1、 毕业设计 开题报告 建筑环境与设备工程 北京市银都办公楼空调设计 一、 选题的背景、意义 今天，我们的生活当中已经离不开空调了，各种新型空调还在不断涌现。空调从诞生发展到今天，从简单的空调扇到传统的制冷空调，再到今天节能化、智能化的超空调时代，已经走过了百余年的历程。 进入到 21 世纪，燃气空调的发展前景更为广阔。如今，全球能源专家己充分认识到天然气将是 2l 世纪的全球能源，随着燃气空调的巨大经济效益和社会效益逐渐被世人所了解和认识，燃气空调发展前景非常广阔，燃气空调的优势被全球能源专家和空调专家一致认同，许多国家已经 或正准备实施一系列燃气空调推广措施。 二、相关研究的最新成果及动态
2、近年来，为了满足各阶层消费者的各种需要，国内空调市场上还出现了多种新型空调：（ 1）智能空调，采用人性智能设计，无需人手操作即可自动开关。智能空调还可根据光线强弱、人员多少、内外温差自动调节运行状态，以达到最佳室温。这种顺应趋势发展的空调自然成为新的主流；（ 2）隐形空调，专为中国家庭设计。由于中国家庭的房间面积较小，房间的举架较矮，往往因为安空调占用空间较大而影响了居室的美观。生产专门为中国家庭设计的不占空间甚至能隐形的空调成为发展新的趋势 ；（ 3）双面出风空调，可以上下双面出风的变频空调改变了原有空调单一的送风方式。不直吹人体，不得 “空调病 ”。为可以呼吸的具有双向换新风功能的柜式空调
3、重新定义了健康的概念，将生活质量进一步提高；（ 4）一拖多空调。如今一户多室的住房结构已经成为主要的户型，一套普通的空调不能满足多室要求，购买多套空调既增加了经济负担又影响了房间的美观。一拖多空调的应运而生满足了新结构的新需求，尤其是变频一拖多空调已经成为消费者的首选产品。 展望将来，网络技术的发展必将为空调带来一场全新的技术革命。传统空调的概念将发生 质的改变，空调网络信息时代的到来成为不可逆转的潮流。一些新型空调产品开始预留网络接口，实现网络开放。通过选配的网络控制器可实现千里之外的网络遥控。集中控制器可实现同时控制 128 台空调，为智能化小区物业管理提供便利。高技术、高附加值的特点把空
4、调这种最初简单的舒适品推向了一个全新的概念，成为人们在工作和生活中必不可少的人性化智能家电。 目前，用于中央空调的离心式冷水机组，主要由离心制冷压缩机、主电动机、蒸发器（满液式卧式壳管式）、冷凝器（水冷式满液式卧式壳管式）、节流装置、压缩机入口能量调节机构、抽气回收 装置、润滑油系统、安全保护装置、主电动机喷液蒸发冷却系统、油回收装置及微电脑控制系统等组成，并共用底座。其外形和系统组成如图所示。 1离心式冷水机组特点 离心式冷水机组属大冷量的冷水机组，它有以下主要优点： （ 1）压缩机输气量大，单 机制冷量大，结构紧凑，重量轻，单位制冷量重量小，相同制冷量下比活塞式机组轻 80以上，占地面积小
5、； （ 2）性能系数高； （ 3）叶轮作旋转运动，运转平稳，振动小，噪声较低； （ 4）调节方便，在较大的冷量范围内能较经济地实现无级调节； （ 5）无气阀、填料、活塞环等易损件，工作比较可靠。 离心式冷水机组的缺点主要是： （ 1）由于转速高，对材料强度、加工精度和制造质量要求严格； （ 2）单级压缩机在低负荷时易发生喘振； （ 3）当运行工况偏离设计工况时，效率下降较快； （ 4）制冷量随蒸发温度降低而减少的幅度比活塞式快， 制冷量随转数降低而急剧下降。 2 离心式冷水机组分类 按总体结构形式分为开启式、半封闭式和全封闭式。 按换热器筒体结构型式分为单筒式、双筒式两种型式。 3离心式冷水机
6、组制冷原理 同活塞式冷水机组类似，构成离心式冷水机组的单级循环系统和双级循环系统，其循环原理仍然是由蒸发、压缩、冷疑和节流四个热力状过程所组成的单级和双级蒸气压缩式制冷循环，其工作系统仍然是由蒸发器、离心式压缩机 (单级和双级 )、冷凝器和节流机构 (装置 )四大部件所组成的封闭式工作系统，在满液式卧式壳管式蒸发器中，制冷剂液体在较低的饱和温度 (2 5 )状态下吸收进入蒸发器传热管内冷水的热量（汽化潜热）而沸腾气化 (液态 气态 )，相对的使管内冷水出水温度下降为 7 (标准工况 )，提供给中央空调系统中的气 水热交换器(空气调节箱中的表冷器和风机盘管 )冷却送风，通过管道输送给空调对象，使
7、其内部气温维持在规定的 26 2 (标准空调工况 )人体舒适感范围之内，或其他工作室所要求的非标准空调工况范围，达到中央空调的目的。 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 北京市银都办公楼空调设计 1、该大楼空调工程包括： 10 层全为办公楼（楼梯和走道不设计空调） 2室内设计参数 房间名称 室内参数 新风量m3/(h.p) 室内允许噪声 夏季 % 门厅 2729 65 1015 50 值班室 2628 65 25 50 办公室 2628 65 25 45 接待室 2628 65 25 45 会客室 2528 65 2530 45 3、北京
8、地区基本气象参数： 夏季室外计算干球温度 tw 33.6 夏季室外计算湿球温度 ts 26.3 夏季大气压力 99987Pa 最热月室外计算平均湿度 58% 夏季室外平均风速 2.2m/s 4、本课题具体研究内容： 空调系统 （ 1）根据节能标准选择合适的围护结构材料，进行各功能区域空调负荷的计算； （ 2）各系统方案的确定； （ 3）空气处理设备，制冷制热设备的选择计算； （ 4）气流组织及风系统设计计算； （ 5）水系统设计计算及水泵选择； （ 6）空调机房的设计布置。 (7) 地下车库的通风设计。 （二）研 究方法 1、办公楼的空调特点 建筑特点 本工程为北京市银都办公楼空调设计，总建筑
9、面积为 8992.8m2，共 10 层，带地下层，地下层面积为 1350m2。主体为钢筋混凝土框架、砖混结构。 2、风系统的确定 方案比较 由于是办公楼空调设计，分散式空调系统明显不适用，所以下面讨论集中式和半集中式空调系统 集中式系统与半集中式系统方案比较表 比较项目 集中式 半集中式 风管系统 空调送回风管系统复杂、布置困难 支风管和风口较多时不易均衡调节风量 放室内时不接送、回风管 当和新风系统联合使用时，新风管较小 设备布置与机房 空调与制冷设备可以集中布置在机房 机房面积较大层高较高 有时可布置在屋顶或安设在车间柱间平台上 只需要新风空调机房、机房面积小 风机盘管可以设在空调机房内
10、分散布置、敷设各种管线较麻烦 节能与经济性 可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间 对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济 部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济 灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节 盘管冬夏兼用， 内避容易结垢，降低传热效率 无法实现全年多工况节能运行 使用寿命 使用寿命长 使用寿命较长 安装 设备与风管的安装工作量大，周期长 安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间 维护运行 空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护 布置分散维护管理不方便，
11、水系统布置复杂、易漏水 温湿度控制 可以严格地控制室内温度和室内相对湿度 对室内温度要求严格时难于满足 空气过滤与净化 可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水 过滤性能差 ，室内清洁度要求较高时难于满足 消声与隔振 可以有效地采取消防和隔振措施 必须采用低噪声风机才能保证室内要求 风管互相串通 空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延 各空调房间之间不会互相污染 风机盘管 +新风系统的特点表 优点 1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用 2)各空调房间互不干扰，可以独立
12、地调节室温，并可随时根据需要开停机组 ,节省运行费用，灵活性大，节能效果好 3)与集中式空调相比不需 回风管道，节约建筑空间 4)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装 5)只需新风空调机房，机房面积小 6)使用季节长 7)各房间之间不会互相污染 缺点 1)对机组制作要求高，则维修工作量很大 2)机组剩余压头小室内气流分布受限制 3)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便 4)无法实现全年多工况节能运行调节 5)水系统复杂，易漏水 6)过滤性能差 适用性 适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中 , 需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合
13、根据以上说 明，本设计采用半集中式风机盘管 +新风系统。 3、水系统的确定 同程式系统 优点：同程式系统中系统的水力稳定性好，管子延程阻力相等，各设备间的水量分配均衡，调节方便。 缺点：同程式系统由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大使水泵的能耗增加，并且增加了初投资。 异程式系统 优点：异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。 缺点：采用异程式的系统，各并联环路管长不等，常在每一个并联支路上安装流量调节装置。 由于本设计涉及工程比较大，阻力不好控制，所以采用双管同程式水系统。 4、冷热源的选择 由于 离心式冷水机组的压缩机输气量大，单机制冷量大，结构紧凑，重量轻，单位制冷量重量小，而本办
14、公楼的所需的制冷量用离心式冷水机组比较合适，所以冷热源采用离心式冷热水机组。 难点： 气流组织和风系统的计算 房间采用的是风机盘管加新风系统 在气流组织计算确定风口尺寸时送风量大小是用选型前的风量还是选完的风机盘管的额定风量计算，还有选用什么样的送风方式比较适合等问题都是本设计的难点。 预期达到的目标 设计出节能、舒适、健康符合标准的十层办公楼中央空调系统。同时做好建筑防火系统的设计。 a：办公楼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：办公室采用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
15、行费用。 四、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
16、 答辩 五、主要参考文献 1 陆亚俊 暖通空调 北京：中国建筑工业出版社， 2002 2 马最良 姚杨 民用建筑空调设计 北京：化学工业出版社， 2003 3 付祥钊 流体输配管网 北京：中国建筑工业出版社， 2001 4 陆耀庆 .实用供热空调设计手册 M.北京：建筑工业出版社， 2008 5 GB 50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范 S 6 GB/T50114-2001，暖通空调制图标准 S 7 GB50243-2002，通风与空调工程施工质量验收规范 S 8 GB50189-2005，公用建筑节能设计标准 S 9 电子工业部 .空气调节设计手册 .中国建筑工业出版社 .1995 10 GB50235-97，工业金属管道工程施工及验收规范 S 11 GB50045-95（ 2001 修订版） ，高层民用建筑防火规范 S 12 GBJ16-87(2001 修订版 )，建筑设计防火规范 S
