1、 毕业设计 开题报告 建筑环境与设备工程 广州市芙蓉宾馆空调设计 一、选题的背景、意义 目前，随着我国经济的逐步增长 ， 人 民 生活 水平的不断提高， 居住条件日益改善 ， 人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。 由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。 二、相关研究的最新成果及动态 1、国外发达国家的空 调系统与国内通常采用的空调系统的比较 从目前国外发达国家空调技术的发
2、展来看，从八十年代起， 新风 空调系统已在发达国家的公共建筑物中出现 。 同时，国内常用的两管制风机盘管加新风系统更无法解决内区房间的冬季制冷问题。欧洲的一些国家更是对建筑物内的空气品质进行检测，如被定为 “ 病态建筑 ” ，该大楼将不允许使用，由此可见发达国家对室内环境的要求标准及室内环保的重要性。 风机盘管是 中央空调 理想的末端产品，风机盘管广泛应用于 宾馆 、办公楼、医院、商住、科研机构。风机将室内空气或室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送入室内，使室内气温降低或升高，以满足人们的舒适性要求 1。 风机盘管加新风系统的 简介及特点 ： 为满足不同场合的设计选用，风机盘管种类有：卧式
3、暗装 (带回风箱 ) 风机盘管、卧式明装风机盘管、 立式暗 装风机盘管、立式明装风机盘管、卡式二出风风机盘管、卡式四出风风机盘管及壁挂式风机盘管等多种。 风机盘管 主要由低噪声电机、盘管等组成。盘管内的冷（热）媒水由机器房集中供给。 风机盘管加新风的特点是：房间可以独立地进行温度调节，设计技术相对简单（因此设计风险不大），设备国产化程度高，投资少（通常我们所谓的高档写字楼，如目前 金融街已建的项目中，大部分的投资在 800元每平方米左右。该投资不包括与空调相配套的配电及自控，并且，只有主要设备，如冷冻及水泵等采用进口设备。）但该系统其缺点是噪音大，新风标准低，灵活性差，维修量大，无法解决人们的
4、舒适度要求，更无法解决室内的空气污染问题。 本工程为广东省 广州 市 芙蓉 宾馆，根据相关要求：为该宾馆提供房间的生活用热水。现用空气能热泵热水机组 +太阳能酒店宾馆热水供应系统。酒店宾馆热水供应，水温 55 60 ，采用太阳能和空气源热泵综合应用提供热水，热水系统采用机械加压送水，并设置保温储水箱 。 考虑经 济、节能、环保等要求，经研究采用 “ 太阳能 +空气热泵 ” 综合应用供应热水。在夏季阳光充足时利用太阳能提供所需的热水，在冬季和阴雨天气太阳能不足时利用空气源热泵热水机组来补充提供热水。这样不管春夏秋冬、白天黑夜、下雨下雪、系统都可以源源不断的从空气中吸收低品位热量用于制生活热水所需
5、要的热量，保证用水温度及用水量，最大程度节能 。 本工程为广州市芙蓉宾馆空调设计，建筑总面积约为 9491.8m2。其中地下停车场面积为1525.1m2。该区基础设施完备，自来水、供电、供热蒸汽、管道天然气、排水等设备完备。根据当地基础设施 情况及考虑宾馆建筑的特点，本工程空调冷热源形式比较适合采用水冷型电动压缩式冷水机组供冷 +汽 水热交换器供热或蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组供冷 +汽 水热交换器供热两种形式。 2、 关于 “ 病态建筑 ” 的话题： 室内的空气污染在欧美已经在政府的控制下严格按照国家规定的法律进行检查，任何病态建筑将不允许使用。中国政府也已开始对室内的空气污染问题进行关注。明
6、年中国将颁布第一部室内健康空气质量标准，该标准将对室内的可吸入颗粒物的多少，二氧化碳的浓度等都将进行严格的规定。根据 WHO 公布的 2002 年世界卫生报告中，室内 环境污染已经与高血压、胆固醇过高症及肥胖症等共同列为人类健康的十大威胁。 世界卫生组织（ WHO）的调查指出，许多在室内工作的人员都患有不同程度的如头痛，疲倦和过度性疲劳等 “ 大厦相关性病症（ BRI），这些相关性病症都与中央空调系统的设计运行有关。检测的结果表明，我国的室内空气的现状已经对人们的健康形成了威胁，各种公共场所室内的空气污染普遍超标，室内空气的质量对人的生命至关重要，如空气中二氧化碳的浓度太高，可以使人疲倦及磕睡
7、；细菌及真菌会增加我们健康受影响的机会，长期接触甲醛、尼古丁及可吸入的悬浮颗粒、二氧化氮 、臭氧和苯等室内空气污染物可损害肺部并引致呼吸系统疾病及增加患癌症的机会。随着明年国家第一部室内空气品质标准出台时间的逼近，最近各种媒体相继报道了室内污染的一些数据，有些数据是令人触目惊心的，特别对北京各大商场的测试表明，室内的细菌含量高于室外 45%以上，二氧化碳含量比室外高 3倍还多（北京地区室外的二氧化碳浓度在 400PPM到 700PPM之间，国内设计规范规定室内的二氧化碳浓度不应超过 1000PPM），空气中氧气量不足，悬浮颗粒浓度高于门外 60%， 9小时后竟达 9倍以上，另外，室内由于装修使
8、用的材料得不到及时 的排除，还会留在空气中，目前，北京的一些高档写字楼经过专业人士的测定二氧化碳的含量过高，导致供氧量的不足，尽管专家们提出开窗通风，可很多建筑物近深很大，属于典型的 “ 内区 ” 房间，根本不具备开窗通风的条件，只有在进行建筑物的室内空调通风设计时考虑机械通风才是解决问题的根本。加拿大卫生组织的一项调查显示： 68%的疾病源于室内空气污染。长期在受污染的空气中工作和生活，会降低人体的免疫功能，甚至会发生严重的病变和死亡。然而，令人担忧的是，许多人对室内环境的污染问题不象对室外的环境污染问题那样重视。 因此如何能够为客户 设计安装一套健康环保的室内空气处理系统应该是每一位工程师
9、、开发商都应考虑的问题，同时，随着人们对环保意识的增强，客户在买楼或租楼时将会更加实际的关注自身的舒适与健康，而不是片面地追求豪华。 三、 课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及 预期达到的目标 （一）研究内容 广州 市一栋十层 宾馆 中央空调的设计 1、该大楼空调工程包括： 地下 层 车库 1层 办公室 2层 服务台 3 10 层客房（楼梯和走道不设计空调） 2、设计参数： 夏季 车库 （层高 3.3m） t=302 =60% 办公室 （层高 3m） t=272 =65% 大堂 （层高 4.5m） t=262 =65% 客房（层高 3.2m） t=282 =65% 3、 广
10、州 地区基本气象参数： 夏季室外计算干球温度 tw 34.20 夏季室外计算湿球温度 ts 27.80 夏 季大气压力 100.287KPa 最热月室外计算平均湿度 66% 夏季室外平均风速 1.50m/s 4、本课题具体研究内容： a：十层大楼各层（客房部各房间）的冷负荷计算 b：整体空调方案以及空气处理方式的确定 c：制冷机组及末端设备选型（包括锅炉的选择） d：泵与风机的选型以及水系统、风系统布置方案确定 e：各层风管、水管的布置图、总系统图、施工图、气流组织图等图纸的绘制 f：对整体空调系统设计的审查、修整。确定所用方案的科学性 。 （二）研究方法 1、 酒店综合楼的空调特点 1）建筑
11、特点 本工程为广州市芙蓉宾馆空调设计，建筑总面积约为 9491.8m2。其中地下停车场面积为1525.1m2。主体为钢筋混凝土框架、砖混结构。一二层为餐厅，大厅，休息厅，三到十层为标准客房。本设计将为该宾馆设计一套中央空调系统，夏季供冷、冬季供热。 2） 使用特点 大堂、餐厅、休息厅采用低速全空气系统，设备简单，初投资较省，维修简便；为防止菜肴味道进入大堂、休息厅，同时考虑到运行时间问题，餐厅应与大堂、休息厅分开设置独立的空调系统 2。考虑到客房的使用率，防 止能源浪费，标准客房层采用风机盘管加独立新风系统，当房间没人的时候，可单独关闭该房间的风机盘管系统。 本设计为酒店的空调系统设计，系统的
12、选定应注意档次和安全的要求 ， 该系统是全部由处理过的空气负担室内空调冷负荷和湿负荷；空气 水系统分为再热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为风机盘管机组系统，全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建筑内一般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗式空调器系统、分体式空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室 内消除室内的余热和余湿。对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，所以全水系统和冷剂系统在本次的建筑空调设计时不宜采用。 终上所述
13、，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。而对于餐厅、门厅等空间较大、人员较多、温度和湿度允许值波动范围小的房间，拟采用全空气系统 3。 风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内 的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量 4。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。 对于空间较大的房间 (比如大厅 )如果设置风机盘管水系统的话会用
14、到较多的末端设备，造成投资上的浪费，因此此类房间采用全空气系统。 难点： 1、机组的选择 采暖通风与空气调节设计规范 第六章 “ 制冷 ” 中有 “ 台数不宜过多 ” 、“ 应与空气调节负荷变化情况及运行调节 要求相适应 ” 、 “ 台数不宜少于两台 ” 等规定。 我们在考虑冷水机组配置时，应注意避免下列 两 种情况。 一要避免机组台数过少，台数过少存在的问题有：负荷可靠性下降，一旦负荷高峰时机组出现故障，影响的比例就大；负荷适应性差，能耗会增高。 二要避免机组台数过多。机组台数过多有如下缺点：单机容量下降，机组 COP下降，能耗高； 机组台数多，配置的循环水泵也多，水泵并联多，并联损失高；机
15、组台数多，配置的循环水泵多，占用机房面积就大。 2、 循环水泵 载冷 (热 )体的输送离不开水泵和风机，水泵和风机的选用和配置是不可缺少的一 环，对工程设计的成败是十分重要的。 关于水泵，经常发生的有以下一些问题。 1、水泵扬程偏大，有些仅需 28 32m水柱的，选了 40 50m 水柱的水泵。多余扬程，一是靠阀门来消耗，其消耗的能量占的比例，个别工程甚至达 70%；二是转变成流量，如某工程，由于流量增加，流速增加，锅炉设备入口的口径配置本来就偏小 (原按 25 温差流量配置 )，引起了锅炉设备的振动。 2、冷热循环水泵不分设。 工程中常见到冷热循环水泵不分设的情况，有的是因为迁就了机房面积偏
16、小，有的则是考虑不周所致。众人周知，供回水温差制冷时一般 为 5 ，制热时一般为 10 ，而且对一般冬冷夏热地区，冬季制热负荷比夏季制冷负荷小，对南京地区，一般前者为后者的 60 80%。即冬季循环水量为夏季循环水量的 0.3 0.4倍，水力损失仅为供冷工况的 9 16%，输送功耗仅为供冷工况时的 2.7 6.4%。所以，若冷热循环水泵不分设，将导致冬季能耗浪费，形成大流量小温差运行。 3、一机一泵配置问题 一机一泵可避免运行一台或 2台机组时，未关掉相应阀门造成水流量旁通，使机组 COP降低，也使水泵运行工况点偏离额定工况点，电耗增加； 电气控制设计方便； 可避免运行人员频繁 人工开或关主机
17、或冷却塔入口阀门，适应部分负荷时的运行。如设联动电动阀，则投资高，阀易坏，系统不可靠。 预期达到 的 目标 设计出节能、舒适、健康符合 人们 标准的十层 宾馆 中央空调系统。 要做到系统性能稳定，安全可靠，性价比高，才能值得业内同行借鉴和推广 5。然而 同时做好建筑防火排烟系统的设计。 a： 宾馆 各层分别设置空调机、具有灵活、操作简单、节省占地和节能等特色 b：采用全空气加新风系统可避免因风机盘管及水管漏水而危害商品和建筑装修，以及维护不便等问题。 c：客房风机盘管加新风的半集中式空调系统：节省空间、布置灵活 （各房间能单独调节控制不住人时可关掉机组不影响其它房间的使用）、节省运行费用。 四
18、、论文详细工作进度和安排 （ 1） 2010.11.01 11.30 搜集资料，完成文献综述、外文翻译 （ 2） 2010.12.0112.25搜集资料，完成开题报告； （ 3） 2010.12.262011.01.20 空调负荷计算； （ 4） 01.21 3.15 选择空调系统，布置风管并绘图，进行气流组织计算； （ 5） 3.16 3.31空调水系统方案确定并绘图，水力计算； （ 6） 4.014.15 选择设备，布置机房并 绘图； （ 7） 4.16 4.30地下车库通风系统设计并绘图； （ 8） 5.01 5.18 绘图及设计说明书整理； （ 9） 5.19 5.31答辩 五、主要参考文献 1电子工业部 .空气调节设计手册 .中国建筑工业出版社 .1995 2张自国、刘峰、韩涛 多联式空调系统与传统水系统中央系统分析比较 长春工程学院学报（自然科学版） 2007年第 8卷第 3期 1009-8984（ 2007） 03-0047-03 3GB/T50114-2001，暖通空调制图标准 S 4中华人民共和国公共建筑节能设计标准 S北京 :中国建筑工业出版社 ,2005 5 吴木荣 浅谈中央空调系统节能改造 PLC&FA 2010 年 8 月 1606-5123（ 2010）08-0051-04
