空调毕业设计

空调系统设计摘要本次设计是郑州市某厂房空调系统设计关键词空调系统经济技术分析水冷机组目录第一章设计基础资料………………………………………………7第二章空调系统负荷的确定………………………………………13第一节厂房冷负荷的确定………………………………………13第二节制冷机组的选型…………………………………25第三章冷冻水系统的设计…………………………………………30第四章空调风系统设计……………………………………………33第一节送风量的确定……………………………………………33第二节新风量的确定……………………………………………34第三节空调机组的选择计算……………………………………35第四节气流组织计算……………………………………………39第六章空调水系统设计……………………………………………44第一节冷凝水系统设计…………………………………………44第二节冷冻水系统设计…………………………………………44第七章冷冻站设计…………………………………………………47第一节制冷机组的选择计算……………………………………47第二节冷却塔的选择……………………………………………48第三节软水器和软水箱的选择…………………………………48第四节集水器和分水器的选择…………………………………49第五节膨胀水箱的选择…………………………………………49第六节水泵的选择………………………………………………49单位符号、单位说明插图、附表清单符号名称国际单位常用Q冷（热）负荷WKCal/hK传热系数W/㎡?℃KCal/㎡N功率wΔh压差paQ流量kg/st温度℃v速度m/sξ局部阻力系数λ摩擦阻力系数ρ密度kg/md直径mDN公称直径ml长度mg重力加速度m/shd局部阻力Pahf沿程阻力Pa/mCP定压比热KJ/㎏℃?φ相对湿度%F面积㎡η效率第一章设计基础资料一.工程概况该工程位于河南省郑州市，是某厂房的中央空调系统设计，总建筑面积为900㎡，共1层有加气混凝土构成，高度为6米，窗宽2米，长6米，东西朝向，共12个，内放30台Y30A滚齿机。二.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）三.建筑基础资料1．墙：250厚加气墙保温墙查《实用供热空调设计手册》表11.4-1可知K=0.59W/（㎡／℃）F=1500㎡△tpj=17K—传热系数，W/（㎡／℃）F—计算面积，㎡△tpj—负荷温差的平均值，℃。2．外窗：单框双玻璃塑钢窗灰白色活动铝百叶窗（无外遮阳）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=2.90W/㎡℃?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=0.9g地点修正系数Xd=1.00四.气象参数（一）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（二）室内设计参数温度／℃相对湿度风速／(m／s)24—28≤65≤0.30第二章空调系统负荷的确定空调房间的冷热湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备的容量的基本依据，空调房间的的热量包括周围围护结构的太阳辐射热量，设备管道及其他室内热源的散热量。当确定空调房间的计算湿负荷时，必须根据各项湿源的种类选用不同的群集系数，当计算空调房间的散热量，要考虑下列因素：1.外墙与屋面温差传热的冷负荷2.电动设备的散热3.人体的散热4.外窗温差传热5.外窗太阳辐射的冷负荷6照明灯散热的冷负荷空调系统冷负荷，应根据所服务的房间同时使用情况，系统类型和调节方式，按各房间诼时冷负荷的的综合最大值或各房间的计算冷负荷累加值而定，并应计算新风冷负荷以及通风机，水泵，风管，水管等温升引起的附加冷负荷。本设计不采用各系统冷负荷综合最大值作为制冷机的容量，而是把每个逐时值的累加最大值作为选用冷水机组的依据，为使其有富裕值，一般在选用冷水机组时应以小于1的参差系数，有关空调的具体计算请见下列计算过程。（一）围护结构冷负荷计算2.1.外墙：墙体的衰减系数β=0.08〈0.2，由于围护结构具有较大的惰性对外界扰量反应迟钝，从而使负荷温差的日变化很小，为了简化计算，可按日平均负荷温差△t计算冷负何p。查《实用供热空调设计手册》可知各外墙的日平均符合温差表2-1名称西外墙东外墙北外墙南外墙日平均负荷温差△t（℃9976各外墙的面积计算如下：东（西）外墙：F=6×15=90㎡南（北）外墙：F=6×60=360㎡故各外墙引起的温差传热量为Qpj=KF△t表3-2名称传热系数K面积F日平均负荷温差Q=KF△t名称(W/㎡?℃)(㎡)℃△t（W）西外墙0.599016849.6东外墙0.599015796.5南外墙0.59324173249.72北外墙0.59324101911.6屋顶0.59900179027故外墙负荷：Q=KF△t=9027+3249.72+1911.6+796.5+849.6=15834.422.2窗户温差传热的冷负荷Qc2=kF△Tt△Tt—计算时刻下的负荷温差。（郑州31℃最大取9.5）K—传热系数（双层窗可取2.9单层窗可取5.8）F—传热面积Qc2=kF△Tt=5.8×144×9.5=7934.4Kw2.3外窗太阳辐射的冷负荷F—窗口面积Xg—窗口构造修正系数（取最大0.96）Jt—计算时刻下透过无遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度（取161）。Xd—地点修正系数（郑州取1）Qf1=FXgJtXd=144×0.96×1×161=22256.64w2.4人体散热的冷负荷G—群体系数（取最大0.9）N—计算时刻空调房间内总人数（40人）q1—一名成年男子1小时显热散热量（28℃时175）Xt—人体显热散热量的冷负荷系数（0.9）Qr1=GNq1Xt=0.9×40×175×0.9=5670w2.5电机与电动设备的冷负荷n1—同时使用系数N—设备的总安装功率Kwη—电动机的效率（对于Y系列电动机可查表，在此根据功率得出η=0.85）a—输入功率系数Qs=1000n1a(1-η)N=1000×0.9×0.25×(1-0.85)×30=1012.5w2.6照明灯散热的冷负荷N—照明安装功率（每盏200W共10盏）n1—同时使用系数（0.5-0.8）τ-t—从开灯时可算起到计算时刻的时间Xτ-t—τ-t时间照明散热的冷负荷系数（取0.97）Qd1=1000n1NXτ-t=1000×0.8×1000×0.97=776000w所以总负荷∑Q=Qc2+Qd1+Qr1+Qf1+Qpj+Qs=7934.4w+776000w+5670w+22256.64w+15834.42w+1012.5=828707.96w第七章冷冻站设计第一节制冷机组的选择计算制冷系统的部制冷量应包括用户实际所需的制冷量以及制冷系统本身和供冷系统冷损失,按下式计算Q′=(1+m)Q式中:Q′—制冷系统的部制冷量,KWQ—用户实际需要的制冷量,KWm—冷损失附加系数,m=0.10-0.15,取0.15所以总制冷量Q′=(1+0.15)×(828707.96w)=953KW查规范可知,制冷机组台数的选择按工程大小,负荷运行规律而定,一般不少于2台,保证系统运行的稳定性,本工程选用制冷机组2台,故机组单机容量为Q′=Q/2=953/2=477KW故可选(1)直燃型吸收式冷(温)水机组16DNH-015型2台16DNH-015——525kw(2)蒸汽双效型吸收式冷水机组16DEH-618型2台(3)螺杆式冷水机组30HXC165A型2台30HXC165A——580kw各制冷机组燃料消耗情况见下表表7-1型号制冷量(KW)燃料消耗16DNH-015525天然气31Nm/h,轻油33㎏/h16DEH-618580蒸汽655㎏/h30HXC165A580电机功率118KW各制冷机组经济分析表7-2机型直燃型16DNH-015蒸汽型16DEH-618螺杆式30HXC165A型数（单机）（单机）（单机）一次性投资98万75万50万燃料与动力：天然气31Nm、天然气价格2.5元/㎏、轻油33㎏/h、油价3.75元/㎏、蒸汽655㎏/h蒸汽单价250元/t、用电量118KW/h、电价0.56元/KWh，年运行360天每天运行9小时。年运行成本（1）直燃型：轻油3.75*33*9*360=40.1万天然气31*2.5*360*9=25.1万（2）蒸气型：蒸气655*0.25*360*9=53.1万（3）螺杆式：电量118*0.56*9*360=21.4万故采用螺杆式冷水机组30HXC165A型,该机组主要参数如下:额定制冷量580KW蒸发器进出水温12-7℃蒸发器侧冷冻水流量100m/h蒸发器侧压力降68KPa蒸发器侧进出水管径125㎜冷凝器进出水温32-37℃冷凝器侧冷却水流量120m/h冷凝器侧压力降68KPa冷凝器侧进出水管径125㎜外形尺寸:长3278㎜、宽980㎜、高1816㎜第二节冷却水系统组件的选择冷却水流量120Nm/h,所以冷却塔水量应大于120Nm/h,冷却水进出水温32-37℃，故选择江阴精亚集团生产的5BNP125型普通型圆形逆流式冷却塔,主要技术参数见下:处理水量125t/h外形尺寸:高度H=3730㎜、直径D=3240㎜风机风量7.37×10Nm/h风机直径2000㎜风机功率4KW进水压力1254.43×10Pa第三节冷冻水系统组件的选择冷冻水流量200m/h、进出口管径DN125、钢管采用DN200、水流速V=1.77m/s。查《民用建筑空调系统设计》可知,各阻力系数见下表表7-3阻力编号名称数量ξ值∑ξ1DN200-DN125渐缩管20.100.202DN125-DN200渐扩管20.300.60390°弯头DN20040.722.884DN200钢管10m2.7Pa/m5水箱接口11.01.06水泵吸口31.03.07阀门(斜柄型截止阀)32.57.58制冷机侧冷水阻力68KPa再加上分水器→空气处理机组→集水器的沿程损失和局部损失心以及设备阻力,所以系统的总压力损失为△P=(0.2+0.6+2.88+1.0+3.0+7.5)×1000×1.772/2+2.7×10+68×103×2+85.03/9.8+40×103/9800=27.86Pa考虑10%安全系数、水泵流量Q=100×（1+10%）=110m3/h扬程H=27.86×（1+10%）=30.6mHO故选上海康伦泵业制造有限公司生产的ISG单级单吸管道离心泵,型号为ISG80-200(I)A离心泵3台,其中2用1备。该机组的主要技术参数为:额定流量121.6m/h扬程37mHO效率72%转速2900rpm必须气蚀余量4.0(NPSH)外表尺寸:长480㎜,宽430㎜,高860㎜第四节冷冻站的控制系统图7-1空调水系统流程图从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管(称“出水”),在各房间内进行热交换,带走房间内的热量,使房间内的温度下降,然后流回冷冻机组(称“回水”),如此不断循环。在冷却水循环系统中,冷却水吸收冷冻机组释放的热量,水温升高,冷却泵将升温的冷却水(称“出水”)压入冷却塔,使之在冷却塔中与大气进行热交换,然后再将降温的冷却水送回到冷冻机组(称“回水”),如此不断循环。中央空调的拖动系统由冷冻机组拖动系统、冷冻泵拖动系统、冷却泵拖动系统及风机拖动系统等4部分组成。这4部分可以实施节能改造。其中,冷冻泵机组和冷却泵机组改造后节电效果最为理想。本文将重点阐利用变频调速技术对冷冻机组和冷却机组进行的节能改造。4.1变频节能原理冷冻泵和冷却泵是中央空调水循环的重要组成部分。由水泵的工作原理可知:水泵的流量Q与其转速n成正比;水泵压力(扬程)与其转速n的平方成正比,而水泵消耗功率等于流量与压力的乘积,故水泵消耗功率与其转速的3次方成正比,即