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1、本科论文目 录摘 要IAbstractII引 言11 工程概况32 设计依据32.1设计规范32.2气象参数33 空调冷负荷和湿负荷计算43.1 外墙和屋面冷负荷43.2 外窗或外门冷负荷43.3 设备冷负荷53.4 照明冷负荷63.5 人员冷负荷63.6 湿负荷计算73.7 各项冷负荷汇总74 空调系统方案确定134.1 系统分类134.2 系统方案确定135空调系统设计155.1 空调系统计算155.2 其余各房间计算结果166 气流组织设计186.1 空气处理设备的选择186.2 排风方式的确定196.3 送风方式的确定206.4 空调风系统的设计217 风管水力计算247.1 水系统的
2、比较、选择247.2 最不利环路校核247.3 基本公式247.4 管路的布置和管径的确定257.5 水环路水力平衡计算表258 消声减震268.1 消声设计268.2 减震设计269 管道保温设计的考虑279.1 管道保温的一般原则279.2 管道保温层厚度的确定27结 论28参考文献29致 谢30本科论文摘 要本设计为长春万达写字楼空调系统设计,采用合理的空调系统方案,为使用者提供舒适的内环境。我结合题目及设计要求，运用在课堂上学到的知识对设计中的空调及新风的系统选择与计算完成了此次毕设，进一步加深对所学的理论知识的理解。在本次毕业设计中，除了需要熟练地掌握在大学的四年所学理论知识之外，还
3、要一定程度的掌握一些国家对建筑方面的政策，加上自己在校所学的理论知识，结合实际情况来完成工程设计。通过此次毕业设计，明确设计系统程序，掌握工程设计的方法、步骤，进一步锻炼自己在工程制图设计的技能。此次的办公楼设计主要包括以下内容: 办公楼内部各区域的空调冷负荷计算；办公楼空调系统设计方案的选择与计算；冷源的合理选择;空调器类型的选择；风系统的选择与计算等内容。关键词：空调系统；节能；系统方案；办公楼本科论文AbstractIn view of the air conditioning system design of an office building in Changchun City,
4、the appropriate air conditioning system is adopted to provide a comfortable indoor environment for users, so that students can use the design knowledge, the classroom air conditioning system design and clean air obtained in the graduation design, plus the theoretical knowledge learned in the past fo
5、ur years in the University, and also need to understand some relevant policies in the process of graduation design in this paper This paper expounds the system design and master of Engineering in the process of graduation design The architectural design mainly includes the calculation of air conditi
6、oning cooling load of each area of the office building, the selection and calculation of the air conditioning system design scheme of the office building, the reasonable selection of the cold and heat sources, the air conditioning system, the selection and calculation of the air system, etc.Keywords
7、：Air conditioning system；energy saving；System solution；Office building引 言随着人们生活水平越来越好，对自身所处的环境以及环境舒适感也有越来越高的要求，我国属于温带季风气候，冬夏季天气情况差异较大，所以建筑空调在我国越来越受大家的欢迎。全国能耗快速增长，能源供应形势非常严峻，节能减排已是我们面临的最重要问题之一。从总的储量来看，我国常规能源总储量占世界的第三位，其中煤的储量仅仅低于俄罗斯和美国,水力方面的资源也位于世界前列，但由于我国人口压力繁众，人均能源占有率较低，仅仅是世界平均水平的二分之一还不到，是美国的十分之一，是俄
8、罗斯的七分之一。从这个角度可以看出，我国还是一个能源贫乏的国家，对能源、资源尤其应该懂得珍惜。要学会珍惜能源、资源，就要提高能源、资源的有效利用率。能源的有效利用包括整个能源系统，从能源的生产、加工到转换、储存，直到最终使用各个环节。但是目前我国的能源有效利用率仅有30%左右，而美国已经接近50%，日本也有40%多的能源有效利用率。因此，可以看出我们离发达国家还有一定的差距，对于我们国家来说，提高能源有效利用率至关重要。由中国建筑能耗模型（China Building Energy Model ，简称CBEM）计算，1996年-2008年，我国总的建筑商品能耗从2.59亿吨增长到6.55亿。其
9、中，2008年的建筑能耗为6.55亿（不含生物质能），约占2008年社会总能耗的25%左右，建筑能耗在社会总耗能的比例仍将继续增长，且大部分建筑能耗用于空调采暖方面。建筑节能对整个节能减排的大局有着至关重要的意义。热泵技术是一种有效利用可再生能源和低端热能的技术。热泵技术的广泛使用有利于建筑能耗的减少和提高能源利用效率，也是暖通空调系统减少温室气体和大气污染物排放的有效方法。空气调节的意义在于使人们处于一个更为舒适的空气环境。根据建筑物所在地，房间冷负荷，以及小面积房间多的特点和之后的便于设计和安装的原则，此建筑空调系统采用风机盘管加新风的半集中式。该系统占用空间小，安装较灵活，每个房间设有独
10、立温度调节系统，房间不被使用时可以单独关闭，同时不影响其他房间空调系统的正常运行，经济高效。 总之，这次毕业设计给我带来了很多收获，不止是对于空调系统方面的了解，更多地还是学会了细心，耐心，认真的学习的心态。遇到问题第一时间想要的是去解决而不是放弃，我相信这会对我以后的生活，工作产生好的影响，也会让自己更加自信。本科论文1 工程概况该办公楼位于长春市，为五层建筑物，建筑面积4396.77，建筑高度22.8m，本次设计主要内容为写字楼的通风、空调系统。2 设计依据2.1 设计规范户用和类似用途冷水热泵机组M.国家标准（GB/T18430.2-20011987）采暖通风与空气调节设计手册M.（GB
11、1987）家用中央空调实用技术手册M.（交通出版社）2.2 气象参数建筑物地点：长春市室外气象参数： 根据室外气象参数GB50736-2012纬度：北纬4176经度：东经12343夏季大气压力：1000.7 pa夏季通风室外计算温度：28.2夏季空调室外计算干球温度：31.5夏季空调室外计算湿球温度：25.2夏季空调室外计算日平均温度：27.3夏季通风室外计算相对湿度: 63.5 %夏季室外平均风速：2.8 m/s夏季最多风向：SSW夏季最多风向频率：23极端最高温度：36.1极端最低温度：-32.93 空调冷负荷和湿负荷计算3.1 外墙和屋面冷负荷 （3-1）式中外墙墙面的逐时冷负荷w外墙或
12、屋面的面积m2传热系数 室内计算温度逐时冷负荷计算温度3.2 外窗或外门冷负荷 （3-2）式中外玻璃窗或外门玻璃窗冷负荷w窗玻璃的传热系数窗口面积外玻璃窗的逐时时值室内温度 玻璃窗或外门太阳辐射冷负荷外窗、外门的太阳辐射逐时冷负荷可按下式计算： （3-3）式中 窗口面积有效面积玻璃窗冷负荷3.3 设备冷负荷 （3-4)式中设备形成的冷负荷，w实际显热散热量，w冷负荷系数本设计为商场，办公、电子设备的散热量如下： （3-5）式中 空调区面积m2电气设备的功率密度，w/m23.4 照明冷负荷 （3-6）式中 灯具逐时负荷，w灯具功率，kw镇流器消耗功率系数，暗装n1=1.0灯罩隔热，灯罩n2=0.
13、6照明散热器热负荷3.5 人员冷负荷 不同环境不同建筑不同人的人体散热量是不同的，以成年男子为例计算。人体显热散热冷负荷计算公式： (3-7) 式中人体显热散热逐时冷负荷，w成年男子显热量人数，按面积指标法确定，人均面积指标为4m2/人 群集系数，商场0.89人体显热散热冷负荷系数 人体潜热散热冷负荷计算公式： (3-8)式中人体潜热，w 成年男子显热，w3.6 湿负荷计算人体散湿量可按下式计算： （3-9） 式中成年男子的小时散热量，g/h3.7 各项冷负荷汇总见下表3.1、3.2、3.3。表3.1 101室冷负荷计算表参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0
14、0人体总冷负荷(W)823159316891715150314851721成人显热量(W)64646464646464成人潜热量(W)117117117117117117117成人散湿量(g/h)175175175175175175175显热负荷(W)196405504530502486535潜热负荷(W)625118711871187100010001187湿负荷(kg/h)0.9351.7761.7761.7761.4951.4951.776新风（冷）总冷负荷(W)2859285928592859285928592859显热负荷(W)729729729729729729729潜热负荷(W)
15、2130213021302130213021302130湿负荷(kg/h)2.9712.9712.9712.9712.9712.9712.971新风承担房间显热负荷(W)0000000新风承担房间潜热负荷(W)0000000新风承担房间负荷(W)0000000新风承担房间湿负荷(kg/h)0000000设备总冷负荷(W)32625672684603595686灯光总冷负荷(W)3267481012107410359831057参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:00（续表）参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:00外墙西南总冷负
16、荷(W)410374341314294282279辐射照度(W)117143160222375495570负荷温差()7.56.96.35.85.45.25.1外窗西南总冷负荷(W)1519199724082956409660177968负荷温差()0.81.72.43.23.94.64.9直射面积()00033333333散射面积()3333330000直射辐射照度(W)00010109228317散射辐射照度(W)96118132138140138132总冷负荷(W)131120112109113124140辐射照度(W)507578570495375222160负荷温差()6.25.75
17、.35.25.45.96.6总冷负荷(W)84971098712210119401038582084485负荷温差()0.81.72.43.23.94.64.9直射面积()4545454545450散射面积()00000045显热负荷(W)179373467490464448492潜热负荷(W)5731088108810889169161088湿负荷(kg/h)0.8571.6281.6281.6281.3711.3711.628总冷负荷(W)2620262026202620262026202620显热负荷(W)668668668668668668668潜热负荷(W)1953195319531
18、953195319531953湿负荷(kg/h)2.7242.7242.7242.7242.7242.7242.724新风承担房间显热负荷(W)0000000新风承担房间潜热负荷(W)0000000新风承担房间负荷(W)0000000新风承担房间湿负荷(kg/h)0000000表3.2 103冷负荷计算表参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:00人体总冷负荷(W)752146115551578138013641580成人显热量(W)64646464646464成人潜热量(W)117117117117117117117成人散湿量(g/h)1751751751751
19、75175175显热负荷(W)179373467490464448492潜热负荷(W)5731088108810889169161088湿负荷(kg/h)0.8571.6281.6281.6281.3711.3711.628新风冷总冷负荷(W)2620262026202620262026202620显热负荷(W)668668668668668668668潜热负荷(W)1953195319531953195319531953湿负荷(kg/h)2.7242.7242.7242.7242.7242.7242.724新风承担房间显热负荷(W)0000000新风承担房间潜热负荷(W)0000000新风承
20、担房间负荷(W)0000000新风承担房间湿负荷(kg/h)0000000设备总冷负荷(W)294574618629554547630灯光总冷负荷(W)297691941995958906973参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:00外墙东南总冷负荷(W)131120112109113124140辐射照度(W)507578570495375222160负荷温差()6.25.75.35.25.45.96.6外窗东南总冷负荷(W)84971098712210119401038582084485负荷温差()0.81.72.43.23.94.64.9直射面积()454
21、5454545450散射面积()00000045直射辐射照度(W)315348317228109100散射辐射照度(W)96118132138140138132直射负荷强度(W/)232.6298.3329.2318.5272.3209.2170.8散射负荷强度(W/)54.168.881.390.797.6102104.2直射负荷(W)8374107381185111468980375330散射负荷(W)0000003751总辐射负荷(W)8374107381185111468980375333751表3.3 103冷负荷计算表参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:00
22、14:00人体总冷负荷(W)171332353358313310359成人显热量(W)64646464646464成人潜热量(W)117117117117117117117成人散湿量(g/h)175175175175175175175显热负荷(W)4184105111105101111潜热负荷(W)130247247247208208247湿负荷(kg/h)0.1950.370.370.370.3120.3120.37新风冷总冷负荷(W)596596596596596596596显热负荷(W)152152152152152152152潜热负荷(W)444444444444444444444湿负
23、荷(kg/h)0.6190.6190.6190.6190.6190.6190.619设备总冷负荷(W)67130140143126124143灯光总冷负荷(W)67156214227219207222外墙北总冷负荷(W)23211918171818辐射照度(W)117143160167170167160负荷温差()4.54.13.83.53.43.53.6外窗北总冷负荷(W)49765478889798310441076负荷温差()0.81.72.43.23.94.64.9直射面积()0000000散射面积()10.810.810.810.810.810.810.8直射辐射照度(W)00000
24、00散射辐射照度(W)96118132138140138132直射负荷强度(W/)62.174.284.393.499.6103.6105.9散射负荷强度(W/)54.168.881.390.797.6102104.2直射负荷(W)0000000散射负荷(W)468594702784844882900（续表）参数时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:00总辐射负荷(W)465589701781845880901温差传热负荷(W)3060861131401621764 空调系统方案确定4.1 系统分类空调系统常用的有：全空气系统、全水系统、空气水系统、冷剂系统。4.2
25、 系统方案确定此次设计为办公楼，属于大空间、大区域场所，对于空气处理的要求比较高，人员密度大，也有一定的空间可以布置风管，所以选择风机盘管加新风的半集中式空调系统，每一层设置两个空调机房，集中处理空气，排风也在机房内进行，卫生间设置单独的排风。 5 空调系统计算5.1空调系统的选择根据建筑物所在地，房间冷负荷，以及小面积房间多的特点和之后的便于设计和安装的原则，设计采用风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统与其他系统相比，可以节约空间；灵活安装，具有单独控制的优点，每个房间设有独立温度调节系统，房间不被使用时可以单独关闭，同时不影响其他房间空调系统的正常运行，经济高效。 以办公室201计算为
26、例:机组的原理图如下图5.1：图5.1 风机盘管加新风机组原理图室内设计参数：夏季：=27，=60%热湿比=23812确定送风状态点：已知条件=26，=60%，确定室内状态点N，查得：=58.85kJ/kg，=12.79g/kg由=58.85kj/kg，与相交于一点L，此点极为及其露点，查得：=14.88g/kg，=20.85。室外温度为=35，=28.3=91.63kj/kg，=21.94g/kg过N点作=23812线与交于一点O点，O点即为送风状态点。查得：=50.05kj/kg，总送风量：G=，故G=，确定M点：所以，空气处理机组冷量风机盘管的全冷量5.2 其余各房间计算结果见下表5.1
27、。表5.1 其余各房间计算结果汇总房间冷负荷湿负荷热湿比新风量总风量风机盘管处理风量空气处理机组冷量风机盘管全冷量QWKWKWKW一层101-1033.80.9511176334.881205.6870.73.932.971044.780.9514059334.881515.31205.63.934.021054.950.9514559334.881571.21236.33.934.211065.180.9515235334.881643.71308.83.934.461073.530.4720765167.441119.1951.61.973.241082.210.4713000167.44
28、700.5533.01.971.82109-1104.300.9512647334.881367.41032.63.933.521114.030.4723706167.441278.11110.71.973.781122.790.4716412167.44884.7717.21.972.441134.540.9513353334.881440.01105.13.933.77（续表）房间冷负荷湿负荷热湿比新风量总风量风机盘管处理风量空气处理机组冷量风机盘管全冷量KWKWKW201-2062.110.4712411167.44669.8502.31.971.712074.520.951329433
29、4.881434.41099.53.933.75208-2102.270.4713353167.44720.0552.61.971.882113.080.4718118167.44976.71483.71.972.762172.940.4717294167.44932.1764.71.972.61218-2202.670.4715706167.44845.6678.11.972.316 气流组织设计 6.1 空气处理设备的选择选择风机盘管根据风机盘管所需要承受的风量来进行风机盘管型号的选择。以一层办公室101为例，依据,所以选择一台FP85 可满足要求。 其余各房间风机盘管的选择如下表6.1：
30、表6.1 一到五层各房间风机盘管的选择房间号FP的风量FP的冷量型号台数101-1039362970FP85210412694020FP136210513294210FP136210614074460FP136210710233240FP10221085731820FP681109-11011103520FP136211111943780FP13611127712440FP85111311883770FP102111411973790FP1362201-2065401710FP51120711823750FP1362208-2105941880FP6812118702760FP10212127
31、802470FP681213-2165401710FP5112178222610FP851选择新风机组通过每一楼层的新风量与新风负荷来决定新风机组的选择。本设计各楼层的新风机组型号选择如下表6.2：表6.2 各层新风量和新风负荷层数新风量新风负荷机组型号备注一层396044DBFPX41台二层414046DBFPX51台三层414046DBFPX51台四层414046DBFPX51台五层414046DBFPX51台6.2 排风方式的确定为了维持室内舒适的环境，需要向房间内输送室外新鲜空气，因此排风系统也是空调系统的重要组成部分之一。另外，一些房间内的污染气体需要通过排风来加强换气效果，防止污染
32、气体扩散。由于建筑结构的密闭性，排风不可能直接向室外排出，必须通过建筑物内的专用风道排风。从原理上看，空调建筑的排风方式分为下面三种：自然排风方式，机械排风方式，混合排风方式。此办公楼室内利用正压向外渗透排风。卫生间为机械排风，设置吸顶排气扇，各层卫生间单独向外排放。按换气次数计算排风量，换气次数根据有关规范规定不应该小于5次/h。6.3 送风方式的确定现如今常见的送风口有侧送风口、散流器、喷射式送风口。本办公楼采用侧送风口和散流器两种形式。侧送风口包括以下几种类型：格栅送风口、单层百叶送风口、双层百叶送风口和条缝型百叶送风口，他们都有不同的性能和适用范围。散流器一般有圆形（方形）直片式散流器
33、、圆盘形散流器、流线型散流器、方（矩）形散流器以及条风行（线形）散流器几种类型，他们基本都可以调节风量，除流线形散流器适用于净化空调外，其他散流器都适用于公共建筑的舒适性空调。本设计采用的侧送风均为双层百叶送风口，散流器均采用圆形（方形）直片式散流器。送风风速也是有一定要求的，送风出口的温度与送风口类型、设置高度、室内允许风速等因素有关，详细数据参考。6.3.4 回风口房间内回风口的形式一般来说都是比较简单的，因为回风口相比于送风口来讲，对房间内的气流影响是比较小的。回风口最经常使用的种类包括格栅式回风口与可开式百叶回风口。本设计全部采用可开式百叶回风口。回风口的布置也有一定要求。当建筑物采用
34、侧送风口的方式，回风口与送风口同侧设置在同侧，送风口在回风口上方。当建筑物采用散流器形式送风时，回风口一般设置在送风口下侧。回风口的风速也有一定要求，如果回风位置在房间上部，回风速度应为4-5m/s，用风管回风；如果回风口位置在房间下部，当不靠近操作位置时，风速为3-4m/s，当靠近操作位置时，风速应取1.5-2.0m/s，当用于走廊回风时，风速为1-1.5m/s。选出合适的回风风速后，根据风机盘管的冷量确定回风口的尺寸。每个房间配一个回风口。（数据来自）举例：（二层办公室1风机盘管风量0.14m/s，回风风速设4.5m/s，计算所需回风口的尺寸。）A（回风口截面积）=0.031，根据回风机尺
35、寸表，选择200mmx200mm大小的回风口正合适。（其余数据都已列入后面附录中）。6.4 空调风系统的设计6.4.1风管管径的确定选用假定流速法来确定风管管径，然后校核环路间的平衡性。以管路0-1计算为例，取风速6 m/s，所需风量为1860 ，则风管截面积为： （6-1）由国标查得，可选用320250矩形管，则实际流速为6.5m/s则其余管路计算如下6.2所示。表6.2 一层新风系统表管道编号风量G管长规格实际流速摩擦阻力局部阻力管段总阻力mmmm/spapapa1-31807.471201203.512.553.5216.072-341404.45004005.85.722.48.123
36、-439600.95004005.50.411.331.744-5378010.35004005.34.81.085.88（续表）管道编号风量G管长规格实际流速摩擦阻力局部阻力管段总阻力mmmm/spapapa6-730601.884004005.31.661.543.27-828805.44003206.34.581.315.898-925200.824003205.50.851.662.519-1021604.1840025063.951.345.2910-1118001.223202506.31.471.643.1111-1216208.483202505.68.311.309.6112-1312606.153202005.55.531.136.6613-149005.562002006.39.551.6411.1914-165404.81601605.99.663.112.76图6.1 一层新风系统计算图表6.3 二至五层新风系统表管道编号风量G管长规格实际流速摩擦阻力局部阻力管段总阻力mmmm/spapapa1-21806.5761201203.510.037.9517.982-341404.5175004005.82.811.984.