1、中原工学院能源与环境学院毕业论文 毕业设计 （ 论文 ） 题目名称： 北京宏源综合业务楼空调系统设计 学院名称： 能源与环境学院 班 级： 建筑环境与设备工程 092 班 学 号： 200901114209 学生姓名： 指导教师 ： 2013 年 6 月 摘要 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -2- 2 本设计是北京市 宏源综合业务楼 的舒适性空调系统设计。此建筑是包括餐厅、会议室、办公室、客房等一身的多功能型建筑，总建筑面积为 7204.48m2,建筑高度为 36.9m，建筑共十层，地上十层 ,地下一层。制 冷机房设在地下一层，冷却塔布置在四层裙房屋面上。其中一楼为餐饮及其包间，二
2、，三层为会议室，台球室和客房等，四五层为客房，六到十层为办公，地下一层为设备间。本设计根据该建筑的具体工况，进行了详细的负荷计算，对于层高较高空间较大的房间主要采用全空气系统，对于层高较低空间较小的房间主要采用风机盘管加新风系统。为确保每个房间达到理想的温湿度要求，进行了完善的风、水系统设计以及详细的气流组织、水力计算。 关键词 ： 舒适性空调， 风机盘管加新风系统 ， 全空气系统 The design plan of air-conditioning system in Beijing Hong yuan 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -3- 3 comprehensive bu
3、ilding Abstract The graduation design is the design about a comfortable air condition system of a comprehensive building in Beijing .This building is a mal-function building which include canteens , meeting rooms ,offices, guest rooms. Its total area is 7204.48m2,the height of the building is 36.9me
4、ters. There are 11 floors in the building ,among them ,ten floors are on the ground,and one is underground. The generation room of refrigeration system is set up in the base room.The cooling tower is up on the roof of the fourth floors. The canteens and the lobby is the main room in the first floor.
5、 The meeting rooms, guest rooms are on the second and third floors. The bedrooms are on the fourth and fifth floors ,from the sixth floors to the tenth floors are offices. According to the concrete work condition of the building,I carry on a detailed burden calculation to the air conditioner load.Th
6、e air-air system is adopted mainly in the rooms ,whose height is more higher and the space is more spacious.And PAU and FCU system is adopted in the other rooms. it also makes the optimal design to this air conditioner project.In order to make sure that every room can up to the humiture requirement,
7、 this design makes a perfect design to the wind and water system and a particular calculation to the air flow organization and water power. Keywords: comfortable air condition, fan coil unit and fresh air system,the air-air system; 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -4- 4 目 录 1 绪论 .5 1.1 设计目的 .6 1.2 设计要求 .6 1.3 设
8、计内容提要 .6 2 工程概况及参数选定 .6 2.1 工程概况 .7 2.2 室外气象参数选定 .7 2.3 围护结构参数 .8 3 空调负荷计算 .8 3.1 夏季逐时冷负荷计算公式 .8 3.1.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 .8 3.1.2 内围护结构冷负荷 .9 3.1.3 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 .9 3.1.4 透过外玻璃窗日射得热引起的冷负荷 .9 3.1.5 设备冷负荷 .10 3.1.6 灯光冷负荷 .10 3.1.7 人体散热形成的冷负荷 . 11 3.2 冷负荷计算例题及冷负荷汇总 . 11 3.3 热负荷计算依据及热负荷汇总 .16 3.4 工程信息汇总 .
9、20 4 空调系统方案的选择 .20 4.1 空调系统的划分原则 .21 4.2 系统选择 .23 4.2.1 系统选择说明 .23 4.2.2 新风系统处理方式选择 .23 5 空调风系统设备选择计算 .25 5.1 新风量的确定及计算 .25 5.2 全空气一次回风送风处理过程以及送风参数计算 .25 5.2.1 确定送风状态点 .25 5.2.2 风机盘管处理过程 .27 5.2.3 风机盘管的布置 .30 5.3 新风机组的选择计算 .30 5.3.1 新风机组的选择计算 .30 5.3.2 新风机组的布置 .32 5.4 空气分布 .32 5.4.1 空气分布器的形式 .32 5.4
10、.2 布置气流组织原则 .33 5.5 风管水力计算 .34 5.5.1 风管的选材 .34 5.5.2 风管形式的确定 .34 5.5.3 风管水力计算 .34 5.5.4 通过风管的风量 .35 5.5.5 沿程阻（压）力损失的计算方法 .35 5.5.6 管道局部阻力的计算方法 .35 5.5.7 风管水力计算例题 .35 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -5- 5 5.6 新风管的布置 .38 6 空调水系统的设计及计算 .39 6.1 空调水系统的设计原则 .39 6.2 空调水系统选择 .39 6.3 空调水系统的水力计算 .41 6.3.1 系统水管管道的水力计算原则和
11、方法 .41 6.3.2 水管内流动的沿程阻力 .41 6.4 冷冻水管管径的计算 .41 6.5 流速的选择 .42 6.6 冷凝水管管径的计算 .42 6.7 水系统最不利环路计算例题 .43 7 空调冷热源及其相关设备的确定 .46 7.1 空调 冷源 选择 .46 7.2 空调热源选择 .47 7.3 冷冻水泵的选择 .48 7.4 冷却塔的选择 .49 7.5 冷却水泵的选择 .49 7.6 供热循环水泵的选择 .50 7.7 补水泵的选择 .51 7.8 软水器的选择 .51 7.9 软水箱的选择 .51 7.10 气压罐的选择 .52 8 机房的设计与布置 .53 9 消声、减振
12、与保温设计 .53 9.1 消声与隔声设计 .54 9.2 管道减振 .54 9.3 保温设计 .54 结论 .55 致谢 .56 参考文献 .58 1 绪论 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -6- 6 1.1 设计目的 毕业设计是专业学习中最后的一门综合性的重要教学环节，根据专业要求，培养学生综合 运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析和解决实际问题的能力，完成初步培养从事科学研究工作和专业工程技术工作基本训练的重要环节。通过 毕业设 计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的必要配合，熟悉和掌握设计计算方法和提高绘图能力，掌握工程设计方案的对比选择及
13、设计说明书施工图编制。 1.2 设计要求 接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料 ， 查阅和收集资料， 对设计对象选择多种空调方式经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。 根据有关设计规范及概算指标，对冷热负荷进行初 步估算，初步确定冷热源方案，容量、台数、机房位置和面积确定送排风方式。 1.3 设计内容提要 1.3.1 室内外设计参书确定，建筑物设计参数确定。 1.3.2 空调负荷计算，包括各围护结构冷、热、湿负荷计算，新风负荷计算等； 1.3.3 空调系统方案的选择及空气处理过程的确定； 1.3.4 空调冷热源的确定，包括制冷站、热交换站的设计，冷水机组的选型，初选冷水泵的型号及台数； 1
14、.3.5 风 系设计及气流组织计算； 1.3.6 水 系统设计，包括水系统类型及确定依据，冷冻水系统管径确定，冷冻水泵、膨胀水 箱和软化水设备的选型，集水器、分水器设计，除污器和过滤器的选择，对水冷式冷水机组，要进行冷却水泵、冷却塔选型、冷却水系统管径确定计算； 1.3.7 消 声、减振设计及保温材料选择计算； 1.3.8 图 纸、说明书要求 1） 空调风系统平面图； 2) 空调水系统平面图； 3） 空调水系统轴测图； 4） 制冷换热机房原理图； 5） 制冷换热机房平面放大图； 6） 制冷换热机房轴测图； 7） 设计施工说明及图例。 2 工程概况及参数选定 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设
15、计） -7- 7 2.1 工程概况 该综合楼总建筑面积为 7204.48平方米，其中空调面积为 4898.4 平方米。建筑总高度36.9m，地上共十层，地下一层，本工程由会议、餐饮、娱乐、休闲、招待、办公等多种功能组成。其中一楼为餐饮及其包间，二，三层为会议室，台球室和客房等，四五层为客房，六到十层为办公，地下一层为设备间。 2.2 室外气象参数选定 夏季： 室外空调计算干球温度： tw=34.1 室外空调计算湿球温度： ts=27.3 室外通风计算温度： tw1=30.3 室外计算相对湿度： 57% 室外平均风速： 2.1m/s 大气压力： 1000.2 h pa 最多风向： SW 冬季：
16、室外空调计算干球温 度： tw=-9.4 室外通风室外计算温度： tw1=-3.1 室外计算相对湿度： 43% 室外平均风速： 2.6m/s 大气压力： 1021.7 h pa 最多风向： N 室内设计参数选定： 夏季： 温度（） 相对湿度（ %） 风速（ m/s） 大厅 27 60 0.3 会议厅 26 60 0.3 办公室 26 60 0.3 会客厅 26 60 0.3 客房 26 60 0.25 餐厅 26 60 0.3 包间 26 60 0.3 冬季： 温度（） 相对湿度（ %） 风速（ m/s） 大厅 16 40 0.2 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -8- 8 会议厅
17、18 40 0.2 办公室 20 40 0.2 会客厅 18 40 0.2 客房 20 40 0.2 餐厅 18 40 0.2 包间 18 40 0.2 2.3 围护结构参数 外墙：轻集料混凝土砌块框架填充墙 4 号墙 ; 保温层：玻璃棉板 ;传热系数K=0.42W/m2 内墙：填充墙 4 号墙：传热系数 K=0.8W/m2 外窗：辐射率 0.25Low-E 中空玻璃（在线）；传热系数 K=1.7W/m2 ；铝合金窗框修正系数 a=1.53 3 空调负荷计算 3.1 夏季逐时冷负荷计算公式 3.1.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷 Qc( )，按下式计算：
18、 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -9- 9 Qc( ) =AK(t c( )+td)k k -tR ( 3-1 ) 式中 Qc( ) 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷， W； A 外墙和屋面的面积， m ； K 外墙和 屋面的传热系 数， W/(m )，根据 外墙和屋面 的相应结构，由暖通空调附录 2-2 和附 录 2-3 查取； tc( ) 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，根据外墙和屋面 的不同类型， 暖通空调附录 2-4 和附录 2-5 查取 :； t d 地点修正值，由暖通空调附录 2-6 查取； k 吸收系数修正值，取 k =0.99; k 外表面换热系数修正值，取 k
19、 =0.94 ； 3.1.2 内围护结构冷负荷 当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差而产生的负 荷可按 上 式 计算，当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙 、楼板、内窗 、内门等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作稳定传热，不随时间而变化，可按下式计算：Qc( )=AiKi(to.m+ t - t ) ( 3-2 ) 式中 Ki 内围护结构传热系数， W/(m )； Ai 内围护结构的面积， m ； to.m 夏季空调室外计算日平均温度，； t 附加温升，可按暖通空调表 2-10 查取。 3.1.3 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 通过外窗温差传热形成的冷负荷 Qc( )
20、按下式计算： Qc( ) = cw Kw Aw ( tc( ) + td - tR) ( 3-3 ) 式中 Qc ( ) 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷， W； Kw 外玻璃窗传热系数， W/(m )，由暖通空调附录 2-7 和附录 2-8 查。 Aw 窗口面积， m ； tc( ) 外 玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录 2-10 查得； cw 玻璃窗传热系数的修正值；由暖通空调附录 2-9 查得； td 地点修正值，由暖通空调附录 2-11 查得。 3.1.4 透过外玻璃窗日射得热引起的冷负荷 Q( )= C Aw Cs Ci Dj max CLQ (3 -4) 式中 C 有效面积系
21、数，由暖通空调附录 2-15 查得； w 窗口面积， m ； Cs 窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录 2-13 查得； Ci 窗内遮阳设施的 遮阳系数，由暖通空调附录 2-14 查得； 中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计） -10- 10 CLQ 窗玻璃冷负荷系数，无因次，由暖通空调附录 2-16 至附录 2-19 查得； 3.1.5 设备冷负荷 热 设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷 Q，由文献 4可知按下式计算： Q =qsX -T (3.5) 式中 : T 热源投入使用的时刻， 点钟； -T 从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，； X -T -T时间设备、器具散热的冷负荷系数
22、； qs 热源的实际散热量， W。 电热、电动设备散热量的计算方法如下： （ 1） 电热设备散热量 qs=1000n1n2n3n4N (3.6) （ 2） 电动机和工艺设备 均在空调房间内的散发量 qs=1000n1aN (3.7) 式中 : N 设备的总安装功率， kW； 电动机的效率； n1 同时使用系数，一般可取 0.5-1.0； n2 利用系数，一般可取 0.7-0.9； n4 通风保温系数； a 输入功率系数； n3 小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取 0.5左右。 3.1.6 灯光冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷 Q，由文献 4可知，应根据灯具的种类和安装情况分别按列各式计算： （ 1） 白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯 Q=1000n1NX -T (3.8) （ 2） 镇流器装在空调房间内
