上海时代广场办公楼中央空调系统设计【毕业论文】.doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 上海时代广场办公楼中央空调系统设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 建筑环境与设备工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目录 前言 . 3 1 设计总说明 . 4 1.1 工程概况 . 4 1.2 计算参数的选择与设计标准 . 4 2 负荷计算及送风量的确定 . 6 2.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法 . 6 2.2 冷负荷构成与计算公式 . 8 2.3 夏季冷负荷计算过程 . 10 3 空调系统的选择及各房间风量与气流组织的计 算 . 25 3.1 系统优点的比较以及选取 . 25 3.2 设计中选择的系统 .

2、 26 3.3 室内气流组织计算 . 30 4 风管水力计算 . 33 4.1 各房间风量和冷量 . 33 4.2 管段尺寸选择及水利计算 . 35 4.3 回风口布置原则 . 44 4.4 回风口风速和形式 . 44 4.5 散流器的尺寸的选择以及风机盘管的选型 . 44 5 水管布置和水管水力计算 . 48 5.1 水管水力计算概述 . 48 5.2 各层水管水力计算 . 53 6 设备的选型 . 55 6.1 水管系统的设备选型 . 55 参考文献 . 59 附录 3 图纸 . 70 毕业论文 - 上 海时代广场办公楼中央空调系统设计 摘 要 本设计对象为上海市时代广场办公楼的空调设计

3、该建筑位于黄埔区的黄金地段，需要设计的房间共三层：地下一层为地下室兼停车库，地上三层为主要的办公楼，需要涉及中央空调。其中楼梯、卫生间不设空调。建筑楼类型主要有大厅，小会议室，大会议室，办公室等。 设计包括负荷计算，气流组织计算，气流组织计算中对个别房间用到散流器，空调系统的选型，风管水管的水力计算，风管、水管的布置，风机盘管的确 定以及机房里面冷水机组，膨胀水箱，冷水塔等其它一些设备的选型。其中负荷计算完整的计算一个房间情况，然后其它房间列表体现；水力计算采用假定流速法。 根据上海本地气象资料，严格按照要求进行设计。本文首先对本楼进行分析，然后进行负荷计算和系统设计，合理选取系统方案，灵活布

4、置，并且考虑到节约安装资金，减少日常维护费用等问题并提出合理方案。 【关键词 】 热负荷 ;送风量 ;水力计算 ;机房布置毕业论文 - Shanghai Times Square office building central air conditioning system design Abstract The object of this design for Shanghai city s Times Square office building air conditioning design. The building is located in the Whampoa Distric

5、t of the gold a sector of an area, need to design a room consists of three layers: Underground layer of the basement and garage parking, three floors on the ground as the main office building, need to central air conditioning.the stair, toilet without air conditioning. Buildings are the main types o

6、f hall, meeting room, conference room, office and so on. The design includes the load calculation, calculation of airflow, airflow calculation for individual room use diffuser, air conditioning system selection, wind pipe and water pipe of the hydraulic calculation, wind pipe, pipe layout, fan coil

7、units are determined as well as the room chiller, expansion tank, water towers and other equipment selection. The load calculation of complete calculation of a room, and other rooms list reflected; hydraulic calculation using the assumption that the flow rate method. According to the Shanghai local

8、meteorological data, in strict accordance with the requirements of the design. This paper first on the floor are analyzed, then the load calculation and design of the system, the reasonable selection of system solutions, flexible layout, and consider to save installation of funds, reduce maintenance

9、 costs and other issues and put forward the reasonable proposal. This paper first on the floor are analyzed, then the load calculation and design of the system, the reasonable selection of system solutions, flexible layout, and consider to save installation of funds, reduce maintenance costs and oth

10、er issues and put forward the reasonable proposal. Key words heat load; air flow; hydraulic calculation; engine room layout毕业论文 - 前言 本设计研究的是办公楼中央空调的舒适性演究，随着人民生活水平的提高，对于自身环境的舒适性有了更高的要求，办公楼这些跟人们日常相关的环境显得尤为重要。本设计主要研究的是中央空调对于环境质量的要求以及节能环保。 进入 90 年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一 。 90 年

11、代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，蓄冷空调技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发 展，以及热泵技术在长江中下游地区的应用。随着生产和科技的不断发展 ,人类对空调技术也进行了一系列的改进 ,同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术 ,已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、 VAV 空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。 空调制冷技术的诞生是建筑技术史一项重大进步，它标志着人类从被动适应宏观自然气候发展到

12、主动控制建筑微气候，在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实的一步。但是对空调的依赖 也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但 20 世纪 70 年代的全球能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的 35%，空调能耗又约占建筑能耗的 50% 60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达 22.75%。因此，建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。于是降低空调能耗也被纳于建筑节能的任务中，如何更好的利用现在的空调技术服务人类同时又能满足建筑能耗的

13、要求，是 现阶段专业技术人员的工作要点。而暖通空调设计方案的好坏直接影响着建筑环境的质量和节能状况。 随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。 毕业论文 - 1 设计总说明 1.1 工程概况 本建筑物 位于上海市。主要内容是 办公楼的室内 空调设计，需要设计的房间共有 四层

14、，其中三四层设计完全一样。 建筑内楼梯、 卫生间 均不设空调，建筑各房间主要是提供办公用途，按轻度劳动计算 1.2计算参数的选择与设计标准 1.2.1室外设计气象参数 夏季空气干球温度： 32.4，湿球温度： 28.2； 1.2.2室内设计计算参数 温度： 24 0.5， 湿度： 65 5% 层高 3.5m 1.2.3房间负荷计算参数的选择 外墙类型 图 1-1 外墙类型 示意图 类型： 型； 壁厚（ mm）： =240mm； 传热系数（ W/m2 k） ： k=1.17 延迟系数： =10h 衰减系数： =0.23 （ 2）玻璃窗结构 查窗传热系数相关资料得：单层 玻璃钢 窗 ,K=4.54

15、 2/Wm K ,挂浅色内窗帘 ,无外遮 阳 , 窗的面积都是 3.8 2m 。 （ 3）照明设备、电子设备及人数 设计层需要进行空气调节设计的房间有三层，房间内具体设备如下： 毕业论文 - 房间 101， 201,301 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台电脑 ,1人。 房间 102,202,302 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台打印机， 6 台电脑，6 人。 房间 103， 105,107,109,113,115,117,119 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1台打印机， 5 台 电脑， 5 人。 房间 104， 1

16、06,108,110,112,114,116,118,120,122,124,126, 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 5 台电脑， 5 人。 房间 121 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台打印机， 6 台电脑， 6 人。 房间 221,323 房间作为杂货间， 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台打印机 ,放 2 台电脑。 房间 203,205,207,209,213,215,217,219 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台打印机， 4 台电脑 ,4 人 房间 204,206,208,210,212,2

17、14,216， 218,220,222,224,226 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台打印机， 5 台电脑 ,5 人 大厅六盏 60 瓦灯， 2 台电脑， 20 人 大厅上空有 10 支功率 60w (包括镇流器 )的日光灯， 15 人 房间 303,305,307,309,311， 313,315,317,319,321 有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯， 1 台打印机， 5 台电脑 ,5 人 房间 304,306,308,310,312,314,316,320,322,324,326， 328,330,332 有 3 支功率为 40W(包括镇流器

18、 )的 日光灯， 1 台打印机， 6 台电脑 ,6 人 房 间 313（中会议室）有 4 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯，投影仪一支（ 300w），一台电脑， 20 人 房间 318（小会议室）有 3 支功率为 40W(包括镇流器 )的日光灯，投影仪一支（ 300w），一台电脑， 15 人 （ 4）其它说明 建筑物内各房间按轻度劳动计算， 作息时间是早上 8 点到下午 5 点。 毕业论文 - 2 负荷计算及送风量的确定 2.1 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法 (1) 外墙瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下 ,外墙瞬变传热形成的逐时冷负荷可按下式计算： tKFCLQ

19、 W （ 2-1） 式中， F 外墙和屋顶的计算面积， m2； K 外墙和屋顶的传热系数 ,W/(m2 K)； 根据外墙的不同类型在参考文献 11附录 9 中给出，查表可得 K=1.95 W/m2*K。 (2)外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室内外温差作用下，玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷，可按下式计算。 tKFCLQ W （ 2-2） 式中 , F 窗口面积， m2； K 玻璃窗的传热系数， W/(m2 K);可由附录查得 ,再根据窗框和遮阳等不同情况修正。表表得单层玻璃的传热系数 K=4.54 W/(m2 K)； (3)透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时

20、冷负荷 CLQ 按下式计算： . jdgsnj JxxCCFC L Q W （ 2-3） 式中， F玻璃窗的面积， m2； Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数 由参考文献 11附录 2 8 查得 Cn=0.5； Cs窗玻璃的综合遮挡系数，无因次；由参考文献 11附录查得 Cs=1 xg 窗的有效面积系数，单层钢窗 0.85 xd 地点修正系数，由参考文献 11附录 2 13 查得。 (4)照明散热形成的冷负荷 计算室内照明冷负荷 根据公式 TZ QJLQ 进行计算 式中， Q 室内照明设备中功率，为 3*40=120 W。 TJL 可查参考文献 11附录 2-15 从表中可知上午 8： 00 的 T

21、JL =0.43。 所以上午 8： 00 室内照明冷负荷为： Tz QJLQ 10 =120 0.43=51.6 W。 将按此方法计算出的室内照明逐时冷负荷列于表中 毕业论文 - 计算工艺设备冷负荷 根据公式 TS QJEQ 进行计算 式中， Q 工艺设备总功率， 1 台打印机 200W， 6 台电脑的总功率为 1800W TJE 可查参考文献 11附录 2-14，则上午 8： 00 的时候 TJE =0.57 W 所以在上午 8： 00 时工艺设备冷负荷为： Ts QJEQ 14 =2000 0.57=1140W。 将按此方法计算出的工艺设备逐时冷负荷列于 表 (5)人体散热形成的冷负荷 查

22、参考文献 11可知：在温度为 24时，成年男子在车间进行轻等劳动会产生显热 70 W/人，潜热 112W/人，湿量 167 g/h.人；成年女子各参数按相同条件下成年男子的 82%计算。 1)人体显热散热量 根据公式 Tr nQJPQ 1 计算 式中 , n 每个房间的人数，； Q 人体显热量； TJP T 时候人体负荷强度系数。可查 参考文献 11附录 2-16 得 TJP =0.52 所以，每个人 8 时散热冷负荷为： Tr nQJPQ 121 1 70 0.52=36.4 将按此方法计算出的人体散热逐时冷负荷列于表 2)人体潜热散热量 根据公式 nQQr 2 进行计算 式中 , n 每个

23、房间的人数 潜Q 人体 潜热量。 所以 nQQr 2 =6 112=672 W。一共 9 小时工作时间，总潜热量为 1108 W、六人为 6048W； 3)人体散湿量 根据公式 ngD 001.0 进行计算 式中 , 1 ， n 人数； g 人体散湿量。 所以人体散湿量为： 毕业论文 - ngD 001.0 =0.001 6 3 167=3.306g/h。 2.2 冷负荷构成与计算公式 2.2.1 冷负荷构成 （ 1）屋顶与外墙 瞬变传热引起的冷负荷 （ 2） 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 （ 3） 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 （ 4） 照明散热形成的冷负荷 （ 5） 设备散热形成的冷负

24、荷 （ 6） 人体散热形成的冷负荷 （ 7） 人体散湿形成的负荷 2.2.2 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 外墙计算公式： tKFCLQ （ 2-1） 式中 , CLQ 外墙或屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷， W； K 外墙和屋面的传热系数， W/(m2K)，由参考文献 11附录 2 9 查取； F 外墙和屋顶的计算面积， m2； t 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，由参考 文献 1附录 2 10 查取 计算时间， h； 围护结构表面受到周期为 24h 谐性温度波作用，温度传道表面的时间延迟， h； 温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构外表面的时间， h； 2.2.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷 负荷 计算公式： t KFCL Q （ 2-2） 式中， CLQ 外窗瞬变传热引起的冷负荷， W； K 传热系数，根据室内外空气传热系数， W/(m2K )； F 外窗的计算面积， m2； t 计算时刻的负荷温差，由参考文献 11附录 2 12 查得； 2.2.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 计算公式 :