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1、河南省郑州市某办公楼空调系统设计专业名称：建筑环境与设备工程 作者：祁立斌 指导教师：周丽萍摘 要：本设计为郑州某办公楼中央空调系统设计。设计的主要内容包括如下：第一，了解建筑物的工程概况；第二，根据建筑物的类型和郑州市内外空气计算温度，对该大楼进行了空调冷负荷计算，空调负荷计算主要包括围护结构传热、室内人员、照明等的散热；第三，在房间冷负荷计算的基础上，进行了设备选型和风、水系统的水力计算；第四，根据各项计算结果选出系统设备及附件。关键词：中央空调系统；冷负荷；水力计算；全空气系统；风机盘管An office building air-conditioning system design i
2、n Zhengzhou,Henan ProvinceMajor：Architectural Environment and Equipment EngineeringAuthor:Qi libin Instructor: Zhou LipingAbstract： This design is the HVAC system of the some office building in Zhengzhou, design primary coverage including as follows: First, understands buildings project survey; Seco
3、nd, according to inside and outside buildings type and Zhengzhou the air calculated temperature, carried on the air conditioning cold load computation to this building, the air conditioning load computation has mainly included the building enclosure heat transfer, the indoor personnel, the illuminat
4、ion and so on radiation; Third, in the room cold load computations foundation, has carried on the equipment shaping gentle breeze, aqueous systems water power computation; Fourth, selects the system equipment and the appendix according to each computed result.Keywords：HVAC system; Cold loading; Wate
5、r power computation; Entire air system;Fan coil unit. 目 录第一章 前 言- 1 -第二章 工程概况及设计资料- 2 -2.1 工程概况- 2 -2.2 室外气象参数- 2 -2.2.1 夏季室外计算参数- 2 -2.2.2 冬季空调室外计算参数：- 2 -2.3 室内参数的确定- 2 -2.3.1 对于舒适性空调的室内参数规定：- 2 -2.4 土建资料- 2 -第三章 房 间 负 荷 的 计 算- 4 -3.1房间总热负荷的计算依据- 4 -3.1.1通过外墙的冷负荷计算- 4 -3.1.2通过外窗的冷负荷计算- 4 -3.1.3照明设
6、备的冷负荷计算- 5 -3.1.4.人体冷负荷计算- 6 -3.1.5.设备冷负荷计算- 6 -3.2冷 负 荷 计 算 数 据- 6 -3.3其他各房间总热负荷的估算- 9 -3.4新风负荷计算- 12 -3.5其他各房间新风负荷的估算- 14 -第四章 空调系统方案的确定- 17 -4.1 空调系统方案的选择- 17 -4.1.1空调系统的划分原则- 17 -4.1.2常用空调系统分类及方案的比较- 17 -4.2空调水系统方案的选择- 20 -4.2.1.空调水系统的划分原则- 20 -4.2.2空调水系统的比较选择- 20 -4.2.3两管制系统的优点- 22 -4.2.4闭式系统的优
7、点- 22 -4.3同程和异程系统的选择- 22 -4.4一次泵系统的选择依据- 22 -4.5水系统划分和布置- 22 -第五章 各层风量的计算- 23 -5.1 计算依据- 23 -5.2风机盘管风量计算和选型- 24 -5.3其他各层房间新风校核及修正后的汇总表格- 25 -5.4其他各层房间风机盘管选择列表- 27 -5.5 新风机组的选择计算- 28 -5.5.1各层新风量和冷负荷的计算- 28 -5.5.2 各层新风机组的选择- 29 -第六章 房间气流组织设计与机组水泵的选择- 31 -6.1散流器平送的设计计算与校核- 31 -6.1.1设计步骤：- 31 -6.2房间计算如下
8、：- 31 -6.2.1布置散流器- 31 -6.2.2 初选散流器- 32 -6.2.3散流器平送的校核- 32 -6.3风管的水力计算- 32 -6.3.1通风管道的相关介绍- 32 -6.3.2各层风管的水利计算- 33 -6.4 水系统水力计算- 43 -6.4.1冷冻水系统的选择- 43 -6.4.2 冷冻水的水力计算- 44 -6.5 制冷机组的选择- 54 -6.6冷冻水泵的选择- 54 -第七章 消声减振和保温- 56 -7.1 保温材料的选择- 56 -7.1.1选择要求- 56 -7.2 系统消声- 57 -7.2.1 噪声对环境的影响- 57 -7.2.2 消声装置的选择
9、- 57 -7.3 系统减振- 57 -第八章 建筑施工说明- 59 -8.1设计依据- 59 -8.2空调冷源的选择- 59 -8.3空调方式- 59 -8.4通风设计- 59 -8.5安装- 59 -8.6减振、过滤- 60 -8.7水管系统的清洁及水压实验- 60 -8.8防腐与保温- 60 -8.9调试和试运行- 60 -8.10控制及操作顺序- 61 -8.11其他- 61 -总 结- 62 -参考文献- 63 -致 谢- 64 -湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第一章 前 言亘古及今，人类在各种自然条件下，总是不断地创造、改善着自身的生存环境。迄今，人类赖以生存的环境早已发生了质
10、的飞跃，并且有远为深广的内涵。它既包括自然环境，也包括人工环境。但是，人与环境始终是一对对立统一的矛盾体，它们的关系是既相互对立，又相互依存，相互制约，相互作用和相互转化。解决这一矛盾体对立统一关系的发生、发展及其调节、控制的规律与方法则是我们建筑环境科学学生所应担负的使命。在环境改善方面，人类经历了一个漫长的探索、实践与经验积累的过程。它也从一个侧面体现着人类利用自然、改造自然到亲近自然的发展过程。随着现代工业的发展，社会的进步，一方面，人类对建筑环境控制的能力已大大加强；另一方面，人类的生活日趋丰富，这就要求从更高层次上能动地控制建筑环境，以满足人们生活、工作、生产和科学实验等活动过程对室
11、内环境不断提出的新要求。现代空调技术不仅包含调节空气的温度、湿度和速度的概念，而且还包含了调节其洁净度、压力以至成分、气味等概念。使暖通空调技术进入一个持续发展阶段，使现代社会物质文明不断向前。本次毕业设计是对过去四年大学专业学习的一次检验，是对四年学校教学成果的一次检验，是一次真正意义上的理论与实际相结合的过程，对今后从事本专业工作的一定的有力指导。通过本次设计要学会进行空调工程设计的基本技能，掌握基本的设计思路和设计方法，具备一位空调工程师的基本素质，达到综合运用所学专业知识和培养独立的工作能力的设计目标。本设计综合前期毕业实习的相关成果，通过对建筑物的实际用途的考察，对建筑的空调系统进行
12、全面的、科学的分析，确定了合理的设计方案。具体、系统的叙述了一般的空调设计过程和技巧！本次设计得到了周丽萍老师的悉心指导及教研室其他老师的教诲，在此特向众位老师表示衷心的感谢，同时也感谢同组人员的帮助与协作。由于所学的知识有限，经验不足，设计中错误及不合理之处在所难免，敬请各位老师批评指正。第二章 工程概况及设计资料2.1 工程概况本设计对象是河南某办公楼，办公楼有大厅、办公室，休息室，会议室，接待室等。2.2 室外气象参数由文献【3】查得，河南郑州地区室外的主要参数如下：2.2.1 夏季室外计算参数干球温度 35.8 湿球温度 27.7 相对湿度 75%大气压力 9994Pa 平均风速2.6
13、m/s； 2.2.2 冬季空调室外计算参数：干球温度 -3 相对湿度 81%大气压力 101990Pa 平均风速 2.8m/s2.3 室内参数的确定2.3.1 对于舒适性空调的室内参数规定： 1） 冬季 温 度：应采用1822； 相对湿度：应采用4060； 风 速：不应大于0.2m/s; 2） 夏季 温 度：应采用2228; 相对湿度：应采用30%65%； 风 速：不应大于0.3m/s. 平均温度：32 根据实际情况本设计夏季空调系统取：室内计算温度26相对湿度60%风速取0.2m/s2.4 土建资料根据建筑物围护结构构成，查文献【2】，可确定各墙体的结构和性能参数见下表2-1围护结构类型传热
14、系数（W/K）传热衰减vf传热延迟（h）衰减系数外墙（370无保温材料砖墙）1.492.012.70.15外墙（240无保温材料砖墙）1.952.08.50.35屋顶0.792.110.10.31内墙（240无保温材料砖墙）1.762.09.00.28楼板3.131.54.10.64内墙（250有保温材料砖墙）1.341.13.80.83注：本设计的外墙为37墙，内墙为24墙.第三章 房 间 负 荷 的 计 算3.1房间总热负荷的计算依据空调负荷计算包括室内负荷、新风负荷、再热负荷和风机、风管温升负荷，室内负荷又包括围护结构、人员、照明设备及其它负荷。舒适性空调没有再热，本设计中忽略风机、风管
15、温升负荷。本设表1所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。 空调房间的得热量由下列各项得热量组成： 1）通过围护结构传入室内的热量；2）通过窗户进入室内的太阳辐射热量；3）人体、照明、设备散入房间的热量；4）食品或物料的散热量；5）渗透空气带入室内的热量；6）伴随各种散湿过程产生的潜热量 摘自文献空气调节3.1.1通过外墙的冷负荷计算（墙体为37号墙） 其中 3.1.2通过外窗的冷负荷计算，包括瞬时传热冷负荷和日射得热冷负荷两部分窗户为单层玻璃钢窗，无外遮阳。 瞬变传热冷负荷 其中， K窗的传热系数，单层窗取4.54，W/m2.k t计算时刻的负荷温差，oC，见【2】附录2-12; F 窗口面积
16、，m2 查文献【1】得表3-1 窗玻璃的遮挡系数玻璃类型值玻璃类型值标准玻璃1.005mm厚吸热玻璃0.885mm厚普通玻璃0.936mm厚吸热玻璃0.836mm厚普通玻璃0.89双层3mm厚普通玻璃0.863mm厚吸热玻璃0.96双层5mm厚普通玻璃0.78 表3-2 窗的有效面积系数系数单层钢窗单层木窗双层钢窗双层木窗有效面积系数0.850.700.750.60表3-3 窗内遮阳设施的遮阳系数C内遮阳类型颜色C白布帘浅色0.50浅蓝布帘中间色0.60深黄、紫红、深绿布帘深色0.65活动百叶窗中间色0.60注：本设计采用5mm厚普通玻璃，单层摆布帘钢窗日射得热冷负荷 式中 ： xg窗的有效面
17、积；单层钢窗0.85；xd 地点修正系数，见【1】附录2-13； Jj.负荷强度，W/m2；见【1】附录2-13；F 窗口面积，m；Cs窗玻璃的遮挡系；Cn窗内遮阳设施的遮阳系数；3.1.3照明设备的冷负荷计算 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷CLQ-T，可按下式进行计算：CLQ-T =F*q JX-T式中 T照明设备投入使用的时刻，点钟； -T从照明设备投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，h； JX-T-T时间照明设备散热的冷负荷系数，见资料1附录2-15； q 每平方米的电器设备功率，W/m2。根据文献【2】：客房20W/左右，办公室40W/左右，小会议室40W/左右，大会议室、大会堂40
18、W/左右，商场一层4050W/左右，珠宝、化妆品等区域可达220W/，二层以上3550/左右，超市3550W/左右等本设计中办公室每平方米照明安装功率指标取n=40W/3.1.4.人体冷负荷计算查表得办公室每平方米的人数指标为n=0.10.2人/平方米 其中 q-成年男子的散热量，W n群集系数，取值见下表 F办公室的面积，表3-4 不同场所的群集系数工作场所群集系数工作场所群集系数体育馆0.92百货大楼0.89旅馆、餐厅0.93商场0.89健身房0.95办公室0.90 取自文献【1】3.1.5.设备冷负荷计算热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷，可按下式计算：式中T热源投入使用的时刻； -
19、T从热源投入使用时刻起到计算时刻的时间，h； X-T -T时间设备、器具散热的冷负荷系数；见文献【1】。 热源的实际散热量，W； 一般情况下，办公室的设备主要是一台电脑，功率为200W3.2冷 负 荷 计 算 数 据第一层 办公室101房间办公时间为8：0019：00，照明负荷指标：档案室，图书室为30W/;一般办公室40W/;休息室60W/;其他均为40 W/。人员密度：一般办公室，档案室，图书室为0.1人/;微机室，高级办公室为0.2人/;小会议室0.33人/;大会议室0.67人/;活动室0.05人/;休息室0.13人/。门厅0.13人/，门厅取冷负荷指标为300W/。101房间冷负荷计算
20、：101房间需要计算的墙体只有南外墙，其中内墙的放热衰减度为vf 2.0，楼板的放热衰减度为vf 1.8，查简明空调设计手册表25知道101房间类型为重型；外墙为37墙体，传热系数为1.49W/K，衰减系数=0.15，衰减度=38.6，延迟时间=12.7h.南外墙冷负荷计算表时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-999888777777K1.49F34CLQ455.94455.94455.94405.28405.28405.28354.62354.62354.62354.62354.62354.62 南外窗冷
21、负荷计算瞬时传热冷负荷时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t2.73.84.9677.78.38.78.88.68.17.3K4.54F7.56CLQ92.68130.42168.18206240.2264.2284.8298.6302295.2278250.6 日射得热冷负荷时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00JJ45649312113713812410182674935F3.78*2CLQ141.6200.2292.8381
22、431.4434.6390.4318258.2211154.2110.2表3.2.3照明得热计算表时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00JL-T00.440.750.830.870.900.920.940.950.950.960.96n40F41CLQ0721.612301361.21426.814761508.81541.6155815581574.41574.4人体得热计算表时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00JL-T00.5
23、30.800.860.900.920.940.950.960.960.970.97n0.2潜热73显热61n0.90F41CLQ0777.3898.9925.9943.9952.9961.9966.4970.9970.9975.4975.4人体湿负荷计算表散湿量W(g/h人)109面积F41群集系数n0.90人/m20.2D (kg/h)0.80442D (g/s)0.22345设备散热计算表时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00JE-T00.580.830.880.910.930.940.950.960.960
24、.970.97电脑散热Q200CLQ0116166176182186188190192192194194负荷汇总计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Max南外墙冷负荷455.9455.9455.9405.3405.3405.3354.6354.6354.6354.6354.6354.6南外窗瞬时传热92.7130.4168.2206.0240.2264.2284.8298.6302.0295.2278.0250.6南外窗日射得热141.6200.2292.8381.0431.4434.6390.4318.0
25、258.2211.0154.2110.2照明冷负荷0.0721.61230136114271476150915421558155815741574人体得热0.0777.3898.9925.9943.9952.9961.9966.4970.9970.9975.4975.4设备得热0.0116.0176.0182.0186.0188.0190.0192.0192.0194.0194.0194.0Q总690240123222346136343722369136723636358435313459注：负荷最大值出现在下午13：00，最大值为3720.983.3其他各房间总热负荷的估算查得：空调冷负荷设
26、计指标有四种，分别是（1）国内建筑空调冷负荷设计指标（2）日本公布的空调冷负荷的设计指标（3）英国公布的空调冷负荷的设计指标（4）台湾省公布的空调冷负荷设计指标根据（1），102房间的估算冷负荷为Q=41*（90120）=36904920W根据（2），102房间的估算冷负荷为Q=41*（105130）=43055330W根据（3），102房间的估算冷负荷为Q=41*151.21=6199.61W根据（4），102房间的估算冷负荷为Q=41*（160170）=65607626W由此可见，采用第一种方法估算，结果较为相近。所以，以国内建筑空调冷负荷设计指标为基准，办公室的估算指标为120W/，接待
27、室、值班室、含有套房的办公室、休息室的估算指标为150W/，大厅的估算指标为180W/，会议室的估算指标为250W/，客房的估算指标为100 W/，可计算其他房间的冷负荷，(包括新风负荷)，计算如下：一层建筑其他房间负荷估算房间面积估算指标总负荷Q1房号名称（）（w/）（w）（w）101办公室40.71204920170682102接待室40.71506105103办公室19.21202304104值班室39.11505865105多功能教室137.415020610106大厅727.1180130878二层建筑其他房间负荷估算房间面积估算指标总负荷Q2房号名称（）（w/）（w）（w）201办
28、公室37.8120453668157202 办公室37.81204536203办公室37.81204536204办公室37.81204536205办公室18.31202196206办公室18.31202196207办公室34.61204152208办公室15.81201896209办公室18.31202196210办公室18.31202196211办公室（含套房）37.31505595212办公室（含套房）36.81505520213办公室（含套房）37.71505655214办公室（含套房）57.31508595215办公室31.41203768216办公室34.61204152217办公室
29、15.81201896第三层建筑冷负荷估算房间面积估算指标总负荷Q3房号名称（）（w/）（w）（w）301办公室38.00120456083514302 办公室38.001204560303办公室38.001204560304办公室18.341202201305办公室18.341202201306办公室34.561204147307办公室16.631201996308办公室16.711202005309办公室34.721204166310办公室31.451203774311局长办公室（含套房）57.661508649312副局办公室（含套房）38.001505700313副局办公室（含套房）3
30、8.001505700314副局办公室（含套房）38.001505700315会议室94.3825023595第四层冷负荷估算房间面积估算指标总负荷Q4房号名称（）（w/）（w）（w）401办公室39.50120474069894402 办公室39.501204740403办公室39.501204740404办公室39.501204740405办公室18.351202202406办公室18.351202202407办公室34.731204168408办公室16.711202005409办公室16.711202005410办公室34.731204168411办公室31.451203774412办
31、公室（含套房）57.661508649413办公室（含套房）38.001505700414办公室（含套房）38.001505700415办公室（含套房）38.001505700416办公室38.841204661注：第5层和第六层建筑和第4层完全相同，所以Q5=Q6=Q4=69894 W第七层各房间冷负荷房间面积估算指标总负荷Q7房号名称（）（w/）（w）（w）701办公室38.5120462061668702办公室37.81204536703办公室37.71204524704办公室37.71204524705办公室18.31202196706办公室18.31202196707办公室34.61
32、204152708办公室16.31201956709办公室16.31201956710办公室34.61204152711办公室31.41203768712办公室38.01204560713客房18.31001830714客房18.31001830715办公室18.31202196716客房18.31001830717办公室18.31202196718办公室18.31202196719客房18.31001830720办公室38.51204620第八层其他房间负荷估算房间面积估算指标总负荷Q8房号名称（）（w/）（w）（w）801会议室1292501935023550802休息室28.015042
33、00整栋楼的负荷:Q=170682+68157+83514+69894*3+61668+23550=617253 w总面积: F= 6578 m2单位面积负荷：q=Q/F=617253/6578=94w/m23.4新风负荷计算新风量的计算公式：F*N*n 空调新风负荷按下式计算 KW式中 新风负荷，kw 新风量，kg/s 室外空气焓值，kj/kg 室内空气焓值，kj/kgF房间的有效面积，N人员最小新风量，m/h.人n人员指标，人/按人员最小新风量算室外状态点室内状态点房间负荷面积人员指标人员最小新风量新风量温度干空气密度焓值含湿量温度焓值含湿量新风冷负荷新风湿负荷人/m/（h.人)m/h（0
34、C）kg/m（kJ/kg）（g/kg）（0C）（kJ/kg）（g/kg）KWg/s410.225205361.142108.628.32658.8312.73.2371.2543房间面积人员指标人员最小新风量新风量新风负荷指标新风负荷房号名称人/m/（h.人)m/hw/w101办公室410.220164431763102接待室40.70.317207.57431750103办公室19.20.22076.843825.6104值班室39.10.217132.94431681.3105多功能教室137.40.610824.4243297.6106大厅727.10.6104362.62417450.
35、4房间面积人员指标人员最小新风量新风量新风负荷指标新风负荷房号名称人/m/（h.人)m/hw/w201办公室37.80.220151.2431625.4202办公室37.80.220151.2431625.4203办公室37.80.220151.2431625.4204办公室37.80.220151.2431625.4205办公室18.30.22073.243786.9206办公室18.30.22073.243786.9207办公室34.60.220138.4431487.8208办公室15.80.22063.243679.4209办公室18.30.22073.243786.9210办公室18
36、.30.22073.243786.9211办公室37.30.220149.2431603.9212办公室36.80.220147.2431582.4213办公室37.70.220150.8431621.1214办公室57.30.220229.2432463.9215办公室31.40.220125.6431350.2216办公室34.60.220138.4431487.8217办公室15.80.22063.243679.4房间面积人员指标人员最小新风量新风量新风负荷指标新风负荷房号名称人/m/（h.人)m/hw/w801会议室1290.32077419024510802休息室280.218100.84312043.5其他各房间新风负荷的估算根据估算法，查得：在工作人员停留时间较长的房间，每人所需新风3040/h人，在人员比较拥挤而只停留时间较短的房间，每人所需新风量为10-20/h人。因此，本设计中办公室新风量估算指标为20/h人，接待室、值班室的新风估算指标为17/h人，大厅为10/h人，休息室为18/h人，会议室为20/h人。三层各房间的新风负荷房间面积人员指标人员最小新风量新风量
