某高层建筑中央空调系统毕业设计全

'沈阳化工学院学士学位论文第二章工程概况第二章工程概况1.1　建筑资料本建筑是沈阳一幢十三层高的综合楼，本综合楼地下室为中央空调机房、仓库和配电房，其他为各种用途的教学或办公间，地下室高4.8米，一层层高均为3.3米，二层层高为5.1米，其他各层层高为3.5米，建筑物总高度约为61.5米，总建筑面积约为6690平方米。本系统管线不复杂，施工方便，夏季空调和冬季供暖同用一套系统。一~十三层房间风机盘管加新风系统；厕所设置排风扇，保持厕所的相对负压，通过其他房间渗透补充厕所风量，再通过厕所风机排出，使厕所异味不能扩散至其他房间。正压控制的问题，为防止外部空气流如空调房间，设定保持室内5~10Pa正压，送风量大于排风量时，室内将保持正压。该设计中采用的计算方法和数据依据主要来源于薛殿华主编的《空气调节》，还有其他的一些相关资料。相关建筑图见附录。该建筑物相关资料如下：1）屋面保温材料为沥青膨胀珍珠岩，厚度为75mm.2）外墙外墙为厚度是370mm的红砖墙，内粉刷白灰。3）外窗单层钢窗，玻璃为6mm厚的吸热玻璃，内有活动百叶窗作为内遮阳。4）人数人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的，本综合楼人员密度按黄翔、连之伟、哈文主编的《空调工程应用》中的数值估算。5）照明、设备 沈阳化工学院学士学位论文第二章工程概况由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为30W/m。设备负荷为40W/m。6）空调使用时间办公楼空调每天使用10小时，即8：00~12：00、14：00~18：00、19：00~21：00。7）动力与能源资料水源：该建筑的东、南两侧均有市政给水管线，水源较充足，水质较硬。电源：有380V和220V电源，用电容量能够满足要求。热源：该楼无热源需选用锅炉满足冬季供热及全年热水供应。气源：该建筑的东、南两侧均敷设有天然气管道，天然气热值为19000KJ/Nm,且供应量充足。沈阳化工学院本科毕业设计（论文）二.气象资料1.2　气象资料地理位置大气压力hPa北纬东经海拔（米）冬季夏季41461232641.61020.81007.7表1-1室外气象参数表表1-2室外计算（干球）温度（C）冬季夏季夏季空气调节室外计算湿球温度（C）采暖空气调节最低日平均通风通风空气调节空气调节日平均计算日较差-19-22-24.9-122831.427.28.125.4其他：新风量取30m/hp;噪声声级不高于40Db;空气中含尘量不大于0.30mg/m;室内空气压力稍高于室外大气压。沈阳化工学院学士学位论文第三章方案设计 沈阳化工学院学士学位论文第三章方案设计第三章　方案设计3.1　系统选择根据我们的设计要求：本工程为沈阳某综合暖通空调系统设计，而且是高层建筑十三层，本建筑拥有单独的空调机房，我们选择半集中式中央空调系统[3]。为了更好，更经济的对房间承担冷负荷及湿负荷，选取空气水系统和全空气系统相结合的设计方案。具体设计按送风参数的数量，送风量恒定与否，所使用空气来源和房间的控制要求设定。详细了解建筑物的情况，包括建筑空调面积、建筑物的功能、建筑物的基础形式，风机盘管的高度、位置，制冷机房所在楼层及设计承重。详细计算建筑物空调逐时冷负荷；绘制逐时冷负荷图。考虑到使高大建筑房间内温度均匀，需有一定的送风量，综合楼宜选用全空气和空气-水定风量系统。全空气系统对空气进行集中处理，空气处理机组有多种处理功能和较强的处理能力，尤其是有较强的除湿能力，且系统经常需要维修的是空气处理设备。由于综合楼是用于教学活动，所有房间均采用风机盘管加新风系统。3.2　水系统由于本综合楼建筑、面积大，且左右部分布置比较均匀，我们采取左右部分分开供水系统。这样能减少机房水泵的负担，更易使水力答到平衡。主管采用同程式系统，因为可以比异程式系统更好的平衡水力，由于路程不长，管道投资不会有太大的区别。每层的分支管路可采取异程式，而且系统阻力不会相差太大，管道投资也可以节省很多。3.3　供风通风综合楼四-七层均采用风机盘管加新风系统[4]，比全新风系统节省能源，而且容易调节，房间的排风采用自然排风方式。由于本建筑左右部分布置比较均匀，我们采取左右部分分开供风系统。 沈阳化工学院学士学位论文第三章方案设计3.4　冷量热量调节量调节，质调节，变流量的质调节，间歇调节四种，首先间歇调节可以不考虑。因为其只能在供冷或供热的开始和末期阶段，质调节在夏天没有什么影响，但是浪费能源。量调节可以节约能源，不过在冬天容易产生水力失调。变流量的质调节综合了以上两种方案的优点，可以考虑采用。沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算第四章　负荷计算4.1　负荷计算原理与方法4.1.1　空调冷负荷构成吊挂式空气处理机组节省空间，不占用建筑面积。负荷由吊挂式空气处理机组负担。风机盘管机组加新风系统特点：1）风机盘管机组仍是湿工况运行，产生霉菌，盘管表面积湿垢不易清除；2）卫生条件仍然差；3）风机盘管机组和新风机组可用一种冷水温度（7-12C）处理达到运行简单，当前国内多用。冷负荷由风机盘管负担。4.1.2　围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷[5]在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：LQ=F·K·(t-t)式中LQ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；F——外墙和屋面的传热面积，m；K——外墙和屋面的传热系数，W/（m·℃），可根据外墙和屋面的不同构造，查取：t——室内计算温度，℃；t——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋面的不同类型分别查取。 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算必须指出：（4-1）式中的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区的气象参数为依据计算的，因此对不同地区和不同情况应按下式进行修正：t′=(t+t)·k·k式中t——地区修正系数，℃；k——不同外表面换热系数修正系数；k——不同外表面的颜色系数修正系数。1）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差的作用下，玻璃窗瞬变传热形成的冷负荷可按下式计算：LQ3=F·K·（tl-tn）式中F——外玻璃窗面积，㎡；K——玻璃的传热系数，W/（㎡·k）;本设计单层玻璃窗K=6.26W/（㎡·k）；tl——玻璃窗的冷负荷逐时值，℃；t——室内设计温度，℃。不同地点对t按下式修正：t′=t+t式中t——地区修正系数，℃。4.1.3　透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算：LQ=F·C·D·C式中F——玻璃窗的净面积，是窗口面积乘以有效面积系数C，本设计单层钢窗C=0.85；C——玻璃窗的综合遮挡系数C=C·C;其中，C——玻璃窗的遮挡系数； 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算C——窗内遮阳设施的遮阳系数；D——日射得热因数的最大值，W/㎡；C——冷负荷系数。4.1.4　设备散热形成的冷负荷设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算：LQ=Q·C式中Q——设备和用具的实际显热散热量，W；C——设备和用具显热散热冷负荷系数。根据这些设备和用具开始使用后的小时数及从开始使用时间算起到计算冷负荷的小时数、以及有罩和无罩情况不同而定。设备和用具的实际显热散热热量按下式计算1）电动设备当工艺设备及其电动机都放在室内时：　Q=1000nnnN/当只有工艺设备在室内，而电动机不在室内时：Q=1000nnnN当工艺设备不在室内，而只有电动机在室内时：　　　Q=1000nnn式中N——电动设备的安装功率，KW；——电动机效率，可由产品样本查得；n——利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取0.7～0.9可用以反映安装功率程度；n——电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设计时最大实耗功率之比；n——同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.5～0.8。2）电热设备散热量 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算对于无保温密闭罩的电热设备，按下式计算：Q=1000nnnnN式中n——考虑排风带走热量的系数，一般取0.5；其他符号意义同前。1）电子设备散热量计算公式为Q=1000nnnN，其中系数n的值根据使用情况而定，对已给出实测的实好功率值的电子计算机可取1.0。一般仪表取0.5～0.9。4.1.5　照明散热形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式[6]分别为：白炽灯：LQ=1000·N·C荧光灯：LQ=1000·n·n·N·C式中LQ——灯具散热形成的冷负荷，W；N——照明灯具所需功率，KW；n——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n=1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n=1.0；本设计取n=1.0；n——灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热与顶棚内时，取n=0.5～0.8；而荧光灯罩无通风孔时，取n=0.6～0.8；C——照明散热冷负荷系数。本设计照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为30W/㎡。4.1.6　人体散热形成的冷负荷人体散热引起的冷负荷计算式为：LQ=q·n·n′·C式中q——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；n——室内全部人数； 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算n′——群集系数；C——人体显热散热冷负荷系数。4.1.7　四层办公室1的冷负荷计算已知条件：1）北墙：红砖墙，K=1.55/（㎡·K），序号1，属Ⅱ型，F=12.6㎡；2）北窗：单层玻璃钢窗，内有活动百叶帘作为内遮阳。F=4.8㎡；3）西墙：红砖墙，K=1.55/（㎡·K），序号1，属Ⅱ型，F=22.05㎡；4）室内设计温度：t=26℃;5）室内有2人工作（上午8点到晚上21点）；6）室内压力稍高于室外大气压力；7）设备：一台计算机；8）照明：荧光灯四盏。解按本题条件，由于室内压力高于大气压，所以不需考虑室外空气渗透所引起的冷负荷。根据前面的公式，先分项计算如下：1）外墙冷负荷查表得冷负荷逐时值，计算结果列于表4-1中。计算式为：LQ=F·K·(t-t)W表4-1北外墙冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tln28.928.728.428.228.027.927.827.827.928.028.228.428.729.0tln-tn2.92.72.42.221.91.81.81.92.02.22.42.73.0F12.6K1.55LQ56.652.746.943.039.137.135.235.237.139.143.046.952.756.6表4-2西外墙冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tln33.733.332.832.332.031.631.331.030.930.931.031.431.932.5tln-tn7.77.36.86.36.05.65.35.04.94.95.05.45.96.5F22.05K1.55 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算LQ2632502332152051921811711681681711852022221）北玻璃窗传热引起冷负荷计算公式：LQ3=F·K·（tl-tn）表4-3北外窗瞬变冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tln25.926.928.028.929.830.530.931.231.231.030.629.828.928.1tln-tn-0.10.92.02.93.94.54.95.25.25.04.63.82.92.1F4.8K6.26LQ-3.027.160.187.2117.2135.2147.2156.3156.3150.3138.2114.287.263.12）透过玻璃窗进入日射得热引起冷负荷本设计所用的玻璃窗为6mm吸热玻璃，有附录2-5表4查得玻璃窗有效面积系数C=0.85，有效面积F=4.8×0.85=4.08㎡;C=0.83,C=0.60,因此C=0.498;有沈阳的地理位置查出D=96W/㎡。计算公式LQ=F·C·D·C表4-4北窗透入日射得热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00CLQ0.540.650.750.810.830.830.790.710.600.610.680.170.160.15DJ。max96CZ0.498F4.08LQ1051281461581621621541391171171333331295)照明、设备引起的冷负荷照明灯具不一定同时使用，作为空调负荷应按同时使用时的总功率来计算灯具散热量。荧光灯为30W，总共有4盏，且镇流器与灯管在同一房间内，因此LQ=30×4×1.2=144W。办公室里计算机只有一台，估算计算机的冷负荷为300W每台。3）人员散热引起的冷负荷室内的人体会同时向室内散发热量和湿量。散发的热量有显热和潜热两种形式。办公室属普通事务工作，在室温为26℃时，查表得显热为59W，潜热为65W和湿量26.7×10g/s。因此LQ=248W。最后将前面几项逐时冷负荷相加，并列于表4-5中。 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算表4-5时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00北墙5753474339373535373943475357北窗-32760871171351471561561501381148763窗日射105127146158162162154139168119133333129西墙263250233215205192181171168168171185202222照明设备444人员248总计11141149117811951215121812091195117011681177107110761063由表4-5可以看出，最大冷负荷出现在13：00时，其值为1218W，此值为四层办公室1的夏季空调设计负荷。4.2　新风冷负荷目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则，办公楼的新风量取30m/h.p。夏季，空调新风冷负荷按下式计算：C=L·（i-i）式中C——夏季新风冷负荷，KW；L——新风量，kg/s。本设计为每人30m/h，因此办公室1的新风量为60m/h；i——室外空气的焓值。夏季沈阳的室外计算干球温度为31.4℃，查i-d图的i=75KJ/Kg;i——室内空气的焓值。当室内温度为26℃，=60%时，i=58.3KJ/Kg。因此，C=323W.4.3　湿负荷与人体散湿量人体散湿量[7]可按下式计算：D=n·n′·w·10,式中D——人体散湿量，kg/h;n′——群集系数，办公楼的群集系数为0.93； 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算w——成年男子的小时散热量，kg/（h·p）；26℃时极轻劳动成年男子的小时散热量为0.109kg/（h·p）。因此，一个极轻劳动成年男子的小时散热量为：D=0.101kg/（h·p）=0.028g/s.4.4　风量确定4.4.1　送风量计算原理空调房间的送风量L[8]通常按照夏季最大的室内冷负荷。以四层办公室1为例：用计算法确定送风状态的参数和送风量。已知该房间的总余热量，总余湿量g/s,t=26℃,,℃,qi当地大气压为1007.7KPa。联立方程式如下：式中，d的单位为g/kg,W的单位为g/s.其中已知Q、W、i、d、t.解得：i=49.1kJ/kg，d=12.38g/kg，G=502m/h。用同样方法计算其他各个房间的冷负荷。计算结果列于以下的表格里：四层　　表4-6房间类型各房间冷负荷，W新风冷负荷，W人体散湿量，g/s`送风量，m3/h办公室112183230.056502办公室213343230.056539办公室317053230.056659办公室417053230.056659办公室517053230.056659办公室638806460.1121471办公室717823230.056684办公室817823230.056684办公室917053230.056659休息厅1029688831.546233 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算休息厅1029688831.546233精品展厅365632300.562238文物展厅1419277521.347132大报告厅41947387606.7226230五层　　4-7房间类型各房间冷负荷，W新风冷负荷，W人体散湿量，g/s`送风量，m3/h办公室112183230.056502办公室210263230.056438办公室310263230.056438办公室410263230.056438办公室510263230.056438办公室613803230.056553办公室713803230.056553办公室813803230.056553办公室913803230.056553办公室10521812920.2242116办公室1113343230.056539办公室12521812920.2242116网络设备机房722516150.282873服务器机房41033230.0561438电源控制室52743230.0561819终端机房40683230.0561427网络教学用房11025235530.624487网络教学用房21025235530.624487网络教学用房31184138760.675108网络教学用房41184138760.675108网络教学用房51655351680.907059网络教学用房650985167962.9122029六层　　4-8房间类型各房间冷负荷，W新风冷负荷，W人体散湿量，g/s`送风量，m3/h办公室112183230.056502办公室213343230.056539CAI多媒体教室25839232564.0315956大教室732983981.465111小教室1453146840.812995小教室2453146840.812995中教室1632859761.043999中教室2632859761.043999网络教学用房1712471061.2324625网络教学用房2485646841.1763100网络教学用房3485646841.1763100网络教学用房4844085601.485525 沈阳化工学院学士学位论文第四章负荷计算网络教学用房5568556530.983685网络教学用房6568556530.983685网络教学用房7721074291.274758网络教学用房825009232564.03156861七层　　4-9房间类型各房间冷负荷，W新风冷负荷，W人体散湿量，g/s`送风量，m3/h办公室112183230.056502办公室213343230.056539CAI多媒体教室125839232564.0315956CAI多媒体教室225009232564.0315686大教室1913083981.465697大教室210928109821.907121大教室3913083891.465697大教室4781683891.465270小教室1500446840.813149小教室2500446840.813149小教室3500446840.813149小教室4500446840.813149中教室1694059761.044198中教室2694059761.044198中教室3694059761.044198中教室4694059761.0441984.4.2　总送风量及新风送风量计算本设计选择新风处理到室内状态的等焓线，并与室内状态点直接混合进入风机盘管处理。室内总风量确定：严格按照计算原理中的公式计算。室内新风量确定：本系统中新风量为总风量的20%。沈阳化工学院学士学位论文第五章.设备选型 沈阳化工学院学士学位论文第五章.设备选型第五章　设备选型根据各房间的风量和冷负荷选取设备，此次设备选用天大胜远公司的产品。风机盘管机组在使用过程当中应该注意的几个问题1）定期清晰滤尘网，以保持空气流动畅通；2）定期清扫换热器上的积灰，以保证它具有良好的传热性能；3）风机盘管制冷时，冷水进口温度一般采用7～10℃，不能低于5℃，以防止管道及空调器表面结露；4）当噪声级很高时，可以在机组出口和房间送风口之间的风道内做消声处理。1.根据各房间的风量和冷负荷选择。结果列于表4-10中：表5-1四层风机盘管五层风机盘管六层风机盘管七层风机盘管办公室1FP-6.3办公室1FP-6.3办公室1FP-6.3办公室1FP-6.3办公室2FP-7.1办公室2FP-5办公室2FP-7.1办公室2FP-7.1办公室3FP-10办公室3FP-5CAI多媒体教室FP-25×6CAI多媒体教室1FP-25×6办公室4FP-10办公室4FP-5大教室FP-25×2CAI多媒体教室2FP-25×6办公室5FP-10办公室5FP-5小教室1FP-20×2大教室1FP-25×2办公室6FP-20办公室6FP-7.1小教室2FP-20×2大教室2FP-25×2办公室7FP-10办公室7FP-7.1中教室1FP-25×2大教室3FP-25×2办公室8FP-10办公室8FP-7.1中教室2FP-25×2大教室4FP-25×2办公室9FP-10办公室9FP-7.1网络教学用房1FP-25×2小教室1FP-20×2休息厅FP-25×2办公室10FP-12.5×2网络教学用房2FP-20×2小教室2FP-20×2休息厅FP-25×2办公室11FP-7.1网络教学用房3FP-20×2小教室3FP-20×2精品展厅FP-14×2办公室12FP-14×2网络教学用房4FP-25×2小教室4FP-20×2文物展厅FP-25×2网络设备机房FP-20×2网络教学用房5FP-20×2中教室1FP-25×2大报告厅FP-25×12服务器机房FP-20网络教学用房6FP-20×2中教室2FP-25×2电源控制室FP-25网络教学用房7FP-25×2中教室3FP-25×2终端机房FP-20网络教学用房8FP-25×6中教室4FP-25×2网络教学用房1FP-25×2网络教学用房2FP-25×2网络教学用房3FP-25×2网络教学用房4FP-25×2网络教学用房5FP-25×2网络教学用房6FP-25×10 沈阳化工学院学士学位论文第五章.设备选型2.制冷机组的选择：根据制冷是空调的冷负荷选择。总共的冷负荷为687752W，因此选用离心式冷水机组，具体采用重通-约克的LSLXR123-700，制冷剂为R123，制冷量为703KW。离心式冷水机组具有性能系数高，制冷量大，单位功率机组的重量轻，体积小，易于实现多级压缩和节流，自动化程度高等特点。宜用于单机容量大于580KW的大型中央空调制冷系统，特别适用于空调负荷大的高层建筑空调制冷系统及区域制冷系统。3.引风机的选择：由于本建筑左右部分布置比较均匀，我们采取左右部分分开供风系统（具体分布看图纸）。每个楼层两个引风机，采用开利的DBFP型吊装式新风机组，具体型号如下：表5-2西区东区四层引风机型号DBFP6DBFP8五层引风机型号DBFP4DBFP10六层引风机型号DBFP10DBFP8七层引风机型号DBFP10DBFP8沈阳化工学院学士学位论文第六章空调风系统设计与布置 沈阳化工学院学士学位论文第六章空调风系统设计与布置第六章　空调风系统设计与布置6.1　风系统布置本设计风道材料选用镀锌钢板，易于加工制作，安装方便，能承受较高温度及压力，且有较好的防腐性能，适用本空调系统[9]。6.2　风口的设计与布置西区、动区的所有房间的风机盘管送风口及新风口均采用侧送侧回[10]的气流组织形式。选择、布置风口时，考虑了使得活动区处于回流区，以增强房间舒适度。现在以六层楼小教室1为例，进行风口计算。已知条件：教室长7.2米、宽5.8米、高3.5米，室内要求恒温261℃，室内的显热负荷为9215KJ/h。1.送风口的设计:选定送风口形式为三层活动百叶型窗口，紊流系数0.16，风口布置在房间长度A方向上，射程X=B-0.5=5.3m。2.选定送风温差△to，计算送风量L并校核换气次数n。选定送风温差△to=5℃，L===1521m3/hn==10.4次/h换气次数10.4次/h>8次/h,满足要求。3.确定送风速度假设送风速度为v=3.5m/s,代入下式v=0.36×12.8=4.6m/s,所取v=3.5<4.6且在防风口的流速2~5m之内，所以满足要求。 沈阳化工学院学士学位论文第六章空调风系统设计与布置4.确定送风口数目考虑到空调精度较高，因而轴心的温度取为空调温度的0.6倍，即Δtx=0.6×1=0.6℃（Δtx/Δto）×12.8=1.536，因此无因次距离=0.24，代入下式：N=5.确定送风口尺寸每个送风口面积为：f=L/(3600×Vo×N)=0.060m2，得出送风口长×宽=0.25m×0.25m.面积当量直径d0=0.276m6.校核贴附长度Ar=0.00369因此得x/d=32.5贴附长度x=32.5×do=32.5×0.276=8.97m大于射程5.3m,所以满足要求。7.校核房间高度设风口门底至栅点距离为0.5m，,则H=h+W+0.07x+0.3=3.17m给定房间3.5米大于设计要求房高3.17米，所以满足要求。其他送风口的规格详见图纸。6.3　风管的布置和要求1.风管[13]应注意布置整齐，便于维修、测试，应与其他管道统一考虑，设计是应考率到各管道装拆方便；2.风管布置应该尽量减少局部阻力，弯管中心曲率半径不小于其风管直径或边长。以七层楼东区为例，风管的具体计算如下：1）绘制系统轴侧图，并对各管进行编号，标注长度和风量。2）选定管径为1-2-3-4-5-6-7为最不利环路，逐段计算摩擦阻力和局部阻力。 沈阳化工学院学士学位论文第六章空调风系统设计与布置管段1-2：管长l=3,风量L=840摩擦阻力部分：初选流速为4m/s，风量为840m3/h，算的风道断面积为F′=840/（3600×4）=0.0583将F规格化为250mm×250mm，当量直径为250mm，实际流速为3.73m/s，查图得Rm=1.2，故管段1-2的摩擦阻力为3.6Pa.局部阻力部分:分叉三通，根据支管与总管断面之比为0.4，查表得：ζ=0.28,对应总管流速为2.6m/s；渐缩管：根据<,查表得ζ=0.10；故Z=1.62Pa;该管段总阻力3.6+1.62=5.22Pa。管段2-3：管长8米，流量1470m3/h，初选风速3m/s。根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为400mm×400mm，实际流速为2.6m/s，查的Rm=0.3，故管段2-3的摩擦阻力为2.4Pa。局部阻力部分：分叉三通，根据支管和总管断面之比为0.8，得ζ=0.28，对应的总管流速为2.6m/s，的Z=1.09故该管段总阻力3.49Pa管段3-4：管长8米，流量2940m3/h，初选风速5m/s。根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为400mm×400mm，实际流速为5.1m/s，查的Rm=1.0，故管段3-4的摩擦阻力为8Pa。局部阻力部分：两个三通直通，ζ=0.5，对应的总管流速为5.1m/sZ=7.8Pa故该管段总阻力15.8Pa管段4-5：管长12米，流量4079m3/h，初选风速5.5m/s。根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为400mm×500mm，实际流速为5.67m/s，查的Rm=1.0，故管段3-4的摩擦阻力为12Pa。局部阻力部分：三通直通，ζ=0.3；渐缩管：根据<,查表得ζ=0.10；故Z=7.7 沈阳化工学院学士学位论文第六章空调风系统设计与布置故该管段总阻力19.7Pa管段5-6：管长4米，流量7216m3/h，初选风速9m/s。根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为400mm×500mm，实际流速为10m/s，查的Rm=2.8，故管段3-4的摩擦阻力为11.2Pa。局部阻力部分：三通直通，ζ=0.3，Z=18Pa故该管段总阻力29.2Pa管段6-7：管长2米，流量7324m3/h，初选风速9m/s。根据假定流速法及管径规格化，得到断面尺寸为400mm×500mm，实际流速为10m/s，查的Rm=2.8，故管段3-4的摩擦阻力为5.6Pa。局部阻力部分：三通直通，ζ=0.3，Z=22Pa固定百叶栅，新风入口流速为5m/s,取有效通风面积比为0.8，则固定格栅面积为A=7324/（3600×5×0.8）=0.5086取外形尺寸为800mm×630mm，其风速为4m/s,查表得ζ=0.9，则它的局部阻力为8.6Pa渐缩管：根据<,查表得ζ=0.10，阻力为0.9Pa故该管段总阻力37.1Pa管段1-2-3-4-5-6-7总的阻力Z=110.5Pa.3）支管的阻力平衡计算经过验算，离风机最远的房间和最近的房间阻力平衡。沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计 沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计第七章　空调水系统的设计7.1　冷冻水管的水力计算原理本设计水管管材选用焊接钢管或无缝钢管，易于加工制作，安装方便，能承受较高温度及压力，且具有一定的防腐性能。本设计采用两管式闭式一次定泵量系统，各层水管同程布置，两管制具有管理方便，一次行投资小等优点，本设计对空调要求不高故采用两管制。闭式的优点：1、水泵扬程只须克服循环阻力与楼层数无关。2、循环水不易受污染，管路腐蚀情况比开式好。3、不需设回水池，但需设一膨胀水箱，它应尽量靠近水泵入口的回水干管水系统水力计算基本公式：沿程阻力沿程阻力系数=0.025L/d局部阻力Pj=v/2水管总阻力P=Pe+Pj确定管径d=7.2　水力计算1）管道布置及管段编号，长度标注如水系统图所示，确定最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13。（见附表）2）根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力如下: 沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计初选管段1-2的计算流速为2.3m/s，流量为2.6m3/h，管径为DN20，管长为2米，则=0.025L/d=2.5故Pe=6613Pa局部阻力损失：三通两个，=1.6，截止阀一个=0.6故Pj=v/2=5819Pa总阻力P=Pe+Pj=12432Pa管段2-3：假设流速为2.3m/s，流量为7.8m3/h，管长为3米，则d==0.04米，实际流速为1.7m/s，=0.025L/d=1.88故Pe=2717Pa局部阻力损失：三通一个，=1.5，截止阀一个=0.6故Pj=v/2=3035Pa总阻力P=Pe+Pj=5752Pa管段3-4：假设流速为1m/s，流量为13.65m3/h，管长为10米，则d==0.08米，实际流速为0.8m/s，=0.025L/d=3.13故Pe=1002Pa局部阻力损失：三通两个，=0.2，故Pj=v/2=64Pa总阻力P=Pe+Pj=1066Pa管段4-5：流量为22.75m3/h，管长为8米，则 沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计d==0.08米，实际流速为1.3m/s，=0.025L/d=2.5故Pe=2113Pa局部阻力损失：三通两个，=0.2，故Pj=v/2=169Pa总阻力P=Pe+Pj=2282Pa管段5-6：流量为31.85m3/h，管长为8米，则d==0.08米，实际流速为1.8m/s，=0.025L/d=2.5故Pe=4050Pa局部阻力损失：三通两个，=0.2，故Pj=v/2=324Pa总阻力P=Pe+Pj=4374Pa管段6-7：流量为39.65m3/h，管长为12米，则d==0.08米，实际流速为2.2m/s，=0.025L/d=3.75故Pe=9075Pa局部阻力损失：三通一个，=0.1，故Pj=v/2=242Pa总阻力P=Pe+Pj=9317Pa管段7-8：流量为57.85m3/h，管长为4米，则 沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计d==0.08米，实际流速为3.2m/s，=0.025L/d=1.2故Pe=6144Pa局部阻力损失：三通一个，=0.1，故Pj=v/2=512Pa总阻力P=Pe+Pj=6656Pa管段8-9：流量为58.52m3/h，管长为2米，则d==0.08米，实际流速为3.2m/s，=0.025L/d=0.625故Pe=3200Pa局部阻力损失：三通一个，=0.1，蝶阀，=0.2故Pj=v/2=1536Pa总阻力P=Pe+Pj=4736Pa管段9-10：流量为58.52m3/h，管长为3.5米，则d==0.08米，实际流速为3.2m/s，=0.025L/d=1.09故Pe=5600Pa局部阻力损失：弯头，=0.51，故Pj=v/2=2611Pa总阻力P=Pe+Pj=8211Pa管段10-11：流量为110.54m3/h，管长为3.5米，则 沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计d==0.125米，实际流速为2.5m/s，=0.025L/d=0.7故Pe=2188Pa局部阻力损失：三通一个，=0.1，渐缩=0.1故Pj=v/2=625Pa总阻力P=Pe+Pj=2813Pa管段11-12：流量为127.9m3/h，管长为3.5米，则d==0.125米，实际流速为2.9m/s，=0.025L/d=0.7故Pe=2944Pa局部阻力损失：三通一个，=0.1，故Pj=v/2=424Pa总阻力P=Pe+Pj=3365Pa管段12-13：流量为162.4m3/h，管长为19米，则d==0.125米，实际流速为3.7m/s，=0.025L/d=3.8故Pe=26011Pa局部阻力损失：三通一个，=0.1，截止阀=0.6故Pj=v/2=4792Pa总阻力P=Pe+Pj=26696Pa所有管段总的阻力 沈阳化工学院学士学位论文第七章空调水系统的设计7.3　冷凝水的管路设计风机盘管在运行时产生的冷凝水，必须及时排走，排放凝结水的管路的系统设计中，应注意以下几点：1）风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.01。其他支水干管，沿水流方向，应保持不小于0.002的坡度，且不允许有积水部位。2）冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或镀锌管，不宜采用焊接管。采用聚乙烯塑料管时，一般可以不加防止二次节露的保温层，但采用镀锌钢管时应设置保温层。3）冷凝水管的公称直径D（mm），一般情况下可以按照机组的冷负荷Q，按照下列数据近似选定冷凝水管的公称直径：Q≤7kW时，DN=20mmQ=7.1～17.6kW时，DN=25mmQ=7.1～100kW时，DN=32mmQ=101～176kW时，DN=40mmQ=177～598kW时，DN=50mmQ=599～1055kW时，DN=80mmQ=1056～1512kW时，DN=100mmQ=1513～12462kW时，DN=125mm本设计的凝水管采用聚乙烯塑料管，可以不加防止二次节露的保温层；风机盘管的凝结水管管径与风机盘管的管径一致，均用DN20，就近排放至临近的卫生间下水口。沈阳化工学院学士学位论文第八章消声减振管道和保温方面的计考虑 沈阳化工学院学士学位论文第八章消声减振管道和保温方面的计考虑第八章　消声减振管道和保温方面的设计考虑建筑物内部的噪声、振动源主要是由于设备空调、给排水、电气设备后产生的，其中以空调制冷设备产生的噪声影响最大。包括其中的冷却塔、空调制冷机组、通风机、风管、风阀等产生的噪声。主要的噪声源是通风机。风机噪声是由于叶片驱动空气产生的紊流引起的宽频带气噪声以及响应的旋转噪声所组成，后者由转数和叶片数确定其噪声频率。在空调系统设计中需要考虑消声和减振这一重要环节。8.1　空调系统的消声设备选型建筑中选用风机盘管加新风系统[14]。风机盘管的噪声基本满足设计要，不需要设置消声器，只需在风口与风机连接处设置软连接即可。新风机组：新风是由各层的单独的新风机组供给，由新风机组的噪声参数知道，需要设置消声器。空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外，还可以通过建筑物的结构和基础进行传播，即所谓的固体声。可以用非刚性连接来达到削弱由机器传给基础的振动，即在振源和基础之间设减振装置。8.2　空调系统的减振设计水泵和离心式冷水机组固定在隔振基座上。隔振基座用钢筋混凝土板加工而成。水泵的进、出口采用橡胶柔性接头同水管连接。水泵、冷水机组、风机盘管、空调机组等设备供回水管用橡胶或不锈钢柔性软管连接，以不使设备的振动传递给管路。8.3　保温材料的选择保温材料[15]的热工性质主要取决于其导热系数，导热系数越大，说明保温效果越好。同时综合考虑保温材料的吸水率、使用温度范围、使用寿命、抗老化性、机械强度、防火性能、造价以及经济性。在本设计中对供回水管及风管的保温材料均采用带有网格线铝箔面的防潮离心玻璃棉。 沈阳化工学院学士学位论文第八章消声减振管道和保温方面的计考虑8.4　保温管道防结露下表为各管径下要求的防结露厚度：沈阳化工学院学士学位论文第九章空调系统的控制和调节表8-1管径DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN70DN80DN100厚度111212.51313.51414.514.515 沈阳化工学院学士学位论文第九章空调系统的控制和调节九．空调系统的控制和调节自动控制和调节包括：调节风阀的开度保持系统内各房间的参数稳定；室内外参数和处理设备后的参数的检测；工况自动转换；设备的连锁与自动保护；中央监控与管理。本设计是普通中央空调，对空调系统自动控制和调节没有进行深入设计。仅从离心式冷水机组、风机盘管机组等进行了粗略的控制和调节。9.1　离心式冷水机组离心式冷水机组具有性能系数高，制冷量大，单位功率机组的重量轻，体积小，易于实现多级压缩和节流，自动化程度高等特点。宜用于单机容量大于580KW的大型中央空调制冷系统，特别适用于空调负荷大的高层建筑空调制冷系统及区域制冷系统。为回收建筑物内部的热量，宜采用带有双管束冷凝器的离心式冷水机组，作为热回收泵使用。该冷凝器的冷却塔与热水管路是两个完全独立的水路，制冷剂管路对两个管束公用。本设计采用的是重通-约克的LSLXR123-700，制冷剂为R123，制冷量为703KW。9.2　风机盘管系统风机盘管机组简称风机盘管，是一种末端装置。风机盘管系统的机组内的风机用的电机为单相电容调速低噪声电机，通过风量调节开关调节输入电机的电压，以改变风机的转速，从而使机组变换高、中、低三档风量。除风量调节外，风机盘管的供冷（热）量也可通过水量调节阀自动调节。风机盘管有新风系统，因此可以调节室内空气质量。风机盘管运行方便、调节灵活且运行费用比较低。9.3泵进出口设备泵进出口处设有压力表、温度计，用于就地检测系统的压力和温度。沈阳化工学院学士学位论文参考文献沈阳化工学院学士学位论文结论 沈阳化工学院学士学位论文结论结论本设计为沈阳某综合楼空调工程设计。设计主要从负荷计算、空调过程设计、方案设计、管道布置、水利计算及设备选择，消声减振等方面着手，对舒适性空调的设计过程进行了实际操作。空调工程正越来越多的应用在工业、科学以及民用领域中，现代化发展需要空气调节。空气调节的发展前景是广阔的，一些发达国家使用空气调节手段维持内部环境已经很普遍，而且人们长期生活和工作在人工控制的环境中，但是因此也招致了一些人体健康方面的问题。“非典”的出现，使人们越来越多的开始关注空气的质量问题。中央空调系统中，由于空气是集中处理的，病毒很容易传播，因此如何能更有效的净化空气，将是各空调厂家需要密切考虑的问题。进入21世纪，能源紧缺是我们面临的重要问题，人们也越来越关注节能，因此空调技术的发展，不仅要在能源利用、能量的节约和回收、改进能量转换和传递设备的性能、提高系统能量的综合利用效果和寻求合理的运行规律等方面继续研究和开发，而且要在更广泛的范围内，研究创造有利于健康的适于人工作和生活的环境。由于是初次进行宾馆的设计，水平有限，设计中难免存在一些问题，恳请各位老师给予批评指正。沈阳化工学院学士学位论文致谢 沈阳化工学院学士学位论文致谢致谢本设计是在王翠华老师的悉心指导下完成的。在设计过程中王老师给了我很大的帮助，使我在设计过程中遇到的困难都能迎刃而解。王老师崇高的师德、渊博的知识、严谨的态度以及对学生的关心给我留下了深刻的印象。在此，特向王老师致以最诚挚的感谢！此外，在设计期间我还得到了热能教研室其他老师和同组成员的热情帮助，我在这里表示衷心的感 沈阳化工学院学士学位论文附录A附录附录　A　　英语翻译原文TheApplicationsofHeatpumps1.Heatpumpsinindustry1)SystemsRelativelyfewheatpumpsarecurrentlyinstalledinindustry.However,asenvironmentalregulationsbecomestricter,industrialheatpumpscanbecomeanimportanttechnologytoreduceemissions,improveefficiency,andlimittheuseofgroundwaterforcooling.Toensurethesoundapplicationofheatpumpsinindustry,processesshouldbeoptimisedandintegrated.Throughprocessintegrationimprovedenergyefficiencyisachievedbythermodynamicallyoptimisingtotalindustrialprocesses.Animportantinstrumentforprocessintegrationispinchanalysis,atechnologytocharacteriseprocessheatstreamsandidentifypossibilitiesforheatrecovery.Suchpossibilitiesmayincludeimprovedheatexchangernetworks,cogenerationandheatpumps.Pinchanalysisisespeciallypowerfulforlarge,complexprocesseswithmultipleoperations,andisanexcellentinstrumenttoidentifysoundheatpumpopportunities.Industrialapplicationsshowagreatvariationinthetypeofdriveenergy,heatpumpsize,operatingconditions,heatsourcesandthetypeofapplication.Theheatpumpunitsaregenerallydesignedforaspecificapplication,andarethereforeunique.Themajortypesofindustrialheatpumpsare:Mechanicalvapourrecompressionsystems(MVRs),classifiedasopenorsemi-openheatpumps.Inopensystems,vapourfromanindustrialprocessiscompressedtoahigherpressureandthusahighertemperature,andcondensedinthesameprocessgivingoffheat.Insemi-opensystems,heatfromtherecompressedvapouristransferredtotheprocessviaaheatexchanger.Becauseoneortwoheatexchangersareeliminated(evaporatorand/orcondenser)andthetemperatureliftisgenerallysmall,theperformanceofMVRsystemsishigh,withtypicalcoefficientsofperformance(COPs)of10to30.CurrentMVRsystemsworkwithheat-sourcetemperaturesfrom70-80℃,anddeliverheatbetween110and150℃,insomecasesupto200℃.Wateristhemostcommon"workingfluid"(i.e.recompressedprocessvapour),althoughotherprocessvapoursarealsoused,notablyinthe(petro-)chemicalindustry.Closed-cyclecompressionheatpumpsaredescribedinthesectionHeatpumptechnology.Currentlyappliedworkingfluidslimitthemaximumoutputtemperatureto120℃.Absorptionheatpumps(TypeI)arenotwidelyusedinindustrialapplications.Somehavebeenrealisedtorecoverheatfromrefuseincinerationplants,notablyinSwedenandDenmark.Currentsystemswithwater/lithiumbromideasworkingpair 沈阳化工学院学士学位论文附录Aachieveanoutputtemperatureof100℃andatemperatureliftof65℃.TheCOPtypicallyrangesfrom1.2to1.4.Thenewgenerationofadvancedabsorptionheatpumpsystemswillhavehigheroutputtemperatures(upto260℃)andhighertemperaturelifts.Heattransformers(TypeII)havethesamemaincomponentsandworkingprincipleasabsorptionheatpumps.Withaheattransformerwasteheatcanbeupgraded,virtuallywithouttheuseofexternaldriveenergy.Wasteheatofamediumtemperature(i.e.betweenthedemandlevelandtheenvironmentallevel)issuppliedtotheevaporatorandgenerator.Usefulheatofahighertemperatureisgivenoffintheabsorber.Allcurrentsystemsusewaterandlithiumbromideasworkingpair.Theseheattransformerscanachieveadeliverytemperaturesupto150℃,typicallywithaliftof50℃.COPsundertheseconditionsrangefrom0.45to0.48.ReverseBrayton-cycleheatpumpsrecoversolventsfromgasesinmanyprocesses.Solventloadenairiscompressed,andthenexpanded.Theaircoolsthroughtheexpansion,andthesolventscondenseandarerecovered.Furtherexpansion(withtheassociatedadditionalcooling,condensationandsolventrecovery)takesplaceinaturbine,whichdrivesthecompressor.2)ApplicationsIndustrialheatpumpsaremainlyusedfor:spaceheating;heatingandcoolingofprocessstreams;waterheatingforwashing,sanitationandcleaning;steamproduction;drying/dehumidification;evaporation;distillation;concentration.Whenheatpumpsareusedindrying,evaporationanddistillationprocesses,heatisrecycledwithintheprocess.Forspaceheating,heatingofprocessstreamsandsteamproduction,heatpumpsutilise(waste)heatsourcesbetween20℃and100℃.Themostcommonwasteheatstreamsinindustryarecoolingwater,effluent,condensate,moisture,andcondenserheatfromrefrigerationplants.Becauseofthefluctuationinwasteheatsupply,itcanbenecessarytouselargestoragetanksforaccumulationtoensurestableoperationoftheheatpump.Spaceheating:Heatpumpscanutiliseconventionalheatsourcesforheatingofgreenhousesandindustrialbuildings,ortheycanrecoverindustrialwasteheatthatcouldnotbeuseddirectly,andprovidealow-tomediumtemperatureheatthatcanbeutilisedinternallyorexternallyforspaceheating.Mainlyelectricclosed-cyclecompressionheatpumpsareused.Processwaterheatingandcooling:Manyindustriesneedwarmprocesswaterinthetemperaturerangefrom40-90℃,andoftenhaveasignificanthotwaterdemandinthesametemperaturerangeforwashing,sanitationandcleaningpurposes.Thiscanbemetbyheatpumps.Heatpumpscanalsobeapartofanintegratedsystemthatprovidesbothcoolingandheating.Mainlyelectricclosed-cyclecompressionheat 沈阳化工学院学士学位论文附录Apumpsareinstalled,butafewabsorptionheatpumpsandheattransformersarealsoinuse.Steamproduction:Industryconsumesvastamountsoflow,mediumandhighpressuresteaminthetemperaturerangefrom100-200℃.Steamisuseddirectlyinindustrialprocesses,andforheatdistribution.Currenthightemperatureheatpumpscanproducesteamupto150℃(aheatpumpprototypehasachieved300℃).Bothopenandsemi-openMVRsystems,closed-cyclecompressionheatpumps,cascade(combination)systemsandafewheattransformersareinoperation.Dryingprocess:Heatpumpsareusedextensivelyinindustrialdehumidificationanddryingprocessesatlowandmoderatetemperatures(maximum100℃).Themainapplicationsaredryingofpulpandpaper,variousfoodproductswoodandlumber.Dryingoftemperature-sensitiveproductsisalsointeresting.Heatpumpdryersgenerallyhavehighperformance(COP5-7),andoftenimprovethequalityofthedriedproductsascomparedwithtraditionaldryingmethods.Becausethedryingisexecutedinaclosedsystem,odoursfromthedryingoffoodproductsetc.arereduced.Bothclosed-cyclecompressionheatpumpsandMVRsystemsareused.Evaporationanddistillationprocesses:Evaporationanddistillationareenergy-intensiveprocesses,andmostheatpumpsareinstalledintheseprocessesinthechemicalandfoodindustries.Inevaporationprocessestheresidueisthemainproduct,whilethevapour(distillate)isthemainproductindistillationprocesses.Mostsystemsareopenorsemi-openMVRs,butclosed-cyclecompressionheatpumpsarealsoapplied.SmalltemperatureliftsresultinhighperformancewithCOPsrangingfrom6to30.2．Heatpumpsinresidentialandcommercialbuildings1)FunctionsHeatpumpsforheatingandcoolingbuildingscanbedividedintofourmaincategoriesdependingontheiroperationalfunction:Heating-onlyheatpumps,providingspaceheatingand/orwaterheating.Heatingandcoolingheatpumps,providingbothspaceheatingandcooling.Themostcommontypeisthereversibleair-to-airheatpump,whicheitheroperatesinheatingorcoolingmode.Largeheatpumpsincommercial/institutionalbuildingsusewaterloops(hydronic)forheatandcolddistribution,sotheycanprovideheatingandcoolingsimultaneously.Integratedheatpumpsystems,providingspaceheating,cooling,waterheatingandsometimesexhaustairheatrecovery.Waterheatingcanbebydesuperheatingonly,orbydesuperheatingandcondenserheating.Thelatterpermitswaterheatingwhennospaceheatingorcoolingisrequired.Heatpumpwaterheaters,fullydedicatedtowaterheating.Theyoftenuseairfromtheimmediatesurroundingsasheatsource,butcanalsobeexhaust-airheatpumps,ordesuperheatersonair-to-airandwater-to-airheatpumps. 沈阳化工学院学士学位论文附录AHeatpumpscanbebothmonovalentandbivalent,wheremonovalentheatpumpsmeettheannualheatingandcoolingdemandalone,whilebivalentheatpumpsaresizedfor20-60%ofthemaximumheatloadandmeetaround50-95%oftheannualheatingdemand(inaEuropeanresidence).Thepeakloadismetbyanauxiliaryheatingsystem,oftenagasoroilboiler.Inlargerbuildingstheheatpumpmaybeusedintandemwithacogenerationsystem(CHP).Inresidentialapplicationsroomheatpumpscanbereversibleair-to-airheatpumps(ductlesspackagedorsplittypeunits).Theheatpumpcanalsobeintegratedinaforced-airductsystemorahydronicheatdistributionsystemwithfloorheatingorradiators(centralsystem).Incommercial/institutionalbuildingstheheatpumpsystemcanbeacentralinstallationconnectedtoanairductorhydronicsystem,oramulti-zonesystemwheremultipleheatpumpunitsareplacedindifferentzonesofthebuildingtoprovideindividualspaceconditioning.Efficientinlargebuildingsisthewater-loopheatpumpsystem,whichinvolvesaclosedwaterloopwithmultipleheatpumpslinkedtothelooptoprovideheatingandcooling,withacoolingtowerandauxiliaryheatsourceasbackup.ThedifferentheatsourcesthatcanbeusedforheatpumpsinresidentialandcommercialbuildingsaredescribedinthesectionHeatsources.Thenextparagraphdescribesthetypesofheatandcolddistributionsystemsthatcanbeusedinbuildings.2)HeatandcolddistributionsystemsAiristhemostcommondistributionmediuminthematureheatpumpmarketsofJapanandtheUnitedStates.Theairiseitherpasseddirectlyintoaroombythespace-conditioningunit,ordistributedthroughaforced-airductedsystem.Theoutputtemperatureofanairdistributionsystemisusuallyintherangeof30-50°C.Waterdistributionsystems(hydronicsystems)arepredominantlyusedinEurope,CanadaandthenortheasternpartoftheUnitedStates.Conventionalradiatorsystemsrequirehighdistributiontemperatures,typically60-90°C.Today"slowtemperatureradiatorsandconvectorsaredesignedforamaximumoperatingtemperatureof45-55°C,while30-45°Cistypicalforfloorheatingsystems.Table1summarisestypicaltemperaturerequirementsforvariousheatandcolddistributionsystems.Table1TypicaldeliverytemperaturesforvariousheatandcolddistributionsystemsApplicationSupplytemperaturerange (°C)AirdistributionAirheating30-50Floorheating;lowtemperature(modern)30-45Hydronicsystemsradiators45-55Hightemperature(conventional)radiators60-90Districtheating-hotwater70-100 沈阳化工学院学士学位论文附录ADistrictheatingDistrictheating-hotwater/steam100-180Cooledair10-15SpacecoolingChilledwater5-15Districtcooling5-8Becauseaheatpumpoperatesmosteffectivelywhenthetemperaturedifferencebetweentheheatsourceandheatsink(distributionsystem)issmall,theheatdistributiontemperatureforspaceheatingheatpumpsshouldbekeptaslowaspossibleduringtheheatingseason.Table2showstypicalCOPsforawater-to-waterheatpumpoperatinginvariousheatdistributionsystems.Thetemperatureoftheheatsourceis5℃,andtheheatpump从annotefficiencyis50%.Table2ExampleofhowtheCOPofawater-to-waterheatpumpvarieswiththedistribution/returnemperature.Heatdistributionsystem(supply/returntemperature)COPConventionalradiators(60/50°C)2.5Floorheating(35/30°C)4.0Modernradiators(45/35°C)3.5沈阳化工学院学士学位论文附录B 沈阳化工学院学士学位论文附录B附录　Ｂ　　中文翻译热泵的应用1.工业上热泵的应用  1)系统   相对来说,如今热泵在工业上的应用还不是很多.但是,由于环保政策的日益严格,热泵技术正成为工业上的重要技术,它能帮助减少放射物,提高效率以及节约用于冷区的地下水.  为了保证热泵在工业上的有效利用,其过程应该比叫完善的.通过过程的有效结合,证明了工业过成中能源效率是通过热力学得到实现的.过程的整合中的一个重要方法是扩展夹点分析法,这种技术能描述热蒸汽的特性以及验证热量恢复的可能性.这种可能性包括热网换热器,废热发电以及热泵.扩展夹点分析法对大的,操作烦琐的复杂过程尤其有效,并且是很好的验证热泵应用的方法.   在工业上的应用中,出现了很多类型的能量驱动装置,热泵的尺寸,操作条件,热源以及应用的类型.热泵机组一般被设计用在特殊的地方,而且没有形成统一.   工业上主要的热泵类型有以下几种:    机械式蒸汽压缩系统,分为开式和半开式热泵.在开式系统中,从工业过程中出来的蒸汽被压缩成高温高压状态,并在同一过程中通过冷凝放出热量.在半开式系统中,被压缩的蒸汽中的热量是通过热交换器传递的.因为一个或是两个热交换器(蒸发器或冷凝器)可以忽略,并且温度的上升不是很大,因此机械式蒸汽压缩系统的性能很高,有10~30的典型的合作性能.现在机械式蒸汽压缩系统在热源温度为70-80摄氏度下工作,在110-150摄氏度是传递热量,有时候能达到200摄氏度.水是最普遍的"工质"(压缩过程的蒸汽),尽管在化工领域中其他工质的蒸汽也有被用到.    沈阳化工学院学士学位论文附录B封闭式循环压缩热泵在热泵技术这一章有介绍.有些国家认识到能在焚烧的植物中回收热量,特别是瑞士和丹麦.现在以水/锂溴化物为介质的系统,排出温度能达到100摄氏度,温升达到了65摄氏度.COP值一般从1.2到1.4.新一代先进的吸收式热泵系统将会有更高的排出温度(能到260摄氏度)以及更高的温升.   热变换器与吸收是热泵的主要组件和工作原理是一样的.通过热变换器,余热的品位可以提高,实际上不用内部热驱动气.中等温度(介于要求的和环境的水平)下的余热被用来提供给蒸发器和发生器.有用的高温热量是从吸收器中发散出来的.现在所有的系统都用的介质都是水/锂溴化物.这种热变换器能是传送温度达到150摄氏度,典型的温升为50摄氏度.这时的COPS值为1045到0.48.   相反的BRAYTON循环热泵在很多过程中能从气体中回收冷凝剂.冷凝剂气体先被压缩,然后被膨胀.气体在膨胀时被冷却,冷凝剂在冷凝后被回收.进一步的膨胀在推动压缩机的叶轮中发生.   2)应用    工业热泵主要被用于:    空间加热   过程蒸汽的加热和冷却   冲洗,卫生设备以及清洗时水的加热   产生蒸汽    干燥/减湿   蒸发   蒸馏       当热泵在干燥,蒸发和蒸馏过程中时,热量被循环使用.在空间加热、过程蒸汽的加热和生产蒸汽时,热泵使用的热源温度在20到100摄氏度之间.   在工业中最普遍的余热蒸汽包括冷却水,废水,冷凝水,水蒸气以及制冷装置中出来的冷凝热.由于余热供应有波动,为了保证热泵的稳定操作,因此有必要用大容器老收集余热.   空间加热:热泵可以使用传热热源来加热暖房和工业建筑,回收不能被直接利用的工业余热,并为内部或外部空间的加热提供中低温度的热量.封闭循环的电子压缩热泵应用比较多. 沈阳化工学院学士学位论文附录B   过程水的加热和冷却:很多工业都需要用到温度从40到90摄氏度的过程水,并且在同样温度范围内的热水也被大量用在冲洗,卫生设备以及清洁上.这些都可以用到热泵.热泵也可以成为同时用来冷却和加热的中央集成系统的一部分.电子封闭式压缩热泵在这方面用的比较多,但是也有用吸收式热泵和热转换器的.   生产蒸汽:工业上要用掉大量的低压,中压,高压的蒸汽,温度一般从100到200摄氏度.蒸汽被直接用在工业过程中以及热量的分配中.高温热泵可以产生150摄氏度的蒸汽(有新型的热本雏形机能达到300摄氏度).开式和闭式MVR系统.封闭循环压缩式热泵,联合系统以及热转换器现在正在被应用.   干燥过程:热泵被大量应用在中低温的减湿和干燥的工业过程中.热泵主要被用在木浆,纸,大量的食品以及木头和旧家具的干燥过程中.对温度反映灵敏的产品,热泵也可以被用来去干燥.热泵干燥器一般有很高的效率(能耗比为5~7)相对于传统的干燥工艺,热泵干燥器通常能提高干燥产品的质量.因为干燥是在封闭的系统中进行的,从干燥的食品中散发出、来的气味因此也相对减少.在这方面,封闭式的热泵压缩系统和MVR系统都有应用.   蒸发和蒸馏过程:蒸发和蒸馏是能量集中的过程,在化工和食品工业中,大多数热泵都在这方面有应用.在蒸发过程中,残渣是主要的产物.而蒸汽则是蒸馏过程的主要产物.大多数系统是开式或是半开式的MVR系统,但是也有用闭式循环压缩热泵的.小的温升或导致较高的效率,能耗比为6~30.2.民用和商用中热泵的应用   1)原理   根据操作原理的不同,用来加热和冷却建筑物的热泵可主要分为四类:   加热热泵:给空间或水加热.   加热和冷却热泵,既提供空间热量也提供空间冷量.   最普遍的类型是可逆的空气-空气热泵,要么加热要么制冷.在商业建筑或是机构建筑中的大热泵用水循环来分送热量和冷量.因此可以同步提供热量和冷量.   中央集成热泵系统,提供空间热量,冷量,水的加热以及排气余热的回收.水的加热可以只使用过热器,或是过热器和冷凝器的热量.后者在没有空间加热或是冷却时,允许水的加热. 沈阳化工学院学士学位论文附录B   热能型水加热器,完全用来给水加热.   这些热泵通常把紧贴自己的周围物体作为热源.但热源也可以是排气热泵,或是空气-空气过热器和水-空气热泵.热泵可同时单价与二价,凡单价热泵应付每年的供热和制冷需求，虽然单价热泵的尺寸为20~60%的最高热负荷和满足约1950年至1995年左右的年度供热需求(在欧洲居住地).最大载荷有辅助加热系统来确定,通常是用燃气或燃油锅炉.在大的建筑物中,热泵也有和热电联产系统一起用的.   热泵在民用方面可以用可逆的空气-空气热泵.这种热泵可以是风系统和分配热量的水系统与地热或是辐射(中央系统)合在一起使用.   在商用/机构的建筑物中最好的热泵可以是接风管的中央装置或是水系统,或是不同类型的放在建筑物的不同地方用来提供单独的空间制冷的热泵混合系统机组.水循环热泵系统在建筑物中是效率较高的,它由封闭式水循环回路和与用来加热和制冷的水回路连接的混合热泵组成的,还有冷却塔和辅助热泵等备用装置.   户用和商用建筑物中用到饿不同热源,这点在热源着一章中有讲到.下一篇我们将描述在建筑中用来分送热量和冷量的系统形式.   2)热量和冷量的分配系统   像美国和日本那样的成熟的热泵市场上,空气是最常用的介质.空气有时候通过房间空调机组直接送到房间里,有时通过风管系统进入房间.空气分送系统的出气温度通常在30~50摄氏度的范围内.水分送系统则主要应用在欧洲,加拿大以及美国东北部地区.常规的散热器系统要求较高的分送温度,一般为60~90摄氏度.现在低温散热器和对流换热气的最高设计操作温度为45~55摄氏度,而地热系则通常为30~45摄氏度.表格1总结了不同热量和冷量分送系统对温度的一般要求.表1　典型交付气温各种冷热分布系统应用供热温度(°C)空气分配空气加热30-50地板采暖，低温（现代）30-45空调系统散热器45-55 沈阳化工学院学士学位论文附录B高温散热器60-90供热热水70-100集中供热供热热水/蒸汽100-180冷空气10-15空间冷却冷冻水5-15集中供冷5-8沈阳化工学院学士学位论文参考文献   因为当热源与热沉浮的温差很小时,热泵运行的效率最高,因此,在加热的季节中,用来给空间加热的热泵的热量分送温度应该越低越好.表格2表明了在大多数的水-水系统的分送系统的典型能耗比值.热源的温度为5摄氏度,热泵的效率能达到50%.表格2列出了水-水热泵的能耗比与分送系统不同.供热系统(供应/回流温度)COP常规散热器(60/50°C)2.5地板加热(35/30°C)4.0对流散热器(45/35°C)3.5 沈阳化工学院学士学位论文参考文献参考文献[1]上海制冷学会.制冷与空气调节技术[M].上海科学普及出版社，1992.[2]陈维刚主编.空调工程与设备[M].上海交通大学出版社，2001.[3]吴继红、李佐周编.中央空调工程设计与施工[M].高等教育出版社，1997.[4]周平义.我国中央空调行业未来5~10年的发展趋势[J].制冷与空调，2001.[5]路诗奎，姚寿广.空调制冷专业课程设计指南[M].北京：化学工业出版社，2005.[6]吴业正.韩宝琦.制冷原理及设备[M].西安：西安交通大学出版社，1996.[7]薛殿华.空气调节[M].北京：清华大学出版社，2004.[8]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京；高等教育出版社，1998.[9]吴丽萍.中央空调常用数据速查手册[M].北京：机械工业出版社，2005.[10]汪善国.空调与制冷技术手册[M].机械工业出版社，2006.[11][美]尉迟斌.实用制冷与空调工程手册[M].机械工业出版社，2001.[12]李四祥.空调用替代R22公质的实验研究[J].2006，02：8-10.[13]刘斌.部分负荷下的壳管式换热器的性能[J].2006，04：20-24.[14]赵先美.制冷空调绿色设计关键技术探讨[J].2006，03：16-19.[15]张朝晖.中国制冷空调行业技术创新与发展[J].2007，01：11-13. 沈阳化工学院学士学位论文参考文献'