暖通毕业设计.doc

1 绪论1.1 建筑物概况本设计选择的对象是湖南株洲市某综合大楼，北纬2752，东经11310，空气透明等级为4。该建筑物共15层。建筑占地面积为5410，空调建筑面积为15858。地下一层为机房和车库。1层商场，2层为车间，2层与3层之间是夹层，3-15层为住宅楼。空调设计要求能够实现夏季供冷冬季供热，以满足人体的舒适要求和车间的工艺性要求。1.2 设计任务根据确定的室内外气象条件，土建资料，人体舒适要求，工艺性要求及冷热源情况设计该建筑物的空调系统和防排烟系统。1.3 设计目的毕业设计是大学四年学习的一次全面总结，要综合运用所学的基础理论和专业知识以及贯彻科学、节能、绿色系统的总之，并联系实际来解决工程设计问题。通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求。2 设计依据2.1 气象资料根据建筑物所在的地区是株洲，按空气调节设计手册等有关规定确定。株洲的气象条件为：夏季大气压： 99.55kpa室外计算相对湿度： 55%空调计算干球温度： 36.1空调室外计算湿球温度: 27.6室外平均风速: 2.3m/s冬季大气压： 101.57kpa采暖计算温度： 0空调计算温度： -2室外计算相对湿度： 79%室外平均风速: 2.1m/s2.2 室内设计参数房 间名 称设计温度（）相对湿度（%）设计温度（）相对湿度（%）噪声声级NC （dB）夏季夏季冬季冬季商场2560186045车间2565256550住宅25601860452.3 土建资料（1）总建筑面积：5410 空调面积为：15858（2）内外墙：240mm厚砖墙；梁高450mm （3）屋面构造：自上而下 防水层加小豆石 水泥沙浆找平层50mm厚水泥膨胀珍珠岩隔气层承重层内粉刷（4）窗户：单层玻璃钢窗，5普通玻璃，挂浅色活动百页3 冷负荷组成3.1 冷负荷组成（1）通过围护结构传入室内的热量（2）通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、器具、管道以及其他室内热源的散热量（6）食品或物料的散热量（7）渗透空气带入室内的热量（8）伴随各种散湿过程产生的潜热量3.2 空调房间的计算冷负荷 空调房间计算冷负荷的确定方法是：将上述分各项冷负荷按各不同的计算时刻累加，得出房间冷负荷的逐时值，然后取其中的最大值。3.3 空调建筑物的计算冷负荷（1）当空调系统末端装置不能随负荷变化而自动控制时，应采取同时使用的所有房间最大冷负荷的累加值（2）当空调系统末端装置能随负荷变化而自动控制时，应将同时使用的所有房间各计算时刻冷负荷累加，得出建筑物冷负荷的时间序列，然后取其中的最大值。3.4 空调系统计算冷负荷 空调系统的计算冷负荷，应由下列各项组成：（1）建筑物的计算冷负荷；（2）新风计算冷负荷；（3）风系统通过送回风管和送回风机产生温升引起的附加冷负荷；（4）供冷装置的附加冷负荷；（5）水系统通过水管、水泵、水箱产生的附加冷负荷。4 设计方案的比较与确定 空调系统按空气处理设备的设置情况分类，可分为三类：1）集中式系统；2）半集中式系统；3）分散式系统。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特征集中进行空气的处理，输送和分配有集中的中央空调器，并在各个空调房间内还有分别处理空气的末端装置每个房间的空气处理分别由各自的整体式 空调器承担设备布置与机房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 末端装置可以安装在空调房间内3 分散布管敷设各种管线较麻烦1.设备成套，紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内2.体积小，机房面积小，只需集中式系统的50%，机房层高较低；自动化程度高3.机组分散布置，敷设各种管线和维修管理较麻烦风管系统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1.设室内时，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，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀2.直接放室内，可不接送风管和回风管3.余压小系统应用单风管系统；双风管系统；变风量系统末端再热式系统；风机盘管机组系统；诱导器系统单元式空调器系统；窗式空调器系统；分体式空调器系统；半导体式空调器系统根据各个建筑物使用功能的不同，由上面表格中各空调系统的比较，可以初步确定设计方案为：1.车间：采用单风管集中式系统。 2.商场和住宅楼：采用半集中式方式的风机盘管系统 。以下是关于单风管集中式系统与风机盘管机组系统的优缺点及适用范围的简述： 单风管集中式系统的优点是：1）设备简单，初投资较省；2）设备集中，易于管理。缺点是：1）当一个集中式系统供给多个房间，各房间负荷变化不一致时，无法进行精确调节；2）风管尺寸大，占有空间大。单风管集中式系统适用于：（1）空调房间比较大，房间各区域热湿负荷变化情况相类似，当集中控制时，其温湿度波动范围不会超过允许波动范围时；（2）用一个空调系统供给几个房间，各房间的热湿负荷变化所引起的室内温湿度波动不会超过各房间的允许波动范围时 风机盘管系统的优点：1）布置灵活，各房间可以独立调节室温，房间不住人时可方便地关掉机组（关风机），不影响其他房间，从而比其它系统较节省运转费用；2）房间之间互不串通；3）因风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。缺点是：1）对机组制作有较高的质量要求，否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难；2）当风机盘管系统没有新风系统同时工作时，冬季室内相对湿度偏低，故此种方式不能用于全年室内湿度有要求的地方。风机盘管系统适用于：适用于大面积的宾馆，办公楼，公寓，医院等多层多房间建筑物通过对上面空调系统所进行的分析比较,本设计决定在车间采用空气水系统的集中式中央空调系统,由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷,而商场和住宅楼采用风机盘管机组系统.为了达到经济运行和规模,应尽量使空调机组设置在靠近空调房间的地方.如采用风机盘管空调方式无论是全空气风系统还是新风系统均不宜将区域划分过大,以防止由于风系统区域过大使系统风量过大,输配距离过长所带来的3种弊病:(1)主干风管断面过大,需占用较大的建筑空间;(2)空气输配用电过大;(3)系统风量的沿途漏损增大.夏季为了防止送风口附近结露现象,一般应使送风干球温度高于室内空气的露点温度2-3.送风温差则应根据送风方式 风口类型安装高度气流长度贴附情况等因素确定.5 车间中央空调设计5.1 负荷计算5.1.1 冷负荷计算（1） 墙体负荷 根据公式 CLQ=KFt-计算由前面提供的热工资料查得 ：K=1.95 W/ m2K,=0.35,=1.29,=8.5h，修正值t=3北墙面积 F=393 m2表5.1 北墙冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-98888888K1.95F393CLQ6897613161316131613161316131613116:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:009991010111111111.95393689768976897766476648430843084308430西墙面积 F=443m2表5.2 西墙冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-1212111010101010K1.95F443CLQ103661036695028639863986398639863916:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:001010111113141516161.9544386398639950295021123012094129581382213822南墙面积 F=359m2表5.3 南墙冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-99888888K1.95F359CLQ6300630056005600560056005600560016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:0099101111111212121.95359630063007000770177017701840184018401东墙面积 F=156 m2表5.4 东墙冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-1010101010111213K1.95F156CLQ3042304230423042304233463650395516:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:001414151515151515141.95156425942594563456345634563456345634259东南墙面积 F=157 m2表5.5 东南墙冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-109999101111K1.95F157CLQ3062275527552755275530623368336816:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:001213131414141414131.95157367439803980428642864286428642863980西南墙面积 F=51m2表5.6 西南墙冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-111110109999K1.95F51CLQ1094109499599589589589589516:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00910111213141415151.95518959951094119312931392139214921492墙体总冷负荷汇总表5.7 墙体总冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00北墙68976131613161316131613161316131西墙1036610366950286398639863986398639南墙63006300560056005600560056005600东墙30423042304230423042334636503955东南墙30622755275527552755306233683368西南墙10941094995995895895895895总墙体307612968828025271622706227673282832858816:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00689768976897766476648430843084308430863986399502950211230120941295813822138226300630070007701770177018401840184014259425945634563456345634563456342593674398039804286428642864286428639808959951094119312931392139214921492306643107033036349093673738466400304099440384（2） 窗户冷负荷外窗瞬时传热冷负荷根据公式CLQ=KFt-计算；外窗日射得热冷负荷根据公式CLQ=FCs CnJj计算单层玻璃钢窗，K=5.94 W/ m2，挂浅色活动百叶窗，无外遮阳，窗有效面积系数为Cs=0.85，窗户内遮阳系数Cn=0.65北外窗面积F=152m2表5.8 北外窗瞬时传热冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-4.15.06.06.87.78.38.89.2K5.94F152CLQ3702451454176140695274947945830616:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:009.39.18.68.07.26.55.95.34.75.94152839782167765722365015867532747854244表5.9 北外窗日射得热冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00Jj4958687580817973F152CLQ4115487157116299671868026634613116:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:0066697130232015131015255435795596325191932168012601092840东外窗面积F=308m2表5.10 东外窗瞬时传热冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-4.15.06.06.87.78.38.89.2K5.94F308CLQ7501914810977124411408715185161001683216:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:009.39.18.68.07.26.55.95.34.75.943081701516649157341463613173118921079496968599表5.11 东外窗日射得热冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00Jj322335293213153139125110F308CLQ547955700749860362462603623654212711871916:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:0095755641332823191630816166127639530697756164765391432332723窗户总冷负荷汇总表5.12 窗户总冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00北窗传热负荷37024514541761406952749479458306北窗日射负荷41154871571162996718680266346131东窗传热负荷75019148109771244114087151851610016832东窗得热负荷5479557007498603624626036236542127118719窗户总负荷701137554071965611265379353135519504998816:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00839782167765722365015867532747854244554357955963251919321680126010928401701516649157341463613173118921079496968599161661276395306977561647653914323327232031371721821415221120608768266076466372925613683（3） 屋顶冷负荷已知F2=5358 m2,查表 K=1.36 W/ m2K,=0.55,=11.63,=5.4h表5.12 屋顶冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00t-89101214171922K1.36F5358CLQ5829565582728698744310201612387713845116031116:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:002425262524232119181.365358174885182172189459.182172174885167598153024138451131164（4） 设备冷负荷设备安装功率取qs=80 W/ m2,=85 Qs= qsF1(1-)=805358(1-85)=64296W表5.13 设备冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00JE-0.080.630.810.850.880.900.910.93Qs64296CLQ-51444050652080546525658057866585095979516:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:000.940.950.950.960.970.970.970.980.9864296604386108161081617246236762367623676301063010（5） 照明冷负荷照明安装取qZ=8 W/ m2，则QZ= qZF1=85358=42864W表5.14 照明冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00JE-0.120.510.700.760.800.840.870.89Qs42864CLQ-51442186130005325773429136008372923814916:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:000.910.920.930.940.950.960.960.970.9742864390063943539863402924072141149411494157841578（6） 人体冷负荷由tn=25,查空气调节表2-16,显热64 W/人,潜热117 W/人, 全热 181 W/人，散湿175 g/h人，按0.07人/，总人数n=0.075358=375人，群集系数n=0.90显热Qx= qXn n=375640.9=21600W潜热Qq= qqn n=3751170.9=39488W表5.15 人体显热冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00JP-0.020.530.710.770.810.840.860.89Qs21600CLQ-4321144815336166321749618144185761922416:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:000.900.410.230.190.150.130.110.090.07216001944088564968410432402808237619441512 表5.16 人体冷负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00CLQ-43211448153361663217496181441857619224Qs39488Q总399205093654824561205698457632580645871216:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00194408856496841043240280823761944151239488589284834444456435924272842296418644143241000（7） 车间总负荷汇总 表5.17 车间总负荷（W）计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00墙体3076129688280252716227062276732828328588窗户7011375540719656112653793531355195049988屋面58295655827286987443102016123877138451160311设备514440506520805465256580578665850959795照明514421861300053257734291360083729238149人体3992050936548245612056984576325806458712Q20937728411330976831908033072635619137254939554316:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:003066431070330363490936737384664003040994403842031371721821415221120608768266076466372925613683174885182172189459.1821721748851675981530241384511311646043861081610816172462367623676236763010630103900639435398634029240721411494114941578415785892848344444564359242728422964186441432410005670585342845094174747494451204179523850713547213308195.1.2 热负荷计算（1）外墙面积 F=393+443+359+156+157+51=1559 m2墙体耗热量 Qq=KqFt=1.95155925-（-2）=82081W（2）窗户面积 F=152+308=460m2窗户耗热量 Qc=KcFt=5.9446025-（-2）=73775W（3）屋面耗热量 QW=KFt=1.36535825-（-2）=196746W（4）楼板传热量 QL=KFt=3.135358（25-18）=117394W（5）设备散热 Qs=64296W（6） 照明散热 Qz=42864W（7）人体散热 Qr=375181=67875W总热负荷： Q0=82081+73775+196746+117394-64296-42864-67875=212880W5.2 车间二次回风系统及喷水室计算5.2.1 风量计算（1）人体湿负荷W=nw=375175=65625g/h=18.23g/s 由上面的负荷计算可知:车间冷负荷出现最大时刻是16:00, Qmax=567058W 热湿比 （2）由终态tn=25 , =65及h-d,并取送风温差t=6i0=51.9 KJ/Kg in=58.65KJ/Kg d0=12.9g/Kg dn=13.11 g/Kg按消除余热求风量：按消除余湿求风量：取按消除余热和按消除余热所求风量的平均值：（3）初选风机：车间共布置4个空调器车间每台风机风量（取修正系数为1.15）根据风量选择4-72型离心式通风机，具体性能参数见下表表5.18 离心风机性能参数表机号传动方式转速r/min流量M3/h全压Pa内效率KW内功率KW所需功率KW电动机型号功率KW16B63071971153886.735.2742.69Y280M-65578351151888.737.0444.848473014578938.3546.4290193138688.239.247.4595503130986.639.9148.31100730121884.24.3048.785.2.2 二次回风系统计算每个空调器实际风量取新风比为20 则新风量Gw=15 G=21.420=4.28 Kg/s室外计算参数：夏季 t=36.1 ts=27.6 i=88.89 KJ/Kg冬季 t=-2 =79 i=4.37 KJ/Kg室内计算参数：tn=25 =65 in=58.65 KJ/Kg dn=13.11g/Kg（1） 夏季处理夏季处理过程： W 一次混合 冷却减湿 CL 二次混合 N O N N 过N点作=31106与=95线交点，由h-d图可得（取送风温差t=6） 图5.1 h-d图t0=19 i0=51.9 KJ/Kg d0=12.9g/KgtL=18.6 tLs=18 iL=51.32 KJ/Kg通过喷水室风量 ： 一次回风量 ： G1= GL- Gw=19.34-4.28=15.06 Kg/s二次回风量 ： G2= G-GL =21.4-19.34=2.06 Kg/s确定一次回风点C: 由h-d图可查得：tc=27.4 tcs=22计算冷量 空气冷却减湿过程的冷量为：Q= GL( iC -iL )=19.34(65.34-51.32)=271.15 Kw这个冷量包括以下两个部分 即室内冷负荷：新风冷负荷： Qx= Gw( iWin)=4.28(88.89-58.65)=129.43 Kw所以 Q= Qn+ Qx=141.76+129.43=271.19 Kw Q（2） 冬季处理由前面的负荷计算知:总热负荷Q0=212880W,余湿W=18.23 g/s热湿比 当冬夏季采用相同风量和室内发湿量相同时，冬夏季的送风含湿量d0应相同d0=d0=12.9g/Kg则送风点为d0=12.9g/Kg与1=-11677线的交点O，可得iO=61.17 KJ/Kg tO=28由于N,O,L等参数与夏季相同，即二次混合过程与夏季相同，因此可按夏季相同的一次回比求出冬季回风混合点位置CiC=46.64 KJ/KgiL=51.32 KJ/Kg，由h-d图查得tc=19.1所以应设置预热器过C点作等dc线与iL线得交点为M，则可确定冬季处理的全过程为： W 一次混合 预热 绝热加湿 CM L 二次混合 加热 N O O N N 由此查h-d图得：iM=51.32 KJ/Kg，tM=23.7加热量为：一次混合后的预热量：Q1= GL(iM- iC)=19.34(51.32-46.64)=90.5 KW二次混合后的再加热量：Q2= G1(i0-iO)=21.4(61.17-51.9)=198.4 KW所以冬季所需的总加热量为