【文章內容簡介】 計算濕球溫度 ℃ ； 室外計算相對濕度 ：冬季空調 44％ ； 夏季通風 61％； 室外風速：冬季平均 ；夏季平均 ； 最多風向 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 傳熱系數為 K= ）（ ℃mW/ 2 ? 。 （ 3） 外窗：空氣層為 14mm 的熱防護玻璃窗，冬季 K= ）（ ℃mW/ 2 ? ，夏季 K= ）（ ℃mW/ 2 ? （ 4） 內墻：輕集料混凝土框架填充墻，硬質聚氨酯板， 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。 能源與動力條件 （ 1） 動力：有 380V 和 220V 電源，用電容量能夠滿足要求。 （ 2） 能源：該建筑無熱源需選擇供熱方式，滿足冬季供熱及全年熱水供應。氣源：該建筑的北側敷設有天然氣管道，天然氣低位 熱值為 19000kJ/Nm3，且供應量充足。水源：該建筑北面有市政給排水管線，水源較充足，水質較硬。 （ 3） 冷熱媒：熱媒由市政熱網供給，經過板式換熱器后提供 60℃ 的熱水；冷媒為 7℃ 冷凍水，由集中冷凍機房供給。 本科畢業(yè)設計（論文） 4 3 空調系統(tǒng)方案的確定與比較 空調系統(tǒng)方案分析比較 空氣處理系統(tǒng)方案 （ 1） 按承擔室內熱濕負荷所用的介質分類： 全水系統(tǒng)：全部用水承擔室內的熱負荷和冷負荷，當為熱水時，向室內提供熱量，承擔室內熱負荷；當為冷水時，向室內提供冷量，承擔室內冷負荷和濕負荷。 全空氣系統(tǒng)：全部用空氣承 擔室內熱負荷、冷負荷。 空氣水系統(tǒng)：以空氣和水為介質，共同承擔室內熱負荷、冷負荷。 制冷劑系統(tǒng)：以制冷劑為介質，直接用于對室內空氣進行冷卻，去濕或加熱。 （ 2） 按室內空氣處理設備的集中程度分類： 集中式系統(tǒng) ： 空氣集中于機房內進行處理 ， 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) ： 對室內空氣處理（加熱或冷卻、去濕）的設備分設在各個被調節(jié)和控制的房間內，而又集中部分處理設備，如冷凍水或熱水集中制備或新風進行集中處理等。 典型應用是 風機盤管 加 新風系統(tǒng)。 分散式系統(tǒng) ： 對室內進行熱濕處理設備全部分散于各 房間內。 主要有 單元式空調機組 、 房間空調器 、多聯機等 ]6[ 。 全空氣系統(tǒng)方案 全空氣系統(tǒng)是完全由空氣來負擔房間的冷熱負荷的系統(tǒng)。全空氣空調系統(tǒng)通過輸送 熱濕處理過 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 空調機房內的空氣處理機組來完成，在房間內不再進行補充冷量；而對輸送到房間內的空氣的加熱可在空調機房內完成，也可在各房間內完成。 目前常用全空氣系統(tǒng)主要有定風量單風道空調系統(tǒng)、定風量雙風道空調系統(tǒng)和變風量空調系統(tǒng) ]7[ 。 本設計中采用定風量單風道系統(tǒng)，其 優(yōu)點是送風量大 ， 換氣充分 ， 特別是設置了回風風機 ， 過渡季節(jié)可采用全新風 ， 但也存在一定缺點，如 風道截面大 ， 占用建筑空間 ；一般送風機功率全年不變 ， 不利于節(jié)能 。 風機盤管系統(tǒng)方案 風機盤管機組 是目前應用較為廣泛的一種空調形式，它具有的 優(yōu)點是布置靈活，容易與裝飾工程配合 進行暗裝 ；各房間可獨立調節(jié)室溫，當房間無人時可方便地關機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)設計（論文） 5 系統(tǒng)占用建筑空間少。 風機盤管機組的缺點是布置分散，維護管理不方便； 當機組沒有新風系統(tǒng)同時工作時，冬季室內相對濕度偏低，故不能用于全年室內濕度有要求的地方；空氣的過濾效果差；必須采用高效低噪聲風機；水系統(tǒng)復雜，容易漏水；盤管冷熱兼用時，容易 產生污 垢，不易 于 清洗。 而本次設計中 配電室、機柜間 對溫濕度控制要求不高 ， 所以采用了單獨風機盤管不加新風 的 系統(tǒng)形式，節(jié)省了初投資。 方案的確定 結合本建筑的結構特點和各房間的使用功能，劃分了本建筑的空調系統(tǒng)： （ 1）二層的大餐廳與包間 采用 風機盤管加新風 系統(tǒng)。 因為 空調房間面積大，使用時人員較集中，空調容量大，而且房間溫濕度參數、潔凈度要求 、使用時間等基本一致，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，會議室等 采用風機盤管 加新風 系統(tǒng)，因為這部分房間負荷分布不均勻，使用功能和時間不統(tǒng)一，風機盤管系統(tǒng)具有較高的調節(jié)靈活性。 本科畢業(yè)設計（論文） 6 4 負荷計算 冷負荷的構成及負荷計算方法 其空調房間的冷負荷包括 以下幾部分，一是 建筑圍護結構傳入室內 的 熱量所形成的冷負荷 ， 這其中包括太陽輻射進入的熱量和室內外空氣溫差經圍護結構傳入的熱量，另外還要有人體散熱形成的冷負荷，以及燈光照明散熱形成的冷負荷和 其他 設備散熱形 成的冷負荷 ]8[ 。 暖通空調工程中，空調冷負荷的計算方法很多，如諧波反應法、反應系數法、傳遞函系數法和冷負荷系數法等 ]9[ 。目前，在我國常采用冷負荷系數法計算空調冷負荷，冷負荷系數法是建立在傳遞函數基礎上，是便于在工程上進行手工計算的一種 簡化方法。此設計即采用冷負荷系數法來計算空調冷負荷。 冷負荷計算 以房間 1001 消防控制室為例，進行夏季冷負荷計算，具體過程如下： 表 41 消防控制室負荷計算表 分類 夏季總冷負荷 (含新風 /全熱 )， W 夏 季總冷負荷 (潛熱 )，W 夏季總濕負荷 (含新風 )， kg/h 夏季總冷負荷最大時刻(全熱 ) 冬季總熱負荷（全熱 )，W 冬季空調室內熱負荷(全熱 )， W 冬季空調總濕負荷 (含新風 )， kg/h 1001 15 人體 17 0 0 新風 [冷 ] 0 0 0 新風 [熱 ] 0 0 0 0 設備 0 0 17 0 0 燈光 0 0 17 0 0 外墻 [北 ] 0 0 0 0 內墻 0 0 0 0 內墻 0 0 0 0 本科畢業(yè)設計（論文） 7 圖 41 冷負荷 曲線 根據各個房間的冷負荷、濕負荷、新風冷負荷、新風濕負荷做成匯總表，再得到整個樓層的負荷結果，最終計算可得整棟辦公樓的負荷。夏季冷負荷最大時刻可以通過負荷與時間關系表看出來，在一天之內負荷變化情況，更有利于掌握整棟樓最大負荷時刻， 則該時間負荷較大，運行風量也較大。且有利于計算整棟樓的最大負荷。 表 42 冷負荷匯總 表 房間號 夏季總冷負荷 (含新風 /全熱 )，W 夏季室內負荷 (全熱 )，W 夏季總濕荷(含新風 )，kg/h 夏季室內濕負荷 ， kg/h 夏季新風負荷 ， W 夏季新風濕負荷 ， 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[機柜間 ] 0 0 0 0 本科畢業(yè)設計（論文） 8 經計算，得到整個辦公樓夏季的冷負荷為 ，采用 空調 采暖冬季的熱負荷為 。夏季冷負荷與冬季熱負荷相差不大 ，滿足實際情況，并且采用了節(jié)能建筑材料，有效地降低了建筑物負荷，達到設計要求，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[會議室 ,2] 5 3004[辦公室 ] 3005[調度室 ] 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（標準層） 4001[辦公室 ] 4002[會議室 ,2] 4004[辦公室 ] 4005[會議室 ] 4006[會議室 ] 7 4007[辦公室 ] 本科畢業(yè)設計（論文） 9 5 冷熱源的確定與經濟技術分析 空調系統(tǒng)的冷熱源是空調系統(tǒng)組成的三大部分中的重要部分，它向空調系統(tǒng)提供冷媒和熱媒，空調系統(tǒng)可以直接或間接地通過冷媒從室內除去熱量，也可以直接或間接地通過熱媒向室內加入熱量，以維持被調房間內的熱濕環(huán)境。因此冷熱源是空調系統(tǒng)的核心部分?？照{系統(tǒng)冷熱源設計的合理與否將會直接影響空 調系統(tǒng)是否能正常運行與經濟運行 ]9[ 。 冷熱源形式 的比較 常見的冷熱源組合方式： （ 1） 電動冷水機組供冷，鍋爐供熱 ： 制冷設備為活塞式、螺桿式、離心式冷水機組，制熱設備為燃氣鍋爐或燃煤鍋爐。特點是 電動冷水機組能效比高 ， 冷原、熱源一般集中設置，運行及維修管理方便 ， 對環(huán)境有一定影響 ， 占據一定的有效建筑面積 ， 夏季用電動冷水機組供冷，冬季用鍋爐供暖 。 （ 2） 溴化鋰吸收式冷水機組供冷，鍋爐供熱 ： 制冷設備為熱水型吸收式冷水機組，制熱設備為燃氣鍋爐、電鍋爐或燃煤鍋爐。特點是冬季鍋爐供暖，夏季鍋爐供蒸汽或熱水，作為溴化鋰吸收式冷水機組的動力，供冷時，安全性高、噪聲小 。 （ 3）空氣源熱泵 冷熱水機組：制冷制熱設備為空氣源熱泵冷熱水機組， 它是一種具有顯著節(jié)能環(huán)保效益的空調冷熱源，應合理使用高位能 ， 空氣是熱泵的優(yōu)良 低 位熱源之一 ， 設備利用率高，一機兩用 ， 省掉冷水機組的冷卻水系統(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 按照建筑物的實際用途、各類制冷機的特性、結合工程所給的水源條件，電源和熱源條件，從初投資和后期運行費用進行技術經濟比較分析來確定。 對于大型集中空調系統(tǒng)，冷源的選擇宜選用結構緊湊、占地面積小的冷水機組，可以 將壓縮機、電動機、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上。 選擇電力驅動的冷水機組時，當單機空調制冷量大于 1160kW 時，宜選用離心式；制冷量在 580～ 1160kW 之間時，宜選用離心或螺桿式；制冷量小于 580kW時，宜選用活塞式或者螺桿式。 由于設備的選型涉及到投資問題，在本設計中，我對各種可能的方案進行了認真分析和比較。 本科畢業(yè)設計（論文） 10 確定最終方案 在設計中總冷負荷 ，冬季熱負荷為 ,可選用兩臺螺桿型冷水機組和一臺板式換熱器。 選用螺桿式制冷機的優(yōu)點有： （ 1） 本螺桿壓縮機 運行零部件少，特別是沒有活塞式壓縮機的閥片組等易損件，因而運行可靠，壽命長。 （ 2） 與活塞式制冷機相比，螺桿式冷水機組沒有不平衡慣性力，也不存在液擊的問題，機組可平穩(wěn)的高速工作。 （ 3） 與離心式冷水機相比，螺桿式冷水機組排氣量不受排氣壓力的影響，既不存在喘振問題 ，具有強制輸其的特點，在寬廣的負荷范圍內保持較高的效率。 （ 4） 與活塞式和吸收式機組相比，操作維護方便。利用可靠的控制系統(tǒng)操作人員不必經過長時間的專業(yè)培訓，可實現無人職守運轉。 選擇兩臺螺桿式冷水機組和 一臺 板式換熱器， 螺桿水冷機組和板式換熱器參數如下： 表 51 制冷機組 性能參數 型號 冷凍水 流量 ，m3/h 管徑 ，mm 冷卻水 流量 ， m3/h 管徑 ，mm 電動機功率 ， kW 制冷量 ，kW 臺數 SFWW300D 178 200 214 200 313 2 冷凍水進 /出水溫度 7℃ /12℃ 冷卻水進 /出水溫度 35℃ /30℃ 表 52 板式換熱器 性能參數 型號 單片面積 ，2m 安裝面積 ，2m 熱負荷 ，kW 管徑 ，mm 熱網供水溫度 ， ℃