0.86 W/(m2 k)。 （ 2）内墙： 为厚 180mm 内 外粉刷的砖墙， 查实用供热空调设计手册

28、 P701,序号 2，传热系数 K=2.01W/(m2 k)。 （ 3）屋面：保温材料为水泥膨胀珍珠岩，查实用供热空调设计手册 P698,序号 27，传热系数 K=0.6W/(m2 k)。 （ 4）玻璃幕墙： 12mm 中空低辐射玻璃的隐框幕墙 K=2.0W/( m2 k) （ 5）外窗：单层塑钢窗，玻璃为 5mm 厚浅蓝色吸热玻璃，传热系数K=4.704W/( m2 k)。内有浅蓝色布窗帘作为内遮阳， 无外遮阳。 （ 6）门：单层实体木门， K=4.207W/( m2 k) 2.3.3 室外设计计算参数 查空气调节设计手册表 1-3得： 安徽理工大学土木工程系毕业设计 9 （ 1） 地理位置

29、 查 空气调节设计手册 可知“合肥地区”的参数，北纬 3152；东经 117 14；海拔 27.9m； （ 2） 大气压力 冬季 1022.3hPa； 夏季 1001.2hPa （ 3） 室外空气参数， 见表 2 2。 表 2 2 室外空气参数表（合肥） 空气参数 数值 空气参数 数值 夏季空调室外计算干球温度 tw 35 夏季空调室外计算湿球温度 ts 28.1 夏季空调室外日平均温度 twp 31.7 计算日较差 6.90 冬季空调室外计算温度 4.2 冬季室外计算相对湿度 69% 夏季室外平均风速 3.4m/s 冬季室外平均风速 2.7m/s 全年主导风向 C E 年平均温度 15.8

30、2.3.4 动力资料 ： （ 1） 水源：城市自来水。 （ 2） 电源： 220/380V 50HZ 民用动力电。 （ 3） 冷热源 ：根据负荷计算自行设计制冷站，冷水供回水温度为 7/12。热源条件为蒸汽（ 0.6Mpa） 。 2.3.5 空调使用时间 厂房空调使用时间每天 10 小时，即 8： 0018： 00。 2.4 设计任务及要求 2.4.1 设计内容 设计以全年空调系统为主，洁净区空调设计、及空调设备选型设计。 主要内容： (1) 设计参数确定 ,如 室外设计参数、室内设计参数、建筑物设计参数等 ； (2) 空调负荷计算 ； (3) 空调系统方案的选择及空气处理过程的确定 ； (4) 风系统设计及气流组织 ； (5) 消声、减振及保温。