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1、广州市AB制衣大楼空调系统设计及制冷循环水净化研究 空调系统设计及制冷循环水净化研究摘要 本次设计是广州市AB制衣大楼空调系统设计及制冷循环水净化研究，主要任务是完成主厂房二三四层空调系统设计，并选择合理的净水工艺。在设计中，采用谐波反应法计算出夏季冷负荷和冬季负荷。对于各种空调机的选用做了经济及技术比较分析，最后决定采用水冷螺杆式制冷机。空调系统采用一次回风全空气系统。气流组织采用散流器下送风，并利用吊顶回风。然后，又进行了风力和水力计算，并对管道的保温、设备的减噪防震也做了简单设计和说明。最后对制冷循环水做了简单净化研究。关键词 空调系统 经济技术分析 水冷机组 循环水净化 The Des
2、ign of the Air-conditioning System and the Purification Research of Refrigeration circulating waterAbstract This graduation project is air-conditioning system design and the refrigeration circulating water purification research of the Guangzhou AB system clothes building, the primary mission is to c
3、omplete the host workshop234 air-conditioning systems design, and choose reasonable only water craft. In the design, overtone response law is used to calculate the summer cold load and the winter load. After economic analysis and comparison of different air-conditioning units, the water-colling unit
4、 diller is adopted. The air-conditioning system uses time returns to the wind entire air system. The air current organization uses drifting under to blow of, and returns to the wind using the suspended ceiling. Then, the wind power and the water power computation are done. And, some briefs about vib
5、ration aupprission and noise attenuation are shown. Finally，how to purify the refrigeration circulating water were reaserched.Key word Air-conditioning system Economical technology analysis Water cooling unitCirculating water purification目 录 第一章 设计基础资料7第二章 机械排风系统设计9第三章 空调系统负荷的确定13第一节 二三层主厂房冷负荷的确定13第
6、二节 四层主厂房冷负荷的确定22第三节 空调系统湿负荷的确定25第四节 冬季负荷计算26第四章 空调方案确定和经济技术分析30第五章 空调风系统设计33第一节 送风量的确定33第二节 新风量的确定34第三节 空调机组的选择计算35第四节 气流组织计算39第六章 空调水系统设计44第一节 冷凝水系统设计44第二节 冷冻水系统设计44第七章 冷冻站设计47第一节 制冷机组的选择计算47第二节 冷却塔的选择48第三节 软水器和软水箱的选择48第四节 集水器和分水器的选择49第五节 膨胀水箱的选择49第六节 水泵的选择49第八章 空调系统噪声控制和管道保温处理52第九章 制冷循环水净化研究55第十章
7、小结62参考文献63能源与环境学院建筑环境与设备工程专业毕业设计 第 61 页单位符号、单位说明 插图、附表清单符号 名称 国际单位 常用Q 冷（热）负荷 W KCal / hK 传热系数 W/ KCal /N 功率 wh 压差 paQ 流量 kg/st 温度 v 速度 m/s 局部阻力系数 摩擦阻力系数 密度 kg/m3d 直径 mDN 公称直径 ml 长度 mg 重力加速度 m/s2hd 局部阻力 Pahf 沿程阻力 Pa/mCP 定压比热 KJ/ 相对湿度 %F 面积 效率 第一章 设计基础资料一.工程概况该工程位于广东省广州市，是AB制衣大楼的中央空调系统设计，总建筑面积为9000，共
8、4层，设计内容包括制衣大楼的主厂房二三四层的集中中央空调系统设计和该空调系统配套的冷冻站设计,以及制冷循环水净化研究。二.设计依据 本工程暖通空调设计根据甲方提供的委托设计任务书,并依照暖通现行国家颁发的有关规范,标准进行设计，具体为：1.采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003）2.建筑设计防火规范（GBJ1687）（2001年版）三.建筑基础资料1外墙：250厚加气墙保温外墙查实用供热空调设计手册表11.4-1可知传热系数K =0.59 W/ ，衰减系数=0.08 ，衰减度 =177.94 ，延迟时间 =16.8h ， f =1.3，放热衰减度f=1.32内墙：200厚加气墙查实
9、用供热空调设计手册表11.4-1可知传热系数K =0.59 W/ ，衰减系数=0.45，衰减度 =7.55，延迟时间 =6.2 h , f = 2.0，放热衰减度f=2.93楼板：二三四层为水磨石楼面查实用供热空调设计手册表11.4-4可知传热系数K =2.72 W/ ，衰减系数=0.50，衰减度 = 6.40，延迟时间 = 5.3 h，f = 1.8，放热衰减度f=2.74屋顶：200厚加气混凝土保温屋面查实用供热空调设计手册表11.4-2可知传热系数K =0.79 W/ ，衰减系数=0.31，衰减度 = 35.03，延迟时间 = 10.1 h， f = 2.1，放热衰减度f=2.75外窗：
10、单框双玻璃塑钢窗 灰白色活动铝百叶窗（无外遮阳）查实用供热空调设计手册表3.1-13可知 窗户的传热系数K =2.90 W/ 查实用供热空调设计手册表11.4-11可知 窗户的构造修正系数Xg =0.50查实用供热空调设计手册表11.4-12可知 窗户的内遮阳修正系数 XZ =0.606内门: 普通木质内门查采暖通风空气调节设计图说表1-2-2-2可知, 木内门的传热系数K=2.9 W/四.气象参数（一）室外气象参数冬季室外计算干球温度 5冬季室外计算相对湿度 70%冬季平均风速 2.4 m/s夏季室外计算干球温度 33.5夏季室外计算相对温度 27.7夏季日平均干球温度 30.1夏季平均日较
11、差 6.5夏季平均风速 1.8 m/s（二）室内设计参数 表1-1室内温度（）相对湿度（%）新风量夏季冬季夏季冬季m3/(h人)25-2716-1860-6555-6030第二章 机械排风系统设计由于二三层主厂房内因工艺需要大量烫机来烫衣服，故室内会散发大量蒸汽，蒸汽所产生的湿负荷完全通过空调排出很难实现，根据采暖通风与空气调节设计规范可知，对于室内散发大量蒸汽的发散源应设局部排风装置，所以二三层主厂房需要设机械排风系统。由于室内仅有局部地方散发大量蒸汽，根据需要仅在散发源上部设局部排风装置(局部排风罩)。一 局部排风量的计算由于室内蒸汽散发量太大，根据需要设定蒸汽通过局部排风系统排走,其余通
12、过通过空调排出。其中二三层主厂房有30个烫台,每个烫台每小时以0.125 m/s的速度向室内散发蒸汽。所以局部排风量为:Gjp =0.125130=2.5 m3/s =9000 m3/h二 局部排风罩的设计根据实用供热空调设计手册局部排风罩的设计原则,结合厂房实际情况，将局部排风罩设计成方形伞形罩,且方形伞形罩的开口角度为60,伞形罩应设裙边，且在裙边设檐沟。1.罩口面积的计算:排风罩的布置沿烫台均匀布置18个，故每个排风罩的排风量为:9000/18=500 m3/h =0.139 m3/s罩口面积F=G/0.4=0.139/0.4=0.3475故选取600600的方形伞形罩，此时实际风速V=
13、0.386 m/s2.裙边高度的计算:三 风道设计1.风管布置图2-1 二三层排风管道布置图2.风道水力计算二（三）层排风管道水力计算表 表2-1管段号流量(m3/s)长度(m)V假(m/s)断面尺寸(宽高)V实（m/s）Pd(Pa)局阻Z（Pa）比摩阻R（Pa/m）Rml(Pa)Rml+Z(Pa)0.1393.47.51601207.2431.45.42170.4517187.40.2787.572002006.9529.00.25.82.82126.80.5567.56.53003006.1822.90.153.41.511.314.70.8347.565003005.5618.50.20
14、3.70.869.71.1127.55.57003005.3016.80.203.40.64.57.91.39659003005.1515.91.3721.80.5324.8P=271.3Pa局部阻力系数如下:管段1:对开式调节阀(2叶) 90弯头 当r/b=1.5时，a/b=250/200=1.25，=0.16 矩形排气罩 当=60时, =0.16=5.1+0.16+0.16=5.42管段2:吸入三通 管段3:吸入三通 管段4:吸入三通 管段5:吸入三通 管段6:吸入三通 90弯头 r/b=1.5,a/b=900/300=3, =0.14矩形对开式2叶调节阀 风机出口接管 =30=0.30管
15、段6 =0.20+0.14+0.73+0.30=1.37选择风机:依据风量,风压选择风机型号,考虑10-15%的安全系数,取10% 风量Q=1.39（1+10%）=1.529 m3/s=5504 m3/h风压H=271.3（1+10%）=298 Pa根据风机造型样本,选择威海克莱特菲尔有限公司生产的JZL4.0型低噪声轴流风机,结构尺寸如下:转速2900rpm 叶片角度B 风量6071 m3/h 全压314 Pa 噪声72db(A) 配用电机型号YSF-8022 配用电机功率1.1KW安装尺寸表(单位：) 表2-2jAjBjCEGKIJHn-jdnjd140245047630029425435
16、02802908-j104-j12由于另一排风系统与上相同,水力计算表见下水力计算表 表2-3管段号流量(m3/s)长度（m）V假(m/s)断面尺寸(宽高)V实(m/s)Pd(Pa)局阻Z(Pa)比摩阻R(Pa/m)Rml(Pa)Rml+Z(Pa)0.1393.47.51601207.2431.45.42170.4517187.40.2787.572002006.9529.00.25.82.82126.80.5567.56.53003006.1822.90.153.41.511.314.70.8347.565003005.5618.50.203.70.869.71.1127.55.570030
17、05.3016.81.3723.00.63.626.6P=265.2Pa依据风量Q=1.112 m3/s,风压P=265.2Pa,考虑10%的安全系数,即Q=1.112(1+10%)=1.22 m3/s =4403 m3/hP=265.2(1+10%)=292 Pa根据风机造型样本,选择威海克莱特菲尔有限公司生产的JZL4.0型低噪声轴流风机,结构尺寸如下:转速2900rpm 叶片角度A 风量6071 m3/h 全压314 Pa 噪声72db(A) 配用电机型号YSF-8022 配用电机功率1.1KW第三章 空调系统负荷的确定空调房间的冷热湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备的容量的基本依据，
18、空调房间的的热量包括周围围护结构的太阳辐射热量，设备管道及其他室内热源的散热量，食品物料的散热量。当确定空调房间的计算湿负荷时，必须根据各项湿源的种类选用不同的群集系数，当计算空调房间的散热量，要考虑下列因素：1. 人体散热量2. 渗透空气带入室内的热量3. 化学反应过程产生的热量4. 各种湿表面，液面或液流的散湿量5. 食品及其它物料的散湿量6. 设备的散湿量空调系统冷负荷，应根据所服务的房间同时使用情况，系统类型和调节方式，按各房间诼时冷负荷的的综合最大值或各房间的计算冷负荷累加值而定，并应计算新风冷负荷以及通风机，水泵，风管，水管等温升引起的附加冷负荷。本设计不采用各系统冷负荷综合最大值
19、作为制冷机的容量，而是把每个逐时值的累加最大值作为选用冷水机组的依据，为使其有富裕值，一般在选用冷水机组时，应以小于1的参差系数， 有关空调的具体计算请见下列计算过程。第一节 二三层主厂房冷负荷计算（一）围护结构冷负荷计算1.外墙：墙体的衰减系数=0.080.2，由于围护结构具有较大的惰性，对外界扰量反应迟钝，从而使负荷温差的日变化很小，为了简化计算，可按日平均负荷温差tp计算冷负荷。查实用供热空调设计手册表3.1-13可知 各外墙的日平均负荷温差分别为 表3-1名称西外墙东外墙北外墙南外墙日平均负荷温差tp（）9976各外墙的面积计算如下：西外墙：F =4.54.8-6.92.16=129.
20、06东外墙：F=754.8-6.92.110=215.1南外墙：F=304.8-6.92.14=86.04故各外墙引起的温差传热量为Q=KFt表3-2名称传热系数K (W/)面积F()日平均负荷温差tp()温差传热量Q=KFt(W)西外墙0.59129.069685.3东外墙0.59215.191142.2南外墙0.5986.046304.62.内墙：根据采暖通风与空气调节设计规范第 6.2.4.4 条，邻室为非空调区时，故采用邻室计算平均温度，即tls=twp+tlstls邻室计算平均温度（） twp夏季空调室外计算日平均温度（）tls邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度之差（）温度
21、的差值 表3-3邻室散热量（W/m3）tls（）很少（如办公室和走廊）0-223323-11652.1 北内墙邻室为开水房，真空泵，保管室，卫生间等，故散热量较大，假设开水间散热量为4.5KW，故开水间的散热量为4.51000（2.444.8）=97.7W/m3 , 在23116 W/m3 之间，故tls =5根据采暖通风与空气调节设计规范第 6.2.8 条,当空气调节区与邻室的夏季温差大于3时,宜按下式计算通过隔墙,楼板等内围护结构传热形成的冷负荷: CL=KF(tls-tn)=KF(twp+tls-tn)式中: CL内围护结构传热形成的冷负荷(W) K,F内围护结构的传热系数(W/ ),传
22、热面积()tn室内设计计算温度（） tls邻室计算平均温度（）由于tls=53,所以应计算通过北内墙传热形成的冷负荷CL,即CL=KF(tls-tn)=2.59(30-2.4)4.8-0.92.13-1.52.1(30.1+1-26)+2.592.44.8-0.92.1(30.1+5-26)=1860W2.2 西内墙 通过西内墙传热形成的冷负荷CL计算计算方法同上tls=5,K=2.59 W/,F=304.8-1.52.12-1.82.42=176.16通过西内墙传热形成的冷负荷CL= KF(twp+tls-tn)=2.59176.16(30.1+1-26)=2327W2.3. 窗户根据围护结
23、构的放热特性,查空气调节课本表2-6(房间类型和放热特性)可知，因为内墙放热衰减度f=2.92.0，所以该厂房属于重型结构.采用谐波法的工程简化方法进行计算通过窗户传热引起的冷负荷，包括窗户瞬变传导得热和日射得热形成的冷负荷。(1).窗户瞬变传导得热形成的冷负荷 按下式进行计算:CLQ=KFt式中: K窗户的传热系数, W/F窗口面积, t计算时刻的负荷温差, ,见空气调节课本附录2-12. 因传导负荷只与气温有关,故按最热月的日较差分区,见附录2-12.窗户热容小，传热系数较大，故负荷温差按早较差0.5分档。当所计算的城市室外平均气温与制表与制表地点不同时，就适当加以修正。(2).窗户日得射
24、得热形成的冷负荷按下式进行计算:CLQ=FXg XZ Xd Jn式中: F窗口面积, Xg窗户的构造修正系数,Xg =0.50 XZ窗户的内遮阳修正系数, XZ =0.60 Xd窗户的地点修正系数, Xd=1.0 Jn计算时刻的透过有内遮阳设施外窗的太阳辐射负荷强度, W/,见空气调节课本附录2-13西外窗冷负荷:(1)瞬变传导得热形成的冷负荷由附录2-12中查得各计算时刻的负荷温差t,计算结果列于下表中：西外窗瞬变传导得热形成的冷负荷(W) 表3-4计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t1.82.
25、43.24.04.75.45.96.36.66.76.56.25.0K2.9F86.94CLQ4546058071009118513611488158816641689163915631260(2)日得射得热形成的冷负荷由附录2-13中查得名计算时刻的负荷强度Jn,计算结果列于下表中：西外窗日得射得热形成的冷负荷(W) 表3-5计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Jn36516474848813221327930828621099Xg0.5XZ0.6Xd1.0F86.94CLQ93913301669
26、1930219122953443555572778033745954772582东外窗冷负荷:东外窗瞬变传导得热形成的冷负荷(W) 表3-6计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t1.82.43.24.04.75.45.96.36.66.76.56.25.0K2.9F6.92.110=144.9CLQ4546058071009118513611488158816641689163915631260东外窗日得射得热形成的冷负荷(W) 表3-7计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:00
27、13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Jn212274292262198148138128116100816046Xg0.5XZ0.6Xd1.0F144.9CLQ9216119111269311389860764345999556450424347352126081999南外窗冷负荷南外窗瞬变传导得热形成的冷负荷(W) 表3-8计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t1.82.43.24.04.75.45.96.36.66.76.56.25.0K2.9F6.92.14=
28、57.96CLQ30340353867279090899210591109112610921042840东外窗日得射得热形成的冷负荷(W) 表3-9计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Jn26425667788586847867523526Xg0.5XZ0.6Xd1.0F57.96CLQ4527309741165136614781495146113561165904609452 4.内门冷负荷计算方法同内墙引起的冷负荷(1)西内门冷负荷西内门的邻室温升tls=1,所以内门传热引起的冷负荷Q= KF(
29、twp+tls-tn)=2.9(1.52.42+1.82.42)(30.1+1-26)=234W(2)北内门冷负荷西内门的邻室温升tls=1，5，所以内门传热引起的冷负荷Q=KF(twp+tls-tn)=2.9(0.92.13+1.52.1)(30.1+1-26)+2.9(0.92.1) (30.1+5-26)=180W二三层厂房车间围护结构冷负荷汇总表 表3-10计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00西外墙685东外墙1142南外墙304北内墙1860西内墙2327西内门234北内门180西外窗温差
30、4546058071009118513611488158816641689163915631260日射939133016691930219122953443555572778033745954772582东外窗温差756100913451681197522692479264727732815271326052101日射9216119111269311389860764345999556450424347352126081999南外窗温差30340353867279090899210591109112610921042840日射4527309741165136614781495146113561
31、165904609452汇总18852227202475824578228462147722628246062595325907240602063615966最大时刻出现在 15:00 ,为25953 W= 25.953 KW(二).内扰(室内热源)散热形成的冷负荷 室内热源包括工艺设备散热、照明散热及人体散热等。 室内热源散出的热量包括显热和潜热两部分，显热散热中对流热成为瞬时冷负荷，而辐射热部分则先被围护结构等物体表面所吸收，然后再缓慢地逐渐散出，形成冷负荷.潜热散热瞬时冷负荷。1. 人体散热形成的冷负荷人体散热与性别，年龄，衣着，劳动强度以及环境条件(温、湿度)等多种因素有关。从性别上看
32、，可认为成年女子总散热量约为男子的85%，儿童约为75%。由于性质不同的建筑物中有不同比例的成年男子，女子和儿童数量，而成年女子和儿童的散热量低于成年男子。为了实际计算方便，可以成年男子为基础，乘以考虑了各类人员组成比例的系数，称群集系数。于是人体显热散热形成的计算时刻冷负荷则为: Q=q1nX-T W式中: q1不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W，见空气调节课本表2-16 n室内全部人数 群集系数, 见空气调节课本表2-15, =0.9 T人员进入空调房间的时刻 -T从人员进入房间时算起到计算时刻的时间,h X-T-T时间人体显热散热量的冷负荷系数，见空气调节附录表2-16人体潜热散
33、热形成的冷负荷为Q=q2n式中: q2不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W，见空气调节课本表2-16 , n同上式查空气调节课本表2-16可知，t=26时， q1=74W查空气调节课本附录表2-16得出-T时间人体显热散热量的冷负荷系数，计算结果列于下表中：人体显热散热形成的计算时刻冷负荷 表3-11计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00X-T000.520.680.730.76000.520.680.730.760q1740.9n60CLQ002078271829183036002078071
34、8291830360人体潜热散热形成的冷负荷Q=q2n查空气调节课本表2-16可知，t=26时， q2=116W故人体潜热散热形成的冷负荷Q=q2n=0.960161=9474W2. 照明设备散热形成的冷负荷照明设备散热形成的冷负荷Q-T=n1n2N JL-T式中:n1镇流器消耗功率系数，取n1=1.2n2灯罩隔热系数，取0.8N照明灯具所需功率WJL-T照明散热的负荷系数, 见空气调节课本附录2-15-T开灯后的小时数按实际测量数值可知，该厂房每平方米所需照明设备功率15W则总照明设备功率为N=15(7530)=33750W照明设备散热形成的冷负荷(W)(连续开灯4小时) 表3-12计算时刻
35、7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00JL-T000.420.610.660.70000.420.610.660.700n11.2n20.8N33750Q-T0014175205882227523625001417520588222752362503. 电热设备散热形成的冷负荷电热设备散热形成的冷负荷Q-T= n1 n2 n3N JE-T式中: N电热设备所需功率W JE-T电热设备散热的负荷系数,见空气调节课本附录2-14n1电热设备的同时使用系数，取0.9n2电热设备的利用系数，取0.9n3电热设备的负荷
36、系数，取0.7二三层主三房有30台烫机，每台功率500W电热设备散热形成的冷负荷(W)(连续运行4小时) 表3-13计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00JE-T000.560.720.770.81000.560.720.770.810n10.9n20.9n30.7N50030=15000Q-T00476348475184545300476348475184545904. 蒸汽散热形成的冷负荷由于车间有30台烫机，会有大量蒸汽散发出来,故要考虑蒸汽散热所形成的冷负荷，计算方法如下：按蒸汽焓值的进行计算，即蒸汽散发热量的通过空调排出，每台烫机散发蒸汽量为10Kg/h台，故蒸汽散热开成的冷负荷为：Q=(1.84110+2500)- 1.0126+(2500+1.8426) 13.2/1000 1030/(36003)=73.403KW注:查焓湿图可知,室内状态点为N:t=26,=62.5%,d=13.2g
