清华大学暖通空调毕业设计-清华大学毕业设计展-0.doc

清华大学暖通空调毕业设计:清华大学毕业设计展1.工程概况及主要设计参数11.1工程概况11.2基本设计参数11.3设计依据32.空调系统的负荷计算32.1空调房间的冷负荷计算32.2湿负荷计算82.3热负荷计算93系统方案确定183.1系统的分区183.2空调系统的分类193.3空调系统的比较203.4空调系统方式的确定243.4空调房间送风量的确定273.5空气处理设备选型294.室内气流组织形式的确定及计算334.1送、回风口的型式334.2气流组织形式354.3气流组织的设计计算385水系统设计445.1水系统简介445.2水系统的管路设计计算495.4空调水系统水力计算515.5系统管材的选择536.风管的布置及其水力计算546.1风管设计的基本知识546.2风管的水力计算577.空调制冷机房设计627.1空调冷水系统627.2热水循环系统-65-7.3冷冻水系统设计-67-7.4冷却水系统-70-7.5循环水系统的补水、定压与膨胀-73-7.6管道的水力计算-75-8系统保温及消声、减震-78-8.1管道及设备的保温-78-8.2空调系统的消声-78-8.3空调装置的减振-80-参考文献-110-1.工程概况及主要设计参数1.1工程概况本设计为北京某养老院空调系统设计。该养老院位于北京市，总建筑面积为9100平方米。建筑物主楼高度为35.9m,地下一层高为3.9m，地上九层层高为3.7，共9层，并且有四层裙房，属于一座综合性的住宅楼。1.2基本设计参数地理位置：北京，东经120.33度；北纬36.06度；从《GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范》查得基本设计参数。1.2.1室外计算参数夏季：（1）夏季空调室外计算干球温度29℃（2）夏季空调室外计算日平均温度27.2℃（3）夏季空调室外计算湿球温度26℃（4）夏季空调室外计算相对湿度85%（5）夏季大气压力99.72kpa冬季：（1）冬季空调室外计算温度-9℃（2）冬季采暖计算温度-6℃（3）冬季空调室外计算相对湿度64%（4）冬季室外大气压力101.69kpa（5）冬季室外风速6.5m/s1.2.2室内设计参数室内设计计算参数推荐值见表1-1。表1-1室内计算参数房间类型夏季冬季温度/℃相对湿度（%）气流平均速度/(m·s-1)温度/℃相对湿度（%）气流平均速度/(m·s-1)新风量/[m3/(h·人)]卧室26550.2520400.1550普通办公室26550.2520400.1530餐厅25550.2521400.1530会议室27550.2522400.1530陈列室27500.217450.1530档案室26500.214500.1530大厅27550.219500.1530控制室25500.219500.1525照明、设备：由建筑电气专业提供，根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005附录B围护结构热工性能的权衡计算，各房间的照明功率和设备功率按下表进行估算。表1-2各房间照明功率密度值房间类型办公室会议室卧室餐厅陈列室门厅走廊照明密度1818151318155表1-3各房间设备功率密度值房间类型办公室会议室卧室餐厅门厅其他设备密度135135551.3设计依据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；《住宅设计规范》GB500960-1999(2003年版)；《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005；《暖通空调制图标准》GB/T50114-2001；《实用供热空调设计手册》；《暖通空调常用数据手册》2.空调系统的负荷计算2.1空调房间的冷负荷计算空调房间的冷负荷包括建筑围护结构传入室内热量（室内外空气温差经围护结构传入的热量和太阳辐射进入的热量）形成的冷负荷，人体散热形成的冷负荷，灯光照明散热形成的冷负荷，以及其它设备散热形成的冷负荷。目前，空调系统冷负荷的计算方法有两种，一种是冷负荷系数法，一种是谐波反应法，本次设计采用冷负荷系数法来计算房间的冷负荷。冷负荷包括以下几种：（1）通过维护结构传入室内的热量；（2）透过外窗、天窗进入室内的太阳辐射热量；（3）人体散热量；（4）照明、设备等室内热源的散热量；（5）新风带入室内的热量。2.1.1空调冷负荷基本计算公式（1）墙体或屋面传热的热引起的冷负荷(W)公式（2-1）式中K̶−─墙体或屋面的传热系数’，由查暖通空调常用数据手册表4.1-20查得；A̶−─墙体或屋面的传热面积，；̶−─室内设计计算温度，；̶−─墙体或屋面冷负荷计算温度，；̶−─冷负荷计算温度地点修正系数，̶−─外表面放热系数的修正值，̶−─外表面吸收系数修正值：计算墙体时：中色，=0.97，浅色=0.94，计算屋面时，中色=0.94，浅色=0.88。以房间202为例，计算房间的冷负荷。该房间有南外墙、东外墙和西外墙，由设计原始资料可知，各个外墙的传热系数，传热修正值，由室外气候条件得室外计算温度，由公式（2-1）得北外墙的瞬时冷负荷，填入附表1中。（2）玻璃窗逐时传热得热引起的冷负荷公式（2-2）式中，̶−─窗的传热系数，[]；̶−─窗的传热面积，；̶−─玻璃窗传热系数的修正值，由《暖通空调》附录2-15查得，本设计采用的是单层窗，金属窗框，80%玻璃，=1.00；̶−─玻璃外窗的冷负荷温度的逐时值，，由《暖通空调》附录2-10查得；̶−─窗的冷负荷计算温度地点修正值，，由《暖通空调》附录2-11查得；−−─室内计算温度，。将以上数据列入附表6中。（3）玻璃窗日射得热引起的冷负荷公式（2-3）式中，̶−─不同纬度带各朝向7月份日射得热因数的最大值，由《暖通空调》附录2-16查得；A̶−─玻璃窗的面积；̶−─有效面积系数，由《暖通空调》附录2-15查得；，̶−─玻璃窗遮挡系数和窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13，2-14查得；̶−─玻璃窗冷负荷系数，本设计采用的是北区有内遮阳设施，所以由《暖通空调》附录2-17查得。北京位于北纬36.06°，属于北区。查表得南窗的=261.8，西窗的=580。将上述数据填入附表4、5中。（4）内墙冷负荷公式（2-4）式中，——内围护结构的传热系数，；——内围护结构的面积，；——夏季空调室外计算日平均温度，；——附加温升，；——室内设计计算温度，。由设计原始资料中内墙的结构可得其传热系数，楼梯间、卫生间可当作走廊算，取，根据公式（2-6）可得Q=257.08W。（5）照明得热引起的冷负荷照明冷负荷白炽灯：公式（2-5）荧光灯：公式（2-6）式中，——灯具散热形成的逐时冷负荷，；N——照明灯具所需功率，；——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在顶棚内时，取=1.0；——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内时，取=0.5～0.6；而荧光灯罩无通风孔时=0.6～0.8；——照明散热冷负荷系数。由表1-3可知大包间的照明密度为，从而计算出大包间照明散热量N=13×128.2=1666.6W，照明灯具为荧光灯暗装，取=1.0，=0.8，根据公式（2-10）计算得房间照明冷负荷，并计入附表5中。(6)人体得热引起的冷负荷本项负荷包括两部分，有人体显热散热冷负荷和人体潜热散热冷负荷。1）人体显热散热冷负荷公式（2-7）式中，——人体显热散热形成的逐时冷负荷，；——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，；——室内全部人数；——群集系数；——人体显热散热冷负荷系数。2)人体潜热散热冷负荷公式（2-8）式中，——人体潜热散热形成的冷负荷，；——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，；——同公式（2-7）。由《暖通空调》（第二版）表2-13得在大厅中属于极轻劳动，室温为26的条件下，成年男子散热量，散湿量，群集系数，大包间中人数90。根据公式（2-7）和（2-8）可得人体散热逐时冷负荷，并计入附表4中。(7)设备冷负荷（）公式（2-9）式中，——设备冷负荷,；——设备的实际显热散热量，；——设备散热冷负荷系数。由表1-4可知办公室的设备密度为，从而计算出办公室设备散热量Q=5×128.2=641W，根据公式（2-11）计算出房间设备冷负荷，并计入附表6中。(8)新风冷负荷（）公式（2-10）式中，——夏季新风冷负荷，；——新风量，；——室外空气的焓值，；——室内空气的焓值，。根据原始资料和设计推荐室内温度和相对湿度，从焓-湿图中查得室内、室外的空气焓值，查得规范推荐的大包间的新风量为20[]，据公式(2-1)可得新风冷负荷=90×20×1000/3600×1.185×(85.21-50.7)=25559W，得到新风负荷面积指标为。最后将该房间的各项冷负荷逐时相加，得到该空调房间的夏季空调冷负荷，将结果列入附表7中。从附表7中可以看出该空调房间的最大冷负荷为39868W，最大负荷值出现在13:00。可得到冷负荷面积指标。2.2湿负荷计算空调房间的湿负荷和冷负荷一样，对空调系统的规模有着决定行的影响。空调湿负荷是指空调房间内湿源（人体散湿、敞开水池或水槽表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量。（1）人体散湿量：()公式（2-11）式中，——人体散湿量，；——成年男子的小时散湿量，；——同公式（2-7）。根据《暖通空调》（第二版）表2-13，选取设计温度为25℃条件下大包间内成年男子散湿量为，根据公式（2-15）可得人体的湿负荷为。（2）敞开水表面散湿量：公式（2-12）式中：——敞开水表面的散湿量，；——敞开水表面单位面积蒸发量，；A——蒸发表面面积，。由于大包间中很少有大面积的敞开水表面，所以此项不计。2.3热负荷计算2.3.1建筑供暖设计热负荷基本公式（1）外围护结构的基本耗热量：公式（2-13）式中——围护结构的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。——围护结构的传热系数，；——围护结构的计算面积，；——冬季室内空气的计算温度，；——冬季室外空气的计算温度，；（2）围护结构的附加（修正）耗热量1）朝向修正耗热量朝向修正耗热量是基于太阳辐射得热量对房间供暖的有力作用和各朝向房间温度平衡要求而提出的对各部分基本耗热量的附加（或附减）百分率。各朝向修正耗热量如表2-2所示。2）风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑室外风速超出常规而对围护结构基本耗热量的修正。由于我国大部分地区冬季室外平均风速大多在2～3m/s左右，一般建筑不考虑风力附加。表2-1围护机构基本耗热量的附加（或附减）百分率围护结构朝向朝向修正率(%)北、东北、西北0～10东、西-5东南、西南-10～-15南-15～-303）高度附加耗热量高度附加耗热量是在考虑房间高度过大时，由于存在竖向温度梯度而使围护结构基本耗热量附加的耗热量。房间高度大于4m时，每高出1m应附加2％，但总的附加率不因大于15％。由于房间层高均为3.7m，所以不必考虑高度附加耗热量。根据公式（2-13）计算围护结构的耗热量，计入表2-3中。表2-2202房间围护结构热负荷汇总表（W）围护结构传热系数室内计算温度室外计算温度室内外计算温差基本耗热量耗热量修正修正后围护结构耗热量名称面积朝向%风力附加修正值高度附加东外墙20.710.921-930559.17-500.950531.2西外墙34.50.921-930931.5-500.950884.9南外墙22.20.921-930599.4-2000.80480西外窗10.053.01-0.9=2.1121-930636.2-500.950604.4南外窗30.353.01-0.9=2.1121-9301921.2-2000.801536.9汇总4037.4（3）冷风渗透耗热量：公式（2-14）式中——冷风渗透耗热量，；——渗透冷空气量，；——冬季供暖室外计算温度下的空气密度，；——空气的定压比热，=1；——冬季室内空气的计算温度，；——冬季室外空气的计算温度，。表2-3换气