1、毕业设计 开题报告 建筑环境与设备工程 宁波北仑港务综合办公楼空调系统设计 一、选题的背景、意义 （所选课题的历史前景、国内外研究现状和发展趋势） 1.1 课题来源概况 本课题研究的题目是宁波北仑港务综合办公楼空调系统的设计，此次毕业设计的任务是要完成建筑物冷、热源空调负荷计算，然后选择空调系统的设计方案和主要设备的选型，画出工程图纸，完成管路系统的设计计算，撰写毕业论文。 1.2 空调的历史及相关 空调是空气调节的简称，是使室内空气温度、湿、清洁度和气流速度（简称四度）保持在一定范围内的一项环境工程技术，它满足生 活舒适和生产工艺两大类的要求。在二十世纪六 ,七十年代 ,美国地区发生罕见的干
2、旱天气 ,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题 ,美国率先研制出风冷式冷水机 ,用空气散热代替冷却塔 ,其英文名称是 :Air cool Chiller,简称为Chiller! 在空调历史中，美国已经发展和改进了有风管的中央单元式系统，并得到了正在现场安装和修理有风管的单元式空调系统的空调设备分销商和经销商的强力支持。 WRAC 是最简单和最便宜的系统，能够很容易的在零售商店中购得，并在持续高温来的时候自己安装。同时，无风管的 SRAC 和 SPAC 自 70 年代起在有别于美国市场的动力下在日本得到发展和改进。之后，设备设计和制造技术在 90 年代被转让到中国，这是通过与当地公司 (包括主要元
3、件如压缩机、热交换器、电劝机、精细阀和电子控制器的本地制造商 )组成的合资公司进行的。在 90 年代中国也从其它先进国家吸收了较大型空调设备的先进高新技术，并与多数是美国的大公司组成合资企业。现今，中国已是一个顶级国家，她的当地主要工厂和合资企业制造了大量 SRAC 和 SPAC 以满足增长的国内市场和出口需要。日本过去几年在把 SRAC和 SPAC 机组出口到中国、欧洲和中东以建立新的市场。但是 中国现今已是最大的空调出口国，在 2001 年出口的 WRAC， SRAC 和 SPAC 机组总数达 500 万台， 2002 年预计有 750 或800 万台机组出口，而日本正在失去出口的地位。
4、1.3 空调的发展趋势 变频空调在日本上市 5 年后，其市场占有率达到 31.1%。而到 2007 年，其市场占有率已达到 99%以上。如今，变频空调的市场已经被开启，很多厂商都认为，变频空调在未来几年会有一个高速发展期，其中技术与价格是厂 1983 年，变频空调在日本上市 5 年后，其市场占有率达到 31.1%。而到 2007 年，其市场占有率已达到 99%以上。如 今，变频空调的市场已经被开启，很多厂商都认为，变频空调在未来几年会有一个高速发展期，其中技术与价格是厂商在这一轮争夺中能够获取多少份额的重要因素。 2009 冷冻年，海信、格力、美的三大国内空调维修巨头表现优异，中怡康统计数据显
5、示， 1-7 月，国产变频空调市场份额之和为 79.39%，而松下、大金、东芝、三菱重工、三星、LG 等洋品牌总计仅为 20.61%，国产变频的市场份额已经接近外资品牌的四倍。 不过其间并非所有的空调企业都对变频的前景持乐观态度，几位国内空调业的老总便公开声称，变频市场并没有定速空调市场成熟，在 未来几年内也不会形成大众市场主流。 2009 冷冻年度，因为变频空调的全面推广，习惯性被业界称之为 “变频元年 ”。在美的等国产品牌的带动下，国产变频空调的市场份额明显提高，主要体现在产能规模、研发水平和市场推广能力的提升。此外，经销体系的完善和整体成本的有效控制，也直接促动了国产变频空调的全面普及。
6、 据国家信息中心预测， 2010 冷年，变频空调占整体销售量比例将超过 20%，市场份额会进一步扩大 ;品牌集中度也会进一步提高，双寡头现象会越发明显 ;产品结构的变化可能会导致整体价格水平有所回升。 随着变频大战的打响，业内 对于概念战、价格战的担忧也不绝于耳。在此之前，各家企业都纷纷拿出了自己的变频技术口号，纷乱嘈杂的口号使得消费者理不清头绪，而本身变频技术的门槛不低，变频空调的突然升温，使得一些没有变频技术的空调企业捉襟见肘。 直到现在，变频与定速空调的口水仗依然没有休止，而 2009 冷年变频空调的突飞猛进也是事实，未来变频空调的份额究竟会到怎样 ?还得经过市场的考验与筛选。 二、相关
7、研究的最新成果及动态 2.1 余热回收技术 热回收技术是暖通空调领域比较成熟和先进的节能环保技术，可以最大限度回收废热，节省机组用电量，提供免费生 活热水；直接减少向大气的废热排放量，尤其对于南方地区具有良好的经济性。目前已将热回收技术成功应用于空气源热泵机组和水冷冷水机组中。目前，全热回收水源热泵机组该技术已经申报了国家专利一项。该技术的研发成功，符合世界空调领域 “节能、环保 ”的发展趋势，同时也符合国家节能减排的号召，具有很高的经济利益和深远的社会利益。 2.2 中央空调低环温空气源系统 低温空气源热泵技术采用了世界领先的补气增焓独有专利技术 利用带辅助进气口的压缩机实现 “准二级压缩
8、”（即经济器系统）来提高热泵系统的经济性能，从而提高热泵系统在低温工 况下的能效比，解决了热泵机组在低环境温度下高效制热问题。采用双向闪发过冷技术，实现制冷制热双向补气，既改善制冷循环性能又大大提高制热性能。采用了四区四维霜控技术是我们为保证空气源热泵机组在低温情况下长期稳定运行 ,通过大量的实践经验，总结出的一套智能动态的的霜控技术。根据室外环境及机组的多变量信息收集 ,进行综合分析计算；根据不同环境温度设定不同的变量参数 ,进行不同除霜模式 ,保证除霜的准确性；最大程度上避免了误除霜、除霜时间过长、除霜过频、不除霜等问题的出现。以上技术的应用，使得 芬尼克兹（ PHNIX）低温空气 源热泵
9、机组能在环境温度 -25 条件下正常工作，同时实现了低温高效制热。 2.2 中央空调低环温空气源系统 地源热泵是利用地下浅层地热资源的既可以供热又可以制冷的环保型空调系统，是一种利用可再生能源、经济有效的节能技术，公司结合当前的形势，决定开发高效、环保、节能、性能可靠的 “高效满液式地源热泵机组 ” 针对地源工况对机组进行优化设计，采用满液式蒸发和经济器循环系统技术，提升机组能效。根据机组整体工艺结构布局，设置二次外置（或内置）油分离器，不仅提高分油效果，也减小了分油过程中的阻力损失。通过在蒸发器内设置集油 槽，利用压差原理将润滑油引回压缩机，实现连续回油。通过对蒸发器回气过热度及电子膨胀阀的
10、控制，实现供液量和液位的精确调控，使系统稳定、高效地运行。通过蒸发器内集气装置的设计，使蒸发液位上气流均匀，蒸发压力均衡，进一步稳定蒸发器内的液位，也有助于系统稳定运行。这些技术在满液式地源热泵机组系统中集成运用，国内外均未见报道。 发展高能效地源热泵产品有助于发展我国环保、节能事业，尤其在建筑节能和减排治污领域，将起到强大的推动作用。该产品符合国家构建循环经济和建设节约型社会的要求，是大规模利用可再生能源的有效途径。高效 满液式地源热泵该产品的产业化，对于我们企业自身来说，将产生新的利润增长点，实现经营收入的大幅提升。该项技术的推广，必将带动整个制冷空调行业的发展，将为我国社会经济建设作出贡
11、献。 2.4 中央空调热泵技术 -空气源 热泵技术： 热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能 设备，可以把消耗的电力变为 3 倍甚至 3 倍以上的热能，是一种高效供能技术。 热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当 今最清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。 热泵技术应用于空调领域的国内企业，凭借着在该领域成熟的技术研发能力，先后开发出空气源热泵、水源热泵、地源热泵、热泵热
12、水器等四大系列热泵产品，并针对不同地域气候条件及资源条件深化产品的技术及种类，获得百余项专利技术。 芬尼克兹（ PHNIX）开发出适合不同地区的系列差异化产品真正满足不同地区对机组的需求， 芬尼克兹（ PHNIX）倡导与地区相适应的空气源热泵机组为用户节约运行费用 ，为国家节约能源，芬尼克兹（ PHNIX）方已成为热泵中央空调领域的领跑者。 2.5 中央空调空气源热泵 空气源热泵是利用空气中所蕴藏的趋于无限的能量，夏天将室内的热量流向温度更高的室外，使房间凉爽；冬天可以利用室外空气中的热量供热，使房间温暖。由于这种中央空调真正的制冷、供暖热量来自室外空气，在夏季制冷时不需要冷却水系统，所以运行
13、成本上非常经济，还可节省大量的水资源，同时系统工作时没有任何污染物产生，非常符合我国节能环保的趋势和政策。但长期以来，普通空气源热泵中央空调只能在我国长江中下游、西南、华南地区应用， 而在北方地区冬季无法正常工作。 1996 年，空气源热泵进行技术改进，芬尼克兹（ PHNIX）机组独有的技术有效解决除霜不彻底的问题，使其在冬季最低温度 -8的长江流域及黄河流域地区成功使用。 经过 2 年潜心研究，芬尼克兹（ PHNIX）最大限度挖掘热泵系统的潜力，再次推出全球唯一实现 -25制热的“北极星系列”低温空气源热泵机组，芬尼克兹（ PHNIX）空气源热泵突破限制应用到华北，特别是西藏地区，彻底改变了
14、北方地区及西藏高海拔气候条件下长期使用煤和燃气供暖的历史，对于改善环境及节约能源起到积极作用。 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 3.1 主要任务与目标 本设计的任务是对建筑物内的地上建筑空间进行夏季空调系统设计、地下室进行通风设计和防排烟设计。 要求学生根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，并通过设计过程，使学生系统地掌握暖通空调设计规则、方法、步骤，锻炼 CAD 快速制图能力，提高读图能力，了解相关专业的配合关系，培养设计过程中与各专业的协调意识，培养学生分析问题和
15、解决问题的能力， 为将来从事建筑环境与设备工程专业设计工作和施工、验收调试、运行管理和有关应用科学的研究及技术开发等工作，奠定可靠的基础。 3.2 工程概况 工程地处宁波市，为一幢六层的多层综合办公建筑。建筑面积 4295.67 ，建筑高度24.60m。各楼层空间分布及建筑功能，具体见建筑设计图。 3.3 设计内容 3.3.1 空调系统 （ 1）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）各系统的消声与抗震； （ 7）空调机房的设计布置。 3.3.2 防排
16、烟系统 地下室的防排烟以及电梯及楼梯前室的防排烟设计。 3.4 设计要求 3.4.1 提供完整的计算书（内容包括中英文摘要，各个系统的具体计算数据，应用的计算公式及其来源，计算过程等），正文不少于 3 万字。 3.4.2 制图要求 图纸内容：图纸目录，首页图，主要设备明细表，平面图，剖面图，系统流程图，大样图以及机房布置图。 要求：图纸数量不少于 7 张 1 号图（或折合成 1 号图），达到施工图水平。 3.4.3 其它要求及 设计难点 （ 1）给其它专业提供配套所需的具体数据和要求（如设备用电、用水量，基础平面尺寸，设备重量等）。 （ 2）完成文献综述和开题报告 , 字数均要求在 4000
17、中文字数以上，同时完成 2000 字以上的外文文献翻译，要有中英文摘要。 我个人认为本设计的难点是在于对建筑中气流组织的分布和建筑负荷的计算。 3.5 设计依据及参数选取 a采暖通风与空气调节设计规范（ GB50019-2003） 民用建筑暖通空调设计措施 高层民用建筑设计防范规范（ GB50045-95） 建筑设计防火规范 空气调 节设计手册 办公建筑空调设计 b 室外设计空调参数 夏季空调设计干球温度： 34.5 夏季空调设计湿球温度： 28.5 冬季空调设计干球温度： -6 冬季空调设计相对温度： 77 c. 室内设计参数 房间名称 室内参数 新风量 室内允许噪声 夏季 冬季 % % 门
18、厅 2729 65 1320 50 1015 50 值班室 2628 65 2022 50 25 50 办公室 2628 65 2022 50 25 45 接待室 2628 65 2022 50 25 45 会客室 2528 65 2022 50 25 45 会议室 2528 65 2022 50 25 45 四 .总结 通过本次开题报告，我对暖通空调有了进一步的了解，包括对空调的发展史，空调节能有了很大的认识。本设计是采用双管同程式，其特点是有利于系统管内延程阻力的平衡，有利于负荷计算。 五、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
19、 （ 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 六、主要参考文献 1 蒋能照 .空调用热泵技术及应用 .北京：机械工业出版社， 1997. 2 章欣，刘
20、宣，周昭茂 .地下水源热泵技术应用及发展 .电力需求侧管理 .2008（ 4）： P37-41. 3 容曦 .地下水源热泵系统应用可行性分析 .暖通空调 .2008.5（ 1）： P31-34. 4 孙凤岭，陈超，冯磊 .地下水源热泵空调系统及其工程设计 .建筑热能通风空调 .2005.24（ 4）： P 58-62. 5 余季鸣 .地下水源热泵在浙江地区的应用分析 .地源热泵专栏 .2007.07（ 4）： P20-23. 6 张香兰 .地下水源热泵系统的应用 .内蒙古石油化工 .2009.01（ 1）： P25-26. 7 范新，谢峤，甄华斌，齐向东 .地下水热泵系统及其应用 .现代空调
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