某建筑空調系統(tǒng)畢業(yè)設計

畢業(yè)設計一、空調負荷估算1.1室內、外空氣的空調設計參數室內空氣的空調設計參數在我國的“采曖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范”中規(guī)定，舒適性空調的室內設計參數為：夏季： 溫度 24∽28℃ 相對濕度 40%∽65% 風速 ≯0.3m/s冬季： 溫度 18∽22℃ 相對濕度 40%∽60% 風速 ≯0.2m/s2、室外空氣的空調設計參數（我國主要城市的室外空氣氣象參數見相關手冊）主要從兩個方面影響系統(tǒng)的設計容量：①、由于室內外存在溫差通過建筑圍護結構的傳熱量②、空調系統(tǒng)采用的新鮮空氣量在狀態(tài)不同于室內空氣狀態(tài)時，需要花一定的能量將其處理到室內空氣狀態(tài)。幾個術語⑴冬季空調室外空氣計算溫度：采用歷年平均不保證1天的日平均溫度；⑵冬季空調室外空氣計算相對濕度：采用累年最冷月平均相對濕度⑶夏季空調室外空氣計算干球溫度：采用歷年平均不保證50小時的干球溫度⑷夏季空調室外空氣計算濕球溫度：采用歷年平均不保證50小時的濕球溫度⑸夏季空調室外空氣計算日平均溫度：采用歷年平均不保證5天的日平均溫度1.2空調房間的冷負荷空調房間的冷負荷包括：①建筑圍護結構傳入室內熱量（太陽輻射進入的熱和室內外空氣溫差經圍護結構傳入的熱量）形成的冷負荷；②人體散熱形成的冷負荷；③燈光照明散熱形成的冷負荷；④設備散熱形成的冷負荷；⑤食物散熱形成的冷負荷；⑥空氣滲透帶入室內的冷負荷。以上冷負荷的計算可參見<實用供熱空調設計手冊>1.3空調房間的濕負荷空調房間內的散濕量有人體散濕、敞開水面蒸發(fā)散濕等。①人體散濕量W=0.001nn’gkg/h式中g_成年男子的小時散濕量g/hn-室內總人數，n’-群集系數②敞開水表面散濕量W=ωFkg/h式中ω-單位水面蒸發(fā)量1.4、建筑物空調冷、熱負荷的估算（待完善）1.5典型城市住宅冷熱指標（待完善）二、中央空調系統(tǒng)選擇1、空調系統(tǒng)的分類空調系統(tǒng)一般可按負擔室內熱濕負荷所用的介質分為全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)和制冷劑系統(tǒng)。按空氣處理設備的集中程度可分為集中式空調系統(tǒng)、半集中式空調系統(tǒng)和分散式空調系統(tǒng)。按熱量移動（傳遞）的原理來分可分為對流方式空調和輻射方式空調，按被處理空氣的來源來分可分為封閉式系統(tǒng)、直流式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)。它們之間的主要關系見表2.1，表2.1分類空調系統(tǒng)系統(tǒng)特征系統(tǒng)應用按空氣處理設備的的設置情況分分類中央空調系統(tǒng)集中系統(tǒng)集中進行空氣的處處理、運送和和分配單風管系統(tǒng)雙風管系統(tǒng)變風量系統(tǒng)半集中系統(tǒng)有集中的中央空調調器，并在各各個空調房間間內還分別有有處理空氣的的“末端裝置”末端再熱式系統(tǒng)風機盤管機組系統(tǒng)統(tǒng)誘導器系統(tǒng)全分散系統(tǒng)每個房間的空氣處處理分別由各各自的整體式式空調器承擔擔單元式空調系統(tǒng)窗式空調系統(tǒng)分體式空調器系統(tǒng)統(tǒng)半導體空調器系統(tǒng)統(tǒng)按負擔室內空調負負荷所用的介介質來分類全空氣系統(tǒng)全部由處理過的空空氣和水共同同負擔室內空空調負荷一次回風系統(tǒng)一、二次回風式系系統(tǒng)空氣—水系統(tǒng)由處理過的空氣和和水共同負擔擔室內空調負負荷再熱系統(tǒng)和誘導器器系統(tǒng)并用全新風系統(tǒng)和風機機盤管系統(tǒng)并并用全水系統(tǒng)全部由水負擔室內內空調負荷，一一般不單獨使使用風機盤管系統(tǒng)冷劑系統(tǒng)制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器直直接放室內吸吸收余熱余濕濕單元式空調器系統(tǒng)統(tǒng)窗式空調器系統(tǒng)分體式空調器系統(tǒng)統(tǒng)按集中系統(tǒng)處理的的空氣來源分分類封閉式系統(tǒng)全部為再循環(huán)空氣氣，無新風再循環(huán)空氣系統(tǒng)直流式系統(tǒng)全部用新風，不使使用回風全新風系統(tǒng)混合式系統(tǒng)部分新風，部分回回風一次回風系統(tǒng)一、二次回風系統(tǒng)統(tǒng)按風管中空氣流速速分類低速系統(tǒng)考慮節(jié)能與消聲要要求的矩形風風管系統(tǒng)，風風管截面較大大民用建筑主風管風風速低于10m/ss工業(yè)建筑主風管風風速低于15m//s高速系統(tǒng)考慮縮小管徑的圓圓形風管系統(tǒng)統(tǒng)，耗能多，噪噪聲大民用建筑主風管風風速高于12m//s工業(yè)建筑主風管風風速高于15m//s2、常用空調系統(tǒng)的比較和適用性分別以定風量全空氣系統(tǒng)、風機盤管（加新風系統(tǒng)）和單元式空調，作為集中式空調、半集中式空調和分散式空調為代表比較其特征和適用性見表2.2表2.2集中式半集中式風道、設備與布置風管系統(tǒng)1、空調送回風管系系統(tǒng)復雜，布布置困難2、支風管和風口較較多時不易均均衡調節(jié)風量量3、風道要求保溫，影影響造價1、放室內時，不接接送、回風管管2、當和新風系統(tǒng)聯聯合使用時，新新風管較小設備布置與機房1、主機與空氣處理理設備可集中中布置在機房房2、機房面積較大，層層高較高3、有時可以布置在在屋頂上或安安設在吊頂內內1、只需要新風空調調機房，機房房面積小2、風機盤管可以安安設在空調房房間內3、分散布置，敷設設各種管線較較麻煩風管互相串通空調房間之間有風風管連通，使使各房間互相相污染。當發(fā)發(fā)生火災時會會通過風管迅迅速蔓延各空調房間之間不不會互相污染染空調控制品質溫濕度控制可以嚴格地控制室室內溫度和室室內相對濕度度對室內溫濕度要求求較嚴時，難難于滿足空氣過濾與凈化可以采用初效、中中效和高效過過濾器，滿足足室內空氣清清潔度的不同同要求。采用用噴水室時，水水與空氣直接接接觸，易受受污染，須常常換水過濾性能差，室內內清潔度要求求較高時難于于滿足空氣分布可以進行理想的氣氣流分布氣流分布受一定的的制約安裝與維護安裝設備與風管的安裝裝工作量大，周周期長風機盤管吊裝及水水管安裝的工工作量大。消聲與隔振可以有效地采取消消聲和隔振措措施必須采用低噪聲風風機，才能保保證室內要求求維護運行空調與制冷設備集集中安設在機機房，便于管管理和維修布置分散，維護管管理不方便。水水系統(tǒng)復雜，易易漏水經濟性節(jié)能與經濟性1、可以根據室外氣氣象參數的變變化和室內負負荷變化實現現全年多工況況節(jié)能運行調調節(jié)，充分利利用室外新風風，減少與避避免冷熱抵消消。2、對于熱濕負荷變變化不一致或或室內參數不不同的多房間間，不經濟3、部分房間停止工工作不需空調調時，整個空空調系統(tǒng)仍須須運行，不經經濟1、靈活性大，節(jié)能能效果好，可可根據各室負負荷情況自行行調節(jié)2、盤管冬夏兼用，內內壁容易結垢垢，降低傳熱熱效率3、較難實現全年多多工況節(jié)能運運行調節(jié)造價除主機外，空氣處處理器和風管管造價均較高高除主機外，風機盤盤管、電磁三三通閥及水管管的安裝保溫溫造價較高適用性1、建筑空間大，可可布置風道2、室內溫濕度、潔潔凈度控制要要求嚴格的生生產車間3、空調容量很大的的大空間公共共建筑，如商商場、影劇院院1、室內溫濕度控制制要求一般的的場合2、多層或高層建筑筑而層高較低低的場合，如如旅館和一般般標準的辦公公樓3、家用中央空調系統(tǒng)比較（待完善）4、家用中央空調的適用范圍和使用特點（待完善）三、設備的選擇8大系列，700多個品種1、中央空調用冷（熱）水機組的分類制冷循環(huán)類別機組類別單機制冷(熱)量量范圍（KW）冷（熱）媒水溫度度（℃）采用能源形式制冷劑應用壓縮式蒸氣制冷循循環(huán)活塞式開啟式冷水機組114~4567電力R22中央空調水冷半封閉冷水機機組116~930風冷半封閉冷水機機組48~610中央空調、空調柜機風冷半封閉冷（熱熱）水機組53~524（冷冷）58~584（熱熱）45中央空調、采暖水冷全封閉冷水機機組10~1007空調柜機風冷全封閉冷（熱熱）水機組16~302（冷冷）中央空調、采暖、空空調柜機20~358（熱熱）45船用冷水機組151~2907中央空調螺桿式水冷開啟式（半封封閉）冷水機機組115~22000風冷式半封閉冷水水機組230~693風冷半封閉冷（熱熱）水機組112~693（冷冷）132~808（熱熱）45渦旋式水冷冷水機組56~1697空調柜機風冷冷水機組53~162模塊化水冷冷水機組130（單元模塊塊）中央空調、空調柜柜機風冷冷水機組110（單元模塊塊）風冷冷（熱）水機機組30~966（冷冷）32~1028（熱熱）45中央采暖、空調柜柜機離心式R22冷水機組1055~210007R22中央空調R123冷水機組組703~42222R123R134a冷水機機組1407~45003R134a2、選型原則1）主機選擇A、一般以夏季冷負荷為選型依據，并以冬季熱負荷為校核依據。B、要考慮同期使用系數，對于住宅，客廳和臥室非同時開啟，同期使用系數可取0.5~0.7，對于一個全部房間同時開啟或同時關閉的房間來說，同期使用系數接近1。C、要考慮空調系統(tǒng)的形式D、要考慮當地的能源、水源狀況及氣象條件E、要考慮用戶的要求F、要考慮現場的安裝情況G、要考慮初投資和運行費用H、要考慮機組的可靠性、適用范圍和使用條件2）末端設備的選擇A、根據空調房間計算冷負荷及風量確定末端設備B、對于住宅、辦公等以維護結構為主的房間，應考慮間歇負荷附加，其系數一般取1.1~1.2。此外住宅還應考慮鄰室無空調時溫差傳熱所引起的負荷C、考慮裝修的要求D、選風機盤管時，一般按風機盤管的中檔風速時的供冷量來選型號，也可按高檔的供冷量的80%~85%來選擇。E、選風機盤管時，還應校核冬季負荷。F、選風柜或組合式空調箱時，應根據空氣的處理過程的計算結果（風量和冷量）進行選型。四、風系統(tǒng)設計1、全壓、動壓、靜壓、余壓1）全壓：又稱風機的壓頭，指單位體積氣體通過風機所獲得的能量增量。單位為Pa,或mmH2O。2）動壓：指單位體積氣體通過風機所獲得的速度增加而導致能量增量。其計算公式：3）靜壓：靜壓=全壓-動壓注意：風機靜壓不是風機出口的靜壓，也不是風機出口與進口靜壓差。4）機外余壓：指空調設備出風口外的剩余壓頭。實質是扣除空調設備的壓頭損失后的余壓。5）風管的阻力靠靜壓來克服。2、風管內風速的確定風管設計主要包括風管尺寸的確定及風管阻力損失的計算，而風速的確定與兩者均有關，因此，首先應確定風速。風速的確定與初投資、系統(tǒng)運行費用和氣流噪聲有關，風速可參照下表：風速選用表待完善3、風管尺寸的選擇1）風道截面積的確定當空調房間送風量為已知時，確定送風管道截面尺寸的方法有兩種：假定風速法和比阻法，假定速度法比較常用，現介紹之。首先應已知空調送風量（參照前述的方法），然后根據建筑物的空調送風系統(tǒng)查出風速值（假定風道中的風速，再通過下式計算出風道面積。最后確定風道的管徑（圓管直徑或矩形管道的邊長）。風道截面積計算公式F=L/（v×3600）m2(6-2)式中L--風量m3/h例如：某空調系統(tǒng)送風量L=7200m3/h，空調噪聲值要求60dB，現安裝一主風管，試確定其風管尺寸。假定風速，查風速表可知，空調系統(tǒng)主風道風速推薦值為6~9m/s，現取8m/s

。風道面積可計算求F=L/(v×3600)=7200/(8×3600)=0.25m2若采用圓形風管，其直徑可由下式計算出式中π——圓周率π=3.14F——風管面積m2D=0.56m=560mm若采用方形風管，其邊長應為4、常用風管尺寸及厚度序號標準風管規(guī)格a×b（mm）法蘭用料風管壁厚螺栓規(guī)格螺栓數量螺孔直徑鉚釘規(guī)格鉚釘孔徑鉚釘數量1120×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.382160×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.383160×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.384200×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.385200×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.386200×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.387250×120L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.388250×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.389250×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.3810250×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.3811320×160L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31012320×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31013320×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31014320×320L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31215400×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31016400×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31017400×320L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31218400×400L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31219500×200L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31220500×250L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31221500×320L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31422500×400L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31623500×500L25×4δ=0.5M6×2016Φ7.5Φ5×14Φ5.31624630×250L30×4δ=0.5M8×2516Φ9.5Φ5×14Φ5.31625630×320L30×4δ=0.5M8×2516Φ9.5Φ5×14Φ5.31626630×400L30×4δ=0.5M8×2516Φ9.5Φ5×14Φ5.31627630×500L30×4δ=0.5M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31828630×630L30×4δ=0.5M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31829800×320L30×4δ=1.0M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31830800×400L30×4δ=1.0M8×2518Φ9.5Φ5×14Φ5.31831800×500L30×4δ=1.0M8×2520Φ9.5Φ5×14Φ5.32032800×630L30×4δ=1.0M8×2522Φ9.5Φ5×14Φ5.32233800×800L30×4δ=1.0M8×2524Φ9.5Φ5×14Φ5.324341000×3200L40×4δ=1.0M8×2520Φ9.5Φ5×14Φ5.320351000×4000L40×4δ=1.0M8×2520Φ9.5Φ5×14Φ5.320361000×5000L40×4δ=1.0M8×2522Φ9.5Φ5×14Φ5.322371000×6300L40×4δ=1.0M8×2524Φ9.5Φ5×14Φ5.324381000×8000L40×4δ=1.0M8×2526Φ9.5Φ5×14Φ5.326391000×10000L40×4δ=1.0M8×2528Φ9.5Φ5×14Φ5.328401250×4000L40×4δ=1.0M8×2526Φ9.5Φ5×14Φ5.326411250×5000L40×4δ=1.0M8×2526Φ9.5Φ5×14Φ5.326421250×6300L40×4δ=1.0M8×2528Φ9.5Φ5×14Φ5.328431250×8000L40×4δ=1.0M8×2528Φ9.5Φ5×14Φ5.328441250×10000L40×4δ=1.0M8×2530Φ9.5Φ5×14Φ5.330451600×5000L40×4δ=1.2M8×2530Φ9.5Φ5×14Φ5.330461600×6300L40×4δ=1.2M8×2532Φ9.5Φ5×14Φ5.332471600×8000L40×4δ=1.2M8×2534Φ9.5Φ5×14Φ5.334481600×10000L40×4δ=1.2M8×2536Φ9.5Φ5×14Φ5.336491600×12550L40×4δ=1.2M8×2538Φ9.5Φ5×14Φ5.338502000×8000L50×5δ=1.2M10×3040Φ11.5Φ6×16Φ6.140512000×10000L50×5δ=1.2M10×3044Φ11.5Φ6×16Φ6.144522000×12550L50×5δ=1.2M10×3048Φ11.5Φ6×16Φ6.1485、風管的阻力計算（待完善）6、保溫空調風管和設備在下列情況下需保溫：(1)不保溫，冷、熱損耗大，且不經濟時；（2）由于冷、熱損耗大，使管內介質溫度達不到要求時；(3)當管道通過室內空氣參數要求嚴格控制的房間，而且由于管道散出的冷、熱量使室內參數不易達到規(guī)定值時；(4)管道冷表面可能結露時。保溫厚度：一般空調房防凝露厚度：PEF板：10~15mm玻璃棉：25mm一般非空調房厚度：PEF板：25~30mm玻璃棉：50~60mm6、風口、閥門五、水系統(tǒng)1、空調水系統(tǒng)的設計原則空調水系統(tǒng)設計應堅持的設計原則是：★力求水力平衡；★防止大流量小溫差；★水輸送系數要符合規(guī)范要求；★變流量系統(tǒng)宜采用變頻調節(jié)；★要處理好水系統(tǒng)的膨脹與排氣；★要解決好水處理與水過濾；要注意管網的保冷與保暖效果。⑴、水系統(tǒng)設計應力求各環(huán)路的水力平衡a、技術要求空調供冷、供暖水系統(tǒng)的設計，應符合各個環(huán)路之間的水力平衡要求。對壓差相差懸殊的高阻力環(huán)路，應設置二次循環(huán)泵。各環(huán)路應設置平衡閥或分流三通等平衡裝置。如管道豎井面積允許時，應盡量采用管道豎向同程式。（2）防止大流量小溫差a、造成大流量小溫差的原因★設計水流量一般是根據最大的設計冷負荷（或熱負荷）再按5℃（或10℃）供回水溫差確定的，而實際上出現最大設計冷負荷（或熱負荷）的時間，即按滿負荷運行的時間僅很短的時間，絕大部分時間是在部分負荷下運行。★水泵揚程一般是根據最遠環(huán)路、最大阻力，再乘以一定的安全系數后確定的，然后結合上述的設計流量，查找與其一致的水泵銘牌參數而確定水泵型號，而不是根據水泵特性曲線確定水泵型號。因此，在實際水泵運行中，水泵實際工作點是在銘牌工作點的右下側，故實際水流量要比設計水流量大20%-50%。★在較大的水系統(tǒng)設計中，設計計算時常常沒有對每個環(huán)路進行水力平衡校核，對于壓差相差懸殊的環(huán)路，多數也不設置平衡閥等平衡裝置，施工安裝完畢之后又不進行任何調試，環(huán)路之間的阻力不平衡所引起的水力工況、熱力工況失調象現只好靠大流量來掩蓋。a、避免大流量小溫差的方法★考慮到設計時難以做到各環(huán)路之間的嚴格水力平衡，以及施工安裝過程中存在的種種不確定因素，在各環(huán)路中應設置平衡閥等平衡裝置，以確保在實際運行中，各環(huán)路之間達到較好的水力平衡。當遇到某個或幾個支環(huán)路比其它環(huán)路壓差相差懸殊（如阻力差100kPa以上），就應在這些環(huán)路增設二次循環(huán)泵。⑶、水系統(tǒng)的膨脹、補水、排水與排氣a、水系統(tǒng)的膨脹封閉空調冷凍水系統(tǒng)，應在高于回水管路最高點1-2m處設膨脹水箱。膨脹水箱一般可選標準水箱(T905(一），其容積范圍為m3.膨脹水箱設有膨脹管、補水管、溢水管和泄水管，并應設有水位控制儀表或浮球閥。a、水系統(tǒng)的補水與排水水系統(tǒng)的注水與補水均應通過膨脹水箱來實現。因此，應將膨脹管單獨與制冷站中的回水總管（或集水器）相接，這樣在系統(tǒng)安裝調試時的新注水或在平時運轉中的補充水，均可通過膨脹水箱注水。使整個水系統(tǒng)的注水從位置較低的回水總管（或集水器）由低向高進行，從而將管路系統(tǒng)中的空氣由下往上通過排氣閥和膨脹水箱排除。許多工程安裝為圖省工省料，將膨脹水箱的膨脹管就近與較高處的回水管相接，致使系統(tǒng)中的空氣難以排除而招致供水壓力長時間不穩(wěn)定。水系統(tǒng)的排水閥應設在系統(tǒng)的最低點（集水器或制冷機水管路最低點），以便檢修時能將管路系統(tǒng)中的水全部排除。a、水系統(tǒng)的排氣安裝在每層建筑物的風機盤管、新風機組回水管路末端最高點，均應裝設自動排氣閥。如支環(huán)路較長而使管路轉彎較多時，或某些水管為躲避消防管、新風管和裝設在吊頂內的較大斷面電纜等而有上下轉彎時，均應在轉彎的最高點設置自動排氣閥。旅館水系統(tǒng)常見弊并之一就是水中帶氣，而氣又難以排除，究其原因就是自動排氣閥設置過少或設置不當所造成。⑷、水系統(tǒng)的水處理與水過濾民用建筑空調水系統(tǒng)的水質處理，尚未引起一些設計人員的重視。長時間循環(huán)使用的冷凍水和冷卻水往往由于重碳酸鹽、細菌和藻類雜物等因素，使冷水機組中的蒸發(fā)器和冷凝器等熱交換設備結垢或腐蝕,從而增大設備熱阻、降低制冷量和機組壽命。水處理：效果較好的有藥物水處理法和電子水處理法。藥物水處理多用于冷卻水系統(tǒng)的水質處理，有通用型、緩蝕型和阻垢型。而電子水處理不但適用于冷卻水系統(tǒng)，而且也可用于冷凍水（冷媒水）系統(tǒng)的水質處理，不同規(guī)格的電子水處理儀可安裝在管徑為DN12-DN300的管路上，水處理效果非常明顯，目前在一些工程上已廣泛應用。水過濾：在水系統(tǒng)統(tǒng)中設置水過過濾器濾除循循環(huán)水中的粉粉塵纖維、砂砂石磚塊、植植物性啐屑等等極為重要。常常用的過濾裝裝置有金屬網網、尼龍網狀狀過濾器，YY型管道式過過濾器等。在在水系統(tǒng)運轉轉期間過濾器器要定期清結結，以保證水水路暢通無阻阻。⑸、管網的保冷與保保溫制冷空調管網往往往由于保冷（保保溫）材質和和厚度設計或或施工不當，而而造成冷（熱熱）量損失，并并在夏季可能能產生大量冷冷凝水而影響響環(huán)境。A、空調供冷水管的的經濟保冷厚厚度冷水管道的經濟保保冷厚度按國國標GB500189-993的規(guī)定，不不應小于下表表所列數據。保溫層厚度選用參參考表冷水管（或熱水管管