暖通毕业设计铜陵市某工业厂房中央空调及除尘设计.docx

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暖通毕业设计铜陵市某工业厂房中央空调及除尘设计

暖通毕业设计-铜陵市某工业厂房中央空调及除尘设计

目录1

第1章绪论4

1.1设计题目4

1.2工程概况4

1.3设计任务4

1.4设计内容4

第2章设计依据6

2.1设计依据6

2.2气象参数6

2.2.1基本气象参数6

2.2.2室内设计参数6

2.3土建资料6

第3章负荷计算8

3.1冷负荷的组成8

3.2冷负荷8

3.2.1维护结构冷负荷计算8

3.2.2人体散热形成冷负荷12

3.2.3灯光照明形成的冷负荷12

3.2.4设备显热冷负荷13

3.2.5冷负荷汇总14

3.3热负荷15

3.4湿负荷15

第4章空调系统方案的选择17

4.1空气处理方案的比较与确定17

4.1.1空气处理方案比较17

4.1.2空气处理方案的确定18

4.2冷热源的选择19

第5章厂房送风量的计算20

5.1全面通风换气量的计算20

5.1.1全面通风换气的基本微分方程式20

5.1.2全面通风分类23

5.1.2全面通风风量计算25

5.2全空气一次回风系统夏季处理方案26

5.2.1空气处理过程26

5.2.2空气状态点27

5.3送风状态点与送风量的确定28

5.4新风量计算28

第6章末端设备的选择29

6.1换热器的选择与计算29

6.1.1计算参数的定义29

6.1.2表冷器的计算选择29

6.2除尘器的选择31

6.3风机的选择32

6.4送风筒的选择32

6.5冷水机组的选择33

第7章空调系统水力计算34

7.1风管水力计算34

7.2风机的校核35

7.2.1空调机房总阻力35

7.3回风管道计算35

7.4新风管道计算35

第8章空调水系统设计36

8.1空调管路设计原则36

8.1.1空调管路系统的划分原则36

8.1.2空调管路系统的形式36

8.1.3空调管路系统的划分原则37

8.2空调水系统的水力计算38

8.2.1管径的确定38

8.2.2水流动阻力的确定39

8.2.3冷冻水系统的水力计算40

8.3冷冻水泵的选择41

8.4分水器与集水器42

8.5冷却水系统设计42

8.5.1冷却水43

8.5.2冷却水循环系统43

8.5.3冷却塔44

8.5.4冷却水泵45

8.6冷凝水系统设计46

8.7空调系统的定压46

8.7.1膨胀水箱体积确定47

8.7.2膨胀水箱选型47

8.8空调管路系统的管材及附件47

8.8.1管路系统的管材47

8.8.2管路系统的阀门48

8.8.3管路伸缩与确定49

8.9空调管路系统的保温49

第9章空调系统的消声与隔振51

9.1空调系统消声设计51

9.2空调系统隔振设计52

小结53

参考文献54

致谢55

第1章绪论

1.1设计题目

铜陵市某工业厂房中央空调及除尘设计

1.2工程概况

厂房位于安徽省铜陵市。

厂房用途主要为该厂房主要进行碳钢转向架构架及其部件的焊接和焊后打磨等工作。

厂房内的焊接工作主要以混合气体保护焊为主,手工电弧焊（药皮焊条）以及钨极氩弧焊为辅。

其比例为:

混合气体保护焊占98%,手工电弧焊以及钨极氩弧焊仅占2%。

混合气体为富氩混合气体,其中氩气含量82%,其余为二氧化碳。

厂房总计4跨,其中3跨宽18米,1跨宽为24米,建筑面积约为13374平方米。

厂房内工业布局以手工焊为主,共有手工半自动CO2/MAG焊机220台左右。

厂房内有各专业人员240人左右。

1.3设计任务

本次设计为厂房内的中央空调及除尘设计。

要求车间生产时,厂房内5米以下空气的清洁度达到《工业企业设计卫生标准GBZ1-2002及《工业场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）要求中的有害粉尘浓度?

4mg/m3,工作区以上焊接烟尘不应有明显烟雾聚集现象。

烟尘经过净化后排放到空气中的气体应符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）要求。

室内焊接区域风速应以不影响混合气体保护焊接质量为前提,在焊接区域风速≤0.5m/s。

1.4设计内容

本次设计以夏季空调系统为主,包括建筑物空调设计、制冷机房及空调设备选型设计。

主要内容:

（1）工程概况、包括工程名称、设计建筑物概况、建筑物地点及周边环境,建筑物面积,空调面积,建筑物层数及各楼层的功能,设计要求等;

（2）设计参数确定室外设计参数,室内设计参数,建筑物设计参数;

（3）空调负荷计算;

（4）空调系统方案的选择及空气处理过程的确定;

（5）空调冷热源的确定;

（6）风系统设计及气流组织;

（7）水系统设计;

（8）消声、减震及保温。

第2章设计依据

2.1设计依据

1.《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-872001年版;

2.《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952005版;

3.《汽车库、修车库、停车厂设计防火规范》GB50067-97;

4.《公共建筑节能设计标准》GB5018-2005;

5.《智能建筑设计标准》GB/T5.314-2000。

2.2气象参数

2.2.1基本气象参数

地理位置:

安徽省铜陵市

夏季大气压99907Pa

夏季空调室外计算干球温度:

35.1

夏季空调室外计算湿球温度:

28.1

夏季空调日平均温度:

31.7

夏季室外平均风速:

3.2

冬季大气压:

102360Pa

冬季空调室外计算干球温度:

-4.0

冬季室外平均风速:

2.6

2.2.2室内设计参数

室内设计参数,如表1-1

表1-1

干球温度（）相对湿度（%）噪声dBA

夏季2660±540

冬季1860±540

2.3土建资料

厂房为钢结构厂房,墙体为含聚苯乙烯夹层的卷面钢材,夹层厚度为50mm,两侧钢板厚度均为25mm,传热系数K0.72W/m2.K。

西侧墙为混泥土墙,传热系数K1.26W/m2。

K屋顶为APP防水卷材屋面。

厂房总计4跨,其中3跨为18米/跨,另一跨为24米,建筑面积约为13374平方米。

厂房南侧直接与原厂房相接。

第3章负荷计算

3.1冷负荷的组成

空调房间的冷负荷包括:

1.建筑围护结构的传入室内热量（太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量）形成的冷负荷;

2.人体散热形成的冷负荷;

3.灯光照明散热形成的冷负荷;

4.设备散热形成的冷负荷。

3.2冷负荷

3.2.1维护结构冷负荷计算

采用了冷负荷系数法计算冷负荷

1、外墙和屋顶

外墙和屋顶瞬变传热形成冷负荷

W（3-1）

其中

令

式中CL?

?

外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（W）;

K?

?

外墙和屋顶的传热系数[],可根据外墙和屋顶的不同构造由附录5[1]和附录6[1]查取;

F?

?

外墙和屋顶的传热面积（）;

?

?

外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）;

?

?

夏季空气调节室内计算温度（）;

?

?

以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）,根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录7[1]和附录8[1]中查取。

?

?

不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（）,根据不同的设计地点在附录9[1]中查取;

?

?

外表面放热系数修正值,在表3-7[1]中查取;

?

?

外表面吸收系数修正值,在表3-8[1]中查取,考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差,建议吸收系数一律采用,即。

各围护结构计算如下

表3-1地点修正值

NEW

1.02.12.1

表3-2北外墙冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

9.39.29.29.18.98.88.78.68.58.58.5

K0.72

F1296

CL86788585858584918305821181188025793279327932

表3-3东外墙冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

13.413.212.912.712.512.312.212.212.312.412.5

K0.72

F732.6

CL70686963680466996593648864356435648865416593

表3-4西外墙冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

1413.913.813.613.413.21312.712.512.312.2

1.26

288.68

0.72

385.32

50925056502049474874480147294619454744744438

38843856382837733718366236073525346834123385

89768912884887208592846383368144801578867823

表3-5屋顶冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

10.19.18.79.010.011.814.116.719.522.124.3

K0.63

F12924

CL822357409370836732798142196077114804135973158771179941197853

2、窗户

窗户的冷负荷由两部分组成,一部分是外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷,一部分是透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷。

（1）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷:

W（3-2）令

式中?

?

同式（3-1）;

?

?

外玻璃窗传热系数[],单层窗可5.8

双层窗可取2.9;

?

?

窗口面积（）;?

?

外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值,可在附录13[1]中差得（）;

?

?

玻璃窗的传热系数的修正值,根据窗框类型可从附录12中查得;

?

?

玻璃窗的地点修正值,可从附录15【1】中查得。

（2）透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷:

W（3-3）

式中?

?

窗玻璃的遮阳系数,可从附录17[1]查得;

?

?

窗内遮阳设施的遮阳系数,由附录18[1];

?

?

有效面积系数,由附录19[1]查得;

?

?

窗口面积（）;

?

?

各纬度带的日射得热因数最大值,由附录16查得;

?

?

窗玻璃冷负荷系数,可由附录24[1]和附录25[1]查得。

如果空调不连续运行,则1.0。

表3-6北外窗冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

3.94.96.06.97.88.58.99.29.29.08.6

1.0

5.8

F700

0.85

0.88

1

115

0.430.490.560.610.640.660.660.630.590.640.64

1583419894243602801431668345103613437352373523654034916

6021468616784188542089621924219242188220826198962189621

7604888510102778113434121289126931128555125573119971126161124537

表3-7东外窗冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

3.94.96.06.97.88.58.99.29.29.08.6

1.0

5.8

F297

0.85

0.88

1.0

539

0.490.600.560.370.290.290.280.260.240.220.19

671884411033611886134361464215331158481584815503

14814

5867471845670564430534725347253352831133287382634322751

6539280286773925619148161493674885946981445864184637565

表3-8西外窗冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

3.94.96.06.97.88.58.99.29.29.08.6

1.0

5.8

F256

0.85

0.88

1.0

539

0.150.160.170.170.180.250.370.470.520.620.55

5790727689091024511581126211306113501135011320812621

1548216514175461754618578258033818848510536706399156767

2127223790264552779120159384245125262011671717719969388

3.2.2人体散热形成冷负荷

人体向室内空气散发的热量有显热和潜热两种形式。

前者通过对流、传导或辐射等方式散发出来,后者是指人体散发的水蒸气所包含的汽化潜热。

人体显热散热引起的冷负荷W（3-4）

式中?

?

人体显热散热形成的冷负荷（W）;

?

?

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,由附录27[1]中查得。

人体散湿形成的潜热冷负荷

W（3-5）

式中?

?

计算时刻空调去的总人数;

?

?

1名成年男子小时潜热散热量（W）,见表3-15[1]

人体散热形成冷负荷计算结果如下:

表3-9人体按热形成冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

74

240

0.9

0.530.620.690.740.770.800.830.850.870.890.42

161

8472991011029118281230812787132671358613906142266713

34776

4324844686458054660447084475634804348362486824900241489

3.2.3灯光照明形成的冷负荷

当电压一定时,室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量,但是照明方式仍以对流与辐射两种方式进行散热,因此,照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。

荧光灯冷负荷计算方式为:

W（3-6）

式中?

?

照明设备散热形成的冷负荷（W）;

?

?

照明设备所需功率（kW）;

?

?

镇流器消耗功率系数,当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时,取1.2;当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时,可取1.0;

?

?

灯罩隔热系数,当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板）,可利用自然通风散热于顶棚内时,取0.5~0.6;而荧光灯罩无通风孔者取0.6~0.8;

?

?

照明散热冷负荷系数,可由附录26[1]查得。

工业厂房照明标准取为10W/,所以N10×12636W126.36kW。

取1.2,0.6。

灯光照明冷负荷计算结果如下:

表3-10照明散热形成的冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

0.630.900.910.930.940.950.950.950.960.960.37

1.2

0.6

126.36

5731781881827918461185520864308643086430873408734033662

3.2.4设备显热冷负荷

设备显热冷负荷。

设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算

（3-7）

（3-8）

式中?

?

设备和用具显热形成的冷负荷（W）;

?

?

设备和用具的实际显热散热量（W）;

?

?

设备和用具显热散热冷负荷系数,可由附录24[1]和附录25[1]中查得。

如果空调系统不连续运行,则1.0。

?

?

电动设备的安装功率（kW）;

?

?

电动机效率,可从产品样本中查得,或见表3-10[1];

?

?

同时使用系数,即房间内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比,根据工艺过程的设备使用情况而定,一般为0.5~1.0;

?

?

利用系数（安装系数）,是电动机最大实耗功率与安装功率之比,一般可取0.7~0.9,可用以反映安装功率的利用程度;

?

?

电动机负荷系数,每小时的平均实耗功率与设计最大实耗功率之比,它反映了平均负荷达到最大负荷的程度,一般可取0.4~0.5,精密机床取0.15~0.4。

根据厂房内情况,设备标准取200W/,N200×12636W2527.2kW;取0.8,0.8,0.4,0.78。

设备散热形成冷负荷计算如下:

表3-11设备散热形成冷负荷

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

829440

0.330.460.550.620.680.720.760.790.810.840.60

273715381542456192514253564019597197630374655258671846696730497664

3.2.5冷负荷汇总

表3-12冷负荷汇总

8:

009:

0010:

0011:

0012:

0013:

0014:

0015:

0016:

0017:

0018:

00

北外墙86788585858584918305821181188025793279327932

北外窗7604888510102778113434121289126931128555125573119971126161124537

东外墙70686963680466996593648864356435648865416593

东外窗6539280286773925619148161493674885946981445864184637565

西外墙89768912884887208592846383368144801578867823

西外窗2127223790264552779120159384245125562011671717719969388

屋顶822357409370836732798142196077114804135973158771179941197853

人体4324844686458054660447084475634804348362486824900241489

照明5731781881827918461185520864308643086430873408734033662

设备273715381542456192514253564019597197630374655258671846696730497664

总负荷643949799248886486940073991143106515111312091071217122080212805781024506

最大冷负荷出现在17:

00为1280578W,即1280.578kW。

3.3热负荷

空调热负荷的计算采用的是基于日平均温差的稳态计算法

W（3-9）

式中?

?

围护结构的基本耗热量形成的热负荷（W）;

?

?

围护结构的温差修正系数,可在表3-25[1]中查得;

?

?

围护结构的面积（）;

?

?

围护结构的传热系数[];

?

?

冬季空调室内的计算温度（）;

?

?

冬季空调室外计算温度（）。

-4.0,。

北外墙热负荷

W

东外墙热负荷

W

西外墙热负荷

W

W

W

屋顶热负荷

W

热负荷汇总:

3.4湿负荷

人体散湿量按下式计算

（3-10）

式中?

?

群集系数;

?

?

计算时刻空调区内的总人数;

?

?

1名成年男子每小时散湿量（）,可在表3-15[1]中查得。

计算得

第4章空调系统方案的选择

4.1空气处理方案的比较与确定

4.1.1空气处理方案比较

1、空调系统按空气处理设备的集中程度分为三类:

（1）集中式空调系统;

（2）半集中式空调系统;（3）分散式空调系统。

现将各系统的特征和实用性比较列入下表4-1。

表4-1典型空调系统的特征和使用性比较

比较项目集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统

系统优点集中进行空气的处理、输送和分配;设备集中、易于管理。

布置灵活,各房间可独立调节室温,房间不住人时可方便的关掉机组（关风机）,不影响其他房间,从而比其他系统较节省运转费用。

把冷热源和空气处理、输送设备集中设置在一个箱体内,形成一个紧凑的空调系统,安装方便,可灵活的布置在空调房间内。

系统缺点集中供应时各空调区域冷热负荷变化不一致,无法进行精确调节;各种集中式均有风管尺寸大、占有空间大。

对机组制作应有较高的要求,否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难;当机组没有新风系统同时工作时,不能用于全年室内湿度有要求的地方。

空调机组是由压缩冷凝机组、蒸发器和通风机等联合工作的,尽管压缩冷凝机组有较大的容量,如果蒸发器（包括风机）的传热能力（面积、传热系数）不足,则可能使制冷机的冷量得不到应有的发挥。

设备布置

与机房1、空调与制冷设备可以集中布置在机房;

2、机房面积较大;

3、有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上。

1、只需要新风空调机房面积;

2、有集中的中央空调器,还设有分散在各个被调房间内的末端