毕业设计论文广州市某商场中央空调系统设计.docx
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毕业设计论文广州市某商场中央空调系统设计
毕业设计[论文]
题目:
广州市某商场中央空调系统
设计
系别:
建筑环境与能源工程系
专业:
热能与动力工程
姓名:
学号:
指导教师:
河南城建学院
2014年05月25日
河南城建学院本科毕业设计摘要
摘要
随着我国国民经济水平的不断提高,建筑业也在持续稳定地向前发展,和前几年建筑业的发展相比,目前的发展商将眼光放的更远,他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好,而是更多的考虑以人为本,开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及商用建筑。
目前,随着我国经济的逐步增长,居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高,对中央空调的需求越来越大,对中央空调节能、舒适、健康更加关注。
因此,设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。
本次设计课题是广州市一百商场夏季中央空调系统设计,主要任务是完成一、二楼的冷负荷计算;空调系统方案的经济性分析和制冷机组的选型;空调系统冷冻站的
设计购物区空调机组的选型,风系统和水系统的设计;风机盘管系统的设计;并绘制水系统轴侧图。
在设计中,采用谐波反应法计算出夏季冷负荷。
对于各种冷水机组的选用做了经济及技术比较分析,最后决定采用水冷离心式冷水机组。
关键词:
空调系统冷水机组风系统水系统风机盘管
I
河南城建学院本科毕业设计Abstract
Abstract
Alongwithourcountrynationaleconomycontinuestoimprove,theconstructionindustryisalsomovingforwardinasustainedandstabledevelopment,comparedwithbeforeafewyearstheconstructionindustry,thedeveloperwilllookfurther,theynolongerone-sidedpursuitofvolumerateandhowtodevelopthecostisfallingaslowaspossible,butconsidermorepeople-oriented,residentialandcommercialbuildingdevelopmentreallyhighcomfort,higharchitecturalquality
Atpresent,withthegradualgrowthofChina'seconomy,livingconditionswereimprovingpeople'sincreasingdemandsonthelivingenvironmentofcomfort,thedemandofthecentralairconditioningismoreandmorebig,thecentralair-conditioningenergysaving,comfortable,healthymoreattention.Therefore,thedesignofanenergy-saving,comfortable,healthycentralairconditioningengineeringisverymeaningful.
ThisdesignistheGuangzhoulanwest100marketssummerthecentralair-conditioningsystemdesign,theprimarymissioncompletesone,two,three,fourbuildingsloadcomputation;Air-conditioningsystemplanefficientanalysisandwaterunit'sshaping;Theair-conditioningsystemfreezingstandsdesign;Fourbuildingsshoppingareaairconditioningunit'sshaping,windsystemandaqueoussystemdesign;Fourbuildingsworkareaairblowerplatetubesystemdesign;Andhasdrawnupfourwindstubesfloor-plan,thewindsidechart,theengineroomfloor-plan,theaqueoussystemaxissidechart.Inthedesign,usestheovertonetorespondthelawcalculatesthesummercoldload.Selectedregardingeachkindofairconditionerhasmadetheeconomicalandthetechnologycomparativeanalysis,finallydecidedusedthewatercoolingcentrifugaltypecoldwaterunit.Theair-conditioningsystemusestimereturnstothewindentireairsystem.Theaircurrentorganizationusescirculardriftingontoblowof,thenexttimewind,thenhascarriedonthewindsystemandtheaqueoussystemcomputation,andtothepipelineheatpreservation,theequipmentreducedchirpquakeproofhasalsomadethesimpledesignandtheexplanation.
Keyword:
air-conditioningsystemcoldwaterunitwindsystemaqueoussystemairblowerplatet
II
河南城建学院本科毕业设计目录
摘要I
AbstractII
目录III
1设计概况1
1.1设计题目1
1.2设计原始资料1
2负荷计算4
2.1冷负荷的计算4
2.2热负荷的计算7
2.3湿负荷的计算8
2.4新风负荷的计算9
3空调系统方案的确定10
3.1空调方案10
3.2各系统特点及比较11
4空调风系统13
4.1气流组织13
4.2风管尺寸的确定及水力计算14
5空调水系统16
5.1空调水系统的设计原则16
5.2管路设计17
5.3水系统设计18
5.4系统水力计算18
6水系统设备选型20
6.1制冷机组的选型20
6.2冷冻水泵的选择21
6.3冷却塔的选择22
6.4膨胀水箱的选择23
6.5补给水泵的选择23
6.6水系统附件的设计23
7机房设计25
7.1机房设计25
7.2设备布置间距25
8保温与消声、减震设计26
8.1保温26
8.2消声26
8.3减振27
8.4系统的防火28
8.5系统的防、排烟28
总结29
附录一负荷统计30
附录二风管水力计算33
附录三水系统水力计算35
参考文献39
III
河南城建学院本科毕业设计Abstract
致谢40
IV
河南城建学院本科毕业设计设计概况
1设计概况
1.1设计题目
广州某商场空调设计(一层、二层)。
1.2设计原始资料
1.2.1建筑概况
该工程位于广东省广州市,是广州一购物商场夏季中央空调系统设计,商场共2层,建筑物层高5.4m,总建筑面积为12119㎡,。
设计内容包括商场的一二层的集中中央空调系统设计和该空调系统配套的冷冻站设计,空调水系统设计及风系统设计,空调系统
管道保温处理及设备减震设计。
根据建筑物的特点及分布,我们对该建筑进行如下分区:
东区和西区
1.2.2室外气象参数
室外气象参数
夏季室外计算干球温度33.5℃
夏季室外计算相对温度27.7℃
夏季日平均干球温度30.1℃
夏季平均日较差6.5℃
夏季平均风速1.8m/s
1.2.3围护结构设计参数
外墙:
370厚砖墙外墙
查《实用供热空调设计手册》表11.4-1可知
传热系数K=1.49W/㎡?
℃,衰减系数β=0.15,衰减度ν=38.6,延迟时间ξ
=12.7h,νf=2.0,放热衰减度ξf=1.5
内墙:
240厚砖墙
查《实用供热空调设计手册》表11.4-1可知
传热系数K=1.76W/㎡?
℃,衰减系数β=0.28,衰减度ν=17.56,延迟时间
ξ=9.0h,νf=2.0,放热衰减度ξf==2.0
楼板:
水磨石楼面
查《实用供热空调设计手册》表11.4-4可知
传热系数K=2.72W/㎡?
℃,衰减系数β=0.50,衰减度ν=6.40,延迟时间ξ=
5.3h,νf=1.8,放热衰减度ξf==2.7
屋顶:
200厚膨胀珍珠岩保温屋面
查《实用供热空调设计手册》表11.4-2可知
1
河南城建学院本科毕业设计设计概况
传热系数K=0.52W/㎡?
℃,衰减系数β=0.48,衰减度ν=35.16,延迟时间ξ=6.3h,νf=1.1,放热衰减度ξf==1.3
外窗:
单层钢窗5mm米厚普通玻璃,无内外遮阳
查《实用供热空调设计手册》表3.1-13可知
窗户的传热系数K=6.4W/㎡?
℃
查《实用供热空调设计手册》表11.4-11可知
窗户的构造修正系数Xg=0.93
内门:
普通木质内门
查《采暖通风空气调节设计图说》表
1-2-2-2可知,
木内门的传热系数K=2.9W/
㎡?
℃
表1.1
围护结构的夏季热工指标
名称
K
β
ζ
νf
ξf
屋面
0.52
0.48
6.3
1.1
1.3
78号
外墙
1.49
0.15
12.7
2.0
1.5
79号
内墙
1.76
0.28
9.0
2.0
2.0
1号
楼板
2.72
0.5
5.3
1.8
2.7
36号
由表2-2
知,内墙的νf=2.0,楼板的νf=1.8
,
查《实用供热空调设计手册》表可知,该商场的房间属于重型类房间。
1.2.4室内设计参数
1.室内设计参数
表1.2室内设计参数
室内温度(℃)相对湿度(%)新风量
夏季夏季m3/(h?
人)
25-2760-6515m3/(h?
人
本商场室内设计参数:
表1.3商场室内设计参数夏季
房间名
干球
相对温
新风量(m3/h.
噪声
气流速度
称
人)
dB(A)
(m/s)
温度℃
度%
商场
26
60
15
55
0.4
2
河南城建学院本科毕业设计设计概况
2.查阅《采暖通风与空气调节设计手册》,知室内新风量为:
商场、书店、体育馆、饭店、影剧院:
15m3/h·人
故在本次设计中,商场选用的新风量为15m3/h·人。
3.冷热媒资料:
供冷冷媒参数按7/12℃考虑;供热热媒温度95/70℃。
4.人员、灯光照明:
人员:
商场0.25~1人/m2
灯光照明:
商场50W/m2
1.2.5设计依据
本工程暖通空调设计根据甲方提供的委托设计任务书,并依照暖通现行国家颁发的有关规范,标准进行设计,具体为:
1.《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019—2003)
2.《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)(2001年版)
3
河南城建学院本科毕业设计负荷计算
2负荷计算
2.1冷负荷的计算
2.1.1冷负荷的基本概念:
为了保持建筑物的热湿环境,在某一时刻向房间供应的冷量为冷负荷;相反,为了
补偿房间失热而需要向房间供应的热量为热负荷。
得热量和冷负荷是两个不同而又相互关联的量。
房间得热量是指某一时刻由室内和
室外热源进入房间的热量总和。
冷负荷是指维持室温恒定,在某一时刻应从室内去除的
热量。
2.1.2房间冷负荷的构成:
1.通过围护结构传入室内的热量;
2.透过外窗进入室内的太阳辐射热量;
3.人体散热量;
4.照明散热量;
5.设备散热量;
6.其它室内散热量。
2.1.3空调冷负荷计算方法
在空调工程设计中,存在两种冷负荷计算的计算方法:
一为负荷温差法,一为冷负荷系数法。
本设计采用冷负荷系数法进行冷负荷计算,此部分均以《空调冷负荷计算方法专刊》为依据。
2.1.4主要计算公式:
冷负荷系数法,当计算某建筑物空调冷负荷时,则可按照条件查出相应的冷负荷温
度与冷负荷系数,用稳定传热公式形式即可算出经围护结构传入热量所形成的冷负荷和
日射得热形成的冷负荷。
1、外墙和屋面冷负荷Qw:
由《空调冷负荷计算方法专刊》P40式(3-1)可知:
CL=F×K(tl-tn)
其中:
CL——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,千卡/小时;
2
F——外墙或屋面的面积,m;
K——外墙或屋面的传热系数,W/(m2?
℃);
4
河南城建学院本科毕业设计负荷计算
tl——由式3-2,其值为(tl+td)×kα×kβ
tn——室内设计温度,℃。
2、外窗冷负荷:
该冷负荷可分为两部分:
透入日射得热引起的冷负荷,瞬时传热冷负荷。
(1)透过无外遮阳玻璃窗的日射得热引起的冷负荷CL
由《空调冷负荷计算方法专刊》P7式(2-5)可知:
CL=F×Cz×Dj,max×CCL
其中:
CL——透过玻璃窗进入室内的日射得热引起的逐时冷负荷;
2
F——包括窗框的窗的面积,m;
Cz——窗玻璃的综合遮挡系数,由式2-3可知:
C
z
=C
×C
s
a
Cs——窗玻璃的遮挡系数,由表2-2给出;
C
a——窗内遮阳设施的遮阳系数,由表2-3给出;
Cm——窗的有效面积系数,见表2-4;
Dj,max——夏季各维度日射得热量的最大值,由表
2-1给出,W/m2;
CCL——冷负荷系数,分无内遮阳和有内遮阳,由表
2-5、表2-6、表2-7和表2-8
给出。
(2)玻璃窗传热的冷负荷CL
由《空调冷负荷计算方法专刊》P72可知:
CL=F×K(tl-tn)
其中:
K——窗玻璃的传热系数,由表3-8和表3-9给出,W/(m2?
℃);tl——玻璃窗冷负荷计算温度,由表3-11给出,℃;
2
F——包括窗框的窗的面积,m;
tn——室内设计温度,℃;
td——玻璃窗的地点修正值,由表3-12给出,℃。
本设计采用全空气系统,空调房间保持5~10Pa的正压,故不必计算渗透负荷。
3、人员、照明、设备引起的冷负荷:
(1)由显热散热造成的冷负荷:
由《空调冷负荷计算方法专刊》P78式(4-3)可知:
CL=Qs×nl×CCL
其中:
CL——人体显热散热形成的冷负荷,W;
qs——人体显热散热量,由表4-2给出,W;
nl——群集系数,由表4-3给出;
5
河南城建学院本科毕业设计负荷计算
CCL——人体显热散热冷负荷系数,由表4-4给出。
(2)由潜热散热引起的冷负荷:
CL=Qq×nl
其中:
CL——人体潜散热形成的冷负荷,W;
qq——人体潜热散热量,由表4-2给出,W;
nl——群集系数,由表4-3给出。
(3)照明散热引起的冷负荷:
由《空调冷负荷计算方法专刊》P76式(4-1)可知:
CL=860×n1×n2×N×CCL
其中:
CL——由照明散热引起的冷负荷,W;
N——照明设备的安装功率,kW;
n1——镇流器消耗功率系数,当明装荧光灯的镇流器装设在空调房内时取n1=1.2,
当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时可取n1=1.0;
n2——灯罩隔热系数,当荧光灯罩上部穿有小孔,可利用自然通风散热于顶棚时
取n2=0.5~0.6,而当荧光灯罩无通风孔者,视顶棚通风情况取
n2=0.6~
0.8;
CCL——照明散热冷负荷系数,由表4-1给出。
(4)设备散热引起的冷负荷:
由《空调冷负荷计算方法专刊》P80式(4-4)可知:
CL=QE×CCL
其中:
CL——由设备散热引起的冷负荷,W;
CCL——设备和用具显热散热冷负荷系数,由表4-5给出;
QE——设备和用具的实际散热散热量,千卡/小时,由P80式(4-5)可知:
QE=860×n1×n2×n3×N/η
其中:
N——电动设备的安装功率,KW;
η——电动机效率,与电机型号、负荷情况有关,可由电动机产品样本查得,一
般可取0.75~0.85;
n1——安装系数,电动设备设计轴功率与安装功率之比,一般可取0.7~0.9;
n2——电动机负荷比率,电动设备小时平均实效功率与设计轴功率之比,对精密
机床可取0.15~0.40;对普通机床可取0.50左右;
n3——同时使用系数,房间内电动设备同时使用的安装功率与总安装功率之比。
4、内围护结构冷负荷:
6
河南城建学院本科毕业设计负荷计算
内围护结构包括:
内门,内窗,内墙,楼板,地面。
对于舒适性空调房间,夏季冷
负荷可不必计算。
由《空气调节设计手册》P94式(2-37)可知:
Q4=F×K×(twp+tls-tn)
其中:
K——内墙或楼板的传热系数,W/(m2?
℃);
2
F——内墙或楼板的面积,m;
twp——夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;
tls——邻室平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值,当邻室有较好通风
时,见表2-28,℃;
tn——室内计算温度,℃。
2.2热负荷的计算
2.2.1房间热负荷的构成
1.通过建筑物围护物的温差传热量;
2.通过建筑物围护物进入室内的太阳辐射热量;
3.通过建筑物围护物上的孔隙及缝隙渗漏的室外空气吸热量;
4.从开启的门、窗、孔洞等处冲入室内的室外空气的吸热量。
2.2.2热负荷计算的计算与修正
空调热负荷是指空调系统在冬季里,当室外空气温度在设计温度条件时,为保持室
内的设计温度,系统向房间提供的热量。
对于民用建筑来说空调冬季的经济性对空调系
统的影响比夏季小。
因此,空调热负荷一般按照稳定传热理论计算。
1.朝向修正耗热量,需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构(门,窗,外墙及屋顶的垂直部分)的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。
在本设计中朝向修正率分别取:
东北0%,西北0%,东南-10%,
西南-10%,东-5%,西-5%,南-15%,北0%,
2.风力附加耗热量,暖通规范规定:
在一般情况下,不必考虑风力附加。
只对建在不避风的高地、河岸、旷野上的建筑物,以及城镇、厂区内特别突出的建筑物,才考虑垂直外围护结构附加5%~10%。
所以,在本设计中风力附加为0。
3.高度修正耗热量,暖通规范规定:
民用建筑和工业辅助建筑物(楼梯间除外)的高度附加率,当房间高度大于4m时才考虑每高出一米应附加2%,但总的附加率不超过
15%。
7
河南城建学院本科毕业设计负荷计算
2.2.3围护结构的基本耗热量
由《供热工程》P11式(1-3)可知:
q′=α×F×K×(tn-tw)
其中:
α——温差修正系数,由《供热工程》附录1-2查得;F——围护结果传热面积,㎡;
K——围护结构冬季传热系数,W/(m2?
℃);
tn——冬季室内计算温度,℃;
tw——室外空气计算温度,℃。
包括基本耗热量和附加耗热量,附加耗热量按基本耗热量的百分率确定。
此建筑只
考虑朝向修正率。
北:
0%;东、西:
-5%;南:
-15%。
注:
由于空调建筑室内通常保持正压,因而商场部分不计算门窗缝隙渗入室内的冷
空气和由门、空洞等侵入室内的冷空气引起的耗热量。
2.2.4冷风渗透耗热量
由《供热工程》P20式(1-15)可知:
2
wp
n
w
Q=0.278
×V×ρ×c
×(t
-t)
其中:
V——经门、窗缝隙渗入室内的总空气量,
3
m/h;
ρw——供暖室外计算温度下定的空气密度,
kg/m3;
cp——冷空气的定压比热,cp=1kJ/(kg·℃);
tn——冬季室内计算温度,℃;
tw——室外空气计算温度,℃。
2.2.5冷风侵入耗热量
由《供热工程》P21式(1-18)可知:
Q3=N×Q1·j·m
其中:
Q1·j·m——外门的基本耗热量,W;
N——考虑冷风侵入的外门附加率,由《供热工程》表1-9查得。
2.3湿负荷的计算
由《空气调节设计手册》P131式(2-67)可知:
8
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Wr=n×∮×ω/1000
其中:
Wr——人体散湿带来的湿负荷,W;
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