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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录摘要本次参赛设计的所选的内容是重庆办公楼空调系统设计。该办公楼位于重庆市区，地上六层，一层高4.8m，二五层高3.3m，六层3.6m，总的建筑面积为1180m2。整座大楼主要是集办公室、客房、会议室等的综合办公区域。该空调系统为舒适性空调系统。本设计主要是针对办公室客房、会议室、大厅等功能进行空调设计。为工作人员等提供一个舒适康的环境。本设计从整个商场的冷负荷计算开始，从合理设计的角度出发，选择了合适的系统。设计内容主要包括冷负荷、湿负荷、送风量的计算，风管的水力计算和机组的选型等。通过这次设计，我们综合运用业理论知识，培养独立创新的能力和解决实际
2、问题的能力。关键词：空调系统 多联机系统 冷负荷 设备选择 水力计算第一章 前言1.研究的目的与意义随着国民经济的发展和人们对生活质量要求的日益提高，建筑居住环境的健康和舒适性已经成为当代建筑发展的必然趋势。能否为现代建筑的特殊要求提供人们满意的环境和服务，是建筑行业蓬勃发展的重要因素。商业建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。目前，随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调
3、的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。2发展趋势中央空调是集中处理空调负荷的系统型式，其冷/热量是通过一定的介质输送到空调房间里去的。按照家用小型中央空调的输送介质的不同，所以我们常见的家用小型中央空调可以分成以下三种主要型式。风管式系统：风管式系统以空气为输送介质，其原理与大型全空气中央空调系统的原理基本相同，是一个小型化的全空气中央空调系统，全空气系统空调机组的送风又分为一次回风与二次回风6。它利用室外主机集中产生冷/热量，将从室内引回的回风进行冷却/加热处理后，再送入室内消除其空调冷/热负荷。相对于其它的家用小型
4、中央空调型式，风管式系统初投资较小。冷/热水机组：它的基本原理与通常所说的风机盘管系统类似。通过室外主机产生出空调冷/热水，由管路系统输送至室内的各末端装置，在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换，产生出冷/热风，从而消除房间空调负荷。但此种系统一般难以引进新风，因此对于通常密闭的空调房间而言，其舒适性较差。VRV系统： VRV空调系统是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成。 VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间的不同空调负荷的需求。但其系统控制复杂，且其初投资高。3.研究现状及存在的问题中
5、央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年。中央空调广泛的应用在工厂，商场等公共场所，在中央空调领域国内外竞争激烈。然而空调系统的耗能问题是至今人们致力于研究的问题，能够设计出节能环保的空调系统是我们将要研究的问题。4.研究内容本次设计的设计题目是重庆办公楼空调设计，是一个商业场所的空调系统设计。办公楼是现代公共建筑的重要组成部分，是我们生活办公的重要场所，设计安装空气调节系统是现代化公共建筑一个重要方面，也是一个办公楼能否为工作人员提供舒适购物环境，保证员工身体健康重要前提。重庆办公楼作为一栋高级办公场所，对空调的安装与使用和是内的空气
6、品质要求很高。给人员提供一个空气适宜的工作环境，提供工作效率，是办公楼建筑的主要目的，这就需要我们通过空调系统实现。本次设计题目为“重庆办公楼空调设计” 以高级办公楼为设计对象。以现行中央空调设计标准为设计标准规范，理论联系实际，尽量使设计符合现场实际；在查阅大量资料、文献和参考手册等的基础上，进行了空调机组的冷负荷计算、风管的设计计算、以及相关设备的选型，并根据计算结果合理布置管路、最后绘制出CAD图纸。第二章 方案论证随着我国社会主义是市场经济的迅速发展和人们生活水平的提高，空调技术在各方面都得到了广泛的应用。大型的中央空调系统主要用于工厂、商店、超市、写字楼、酒店等，用以改善人员的工作环
7、境和消费者的购物环境。本建筑为重庆办公楼，位于重庆市区，是一个综合性办公楼。地上六层，一层高4.8米，二五层层高3.3米，六层3.6米，建筑面积 1180m2。具有使用时人员密度高，使用的时间性较强，便于统一管理；部分大厅布局常有变动，要求空调设备有一定的灵活性等特点。室内空气质量要求较高需保证足够的新风量和良好的通风条件防止空气污染等特点。1.系统形式的选择：1.1按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
8、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
9、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因为本设计为办公楼设计，建筑面积不是很大，又考虑到控制空调精度，节能，方便等因素。，因此本系统采用半集中式空调系统。1.2全空气、全水、空气水和冷剂系统按负担室内空调负荷所用介质分为全空气、全水、空气水和冷剂系统。建筑空间大易于布置风道、温湿度严格时采用全空气系统。建筑空间小不易布置风道，层高较低、冷湿负荷较小时采用空气水系统。不需通风换气时可采用
10、全水系统。冷剂系统一般用于单元式空调机组、房间空调器和多台机组型空调器。1.3多联机系统冷剂系统VRV空调系统全称是Varied Refrigerant Volume，简称VRV，是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求。VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。本设计是综合办公楼的设计，为了
11、保证足够的新鲜空气，创造舒适的办公环境，同时还要节能。然而多联机系统简单，占用空间小，不需要单独设机房，易于控制，因此采用冷剂系统。2.室外机、室内机的布置本设计为6层综合办公楼，其中25层横向跨度比较大，房间比较多而办公楼的负荷较大，因此本设计采用每间办公室单独设一台室内机，每层设1台室外机。由于6层的负荷较小，为节约成本，其与5层共同使用一个室外机。同时，我们选用一台组合式新风处理机，来为本栋大楼的26层提供新风，且只为这些楼层进行新风的供给而不承担室内负荷。而该设计采用的多联机系统，回风一部分送入室内机，一部分直接排除室外。对于1 层，其包含大厅、机房这样的大面积、高负荷的建筑，本设计选
12、用的全新风换热机组来处理排风和新风，达到更有效的节能效果。第三章 负荷计算3.1 设计参数3.1.1基本气象参数地理位置4: 重庆 台站位置: 北纬 2958 东经 106463.1.2 夏季参数大气压4: 973.2hPa 室外计算干球温度: 36.50 空调日平均计算温度: 26.00 计算日较差: 8.30室外湿球温度: 27.30 室外平均风速: 1.40 m/s室外相对湿度 50.10 % 3.1.3室内设计参数1）设计温度：夏季26，设计精度112）相对湿度：夏季60 %3.2负荷计算3.2.1维护结构引起冷负荷计算说明：考虑该建筑为综合办公楼，空调的运行时间主要在办公室的开放时间
13、时间，所以计算负荷时本设计取的时719时,进行负荷的计算。（一）外墙和屋面瞬变温差传热引起的冷负荷外墙类型（自内至外）页岩烧结多孔承重砖（）取2%的销键作用的影响屋面类型：内粉刷（20mm）+钢筋混凝土（35mm）+水泥砂浆（20mm）+隔气层（5mm）+水泥膨胀珍珠岩350（200mm）+水泥砂浆（20mm）+卷材防水（5mm）+砾砂外表层（5mm）计算公式为：Q()=F*K*t- （3-1）式中1：Qc()外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 WF外墙和屋面的面积m2K外墙和屋面的传热系数w/m2 查得 外墙：K=1.191 w/m2；屋面：0.49 w/m2计算时间，h围护结构表面受到周期为2
14、4h谐波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h-温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构外表面的时间，ht-扰量作用时刻下，外墙和屋面的冷负荷计算温差（二）外窗瞬变温差传热引起的冷负荷外窗类型：PVC框+Low-E中空玻璃6+12A+6遮阳型，传热系数2.444 W/（m2.K）自身遮阳系数0.55，内遮阳系数0.60，有外遮阳计算公式为：Qc()=K*F*t （3-3）式中1：Qc()外窗瞬变传热引起的冷负荷 F玻璃窗的计算面积 K玻璃窗的传热系数 W/t 修正后的计算时刻的玻璃窗的瞬时冷负荷计算温度 （三）透过外窗的日射得热引起的冷负荷外窗类型：PVC框+Low-E中空玻璃6+12A+6遮阳
15、型，传热系数2.444 W/（m2.K）自身遮阳系数0.55，内遮阳系数0.60，有外遮阳计算公式为：Qc()=xg*xd*Cn*Cc*F*Jj. （3-5） 式中1：Qc()透过外窗的日射得热引起的冷负荷 Wxg有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75，单层木窗0.7，双层木窗0.6xd地点修正系数；南向0.91，东西向1.00，北向1.03Cs窗玻璃的遮阳系数;按3mm 普通玻璃计算 Cs=1.0（附录2-13）Cn窗内设施遮阳系数；有内遮阳 Cn=0.5F窗的面积，m2+Jj.计算时刻时，透过单位面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，W/m2（四）内围护结构的传热冷负荷当相邻空间通风良
16、好时，内墙或楼板间层由于温差传热形成的冷负荷按稳态传热估算，其计算公式为：Q=KF(twp-tn) twp夏季空气空气调节室外计算日平均温度， tn夏季空气空气调节室内设计温度，3.2.2室内热源引起的冷负荷1.照明散热引起的冷负荷 开灯时刻7：00-19：00，开灯12小时 明装荧光灯计算式为：CL=1000n1n2NCLQ （3-6）式中1：CL 照明散热形成的冷负荷，Wn1消耗功率系数，暗装荧光灯，镇流器装在顶棚内，取1.0n2 隔热系数，灯罩上有通风孔，取0.6N 照明灯具所需功率，W， CLQ 照明散热冷负荷系数，2.人员散热引起的冷负荷人体散热引起冷负荷CL=CLx+CLq （3-
17、7）人体显热散热引起的冷负荷：CLx= qsnCLQ （3-8）人体潜热散热引起的冷负荷：CLq=q1n （3-9）式中：CLx 人体显热散热引起的冷负荷，WCLq 人体潜热散热引起的冷负荷，Wn 室内全部人； 群集系数；CLQ人体显热散热引起的冷负荷系数，（在室内连续8小时）qs 不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量W，q1 不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量W，3设备散热引起的冷负荷本办公楼的设备主要考虑电脑运行发出的负荷1000W/台，将其平均到整个房间中，平均承担其引起的冷负荷。根据建筑节能规范规定不同房间类型，其房间的单位设备冷负荷值不同。计算公式为：Q=n*F式中： n单位设
18、备冷负荷值，W/m24人体散湿量Mw=0.001ng （3-10）式中： Mw 人体散湿量,kg/hn室内全部人数群集系数g 成年男子的小时散湿量,g/h,下面以办公楼201办公室为例，进行负荷的计算。表3-1 201办公室基本概况表二层房间面积m2层高m人/m2人数窗面积m2照明W/m2设备W/m2新风量m3/h人201办公室20.523.30.2563.78112030（1）南外墙冷负荷表3-2 办公室201南外墙冷负荷表时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-877666678891011K1.2
19、2F8.1Qc()79.0669.1769.1759.3059.3059.3059.3069.1779.0679.0688.9498.82108.30（2）南外窗瞬时传热冷负荷：表3-3 办公室201南窗玻璃瞬时冷负荷计算温度表时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-3.54.25.06.06.87.68.28.79.09.18.95.87.9K2.444F3.78Qc()32.3338.8046.1955.4362.8270.2175.7580.3783.1584.0782.2253.5872.98表
20、3-4内遮阳窗玻璃冷负荷系数CL表朝向7:008:0019:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00S0.280.390.490.540.650.60.420.360.320.270.230.210.2E0.60.560.370.290.290.280.260.240.220.190.170.160.15N0.490.560.610.640.660.660.630.590.640.640.380.350.32W0.160.170.170.180.250.370.470.520.620.550.240.230.21水平0.390.4
21、70.530.570.690.680.550.490.410.330.280.260.25（3）南外窗透入日射得热引起的冷负荷：表3-5办公室201南窗透入日射得热引起冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Jj. 23385276991141141008169533726Xd0.910.910.910.910.910.910.910.910.910.910.910.910.91Xg0.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.85Cn0.
22、50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5F3.783.783.783.783.783.783.783.783.783.783.783.783.78Qc()33.62455.55376.02111.11144.73166.66166.66146.19118.42100.87277.481554.09138.01（1）西外墙冷负荷表3-2 办公室201西外墙冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-11998888899111214K1.22F3.24Qc()4
23、3.48135.57535.57531.62231.62231.62231.62235.57535.57543.480847.43347.43455.339（2）西外窗瞬时传热冷负荷：表3-3 办公室201西窗玻璃瞬时冷负荷计算温度表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-3.54.2566.87.68.28.799.18.95.87.9K2.444F3.243.243.243.243.243.243.243.243.243.243.243.243.24Qc()27.71533.25839.593
24、47.51153.84660.18164.93268.89171.26772.058970.475245.92862.557表3-4内遮阳窗玻璃冷负荷系数CL表朝向7:008:0019:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00S0.280.390.490.540.650.60.420.360.320.270.230.210.2E0.60.560.370.290.290.280.260.240.220.190.170.160.15N0.490.560.610.640.660.660.630.590.640.640.380.350.3
25、2W0.160.170.170.180.250.370.470.520.620.550.240.230.21水平0.390.470.530.570.690.680.550.490.410.330.280.260.25（3）南外窗透入日射得热引起的冷负荷：表3-5办公室201西窗透入日射得热引起冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Jj324557677479129223302343331263112Xd1111111111111Xg0.850.850.850.850.850.850.850.
26、850.850.850.850.850.85Cn0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5F3.243.243.243.243.243.243.243.243.243.243.243.243.24Qc()44.06461.96578.48992.259101.9108.78177.63307.07415.85472.311455.787362.15154.22（4）内墙的传热冷负荷：表3-7 办公室201内墙传热引起冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t
27、wp-tn8K1.974F11.88Qc()187.61187.61187.61187.61187.61187.61187.61187.61187.61187.609187.609187.61187.61（5）内门的传热冷负荷：表3-7 办公室201内门传热引起冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00twp-tn8K2.504F2. 1Qc()42.06742.06742.06742.06742.06742.06742.06742.06742.06742.06742.067242.06742.
28、067 (6)照明冷负荷：表3-7 办公室201照明散热引起冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00n11F20.52Qc()225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72225.72 (6)设备冷负荷：表3-7 办公室201设备散热引起冷负荷表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00n20F20.52Q
29、c()410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4（7）人体冷负荷：表3-7 办公室201人员散热引起冷负荷表时间09:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00n5.130.85CLQ0.86qs58ql123CLx217.5218218218218218217.5217.5217.5217.5217.5217.5217.5CLq3.753.753.753.753.753.753.753.753.753.753.753.753
30、.75CL435435435435435435435435435435435435217.5(8)人体湿负荷：表3-8 办公室201人体湿负荷计算表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00n5.135.135.135.135.135.135.135.135.135.135.135.135.130.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.85g17520.5220.5220.5220.5220.5220.5220.5220.5220.5220.52
31、20.5220.52Mw763.0989.47789.47789.47789.47789.47789.47789.47789.47789.477589.477589.47789.477下面，对办公室201逐时冷负荷汇总：表3-9 办公室201各分项逐时冷负荷汇总表时间07:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00南外墙负荷79.569.1769.1759.2959.2959.2959.2969.1779.579.588.9398.82108.7南窗传热负荷32.3338.846.1955.4362.8270.2
32、175.7580.3783.1584.0782.2253.5872.98南窗日射负荷33.6255.5576.02111.1144.7166.6166.6146.1118.4100.8777.48154.0938.01西外墙负荷43.4835.5735.5731.6231.6231.6231.6235.5735.5743.4847.4347.4355.33西窗传热负荷27.7133.2539.5947.5153.8460.1864.9368.8971.2672.0570.4745.9262.55西窗日射负荷44.0661.9678.4892.25101.9108.7177.63307415.8
33、472.31455.78362.15154.2内墙负荷187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6187.6内门负荷42.0642.0642.0642.0642.0642.0642.0642.0642.0642.0642.0642.0642.067人员负荷435435435435435435435435435435435435217.5照明负荷225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7225.7设备负荷410.4410.4410.4410.4
34、410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4410.4总负荷1561.11595.11645.8169817551797.51876.72008.12104.62153.12123.131962.81575.1由上表可知，此办公室最大负荷出现在16：00时，其值为2153.1 W。本设计采用半集中式多联机空调系统，由于负荷大，水平跨度太长，房间多，因此在每个房间设置一个室内机，每层1台室外机。（总负荷汇总见附表一）3.3新风冷负荷新风量标准（人均新风）办公楼取人均新风量3为：30m3/h，大厅新风量取人均: 15m3/h新风全冷负荷Qq(W)按下式计算:Qc
35、,o= Gw*(hw-hn) （3-11）式中： Gw新风量，m3/hhw夏季室外计算参数下的焓值（kJ/kg干空气）hn室内空气的焓值（kJ/kg干空气）其中新风量 = 空调房间人数 * 房间中的人均新风量计算h= hw-hn 由焓湿图查得hn=59.75.kJ/kg hw=89.89kJ/kg 表3-28 办公室201新风负荷计算表二层房间m2人/m2人数新风量m3/hh= hw-hn新风负荷 W办公室20120.520.256153.930.1425714.23.4.新风湿负荷计算式：Mw= Gw*(dw-dn)/1000 （3-12）式中1：Gw新风量，kg/sdw室内空气的含湿量，g
36、/kgdn室内送风的含湿量，g/kg其中新风量 = 空调房间人数 * 房间中的人均新风量其中dw=20.26g/kg dn=13.14g/kg表3-30办公楼201新风湿负荷计算表办公楼201面积m2人员密度人/m2人数新风量m3/hd= (dw-dn)新风湿负荷g/sGw*(dw-dn)/100020120.520.256 153.97.121.200 3.5汇总表以下对一层到六层的概况，负荷，新风量等进行汇总以下是此办公楼1-6层的基本概况，新风负荷构成表，以及送风表汇总（1）其中1层中有朝向及构造一样的办公室，则此设计中把相同类型的房间一同计算，然后进行汇总。而另一类型的接待室、大厅、机
37、房，则另外根据不同参数进行计算再汇总（2）办公楼25层构造一样，因此以二层为例进行负荷计算。其中有参数不同的客房，也同样单独计算汇总（3）下面进行办公楼6层的负荷计算。由于此层是用来开会的会议室及一个休息室，其计算参数也与办公室不同，同样需要单独计算汇总（4）按房间编号对办公楼新风冷负荷和湿负荷进行统计绘表 表3-29 办公楼新风冷负荷湿负荷表各层房间面积m2人均占有使用面积人数新风量hw-hn新风负荷 Wdw-dn新风湿负荷g/sm3/h人Gw*(hw-hn)Gw*(dw-dn)/1000办公楼第一层10141.042.516.416492.4832.5716040.07366.53.2011210241.04410.26307.832.5710025.0467.82.40084103752.762037.6381129.14