上海市某商厦空调设计设计说明书(毕业论文)

上海市某商厦空调系统设计11绪论1.1我国暖通空调的现状及其发展进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，蓄冷空调技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发展，以及热泵技术在长江中下游地区的应用。随着生产和科技的不断发展,人类对空调技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术,已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。1.2建筑空调系统节能国内外研究现状1.2.1建筑空调系统节能国外研究现状能源是整个经济系统的基本组成部份，作为一个能源消耗大国，美国在节能和提高能源利用率方面投入了大量的人力、物力。在美国的整个能源消耗中，有约1/3以上消耗在建筑能耗了许多节能法规，提出了建筑节能的评价方法。日本的一些设备生产厂家对空调和制冷设备的投入也很大。Daikin公司首推的变频VRV系统，为中小型建筑安装集中式空调系统创造了条件；Sany公司则在直燃式冷水机组上成绩卓著。世界各国大力发展可再生能源作为空调冷热源用能。地源热泵供暖空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。在美国地源热泵系统占整个空调系统的20%左右;瑞士40%的热泵为地祸热泵，瑞典65%的热泵为地祸热泵。1.2.2建筑空调系统节能国内研究现状我国是一个人均资源相对贫乏的国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界和工程界在空调冷源西南石油大学本科毕业设计2系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷源系统的形式选择上，对压缩式冷水机组和吸收式冷水机组的技术经济比较研究较多，通过对众多方案的分析已经基本达成共识：吸收式冷水机组节电而不节能，对其在我国的应用应区别对待，对于有余热可以利用的地区，应大力提倡使用吸收式冷水机组，而一般建筑物则应采用蒸汽压缩式制冷。当然，在进行冷热源系统的选择时，还要考虑建筑物所在地的气象条件、电力供应状况、能源情况、空调系统有无采用余热回收的可能性等方面的问题。通过对一些地区空调系统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性能，而对其部分负荷性能的考虑较少。在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。我国在冷源水系统方面的研究目前较少，一般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行冷却水泵和冷冻水泵的选择。对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。事实上，对于冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大的。因此水系统的节能具有很大的潜力。1.3空调系统发展和前景1.3.1变频空调的发展变频空调是目前空调消费的流行趋势。它与一般空调比，有着高性能运转、舒适静音。节能环保、能耗低的显著特点，它的出现改善了人们的生活质量。日本作为变频空调强国，从20世纪80年代初开始到现在，变频空调已占其空调市场的90％左右。变频空调在我国发展速度相当快，不到8年时间就达到与日本先进水平同步。进入2000年，国内个别企业将直流变频技术与PAM控制技术结合应用，使空调完全进入变频空调的最高领域。1.3.2无氟空调的发展臭氧层破坏是当前全球面临的重大的环境问题之一，由于以前空调业所采用的传统制冷剂对臭氧层有破坏作用及产生温室效应，对大气造成破坏，因而无氟空调是众所期待的产品。近年来以海尔空调为代表的无氟空调的出现，标志着无氟空调时代的来临。1.3.3舒适性空调的发展健康是空调业发展的主题之一。以前的空调采用了多种健康技术，如负离子、离子集尘、多元光触媒等，这些技术的运用使空调产品的健康性能得到了极大提升。海上海市某商厦空调系统设计3尔空调把负离子、离子集尘、多元光触媒、双向换新风、健康除湿等领先技术在内的高科技手段组合起来使用，发挥了巨大的威力，而未来空调进步的一个方向也就是对各种技术的灵活使用。空调气流的舒适度是健康空调的另一个标准。传统空调的送风方式简单直吹人体，易引起伤风、感冒、头痛、关节痛等不舒适状态，因此新近推出的风可以从周围环绕，而不是对人直吹，通过改善空调送风的气流分布，令人感觉更舒适的空调——环绕立体送风、三维立体风的健康空调成了热销产品也就不足为奇了。1.3.4一拖多空调的发展空调器的发展从一个侧面反映了我国居民居住环境的巨大变化，也为自身发展指明了方向。1993年以前，中国空调市场主要以一拖一为主，1993年海尔推出一拖二空调后，率先将空调业引入了一拖多时代。目前海尔一拖多空调产量突破了百万台足以证明其市场消费能力。海尔MRV网络变频一拖多中央空调的出现以及众多厂家的家用中央空调产品使得家庭中央空调迅速普及。1.3.5其他空调新技术的发展HEPA酶杀菌技术，对于0.3微米以上的粉尘吸附率可达99.9％，对结核菌、大肠菌等有害细菌具有高效杀菌能力，对霉菌的生长也有很强的抑制作用。冷触媒这一技术采用日本专利，是一种低温低吸附的材料，根据吸附--催化原理，在常温下就能对甲醛等有害物质边吸附边分解成二氧化碳和水，这种触媒不需要再生，不需更换，使用寿命长达十年以上。体感温度控制技术，智能装在遥控器上的感温元件，感知室内人们活动范围的温度，并将信息发射到主机接收器上，使主机随时调整运行状态，实现真正的体感温度控制自动化。2工程概况本大厦地上共二十六层。地下层为车库，地上三层为大型商场，高层为开敞式办公室，总空调面积约296082m。其中商场总面积为68382m。整栋建筑物一层、二层层高6m，三层层高5m。开敞式办公楼层高均为3.5m。裙楼顶部有块结构比较好的平台。整栋建筑外墙结构均为玻璃幕墙结构。设计包括地上三层，办公三层，设计所要求的空调面积为101192m，不考虑冬季采暖。水平空气层组成，夏季传热系数为2.50W/m2·K，传热延时为0.5h。内墙采用砖墙结构，两层20mm水泥砂浆以及120mm砖墙组成，夏季传热系数西南石油大学本科毕业设计4为2.78W/m2·K，传热延时为4.6h。照明设备由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为30W/m2。空调使用时间，商场为8：00至21：00，办公室为8：00至20：00。由黄翔主编的《空调工程》[1]得气象资料及室内外设计参数如表2.1：表2.1室内外设计参数地理位置上海夏季室外计算干球温度34.6℃北纬31.2o夏季室外计算相对湿度69%东经120.5o夏季室内计算温度261℃夏季室外大气压100573Pa夏季室内计算相对湿度555%室外平均风速3.4m/s夏季室内计算平均风速0.3m/s商场人均新风量20m3/h办公室人均新风量30m3/h3设计方案的选择与论证3.1设计特点3.1.1建筑特点该建筑是下商场上办公楼的裙楼塔楼的结构，外围结构为玻璃幕墙。下面三楼是裙楼部分，以上是塔楼部分。裙楼有一质量较好的平台。地下室为车库。办公楼为敞开式办公室，空间较大，左右两边对称。商场层高5至6米。敞开式办公室层高3.5米。3.1.2使用特点各层商场使用时间一般为上午八点至晚上九点，商场楼层中有个别独立的办公室；各办公楼层使用时间一般为上午八点至晚上八点，节假日休息。个别办公楼层需要节假日加班，所以不宜采用较大的集中空调系统。需注意的是商场的利用率很高，应尽量节省空间。上海市某商厦空调系统设计53.2方案比较3.2.1空调系统方案比较按负担室内空调负荷所用的介质分类可选择四种系统：全空气系统、空气—水系统、全水系统、冷剂系统。全空气系统分一次回风式和二次回风式系统，该系统是全部由处理过的空气负担室内空调冷负荷和湿负荷；空气—水系统分为再热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为风机盘管机组系统，全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建筑内一般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗式空调器系统、分体空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室内，消除室内的余热和余湿。对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，所以全水系统和冷剂系统在本次的建筑空调设计中不宜采用。3.2.2冷热源方案比较水冷式冷水机组所需的设施：专用机房、冷却塔、冷却水泵、集水器、分水器。而风冷式冷水机组所需的附属设施为：冷冻水泵、集水器、分水器。初投资而言风冷式冷水机组要小于水冷式冷水机组。两者的电量应明确机组装机容量与耗电量的区别及负荷分布对机组效率和耗电量的影响。全负荷时，风冷式冷水机组之冷凝温度高于水冷式机组，故风冷式冷水机组的压缩机需要较大的功率，但是空调负荷在整个夏季的分布是不均匀的，所以机组在最大负荷下运行的时间是有限的。3.3方案确定本设计无论是商场亦或是办公楼层都属于大空间建筑，并且商场利用率较高，若采用全空气系统需要在每层设立集中空调设备，占用面积较大。所以，在这里考虑采用吊顶式空调器接风管送风，结合新风系统联合运行，对于商场中个别独立的办公室，可采用风机盘管加新风系统。两台新风机组设在裙楼上，分东区和西区分别供给新风。吊顶式空调器及风机盘管加新风系统所占空间少，使用也较灵活，这种空调方式风管较小，可以降低房间层高要求，但维修工作量大，如果水管渗漏或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是个威胁，因此要求确保管道安装质量。风冷机组虽然无需安装冷却塔及泵房，维修简单，但空气源热泵的体型较大，占地面积达，同时室外机噪声较高，并存在热岛效应，使得外界局部空间环境条件恶化。西南石油大学本科毕业设计6对于地下室车库，占地面积相当宝贵，而裙楼平台面积不够，并且噪声会影响到周围环境。故采用水冷式冷水机组，制冷机房设在地下室，冷却塔置于裙楼顶。3.4机组的结构和工作原理吊顶式空调器及风机盘管是空调机组的末端机组之一,就是将通风机、换热器及过滤器等组成一体的空气调节设备。机组一般分为立式和卧式两种,可以按室内安装位置选定,同时根据室内装修要求可做成明装或暗装。机组是分散安装在每一个需要空调的房间内(如宾馆的客房、医院的病房、写字楼的各写字间等)。机组中风机不断循环所在房间内的空气和新风，使空气通过供冷水或供热水的换热器被冷却或加热，以保持房间内温度。在风机吸风口外设有空气过滤器，用以过滤被吸入空气中的尘埃，一方面改善房间的卫生条件，另一方面也保护了换热器不被尘埃所堵塞。换热器在夏季可以除去房间的湿气，维持房间的一定相对湿度。换热器表面的凝结水滴入接水盘内，然后不断地被排入下水道中。由于本设计中有独立的新风系统供给室内新风，即把新风处理到室内参数，不承担房间负荷。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管和吊顶式空调器的供水温度可适当提高，水管结露现象可以得到改善。4空调负荷计算4.1冷负荷构成及计算原理4.1.1围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法4.1.1.1外墙和屋顶瞬变传热形成冷负荷的计算方法在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：ndctkkttFKQ)(（4.1）式中：Q——外墙瞬时传热引起的逐时