【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)算濕球溫度 ℃ ； 室外計(jì)算相對(duì)濕度 ：冬季空調(diào) 44％ ； 夏季通風(fēng) 61％； 室外風(fēng)速：冬季平均 ；夏季平均 ； 最多風(fēng)向 平均速度及頻率 ：冬季 WN， 平均 m/s ， 頻率 25％ ；夏季 SE，平均 ， 頻率 15％ ；全年 N，頻率 15％ ； 最大凍土深度： 92cm 建筑條 件 （ 1） 外墻： 混凝土加氣混凝土 ， K= ）（ ℃mW/ 2 ? ；不透明玻璃幕墻，玻璃棉板， K= ）（ ℃mW/ 2 ? ； （ 2） 屋 面： 基體為 聚苯板， 屋 面 傳熱系數(shù)為 K= ）（ ℃mW/ 2 ? 。 （ 3） 外窗：空氣層為 14mm 的熱防護(hù)玻璃窗，冬季 K= ）（ ℃mW/ 2 ? ，夏季 K= ）（ ℃mW/ 2 ? （ 4） 內(nèi)墻：輕集料混凝土框架填充墻，硬質(zhì)聚氨酯板， K= ）（ ℃mW/ 2 ? 。 （ 5） 本建筑為地上 十二 層、地下 一 層的高層建筑 ，每層高 米。 能源與動(dòng)力條件 （ 1） 動(dòng)力：有 380V 和 220V 電源，用電容量能夠滿足要求。 （ 2） 能源：該建筑無(wú)熱源需選擇供熱方式，滿足冬季供熱及全年熱水供應(yīng)。氣源：該建筑的北側(cè)敷設(shè)有天然氣管道，天然氣低位 熱值為 19000kJ/Nm3，且供應(yīng)量充足。水源：該建筑北面有市政給排水管線，水源較充足，水質(zhì)較硬。 （ 3） 冷熱媒：熱媒由市政熱網(wǎng)供給，經(jīng)過(guò)板式換熱器后提供 60℃ 的熱水；冷媒為 7℃ 冷凍水，由集中冷凍機(jī)房供給。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 3 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定與比較 空調(diào)系統(tǒng)方案分析比較 空氣處理系統(tǒng)方案 （ 1） 按承擔(dān)室內(nèi)熱濕負(fù)荷所用的介質(zhì)分類： 全水系統(tǒng)：全部用水承擔(dān)室內(nèi)的熱負(fù)荷和冷負(fù)荷，當(dāng)為熱水時(shí)，向室內(nèi)提供熱量，承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷；當(dāng)為冷水時(shí)，向室內(nèi)提供冷量，承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷。 全空氣系統(tǒng)：全部用空氣承 擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷、冷負(fù)荷。 空氣水系統(tǒng)：以空氣和水為介質(zhì)，共同承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷、冷負(fù)荷。 制冷劑系統(tǒng)：以制冷劑為介質(zhì)，直接用于對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻，去濕或加熱。 （ 2） 按室內(nèi)空氣處理設(shè)備的集中程度分類： 集中式系統(tǒng) ： 空氣集中于機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行處理 ， 如 冷卻、去濕、加熱、加濕等，而房間只有空氣分配裝置。 半集中式系統(tǒng) ： 對(duì)室內(nèi)空氣處理（加熱或冷卻、去濕）的設(shè)備分設(shè)在各個(gè)被調(diào)節(jié)和控制的房間內(nèi)，而又集中部分處理設(shè)備，如冷凍水或熱水集中制備或新風(fēng)進(jìn)行集中處理等。 典型應(yīng)用是 風(fēng)機(jī)盤(pán)管 加 新風(fēng)系統(tǒng)。 分散式系統(tǒng) ： 對(duì)室內(nèi)進(jìn)行熱濕處理設(shè)備全部分散于各 房間內(nèi)。 主要有 單元式空調(diào)機(jī)組 、 房間空調(diào)器 、多聯(lián)機(jī)等 ]6[ 。 全空氣系統(tǒng)方案 全空氣系統(tǒng)是完全由空氣來(lái)負(fù)擔(dān)房間的冷熱負(fù)荷的系統(tǒng)。全空氣空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)輸送 熱濕處理過(guò) 的冷空氣向房間提供顯熱冷量和潛熱冷量，其空氣的冷卻、去濕 由 空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)的空氣處理機(jī)組來(lái)完成，在房間內(nèi)不再進(jìn)行補(bǔ)充冷量；而對(duì)輸送到房間內(nèi)的空氣的加熱可在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)完成，也可在各房間內(nèi)完成。 目前常用全空氣系統(tǒng)主要有定風(fēng)量單風(fēng)道空調(diào)系統(tǒng)、定風(fēng)量雙風(fēng)道空調(diào)系統(tǒng)和變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng) ]7[ 。 本設(shè)計(jì)中采用定風(fēng)量單風(fēng)道系統(tǒng)，其 優(yōu)點(diǎn)是送風(fēng)量大 ， 換氣充分 ， 特別是設(shè)置了回風(fēng)風(fēng)機(jī) ， 過(guò)渡季節(jié)可采用全新風(fēng) ， 但也存在一定缺點(diǎn)，如 風(fēng)道截面大 ， 占用建筑空間 ；一般送風(fēng)機(jī)功率全年不變 ， 不利于節(jié)能 。 風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)方案 風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組 是目前應(yīng)用較為廣泛的一種空調(diào)形式，它具有的 優(yōu)點(diǎn)是布置靈活，容易與裝飾工程配合 進(jìn)行暗裝 ；各房間可獨(dú)立調(diào)節(jié)室溫，當(dāng)房間無(wú)人時(shí)可方便地關(guān)機(jī)而不影響其他房間的使用，有利于節(jié)約能量；房間之間空氣互不串通；本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 系統(tǒng)占用建筑空間少。 風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組的缺點(diǎn)是布置分散，維護(hù)管理不方便； 當(dāng)機(jī)組沒(méi)有新風(fēng)系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，冬季室內(nèi)相對(duì)濕度偏低，故不能用于全年室內(nèi)濕度有要求的地方；空氣的過(guò)濾效果差；必須采用高效低噪聲風(fēng)機(jī)；水系統(tǒng)復(fù)雜，容易漏水；盤(pán)管冷熱兼用時(shí)，容易 產(chǎn)生污 垢，不易 于 清洗。 而本次設(shè)計(jì)中 配電室、機(jī)柜間 對(duì)溫濕度控制要求不高 ， 所以采用了單獨(dú)風(fēng)機(jī)盤(pán)管不加新風(fēng) 的 系統(tǒng)形式，節(jié)省了初投資。 方案的確定 結(jié)合本建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各房間的使用功能，劃分了本建筑的空調(diào)系統(tǒng)： （ 1）二層的大餐廳與包間 采用 風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng) 系統(tǒng)。 因?yàn)?空調(diào)房間面積大，使用時(shí)人員較集中，空調(diào)容量大，而且房間溫濕度參數(shù)、潔凈度要求 、使用時(shí)間等基本一致，易于統(tǒng)一控制管理 ，且利于節(jié)能。 （ 2）其他的房間如辦公室，休息室，會(huì)議室等 采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管 加新風(fēng) 系統(tǒng)，因?yàn)檫@部分房間負(fù)荷分布不均勻，使用功能和時(shí)間不統(tǒng)一，風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)具有較高的調(diào)節(jié)靈活性。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 4 負(fù)荷計(jì)算 冷負(fù)荷的構(gòu)成及負(fù)荷計(jì)算方法 其空調(diào)房間的冷負(fù)荷包括 以下幾部分，一是 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi) 的 熱量所形成的冷負(fù)荷 ， 這其中包括太陽(yáng)輻射進(jìn)入的熱量和室內(nèi)外空氣溫差經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量，另外還要有人體散熱形成的冷負(fù)荷，以及燈光照明散熱形成的冷負(fù)荷和 其他 設(shè)備散熱形 成的冷負(fù)荷 ]8[ 。 暖通空調(diào)工程中，空調(diào)冷負(fù)荷的計(jì)算方法很多，如諧波反應(yīng)法、反應(yīng)系數(shù)法、傳遞函系數(shù)法和冷負(fù)荷系數(shù)法等 ]9[ 。目前，在我國(guó)常采用冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算空調(diào)冷負(fù)荷，冷負(fù)荷系數(shù)法是建立在傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上，是便于在工程上進(jìn)行手工計(jì)算的一種 簡(jiǎn)化方法。此設(shè)計(jì)即采用冷負(fù)荷系數(shù)法來(lái)計(jì)算空調(diào)冷負(fù)荷。 冷負(fù)荷計(jì)算 以房間 1001 消防控制室為例，進(jìn)行夏季冷負(fù)荷計(jì)算，具體過(guò)程如下： 表 41 消防控制室負(fù)荷計(jì)算表 分類 夏季總冷負(fù)荷 (含新風(fēng) /全熱 )， W 夏 季總冷負(fù)荷 (潛熱 )，W 夏季總濕負(fù)荷 (含新風(fēng) )， kg/h 夏季總冷負(fù)荷最大時(shí)刻(全熱 ) 冬季總熱負(fù)荷（全熱 )，W 冬季空調(diào)室內(nèi)熱負(fù)荷(全熱 )， W 冬季空調(diào)總濕負(fù)荷 (含新風(fēng) )， kg/h 1001 15 人體 17 0 0 新風(fēng) [冷 ] 0 0 0 新風(fēng) [熱 ] 0 0 0 0 設(shè)備 0 0 17 0 0 燈光 0 0 17 0 0 外墻 [北 ] 0 0 0 0 內(nèi)墻 0 0 0 0 內(nèi)墻 0 0 0 0 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 41 冷負(fù)荷 曲線 根據(jù)各個(gè)房間的冷負(fù)荷、濕負(fù)荷、新風(fēng)冷負(fù)荷、新風(fēng)濕負(fù)荷做成匯總表，再得到整個(gè)樓層的負(fù)荷結(jié)果，最終計(jì)算可得整棟辦公樓的負(fù)荷。夏季冷負(fù)荷最大時(shí)刻可以通過(guò)負(fù)荷與時(shí)間關(guān)系表看出來(lái)，在一天之內(nèi)負(fù)荷變化情況，更有利于掌握整棟樓最大負(fù)荷時(shí)刻， 則該時(shí)間負(fù)荷較大，運(yùn)行風(fēng)量也較大。且有利于計(jì)算整棟樓的最大負(fù)荷。 表 42 冷負(fù)荷匯總 表 房間號(hào) 夏季總冷負(fù)荷 (含新風(fēng) /全熱 )，W 夏季室內(nèi)負(fù)荷 (全熱 )，W 夏季總濕荷(含新風(fēng) )，kg/h 夏季室內(nèi)濕負(fù)荷 ， kg/h 夏季新風(fēng)負(fù)荷 ， W 夏季新風(fēng)濕負(fù)荷 ， kg/h 建筑物 1 樓層 1001[消防控制室 ] 1002[資料室 ] 1003[辦公室 ] 1004[辦公室 ] 1005[辦公室 ,2] 1007[辦公室 ] 1008[辦公室 ] 1009[辦公室 ] 1010[工程師站 ] 1011[機(jī)柜間 ] 0 0 0 0 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 經(jīng)計(jì)算，得到整個(gè)辦公樓夏季的冷負(fù)荷為 ，采用 空調(diào) 采暖冬季的熱負(fù)荷為 。夏季冷負(fù)荷與冬季熱負(fù)荷相差不大 ，滿足實(shí)際情況，并且采用了節(jié)能建筑材料，有效地降低了建筑物負(fù)荷，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足節(jié)能要求。 1012[配電室 ] 0 0 0 0 1013[中庭 ] 2 樓層 2021[包間 ,2] 2021[餐廳 ] 2021[IT 中心 ] 2021[交接班室 ] 2021[辦公室 ] 2021[辦公室 ] 3 樓層 3001[辦公室 ] 3002[會(huì)議室 ,2] 5 3004[辦公室 ] 3005[調(diào)度室 ] 3006[辦公室 ] 3007[辦公室 ] 3008[辦公室 ] 3009[辦公室 ] 3010[交接班室 ] 3011[操作間 ] 3012[交接班室 ] 3013[交接班室 ] 4 樓層（標(biāo)準(zhǔn)層） 4001[辦公室 ] 4002[會(huì)議室 ,2] 4004[辦公室 ] 4005[會(huì)議室 ] 4006[會(huì)議室 ] 7 4007[辦公室 ] 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 5 冷熱源的確定與經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源是空調(diào)系統(tǒng)組成的三大部分中的重要部分，它向空調(diào)系統(tǒng)提供冷媒和熱媒，空調(diào)系統(tǒng)可以直接或間接地通過(guò)冷媒從室內(nèi)除去熱量，也可以直接或間接地通過(guò)熱媒向室內(nèi)加入熱量，以維持被調(diào)房間內(nèi)的熱濕環(huán)境。因此冷熱源是空調(diào)系統(tǒng)的核心部分?？照{(diào)系統(tǒng)冷熱源設(shè)計(jì)的合理與否將會(huì)直接影響空 調(diào)系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 ]9[ 。 冷熱源形式 的比較 常見(jiàn)的冷熱源組合方式： （ 1） 電動(dòng)冷水機(jī)組供冷，鍋爐供熱 ： 制冷設(shè)備為活塞式、螺桿式、離心式冷水機(jī)組，制熱設(shè)備為燃?xì)忮仩t或燃煤鍋爐。特點(diǎn)是 電動(dòng)冷水機(jī)組能效比高 ， 冷原、熱源一般集中設(shè)置，運(yùn)行及維修管理方便 ， 對(duì)環(huán)境有一定影響 ， 占據(jù)一定的有效建筑面積 ， 夏季用電動(dòng)冷水機(jī)組供冷，冬季用鍋爐供暖 。 （ 2） 溴化鋰吸收式冷水機(jī)組供冷，鍋爐供熱 ： 制冷設(shè)備為熱水型吸收式冷水機(jī)組，制熱設(shè)備為燃?xì)忮仩t、電鍋爐或燃煤鍋爐。特點(diǎn)是冬季鍋爐供暖，夏季鍋爐供蒸汽或熱水，作為溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的動(dòng)力，供冷時(shí)，安全性高、噪聲小 。 （ 3）空氣源熱泵 冷熱水機(jī)組：制冷制熱設(shè)備為空氣源熱泵冷熱水機(jī)組， 它是一種具有顯著節(jié)能環(huán)保效益的空調(diào)冷熱源，應(yīng)合理使用高位能 ， 空氣是熱泵的優(yōu)良 低 位熱源之一 ， 設(shè)備利用率高，一機(jī)兩用 ， 省掉冷水機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)和供熱鍋爐房 ， 可置于屋頂，節(jié)省建筑有效面積 ]10[ 。 方案確定與比較 按照建筑物的實(shí)際用途、各類制冷機(jī)的特性、結(jié)合工程所給的水源條件，電源和熱源條件，從初投資和后期運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析來(lái)確定。 對(duì)于大型集中空調(diào)系統(tǒng)，冷源的選擇宜選用結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的冷水機(jī)組，可以 將壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、壓力表以及自控元件等都組裝在同一基礎(chǔ)上。 選擇電力驅(qū)動(dòng)的冷水機(jī)組時(shí)，當(dāng)單機(jī)空調(diào)制冷量大于 1160kW 時(shí)，宜選用離心式；制冷量在 580～ 1160kW 之間時(shí)，宜選用離心或螺桿式；制冷量小于 580kW時(shí)，宜選用活塞式或者螺桿式。 由于設(shè)備的選型涉及到投資問(wèn)題，在本設(shè)計(jì)中，我對(duì)各種可能的方案進(jìn)行了認(rèn)真分析和比較。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 確定最終方案 在設(shè)計(jì)中總冷負(fù)荷 ，冬季熱負(fù)荷為 ,可選用兩臺(tái)螺桿型冷水機(jī)組和一臺(tái)板式換熱器。 選用螺桿式制冷機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有： （ 1） 本螺桿壓縮機(jī) 運(yùn)行零部件少，特別是沒(méi)有活塞式壓縮機(jī)的閥片組等易損件，因而運(yùn)行可靠，壽命長(zhǎng)。 （ 2） 與活塞式制冷機(jī)相比，螺桿式冷水機(jī)組沒(méi)有不平衡慣性力，也不存在液擊的問(wèn)題，機(jī)組可平穩(wěn)的高速工作。 （ 3） 與離心式冷水機(jī)相比，螺桿式冷水機(jī)組排氣量不受排氣壓力的影響，既不存在喘振問(wèn)題 ，具有強(qiáng)制輸其的特點(diǎn)，在寬廣的負(fù)荷范圍內(nèi)保持較高的效率。 （ 4） 與活塞式和吸收式機(jī)組相比，操作維護(hù)方便。利用可靠的控制系統(tǒng)操作人員不必經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守運(yùn)轉(zhuǎn)。 選擇兩臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組和 一臺(tái) 板式換熱器， 螺桿水冷機(jī)組和板式換熱器參數(shù)如下： 表 51 制冷機(jī)組 性能參數(shù) 型號(hào) 冷凍水 流量 ，m3/h 管徑 ，mm 冷卻水 流量 ， m3/h 管徑 ，mm 電動(dòng)機(jī)功率 ， kW 制冷量 ，kW 臺(tái)數(shù) SFWW300D 178 200 214 200 313 2 冷凍水進(jìn) /出水溫度 7℃ /12℃ 冷卻水進(jìn) /出水溫度 35℃ /30℃ 表 52 板式換熱器 性能參數(shù) 型號(hào) 單片面積 ，2m 安裝面積 ，2m 熱負(fù)荷 ，kW 管徑 ，mm 熱網(wǎng)供水溫度 ， ℃