1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 长沙市九州宾馆空调和太阳能热水系统设计 所在学院 专业班级 建筑环境与设备工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 本设计 长沙市九州宾馆建筑空调和太阳能热水系统设计 ， 一层为商铺，二至四层为客房。 全楼冷负荷为 120.54kW，采 用集中供给空调方式，制冷机组采用 风冷模块机组 ，型号为 KHAH025P，其制冷量为 65 kW。 根据房间用途不同，通过方案比较，采用了风机盘管加新风调系统形式。风机盘管为卧式暗装， 新风不承担室内负荷， 室内回风与新风混合后经双层百叶风口送出。 新风从墙洞或新风竖井引入，再由机房的新
2、风机组集中处理后供应。冷冻水由 屋顶 的冷冻机房供给，采用了闭式同 程 两管制水系统。 水管用泡沫橡塑保温，风管采用离心玻璃棉保温。 该地区的年总太阳辐照量（水平面）为 4030 MJ/，则年平均日太阳辐照量（水平面）为 11.04MJ/。布局太 阳能集热器总共 36 组，集热面积约为 162m2，集热器占地面积真空管 1080支。每天太阳能系统实际产热水量约为 8940L。选择直流式太阳能热水循环系统。 依据相关的设计手册所提供的参数，进一步完成新风机组、 风机盘管 、冷水机组等的选型，从而将其反应在图纸上，最终完成整个空调系统设计。 关键词 ： 风机盘管加独立新风系统； 制冷机组； 直流式
3、太阳能热水循环系统。 II Abstract This design is about the ground source heat pump (GSHP) for central air conditioner engineering of a commercial building that locates in Shanghai. There are 19 floors on the ground and a floor underground. My design is parts of the ground floors. The cold duty of the whole bui
4、lding is 997.1 kW, I choose central air conditioning for this building, the refrigerating machine is ground source heat pump which model is JNSRS-1230, and the cooling capacity are 1148 kW. According to different functions of the rooms, PAU+FCU system and complete air system are adopted by way of te
5、chnical and economic analysis. The fresh air doesnt undertake indoor load and delivers air through double deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. The return air is harnessed one time by the air handling unit in the complete air system and the handled air is
6、 delivered through air diffuser by ceiling air supply. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. The chilled water which is a closed two-pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. The thermal insulation material of water
7、pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively. The system in the staircase and the floors above fifth can exhaust air by itself. The preventing and exhausting smoke system is used for the first and second floor and it adopts the same way to exhaust air and smoke. Measur
8、es of noise elimination and damp is considered during the design. Based on the relevant manuals provided by air-conditioning design parameters, and then complete the selection of the fresh air units, pumps and water chilling units, which will be reflected in their drawings, thus, accomplish the fina
9、l design of the entire air-conditioning systems. Key words: PAU+FCU system； refrigerating machine； DC solar hot water circulation system. 目录 前 言 . 3 1设计原始资料 . 4 1.1概述 . 4 1.2建筑用途 . 4 1.3剖面尺寸 . 4 1.4热工参数 . 4 1.4.1人员及照明 . 4 1.4.2围护结构内外表面总放热系数 . 4 1.4.3围护结构类型及参数 . 4 2负荷计算 . 6 2.1 冷负荷理论根据 . 6 2.1.1 房间冷负
10、荷的构成 . 6 2.1.2 房 间湿负荷的构成 . 6 2.2 主要计算公式 . 6 2.3 冷负荷计算举例 . 8 2.4冷水机组的选型 . 13 3空调系统方案的确定 . 14 3.1 空调系统的划分原则 . 14 3.2 方案比较 . 14 3.3 空调方案的选择 . 15 4空调设备选择计算 . 16 4.1 风机盘管系统送风参数计算 . 16 4.1.1 夏季空气处理过程 . 16 4.1.2 送风量与冷量计算相关公式 . 16 4.1.3空调机组的选择计算 . 17 4.1.4 全空气系统空调机组的选 择 . 17 4.1.5 风机盘管的布置 . 18 4.2 新风机组的选择计算
11、 . 18 4.2.1 新风机组的选择 . 18 4.2.2 新风机组的布置 . 18 5空调风系统设计 . 19 5.1 气流组织分布 . 19 5.2 散流器选择计算 . 19 5.3 风口的设置 . 20 5.4 风系统水力计算 . 21 5.4.1 计算方法 . 21 5.4.2 通风管道的选择 . 21 5.4.3 风管水力计算举例 . 21 5.4.4侧面送风的计算 . 22 6空调水系统设计 . 23 6.1 空调水系统设计原则 . 23 6.2 空调水系统方案的确定 . 23 6.3 冷水系统的水力计算 . 23 6.3.1 计算方法 . 23 6.3.2 冷水系统水力计算举例
12、 . 23 6.4 冷凝水系统设计 . 24 6.4.1 设计原则 . 24 6.4.2 管径的确定 . 25 7制冷机房的设计与布置 . 26 7.1 循环水泵的选择 . 26 7.1.1水泵选型原则 . 26 7.1.2水泵的选型计算 . 26 7.1.3水泵布置 . 26 7.2膨胀水箱配置与计算 . 27 7.2.1膨胀水箱容积的构造 . 27 7.2.2 膨胀水箱容积的确定 . 27 7.3水系统安装要求 . 28 8太阳能系统设计 . 29 8.1设计原则 . 29 8.2设计参数及系统计算 . 29 8.2.1 设计参数 . 29 8.2.2 太阳集热系统设计 . 29 8.3太
13、阳能热水系统形式的选择 . 31 8.4贮热水箱选型 . 31 8.5热水循环管路水力计算 . 31 8.5.1热水循环管路流量 . 32 8.5.2管网热水流速的确定 . 32 8.5.3热水管道阻力的确定 . 33 8.6集热系统循环水泵 . 35 8.7自动控制系统 . 35 8.8辅助热源 . 35 8.9阻垢除垢 . 35 总 结 . 36 参考文献 . 37 3 前 言 随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。和前几年建筑业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好，而是更多的考虑以人为本， 开发真正舒适度高、
14、建筑质量高的居住及商用建筑。 商业建筑 的 不断增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。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。 空调系统是建筑能耗大户，占建筑总能耗的 50%左右。而目前的暖通设计中，业主、设计人员往往在取用室内设计参数时选用过高的标准，建筑结构能耗也很大。随着我国的发展，人们对建筑环境的要求越来越高，建筑能耗必将有大幅度的增长。目前的一些常规的设计系 统和负荷估算方法已不能适应现阶段发展的需求，建筑节能技术逐渐提上了日程。按照设计规范对负荷进行详细计算
15、，进行建筑围护结构的权衡计算，使之达到合理的能耗标准；采用蓄冷、热泵、热回收、废热利用等节能技术；使用变流量、变风量空调系统，进行系统的优化、智能控制；开发太阳能、风能等新能源是专业的发展方向。 本设计为长沙市九州宾馆空调和太阳能热水系统设计，需要进行空调负荷、送风量的计算，确定系统方案，选择空气处理设备，进行风系统和水系统设计及相关水力计算，并对机房进行简单设计。 通过本次设计，达到综合运用本专业各学科的 基本理论、专业知识的能力。通过对所学习专业知识的综合理解和运用，独立完成此项工程设计，掌握工程设计的基本方法和步骤， 提高分析和解决实际问题的能力，为以后从事本专业领域工作打下基础。 4
16、1 设计原始资料 1.1 概述 本工程为长沙市九州宾馆。 1.2 建筑用途 长沙市九州宾馆一层为商铺，二至四层为客房。 1.3 剖面尺寸 一层层高为 4.5m 二四层层层高为 3.3 m 窗高均为 1.8 m 1.4 热工参数 1.4.1 人员及照明 表 1-1 房间类型 人员 密度 2m /人 照明 W/ 2m 客房 16 7 会议室 2 40 办公室 15 30 餐厅 2 20 商场 10 40 大厅 10 20 展厅 10 20 活动室 5 20 会客室 6 30 服务台 8 20 管理室 17 20 1.4.2 围护结构内外表面总放热系数 表 1-2 维护结构类型 w （ KmW 2/
17、 ） n （ KmW 2/ ） 冬季 夏季 冬季 夏季 外墙 15.4 18.6 8.7 8.7 屋顶 15.4 18.6 8.7 8.7 1.4.3 围护结构类型及参数 1.4.3.1 墙体 构造： 240mm 砖墙 +20mm 水泥砂浆抹灰 +防潮层（用于炎热潮湿地区） +80mm 保温层（水泥膨胀珍球岩） +水泥砂浆抹灰加油漆； 导热热阻： 1.07 2m /W； 传热系数： 0.80W/ 2m ； 质 量 :568kg/ 2m ；热容量： 494kJ/ 2m ；属类墙； 浅色外墙，吸收系数修正值 K =0.94 W/( 2m )； 外表面换热系数 out 18.6 W/( 2m )；
18、5 外表面换热系数修正值 K =1。 1.4.3.2 屋 顶 外表层 5mm 厚白色小石子 +卷材防水层 +找平层 20mm 水泥砂浆 +100mm 保温层（沥青膨胀珍珠岩） +隔汽层 +水泥砂浆找平层 +120mm 预制钢精混凝土空心板 +内粉刷； 导热热阻： 100 2m /W； 传热系数： 0.62W/ 2m ； 质量 :325kg/ 2m ；热容量： 281kJ/ 2m ；属类屋顶； 浅色屋顶，吸收系数修正值 K =0.62 W/( 2m )； 外表面换热系数修正值 K =1。 1.4.3.3 玻璃 玻璃为 5mm厚钢窗，单层钢窗； 窗玻璃的遮挡系数： 0.94 商场无遮阳，其它房间用
19、浅蓝布帘； 窗内遮阳设施的遮阳系数： 0.6 玻璃外表面换热系数 18.96W/ 2m ； 玻璃内表面换热系数 8.7 W/ 2m 。 6 2 负荷计算 2.1 冷负荷理论根据 2.1.1 房间冷负荷的构成 （ 1）通过维护结构传入室内的热量； （ 2）透过外窗进入室内的太阳辐射热量； （ 3）人体散热量； （ 4）照明散热量； （ 5）设备散热量； （ 6）其它室内散热量。 2.1.2 房间湿负荷的构成 （ 1）人体散湿量； （ 2）其它室内散湿量。 2.2 主要计算公式 （ 1）外墙和屋顶瞬变传热冷负荷 CL=KF(错误 !未找到引用源。 -tNx) （ 2-1） 错误 !未找到引用源。
20、=( twl+td)k k （ 2-2） 式中 CL 外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（ W）； K 外墙或屋顶的传热系数 W/(m2 ) ； F 外墙或屋顶的传热面积（ m2）； 错误 !未找到引用源。 外墙或屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）； tNx 夏季空气调节室内 计算温度（）； twl 以北京地区气象条件为依据的外墙或屋顶冷负荷计算温度的逐时值（ ）； td 不同类型结构外墙或屋顶的地点修正值（ ）； k 外表面放热系数修正值； k 外表面吸收系数修正值。 （ 2）外窗瞬变传热冷负荷 CL=CwKwFw(twl+td-tNx) （ 2-3） 式中 CL 外窗瞬变传热形成的逐时冷负荷（
21、 W）； Kw 外窗的传热系数 W/(m2 )； Fw 窗口面积 (m2)； twl 外窗冷负荷计算温度的逐时值（ ）； tNx 夏季空气调节室内计算温度（ ）； Cw 外窗的传热系数修正系数； td 玻璃窗的地点修正值。 （ 3）外窗日射得热冷负荷 CL=CaCsCiFwDj,maxCLQ （ 2-4） 7 式中 CL 外窗日射得热形成的逐时冷负荷（ W）； Ca 窗的有效面积系数； Cs 窗玻璃的遮阳系数； Ci 窗内遮阳设施的遮阳系数； Dj,max 窗 日射得热因数最大值（ W/m2）； CLQ 窗玻璃冷负荷系数。 （ 4）内围护结构冷负荷 CL=KF(twp+ tls-tNx) (2
22、-5) 式中 CL 内围护结构逐时冷负荷（ W）； K 内围护结构传热系数 W/(m2 ) ； F 内围护结构面积（ m2）； tls 邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值（ ）； twp 夏季空气调节室外计算日平均温度； tNx 夏季空气调节室内计算 温度（ ）； （ 5）人体的冷负荷和湿负荷 1）人体显热冷负荷 CLx=n错误 !未找到引用源。 qxCLQ （ 2-6） 式中 CLx 人体的显热散热形成的冷负荷（ W）； n 室内全部人数； 错误 !未找到引用源。 群集系数； qx 每名成年男子的显热散热量（ W） ； CLQ 人体显热散热冷负荷系数。对于人员特别密集的场
23、所，如电影院、剧院、会堂等，人体对围护结构和室内物品的辐射 量相应较少，可取 CLQ =1.0。 2）人体潜热冷负荷 CLq=n错误 !未找到引用源。 qq (2-7) 式中 CLq 人体散湿形成的潜热冷负荷； n 空调房间内的总人数； 错误 !未找到引用源。 群集系数； qq 每名成年男子的潜热散热量（ W） 。 3）人体全热冷负荷 CL=CLx+CLq=n错误 !未找到引用源。 qxCLQ+ n错误 !未找到引用源。 qq (2-8) 4）人体散湿量 W=0.001n错误 !未找到引用源。 g (2-9) 式中 W 人体的散湿量 (kg/h)； g 每名成年男子的散湿量（ g/h）。 （ 6）照明冷负荷 白炽灯： CL=NCLQ (2-10) 荧光灯： CL=n1n2NCLQ (2-11) 式中 CL 照明设备散热形成的冷负荷； N 照明设备的安装功率（ W）；
