建筑环境与设备工程本科毕业设计(论文).doc

《建筑环境与设备工程本科毕业设计(论文).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑环境与设备工程本科毕业设计(论文).doc（84页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、摘 要本设计是上海市某酒店空调工程设计，酒店共六层，建筑总面积11476，空调面积为7710，其中一层不做设计要求。空调区夏季冷负荷为411.48kW,冬季热负荷为312.98kW。根据房间功能，确定出了空气水、全空气系统在该酒店的具体应用场所。考虑到经济性以及可行性，得出了一套空调系统方案，并针对此方案进行了水力计算、设备选型等。对于消声减震也做了一定的设计。在风系统设计中，二层餐厅以及五、六层多功能厅属于高大空间场所，采用全空气一次回风系统。舒适性空调系统，采用机器露点送风，省去了再热量。空调机组放在机房或吊装在走廊。对于二层的套房、办公室和三至四层的商务用房，由于其空调负荷变化较大，且各

2、个房间的朝向、使用时间不同，采用风机盘管加新风系统。新风处理到室内等焓状态点，不承担室内负荷。在水系统设计中，闭式系统腐蚀性弱、水泵扬程小，系统简单。异程系统管路布置简单，阻力通过增设阀门来调节。定流量系统不需要复杂的自控设备。根据负荷计算可知，宾馆不需要同时供冷、供热。所以设计中采用闭式、异程、定流量、两管制系统。结合地理位置，空调冷热源采用了水源热泵机组。关键词：冷负荷，露点送风，等焓状态点，异程，水源热泵ABSTRACTThe design is air conditioning engineering design of a hotel in Shanghai, a total of

3、six hotels, a total construction area of 11476 square meters, air-conditioned area of 7710 square meters, of which layer do the design requirements. Air conditioning in summer cooling load is 411.48, winter heat load is 312.98. According to room function, to determine the air - water, the whole air

4、system in the hotel establishments. Taking into account the economic and feasibility of, and obtained an air conditioning system, and hydraulic calculations, equipment selection for this program. Muffler damping is also a certain design.In air system design, two-story restaurant and five or six mult

5、i-purpose hall is a large space place, the whole air a return air system. Comfort air conditioning system, apparatus dew point air, eliminating the need for re-heat. The air conditioning unit on the engine room or lifting in the corridor. For the two-story suites, offices and three to four business

6、houses, the air conditioning load changes, and the orientation of each room, use of time, the fan coil plus fresh air system. New air handling indoor enthalpy state point, does not bear the indoor load.In the design of water systems, closed systems are less corrosive, the pump head is small, simple

7、system. The DRS system piping layout is simple, the resistance through the addition of valves to regulate. Constant flow system does not require complex automatic control equipment. Load calculation shows that the hotel does not require the same time cooling and heating. Closed, different process us

8、ed in the design, constant flow, the two control systems.Combination of geographical location, cold and heat sources using water source heat pump unitsKEYWORDS: cooling load, dew point air enthalpy state point, the different process, water source heat pump目 录前 言1第1章 设计说明与资料21.1工程概况21.2设计范围21.3设计资料21

9、.3.1 建筑资料21.3.2 室外设计资料31.3.3 室内设计资料3第2章 负荷计算42.1冷负荷计算42.1.1 冷负荷计算方法42.1.2 冷负荷计算公式42.1.3 各房间逐时冷负荷计算书82.2热负荷计算82.2.1 围护结构耗热量82.2.2 冷风渗透耗热量92.2.3 热负荷计算书92.3新风负荷的计算92.4湿负荷的计算102.4.1 人体散湿量102.4.2 敞开水表面散湿量102.5负荷汇总11第3章 空调系统设计方案143.1空调风系统143.1.1 空调风系统设计的基本原则143.1.2 空调系统方案的比较143.1.3 空调系统选择163.2空调水系统173.2.1

10、冷热水系统173.2.2冷却水系统203.3通风排烟系统20第4章 空气处理过程及设备选择214.1全空气一次回风系统214.1.1 夏季处理过程214.1.2 冬季处理过程224.1.3 空调机组选型及参数244.2风机盘管加新风系统254.2.1 夏季处理过程254.2.2 冬季处理过程264.2.3 风机盘管选择计算294.2.4 新风机组选择计算314.2.5 新风机组选型31第5章 空调区的气流组织325.1气流组织的形式和特点325.2送、回风方式335.3风口选择计算335.3.1散流器选择计算335.3.2 侧送风口选择计算375.3.3 喷口选择计算385.3.4 回风口参数

11、39第6章 空调风管系统416.1风系统设计416.2风系统水力计算426.2.1 计算方法426.2.2 风系统水力计算实例436.3风道安装的注意事项50第7章 冷热源选择517.1 冷热源系统比较选择517.2 水源热泵特点527.3开式湖水源热泵系统547.3.1 系统设计原理547.3.2系统设计要点547.3.3本方案的可行性分析557.3.4 冷、热源系统设计56第8章 空调水系统设计578.1空调水系统的设计原则578.2空调水系统确定578.3冷冻水系统水力计算588.3.1 冷冻水系统水力计算方法588.3.2 冷冻水水力计算实例598.4水泵选型658.4.1 循环水泵选

12、型658.4.2潜水泵选型668.5水系统配件678.5.1膨胀水箱678.5.2除垢器和水过滤器688.5.3阀门698.6冷凝水设计698.7水系统安装要求70第9章 通风与防排烟设计729.1卫生间排风设计729.2设备房的通风设计729.3建筑防排烟设计73第10章 消声、减振与保温设计7410.1消声、减振设计7410.1.1 消声设计7410.1.2 减振设计7410.2保温设计75总 结76参考文献77致 谢78附录1 冷负荷计算书79附录2 热负荷计算书86诚信声明前 言空调技术是伴随着现代文明社会的进步而发展起来的。而当人们在享受着空调技术给人们的生产与生活带来方便和舒适时，

13、紧接着也就在思考如何减少空调所需要销耗的能量。特别是进入20世纪70年代以来，以石油危机为标志的世界能源危机更加促使一些发达国家在各业中研究和推广节能技术。水源热泵空调作为一项效果显著的节能技术也迅速发展起来。目前，几乎所有的大型公共建筑都要安装中央空调系统，对生产工艺和室内洁净度有特殊要求的地方还必须建立洁净室。本次设计即为上海某大酒店水源热泵中央空调系统设计。设计内容包括系统选型的分析，空调冷热负荷及湿负荷的计算，空气处理过程及空气处理设备的选择，空调房间的气流组织的计算，空调水系统的设计与水力计算以及风道的设计与水力计算；热泵机房的设计与布置。图纸包括空调风系统平面图、空调水系统平面图、

14、制冷机房设备管道平面图等。本次设计本着满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术和设备，创建健康舒适节能的室内空气品质及环境。 第1章 设计说明与资料1.1 工程概况建筑为上海某大酒店，共6层，其中一层层高5.4m，其它层高为3.6m。一层为备用房，无设计要求；二层为套房、餐厅等；三至四层为商务用房；五至六层为多功能厅，具体参见设计图纸。1.2 设计范围空调风系统、水系统（冷却水、冷冻水、冷凝水）、通风系统、防排烟系统。1.3 设计资料1.3.1 建筑资料1.屋面 K0.648W/m2 K（1）10厚地砖。 （2）25厚水泥砂浆。 （3）防水层。（4）保温 120厚憎水珍珠岩

15、板。 （5）结构层，120厚钢筋混凝土板，50厚挤塑保温板。 （6）20厚水泥砂浆。2.外墙 K0.868W/m2 K （II类）240厚非承重空心砖墙，两侧水泥砂浆抹面，外侧贴瓷砖3.内墙1：240厚非承重空心砖墙，两侧水泥砂浆抹面/涂料。K0.868W/m2 K 内墙2：50厚ASA保温板。K0.59W/m2 K4.全部外窗及外门为中空玻璃塑钢门窗 K2.6 W/m2 K5.楼板 K0.605 W/m2 K120厚钢筋混凝土板（贴地砖） K0.5W/m2 K6.建筑条件图纸：各层平面图。 （层高见图，窗高1.8米，内门高2.3米，土建主梁650mm, 次梁550mm）1.3.2 室外设计资

16、料地 点：上海市地理位置：纬度：314 经度：12145查文献1得其夏季、冬季空调室外设计资料如下表所示：表1-1 室外设计资料夏季干球温度湿球温度计算温度平均风速m/s大气压力Pa34.628.230.83.4100573冬季干球温度相对湿度%计算温度平均风速m/s大气压力Pa-1.2743.53.31026471.3.3 室内设计资料文献2 规定设计参数范围如下表所示：表1-2 室内设计资料范围温度相对湿度风速夏季242840%65%0.3m/s冬季182240%60%0.2m/s根据以上规定，并结合地区气候性质最终确定室内设计资料如表1-3所示：表1-3 室内设计资料名称参数夏季冬季新风

17、量噪声标准(NR)人员密度tvtv%m/s%m/sm3/h人dB人/客房25600.2522450.1540350.07餐厅25600.2522450.1520400.5多功能厅25600.2522450.1520400.4会议室25600.2522450.1530400.5第2章 负荷计算22.1 冷负荷计算2.1.1 冷负荷计算方法谐波反应法。2.1.2 冷负荷计算公式1.外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算： （2-1）式中 F 计算面积，； 计算时刻，h； 温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，h； 作用时刻下，通过外墙或屋

18、面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。当外墙或屋顶的衰减系数0.2时，可用日平均冷负荷代替各计算时刻的冷负荷： （2-2）式中 负荷温差的日平均值，。2.外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷按下式计算： （2-3）式中 计算时刻下的负荷温差，； K 传热系数； 窗框修正系数。3.外窗太阳辐射冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷，应根据

19、不同情况分别按下列各式计算：(1) 当外窗无任何遮阳设施时 （2-4）式中 窗的构造修正系数； 计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/。(2) 当外窗只有内遮阳设施时 （2-5）式中 内遮阳系数； 计算时刻下，透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/。(3) 当外窗只有外遮阳板时 （2-6）式中 F1 窗口受到太阳照射时的直射面积，。 计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度，W/。(4) 当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 （2-7）式中 计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度，W/。4. 内围护结构的传热冷负荷(1) 相邻空间通风良

20、好时当相邻空间通风良好时，内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式估算： （2-8）式中 夏季空气调节室外计算日平均温度，；(2) 相邻空间有发热量时通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算： （2-9）式中 Q 稳态冷负荷，下同，W； 夏季空气调节室内计算温度，； 邻室温升，可根据邻室散热强度采用，。5. 人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷，按下式计算： （2-10）式中 群体系数； n 计算时刻空调房间内的总人数； 一名成年男子小时显热散热量，W； T 人员进入空调区的时刻，h； 从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，h； 时刻人体显

21、热散热的冷负荷系数。6. 灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：白炽灯散热形成的冷负荷 （2-11）镇流器在空调区之外的荧光灯 （2-12）镇流器装在空调区之内的荧光灯 （2-13）暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯 （2-14）式中 N 照明设备的安装功率，W； n0 考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8； n1 同时使用系数，一般为0.5-0.8； T 开灯时刻，h； 从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h； 时刻灯具散热

22、的冷负荷系数。7. 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，按下式计算： （2-15）式中 T 热源投入使用的时刻，h； 从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间，； 时间设备、器具散热的冷负荷系数； 热源的实际散热量，W。(1) 电热工艺设备散热量 （2-16）(2) 电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 （2-17）(3) 只有电动机在空调房间内的散热量 （2-18）(4) 只有工艺设备在空调房间内的散热量 （2-19）式中 N 设备的总安装功率，W； 电动机的效率； n1 同时使用系数，一般可取0.5-1.0； n2 安装系数，一般可取0.7-0.9； n3 负荷系数，

23、即小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.4-0.5左右； n4 通风保温系数；8. 食物的显热散热冷负荷进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人9W考虑。2.1.3 各房间逐时冷负荷计算书 具体冷负荷计算见附表1。2.2 热负荷计算2.2.1 围护结构耗热量 围护结构的耗热量，应包括基本耗热量和附加耗热量。1. 围护结构的基本耗热量 （2-20）式中 K 该面围护结构的传热系数，W/()； F 该面围护物的散热面积，； 室内空气计算温度，； 室外供暖计算温度，； 围护结构的温差修正系数。2. 围护结构的附加耗热量 围护结构的附加耗热量，

24、应按其占基本耗热量的百分率确定。各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用：（1）朝向修正率北、东北、西北朝向：0 西南、东南朝向：-15%-10%东、西朝向：-5% 南向：-25%-15%（2）风力附加 在文献3中明确规定：建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加率为5%10%。2.2.2 冷风渗透耗热量在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后溢出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，成为冷风渗透耗热量。缝隙法计算冷风渗透耗热量冷风渗透量 （2-21）式中 L 每米门

25、、窗缝隙渗入室内的空气量，m3/hm; l 门窗缝隙的计算长度，m； n 渗透空气量的朝向修正系数。冷风渗透耗热量 （2-22）式中 干空气的定压质量比热容，； 室外温度下空气密度，kg/m3; V 渗透空气的体积流量，m3/h; 、 室内外供暖计算温度，。2.2.3 热负荷计算书 具体热负荷计算见附表2。2.3 新风负荷的计算 空调新风负荷按下式计算： （2-23）式中 新风负荷，kW; 新风量，kg/s; 室外空气的焓，kJ/kg； 室内空气的焓，kJ/kg。2.4 湿负荷的计算空调湿负荷是指空调房间内湿源（人体散湿、敞开水池或槽表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量。2.4.1 人体散湿量

26、 人体散湿量按下式计算： （2-24）式中 人体散湿量，kg/h; g 成年男子的小时散湿量，g/h; n 室内全部人数； 群集系数。2.4.2 敞开水表面散湿量 敞开水表面散湿量按下式计算： （2-25）式中 敞开水表面散湿量，kg/h; 敞开水表面单位蒸发量。Kg/(h); A 蒸发表面积，。2.5 负荷汇总表2-3 夏季冷、湿负荷汇总表分类面积总冷负荷室内冷负荷总湿负荷新风冷负荷新风量WWkg/hWm3/h宾馆4689411482.6265394.8213.59146087.918928.42楼层138452898.6268542001套房969120.437052.033.032068

27、.42682002套房，2806197.784129.382.932068.42682003套房，21026652.994584.582.932068.42682004餐厅35256888.132190.7636.3824697.3432002005套房969879.168401.732.091477.432682006套房，2945145.23076.82.932068.42682007标间，2423218.692184.491.791034.21342008会议，2818364.674706.374.873658.294742009阅览室425326.133057.063.432269.0

28、72943楼层101513444.6117423001总统房33014360.5811211.674.283148.914083002首相房33013646.8310497.924.283148.914083003标间403177.522143.321.791034.21343004套房，21056769.194731.662.92037.532643005套房1056755.814718.282.92037.532644楼层120125719.193332.44001卧室404087.553053.351.771034.21344002卧室403583.642549.431.771034.2

29、1344003卫浴403529.962495.761.771034.21344004标间503355.832321.631.791034.21344005套房，21026666.814598.412.932068.42684006套房1026654.674586.272.932068.42684007套间2806200.074131.672.932068.42684008套间11007146.435078.022.932068.42684009套间9836824.265030.612.651793.64232.44010标间504082.993311.21.31771.791404011套房2

30、1056800.074731.662.932068.42684012套房1026714.234645.832.932068.42684013起居室423680.52772.871.68907.63117.64014书房424444.293536.661.64907.63117.64015更衣室161780.751434.991.06345.7644.85楼层68876858.0645214.5945.9831643.4741005001多功能68876858.0645214.5945.9831643.4741006楼层40155010.8932628.9232.5722381.96290060

31、01多功能40155010.8932628.9232.5722381.962900表2-4 冬季热、湿负荷汇总表分类面积总热负荷总湿负荷新风热负荷新风湿负荷新风量Wkg/h W kg/hm3/h宾馆4689312982.5-39.27175031-86.8218928.42楼层138463378.98-31.4468542001套房967946.56-0.072478.2-1.232682002套房，2804926.38-0.072478.2-1.232682003套房，21025660.49-0.072478.2-1.232682004餐厅35258607.83-12.2929590.4-1

32、4.6832002005套房968164.57-0.072478.2-1.232682006套房，2943200.54-0.072478.2-1.232682007标间，2422088.540.531239.1-0.611342008会议，2816504.68-1.054383.08-2.174742009阅览室422907.440.12718.62-1.352943楼层101516108.29-7.9917423001总统房3309444.25-0.693772.78-1.874083002首相房3309444.25-0.693772.78-1.874083003标间402122.690.5

33、31239.1-0.611343004套房，21054592.35-0.052441.21-1.212643005套房1054666.62-0.052441.21-1.212644楼层120130814.74-15.283332.44001卧室403395.490.511239.1-0.611344002卧室402682.130.511239.1-0.611344003卫浴402684.540.511239.1-0.611344004标间502654.650.531239.1-0.611344005套房，21025693.25-0.072478.2-1.232684006套房1025765.1

34、3-0.072478.2-1.232684007套间2804032.92-0.072478.2-1.232684008套间11005493.2-0.072478.2-1.232684009套间9834893.530.12149-1.07232.44010标间502471.630.51294.58-0.641404011套房21054629.34-0.072478.2-1.232684012套房1024703.61-0.072478.2-1.232684013起居室422168.740.621087.45-0.54117.64014书房422638.870.591087.45-0.54117.6

35、4015更衣室16475.410.92414.27-0.2144.85楼层68853814.59-17.0137912.7-18.8141005001多功能68853814.59-17.0137912.7-18.8141006楼层40137212.72-11.7526816.33-13.329006001多功能40137212.72-11.7526816.33-13.32900第3章 空调系统设计方案12333.1 空调风系统3.1.1 空调风系统设计的基本原则空调风系统的设计要以其经济性和适用性为最基本原则，参照文献2与文献5，在设计过程中应遵循以下原则：1. 选择空气调节系统时，应根据建筑

36、物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较确定；当各空气调节区热、湿负荷变化情况相似，宜采用集中控制，各空气调节区温湿度波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统。需分别控制各空气调节区室内参数时，宜采用变风量或风机盘管空气调节系统，不宜采用末端再热的全空气定风量空气调节系统；2. 选择的空调系统应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、净化等要求；3. 综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理；4. 尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；5. 尽量减少风管长度和风管重叠，便于

37、施工、管理和测试；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。3.1.2 空调系统方案的比较空调系统按空气处理设备的集中程度可分为：集中式空调系统，半集中式空调系统，分散式空调系统。一幢建筑物或一个空气调节区域采用何种空气调节系统，应综合考虑系统运行及调节的灵活性和经济性，经过认真的技术经济比较后确定。对于空调系统的多种方案，各有其利弊。在选择方案时应该根据工程的实际情况具体分析，最终设计最合适的方案，下面参照文献1简单介绍各不同方案的优缺点。表3-1 典型空调系统的特征和适用性比较集中式半集中

38、式分散式风管设备与布置风管系统1）空调送回风管系统复杂，布置困难2）支风管和风口较多时不易均衡调节风量3）风管要求保温，影响造价1）放室内时不接送、回风管2）当和新风系统联合使用时，新风管较小1）系统小，风管短，各个风口的风量易调节平衡2)直接放室内时，可以不接新、回风管3）机组余压小，可能满足不了风管的布置和最小新风量。风管互相串通空调房间之间有风管连通，各房间互相污染。当发生火灾时会通过风管蔓延。各房间不会相互污染各房间不会相互污染、串声。发生火灾时不会通过风管蔓延。设备布置与机房1)空调和制冷设备可集中布置在机房2）机房面积较大，层高较高3）有时可以布置在屋顶上1)只需要新风空调机房，机

39、房面积小2）风机盘管可安装在空气调节区内3）分散布置，敷设各种管线较多1）设备成套紧凑，可放在房间内，也可以装在机房内2）机房面积较小，是集中系统的50%，机房层高较低3）分散布置，敷设各种管线较麻烦空调控制品质温湿度控制可以严格控制室内温度和室内相对湿度对室内温湿度要求较严时，难以满足各房间可以根据各自的负荷变化与参数要求进行温湿度调节，对湿度的精度不高。空气过滤和净化可采用初效、中效和高效过滤器，满足室内洁净度的要求。过滤性能差，清洁度要求较高时难以满足。过滤性能差，清洁度要求较高时难以满足。空气分布可以进行理想的气流分布气流分布受一定的制约气流分布受制约经济型节能与经济1)可根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年工况节能运行，充