凤凰园火锅店空调通风系统设计毕业设计

摘摘 要要本设计为唐山凤凰园火锅店风冷热泵空调。设计内容包括：方案的比较、负荷计算、空气处理过程的选择、设备选型，水管路和风管路系统的设计及附属设备的选型，并进行设计说明书的编制和施工图的绘制。通过计算，本工程夏季总冷负荷为 531.05kW，冬季总热负荷为 70.98kW。制冷设备选用机组的制冷量为 620kW。建筑物的冷源由机组提供，热源由市政管网提供，用板式换热器将 95/70的热水换至 60/50供空调使用。本工程主机选用风冷热泵机组。风冷热泵机组是一种节能、节水和环保的设备,一机冬夏两用,具有设备利用率高的特点,但也存在冬季低温工况下供热不足、高湿区域结霜严重等问题,这些问题阻碍了风冷热泵机组北扩的使用趋势。本文分析了提高热泵机组本身的能效比以节能、改进除霜控制逻辑以减少不必要的除霜而导致的能耗、增加热回收等节能手段以降低能耗、采用双级压缩以拓宽热泵的使用范围等措施,对于促进风冷热泵机组更广泛的应用具有积极的意义。整个工程主要采用风机盘管加独立新风形式，水系统采用异程式、一次泵、变流量系统。关键词：关键词：空调，热泵，通风，火锅店，设计AbstractThe air conditioning and ventilation system for the chafing dish restaurant of feng huagn yuan in Tangshan was designed, incluiding scheme comparision, load calculation, air process selection, equipment selection, water system and air system design, and appurtenances selection. The design specifications and the construction drawing was worked out.The summer cold load is 531.05 kW, and the winter heat load is70.98 kW in this project. Two water cooling screw rod type cold water units whose refrigeration quantity is 620kW were selected for refrigeration. The city heat source was used for heating. The hot water 95/70 was changed to 60/50 with disc heat interchanger, and then supplying the air conditioning .The Air cooled heat pump is choosed for the main engine in this project. Air cooled heat pump is energy-saving,water-saving and environmental-friendly equipment.It can be fully used both in summer and winter.But it also get some disadvantages like providing less heating capacity at low ambient temperature,heavy frost in high humidity regions,etc,which hinders it from application in north of China.In this paper the author analyzed to increase ASHP COP for energy saving,improving defrost control logic to reduce power consumption due to the unnecessary defrost,add functions like heat recovery to reduce power consumption,use two stage compression to broaden its application,which is very beneficent to the perfection of ASHP. The FCU+PAU system was selected for the project. The direct return system，the primary pump system and the variable current quantity system was selected for the water system after the analysis and comparison.Key words: air conditioning, ventilation, library, design目 录第一章第一章 绪绪 论论.11.1 背景介绍.11.2 设计内容.21.3 原始资料.21.3.1 工程概况.21.3.2 气象参数.21.3.3 土建资料.21.3.4 围护结构传热系数.31.4 参数确定.31.5 设计目的.4第二章第二章 方案初定方案初定.52.1 方案设计内容.52.2 空调设计负荷概算.52.3 室内设计参数.52.4 空调冷、热源系统与设备选择.52.4.1 选择冷热源系统的基本原则.52.4.2 制冷设备的选择.72.4.3 换热设备的选择.82.5 空调系统的选择.82.5.1 空调系统设计的基本原则.82.5.2 空调方案的确定.92.6 水系统的选择.102.6.1 冷却设备初步设计.102.6.2 开闭选择.102.6.3 管制的选择.112.6.4 定、变水量选择.112.6.5 同、异程选择.122.6.6 水泵初步设计.12第三章第三章 冷负荷的计算冷负荷的计算.143.1 房间负荷计算方法.143.2 新风负荷计算.19第四章第四章 空气处理过程空气处理过程.214.1 风机盘管系统的处理过程.234.2 风机盘管选型方案确定.25第五章第五章 气流组织的计算气流组织的计算.275.1 气流组织概述.275.2 回风设计.295.3 排风设计.29第六章第六章 水力计算水力计算.306.1 风管的水力计算.306.1.1 风道的类型.306.1.2 风管水力计算公式.306.1.3 风管水力计算结果.316.2 水系统的水力计算.386.2.1 空调管路系统的设计原则.396.2.2 空调水系统的管路计算.396.2.3 冷凝水管的设计.47第七章第七章 制冷机房的设计制冷机房的设计.497.1 方案设计.497.2 设备冷负荷的计算.497.3 制冷机组的选择.497.4 冷冻水泵的选型.497.5 空调冷却水系统设计.507.5.1 冷却水系统类型的确定.507.5.2 冷却水泵的选择.517.6 补水系统的确定.527.7 换热设备的选择.537.7.1 换热器的计算.537.7.2 冬季热水工况.55第八章第八章 水系统附件的选型水系统附件的选型.568.1 水系统的排气.568.2 冷却水、冷冻水电子水处理器.56结结 论论.64致致 谢谢.65参考文献参考文献.66附附 录录.67第一章 绪 论1.1 背景介绍空调对于创造舒适性室内环境的作用是不容忽视的，因而对于公用民用建筑来说，空调是不可或缺的。随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界和工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷源系统的形式选择上，风冷热泵机组是一种节能、节水和环保的设备,一机冬夏两用,具有设备利用率高的特点,但也存在冬季低温工况下供热不足、高湿区域结霜严重等问题,这些问题阻碍了风冷热泵机组北扩的使用趋势。本文分析了提高热泵机组本身的能效比以节能、改进除霜控制逻辑以减少不必要的除霜而导致的能耗、增加热回收等节能手段以降低能耗、采用双级压缩以拓宽热泵的使用范围等措施,对于促进风冷热泵机组更广泛的应用具有积极的意义。空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等） ，室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。考虑到空调使用过程中的巨大能耗，其冷热源及水泵的合理选用、设计就显得格外重要。在设计过程中，阅读了大量书籍、论文、规范对计算方法进行合理的选择，以确保设计能符合工程中的各类规范。1.2 设计内容1.空调、通风系统方案的确定。2.空调系统冷、湿负荷的计算。3.空调送、回风量的计算及空调制冷系统的设计选型。4.空调系统气流组织计算。5.风系统、水系统的布置及风系统、水系统的水力计算。6.空调通风系统施工图的绘制。1.3 原始资料1.3.1 工程概况凤凰园火锅店位于唐山市，是一家中型餐馆，主要包括接待大厅，储藏室，传菜间，员工休息室，各种消费包间等。用地指标：1113m2建筑占地面积：827.6 m2建筑面积：2228.60 m21.3.2 气象参数唐山地区室外设计参数: 北纬：39.37 东经：118.09夏季：空调干球温度32.7，湿球温度26.2，通风温度31。室外风速1.5m/s，相对湿度54，大气压力：995.6kPa。冬季：空调干球温度11，通风温度3，采暖室外温度8，室外风速1.8m/s，相对湿度52，大气压力：1016.9kPa。1.3.3 土建资料主要功能：为框架剪力墙结构，主要功能为商用，建筑规模：共四层，无地下室。外墙：从外到内 水泥砂浆15，泡沫混凝土250，聚苯板90，抹灰砂浆6内墙：200,150厚加气混凝土，局部采用100厚（单面双层12厚）轻钢龙骨石膏板和铝合金玻璃隔断。屋顶：从上到下 卵石层20，保护薄膜20，聚苯板100，防水层5，15厚水泥砂浆找平层，最薄30厚轮集料找坡层，钢筋混凝土屋面层200。外窗：双层（6+6）铝合金中空玻璃外门：塑料夹板门内门：木框单层实体门主要出入口处：20厚玻璃大门 1.3.4 围护结构传热系数围护结构传热系数见表 1-1 。表表 1-1 围护结构传热系数围护结构外墙外门外玻璃门外窗屋面传热系数0.4972.5045.6623.2010.431传热衰减0.1360.9880.9990.9860.273传热延迟0.2620.8390.1360.86210.151外墙 ：按浅色计算外窗：窗户日射得热参数：内设浅色窗帘Cs=0.93； Ci=0.6； Ca=0.85； Dj.max： S302； E599； N114； W599, 水平 8421.4 参数确定1.群聚系数的确定： 接待大厅：0.89 各类包间：0.93 员工休息室： 0.902.新风量标准： 所有计算送新风的房间均按照 30m3/人.小时 的保准计算送风量 走廊，门厅 ：不送新风3.房间人数的确定：员工休息室、卫生间、储藏室、传菜间、接待大厅 按 0.1人/m2 按0.5人/m2各房间的人员负荷、照明负荷、及新风负荷各小时的分配按公共建筑节能设计标准选取。1.5 设计目的 毕业设计是工科大学培养学生的最后一个教学环节，是对四年所学知识的一次全面总结，是把理论知识应用于实践工程的一次很好的锻炼。在毕业设计中，除了要熟练掌握大学四年所学的理论知识外，还要熟悉和掌握国家有关的建设方针政策，综合运用所学的基础理论和专业知识，联系实际来解决工程设计问题。通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的必要配合。第二章 方案初定2.1 方案设计内容方案设计内容图书馆空调设计方案论证分别为：冷热源方案，空调方式方案，水系统方案。2.2 空调设计负荷概算空调设计负荷概算表表 2-1 部分民用建筑空调冷负荷估算指标（W/m2）1建筑类型及房间名称室内人数人/ m2建筑负荷W/ m2人体负荷W/ m2照明负荷W/ m2新风量W/ m2新风负荷W/ m2总负荷W/m21贮藏室0.140143025271312贵宾间0.3360434025922353厨房0.67408840251903584大厅0.5355840251362695贵宾厅0.1358173050681736更衣室0.2558312030681777洗手间0.139017603024191注 1. 本表总负荷为瞬时最大负荷表表 2-2 工程冷负荷概算表空调面积(m2)空调体积(m3)冷负荷指标(w/ m2)人员密度(m2/人)新风指标(m3/h人)人数冷负荷(kw)新风量(m3/h)14345972001105252869157871725由 采暖、制冷，空调手册查得餐厅的热负荷荷概算指标为2846W/m2，本火锅店工程总建筑面积为2228.60m2,取热负荷概算指标为32W/m2，则此工程的总热负荷为70.98KW。2.3 室内设计参数室内设计参数 夏季：干球温度：24-26 摄氏度 相对湿度：50-60%冬季：干球温度：18-20 摄氏度 相对湿度：不进行控制2.4 空调冷、热源系统与设备选择空调冷、热源系统与设备选择2.4.1 选择冷热源系统的基本原则(1)空气调节人工冷热源宜采用集中设置的冷（热）水机组和供热、换热设备。机型和设备的选择，应根据建筑物空气调节的规模、用途、冷负荷、所在地区气象条件、能源结构、政策、价格及环保规定等情况，按下列要求综合论证确定：a.热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热；b.夏热冬冷、干旱缺水地区的中小建筑可采用空气源热泵或埋管式地源热泵冷（热）水机组供冷、供热；c.全年进行空气调节，且各房间区域负荷特性相差较大，需要长时间向建筑物供热和 供冷时，技术经济比较后，可采用水环热泵空气调节系统供冷、供热；d.在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区，空气调节系统采用低谷电价时段蓄冷（热）能明显节电及节省投资时，可采用蓄冷（热）系统供冷（热）；(2)需设空气调节的商业建筑或公共建筑群，有条件时宜采用热、电、冷联产系统或集中设置供冷、供热站；(3)电动压缩式机组台数及单机制冷量的选择，应满足空气调节负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求，一般不宜少于两台；当小型工程仅设一台时，应选调节性能优良的机型；(4)选择电动压缩式机组时，其制冷剂必须符合有关环保要求，其使用年限不得超过中国禁用时间表的规定。由于本工程是位于唐山的工程夏季需要供冷，冬季需要供热。根据以上原则拟选择：单冷式制冷机+市政热网供热2.4.2 制冷设备的选择 表表 2-4 冷水机组的容量范围及能耗2制冷机类型机型名称容量（KW）动力能耗或蒸汽，柴油消耗（Kg/kW）备注水冷活塞式69.8-139.50.315水冷螺杆式348.9-1744.20.307水冷离心式697.7-1744.20.281风冷活塞式69.8-139.50.353蒸汽压缩式风冷螺杆式348.9-34890.301蒸汽单效式348.9-34892.35蒸汽蒸汽双效348.9-34891.38蒸汽吸收式直燃机348.9-34890.0757柴油表表 2-5 机组经济性比较3比较选项活塞式、蜗旋式螺杆式离心式吸收式目直接膨胀式冷水式设备费（小规模）A*、D*BBCC设备费（大规模）AABC运行费CCABC容量调节性能BCACB维护管理的难易ABACD安装面积ABBCD必要层高ABBBC运转时的质量ABBCD振动和噪声ACCCB注：表中 A、B、C、D 表示优先顺序，A*、D*分别表示房间空调器（分体） ，多联式空调（热泵）机组。由上面设备容量及机组性能的比较分析，本工程拟选用水冷螺杆式单冷机组。选择型号为KL-S620的，额定制冷量为620KW2.4.3 换热设备的选择热交换设备是暖通空调工程中的常用设备，用于将不同温度的热媒之间进行热能的转换，如用高温热水或蒸汽加热低温水。对换热设备的要求是传热效率高，体积小，结构简单和节省金属耗量，维修保养方便，阻力小等特点。冬季空调供热介质一般为55-60的热水，在暖通空调重用的比较多有:壳管式汽-水换热器、浮动盘管式热交换器、板式换热器。板式换热器的特点是结构紧凑、体积小，拆洗方便，承压能力高。另外，板式换热器还有一个突出的特点是能在小温差下传热，因而得到广泛的使用。因此此工程采用板式换热器。2.5 空调系统的选择空调系统的选择2.5.1 空调系统设计的基本原则(1)选择空气调节系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、符合变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较确定；当各空气调节区热湿负荷变化情况相似，宜采用集中控制，各空气调节区温湿度波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统。需分别控制各空气调节区室内参数时，宜采用变风量或风机盘管空气调节系统，不宜采用末端再热的全空气定风量空气调节系统；(2)选择的空调系统应能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求；(3)综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理；(4)尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；(5)尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试；(6)各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本相同。2.5.2 空调方案的确定目前集中空调的空调方式，大致可以分为全空气系统和风机盘管加新风系统。比较如表2-6所示。通过比较可以发现全空气系统适用于面积较大，空间较高人员较多的房间以及房间温度，湿度要求较严格的空调系统。全空气系统所选用的空气处理设备一般是组合式空调器。因此全空气系统对空气的过滤，消声及房间温，湿度控制都比较容易处理。另外，全空气系统的新风调节方便，可以根据需要调节新风，会风比。过渡季节可实现全新风送风，充分利用天然冷源，可节约能源，降低运行费用。表表 2-6 集中式系统和风机盘管+独立新风比较4比较项目集中式风机盘管加新风设备布置与机房空调与制冷设备可以集中布置在机房机房面积较大有时可以布置在屋顶上只需要新风空调机房面积风机盘管可以安装在空调房间里分散布置，敷设各种管线较麻烦风管系统空调送回风管系统复杂，布置困难支风管和风口过多时不易平衡放室内时，不接送、回风管；当系统和新风系统联合使用时，新风量较小维护运行空调与制冷设备集中在机房内，便于管理和维修布置分散，维护与管理不便，系统复杂，易漏水温湿度 控制可严格控制温度和相对湿度室内要求严格时，难以满足要求。空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁的不同要求。采用喷水室时，水与空气直接接触，易受污染，须经常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声隔震可以有效的采取消声和隔震措施必须采用低噪声风机，才能保证室内要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各个房间互相污染。当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各个房间之间不会互相污染使用寿命使用寿命长使用寿命长安装设备和风管安装工程量大，周期长安装投产快节能和经济可以根据室外气象参数变化实现全年多工况节能运行；对热湿负荷不一致或室内参数不同的多房间不经济；部分房间停止空调，系统仍运行，不经济灵活性大，节能效果好盘管可冬夏兼用，内壁结垢，降低传热效率无法实现全年多工况调节2.6 水系统的选择水系统的选择2.6.1 冷却设备初步设计考虑到中央空调系统所需冷却流量大，因此冷却水采用循环水冷却，这样才比较节约水资源。为节省投资，采用屋顶冷却塔形式。2.6.2 开闭选择表表 2-7 水系统比较表4类型闭式开式特征管路系统不与大气相接仅在系统最高点设置膨胀管路系统与大气相通适宜的空调系统风机盘管和有水冷式表冷器的系统有喷水室的系统优点1.管道与设备不易腐蚀2.不需克服静水压力，水泵压力，功率均低3.系统简单与蓄热水池连接比较简单，冷水箱有一定蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调节能力，且冷水温度波动可以小一些缺点蓄冷能力小，低负荷时冷冻机也需要经常开动；膨胀水箱的补水有时需要加加压水泵冷水与大气接触；易腐蚀管道；水泵要克服静水压力，耗电大，采用自流回水时回水管径大因而投资较高些由上表比较可知选择闭式系统。2.6.3 管制的选择表表 2-8 水系统管制比较4水系统二管制三管制四管制特点供回水管各一根，夏季供冷水，冬季供热水，简便；投资省；冷热水两相差较大盘管进口处设有三通阀，由室内温度控制装置控制按需要供应冷水或热水；使用同一根回水管，存在冷热量混合损失；初投资较高供冷、供热的供回水管均风开设置，灵活实现同时供冷供热。管路复杂，投资高，占空间由于本工程没有同时供冷和供热的需要，且考虑节能和系统简洁采用常用的双管制。 2.6.4 定、变水量选择表表 2-9 定变水量优缺点比较表4类型定流量变流量特征系统中的水量保持定值，负荷变化时改变供回水温度来匹配供回水温度保持定值，负荷变化时改变系统中的水量来匹配优点系统简单，操作方便。不需复杂的的自控系统输送能耗随流量的减少而减低，配管设计可考虑同时使用系数，管径相应减小缺点配管设计不能考虑同时使用系数，输送能耗始终处于最大值系统复杂。必须配自控系统通过上表比较，并考虑到节能，所以选择变流量水系统。2.6.5 同、异程选择表表 2-10 同程和异程系统比较表4类型同程异程特征供回水干管水流方向相同，经过每一环路的管路长度相等供回水干管水流方向相反，经过每一环路的管路长度不等优点水量分配、调节方便。便于水力平衡。不需回程管，管道长度较短，管路简单，投资较低。缺点需回程管，管道长度较长，投资较高。水量分配、调节难。不便于水力平衡。通过上表比较，同时考虑到此工程风机盘管分布房间不规整，同程式布管不方便且浪费管材。所以选择异程式系统。2.6.6 水泵初步设计根据规范手册，一台制冷机对应的用一台冷冻水泵和一台冷却水泵。水泵要配以变频调速装置。水泵安装方案见表2-11。表表 2-11 水泵安装方案比较表4连接方式一次泵先串联后并联一次泵并联后串联二次泵示意图制冷机制冷机制冷机制冷机制冷机制冷机优点控制及运行管理简单，各冷水机组干扰少，水量保证性高效接管相对较方便，机房布置整洁有序1、可实现水泵变流量2、节省输送能耗3、适应供水分区不同压降4、系统总压力低缺点由于水泵与冷水机组布置位置影响，造成管道相对较多，并且尤其要注意，水泵与冷水机组之间的管道放空气问题1、阀门，附件多2、要求自动联锁起停的工程3、电动蝶阀与对应水泵起停顺序将受限，先开水泵后开电动蝶阀1、系统较复杂2、投资稍高为节省输送能耗，实现变流量，如今大多数机组在出厂前已经完成了机组的自我保护及冷量调节等控制。所以一次泵也可以变流量运行。 第二章 冷负荷的计算在空调工程设计中，存在两种冷负荷计算的计算方法：一为谐波反应法（负荷温差法），一为冷负荷系数法。冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。谐波反应法（负荷温差法）计算的冷负荷的形成包括两个过程：一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量的过程（既外扰量）。此过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟性。二是内扰量形成冷负荷的过程。此过程是将该热扰量分成对流和辐射两个成分。前者是瞬时冷负荷的一部分，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。本设计运用的是谐波反应法进行冷负荷计算，热负荷采用稳态计算方法。3.1 房间负荷计算方法房间负荷计算方法(一)、外墙和屋面传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=KFt- (3-1)式中 F计算面积，； 计算时刻，点钟； -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； t-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。 当外墙或屋顶的衰减系数124625080100125150说明：DN=15mm的管道不推荐使用。立管的公称直径，应与同等负荷的水平干管的公称直径相同。4、冷凝水管设计注意事项沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50左右。水封的出口，应与大气相通。采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。采用镀锌钢管时，通常应设置保温层。冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必 要的设施。第七章 制冷机房的设计7.1 方案设计方案设计该机房制冷系统为两管制系统，即冷却水供/回水管、冬季供热供/回水管系统。经冷水机组制冷后的7的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往图书管的各个区域，经过空调机组的12的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器实现降温过程。从冷水机组出来的37的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后返回冷水机组，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全运行，系统中配备补水系统，软化水系统，水处理系统等附属系统。7.2 设备冷负荷的计算设备冷负荷的计算根据以上分析计算冷冻站的设计最大冷负荷，作为选择冷水机类型、台数、确定冷冻站规模的依据。根据冷负荷计算的总冷负荷可知道本建筑中冷水机组承担的设计计算冷负荷为：531kw。7.3 制冷机组的选择制冷机组的选择本设计选用开立的134a水冷螺杆系列机组。选择的水冷冷水机组型号为KLS620，其性能技术性能参数为：制冷量620kW,数量1台。制冷剂为R134a，冷冻水进水温度为12，出水温度为7，冷冻水流量130m3/h,水侧阻力80kPa,接管规格DN150；冷却水进水温度30，出水温度35，冷却水流量159m3/h,水侧阻力80kPa，接管规格DN150，外形尺寸：长4600mm,宽1800，高1800mm，机组重量5700kg。 7.4 冷冻水泵的选型冷冻水泵的选型1.水泵的选型主要要注意以下几点：首先要满足最高运行工况的流量和沿程，并使水泵的工作状态点处于高效率范围。泵的流量和扬程应有1020的富裕量。多台泵并联运行时，应尽可能选择同类型号水泵。2.扬程的计算由前面的水力计算可知，并联在分集水器间环路的压力损失为P118kPa机房内冷冻水管道水力计算。已知冷水机组水阻力为80kPa，因此环路总阻力为：P118+80198kPa机房内由于空间不是很大，管段长度不长，相对来说阻力较小，在这里就不一一计算，具体请参见机房的平面图，这里乘一个1.05的倍数，作为估算。因此扬程为：P=1981.05=207.9kPa3.流量计算该建筑空调系统每台水泵最大流量为一台冷水机组总的流量，G=130m3/h，4.水泵选择富裕量取15，因此总流量为，G=130（1+15）=149.5 m3/h,总阻力P207.9（1+15）239kPa。水泵所要达到的流量为149.5m3/h，沿程239kPa（1mH2O=9.8067KPa），合为24mH2O，根据流量和沿程查选型材料。选用上海凯泉单级离心泵，型号为：KQW125/125-15/2。其参数如下：流量158.4m3/h，沿程22-26.6 mH2O，电机功率15kW，转速2960r/min，重量191kg，数量3台，两台工作，一台备用。7.5 空调冷却水系统设计空调冷却水系统设计7.5.1 冷却水系统类型的确定采用开式冷却水系统，对于开式冷却水系统的水质，应符合现行国家标准工业循环冷却水处理设计规范的要求，考虑到城市用水问题，该建筑位于城市区域，因此不适合采用直流式供水系统，故采用循环冷却水系统，该类冷却水系统在空调工程中大量采用，只需要补充少量的补给水，但也需要增设循环水泵合冷却构筑物，通风方式采用机械通风冷却循环系统，采用机械通风冷却塔，用自来水补充，由于冷却水量、温度、压力等参数直接影响到制冷机的运行工况，尤其在当前空调工程中大量采用自控程度高的各种冷水机组，因此机械通风循环系统被广泛地应用。7.5.2 冷却塔的选择由前面的冷水机组选型可知，冷水机组的冷却水量为：159 m3/h，根据冷却水量及进出水温度选用冷却塔。选取北京泰兴玻璃缸制品有限公司生产的DBNL3J系列低噪音集水型逆流式玻璃缸冷却塔型号为DBNL3200，其主要参数为：冷却水量为200 m3/h，进出水温度为37/32，温差为5，主要尺寸为46235134mm，风量为168000 m3/h，风机直径为3400mm，电机功率为7.5kW，重量为3648kg，进水压力为35kPa，塔直径为5m。选择2台冷却塔，不设备用，置于屋顶。7.5.3 冷却水泵的选择冷却水系统水力计算草图见图7-1，水力计算方法同冷冻水系统计算方法一样，其计算结果见表7-1。ABCED图 7-1 冷却水系统图表表 7-17-1 冷却水系统水力计算表注：1、这里的长度是估算出来的，从一层机房到屋顶右侧的冷却塔大概的长度就是：4.35=21.5m，加上在一层顶棚内的横向走管共取 30 米。2、局部阻力系数，弯头有 5 个，其间还有碟阀等，局部系数采用估算的方法。由上述计算可知克服管道阻力为：P55.2kPa。扬程计算公式：Hp=hf+hd+hm+hs+ho (7-1)序号 流量(m3/h)管径管长(m) (m/s) R(Pa/m)Py(Pa) 动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)A-B159DN150 302.311 364.301 10929.02 5 2656.423 13282.114 24211.137B-C159DN150 42.311 364.301 1457.203 2 2656.423 5312.846 6770.049D-E159DN150 302.311 364.301 10929.02 5 2656.423 13282.114 24211.137小计55192.323其中 hf，hd冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；hm冷凝器阻力，mH2O；hs冷却塔中水的提升高度（从冷却盛水池到喷嘴的高差） ，mH2O；冷却塔喷嘴喷雾压力， ，约等于 5 mH2O。冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力取hf+hd 5.5 mH2O查取冷水机技术参数，冷凝器阻力为hs 80kPa8 m mH2O冷却塔中水的提升高度hs1.5 mH2O冷却塔喷嘴喷雾压力ho5 mH2OHp5.5+8+1.5+520 mH2O取10%的安全系数，所以冷却水泵的扬程为Hp201.122 mH2O已知冷却水量为159m3/h，考虑10的富裕量，因此G159（1+20）190.8m3/h，P22，根据G、P查标准双吸式离心泵型号为8SH-13A，2台，两用。其参数如下：流量198m3/h，扬程24m，电机功率25kW，转速2950r/min，重量219kg。7.6 补水系统的确定补水系统的确定膨胀水箱容积计算:Vp=atVs m3 (7-2)Vp膨胀水箱有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积）m3a 水的体积膨胀系数，a=0.0006 L/t最大的水温变化值 Vs系统内的水容量 m3，即系统中管道和设备内总容水量表表7-27-2 水系统中总容水量（L/m2建筑面积）供暖系统： 当95-70C供暖系统 V=0.031Vc系统型式全空气系统空气-水空调系统供冷时0.400.550.701.30供暖时1.252.001.201.90当110-70C供暖系统 V=0.038Vc当130-70C供暖系统 V=0。043Vc式中V膨胀水箱的有效容积（即相当于检查管到溢流管之间高度的容积），LVc系统内的水容量，L。在本工程中采用全空气系统的面积为4809m2,采用空气水系统的面积为9536 m2.所以系统总的容水量为：4089 0.52244.59536 19536LL 总的容水量为2044.5+9536=11580.5L则：Vp=0.0006 （32.7-7）11580.5=178.57L本工程采用襄式自动给水落地式膨胀水箱，查山东水王落地式膨胀水箱样本，选择型号XZG（P）0.81-5023安放在机房，具体布置见机房布置图。冷冻水的补水量为循环水量的3%4%，这里取3%。由水力计算可知系统总的循环水量为237m3/h,所以冷冻水的补水量为237m3/h 3%=7m/h补水泵扬程H=最高用水设备标高+5 mH2o.所以补水泵的扬程为4.3*5+5=26.5 mH2o补水泵的选择：根据上述指标选上海熊猫集团生产的FWG、FWGR40-160A，流量1.14-1.64-2.17L/s ,扬程29-28-26.3，功率1.5KW，两台（一用一备）又补水箱的大小应满足补水泵能连续运行1.52.5小时，这里取2.0小时。所以 补水箱的容积为 V=2.07 m314m37.7 换热设备的选择换热设备的选择7.7.1 换热器的计算1.换热器的面积 (7-3)pjQFKBt式中 Q - 换热量，W; K - 传热系数，W/(m2.); B - 考虑水垢的系数； tpj -对数平均温差2.板式换热器具有传热效率高，压力损失小，结构紧凑，拆装方便，操作灵活等特点。广泛用于采暖、空调工程中。由热负荷的计算可知，总的热负荷为860.7KW。考虑15%的富裕系数，则设计热负荷为Q=860.71.151230kW市政热网的供回水温度为95/70，空调采暖的设计温度为60/50。则 对数平均温差为 (9560)(7050)26.89560ln7050pjt确定传热系数k假定冷侧流速为0.4m/s,热侧流速为1m/s.查BR12型传热特性曲线，得K=4300 W/(m2.)，水垢系数板式换热器可不考虑。则换热面积为 m2123000010.674300 26.8F BR12型板式换热器的单片换热面积为0.12 m2 ，则需要89片。通道截面积为0.00072 m2，通过流量为Kg/h,123000012300010串联片数为片，取45片。8944.52则 实际流速为 m/s1230001.050.00072 3600 17 1000v 与假定流速基本符合，最后按厂家给出了组合片数选用。选BR12型，总传热面积10.89 m2，总片数90片，流动阻力位0.04MPa。7.7.2 冬季热水工况采用冬夏季分别设置一套水泵的方式。因为冬季供回水温差是夏季供回水温差的2倍，且本工程冬季热负荷比夏季冷负荷要小，所以冬季流量必定要比夏季小，并导致管网压降减少。根据前面热负荷估算可知冬季热负荷为860.7Kw，冬夏季热负荷比为0.6。所以冬季的热水流量应是夏季是0.3倍，根据H=SQ2，冬季的水泵扬程约为夏季的0.1倍，据此并考虑15%的富裕量选择水泵。所以流量 Q=0.45237.2 =106.74 m3/h 扬程 H=（118+40）1.15=181.7kPa选择上海凯泉KQW100/125-11/2，两台（一用一备）。流量19.4-27.4-33.3L/s,扬程23.5-20-14mH2O。第八章 水系统附件的选型8.1 机房内集管的设计机房内集管的设计查暖通空调动力P156知多于两路供应的空调水系统，适宜设分集水器，分集水器的直径应按总流量通过时的断面流速（0.51.0m/s）初选，并应大于最大接管开口直径的2倍。该工程冷冻水系统的总流量G = 237.2 m3/h = 0.066m3/s 最大接管管径为DN100。集管初选直径 流速v 取 0.6m/s4Gdvd = = 0.374m = 374 mm46.014.3066.0两倍的最大接管管径为 2 200 = 400 mm 374 mm所以，取集管管径为 DN400。8.2 水系统的排气水系统的排气供回水干管水流速度1.5m/s 左右，顺水流方向取上升坡度取0.003=3，且在供回水立管最顶端设自动排气阀，集气罐，立管与自动排气阀、集气罐。连接散热器和连接风机盘管的支管，取0.01的坡度。表表 8-1 设备接管方式设备连接水方式坡度方向新风机组上进下出沿水流取下坡风机盘管下进上出沿水流取上坡8.3 冷却水、冷冻水电子水处理器冷却水、冷冻水电子水处理器根据冷却水流量 237m3/h，选用 2 台 DSG 系列电子水处理器见表 8-3：表表 8-28-2 水处理器设备表型号额定流量（m3/h）进出口管径（mm）安装尺寸 LD（mm）DSG-15W300-500150800600结 论经过一个学期的学习和调查，完成了本次设计。这次设计的是一个火锅店的空调系统，火锅店有它本身自己的特点，不仅有大空间的接待大厅，还有中等空间的豪华贵宾包间，还有小空间的普通。室内要求也有着其独特的特点，比如说人员密度比较集中、人员活动时间集中且有规律等。但由于火锅店的建筑造型不是很规则，比如火锅店大楼的东南向采用大面积内凹弧形玻璃，采用常规的冷负荷计算方法只能简单的划分三个方向进行处理，因此存在一定的误差，在同样在南向上空有大面积的玻璃遮阳，并非一般意义上的外遮阳，在计算中则采用了比较保险的处理方法，按无外遮阳来计算，因而又增加了负荷计算的不精确性。通过上述分析，随着社会的发展各种形式的建筑会出现在我们的城市当中，各种各样的建筑材料会应用到我们的建筑之中。这就对我们专业提出了新的要求，除了研究更准确的负荷计算方法，更新热工计算参数外，还要研制出更能适应建筑负荷变化的系统形式，提高空调系统的自动控制水平。从这次设计的过程中，我发现自己的自控知识比较薄弱，我想这也是目前好多暖通从业人员的所欠缺点。我认为弥补负荷计算且准确和实现空调系统的节能运行给建筑匹配一套优良的自控系统并配以适合调控的空调形式是非常必要的。设计过程中，为了给本工程匹配一套合适的系统我仔细对比了各种系统形式并翻阅了大量的设计资料，并感觉到空调计算并不难，难的是和建筑特点完美的结合。虽然自己付出了努力但知识有限，经验匮乏，仍觉这次的设计欠佳。在火锅店的设计中，不仅采用了常用的风机盘管，还外加了独立新风系统，这样有利于控制空调房间的噪声，能提供足够的风量从而对空调房间能够进行更有力的温湿度控制并保证温湿度的均匀性，同时还防止了用风机盘管冷凝水泄漏的危险。 致 谢经大半个学期的学习研究，再查阅了大量的参考资料后，终于按时完成了本次毕业设计。虽然这个设计在很多地方还很不完善，但在做毕业设计的这段时间里，使我发现了自身知识的匮乏，以及对以前所学知识没有系统的深刻记忆。以致到此时做设计时才感觉力不从心。但在老师和同学的热心的鼓励帮助下，经翻阅大量的资料后，我的专业基础知识有了很大的提高，而且还了解了一些在实际设计过程可能遇到的问题以及实际设计中与其他建筑专业的沟通的重要性。可以说我在这次毕业设计当中真的学到了很多东西。所以首先要感谢这个毕业设计让我知道自己的不足，督促自己要不断学习充实自己。在这个设计过程中，指导老师王昆老师给我们设计小组提供了很大帮助，为我们提供大量的参考资料，认真地对我们设计当中出现的问题进行耐心详细的讲解。在此特别感谢王老师在这次毕业设计当中给予我们设计小组及我个人的热心耐心的帮助。在此还要特别感谢其他几位指导老师在设计当中给予我们的指导帮助。 感谢和我同一设计小组的几位同学，感谢这么长时间以来对我的帮助与鼓励。有了他们使得这个学期虽紧张但充实快乐。祝各位老师身体健康、工作顺利！ 王颖 2011 年 6 月 20 日参考文献1 孙一坚. 工业通风M. 北京：中国建筑工业出版社，1995年2 杨昌智，刘光大，李念平. 暖通空调工程设计方法与系统分析M. 北京：中国建筑工业出版社，2001年7月.3 陆亚俊，马最良，邹平华. 暖通空调M. 北京：中国建筑工业出版社，2002年6月4 河北省工程建设标准化管理办公室. 05系列建筑标准设计图集S. 北京：中国建筑工业出版社，2005年7月5 中华人民共和国建设部. 公共建筑节能设计标准S. 北京：中国建筑工业出版社，2005年4月6 中华人民共和国建设部. 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调动力分册S. 北京：中国计划出版社，2003年3月7陆耀庆. 实用供热空调设计手册M. 北京：中国建筑工业出版社,1998年8 H.B.Awbi.Energy efficient room air distributionJ. Renewable Energy, 1998: 293-2999 10赵荣义. 空气调节M. 北京：中国建筑工业出版社,1994年11 黄翔. 空调工程M. 北京：机械工业出版，200612徐勇. 通风与空气调节工程M. 北京：机械工业出版社，2005年2月13彦启森，石文星，田长青. 空气调节用制冷技术M北京：中国建筑工业出版社，2004年6月14Qingyan Chen. A zero-equation turbulence model for indoor airflow simulationJ. Energy and building,1998,28:137-14