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1、目 录中文摘要1Abstract2绪论31 我国暖通空调的现状及其发展32 建筑空调系统节能国内外研究现状31 建筑空调系统节能国外研究现状32 建筑空调系统节能国内研究现状33 空调系统的设计与建筑节能4第一章 基本资料61.1 工程概况61.2 土建资料61.2.1 墙体61.2.2 屋顶61.2.3 玻璃61.2.4 人数61.2.5 照明、设备71.2.6 空调使用时间71.3 地理条件及气象参数（按南京地区参数确定）7第二章 负荷计算92.1 冷、湿负荷的概念92.2 冷负荷计算92.2.1 屋顶的冷负荷92.2.2 东南外墙冷负荷102.2.3 西南墙负荷112.2.4东北外墙冷负
2、荷112.2.5 西北外墙冷负荷122.2.6东南西南 东北 西北玻璃窗顺时传热冷负荷132.2.7 透过玻璃窗进入日射得热引起冷负荷CL/n132.2.9 通过门进入室内的热量引起冷负荷142.2.10 人员散热引起的冷负荷142.2.11 照明散热形成的冷负荷152.2.12设备显热冷负荷152.3 湿负荷计算162.4 新风负荷计算162.5 负荷汇总16第三章 空调系统方案确定以及选型193.1 空调水系统方案193.2 空调风系统方案203.3 空气处理方案233.4 气流组织方案243.5 送风量的计算243.5.1 送风量的计算公式243.5.2 送风量的计算过程及结果253.6
3、 风机盘管的选型273.6 新风机组的选型29第四章 风管布置图及风管水力计算304.1 风管水力计算概述304.2 确定风管尺寸314.3 风管阻力计算314.3.1 沿程阻力314.3.2局部阻力324.4 风管阻力的校核334.5 风管水力计算步骤33第五章 水管布置及水力计算365.1 水管管径的确定365.2 水管阻力计算375.2.1 沿程水头损失375.2.2 局部水头损失375.3 水管水力计算步骤375.4 冷凝水管设计415.5 冷水机组的选型434.5.1 冷热源方案选择435.5.2 机组选型计算445.5.3 冷冻水泵选型455.5.4 膨胀水箱配置与计算465.6
4、卫生间机械排风485.7 制冷机房布置48第六章 施工说明506.1 空调水管506.2 空调风管506.3 其它50第七章 谢 辞52第八章 参 考 文 献53中文摘要摘要：本次毕业设计题目为南京市迈瑞办公楼空调设计，拟为之设计合理的中央空调系统。为室内提供舒适的工作环境。 本设计依据有关规范考虑节能和舒适性的要求，决定采用风冷热泵冷水机组作为空调冷热源。空调方式，则采用了风机盘管加独立新风系统，以及相应的水系统。系统节能，先进可靠，使用方便。初投资和运行费用的综合成本较低。本次内容包括：空调的负荷计算，空调方案，空调冷热源的比较和最终结果，空调设备末端的选择，布置理由和最终结果，空调水系统
5、的划分和水力计算等。 关键字：风冷热泵冷水机组；风机盘管+独立新风系统；水系统；空调设备。AbstractThe graduation design topic for nanjing mindray office air conditioning design, to design the reasonable for the central air conditioning system. For indoor to provide a comfortable working environment.This design according to relevant standards c
6、onsidering the energy saving and comfort requirements, decided to use air cooled heat pump water chillers as cold and heat source. Air conditioning mode, used the the fan coil and independent fresh air system, water system and the corresponding. Energy saving system, advanced and reliable, easy to u
7、se. The initial investment and running costs of the comprehensive cost is low.The contents include: air conditioning load calculation, air conditioning scheme, cold and heat source and the comparison of the final result, the end of the air conditioning equipment choice, decorate reason and final res
8、ults, the division of air conditioning water system and hydraulic calculation, etc.Keyword：Aircooledheatpumpwaterchillers;Fancoil+independentfreshairsystem;Watersystem;Airconditioningequipment 绪论1 我国暖通空调的现状及其发展 进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一 。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理
9、及削峰填谷，蓄冷空调技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发展，以及热泵技术在长江中下游地区的应用。随着生产和科技的不断发展,人类对空调技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术,已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。2 建筑空调系统节能国内外研究现状1 建筑空调系统节能国外研究现状 能源是整个经济系统的基本组成部份，作为一个能源消耗大国，美国在节能和提高能源利用率方面投
10、入了大量的人力、物力。在美国的整个能源消耗中，有约1/3以上消耗在建筑能耗上，这些能耗用来满足人们的热舒适、空气品质、提高人们的生活质量。美国暖通空调制冷工程师协会、美国制冷协会、美国冷却塔协会等组织、美国能源部以及众多暖通空调设备生产厂家如York, Carrier等都为建筑节能做出了很大贡献。特别是美国制冷设备生产厂商投入了大量的资源研究高性能冷水机组，使得冷水机组单位制冷量的能耗仅为20世纪70年代的62.3%。美国在空调冷源水系统方面的研究也卓有成效，在冷却水系统方面着重于降低冷却水流量，以达到减少冷却水泵能耗的目的。2 建筑空调系统节能国内研究现状 我国是一个人均资源相对贫乏的国家，
11、因此节能降耗有着十分重要的意义。近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界和工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷源系统的形式选择上，对压缩式冷水机组和吸收式冷水机组的技术经济比较研究较多，通过对众多方
12、案的分析已经基本达成共识：吸收式冷水机组节电而不节能，对其在我国的应用应区别对待，对于有余热可以利用的地区，应大力提倡使用吸收式冷水机组，而一般建筑物则应采用蒸汽压缩式制冷。当然，在进行冷热源系统的选择时，还要考虑建筑物所在地的气象条件、电力供应状况、能源情况、空调系统有无采用余热回收的可能性等方面的问题。通过对一些地区空调系统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性能，而对其部分负荷性能的考虑较少。在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。我国在冷源水系统方面的研究目前较少，一般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行
13、冷却水泵和冷冻水泵的选择。对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。事实上，对于冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大的。因此水系统的节能具有很大的潜力。3 空调系统的设计与建筑节能空调制冷技术的诞生是建筑技术史一项重大进步，它标志着人类从被动适应宏观自然气候发展到主动控制建筑微气候，在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实的一步。但是对空调的依赖也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但20世纪70年代的全球能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严
14、重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，空调能耗又约占建筑能耗的50%60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达22.75%。因此，建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。于是降低空调能耗也被纳于建筑节能的任务中，如何更好的利用现在的空调技术服务人类同时又能满足建筑能耗的要求，是现阶段专业技术人员的工作要点。而暖通空调设计方案的好坏直接影响着建筑环境的质量和节能状况。随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人
15、员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。第一章 基本资料1.1 工程概况本工程为南京市公楼空调设计，办公楼建筑面积3640 m2，总建筑面积为18200m2,共5层。本次设计针对四层和五层，空调面积总共2000m2,总负荷221.3KW,负荷指标130W/m2；冬季热负荷300KW。本工程空调系统采用风机盘管加新风，系统根据楼层设置，室外机均设置在五层屋面。办公室和会议室采用嵌入式风机盘管，新风负荷由新风机组承担。各楼层卫生
16、间舍机械排风系统。1.2 土建资料1.2.1 墙体构造：240mm砖墙+20mm内粉刷 +20mm外粉刷；由空气调节附录2-9，外墙类序号44，该墙的热工性能如下：传热系数K=1.95W/(m2K)，传热衰减度v1=12.9,传热相位延迟1=8.5h=127deg。1.2.2 屋顶 屋顶为防水层加小豆石5mm+水泥砂浆找平层10mm+保温层沥青膨胀珍珠岩160+隔气层+承重层+找平层+内粉刷20mm。由空气调节附录2-9，屋顶结构类型序号13，传热系数K=0.49 W/(m2K)1.2.3 玻璃玻璃为3mm厚普通中空白色玻璃，80%玻璃，内挂浅色窗帘，钢窗，单层钢窗；窗玻璃的遮挡系数：0.96
17、；房间用浅蓝布帘；窗内遮阳设施的遮阳系数：0.6；玻璃外表面换热系数18.96W/；玻璃内表面换热系数8.7 W/。1.2.4 人数人员数的确定是根据各房间的面积确定的，本办公楼人员密度按5/人计算。1.2.5 照明、设备按相关资料选定，参考民用建筑电器设计数据手册推荐，见下表1-1。办公室内照明为明装荧光格栅灯。1-1民用建筑单位面积电器负荷房屋类型负荷类别计算（VA/m2）房屋类型负荷类别计算（VA/m2）办公室照明20大会议室照明40插座30插座25中小会议室照明20计算机房照明20插座15插座30大门厅照明35库房照明20插座30插座5楼梯间照明10卫生间照明151.2.6 空调使用时
18、间此办公楼空调每天使用10小时，即8：0018：00。 1.3 地理条件及气象参数（按南京地区参数确定）南京市处于北纬3200，东经11848。夏季：空调室外计算干球温度为35；空调室外计算湿球温度为28.3；空调计算日平均温度31.4； 通风计算干球温度32； 室外平均风速2.6m/s 风向 C25%/NE10%冬季：空调计算干球温度-6； 空调计算相对湿度73%； 通风计算干球温度2； 采暖计算干球温度-3； 室外平均风速2.6m/s 风向 C13%/SE13%室内温湿度 夏季：t=2628 =6065% 冬季：t=1822 =30%第二章 负荷计算2.1 冷、湿负荷的概念为连续保持空调房
19、间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间去除的湿量称为湿负荷。房间冷、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种： 1. 外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷； 2. 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷； 3. 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷； 4. 人体散热引起的冷负荷； 5照明散热量；6设备散热量；2.2 冷负荷计算2.2.1 屋顶的冷负荷由空气调节计算方法 CLQ=KFT- （式2-2） 式中 计算时间h 维护结构表面受到24小时谐性温度波动作用，温度波动传到内表面的时间延迟h -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的
20、时间h K外墙和屋顶的传热系数； F外墙和屋顶的传热面积（）； T-作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。由空气调节附录2-9，屋顶结构类型序号13，传热系数K=0.49 W/(m2K)，衰减系数=0.37，衰减度=47.36。由附录2-11查的扰量作用时刻-时的南京屋顶负荷温差的逐时值t-。表格2-2 屋顶冷负荷(W/m2)计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t-1719202222222221201918K0.49CLQ/F8.339.319.810.7810.7810.7810.7810.299.
21、89.318.822.2.2 东南外墙冷负荷由空气调节计算方法 CLQ=KFT- （式2-2） 式中 计算时间h 维护结构表面受到24小时谐性温度波动作用，温度波动传到内表面的时间延迟h -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的时间h K外墙和屋顶的传热系数； F外墙和屋顶的传热面积（）； T-作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。由空气调节附录2-9，屋顶结构类型序号44，传热系数K=1.95 W/(m2K)，衰减系数=0.35，衰减度=12.9。由附录2-11查的扰量作用时刻-时的南京屋顶负荷温差的逐时值t-。表格2-3 东南外墙冷负荷(W/m2)计算时刻8:009
22、:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t-1212131313131312121211K1.95CLQ/F23.423.425.3525.3525.3525.3525.3523.423.423.421.452.2.3 西南墙负荷由空气调节计算方法 CLQ=KFT- （式2-2） 式中 计算时间h 维护结构表面受到24小时谐性温度波动作用，温度波动传到内表面的时间延迟h -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的时间h K外墙和屋顶的传热系数； F外墙和屋顶的传热面积（）； T-作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。
23、由空气调节附录2-9，屋顶结构类型序号44，传热系数K=1.95 W/(m2K)，衰减系数=0.35，衰减度=12.9。由附录2-11查的扰量作用时刻-时的南京屋顶负荷温差的逐时值t-。表格2-4 西南外墙冷负荷(W/m2)计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t-910111213131414141313K1.95CLQ/F17.5519.521.4523.425.3525.3527.327.327.325.3525.352.2.4东北外墙冷负荷由空气调节计算方法 CLQ=KFT- （式2-2） 式中 计算时间h 维
24、护结构表面受到24小时谐性温度波动作用，温度波动传到内表面的时间延迟h -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的时间h K外墙和屋顶的传热系数； F外墙和屋顶的传热面积（）； T-作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。由空气调节附录2-9，屋顶结构类型序号44，传热系数K=1.95 W/(m2K)，衰减系数=0.35，衰减度=12.9。由附录2-11查的扰量作用时刻-时的南京屋顶负荷温差的逐时值t-。表格2-5 东北外墙冷负荷(W/m2)计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t-11121212
25、12121212121111K1.95CLQ/F21.4523.423.423.423.423.423.423.423.421.4521.452.2.5 西北外墙冷负荷由空气调节计算方法 CLQ=KFT- （式2-2） 式中 计算时间h 维护结构表面受到24小时谐性温度波动作用，温度波动传到内表面的时间延迟h -温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构内表面的时间h K外墙和屋顶的传热系数； F外墙和屋顶的传热面积（）； T-作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。由空气调节附录2-9，屋顶结构类型序号44，传热系数K=1.95 W/(m2K)，衰减系数=0.35，衰减度=12.9
26、。由附录2-11查的扰量作用时刻-时的南京屋顶负荷温差的逐时值t-。表格2-6 西北外墙冷负荷(W/m2)计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t-99111112131313131313K1.95CLQ/F17.517.521.4521.4523.425.3525.3525.3525.3525.3525.352.2.6东南西南 东北 西北玻璃窗顺时传热冷负荷由空气调节计算方法 CLQc=KFT （式2-2） 式中 计算时间h K外墙和屋顶的传热系数； F外墙和屋顶的传热面积（）； T计算时刻的负荷温差由空气调节附录2
27、-12中查出各计算时刻的负荷温差T表格2-7东南 西南 东北 西北玻璃窗顺时传热冷负荷(W/m2)计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00t4.25.16.06.77.58.08.58.88.98.78.3K3.00CLQ/F12.915.318.020.122.524.025.526.626.726.125.352.2.7 透过玻璃窗进入日射得热引起冷负荷CL/n由空气调节附录2-13查的各计算时刻的冷负荷温差Jj.。计算结果列于下表。由空气调节计算方法冷负荷CLQj=xgxdCnCsFJj.式中xg窗的有效面积系数；
28、单层钢窗0.85，双层钢窗0.75；xd地点修正系数；Jj.计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/m2F维护结构计算面积，m2；2-8 西南外玻璃窗进入日射得热引起冷负荷（W/m2）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Jj.42556572941492072402432091492-9 东北外玻璃窗进入日射得热引起冷负荷（W/m2）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Jj.2482291761281191
29、13104938064452.2.9 通过门进入室内的热量引起冷负荷因为本工程位于四楼，五楼，没有靠近外部的门，所以通过门的瞬时传热冷负荷可以忽略不计。2.2.10 人员散热引起的冷负荷办公室属于极轻劳动。查空调工程表3-15，可知室温26时，成年男子每人散发的显热和潜热量为61W和73W，根据书本表3-14，取群集系数。根据在办公室的总小时数为10小时，由书本附录27查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。根据式(2-5)计算人体显热散热引起的冷负荷： (2-5)式中 人体显热散热形式的冷负荷（W）； n室内全部人数； 群集系数；不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（W）；人体显热散热冷负荷系数。
30、根据式(2-6)计算人体潜热散热引起的冷负荷： (2-6)式中 人体显热散热形式的冷负荷（W）； 1名成年男子小时潜热散热量（W）。2-10 人体显热形成的冷负荷-T12345678910CLQ0.550.730.780.820.850.880.900.910.920.940.93CLS/n31.241.4144.2446.5248.2249.9251.0651.6252.1953.332.2.11 照明散热形成的冷负荷由设计原始资料可知办公室照明负荷为20W/m2，根据室内照明开灯时间为8：0018：00，开灯时数为10小时，由空调工程附录26查得照明散热冷负荷系数， 按式(2-7)计算照明
31、散热形成的冷负荷： (2-7)式中 CL照明设备散热形成的逐时冷负荷（W）；N照明设备所需功率（KW）；n1镇流器消耗功率系数，明装时，n1=1.2，暗装时，n1=1.0； n2灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，n2=0.50.6；无通风孔时，n2=0.60.8；照明散热冷负荷系数；2-11 照明散热形成的冷负荷-T12345678910CLQ0.460.660.720.770.810.840.870.890.900.92n11.2n20.6照明负荷20W/m2CL/F6.629.510.3711.0111.6612.112.5312.8212.9613.352.2.12设备显热冷负荷按空调工程表
32、3-13给出的单位面积散热指标估算空调区的办公设备散热量，此时空调区办公设备的散热量可按式(2-8)计算： (2-8)式中 F空调区面积（）； 办公设备单位面积平均散热指标（）。2-12 设备显热冷负荷-T12345678910CLQ0.600.780.820.850.880.900.910.920.930.94设备负荷30W/m2CL/F1823.424.625.526.42727.327.627.928.22.3 湿负荷计算由空调工程表3-15查得办公室属极轻劳动，当室温为26时，每人散发的小时散湿量为109g/h,=0.93。故人体散湿量可按式(2-9)计算： (2-9)式中 群集系数；
33、 计算时刻空调区内的总人数； g1名成年男子每小时散湿量（g/h）。2.4 新风负荷计算空调区空气参数:相对湿度65%,温度26。夏季空气调节室外计算干球温度35，夏季空气调节室外计算相对湿度为64%，夏季室外干空气密度为1.15。由焓湿图查得室外焓值h0=92KJ/Kg，室内焓值。新风负荷按式(2-10)计算： (2-10)式中 M新风质量流量（Kg/s）； ho室外空气的焓值，kJ/kg； hi室内空气的焓值，kJ/kg。2.5 负荷汇总401室 冷负荷计算汇总表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00屋顶冷负荷176.
34、2196.9207.3228228228228217.6207.3196.9186.5西南外墙冷负荷118.4131.6147.7158171.1171.1184.3184.3184.3171.1171.1西北外墙冷负荷222.1222.1272.2272.2296.9321.7321.7321.7321.7321.7321.7透过玻璃窗进入日射得热冷负荷226.8297351388.8507.6804.61118129613121128804玻璃窗顺时传热冷负荷69.6982.6297.2108.5121.5129.6137.7143.6144.1140.9136.9人员负荷0495.554
35、6.6560.7572.1580.6589.1594.8597.6600.5606.2照明负荷0140200.9219.3236.9246.6255.5265271.1274.1282.4设备负荷0380.7494.9520.3539.3558.3571.1577.3583.7590.1596.4总计812.21946231824562674304034053600362134233105由汇总表可以看出，此办公室最大冷负荷值出现在16：00时，其值为3621W。由上边推算，其他房间负荷如下2-13 所有房间汇总房间名称编号冷负荷(不含新风) kw新风冷负荷(kw)湿负荷kg/h总负荷(kw)
36、讨论区4013.621.430.515.06办公室4021.50.860.322.88办公室4031.420.860.322.34办公室4045.773.11.128.87办公室4055.923.11.129.02办公室4065.923.11.129.02办公室4075.663.11.128.87办公室4081.410.860.322.27办公室4091.630.860.322.49网吧，阅览4104.92.00.926.9办公室4112.431.430.523.86实验室14123.381.730.625.11实验室24131.580.860.322.44中会议室4148.572.881.0
37、211.35预留室4152.831.730.624.56洽谈室14161.330.860.322.19小会议室4173.181.430.524.61洽谈室24180.990.860.321.85装配室14195.64.031.429.63装配室14204.263.11.127.36行政库房4212.311.730.624.04办公室4220.890.860.321.75办公室4230.890.860.321.75财务室4242.591.730.624.32办公室4253.642.30.825.94办公室4264.482.30.826.78办公室4273.642.30.825.94办公室4282.021.430.523.45办公室4292.021.430.523.45办公室4301.762.30.824.03办公室4310.740.580.221.32办公室4322.691.730.624.42157.87五楼办公室5010.820.580.221.4小会议室5021.840.860.322.7办公室5030.920
