毕业设计（论文）西安市银河大厦空调系统设计.doc

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1、毕业设计(论文)题 目 西安市银河大厦空调系统设计 学院名称 指导教师 职 称 班 级 建环 082 学 号 学生姓名 2012年6月9日摘 要本工程为西安市银河大厦通风空调施工图设计。该建筑地下一层，地上十七层，总建筑面积为17373m2，其中空调面积为10700m2。地下室为设备用房，主楼1 9层为办公用房，10层为空中花园，1117层为居民住宅；裙楼共三层，均为证券公司营业用房。本中央空调设计范围主要是主楼19层办公区和裙房13层证券营业区。本工程夏季空调总冷负荷为1417kw，选用一台离心式冷水机组作为空调冷源（单机制冷量1400kw）。冬季总热负荷为1134kw，由市政热网提供热源，

2、通过一台换热器换热用于冬季空调供暖（换热量为1163kw）。空调机房设在本楼地下一层设备房内。本工程中央空调系统形式：主楼19层和裙楼3层为风机盘管加新风系统，裙楼2层为吊挂机组加独立新风，裙楼1层为全空气系统，采用吊挂式空气处理机组。空调水系统采用两管制，分为3个区，主楼13层为A区，49层为B区；裙楼13层为C区。立管采用异程式，各层采用同程式。对本建筑的地下室主要设备用房和走道采取机械通风排烟设计。对主楼的防烟楼梯间和消防电梯前室进行正压送风防烟设计，保证楼梯间余压40Pa50Pa，消防前室余压25Pa30Pa。楼梯间采用自垂式百叶送风口，每隔两层设一个，每层前室采用常闭式电动百叶送风口

3、。关键词：空调系统，风机盘管加独立新风，全空气系统，通风排烟，防烟ABSTRACTThis project is about construction of ventilation and air conditioning design in Galaxy Mansion of Xian. The building has basement, and seventeen floors over ground. And, the overall floorage of it is 17,373 in which 10,700 for design. Basement for the equipm

4、ent room, the main building of 19 layer for office space, the 10layer is a sky garden, 1117storeys for residential building. The skirt building has three floors, and all securities companies operating room. The central air conditioning design range is the main building19layer office and the skirt bu

5、ilding 13layer for securities business district. The project total cooling load of air conditioning in summer1,417kw, one centrifugal chilled water refrigerating machine is employed as the cold source of the conditioner(single cooling capacity of 1,400kw ).The total heat load in winter is 1,134kw, a

6、nd the municipal heating network to provide heat source. through a plate heat exchanger heat exchanger for air conditioner in winter heating ( heat transfer for 1,163kw ) . Air conditioning machine room located in the equipment room of the basement.The project of central air conditioning systems: ma

7、in building19 layer and skirt building 3 layer for fan coil and primary air system. The skirt building 2 layer for hanging air transact unit and primary air system. The skirt building 1 layer is adopted with all-air system , use the hanging air transact unit. The water system use two-pipe water syst

8、em, divided into 3 zones, the main13layer for A area,49 layer for B area; foundation13layer for C area. Risers using direct return system, each layer using reversed return system. The construction of the basement of main equipment room and hallway to take mechanical design of. As positive pressure a

9、ir supply smoke control design is adopted in stairwell, the antechamber and common antechamber of staircase , ensure the stairwell pressure over40Pa50Pa，antechamber and common antechamber of staircase pressure over 25Pa30Pa. Tuyere of stair half is adopted with Gravity Vertical Louver Type Air Openi

10、ng, every two layer is provided with a chamber. and the normally closed electric tuyere is used in each layer antechamber and common antechamber of staircase.Key words: Air-conditioning system, Fan coil units with independent fresh air system, Ail-air system, Ventilation and smoke extraction, Smoke

11、control目录摘 要IABSTRACTII第 1 章 工程概况11.1工程概况11.2设计范围11.3设计条件11.4冷热源条件2第 2 章 负荷计算32.1冷负荷计算概述32.1.1冷负荷计算参数32.1.2冷负荷计算42.2新风冷负荷计算62.3各房间的负荷计算62.3.1各房间冷负荷详细计算62.3.2 房间负荷汇总6第 3 章 空调系统方案选择83.1 空调水系统的选择83.2空调风系统的选择103.2.1空调系统的选择原则103.2.2 方案的比较103.2.3 系统的选择11第4章 空调设备选型134.1 末端设备的选型134.1.1 空气处理方案及有关参数的查取134.1.2

12、末端设备的选择计算144.1.3末端设备的布置184.2 新风机组的选择194.2.1新风机组选择计算194.2.2新风机组的布置19第 5 章 气流组织计算215.1 气流组织215.1.1 气流组织的基本要求215.1.2 空气分布器225.2 气流组织的方式及其设计计算22第 6 章 水力计算246.1水系统水力计算246.1.1 基本公式246.1.2 冷冻水供回水管路水力计算256.1.3 凝水管系统设计336.2 风系统水力计算34第7章 空调的冷热源357.1空调系统的冷源357.1.2制冷机的种类及特点357.1.2制冷机的选择357.1.3制冷机的设计运行工况及各项参数367

13、.2空调系统的热源367.2.1换热器的分类367.2.2换热器的选用原则377.2.3换热器的选择377.3水泵397.3.1冷冻水泵397.3.2热水循环泵397.3.3冷却水泵397.4 分水器和集水器的选择计算417.4.1分、集水器的构造417.4.2分、集水器的计算选择417.5 冷却塔的选择427.6 系统定压方式437.7放空气器447.8阀门44第8章 通风、防排烟系统468.1 地下室通风及排烟468.1.1设备房的通风计算468.1.2地下室排烟计算478.1.3风管及风口尺寸计算478.2 卫生间换气478.3正压送风系统478.3.1加压送风量的计算478.3.2风机

14、选择50第9章 管道保温、消声与防振519.1 管道保温519.2 管道消声防振52参考文献54总结55致 谢56附录57附录57附录61第 1 章 工程概况1.1工程概况 本设计任务给定的工程是位于西安市的银河大厦。总建筑面积17373m，其中地下一层面积为1042 m；空调面积为10698m。全楼分为主楼和裙楼：主楼地上为17层，地下一层；裙楼为3层。主楼一层为大堂和储蓄所，而至九层为办公室，十层为空中花园，十一至十七层为居民住宅；裙楼一层为证券营业厅，二层为中户区，三层为大户区。空调区域为主楼的一至九层和裙楼的三层。本工程空调设计的任务包括本大厦的中央空调系统的设计及防排烟设计。本中央空

15、调系统设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热，并能满足人体的舒适性要求。1.2设计范围本次设计的内容包括：1、空调系统的风系统；2、空调系统的水系统；3、冷热源机房的布置及设备的选型；4、地下室的通风及防排烟；5、楼梯间、前室、消防前室的防烟系统。1.3设计条件1、 室外空气设计参数本工程位于西安市，该地区室外气象参数摘录如下：北纬：3418 东经：11319夏季空调室外计算干球温度：35.2冬季空调室外计算相对湿度：67%夏季空调室外计算湿球温度：26冬季空调室外计算温度：-8夏季通风计算通风温度：312、 室内空气设计参数夏季空调室内设计计算温度：2628冬季空调室内设计计算温度：1820夏季

16、空调室内设计相对湿度：60%夏季空调室内设计相对湿度：50%1.4冷热源条件 本工程的空调供冷的主要冷源是采用制冷机房制备的冷冻水，供水温度为7，回水温度为12。热源采用市政热网，一次供水温度为110，一次回水温度为70，二次供水温度为60，二次回水温度50。第 2 章 负荷计算2.1冷负荷计算概述本工程主要采用冷负荷系数法来计算各个房间24小时的逐时冷负荷。其中包括建筑的围护结构的冷负荷，透过玻璃窗的传热冷负荷和日射得热冷负荷，照明设备引起的冷负荷人员散热引起的显热冷负荷和潜热冷负荷。最后得各个房间最大小时冷负荷汇总。2.1.1冷负荷计算参数1、 墙壁：墙体为200厚加气混凝土砌块，室内局部

17、隔墙为120厚加气混凝土砌块。墙的传热系数：K=0.71W/（mK）。其他有玻璃幕墙，玻璃幕墙的传热系数：K=3.5W/（mK）2、 玻璃窗：双层窗，3mm厚的普通玻璃；金属窗框，80%玻璃；办公室内有内遮阳，大厅及走廊无内遮阳；玻璃窗的传热系数为：K=3.612 W/（mK）。3、 屋面：本建筑属于型屋面，屋面从上到下依次为：预制细石混泥土板25mm，表面喷白色水泥浆；通风层200mm；卷材防水层；水泥砂浆找平层20mm；保温层，沥青膨胀珍珠岩25mm；隔气层；现浇钢筋混泥土板70mm；内粉刷。属于型，传热系数K=1.05 W/（mK）。4、 人员：因各房间的功能不同，在房间的人员的数目不同

18、，劳动强度不同。具体房间依据其功能具体计算。5、 各房间室内计算参数见表2-1： 室内设计参数 表2-1房间名称温 度（波动范围2）相对湿度%（波动范围10%）新风量m3/(h人)夏季冬季夏季冬季证券营业厅、大堂2620605018休息区2620605040接待处2820605018中户区2620605025办公室2620605025大户区2620605025门厅281860502.1.2冷负荷计算对外墙、外窗、屋面、照明、人体散热得热引起的冷负荷逐时进行计算，其中对于玻璃幕墙DIN4108规程规定，断热幕墙的传热系数K不大于3.5W/（m2K）其计算为传热（与外墙计算方法一样）加上日射得热（

19、与外窗日射得热计算方法一样）。对于内维护结构引起的冷负荷均按稳定传热计算。最后把各项冷负荷计算结果逐时累加，再加上新风负荷，求出冷负荷最大值。1、 外墙、屋面、外窗、传热得热引起的冷负荷计算：式中： Qc()逐时冷负荷； A外墙、屋面、外窗等的面积； K各维护结构的传热系数； tc()各维护结构冷负荷计算表温度； td地点修正值； tR室内设计温度；2、外窗日射得热引起的冷负荷计算公式：式中：Qc()逐时冷负荷；Ca有效面积系数；Aw窗口面积；Cs玻璃窗遮阳系数；Ci窗内遮阳设施的遮阳系数；Djmax日射得热因数；CLQ玻璃窗冷负荷系数；3、人体散热引进的冷负荷计算公式：式中： Qc()逐时冷

20、负荷； q不同室温和劳动性质成年男子显热散热量； n室内全部人数； 群集系数； CLQ人体显热散热散热冷负荷； Qc=qn式中： Qc人体潜热散热形成的冷负荷； n、同上；4、照明散热形成的冷负荷其计算公式为：式中 Qc()灯具散热形成的逐时冷负荷，w； N照明工具所需功率，kW n1镇流器消耗功率系数； n2灯罩隔热系数； CLQ照明散热冷负荷系数。5、内围护结构冷负荷 式中 ki 内围护结构传热系数，W/(m2 )； Ai 内围护结构的面积，m2；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。2.2新风冷负荷计算根据不同房间相应新风指标和人员个数计算新风

21、量：式中 V0房间新风量,m3/h； vo新风指标，m3/h人； n人员个数，人。 新风热负荷计算公式为：式中 Qc.o新风冷负荷，kW； M0房间新风量，kg/s； ho室外空气焓值,kJ/kg； hR室内空气焓值,kJ/kg。各类房间新风负荷计算参数见表2-1。2.3各房间的负荷计算2.3.1各房间冷负荷详细计算以营业厅冷负荷计算为例见附录，各房间分项逐时冷负荷汇总表见附录。2.3.2 房间负荷汇总本建筑各房间负荷汇总见表2-2： 房间冷负荷汇总 表2-2房间名称全冷负荷（w）湿负荷新风量新风负荷w总负荷w备注1营业厅125827.320.478100541621799891门厅67828

22、.5678281接待54034.10.651981323.96553581大堂48632.34.54918001203660668风机盘管需承担门厅接待休息厅部分负荷1休息厅20787.31.523336022467.243254风机盘管需承担门厅接待部分负荷2中户1321945.397198013239.61454342楼1办9964.20.4552501671.667116362楼2办5106.00.4552501671.6676777.72楼3办3191.40.27315010034194.42楼大堂10634.40.4552501671.66712306风机盘管需承担门厅中庭（休息+接

23、待）部分负荷3楼大户99936.83.042155010364.331103013楼1办6871.50.27315010037874.53楼2办6994.80.27315010037997.83楼3办3538.50.27315010034541.53休息区152160.918005349.333205653楼堂23616.90.915003343.33326960风机盘管需承担中庭（同2楼)部分负荷4楼1办10009.30.6373502340.333123504楼2办2941.50.27315010033944.54楼3办5615.0898370.27315010036618.14楼4办57

24、14.6763630.27315010036717.74楼5办3366.3955980.27315010034369.44楼6办10253.011910.6823752507.5127614楼休息11902.607750.918005349.33317252468楼堂27563.527230.4552501671.667292355、7楼堂5262.84060.4552501671.6676934.59楼1办10368.341850.6373502340.333127099楼2办3111.8038550.27315010034114.89楼3办5785.3473370.273150100367

25、88.39楼4办5884.9338630.27315010036887.99楼5办3536.6530980.27315010034539.79楼6办13756.243560.915003343.333171009楼堂7552.509990.4552501671.6679224.29楼休息区12241.79030.918005349.33317591注： 本设计中，四到八层，为标准建筑，参考第四层负荷计算，部分房间参照相同大小房间计算。根据计算，本大厦总负荷为1417.49kw。热负荷采用负荷估算，由冷负荷的80%得出本建筑的冬季热负荷为：Q=1417.4980%=1133.992kw。第 3

26、章 空调系统方案选择3.1 空调水系统的选择1.空调水系统设计应坚持的设计原则是：1）力求水力平衡；2）防止大流量小温差；3）水输送系数要符合规范要求；4）变流量系统宜采用变频调节；5）要处理好水系统的膨胀与排气；6）要解决好水处理与水过滤；7）要注意管网的保冷与保暖效果。 2.冷水系统方案的确定及优缺点见表3-1： 冷水系统优缺点 表3-1类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀，输送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同；经

27、过每一管路的长度相等水量分配，调度方便，便于水力平衡需设回程管，管道长度增加，初投资稍高异程式供回水干管中的水流方向相反；经过每一管路的长度不相等不需设回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦两管制供热、供冷合用同一管路系统管路系统简单，初投资省无法同时满足供热、供冷的要求三管制分别设置供冷、供热管路与换热器，但冷热回水的管路共用能同时满足供冷、供热的要求，管路系统较四管制简单有冷热混合损失，投资高于两管制，管路系统布置较简单四管制供冷、供热的供、回水管均分开设置，具有冷、热两套独立的系统能灵活实现同时供冷或供热，没有冷、热混合损失管路系统复杂，初投资高，占

28、用建筑空间较多单式泵冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵系统简单，初投资省不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，不能适应供水分区压降较悬殊的情况复式泵冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵可以实现水泵变流量，能节省输送能耗，能适应供水分区不同压降，系统总压力低。系统较复杂，初投资较高定水量系统中的循环水量保持定值，负荷变化时，通过改变供或回水温度来匹配1.系统简单，操作方便。 2.不需要复杂的自控设备。1.配管设计时，不能考虑同时使用系数2.输送能耗始终处于设计的最大值变水量系统中的供回水温度保持定值，负荷变化时，通过改变供水量的变化来适应1.输送能耗随负荷的减少而降低2.配管设计，可以考虑同时使用系

29、数，管径相应减少3.水泵容量、电耗相应减少1 系统较复杂2 必须配备自控设备基于本工程节能与管道内清洁等问题，因而采用了闭式系统，不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱，这样不仅使管路不易产生污垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，而且水泵耗电较小。根据地理位置和建筑的特点只设一个水系统。由于设计属于多层建筑且冷媒水都在同侧回供，水系统总干管和裙楼12层可设计为异程式，通过阀门调节水利不平衡率，而在其他各层与设备连接尽量布置为同程式。各房间冷凝水汇总后统一排入各层厕所地漏或拖把池内。根据建筑特点，决定采用三个空调分区：主楼13层为A区，主楼49层为B区,裙楼13层为C区。两管制方式简单且初投资

30、少，而且建筑地处西安，无内区，无需同时供冷和供热且无特殊温度要求，因而采用了两管制系统。由于本大厦为办公场所，负荷较为集中，无明显变化；又因地处西安，冬季需要供热，且有市政热网。依照机房空间的大小，设置一台冷水机组和一台热交换器，并设置一台冷冻水泵、一台冷却水泵和一台热水泵，分别设一台为备用水泵；风机盘管供回水管上均设有调节阀，对应在空调机房集水器和分水器之间设置压差调节阀，起旁通作用。为防止管网因杂质和积垢而造成水路堵塞影响使用，在水泵回水口上加设除垢器。3.2空调风系统的选择3.2.1空调系统的选择原则 1.能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净

31、化等要求。2.初投资和运行费用综合起来较为经济；3.尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；4.尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试；5.系统应与建筑物分区一致；6.各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本相同；7.一般民用建筑中的全空气系统不宜过大，否则风管难于布置；系统最好不要跨楼层设置，需要跨楼层设置时，层数也不应过多这样有利于防火。3.2.2 方案的比较全空气系统和空气-水系统对比方案见表3-2： 全空气系统与空气水系统方案比较表 表3-2比较项目全空气系统空气水系统设备布置与机房

32、空调与制冷设备可以集中布置在机房有时可以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分散布置、敷设各种管线较麻烦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

33、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，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

34、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3.2.3 系统的选择根据本工程的建筑特点：包括有小空间的办公室还有大空间的营业厅等的综合办公楼，所以主楼19层均采用风机盘管加独立新风系统，这种方式布置灵活，各房间可独立调节室温，房间没人的时候可方便地关掉房间末端（关风机），不影响其他房间，从而比其它系统较节省运转费用，冷量可由使用者进行一定调节，各办公室不单独设排风系统，通过窗户缝隙渗透排风，在过渡季节，关闭制冷系统、风机盘管和新风系统，采用开窗进行自然通风降温。厕所设排风扇进行排风。裙楼1层采用一次回风系统，其机组采用吊挂式空调箱，新风比为30%，此方案用于大空间，管线布置简单

35、。裙楼2层采用吊挂式空调箱加新风机组，裙楼3层采用风机盘管加独立新风系统。新风系统的形式采用分楼层水平式，每层设置新风系统，裙楼三层新风管路较长，如果单独设一台新风机组，送风效果差，离机组较远的房间有可能得不到新风，所以设两台新风机组，其他均设一台。采用风机盘管加新风系统 ，选择新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷方案，在每层走廊尽端或角落里设置新风处理机组，负担新风负荷，新风管道不同风机盘管混合，新风口单独送风。第4章 空调设备选型4.1 末端设备的选型4.1.1 空气处理方案及有关参数的查取 一次回风系统夏季处理过程焓湿图如图4-1A，风机盘管加独立新风系统的夏季处理过程焓湿图如图

36、4-1B： W C W =90 N =90 N Kiw M O iw O ic inin im W io WK C ON ON N NM(A) (B)图4-1空气处理过程焓湿图W室外空气参数，N室内设计参数， M风机盘管处理室内的空气点O送风状态点，室内热湿比，fc风机盘管处理的热湿比其中热湿比： 总送风量： 新风量： FCU的风量： 对于M点焓值的确定： 注：以上处理过程是在不考虑管道、设备温升或其保温性能很好时的得到的近似设计计算过程。根据以上计算过程，可初步选取空气处理设备。4.1.2末端设备的选择计算1、风机盘管的选择计算以第四层办公室1室为例，房间不含新风负荷时为Q=10.009kw

37、，湿负荷M=0.637g/s，室内空气计算温度26，相对湿度60，夏季室外计算干球温度35.2，夏季室外计算湿球温度26，该房间室内人员14人，总新风量为3503/h。其焓湿图如下：图4-2风机盘管处理焓湿图查焓湿图可得： 热湿比 =Q/M=10.009/0.637=15713 风机盘管的全冷负荷：QF=9.249kw风机盘管的显冷负荷：QF=7.69kw 根据全冷负荷选择和校核风量，可选出该房间所选用的风机盘管为2台2排管型号为FP-136，其在进风温度（干球温度/湿球温度）为27/19.5、进水温度为7时单台全热负荷为6.94kw，显热负荷为4.876kw。其他各房间选型原理同上，得出表格

38、见表4-1： 风机盘管选型 表4-1房间名称冷负荷(w)计算风机盘管风量(m3/h)新风量(m3/h)选择型号数量(台)单台送风量(m3/h)总送风量(m3/h)实际送风温差()门厅67828FP-10248051610接待处 5403423555198FP-1703134240266.81大堂48632125151800FP-1022805112748FP-13641074FP-17041342休息厅2078735003360FP-102580540257.62楼1办99643538250FP-1362107421487.22楼2办51061293250FP-5124038067.92楼3办

39、3191835150FP-6815375377.82楼大堂106343847250FP-1368107489957.1FP-5114033楼1办68722535150FP-1701134213427.13楼2办69952592150FP-1701134213427.13楼3办3538996150FP-8516716717.63楼大堂236178777500FP-102880568437.1FP-5114033楼休息区152164601800FP-1702134226847.33楼大户99937317461550FP-515403186537FP-10214805FP-1704134248楼1办100093135350FP-1362107421487.648楼2办2942719150FP-681537537848楼3办56151995150FP-1361107410747.248楼4办57152002150FP-1361107410747.248楼5办3366916150FP-6815375377.748楼6办102533142375FP-136