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1、精选优质文档-倾情为你奉上1绪论1.1概述1.1.1课题的背景随着人们生活水平的提高，对建筑环境的要求越来越高。为保证人们日常生活工作的舒适性，提高生活品质，需要人工控制室内的温度、湿度、洁净度，因此采暖、通风、空气调节逐渐进入人们的生活。尤其是酒店等大中型建筑，通常要求宽敞明亮，有高档的装修，普遍要求设有空调。据业内人士介绍，我国目前已经成为世界上制冷空调大国，空调成为国民经济中的耗能大户，一般中央空调能耗占整个建筑物总能耗的50，对于商场和综合大楼可能达到60以上。而建筑能耗的需求不可能完全依赖能源生产的增长来满足，因为我国是能源资源严重短缺的国家。石油、天然气人均剩余可采储量仅有世界平均
2、水平的7.7和7.1 ，储量比较丰富的煤炭也只有世界平均水平的58.6。随着供需矛盾日益突出，必须靠节能来解决。我国的节约能源法中指出，节能是指加强用能管理，采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理的利用能源。节能还应包括可再生能源和新能源的开发和利用。能源系统的节能实质上是如何利用管理和技术手段提高能源利用效率。暖通空调系统大部分是利用已加工后的能源（如电能），因此主要在于如何提高终端的利用效率；但有些系统也直接应用一次能源（如石油和天然气等），因此也必须注意提高能源在加工成热量和冷量及输送过程中的效率。因此，在满足室内热
3、湿环境的同时，如何合理用能、节能、减少能源的消耗，将是公共建筑暖通空调设计永恒的研究课题。1.1.2课题设计研究的目的本课题设计研究的目的是在依据相关规范及工程设计资料完成该宾馆空调工程设计，满足室内热湿环境的同时，在空调冷热源的优化，回收排风中的冷热量，过渡季节利用室外新风的能量和采用变频技术几个方面对宾馆类公用建筑进行节能研究，以求寻找最适宜实际工程的节能方案，为工程设计人员进行节能的暖通空调系统设计提供一定的参考依据。1.1.3空调冷热源的优化空调系统所消耗的能量大部分是在冷热源系统中消耗的，约占空调能耗的5060。可见，合理选择冷热源系统对整个空调系统的能耗至关重要。机组的制冷制热性能
4、通常用性能系数COP来表示，但由于各种机组的耗用能量形式不同，无法根据各自耗用的电能或热能直接进行节能性比较。为了衡量各种设备的节能性，通常采用一次能耗（一次能源消耗与制冷量之比）来比较。目前在国内常用的空调冷源有两大类：以电能为动力的蒸汽压缩式制冷循环和以热能为动力的吸收式制冷循环。在300kw以上的冷水机组中，国内市场上性能较好的蒸汽型双效溴化锂的一次能耗指标约为1.08-1.10，直燃型吸收式冷水机组约为0.8。在500kw以上电动水冷式冷水机组中，一次能耗指标约0.65-0.74。总体上看，在这种冷量范围内，电动水冷式冷水机组的能量消耗小于溴化锂吸收式冷水机组和直燃型吸收式冷水机组。传
5、统的热源主要有热电站和锅炉（电、燃煤、燃油或燃气）。热电厂的能量利用效率最高。相对传统冷热源，热泵是目前节能研究的中心。热泵就是靠高位能拖动，迫使热能从低温位热源流向高温位热源，将不能直接利用的低品位热能转换为可利用的高位能，是直接燃烧一次能源而获取热量的主要替代方式。热泵有空气源热泵和水源热泵两种。空气源热泵利用空气作为冷热源，直接从室外空气中提取热量为建筑供热，它的制热系数始终大于1，比直接使用锅炉的节能效果要好；但它运行条件受气候影响很大，外温为0左右时，蒸发器易结霜；且随着室外温度的降低冷负荷逐渐增大时，制热量却在逐渐减小，形成了热量的供需矛盾。1.2工程概况1.2.1 建筑资料：该建
6、筑总建筑面积为8504m2。建筑物一层为大堂、咖啡厅，二层为办大茶厅、员工准备间、工作间等三层为包厢，四层为会议厅和包厢，五九层为客房。各层层高详见图纸。 本工程提供图纸有：建筑平面图，屋顶平面图等。1.2.2 气象资料： 夏季空气干球温度34.4，夏季室外计算湿球温度28.3，夏季日平均温度31.3，冬季室外计算温度-2.5，冬季室外计算相对湿度77%，纬度（北）3110，海拔2.6m，大气压力（kpa）：冬季102.54；夏季100.54，室外平均风速（m/s）：冬季2.6；夏季3.1。1.2.3 水质资料：城市自来水。 1.2.4 冷/热源/电源：制冷站冷水供回水温度为712/城市蒸汽管
7、网供给高温蒸汽 /220/380V50Hz民用动力电。 1.2.5 围护结构资料屋面：挤塑聚笨板 ，型，k0.697W/m2k外墙：钢筋砼聚苯颗粒保温沙浆，II型墙，k0.983 W/m2k外窗：根据窗墙比不同分别选择，钢普通单框中空玻璃窗912mm(平开）k3.5 W/m2k 钢普通单框单玻+单框双玻璃100140mm(平开）k2.5 W/m2k门：根据用途不同查有关资料确定传热系数值；内墙：采用混凝土多孔砖，k1.86W/m2k；楼板：底部自然通风的架空楼板(聚苯颗粒保温沙浆)，k1.3W/m2k 楼梯间：为不使用空调区域，内抹30厚保温砂浆；1.3设计内容1、确定初步设计方案。2、空调热
8、（湿）负荷的计算（1）建筑围护结构传热的计算（按冬、夏季分别进行）；（2）通过外窗太阳辐射热引起冷负荷的计算；（3）人体散热散湿的计算；（4）照明设备散热引起冷负荷的计算；（5）冬、夏季热（湿）负荷汇总表。3、空气调节过程设计（1）确定房间气流组织形式；（2）新风量的计算；（3）夏季空调过程设计计算、送风量的确定（附i-d图）；4、空气处理设备的选择和计算。5、房间气流组织计算（选择布置送、回风口，布置送、回风风道等）6、送、回风风道系统水力计算。7、空调系统消声减振的设计与计算。8、空调用制冷装置的设计与冷水机组的选择计算；9、空调机房的设计与布置。10、图纸绘制其内容包括空调系统的设计与施
9、工说明，以及设备明细表和图纸目录；各层空调送、回风平面图；各层空调送、回风系统图；各层冷冻水平面图各层空调冷冻水系统图；空调水系统流程图；空调、制冷机房平、剖面图；安装大样图。2 负荷计算空调冷热湿负荷的大小，是确定空调系统送风量和空调制冷设备的基本依据。因此，在系统设计之前，应首先进行负荷计算。2.1夏季空调冷负荷和湿负荷2.1.1制冷系统冷负荷的组成 建筑物空调制冷系统负荷的组成结构见图2-1。 室内冷负荷计算使用天正负荷计算2013软件，采用谐波反应法。 图2-1 建筑物空调制冷系统负荷的组成框图2.1.2夏季空调冷负荷以以房间1001女更衣室为例说明夏季空调冷负荷计算方法A、墙和屋面传
10、热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=KF (2.1)式中 K围护结构的传热系数，该建筑墙体结构为钢筋砼聚苯颗粒保温沙浆，II型墙，k0.983 W/m2k，屋面为挤塑聚笨板 ，型，k0.697W/m2kF计算面积，； 计算时刻，根据综合楼的负荷特点，计算时刻为8：0020：00； -温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，点钟； 作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为-=16-5=11。这是因为计算16点
11、钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。表2-1 北外墙冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00K （W/）0.98F（）18传热负荷温差（）9.819.849.829.769.669.539.379.199.018.828.668.538.45总辐射照度W/00000127170149147165174177174冷负荷(W)53.951.447.745.242.741.540.240.241.542.745.247.751.4B、窗的温差传热冷
12、负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Q按下式计算：Q=KFt (2.2)式中 K外窗的传热系数，本建筑根据窗墙比不同分别选择，钢普通单框中空玻璃窗912mm(平开）k3.5 W/m2k。钢普通单框单玻+单框双玻璃100140mm(平开）k2.5 W/m2k F玻璃窗面积，t计算时刻下的负荷温差，；C、窗太阳辐射冷负荷外窗只有内遮阳设施，选用该公式 Q=FCsCaCn (2.3)式中 F外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）Cs窗玻璃的遮挡系数，中空玻璃（6浅灰色Low-E+12A+6 mm透明），Cs取0.86；Ca窗的有效面积系数，双层钢窗，Ca取0.75，；Cn窗内遮阳设施的遮阳系数，只
13、有内遮阳白色窗帘，Cn取0.5；计算时刻下太阳总辐射负荷表2-2 北外窗温差传热和太阳辐射冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00K （W/）3.5F（）4.32传热负荷温差（）3.963.723.473.253.073.213.74.375.065.696.346.937.41直射面积（）4.324.324.324.324.324.324.324.324.324.32000辐射照度W/(直|散)0|00|00|00|00|050|3534|694|960|1210|1360|1440|1460
14、|144冷负荷(W)145.3206.4274.2320.6342.6291.9320.1270.2218.7236.2193.854.444.2D、围护结构的传热冷负荷 有一定发热量时，通过空调房间内围护结构的温差传热负荷，按下式计算： Q=KF(twp+tls-tn) (2.4)式中Q稳态冷负荷，下同，W ；K内墙的传热系数，采用混凝土多孔砖，k1.86W/m2k；F内墙的面积，；twp夏季空气调节室外计算日平均温度，为34.4； tn夏季空气调节室内计算温度，26； tls邻室温升，可根据邻室散热强度采用，这里取平均附加温升3。保卫部：Q=KF(twp+tls-tn)= 1.8638.2
15、5（34.4+3-26）=555 WE、人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： Q=nq1Ccl.rCr (2.5)式中 n计算时刻空调房间内的总人数，按 6人计算； q1一名成年男子小时显热散热量，室内温度26，静坐时，取63W； Ccl.r人体显热散热冷负荷系数，更衣室需要使用12小时值班，可取Ccl.r为0.8Cr群体系数，取0.93。时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00显热271271308.4336.4359.8373.8387.8397.1406.5415.8420.5
16、425.2429.9全热608.8608.8646.1674.2697.5711.6725.6734.9744.3764.6765.6766.6767.6表2-3 人体冷负荷F、照明冷负荷镇流器装在空调房间内的荧光灯 Q=1200n1NX-T （2.6）式中n1同时使用系数，一般为0.5-0.8； N照明设备的安装功率，15W/面积得到； X-T-T时间照明散热的冷负荷系数，取1.0；-T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h。G、设备冷负荷电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 qs=1000n1aN (2.7)式中 n1同时使用系数，一般可取0.5-1.0；a输入功率系数； N设备的总安装功率
17、，取500W。H、散湿过程的潜热冷负荷人体散湿和潜热冷负荷 (1) 人体散湿量按下式计算 D=0.001ng (2.8)式中 D散湿量，kg/h；群体系数，取0.93；n室内全部人数，6人； g一名成年男子的小时散湿量，室内温度26，静坐时，取68g/h。 (2) 人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=nq2 (2.9)式中 ，n同上q2一名成年男子小时潜热散热量，室内温度26，静坐时，取45W。 人体散湿形成的潜热冷负荷已计入表2-4。另外，由于空调房间为正压，故不考虑空气渗透、外门开启造成的冷负荷。I、1001女更衣室冷负荷和湿负荷汇总对以上各项负荷进行逐时相加，得到1001
18、女更衣室总冷负荷和湿负荷的逐时变化，见表2-4表2-4 1001逐时冷负荷和湿负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00冷负荷(KW)1928213422672363242124032458243023972437240922882292湿负荷(kg/h)0.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.51由表2-4可看到，1001女更衣室最大冷负荷和湿负荷出现在12：00，冷负荷为2.421KW，湿负荷为0.51 kg/h。其余房间逐时冷负荷及湿
19、负荷见负荷一览表。2.2冬季空调热负荷和湿负荷冬季热负荷的计算采用稳态算法，热负荷主要包括两项； 围护结构的耗热量 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量2.2.1围护结构的耗热量围护结构耗热量计算公式： (2.10)Q：围护结构耗热量，W；Qj：围护结构基本耗热量，W； Qx：围护结构基本耗热量修正值，W；K： 围护结构传热系数，W（）；外墙冬季K取0.98W/，屋面冬季K取0.697W/，外窗冬季K取3.5W/，内墙冬季K取1.86W/F：围护结构面积，；tn：冬季室内计算温度，取18；tw：冬季空调室外计算温度，；tw = - 2.5；：围护结构温差修正系数；外围护结构取1.0，与不采暖的房间有隔墙
20、，且不采暖房间有门窗与室外相通，取0.7。xch：朝向修正率；北向、东北向、西北向取0，东、西方向取-5%，东南、西南方向取-10% -15%，南向取-15% -25%；xf：风力附加耗热量修正率，取0； xg：高度附加率；超过4m每增加1m附加2%；但最大附加率不超过15%；九层高度为34.2m，取0.15。2.2.2门窗缝隙渗入冷空气的耗热量 该工程冬季采用空调供热，室内为正压，因此冷风渗透耗热量忽略不计；室内保持5Pa正压，将外门开启冷风侵入耗热量计入热负荷。2.2.3冬季湿负荷的计算 计算方法同2.1.2.8夏季湿负荷的计算。以1001女更衣室为例计算冬季热负荷：表2-5 1001女更
21、衣室冬季热负荷房间小计室内温度20室外温度-2.2房高修正0.013915.60.0 0.0 3915.6 1001女更衣室北外墙4.0 4.5 18-4.30.981.00 0.050.000.00312.5 312.5 北外窗_嵌2.4 1.8 4.3 3.501.00 0.050.000.00352.4 0.0 352.5 西内墙(分户墙)8.5 4.5 38.3 1.861.00 0.000.00213.4 213.4 南内墙(分户墙)4.0 4.5 18-1.81.861.00 0.000.0090.4 90.4 南内门_嵌1.0 1.8 1.8 6.501.00 0.000.003
22、5.1 35.1 地面4.0 8.5 34.0 分带:已设置1.00 0.000.000.00162.2 162.2 新风2741.3 2741.3 1001女更衣室冬季热负荷为2741W。其他房间负荷见下表冷负荷湿负荷计算汇总一览表 冷负荷湿负荷计算汇总一览表 表（2-6）楼层房间工程负荷最大值时刻(12点)的各项负荷值总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标新风量WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2m3/h1层1011行政办公3416.41534.61.851.5113.951.20.061801010电脑监控房2926.81534.61.851.597.
23、651.20.061801009电话机房2819.61534.61.851.59451.20.061801008商店2014.91023.11.23167.234.10.041201007总台及台前6452.12300.82.252.148.517.30.021401006大堂19428.81278.82.181.268.44.50.011501005咖啡厅159188525.79.658.26635.30.0410001004保安部4244.22046.22.472122.759.10.072401003电梯间3384.6852.61.130.877.819.60.031001002男更衣室
24、4467.32046.22.472131.460.20.072401001女更衣室4467.32046.22.472131.460.20.072402层2009衣帽间总台1904.11023.11.39195.251.20.071202008衣帽间1969.31023.11.39198.551.20.071202007员工更衣间1969.31023.11.39198.551.20.071202006衣帽间2293.41023.11.391114.751.20.071202005准备间5804.72046.23.41285.430.10.05240 冷负荷湿负荷计算汇总一览表 表（2-6）200
25、4冷菜间5065.52479.73.682.414972.90.112402003点心制作间5094.22046.23.412149.860.20.12402002电梯间3362852.61.130.874.718.90.031002001大茶厅32512.28525.710.018.269.918.30.0210003层3001包厢51012046.23.41215060.20.12403002包厢46572046.23.41213760.20.12403003包厢4659.42046.23.412135.859.70.12403004包厢46572046.23.41213760.20.12
26、403005电梯间2824852.61.130.862.818.90.031003006包厢4611.62046.22.862135.660.20.082403007包厢4301.42046.22.86212559.50.082403008豪华包厢68483410.34.163.3100.750.20.064003009包厢4782.81534.62.141.5159.451.20.071803010包厢46561534.62.141.5155.251.20.071803011包厢46561534.62.141.5155.251.20.071803012包厢46561534.62.141.51
27、55.251.20.071803013包厢46561534.62.141.5155.251.20.071803014包厢4943.31534.62.141.5164.851.20.071803015包厢5073.91534.62.141.5169.151.20.071803016包厢46561534.62.141.5155.251.20.071803017包厢46561534.62.141.5155.251.20.071803018包厢5073.91534.62.141.5169.151.20.071803019包厢47991534.62.141.516051.20.071804层4001包厢
28、51012046.23.41215060.20.12404002包厢46572046.23.41213760.20.12404003包厢4659.42046.23.412135.859.70.12404004包厢46572046.23.41213760.20.1240 冷负荷湿负荷计算汇总一览表 表（2-6）4005电梯间2824852.61.130.862.818.90.031004006包厢4611.62046.22.862135.660.20.082404007包厢4301.42046.22.86212559.50.082404008豪华包厢68483410.34.163.3100.75
29、0.20.064004009包厢4782.81534.62.141.5159.451.20.071804010包厢46561534.62.141.5155.251.20.071804011包厢46561534.62.141.5155.251.20.071804012包厢46561534.62.141.5155.251.20.071804013包厢46561534.62.141.5155.251.20.071804014包厢4943.31534.62.141.5164.851.20.071804015包厢46561534.62.141.5155.251.20.071804016会议室275351
30、0230.815.99.8183.668.20.1112005层5001客房2190.1511.50.830.564.4150.02605002客房1746.2511.50.830.551.4150.02605003客房1746.8511.50.830.550.914.90.02605004客房1746.2511.50.830.551.4150.02605005电梯间2824852.61.130.862.818.90.031005006客房1967.6511.50.690.557.9150.02605007客房1655.1511.50.690.548.114.90.02605008客房1730
31、.3511.50.690.550.9150.02605009客房1926.1511.50.690.556.7150.02605010客房2985.4511.50.690.599.517.10.02605011客房3132.5511.51.10.5104.417.10.04605012客房2801.3511.50.690.593.417.10.02605013客房2858.7511.50.690.595.317.10.02605014客房2801.3511.50.690.593.417.10.02605015客房3088.5511.50.690.510317.10.02605016客房3219.
32、1511.50.690.5107.317.10.0260 冷负荷湿负荷计算汇总一览表 表（2-6）5017客房2801.3511.50.690.593.417.10.02605018客房2801.3511.50.690.593.417.10.02605019客房3219.1511.50.690.5107.317.10.02605020客房2944.2511.50.690.598.117.10.02606层6001客房2190.1511.50.830.564.4150.02606002客房1746.2511.50.830.551.4150.02606003客房1746.8511.50.830.5
33、50.914.90.02606004客房1746.2511.50.830.551.4150.02606005电梯间2824852.61.130.862.818.90.031006006客房1967.6511.50.690.557.9150.02606007客房1655.1511.50.690.548.114.90.02606008客房1730.3511.50.690.550.9150.02606009客房1926.1511.50.690.556.7150.02606010客房2985.4511.50.690.599.517.10.02606011客房3132.5511.51.10.5104.4
34、17.10.04606012客房2801.3511.50.690.593.417.10.02606013客房2858.7511.50.690.595.317.10.02606014客房2801.3511.50.690.593.417.10.02606015客房3088.5511.50.690.510317.10.02606016客房3219.1511.50.690.5107.317.10.02606017客房2801.3511.50.690.593.417.10.02606018客房2801.3511.50.690.593.417.10.02606019客房3219.1511.50.690.5
35、107.317.10.02606020客房2944.2511.50.690.598.117.10.02607层7001客房2190.1511.50.830.564.4150.02607002客房1746.2511.50.830.551.4150.02607003客房1746.8511.50.830.550.914.90.02607004客房1746.2511.50.830.551.4150.02607005电梯间2824852.61.130.862.818.90.03100 冷负荷湿负荷计算汇总一览表 表（2-6）7006客房1967.6511.50.690.557.9150.02607007客房1655.1511.50.690.548.114.90.02607008客房1730.3511.50.690.550.9150.02607009客房1926