1、 南京市某住宅建筑 空调系统设计 The Air Conditioning System Design of Housing Construction in Nanjing 系别名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 南京市某住宅建筑 空调系统设计 I 摘 要 本设计为 南京市 某 住宅建筑 的夏季中央空调系统。 暖通空调设计主要是对室内热湿环境、空气品质进行设计，但 这必须在充分了解建筑对暖通空调的要求和暖通空调系统及设备对建筑及其它设施的影响的基础上进行设计。 合理的中央空调系统 ,既满足较高的人体的舒适性要求，又满足工程建造的经济性要求。 所以，设计的每一步均要按照舒适性空
2、调系统设计要求进行。满足人体的舒适感是舒适性空调系统设计的首要目的。 本设计主要对地上一层至地上 十三 层进行空调系统的设计与计算， 总 的空调 面积为 4527.51m，只要求空调夏季制冷 。 本设计采用半集中式空调系统中的风机盘管加新风系统，选用水冷机组制冷冻水供冷 。 此 设计 对空调系统冷负荷、新风量、新风负荷、空气 处理过程、气流组织、空调风系统及空调水系统进行了合理的计算 。 设计时，先计算系统冷负荷，从经济性 、舒适性等方面确定空调方式，根据冷负荷确定风机盘管型号并结合房间尺寸确定送风口的数量及尺寸。 并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并 校 核最不利环路的阻力和压
3、头用以确定新风机组和水泵。 最后，对本设计进行了风道、水系统平面图、机房原理图的绘制。本设计均以相关空调、采暖和通风规范和最新的节能标准为依据结合实践，在保证施工与系统运行经济性的前提条件下，能够使建筑内达到舒适性空调的标准，可保障空调系统正常有效地运 行 关键词： 冷 水机组，风机盘管，冷负荷，新风机组 II Abstract The designing is central air condition system for a housing construction in Nanjing. Hvac design is mainly to the indoor thermal envir
4、onment design, air quality, but it must be fully understand the requirement of building air-condition and hvac systems and equipment for building and other facilities influence is conducted on the basis of design. Good central air condition should not only meet the high comfort able requirement of h
5、uman body,but also theeconomic requirement of engineering and construction.So each step of the design needs to defer to the comfortable air-conditioning system design requirements. Satisfying human bodys comfort is the most important goal of comfortable air-conditioning system design.This building w
6、hich air conditioning occupies 4527.51m.This designing mainly aims at the calculation of central air condition system where from the ground floor to the ground thirteen. Only require air conditioning refrigeration in summer. The designing uses air fan coil systems of a semi-centralized air condition
7、ing system and uses water cooling system to product chilled water for cooling unit. This designing gives a reasonable calculations of cooling load air conditioning system, fresh air, new wind load, air handling process, air distribution, air-conditioning ventilation system and air conditioning syste
8、m. In the design, we should first comput the system s cold load, Select a Air-conditioning system from economy, comfortableness, and determine the size of the Air blower serpentined according to the cold load and unifies the room size to determind supply-air and outlet s quantity and size. and air v
9、olume, the calculation of water, the wind pipe and water pipes to determine the specifications of the road and check the resistance to the most disadvantaged and the loop to determine the pressure head new fans and pumps. Finally, Drawing the chart which combines the air duct, water system plans, sc
10、hematic drawing room.This designing which is related to the design of air conditioning, heating and ventilation specifications and the latest energy efficiency standards can achieve the building air-conditioned comfort standards of air-condition and protect the air conditioning system to normal effe
11、ctive operation with the basis on safe and economic operation. Key words:Water-cooled units,fan coil units,cooling load,fresh air handling unit 南京市某住宅建筑 空调系统设计 III 目录 摘 要 .I Abstract . II 1 绪 论 . - 1 - 2 工程概况 . - 2 - 2.1 原始资料 . - 2 - 2.1.1 室外计算参数 . - 2 - 2.1.2 室内计算参数 . - 2 - 2.2 围护结构资料 . - 3 - 3 空调系
12、统方案的选择与确定 . - 4 - 3.1 中央空调系统的分类与比较 . - 4 - 3.1.1 中央空调系统的分类 . - 4 - 3.1.2 典型空调系统的比较 . - 4 - 3.1.3 空调系统选择的原则 . - 6 - 3.2 新风系统 . - 6 - 3.3 空调水系统的选取 . - 7 - 4 空调冷负荷计算及风量计算 . - 9 - 4.1 冷负荷构成及其计算原理 . - 9 - 4.1.1 围护结构瞬变冷负荷计算原理 . - 9 - 4.1.2 人体、设备、照明散热形成的冷负荷 . - 10 - 4.1.3 新风冷负荷 . - 10 - 4.1.4 夏季湿负荷计算 . - 1
13、0 - 4.2 风量计算 . - 13 - 4.2.1 确定新风处理状态 ： . - 13 - 4.2.2 新风量的确定 . - 13 - 4.2.3 确定总风量与风机盘管风量 . - 13 - 4.3 负荷和风量计算统计 . - 15 - 4.4 风机盘管选型 . - 19 - 4.5 新风机组的选择 . - 23 - 5 空调风系统设计 . - 25 - 5.1 空调房间气流组织 . - 25 - 5.2 气流组织方案 . - 25 - 5.3 风管阀门的选择 . - 26 - 5.3.1 新、排风口调节阀 . - 26 - 5.3.2 风道要求 . - 26 - 5.3.3 电动风阀和逆
14、止阀 . - 27 - IV 5.4 风口布置 . - 27 - 5.4.1 风口选择 . - 27 - 5.4.2 散流器布置 . - 28 - 5.4.3 散流器气流组织 . - 28 - 5.4.4 风管的水力计算 . - 29 - 6 空调水系统设计 . - 36 - 6.1 冷水系统方案确定 . - 36 - 6.2 水系统的阻力计算原理 . - 37 - 6.3 水系统的阻力计算 . - 37 - 6.4.1 沿程阻力 . - 39 - 6.4.2 局部阻力 . - 39 - 6.4.3 水管总阻力 . - 39 - 6.5 水系统的阻力计算统计 . - 40 - 6.6 冷凝水设
15、计 . - 43 - 6.7 冷冻水系统 . - 44 - 6.8 冷却水系统 . - 45 - 7 空调冷源系统设计 . - 46 - 7.1.冷源负荷 . - 46 - 7.2 制冷机组选择 . - 46 - 7.3 冷却塔的选择 . - 46 - 7.4 水泵的选型和计算 . - 47 - 7.4.1 冷冻水泵的选择和计算 . - 47 - 7.4.2 冷却水泵的选择 . - 48 - 7.5 分水器和集水器 . - 48 - 7.6 软化水箱 . - 49 - 7.8 软水器 . - 49 - 8 消声减振 . - 51 - 8.1 概述 . - 51 - 8.2 管道系统消声设计 .
16、 - 51 - 8.3 空调装置的防振 . - 52 - 9 管道保温 . - 53 - 9.1 保温材料 . - 53 - 9.2 保温厚度 . - 53 - 结论 . - 55 - 致谢 . - 56 - 参考文献 . - 57 - 南京市某住宅建筑 空调系统设计 - 1 - 1 绪 论 近年来，建筑业也在持续稳定地向前发展。和以前建筑业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，对室内环境的优化和处理占了很大的一部分 比重。其中最重要的便是空气调节。空气调节 (Air Conditioning)的意义在于“使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参 数达到给定的要求技术”或“使空
17、气处于某种正常状态”。 据此通过一定的方法使某一空间的环境达到某种生产工艺的要求或是某舒适居住环境的要求。由此可见，采用技术手段创造并保持满足一定要求的空气环境，乃是空气调节的任务。随着社会的进步、科技的发展，人民生活水平的提高， 普遍要求在新兴的城市建筑物中采用设备能耗低、符合环境保护要求和智能化操作的中央空调系统。 自 1901 年，美国的威利斯开利博士在美国建立世界上第一所空调实验研究室以来，对于空气调节的定义陆续的在完善。 1930 年后，由于小型制冷机的发展以及可靠性的提高，舒 适空调才扩大到各类商店、旅馆、餐厅以及交通运输工具。舒适空调在 1945 年后进入住宅。 本设计为南京市某
18、住宅空调系统的设计，而且只用于夏季空调制冷，故本设计中只对夏季工况进行计算。计内容包括：负荷计算、风系统设计、水系统设计、风机盘管布置、设备选型及外文翻译等几部分。 本设计 采用的是风机盘管加独立的新风系统。风机盘管加新风空调系统是空气 水式空调系统中的一种主要形式。它以投资少，占用空间小和使用灵活等优势广泛运用于各类建筑中。风机盘管加新风空调系统具有各空气调节区可单独调节，比全空气系统节省空间，比 带冷源的分散 设置的空气调节器和变风量系统造价低廉等优点。目前， 在宾馆客房、办公室 、民用住宅 等建筑中大量采用。 在我国，空气调节的发展并不太迟。工艺空调和舒适空调几乎是同时起步的。 20 世
19、纪 30 年代，曾有过一个高峰时期。 1931 年首先在上海的许多纺织厂安装了带喷水室的空调系统，其冷源为深水井。随后，几座高层建筑的大旅馆和几家所谓“首轮”电影院，先后设置了全空气空调系统。有一家电影院和一家银行，还安装了离心式制冷机。当时，高层建筑装有空调装置，上海是居全亚洲之冠的。随着我国国民经济水平的不断提高，暖通空调的应用越来越广泛，暖 通空调系统的构造日趋复杂，人们对暖通空调系统及工程设计的要求也越来越高。它不仅要求设计人员掌握本专业的的理论知识，同时还要求设计人员掌握本专业工程设计的方法、程序和相关的法规、标准。 毕业设计是工科学校学生的学习环节之一。通过这次对该住宅空调系统的设
20、计，使我们我掌握了工程设计的步骤和基本的建筑规范，了解建筑环境与设备工程专业的工艺设计内容、程序和基本原则，学习设计计算方法和步骤，提高运算和制图能力。培养了独立工作的以及分析，解决一般工程实际问题的能力，为今后参加工作奠定基础。整个工程的设计遵守了相关的设计规 范，对设备的选择也查阅了大量的设计手册和样本介绍，通过经济技术的比较，确定了设计方案、设备选型，并完成了施工图的绘制，在设计说明书中详细的说明了设计的原理、方法，具体的数据也都反映在设计说明书中。 - 2 - 2 工程概况 2.1 原始资料 本工程为 南京市某住宅 中央空调设计 。 该建筑地下一层为电气，水泵机房，地上一十三 层为 民
21、用住宅套房 ， 十四层为设备间， 层高 3m。 本建筑总空调面积 4521.51m2，全楼冷负荷为 414.97kW。 空调设计为舒适性空调。 其他详见建筑条件图。 2.1.1 室外计算参数 室外计算 参数如下表所示 表 2-1 南京 市夏季室外气象参数 夏 季 大气压力 100.400kPa 空调设计温度 25 空调室外计算干球温度 35 空调室外计算湿球温度 28.3 室外平均风速 2.6m/s 空调室外日平均温度 31.54 2.1.2 室内计算参数 室内计算参数如下表所示： 表 2-2 各类型空调房间室内计算参数 季节 温度（） 相对湿度 风速（ m/s） 夏季 24 28 40 65
22、 0.5 此次设计参数的选择 季节 温度（） 相对湿度 风速（ m/s） 夏季 25 55 0.5 南京市某住宅建筑 空调系统设计 - 3 - 2.2 围护结构资料 围护结构相关资料如下： （ 1） 外墙： 十层及十层以下为钢筋 混凝土 剪力墙 300(094003)，夏季传热系数： 2.46W/( K) 。外墙为厚度为 20 mm的 内 粉刷， 300mm的钢筋混凝土 ， 25mm的水泥砂浆， 5 mm釉面砖。 十层以上为 钢筋 混凝土 剪力墙 200(096005)，夏季传热系数： 2.9W/( K) 。外墙为厚度为 20 mm的 内 粉刷， 300mm的钢筋混凝土 ， 25mm的水泥砂浆
23、， 5 mm釉面砖。 （ 2） 外窗：单层塑钢窗 ， 12mm厚的平板玻 璃 。 夏季传热系数： =4.7W/( K) 。 客厅窗高为 2.1m，卧室及其他起居室北朝向窗高为 1.4m，其他为 1.7m。详见建筑条件图。 （ 3） 外门：松木云杉热流方向垂直木纹，夏季传热系数： 3.02W/( K) 。 门高 2.1m。 （ 4） 屋面： 技术措施屋面结构 002， 现浇 02-1-70-2，夏季传热系数： 1.34W/( K) 。 砂砾外表层 5mm，卷材防水层 5mm，水泥砂浆 20mm，（水泥膨胀珍珠岩 350） 50mm，隔汽层 5mm，水泥砂浆 20mm，钢筋混凝土 70mm，内粉刷
24、 20 mm。 （ 5） 人数 人员数 的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的。 本设计为住宅建筑中央空调设计，选择一般卧室及起居室为 0.1（ 人 / ）；高级卧室 0.05（ 人 / ）。 （ 6） 照明、设备 由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风 孔 ， 功率为 20w/m。 一般卧室 设备负荷为 20w/m，高级卧室及起居室为 13w/m。 （ 7） 空调使用时间 住宅 空调每天使用 11小时，即 8： 00 19： 00。 - 4 - 3 空调系统方案的选择与确定 空调风系统一般由空气处理设备和空气分配设备组成，根 据需要，它可
25、组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的性质和用途，热湿负荷的特点，温室度调节和控制要求，空调机房的面积和布置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统 。 初投资和运行费用综合起来较为经济，尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响，减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试。空调系统能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求。 3.1 中央空调系统的分类与比较 3.1.1 中央空调系统的分类 （ 1） 按空气处理设备的集中程度 分 ： 集中式中央空调系统 空气集中于机房内进行处理（冷却、去湿、加热、加湿等），而房间只有空气分
26、配装置。 系统应用有：单风道系统、双风道系统、定风量系统、变风量系统。 半集中式中央空调系统 对室内空气处理（加热或冷却、去湿）的设备分设在各个被调节和控制的房间内，而又集中部分处理设备，如冷冻水或热水集中制备或新风进行集中处理等。 系统应用有：风机盘管新风系统诱导器系统等。 分散式中央空调系统 对室内进行热湿处理设备全部分散于各房间内。 系统应用有：单元式空调机组房间空调器 多台机组型空调器。 （ 2） 按承担负 荷的介质来分 ： 全空气系统；全水系统；空气 水系统；制冷剂系统 。 （ 3） 按空调系统的用途分 ： 舒适性空调系统；工艺性空调系统 。 3.1.2 典型空调系统的比较 现将 集
27、中式（以定风量全空气系统为例）、半集中式（以风机盘管新风系统为例）、南京市某住宅建筑 空调系统设计 - 5 - 分散式（以单元式空调机为例）空调系统进行比较。 （ 1） 集中式空调系统 集中式空调系统将空气处理过程 集中 在一个或几个空气调节机组内进行，然后通过空气输送管道和空气的分配器送至各个 房间 ，典型的为全空气系统，全空气系统一般选用组合式空调器进行空气处理，室内负荷全部由处理过 的空气来负担，系统处理空气量大，所担负的空调面积也较大。因此适用于建筑空间较高，面积较大，人员较多的房间，以及房间温度和湿度要求较高，噪声要求较严格的空调系统。 集中空调系统根据处理空气的来源情况，又分直流式
28、、封闭式和回风式，一般空调系统均为回风式空调系统。回风式空调系统又按送风前在空气处理过程中回风参与的混合次数不同，分为一次回风系统和二次回风系统。先让回风与新风先混合，然后加以处理，达到送风状态，这种只混合一次的集中式系统，称为一次回风式系统。让新风与部分回风混合并经处理后，再次与部分回风混合而达到要求 的送风状态，称为二次回风式系统。为了达到节能的目的，中央空调系统，一般采用回风式，当空调房间内存在有害物质时才采用全新风系统。 集中式系统按送风量变化与否，可分为变风量系统和定风量系统。变风量系统设有可根据室内负荷变化，自动调节送风量的送风装置，当室内负荷减少时，它可保持送水参数不变，而是自动减少送风量来保持室内温度的稳定，这样，由于处理的风量减少，可降低风机功率电耗及制冷机的冷量。定风量系统的送风量固定不变，并且按最不利的情况来确定房间的送风量。因此，与变风量系统相比，变风量系统的初投资高一点，但它节能、 运行费用低，综合经济性好。空调装置的容量越大，采用变风量系统的经济性就越好。 当面单个空调房间积较大，或者室内送风状态相同、热湿比和使用时间也大致相同、且不要求单独调节的多个房间
