【正文】 ..............................................................................64致 謝 .............................................................................................................................65參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................66附 錄 ...........................................................................................................................67河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書1第一章 緒 論 背景介紹空調(diào)對(duì)于創(chuàng)造舒適性室內(nèi)環(huán)境的作用是不容忽視的，因而對(duì)于公用民用建筑來說，空調(diào)是不可或缺的。因此，在建筑物節(jié)能顯得十分迫切。在建筑物空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗中，冷源系統(tǒng)的能耗是最大的。研究工作主要集中在冷源系統(tǒng)的形式選擇上，風(fēng)冷熱泵機(jī)組是一種節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保的設(shè)備,一機(jī)冬夏兩用,具有設(shè)備利用率高的特點(diǎn),但也存在冬季低溫工況下供熱不足、高濕區(qū)域結(jié)霜嚴(yán)重等問題,這些問題阻礙了風(fēng)冷熱泵機(jī)組北擴(kuò)的使用趨勢(shì)。空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要有兩個(gè)方面，一方面是為了供給空氣處理設(shè)備冷量和熱量的冷熱源能耗，如壓縮式制冷機(jī)耗電，吸收式制冷機(jī)耗蒸汽或燃?xì)?，鍋爐耗煤、燃油、燃?xì)饣螂姷?；另一方面是為了給房間送風(fēng)和輸送空調(diào)循環(huán)水，風(fēng)機(jī)和水泵所消耗的電能。風(fēng)機(jī)、水泵的輸送能耗受所輸送的空氣量、水量和水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)的輸送阻力影響，風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)的流量和阻力的影響因素有系統(tǒng)型式、送風(fēng)溫差、供回水溫差、送風(fēng)和送水流速、空氣處理設(shè)備和冷熱源設(shè)備的阻力和效率等?？紤]到空調(diào)使用過程中的巨大能耗，其冷熱源及水泵的合理選用、設(shè)計(jì)就顯得格外重要。河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2 設(shè)計(jì)內(nèi)容、通風(fēng)系統(tǒng)方案的確定。、回風(fēng)量的計(jì)算及空調(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型。、水系統(tǒng)的布置及風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)的水力計(jì)算。 原始資料 工程概況鳳凰園火鍋店位于唐山市，是一家中型餐館，主要包括接待大廳，儲(chǔ)藏室，傳菜間，員工休息室，各種消費(fèi)包間等。室外風(fēng)速，相對(duì)濕度54％，大氣壓力：。 土建資料主要功能：為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，主要功能為商用，建筑規(guī)模：共四層，無地下室。屋頂：從上到下 卵石層20，保護(hù)薄膜20，聚苯板100，防水層5，15厚水泥砂漿找平層，最薄30厚輪集料找坡層，鋼筋混凝土屋面層200。表 11 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu) 外墻 外門 外玻璃門 外窗 屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 傳熱衰減 傳熱延遲 外墻 ：按淺色計(jì)算外窗：窗戶日射得熱參數(shù)：內(nèi)設(shè)淺色窗簾Cs=； Ci=； Ca=； ： S302； E599； N114； W599, 水平 842 參數(shù)確定： 接待大廳： 各類包間： 員工休息室： ： 所有計(jì)算送新風(fēng)的房間均按照 30m3/ 的保準(zhǔn)計(jì)算送風(fēng)量 走廊，門廳 ：不送新風(fēng)：?jiǎn)T工休息室、衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏室、傳菜間、接待大廳 按 河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書4各房間的人員負(fù)荷、照明負(fù)荷、及新風(fēng)負(fù)荷各小時(shí)的分配按《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》選取。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，除了要熟練掌握大學(xué)四年所學(xué)的理論知識(shí)外，還要熟悉和掌握國家有關(guān)的建設(shè)方針政策，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際來解決工程設(shè)計(jì)問題。河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書5第二章 方案初定 方案設(shè)計(jì)內(nèi)容圖書館空調(diào)設(shè)計(jì)方案論證分別為：冷熱源方案，空調(diào)方式方案，水系統(tǒng)方案。人)人數(shù) 冷負(fù)荷(kw)新風(fēng)量(m3/h)14345 97200 110 5 25 2869 1578 71725由《 采暖、制冷，空調(diào)手冊(cè)》查得餐廳的熱負(fù)荷荷概算指標(biāo)為28—46W/m 2， 2,取熱負(fù)荷概算指標(biāo)為32W/m 2，則此工程的。河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書6機(jī)型和設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物空氣調(diào)節(jié)的規(guī)模、用途、冷負(fù)荷、所在地區(qū)氣象條件、能源結(jié)構(gòu)、政策、價(jià)格及環(huán)保規(guī)定等情況，按下列要求綜合論證確定：、區(qū)域供熱或工廠余熱；、干旱缺水地區(qū)的中小建筑可采用空氣源熱泵或埋管式地源熱泵冷（熱）水機(jī)組供冷、供熱；，且各房間區(qū)域負(fù)荷特性相差較大，需要長時(shí)間向建筑物供熱和 供冷時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可采用水環(huán)熱泵空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)供冷、供熱；、峰谷電價(jià)差較大的地區(qū)，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用低谷電價(jià)時(shí)段蓄冷（熱）能明顯節(jié)電及節(jié)省投資時(shí)，可采用蓄冷（熱）系統(tǒng)供冷（熱）；(2)需設(shè)空氣調(diào)節(jié)的商業(yè)建筑或公共建筑群，有條件時(shí)宜采用熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)或集中設(shè)置供冷、供熱站；(3)電動(dòng)壓縮式機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)制冷量的選擇，應(yīng)滿足空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷變化規(guī)律及部分負(fù)荷運(yùn)行的調(diào)節(jié)要求，一般不宜少于兩臺(tái)；當(dāng)小型工程僅設(shè)一臺(tái)時(shí)，應(yīng)選調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的機(jī)型；(4)選擇電動(dòng)壓縮式機(jī)組時(shí)，其制冷劑必須符合有關(guān)環(huán)保要求，其使用年限不得超過中國禁用時(shí)間表的規(guī)定。根據(jù)以上原則擬選擇：?jiǎn)卫涫街评錂C(jī)+市政熱網(wǎng)供熱 制冷設(shè)備的選擇 表 24 冷水機(jī)組的容量范圍及能耗 [2]制冷機(jī)類型 機(jī)型名稱 容量（KW） 動(dòng)力能耗或蒸汽，柴油消耗（Kg/kW） 備注水冷活塞式 水冷螺桿式 水冷離心式 風(fēng)冷活塞式 蒸汽壓縮式風(fēng)冷螺桿式 蒸汽單效式 蒸汽蒸汽雙效 蒸汽吸收式直燃機(jī) 柴油表 25 機(jī)組經(jīng)濟(jì)性比較 [3]比較選項(xiàng) 活塞式、蝸旋式 螺桿式 離心式 吸收式河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書7目 直接膨脹式 冷水式設(shè)備費(fèi)（小規(guī)模） A*、D* B B C C設(shè)備費(fèi)（大規(guī)模） —— A A B C運(yùn)行費(fèi) C C A B C容量調(diào)節(jié)性能 B C A C B維護(hù)管理的難易 A B A C D安裝面積 A B B C D必要層高 A B B B C運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的質(zhì)量 A B B C D振動(dòng)和噪聲 A C C C B注：表中 A、B、C、D 表示優(yōu)先順序，A*、D* 分別表示房間空調(diào)器（分體） ，多聯(lián)式空調(diào)（熱泵）機(jī)組。選擇型號(hào)為KLS620的，額定制冷量為620KW 換熱設(shè)備的選擇熱交換設(shè)備是暖通空調(diào)工程中的常用設(shè)備，用于將不同溫度的熱媒之間進(jìn)行熱能的轉(zhuǎn)換，如用高溫?zé)崴蛘羝訜岬蜏厮６究照{(diào)供熱介質(zhì)一般為5560℃的熱水，在暖通空調(diào)重用的比較多有:殼管式汽水換熱器、浮動(dòng)盤管式熱交換器、板式換熱器。另外，板式換熱器還有一個(gè)突出的特點(diǎn)是能在小溫差下傳熱，因而得到廣泛的使用。 空調(diào)系統(tǒng)的選擇 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則(1)選擇空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物的用途、規(guī)模、使用特點(diǎn)、符合變化情況與參數(shù)要求、所在地區(qū)氣象條件與能源狀況等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定；當(dāng)各空氣調(diào)節(jié)區(qū)熱濕負(fù)荷變化情況相似，宜采用集中控制，各空氣調(diào)節(jié)區(qū)溫濕度波動(dòng)不超過允許范圍時(shí)，可集中設(shè)置共用的全空氣定風(fēng)量空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對(duì)于定風(fēng)量單風(fēng)道系統(tǒng)，還要求工作時(shí)間一致，負(fù)荷變化規(guī)律基本相同。比較如表26所示。全空氣系統(tǒng)所選用的空氣處理設(shè)備一般是組合式空調(diào)器。另外，全空氣系統(tǒng)的新風(fēng)調(diào)節(jié)方便，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)新風(fēng)，會(huì)風(fēng)比。表 26 集中式系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管+獨(dú)立新風(fēng)比較 [4]比較項(xiàng)目 集中式 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)設(shè)備布置與機(jī)房空調(diào)與制冷設(shè)備可以集中布置在機(jī)房機(jī)房面積較大有時(shí)可以布置在屋頂上只需要新風(fēng)空調(diào)機(jī)房面積風(fēng)機(jī)盤管可以安裝在空調(diào)房間里分散布置，敷設(shè)各種管線較麻煩風(fēng)管系統(tǒng)空調(diào)送回風(fēng)管系統(tǒng)復(fù)雜，布置困難支風(fēng)管和風(fēng)口過多時(shí)不易平衡放室內(nèi)時(shí)，不接送、回風(fēng)管；當(dāng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合使用時(shí)，新風(fēng)量較小維護(hù)運(yùn)行空調(diào)與制冷設(shè)備集中在機(jī)房內(nèi)，便于管理和維修布置分散，維護(hù)與管理不便，系統(tǒng)復(fù)雜，易漏水河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書9溫濕度 控制 可嚴(yán)格控制溫度和相對(duì)濕度 室內(nèi)要求嚴(yán)格時(shí)，難以滿足要求。采用噴水室時(shí)，水與空氣直接接觸，易受污染，須經(jīng)常換水過濾性能差，室內(nèi)清潔度要求較高時(shí)難于滿足消聲隔震 可以有效的采取消聲和隔震措施必須采用低噪聲風(fēng)機(jī)，才能保證室內(nèi)要求風(fēng)管互相串通空調(diào)房間之間有風(fēng)管連通，使各個(gè)房間互相污染。為節(jié)省投資，采用屋頂冷卻塔形式。 管制的選擇表 28 水系統(tǒng)管制比較 [4]水系統(tǒng) 二管制 三管制 四管制特點(diǎn) 供回水管各一根，夏季供冷水，冬季供熱水，簡(jiǎn)便；投資?。焕錈崴畠上嗖钶^大盤管進(jìn)口處設(shè)有三通閥，由室內(nèi)溫度控制裝置控制按需要供應(yīng)冷水或熱水；使用同一根回水管，存在冷熱量混合損失；初投資較高供冷、供熱的供回水管均風(fēng)開設(shè)置，靈活實(shí)現(xiàn)同時(shí)供冷供熱。 定、變水量選擇表 29 定變水量優(yōu)缺點(diǎn)比較表 [4]類型 定流量 變流量特征 系統(tǒng)中的水量保持定值，負(fù)荷變化時(shí)改變供回水溫度來匹配供回水溫度保持定值，負(fù)荷變化時(shí)改變系統(tǒng)中的水量來匹配優(yōu)點(diǎn) 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便。必須配自控系統(tǒng)通過上表比較，并考慮到節(jié)能，所以選擇變流量水系統(tǒng)。便于水力平衡。缺點(diǎn) 需回程管，管道長度較長，投資較高。不便于水力平衡。所以選擇異程式系統(tǒng)。水泵要配以變頻調(diào)速裝置。表 211 水泵安裝方案比較表 [4]連接方式一次泵先串聯(lián)后并聯(lián) 一次泵并聯(lián)后串聯(lián) 二次泵示意圖制 冷 機(jī)制 冷 機(jī) 制 冷 機(jī)制 冷 機(jī) 制 冷 機(jī)制 冷 機(jī)優(yōu)點(diǎn)控制及運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，各冷水機(jī)組干擾少，水量保證性高效接管相對(duì)較方便，機(jī)房布置整潔有序可實(shí)現(xiàn)水泵變流量節(jié)省輸送能耗適應(yīng)供水分區(qū)不同壓降系統(tǒng)總壓力低缺點(diǎn)由于水泵與冷水機(jī)組布置位置影響，造成管道相對(duì)較多，并且尤其要注意，水泵與冷水機(jī)組之間的管道放空氣問題閥門，附件多要求自動(dòng)聯(lián)鎖起停的工程電動(dòng)蝶閥與對(duì)應(yīng)水泵起停順序?qū)⑹芟?，先開水泵后開電動(dòng)蝶閥系統(tǒng)較復(fù)雜投資稍高為節(jié)省輸送能耗，實(shí)現(xiàn)變流量，如今大多數(shù)機(jī)組在出廠前已經(jīng)完成了機(jī)組的自我保護(hù)及冷量調(diào)節(jié)等控制。 河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書12 第二章 冷負(fù)荷的計(jì)算在空調(diào)工程設(shè)計(jì)中，存在兩種冷負(fù)荷計(jì)算的計(jì)算方法：一為諧波反應(yīng)法（負(fù)荷溫差法），一為冷負(fù)荷系數(shù)法。通過冷負(fù)荷溫度與冷負(fù)荷系數(shù)直接從各種擾量值求得各分項(xiàng)逐時(shí)冷負(fù)荷。此過程考慮外擾的周期性以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)外擾量的衰減和延遲性。此過程是將該熱擾量分成對(duì)流和輻射兩個(gè)成分。兩部分疊加即得各計(jì)算時(shí)刻的冷負(fù)荷。 房間負(fù)荷計(jì)算方法(一)、外墻和屋面?zhèn)鳠崂湄?fù)荷計(jì)算公式外墻或屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠?jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷Q τ (W)，按下式計(jì)算： Qτ=KFΔt τξ (31)河 北 聯(lián) 合 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書13式中 F—計(jì)算面積，㎡； τ—計(jì)算時(shí)刻，點(diǎn)鐘； τξ—溫度波的作用時(shí)刻，即溫度波作用于外墻或屋面外側(cè)的時(shí)刻， 點(diǎn)鐘； Δt τξ —作用時(shí)刻下，通過外墻或屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫差，簡(jiǎn)稱負(fù)荷溫差，℃。這是因?yàn)橛?jì)算16點(diǎn)鐘外墻內(nèi)表面由于溫度波動(dòng)形成的房間冷負(fù)荷是5小時(shí)之前作用于外墻外表面溫度波動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果。 (二)、外窗的溫差傳熱冷負(fù)荷 通過外窗溫差傳熱形成的計(jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷Qτ按下式計(jì)算： Qτ =KFΔt τ (32)式中 Δt c—計(jì)算時(shí)刻下的負(fù)荷溫差，℃； K—傳熱系數(shù)。 Qτ=[F 1Jnτ +FJnnτ ]CsCnCa (36)式中 J nτ —計(jì)算時(shí)刻下，標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的直射輻射照度，W/㎡； Jnnτ —計(jì)算時(shí)刻下，標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的散熱輻射照度，W/㎡； F1—窗上收太陽直射照射的面積； F—外窗面積（包括窗框、即窗的墻洞面積）㎡ Ccl、C clN—冷負(fù)荷系數(shù)（C clN為北向冷負(fù)荷系數(shù)），無因次，按緯度取值； Ca—窗的有效面積系數(shù)； Cs—窗玻璃的遮擋系數(shù)； Cn—窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)； 注：對(duì)于北緯27度以南地區(qū)的南窗， 可不考慮外遮陽板的作用，直接按式(34)計(jì)算。 ，通過內(nèi)墻和樓板的溫差傳熱負(fù)荷，可按式(31)計(jì)算。 ，通過空調(diào)房間內(nèi)窗、隔墻、樓板或內(nèi)門等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱負(fù)荷，按下式計(jì)算： Q=KF(twp+Δt lstn)