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• 本文标题：工程概况和原始资料.docx
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• 内容摘要：学院名称：    能源与动力学院    专业：建筑环境与能源应用工程摘要本工程为镇江某办公楼空调系统设计，位于江苏镇江，本次暖通空调设计内容包括：冷热负荷计算、空调方案的确定、气流组织计算、空调风系统的设计（含冷、热源方案选型）、空调水系统设计以及各种设备的选型。本设计内容包括空调负荷计算，空调系统的比较以及确定，送风状态参数及送风量的确定，空气处理设备的选型，冷热源的选型，气流组织计算，水力计算，其 他设备的选择，保温与防腐以及减振和消声等内容。关键词：空调设计；冷水机组；回风系统；风机盘管加新风系统AbstractThisprojectistheventilationandairconditioningengineeringdesignofZhenjiangofficebuildinglocatedinZhenjiangJiangsuProvincewithabuildingareaof10454。34m2。Thebuildinghas7floowithatotalheightof21mandtheheightofeachfloorabovegroundis3M。TheHVACdesignincludes:coolingandheatingloadcalculationairconditioningschemedeterminationairdistributioncalculationairconditioningaiystemdesign(includingcoldandheatsourceschemeselection)airconditioningwateystemdesignandvariousequipmentselection。TheHVACdesigncontentsinclude:17flooadoptfancoilunitplusfreshaiystemfreshairunitsarearrangedinthecorridorfreshairistreatedseparatelyandfreshairisintroducedfromoutdoorintothefreshairunitfortreatmentandthenintothebuilding。Twoscrewchilleareselectedascoldandheatsourcesandtheheatsourceismunicipalheatsupplynetwork。Keywords:airconditioningdesignwaterchillerprimaryretuaiystemfancoilplusfreshaiystem目录第一章绪论11。1选题的目的和意义11。2空调技术国内外发展现状11。2。1国外现状11。2。2国内现状11。3发展趋势2第二章工程概况和原始资料32。1工程概况32。2基本气象参数32。2。1室内设计参数32。2。2土建资料32。3现行的国家设计规范4第三章负荷计算53。1空调冷负荷计算53。2计算依据53。2。1外墙和屋面传热冷负荷计算公式53。2。2外窗的温差传热冷负荷63。2。3外窗太阳辐射冷负荷63。2。4内围护结构的传热冷负荷73。2。5人体冷负荷73。2。6灯光冷负荷83。2。7设备冷负荷83。2。8渗透空气显热冷负荷93。2。9伴随散湿过程的潜热冷负荷93。2。10新风负荷103。3热负荷计算113。4负荷计算实例123。5冷负荷计算12第四章空调方案的确定164。1空调系统的分区处理164。2空调系统的设计原则164。3方案比较17第五章空气处理过程计算205。1风机盘管加新风系统的空气处理过程205。2新风处理方法及送风方式的确定215。2。1新风处理方法215。3空调设备选型215。3。1风机盘管的选型215。3。2新风系统的机组选型25第六章气流组织及风管布置266。1气流组织概述266。2空调送风口和回风口276。2。1送风口276。2。2回风口286。3空间气流分布的形式286。4气流组织的计算296。4。1送风口的计算296。4。2回风口的计算306。5风管的布置306。6风管水力计算原理306。7风管水力计算步骤31第七章水系统设计367。1水系统分类367。2水系统方案的确定367。3水管的水力计算377。3。1水管水力计算的原理及依据377。3。2水系统的水力计算步骤387。4冷凝水系统的设计41第八章制冷机房及设备选型计算438。1制冷机房的设计438。1。1制冷机房的基本要求438。1。2制冷机房的设备布置438。2冷水机组选型448。2。1制冷机房的总负荷448。2。2冷水机组的型号和台数448。3冷却水系统设计458。3。1冷却水系统形式468。3。2冷却塔选型468。3。3冷却水量的计算468。3。4冷却塔补水量478。3。5冷却水泵选型478。8。3冷冻水泵选型488。4分、集水器选型设计498。4。1分集水器的直径确定498。4。2旁通管的尺寸确定498。4。3分集水器的长度确定508。5补水定压系统设计508。6膨胀水箱的选择508。7补水与水处理设备的选择518。8换热器选型计算528。8。1平均温差528。8。2确定传热系数528。8。3计算传热面积528。8。4换热器选型538。8。5求流道数538。8。6计算流速538。8。7计算实际k值53第九章管路系统的保温防腐及消声隔振559。1管道的保温559。1。1保温的原因及目的559。1。2保温的结构559。1。3保温材料559。1。4保温层的厚度569。2管道的防腐569。3管路系统的消声579。4系统的隔振57致谢58参考文献59第一章绪论本章主要对办公楼空调系统设计研究目的与意义，对办公楼空调系统设计在国内和国外的现状以及对其未来的发展趋势进行简单的分析和概述。1。1选题的目的和意义在当代办公类建筑中，配置空气调节系统以便保证办公大楼内的良好空气环境，为办公人员提供舒适的工作场景为办公人员的身心健康提供更好的保障。本文研究和开发的目的就是在提供更为优良质量的空气，涉及温度、湿度及空气风速等诸多方面要求，同时也对舒适性提出更高适用性标准。随着科技进步让超高标准办公大楼成为可能，而经济发展则为修建这些大楼提供了物质基础和前提。如同山峦般的办公大楼已经成为国家现代化的标志，而与之相适配的设备条件和装置标准则成为国家技术发展的指标，其中空调系统设计正是办公大楼诸多功能型需求之一，提高这些方面的设计标准和质量的重要性就凸显出来。本文所涉及的中央空调系统，着重于所提供空调环境的舒适感。1。2空调技术国内外发展现状1。2。1国外现状回顾国内外空调技术的发展历程，从上个世纪八十年代开始，发达国家已经在其国内公共建筑中广泛应用和装置变风量空调系统，而近些年更是又有了新发展，风机盘管加新风这种虽然具有一定的缺陷但依然在广大发展中国家如我国得到广泛应用的空调系统面临着淘汰的命运，办公大楼已经禁止使用了，主要原因是该类型空调系统无法解决处在大楼空间内侧没有直接对外窗口的房间的通风问题。当前欧洲部分国家已经采取全面使用建筑空气检测技术和标准，这意味着如果某栋建筑内部空气质量无法达标，那么就会被盖上“病态建筑”的标签，除非经过全面整改，否则建筑将被禁用，从这一严格规定也可以一窥发达国家对室内环境的高标准和严要求，涉及到室内环保的议题也日益引起关注。变风量空调系统具有显著的优势，这种一类型全空气系统，能够实现对室温的有效控制，同时还能在调节空气各方面指标的同时满足空气品质方面的要求，另外，该系统效率性较高具有较为明显的节能优点，因此在发达国家的商用及公共建筑中被广泛使用。1。2。2国内现状与经济发展始终保持同步的建筑业，近些年发展势头在诸多行业中处在前列，与既往建筑业业态有着显著进步和区别，目前开发商视野已经放得更宽更远，不再对容积率过多关注，同时也已经把目光焦点从开发成本上有所转向，而是把住户放在重点考虑项内，在居住及商用建筑开发中，开始以提高建筑质量及使用舒适度为开发中诸多考量内容的重点。城市建筑的高速扩张和发展，高层建筑也成为人们居住的主要选择，对高层建筑的居住环境也提出了更高的要求，尤其是对建筑内空气品质保持着高度关注，与此同时，对舒适度要求也日益高企。面临前述建筑居住和使用的要求和标准变化，空调系统也将给予及时回应，不再限于温度调节这一单一功能，而是成为室内环境维持的重要环节。如今，建筑内空气品质已经日益引起人们关注。另外，空调技术的不断发展和广泛应用给人们提供了舒适环境的同时，对于其高能耗问题也日益引发思考。1。3发展趋势回归空调技术一路走过的发展历程，从后风扇时代，这一阶段空调技术才刚起步，之后的纯空调时代，此一阶段空调开始普及化，到当前的超空调时代，这一阶段空调已经具有了更为多层次的功能，而我们即将面临的将是网络信息化空调技术。通过对几种经典空调技术及其应用化产品的介绍，从中可以看出技术创新始终是空调发展的原动力。空调产品的智能化和高科技化势不可挡，将逐步取代当前市面上仅具有简单制冷制热作用，无法满足更为空气品质要求的低科技含量空调。专家预计空调的发展方向主要有四个内容，健康化、人性化、环保化及全家居智能网络化，这中间健康化主要涉及到的就是空气品质，换言之就是空气舒适度，包括空气洁净度、空气环境控制技术如温度和湿度等指标以及空调气流给人体感舒适程度等。目前空调厂家们已经充分意识到大势，纷纷进行控制空气品质相关的空调技术研发，如多重空气过滤、负离子、环绕立体送风等等，露出有不少品质尚佳的空调产品推向市场。第二章工程概况和原始资料2。1工程概况本工程方案具体施工对象是镇江地区一栋办公楼，共有七层，建筑总计高度数据是21m，地上层高具体数据是3m。从建筑平面图可以看出，上面已经标示了空调通风系统的装置需求，从而提供良好的室内环境及对冷热源的舒适度要求。2。2基本气象参数镇江地区经度为北纬32 东经118。48，同时本地区海拔是935m；针对夏季空气环境，开展室外调节计算，以干球表进行，最终温度获得数据是34。8℃；针对夏季空气环境，开展室外调节计算，以湿球表进行，最终温度获得数据是28。1℃；针对夏季通风情况，开展室外计算，以湿球表进行，最终温度获得数据是31。2℃；针对夏季空气环境，开展室外气压调节计算，最终数据显示结果100。430kPa；针对夏季室外风速，开展测算工作，结果显示为2。6ms；针对冬季空气环境，开展室外调节计算，以干球表进行，最终温度获得数据是1。8℃；针对冬季空气环境，开展室外调节计算，最终相对湿度获得数据结果是76%；针对冬季空气环境，开展室外气压调节计算，最终数据显示结果102。550kPa；针对冬季室外风速，开展测算工作，结果显示为2。4ms；2。2。1室内设计参数根据国内规范要求室内设计温度精度±1℃，湿度精度为±10%。表21室内设计参数表2。2。2土建资料（1）外墙的技术参数本次方案中外墙选定是1号，根据规范其中构造具体包括水泥砂浆20毫米等多项内容。传热系数K=0。54W()。内墙传热系数K=1。86W(m2。K)（2）屋面的技术参数本次方案中保温层面选定也是1号，根据规范其中构造具体包括防水卷材4毫米等多项内容。传热系数K=0。49W()。（3）外窗的技术参数本次方案中外窗玻璃选定为一般3mm玻璃。尺寸为1800mm×2000mm1500mm×2000mm1200mm×2000mm900mm×2000mm四种，传热系数K=2。6W()。设计图纸中并没有明确标示窗户高度，本方案中将之一概确定2m。2。3现行的国家设计规范《采暖通风与空气调节设计规范》GB500192015《公共建筑节能设计标准》(GB501892012）《暖通空调。动力技术措施》2009《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB502432016）《民用建筑热工设计规范》（GBJ501762016）第三章负荷计算在对空调系统设计中对涉及到的负荷进行具体衡量时，通报包括三方面内容，即冷、热及湿负荷。为了维持空调房间内一定标准的恒温，可能在特定因素影响的某个时刻产生的冷量供应需求情况，被叫做冷负荷；为了维持空调房间内一定标准的相对湿度，可能在特定因素影响下某个时刻需要去除湿量的具体情况，被叫做湿负荷。基于前面这两方面的负荷数据，来确定空调系统送风量的要求和标准，及空调系统设备的具体性能和容量情况。3。1空调冷负荷计算通常来说，空调工程开发过程中，有两种基于不同依据和原理的冷负荷计算方式，具体来说一类型是基于谐波反应法，一类型是冷负荷系数法。针对前一种计算方式，也被称为负荷温差法，具体计算路径是通过两个冷负荷形成过程，一个是由于外在干扰因素作用下室内热量的升高或降低过程，一般指的是室外综合温度，这就是所谓的内扰量，针对这一形成过程所需要着重考虑的因素是外在干扰的周期性比如季节变化，及外部围护结构所能提供的衰减性能表现及所产生的延迟性作用；二个是内扰量最终导致冷负荷出现的过程，这其中主要有两个概念，一个是热扰量的对流概念，一个是热扰量的辐射概念，前者涉及到某一时刻所形成的冷负荷，后者则涉及到房间蓄热性所具有的延迟作用，在这之后出现的某一时刻冷负荷。这两部分所得到的数据相加就能得到不同计算时刻的冷负荷具体数值。冷负荷系数法则是一种基于公式的简化计算法，利用传递函数而进行实现，优点是便于在工程具体施工环境下需要负荷数据时进行手算，具体计算路径是通过冷负荷温度，及一般环境下的冷负荷系数，综合考虑各种内外部存在的扰量值，展开计算并得到各个分项情况下的不同逐时冷负荷数值。本方案利用负荷系数法，同时计算方式选择天正暖通设计软件来实现数据计算。冷负荷通常来说是由以下几部分热量经过房间蓄热效应后形成：第一是来源是太阳照射的热量；第二是经过围护结构后传导进入房间的热量；第三是随着空气进入房间内的热量；第四是新风传导携带进来的热量；第五太阳辐射经过外窗进入室内的热量；第五设备运转自动散发的热量；第六房间内人类活动自然散发的热量；第七照明效应所带来的的散热量；第八食物等多类型热物料多产生的散热量。湿负荷通常来说指的是房间内各种湿源向空气中所散发的湿量，换言之就是维持房间内一定标准含湿量所需要给房间添加或消除的湿量。具体来说包括以下几方面：第一随着空气流通带入房间内所形成的湿量；第二人体自然产生的湿量；第三设备及其器件自然产生的湿量；第四液面或湿面等产生的湿量；第五食品等多类型物料所产生的湿量。本次方案中，假定房间始终维持正压，并且从门窗等缝隙及出口等流通入内的空气量显著偏低，并且假定地面没有敞开水环境，不需要计算表面散湿量，因此对于湿负荷的计算只选择人体自然生成的散湿量加以考虑。3。2计算依据3。2。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(W)，按下式计算：(31)式中：计算面积，㎡；计算时刻，点钟；—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，点钟；—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。注：当外墙或屋顶的衰减系数β0。2时，可用日平均冷负荷代替各计算时刻的冷负荷：(32)式中：负荷温差的日平均值，℃。3。2。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：(33)式中计算时刻下的负荷温差，℃；传热系数。3。2。3外窗太阳辐射冷负荷时刻冷负荷的计算过程需要提供外窗太阳辐射相关的数据，因为现场存在不同情况因此计算公式和结果也存在区别：（1）当外窗没有安装任何防辐射的遮阳装置时：(34)式中：计算时刻下，当前太阳辐射所产生的负荷值计算时刻下太阳总辐射负荷强度W㎡；（2）当外窗只安装了内部防辐射的遮阳装置时：(35)式中：计算时刻下太阳总辐射负荷强度W㎡；（3）当外窗只安装了外部遮阳装置时：(36)注：如果当前地区纬度表现是北纬27°以南，且窗户朝向也是南窗，那么无需考虑遮阳装置，按照公式（24）计算所的结果即可。（4）当外窗内外都安装了相应遮阳装置时：(37)式中：计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W㎡；计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W㎡；外窗能够受到太阳直射的面积；外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）㎡；外窗具有实际效用的面积系数；外窗玻璃遮阳性能的具体系数；外窗内部遮阳装置性能，即遮阳系数；注：与前相同纬度下的南窗，外部遮阳装置可不考虑，直接计算，采用公式为（25）。3。2。4内围护结构的传热冷负荷（1）相邻房间为通风效果好且没有安装空调系统的房间，内窗所能产生的温差传热效果所带来的负荷情况，可以用公式（23）来得到相应具体数据。（2）相邻房间为通风效果好且没有安装空调系统的房间，内墙及楼板所能产生的温差传热效果所带来的负荷情况，可以用公式(21)来得到相应具体数据，也可以用(22)，此时负荷温差及据此所能计算得到的平均值，都进行数据采用时，其中朝向设置都应该采用“零”进行数据代入和计算。（3）相邻房间具有一定热源，那么经由相连的内窗及墙板等多种结构所能产生的温差传热效果所带来的的负荷情况，可以按照式（38）来得到相应具体数据。(38)式中：Q呈现稳定状态的冷负荷，W；夏季室外空气调节日均温，℃；夏季空气调节室内温，℃；相邻房间温升，℃。3。2。5人体冷负荷人体显热散热状态自然生成的时刻冷负荷情况，计算公式如下：(39)式中群体系数；计算时刻下，室内人数和；单个成年男子自然状态下所能达到的小时显热散热量，W；人体自然状态下显热散热状态所形成的冷负荷系数。。3。2。6灯光冷负荷照明设备散热进行相应的冷负荷计算，将时刻冷负荷用符号Qτ表达，根据灯具的不同情况如种类等需要进行不同计算，详情如下：（1）灯具为白炽灯或镇流动所带的室外荧光灯，公式如下：(310)（2）灯具为镇流器所带室内荧光灯，公式如下：(311)（3）灯具为暗装荧光灯，公式如下：(312)式中：灯具标准功率，kW；根据荧光灯照有无小孔，且综合考虑顶棚通风，将该系数确定为两个区间，一个有小孔情况下取值区间在0。5到0。6范围内，一个无小孔情况下取值区间在0。6到0。8范围内；灯具同时使用时的照明细数，取值范围在0。5到0。8区间内；灯具照明开启时间，h；灯具照明开启到当前计算时刻，h；灯具照明时间段内散热所形成的冷负荷系数。3。2。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Qτ，按下式计算：(313)式中：热源投入使用的时刻，点钟；从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，ｈ；时间设备、器具散热的冷负荷系数；热源的实际散热量，W。电热、电动设备散热量的计算方法如下：（1）电热设备散热量：(314)（2）电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量：(315)（3）只有电动机在空调房间内的散热量：(316)（4）只有工艺设备在空调房间内的散热量：(317)式中：设备的总安装功率，kW；电动机的效率；同时使用系数，一般可取0。51。0；利用系数，一般可取0。70。9；小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0。5左右；通风保温系数；输入功率系数。3。2。8渗透空气显热冷负荷渗透空气的显冷负荷(W)，按下式计算：(318)式中：单位时间渗入室内的总空气量，kgh；夏季空调室外干球温度，OC；室内计算温度，OC。3。2。9伴随散湿过程的潜热冷负荷（1）人体散湿和潜热冷负荷①人体散湿量按下式计算(319)式中：散湿量，kgh；名成年男子的小时散湿量，gh。②人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算：(320)式中：一名成年男子小时潜热散热量，W；群体系数。（2）渗入空气散湿量及潜热冷负①渗透空气带入室内的湿量(kgh)，按下式计算：(321)②渗入空气形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算：(322)式中：室外空气的含湿量，gKg；室内空气的含湿量，gKg；室外空气的焓，KJKg；室内空气的焓，KJKg。（3）食物散湿量及潜热冷负荷①餐厅的食物散湿量(kgh)，按下式计算：(323)式中：就餐总人数。②食物散湿量形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算：(324)（4）水面蒸发散湿量及潜热冷负荷敞开水面的蒸发散湿量(kgh)，按下式计算：(325)式中：蒸发表面积，㎡；不同水温下的扩散系数；蒸发表面的空气流速；相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力；室内空气的水蒸气分压力；标准大气压，1001325Pa；当地大气压（Pa）。3。2。10新风负荷室外新鲜空气及空气品质直接关乎到室内空气质量。夏季时，外部空气中不管是气温还是焓值都显著高于室内，因此空调系统为了在此时进行新风处理，就需要进行冷量提供。与此同时，冬季时，外部空气不管是气温还是含水量都显著低于室内，因此空调系统为了在此时进行新风处理，就需要加大湿量生成及增加热量耗费。新风量一般来说具有四个方面的标准：第一需要对人体及其他活动过程中所生成的污染物进行一定的排出和稀释，从而达到空气品质要求；第二对室内消耗的空气量进行及时的补充及室内产生气体所需要的排气量；第三维持空调室内的正压；第四新风量要始终维持在总风量占比10%以上的数据表现上。之所。。。
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