【正文】 1 第一章 前言 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們對生活質(zhì)量要求的日益 提高，建筑居住環(huán)境的健康和舒適性已經(jīng)成為當(dāng)代建筑發(fā)展的必然趨勢 [1]。 能否為現(xiàn)代建筑的特殊要求提供人們滿意的環(huán)境和服務(wù)，是建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的重要因素。 商業(yè)建筑不斷的增多，以及人們對室內(nèi)空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質(zhì)問題越來越重視。由于能源的緊缺， 節(jié)能問題越來越引起人們的重視 [2]。因此迫切需要為商業(yè)建筑物安裝配置節(jié)能、健康、舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)來滿足人們對高生活水平的追求。 目前，隨著我國經(jīng)濟的逐步增長，居住條件日益改善人們對生活環(huán)境的舒適性的要求越來越高，對中央空調(diào)的需求越來越大，對中央空調(diào)節(jié)能、舒適、健康更加關(guān)注。因此，設(shè)計一項節(jié)能、舒適、健康的中央空調(diào)工程是很有實際意義的。 中央空調(diào)在世界上已有百年的發(fā)展歷史，在中國也有 20 多年的應(yīng)用時間，然而真正引起國內(nèi)企 業(yè)關(guān)注還是近幾年。中央空調(diào)廣泛的應(yīng)用在工廠，商場等公共場所，在 中央空調(diào)領(lǐng)域國內(nèi)外競爭激烈。然而空調(diào)系統(tǒng)的耗能問題是至今人們致力于研究的問題，能夠設(shè)計出節(jié)能環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)是我們將要研究的問題。 本次設(shè)計的設(shè)計題目是哈爾濱巴黎廣場空調(diào)設(shè)計，是一個商業(yè)場所的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。商場是現(xiàn)代公共建筑的重要組成部分，是我們生活中購物經(jīng)常光顧的重要場所，設(shè)計安裝空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是現(xiàn)代化公共建筑一個重要方面，也是一個商場能否為顧客提供舒適購物環(huán)境，吸引顧客重要前提。哈爾濱巴黎廣場作為大型的購物消費場所，對空調(diào)的安裝與使用和是內(nèi)的空氣品質(zhì)要求很高。給人們提供一個空氣適宜的購物環(huán)境 ， 是商場建筑的主要目的， 這就需要我們通過空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn) 。 本次設(shè)計題目為“哈爾濱巴黎廣場空調(diào)設(shè)計” 以大型購物廣場為設(shè)計對象。以現(xiàn)行中央空調(diào)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為設(shè) 計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，理論聯(lián)系實際，盡量使設(shè)計符合現(xiàn)場實際；在查閱大量 資料、文獻(xiàn)和參考手冊 并進(jìn)行了畢業(yè)實習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了空調(diào)機組的冷 負(fù)荷計算、 風(fēng)管的 設(shè)計計算、以及相關(guān) 設(shè)備的選型， 并根據(jù)計算結(jié)果 合理布置 管路、最后繪制出 CAD 圖紙。 2 第二章 方案論證 隨著我國社會主義是市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，空調(diào)技術(shù)在各方面都得到了廣泛的應(yīng)用。大型的中央空調(diào)系 統(tǒng)主要用于工廠、商店、超市、寫字樓、酒店等，用以改善人員的工作環(huán)境和消費者的購物環(huán)境。 本建筑為哈爾濱巴黎廣場，位于哈爾濱市區(qū)，是一個綜合性商場。地上六層，一層高 5米，二～六層層高 4 米，建筑面積 48000m2。具有使用時人員密度高，使用的時間性較強，便于統(tǒng)一管理；部分營業(yè)廳布局常有變動，要求空調(diào)設(shè)備有一定的靈活性等特點。室內(nèi)空氣質(zhì)量要求較高需保證足夠的新風(fēng)量和良好的通風(fēng)條件防止空氣污染等特點。 ： 可分為三類： 1） 集中式系統(tǒng)； 2）半集中式系統(tǒng)； 3）分散式系統(tǒng)。 比較項目 集中式空調(diào)系統(tǒng) 半集中式空調(diào)系統(tǒng) 分散式空調(diào)系統(tǒng) 系統(tǒng)特征 集中進(jìn)行空氣的處理，輸送和分配 有集中的中央空調(diào)器，并在各個空調(diào)房間內(nèi)還有分別處理空氣的末端裝置 每個房間的空氣處理分別由各自的整體式 空調(diào)器承擔(dān) 設(shè)備布置與機房 中布置在機房 或安設(shè)在車間柱間平臺上 積 調(diào)房間內(nèi) 較麻煩 ，緊湊?？梢苑湃敕块g也可以安裝在空調(diào)機 房內(nèi) ，機房面積小，只需集中式系統(tǒng)的 50%，機房層高較低；自動化程度高 ，敷設(shè)各種管線和維修管理較麻煩 ，布置困難 ，不，不接送回風(fēng)管時，新風(fēng)管較小 1．系統(tǒng)小，風(fēng)管短，各個風(fēng)口風(fēng)量的調(diào)節(jié)比較容易，達(dá)到均勻 3 風(fēng)管系統(tǒng) 易均衡調(diào)節(jié)風(fēng)量 ，可不接送風(fēng)管和回風(fēng)管 系統(tǒng)應(yīng)用 單風(fēng)管系統(tǒng)； 雙風(fēng)管系統(tǒng)； 變風(fēng)量系統(tǒng) 末端再熱式系統(tǒng)； 風(fēng)機盤管機組系統(tǒng)； 誘導(dǎo)器系統(tǒng) 單元式空調(diào) 器系統(tǒng)；窗式空調(diào)器系統(tǒng)； 分體式空調(diào)器系統(tǒng)； 半導(dǎo)體式空調(diào)器系統(tǒng) 因為本設(shè)計為商場設(shè)計，又考慮到 控制空調(diào)精度，則 需要 進(jìn)行再熱然然后送風(fēng) ，因此本系統(tǒng)采用集中式空調(diào)系統(tǒng)。 、全水、空氣 — 水和冷劑系統(tǒng) 按負(fù)擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷所用介質(zhì)分為全空氣、全水、空氣 — 水和冷劑系統(tǒng)。建筑空間大易于布置風(fēng)道、溫濕度嚴(yán)格時采用全空氣系統(tǒng)。建筑空間小不易布置風(fēng)道，層高較低、冷濕負(fù)荷較小時采用空氣 — 水系統(tǒng)。不需通風(fēng)換氣時可采用全水系統(tǒng)。冷劑系統(tǒng)一般用于單元式空調(diào)機組、房間空調(diào)器和多臺機組型空調(diào)器。 本設(shè)計是大型商場的設(shè)計，為 了保證足夠的新鮮空氣可集中進(jìn)行空氣過濾和空調(diào)箱的消聲處理， 然而全 空氣系統(tǒng)簡單，維修管理方便， 又因為 此設(shè)計為大型商場，負(fù)荷大，因此采用全空氣系統(tǒng)。 按空調(diào)系統(tǒng)處理的來源分為直流式和循環(huán)式。民用建筑一般采用循環(huán)式，處理的空氣部分為室內(nèi)新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)。既滿足了衛(wèi)生要求又符合了系統(tǒng)經(jīng)濟性的要求。又可分為一次回風(fēng)系統(tǒng)和和二次回風(fēng)系統(tǒng)。 一次回風(fēng)系統(tǒng)的特點是回風(fēng)與新風(fēng)在熱濕處理設(shè)備前混合，適用于送風(fēng)溫差較大的場合，況且本設(shè)計地點人口較多，散濕量較大，也比較適合一次回風(fēng)系統(tǒng)，它的設(shè)備簡單，節(jié)省了 初投資，可以進(jìn)行通風(fēng)換氣保證了室內(nèi)的衛(wèi)生條件。它可以實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)，經(jīng)濟性較好，在風(fēng)機出口處設(shè)置了消聲靜壓箱，因此有效的控制了震動影響。 因此本系統(tǒng)采用了一次回風(fēng)系統(tǒng)。 本設(shè)計為 6層大型商場，橫向跨度比較大，而商場的負(fù)荷較大，因此本設(shè)計采用每層設(shè)置 2個空調(diào)機房，只為本層進(jìn)行風(fēng)的 供給 。而該設(shè)計采用的是一次回風(fēng)方式， 回風(fēng)一部分送回空調(diào)機房，一部分直接排除室外。 4 空調(diào)冷源的選擇，應(yīng)考慮以下因素 [3]： （ 1）機組能耗 （ 2）空調(diào)冷凍水泵和冷卻水泵的能耗 （ 3）運行 管理和使用壽命 （ 4）環(huán)境保護(hù)要求 （ 5）噪聲和振動 （ 6）設(shè)備價格 目前，空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常采用的冷水機組有活塞式制冷機組、螺桿式制冷機組、離心式制冷機組和溴化鋰吸收式制冷機組。 空調(diào)冷源是空調(diào)系統(tǒng)供冷的核心，為整個系統(tǒng)提供冷量。目前多以冷水機組為主，主要有活塞式、螺桿式、離心式和溴化鋰吸收式冷水機組。 ①活塞式冷水機組 活塞式冷水機組裝置結(jié)構(gòu)簡單、容積效率高、加工簡單、造價低、調(diào)節(jié)范圍廣。但活塞慣性力大、單級容量不易過大、單位制冷劑重量大、調(diào)節(jié)性能差、適用于中小冷量。 ② 螺桿式冷水機組 與活塞式相比螺桿式冷水機 組結(jié)構(gòu)簡單、運動部件少、轉(zhuǎn)速高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小、中小型密閉式機組的噪音較低、機組重量輕。另外，其單機制冷量大、具有較高的容積效率、壓縮比可達(dá) 20且容積效率的變化不大、 COP高、易損件少運行可靠、易于維修而且對濕沖程不敏感、允許少量液滴入缸無液擊危險、可通過滑閥進(jìn)行無級調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方便。制冷劑采用 R22,相比之下危害臭氧層程度低、溫室效應(yīng)小。 ③溴化鋰吸收式冷水機組 溴化鋰吸收式冷水機組具有加工簡單、操作方便、冷量可調(diào)范圍大、運動減少、噪音低、振動小、可進(jìn)行廢熱、余熱等利用、直燃式可省掉鍋爐、熱效率高、耗電省、 溶液對環(huán)境無污染等優(yōu)點。但使用壽命短、性能系數(shù)低、維修復(fù)雜、性能衰減較為嚴(yán)重。 ④ 離心式冷水機組 離心式冷水機組壓縮機輸氣量大單機制冷量大、結(jié)構(gòu)緊湊、單位重量制冷量大、性能系數(shù)高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)震動小、噪音低、調(diào)節(jié)方便可無級調(diào)節(jié)、無氣閥、填料等易損件、可靠性高、但轉(zhuǎn)速高對加工精度要求高、單級壓縮低符合時易發(fā)生喘振、運行工況偏離設(shè)計工況時效率下降較快、制冷量隨蒸發(fā)溫度降低而減少幅度快。 本設(shè)計的特點是制冷量要求大，性能系數(shù)高，可靠性高， 故采用該冷水機組。 經(jīng)論證，該空調(diào)系統(tǒng)為 全空氣 集中式一次回風(fēng)系統(tǒng)，冷源采用 離心 式 冷水機組。 5 第三章 負(fù)荷計算 設(shè)計參數(shù) 基本氣象參數(shù) 地理位置 [4]: 黑龍江 哈爾濱 臺站位置 : 北緯 45176。 41′ 東經(jīng) 126176。 37′ 夏季參數(shù) 大氣壓 [4]: 室外計算干球溫度 : ℃ 空調(diào)日平均計算溫度 : ℃ 計算日較差 : ℃ 室外濕球溫度 : ℃ 室外平均風(fēng) 速 : m/s 室外相對濕度 % 1）設(shè)計溫度：夏季 26℃ ，設(shè)計精度 [1]177。 1℃ 2）相對濕度：夏季 65 % 負(fù)荷計算 說明：考慮該大廈為商用商場，空調(diào)的運行時間主要在商場的開放時間時間，所以計算負(fù)荷時本設(shè)計取的時 9— 21時。 下面以商鋪 138為例，進(jìn)行負(fù)荷的計算。 表 31 138 商鋪基本概況 表 一層房間 面積 m2 人 /m2 人數(shù) 窗面積 m2 照明 照明 新風(fēng)量 層高 5m W/m2 W m3/h178。人 138 商鋪 180 36 50 40 7200 25 （一）外墻和屋面瞬變溫差傳熱引起的冷負(fù)荷 外墻為厚 200mm 磚墻，內(nèi)外粉刷，加氣混凝土板墻，為 V 型墻；屋面為 70mm 厚現(xiàn)澆鋼 筋混凝土，屋面板加 25mm 厚瀝青膨脹珍珠巖保溫層， IV 型 Qc(τ)=A*K*（ t’c(τ） tn） （ 31） 式中 [1]： Qc(τ )—— 外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷 負(fù)荷 W 6 A—— 外墻和屋面的面積 m2 K—— 外墻和屋面的傳熱系數(shù) w/m2℃ 查得 外墻： K= w/m2℃ ；屋面： w/m2℃ tn—— 室內(nèi)設(shè)計溫度 ℃ 夏季 26℃ t’ c(τ )—— 修正后的墻體和屋面的瞬時冷負(fù)荷計算溫度 ℃ t’c(τ)=（ tc(τ)+ td tc(τ )—— 外墻和屋面的瞬時冷負(fù)荷計算溫度 ℃ （ 32） td—— 地點修正值 Ka—— 外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)修正值 Kp—— 外表面吸收系數(shù)修正值 查資料 [1]（暖通空調(diào)第 2版 P16 表 28） 可知：哈爾濱夏季日平均風(fēng)速 V=，換熱系數(shù)aw=℃ 故 Ka=℃ ； 墻體為淺色墻 故 Kp= w/m2℃ 。 查資料 [1]（暖通空調(diào)第 2版 P393 附表 26）哈爾濱冷負(fù)荷溫度修正 td S＝ W＝ N＝ E＝ 水平＝ （ 1）北外墻冷負(fù)荷 表 32 商鋪 138北墻冷負(fù)荷 表 時間 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tc(τ ) 35 △ td ka kp t39。c(τ ) tn 26 △ t K 138 商鋪 75 Qc(τ ) 219 219 212 （二）外窗瞬變溫差傳熱引起的冷負(fù)荷 外窗為標(biāo)準(zhǔn)玻璃的單層鋼窗，無內(nèi)外遮陽，外玻璃墻為單層 6mm 普通玻璃 由玻璃窗引起的瞬時冷負(fù)荷計算式與上式相同 Qc(τ )=K*A*（ t’ c(τ )tn） （ 33） 式中 [1]： Qc(τ )—— 外窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷 A—— 玻璃窗的計算面積 ㎡ K—— 玻璃窗的傳熱系數(shù) W/㎡℃ 根據(jù)單層鋼窗得 K= W/m ℃ t’ c(τ )—— 修正后的玻璃窗的瞬時冷負(fù)荷計算溫度 ℃ t’ c(τ )=（ tc(τ )+ td） *Ka （ 34） Ka—— 玻璃窗的傳熱系 數(shù)修正值 7 Ka 按單層金屬窗， 80%玻璃修正取 [1]（附錄 29） Ka= td—— 玻璃窗的地點修正值 td=℃ tc(τ )—— 玻璃窗的瞬時冷負(fù)荷計算溫度 ℃ tn—— 室內(nèi)溫度 ℃ （ 2）西外窗瞬時傳熱冷負(fù)荷： 表 33 商鋪 138 窗玻璃瞬時冷負(fù)荷計算溫度 表 時間 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 tc(τ ) 29 32 Td 3 t39。c(τ ) 26 29 tn 26 △ t 0 3 Kw Aw 50 Qc(τ ) 0 891 （三）透過外窗的日射得熱引起的冷負(fù)荷 外窗為標(biāo)準(zhǔn)