苏州市某商场中央空调毕业设计-暖通

'***学院目录摘要……………………………………………………………21.原始资料……………………………………………………32.空调负荷计算内容…………………………………………33．全空气空调系统方案……………………………………74.空调风系统的设计………………………………………95.风管的布置选型…………………………………………136.风管的保温………………………………………………177.结论………………………………………………………188.谢词………………………………………………………189参考文献…………………………………………………19-25- ***学院摘要本设计题目为苏州市某商场中央空调设计，占地面积约1378㎡，空调面积100㎡。主要介绍了商场概况和一些原始资料，空调的冷热负荷计算，湿负荷计算，风管的选型与设计，风管的合理布局，风管的保温，隔音防震设计等。关键词商场全空气系统独立新风系统PicktoThisdesigntopicforashoppingmallinsuzhoucitycentralairconditioningdesign,coversanareaofabout1378㎡,airconditioningareaof100㎡.Mainlyintroducesthemarketsituationandsomerawmaterial,airconditioningloadcalculation,coldandheatandmoistureloadcalculation,pipeselectionanddesign,reasonablelayoutoftheduct,pipeheatpreservation,soundinsulationshockdesign,etc.Keywordsstoresallairsystemindependentfreshairsystem-25- ***学院1.原始资料1.1.苏州的空气参数（1）室内气象参数：夏季t=25～27℃φ=65%冬季t=18～20℃φ≥45%（2）室外气象参数：夏季干球温度tw=34℃湿球温度tws=28.2℃冬季空调计算温度t=-4℃相对湿度φ=75%1.2.建筑物结构为框架结构：维护墙厚240mm砖墙两侧涂有20mm厚的白灰层层高4m门窗：双层窗，5mm厚钢化玻璃：金属窗框，白色帘（浅色）照明为荧光灯，有罩，每盏为100W；荧光灯明装，工作时间：9：00—21：00风道全部用镀锌铁皮管(k=0.15㎜)2.空调负荷计算内容-25- ***学院2.1围护结构冷负荷计算2.1.1外墙传热冷负荷在日射和室外室温综合作用下，外墙和玻璃的逐时冷负荷按下式计算：LQn=AK(t1,n-tN)W式中A——外墙计算面积，㎡K——外墙传热系数K取1.97W/㎡t1,n---外墙冷负荷温度的逐时值，由附录2-7表3，表4查得tn---室内设计温度℃注：苏州的墙体温差传热修正系数:南墙=-0.8,东墙=0.5，西墙=0.5表2-1南外墙冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00t1,n33.433.132.732.432.13232.132.332.633.133.634.134.5t1,n-tn6.46.15.75.45.155.15.35.66.16.67.17.5A210K1.97Qτ2648252423582234211020692110219323172524273029373103表2-2东外墙冷负荷9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00-25- ***学院计算时刻t1,n3435.735.535.535.736.136.637.137.63838.438.738.9t1,n-tn78.78.58.58.79.19.610.110.61111.411.711.9A117.4K1.97Qτ16192012196619662012210522202336245225442637270627522.1.2玻璃窗传热引起的冷负荷表2-3南玻璃窗冷负荷由《空气调节》附录2-7表9查得双层玻璃窗的传热系数K值，K=3.01W/(m2K)。修正系数1.0计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00t1,n27.92929.930.831.531.932.232.232.031.630.829.929.1t1,n-tn0.922.93.84.54.55.25.254.63.82.92.1A210K3.01Qτ569126418332402284428443287328731612995240218331327-25- ***学院2.1.2透过玻璃窗进入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=ACzDj,maxCqA—外窗有效面积㎡,有效面积系数Ca取值可由附录2-8表4查得，Ca取0.75Cz=CsCn（Cs—窗玻璃的遮挡系数，透明双层玻璃厚度6mm，Cs取0.78；Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数，只有内遮阳白色窗帘，Cn取0.5；则Cz=0.78×0.5=0.39Dj—南向热射得热因数最大值,纬度为30o(苏州为32.9o)Dj=173Cq—计算时刻下太阳总辐射负荷.表2-4南窗太阳辐射冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Cq0.650.750.810.830.830.790.710.600.610.680.170.160.15Dj173Cz0.39A210LQ92101062711477117601176011193100608501864396352409226721252.2内部热源散热引起的冷负荷的计算2.2.1人员散热形成的冷负荷由于性质不同的建筑中有不同比例的成年男子，女子和儿童，而成年女子和儿童的散热量低于成年男子。为了实际计算方便，以成年男子为基础，乘以考虑了各类人员组成比例的群集系数。（一）人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q（W），按下式计算：-25- ***学院计算公式LQX=qxnn,CLQqx–男子显热散热量取51n—室内全部人数（商场的人数较流动，约取1000）n,-群集系数（见《空气调节》表2-5）取0.89CLQ–人体显热散热冷负荷系数，附录2-9表4查得，取决于人员在室内停留时间及由进入室内时算起至计算时刻为止的时间。（一）人体潜热散热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算：LQ1=q1nn,式中q1-成年男子潜热散热量取131Wn取1000n,取0.89,结果为116590W表2-6人体冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00ClQ0.070.060.530.620.690.740.770.800.830.850.870.890.42显热317727232405628141313193358834950363123767338581394894039719063潜热0116590全热31771193131406461447311479091501781515401529021542631551711560791569871356532.2.2照明散热引起的冷负荷计算室内照明设备散热属于稳定得热，只要电压稳定，这一得热量是不随时间变化的。但是照明所散发的热量同样由对流和辐射两种成分组成，照明散热形成的瞬时冷负荷同样低于瞬时得热。镇流器装在空调房间内的荧光灯按下式计算：LQ=1000n1n2PCLQP-照明灯具所需功率P=0.4kwn1–镇流器消耗功率系数取1.2n2–灯罩隔热系数取0.6-25- ***学院CLQ–照明散热冷负荷（由《空气调节》附录2-9表3查得）。表2-5灯光冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00ClQ00.630.900.910.930.930.940.950.950.950.960.960.37n11.2n20.6p0.4LQ01802582622682682702742742742762761062.3各项冷负荷汇总计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00南外墙2648252423582234211020692110219323172524273029373103东外墙1619201219661966201221052220233624522544263727062752南窗569126418332402284428443287328731612995240218331327太阳辐射9210106271147711760117601119310060850186439635240922672125人体3177119313140646144731147909150178151540152902154263155171156079156987135653照明0180258262268268270274274274276276106总计17223135920158538163355166903168657169487169492171109173142166533167006145066从上表可以看出，商场的最大冷负荷为173142W，出现在18：00-25- ***学院2.4空调商场湿负荷的计算人体湿负荷计算人体散湿引起的湿负荷与温度有关，不同温度下的散湿量是不同的。根据《空气调节》表2-6中的数据可得结果如下：一个成年男子在室温为270C下的散湿量为184g/h则根据公式：总的湿量=人数x每人的湿量x群集系数（取群集系数为0.89）总的湿负荷为45.5g/s3．全空气空调系统方案3.1技术分析及空调方案的选择3.1.1按空气处理设备的设置情况分类1)集中系统：集中系统的所有空气处理设备（风机、冷却器、加温器、过滤器）都集中设在一个空调机房。2)半集中系统：除了集中空调机房外，半集中系统还设有分散在被调房间的二次设备，多设有冷热交换装置，它的功能主要是在空气进入被调房间前，对来自集中处理设备的空气进一步补充处理，如独立新风加风机盘管系统。3)分散系统：这种机组把冷热源和空气处理输送设备，集中设在一个箱体内形成一个紧凑的空调系统。3.1.2按负担室内负荷所用介质种类分类1)全空气系统-25- ***学院是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。此种方式适用于较大的空间，使用风量较大，要有较大的风道或较高的风速，会产生噪音问题。2)全水系统空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。因为水的比热大，所以要处理相同负荷时，水系统所需的管道占空间减小了许多。但是水只能来消除余热余湿量，并不能解决房间的通气问题。所以此种系统只适用于小空间人流密度也不大，要求室内品质不高的场所。3)空气—水系统是由水和空气共同承担空调房间负荷的系统，即可以用水系统来占用少量空间承担室内负荷，是现在大型建筑广泛采用的系统。3.1.3按集中式空调系统处理的空气来原来比较：1)封闭式系统：其所处理的空气全部来自空调房间本身，无室外空气补充，全部为再循环空气。这种系统冷热量消耗最省，但卫生效果最差。2)直流式系统：其所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，然后全部排出室外，能量消耗较大，但卫生效果较好。3)混合式系统：是上述两种系统的混合，这种空调系统处理的空气来源为部分回风加新风。既能满足卫生要求，由经济合理，故应用广泛。3.1.4按送风管风速来比较1)低速系统：一般指主风管风速低于15m/s的系统，对于公用和民用建筑住风管风速不超过10m/s。2)高速系统：一般指主风管风速高于15m/s的系统，对于公用和民用建筑住风管风速一般超过10m/s。-25- ***学院3.1.5集中系统按送风量是否变化有：1)定风量系统：送风量不变2)变风量系统：风量随室内负荷变化而变化3.1.6按送风管数目：1)单风管系统：仅有一个送风管，夏天送冷风，冬天送热风。2)双风管系统：空气经处理后分别用两个风管送出3.1.7空调方案的确定根据设计要求和建筑物的特点，及其所其的作用，选用了一次回风的全空气系统。本建筑物为商场，人流密度大，空气要求质量高，所以采用全空气系统。3.2空调机组的选型选用高静压管道式空调机组，室内机型号为MDB400M，室外机型号为4*MMC100S,名义制冷量为100KW,风量为21000/h.根据冷负荷与所选机型可得到该商场应选用两个通风系统。详见后附图。此空调机组的特点：1.性能优异2.多系统设计3.安装方便4.运行宁静5.适用范围广6.智能控制-25- ***学院4．空调风系统的设计商场的总冷负荷Q0=173142W,室内设计温度tn=27゜C,φ=55%,室外设计干球温度tw=34゜C,相对湿度φw=75%,送风温差7゜C，大气压力为101325pa,采用一次回风系统加新风系统，试进行夏季工况空调设计计算。W混合C冷却减湿L再热OεNN4.1计算室内热湿比根据公式ε=Q0/W可计算（Qo为余热，W为余湿）ε=Q0/W=173142/45.5=3805j/g-25- ***学院4.2确定送风温度送风温差7゜C，所以t。=27-7=20゜C,并查得hw=99.5kj/kg，hn=59kj/kgh。=40kj/kgDo=8k/kgdn=12k/kg4.3计算送风量根据表2-15可查的，商场每人所需最小新风量为8.5,在常温下，空气密度为则理论总送风量为2.83=8490m3/h总新风量：qw=1000*8.5*1.2/3600=2.8kg/s4.4新风冷负荷的确定Qw=2.8*（99.5-59）=113.4kw-25- ***学院hφ=55%εtnt。d。dnhnh。Od4.5送风系统设置风量调节装置的确定送风系统宜采用双速电机驱动的风机或并联双风机。因为，无论是公用场所或客房每天人流量的高峰时间或低谷时间不同，如商场、餐厅、宾馆饭店等。新风系统必须设置随季节变化的风量调节装置。非直流式空气处理装置的设计新风量是根据卫生要求的最少新风量要求确定的。在过渡期，当室外空气状态与送风状态接近时，可适量加大新风比例，改善室内空气质量；当室外空气状态与设计送风状态一致时，可按全新风运行，以便节省空气处理耗能。因此，新风系统必须设置可随季节变化而调节新风量的装置。4.6送风口与回风口的选择送风口的形式送风口也成称空气分布器，其形式及所具有的紊流系数，对射流的扩散和空间内气流形式有直接影响。送风口按安装位置可分为侧送风口、顶送风口（向下送）、地面送风（向上送）；按送出气流的流动状况可分为扩散型风口、轴向型风口和孔板风口。这里采用侧送风口。其特点是射程长射流温度和速度衰减充分；管道布置简单，施工方便。-25- ***学院侧送风口的主要形式有单层百叶、双层百叶、三层百叶、条缝形和格栅形风口。这里采用双层百叶形侧送风口（一般用于精度要求不高的空调工程）送风速度送风口的风速应根据送风方式、送风口类型、安装高度、室内允许风速和噪声标准等因素确定。消声要求高时，风速宜采用2-5m/s,喷口风速可采用4-10m/s.常用送风口的推荐风速及控制风速见下表4-1.回风口的推荐风速见下表4-2.不同送风方式的风量指标及室内平均流速见表4-3.表4-1设置场所推荐送风风速（m/s）噪声标准控制的允许送风风速（m/s）最大允许送风风速（m/s）散流器喷口侧送风口播音室、图书馆1.5-2.51.75-2.53.0-3.54.0-4.52.5剧院2.5-3.54.0-5.06.0-7.56.2-7.55.0-7.0住宅、公寓、客房、教室2.5-3.82.0-4.04.0-4.55.0-6.02.5-4.0电影院5.04.0-5.06.0-7.56.2-7.55.0-7.0办公室（通用）5.0-6.34.0-5.0百货商场（地上）7.55.0-7.56.0-7.56.2-7.55.0-7.0百货商场（地下）10.05.0-7.57.5-10.07.5-10.07.0-8.0表4-2回风口位置吸风风速（m/s）房间上部4.5-5.0不靠近人经常停留的地点时3.0-4.0-25- ***学院房间下部1.5-2.0靠近人经常停留的地点时用于走廊回风时1.0-1.5表4-3送风方式单位地板面积的送风量[m3/(h.m2)]工作区平均风速（m/s）侧送百叶窗11-120.13-0.18条形风口14-360.10-0.18局部孔板送风18-540.10-0.18顶棚散流器18-900.10-0.25顶棚孔板送风18-1800.05-0.155.风管的布置选型5.1风管的布置(均匀送风管道）布置风管要考虑的因素有：（1）缩短管线，减少分支管线，避免复杂的局部构件，以节省材料和减小系统阻力。（2）要便于施工和检修，恰当处理与消防水管道及其他管道系统在布置上可能遇到的矛盾。（3）应注意局部管件的形式和连接的合理性，尽量减少涡流-25- ***学院5.2侧送风气流组织计算步骤：（1）选定送风口形式，确定紊流系数，布置送风口不同风口的紊流系数见下表5-1风口形式紊流系数圆射流收缩极好的喷口圆管扩散角为8°-12°的扩散管矩形短管带可动导叶的风口活动百叶风口0.0660.0790.090.10.20.16平面射流收缩极好的扁平喷口平壁上带锐缘的条缝圆边口带导叶的风管纵向缝0.1080.1150.155（2）设定射程长度x。（3）选定送风温差t，计算送风量L和换气次数n。（4）确定送风风速u。送风口风速的选取应使回流区平均速度小于工作区的允许风速，同时应防止气流通过风口产生噪声。表5-2给出了推荐送风口风速。假定送风口风速u，计算射流自由度，即Fn=BH式中Fn-----垂直于射流的房间断面积，m2;B------空调房间的宽度，m;-25- ***学院H------空调房间的高度,m;Do----送风口直径或当量直径，m;由√Fn/do查表5-2，当假设的u小于或等于表中查得的送风口风速时，则符合要求，否则应从新假设，再从新计算。表5-2射流自由度567891011121315202530最大允许送风量1.802.162.522.883.243.603.964.324.685.47.29.0010.8推荐送风速度2.03.55.0受限射流无因次射程为此空调系统中，室温要求为220.5°，商场尺寸为52.5m*26.25m*4m(长A*宽B*高C)显热冷负荷为71086kj/kg。选择风口形式。考虑空调精度和空气调节要求，选用双层百叶风口，紊流系数a=0.16风口布置在宽度B向上。确定射程。房间长度为52.5m，射程x=52.5-0.5=52m。°，选定送风温差。送风量L===51765,换气次数=8.6595.3风管内空气流动阻力计算风管内空气流动的总阻力P为摩擦阻力和局部阻力之和，采用假定流速法风道设计计算方法。假定流速法的设计计算步骤为:1.绘制系统平面图，标注各段长度和风量。2.选定最不利环路（一般是指最长或局部构件最多的分支管路）。3.选定流速，确定断面尺寸。-25- ***学院根据《空气调节》附录7-3和附录7-4选定流速，表中所列风速大部分有一高低范围，当风量较大时，可取表中高限。根据给定风量和选定流速，计算管道断面尺寸a×b(或管径D)，并使其符合《空气调节》附录7-2中所列的通风管道统一规格。再用规格化了的断面尺寸及风量，算出风道内实际流速。4.计算各管段的单位长度摩擦阻力Rm和局部阻力Z。阻力计算应从最不利环路开始。5.计算各段总阻力，并检查并联管路的阻力平衡情况。6.根据系统的总阻力和总风量选择风机。PG10PG121如图。最不利管路为PG1至PG10表1最不利路径水力计算表编号G(m^3/h)L(m)D/W(mm)H(mm)υ(m/s)R(Pa/m)Pm(Pa)Pj(Pa)P(Pa)FG-11080010.3710006304.760.293.0503.05-25- ***学院FG-2108001.210006304.760.290.350.951.31FG-354001.3510006302.380.080.118.378.48FG-454000.4110006302.380.080.030.240.27FG-554003.638004004.690.451.633.114.74FG-636005.068004003.130.211.077.878.94FG-718004.188004001.560.060.253.63.85FG-818000.588004001.560.060.030.120.15FG-918001.794002006.251.83.219.8413.05FG-109001.854002003.130.50.9214.4115.33表2主风管水力计算表编号G(m^3/h)L(m)D/W(mm)H(mm)υ(m/s)R(Pa/m)Pm(Pa)Pj(Pa)P(Pa)FG-11080010.3710006304.760.293.0503.05FG-2108001.210006304.760.290.350.951.31FG-354001.3510006302.380.080.118.378.48FG-454000.4110006302.380.080.030.240.27FG-554003.638004004.690.451.633.114.74FG-636005.068004003.130.211.077.878.94FG-718004.188004001.560.060.253.63.85FG-818000.588004001.560.060.030.120.15FG-918001.794002006.251.83.219.8413.05FG-109001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-119001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-1218000.838004001.560.060.053.63.65FG-1318001.794002006.251.83.219.8413.05FG-149001.854002003.130.50.9214.4115.33-25- ***学院FG-159001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-1618000.838004001.560.060.059.389.42FG-1718001.794002006.251.83.219.8413.05FG-189001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-199001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-2054001.3510006302.380.080.118.378.48FG-2154000.5910006302.380.080.050.240.29FG-2254003.458004004.690.451.553.114.66FG-2336005.068004003.130.211.077.878.94FG-2418004.188004001.560.060.253.63.85FG-2518000.588004001.560.060.030.120.15FG-2618001.794002006.251.83.219.8413.05FG-279001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-289001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-2918000.838004001.560.060.053.63.65FG-3018001.794002006.251.83.219.8413.05FG-319001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-329001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-3318000.838004001.560.060.059.389.42FG-3418001.794002006.251.83.219.8413.05FG-359001.854002003.130.50.9214.4115.33FG-369001.854002003.130.50.9214.4115.33则最不利管路的沿程阻力为59.17Pa这里只是一半的风管布置，另一半相同。局部阻力：该管段存在局部阻力的构件有风阀、弯头、渐缩管及三通直通等。-25- ***学院此设计系统中风管材料选用镀锌钢钣风管5.4减少噪声的主要措施（1）由于风管内气流流速和压力的变化以及对管壁和障碍物的作用而引起的气流噪声，设计中相应考虑风速选择，总干管风速5～6.5m/s，支管风速3～4.5m/s，新风管风速＜3m/s。从而降低气流噪声。（2）在机组和风管接头及吸风口处都采用软管连接，同时管道的支架、吊架均采用橡胶减振。（3）空调机组和新风机组静压箱内贴有5mm厚的软质海绵吸声材料。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。因此，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。5.风管的保温6.1.保温目的1.提高冷、热量的利用率，避免不必要的冷、热损失，保证空调的设计运行参数。2.当空调风道送冷风时，防止其表面温度可能低于或等于周围空气的露点温度，使表面结露，加速传热；同时可防止结露对风道的腐蚀。6.2保温方式的选择采用复合玻纤板材生产的超级风管具有灭菌环保、消声、保温层不易破损、安装组合方便、防火性能优良、使用寿命长、无保温材料剥落和飞散现象，有效的克服了目前常用风管的缺点，适用于各种空调系统中的通风管通。特点防火：超级风管以不燃性玻纤板为基材，使用难燃性粘结剂进行复合制作，因而管道有良好的防火性能。-25- ***学院消声：降低机器运行的噪声，缓和房间声音的传播，对高低频有良好的吸收效果。保温：内表面的铝箔布有很高的热反射能力，导热系数更低，有效保障了气流温度的稳定性。防潮：超级风管内、外表层为铝箔，铝箔的透湿率为零。并具有极强的防腐蚀能力，所以，超级风管长期　　　处于潮湿环境中也不会影响其消声和保温性能。漏风量：超级风管开槽、合槽、胶粘剂制做连接，结合缝用铝箔胶带密封，不会漏风。　　　抗静压强度：超级风管在500Pa空气静压力作用下，管壁变形量不小于1.0%，壁厚为25mm的超级风管能承受800Pa静压力。如需更大压力时，可根据设计要求采用加固管壁的方法解决。寿命：可保持二十年以上。7.谢词经过一个多月的努力，终于完成了毕业设计。在此过程中感谢卢勇老师给予的知道与帮助，没有老师的指导我也不会完成的这么顺利。在此特别感谢我们的指导老师卢勇老师。-25- ***学院这次学习使我受益匪浅。完成毕业设计的过程，我想对我以后的工作和学习都有很大的帮助。8.结论通过对商场的设计，通过比较得出了最大冷负荷出现的时间及冷量。了解了中央空调的分类及特点，掌握了负荷的计算、使我对全空气系统有了更深刻的掌握，总之，对整个中央空调有了更全面的认识。-25- ***学院9.参考文献[1]刑振禧主编.空气调节技术.中国商业出版社，2001[2]顾浩主编，暖通空调设计与计算方法，2007[3]荆有印高月芬郑国忠编暖通空调设计及系统分析，2009[4]陈焰华主编高层建筑空调设计实例.机械工业出版社.2004[5]邹新生主编：制冷与空调系统安装及运行管理.北京.高等教育出版社，2008[6]陈维刚.罗伦主编:中央空调操作实训.上海.上海交通大学出版社，2007-25-'