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（20__届）本科毕业设计郑州金悦宾馆空调系统设计-67– 摘要21世纪初，空调领域的发展日新月异，各种节能环保空调层出不穷。当然这些空调的制造工艺也越来越难，制造成本越来越高，对地质等客观条件的要求也越来越苛刻。此次空调设计项目为一幢7层宾馆，位于郑州地区。总建筑面积为3897.17m2。主体为钢筋混凝土框架、砖混结构，具体楼层功能和热工参数见图纸及设计原始资料件。要求对该办公楼进行夏季空调和必要的通风设计。地质条件比较简单，故设计制作一传统工艺的中央空调。欲做到节约成本，并满足建筑对设备的要求。通过空气调节课程设计，加强对“暖通空调”课程内容的理解，并将所学的理论知识与工程设计实践有机的结合起来，达到学以致用的目的。通过空调课程设计，了解工程设计的各个环节，了解和掌握空调工程的具体设计方法、步骤，并初步掌握空调设计图纸的绘制方法。关键词：中央空调，宾馆，冷水机组-67– Abstract21stCentury,therapiddevelopmentofair-conditioning.Endlessvarietyofenergysavingair-conditioning.Sure,Theseincreasinglydifficulttomanufactureair-conditioning.Itcostmuchthanbefore.Therequirementsofthegeologicalishardtochoose.ThisisasevenlayershotelanditisinZhengzhou.Thetotalareaof3897.17squaremeters.Mainbodyofreinforcedconcreteframe,brickandconcretestructure.Concretefloorfunctionandthermalparameters,seethedesigndrawingsandpiecesofrawdata.Requirementsoftheofficeforthesummerairconditioningandventilationnecessary.Relativelysimplegeologicalconditions,itisdesignedforaconventionalcentralair-conditioningtechnology.Curriculumdesignthroughtheairconditioningtostrengthenthe"airconditioning"theunderstandingofcoursecontent,andthetheoreticalknowledgeandengineeringpracticeofcombiningorganic,soonsoforth.Throughtheairconditioningprogramdesignedtounderstandallaspectsofengineeringdesign,tounderstandandmasterthespecificdesignofairconditioningengineeringmethods,procedures,andpreliminarydesigndrawingstomasterthedrawingofairconditioningmethods..Keywords:centralairconditioning,hotel,cooledchiller-67– 目录1设计原始资料91.1工程概况91.2土建资料91.3气象参数92负荷计算102.1冷负荷计算102.2一楼东南商铺冷负荷计算举例382.3各办公室负荷汇总403空调系统方案确定83.1空调水系统方案83.2空调风系统方案83.3空气处理方案93.4气流组织方案103.5送风量的计算103.5.1送风量的计算公式103.5.2送风量的计算过程及结果103.6风机盘管的选型383.7新风机组的选型393.8气流组织计算404风管布置及水力计算214.1气流组织分布224.2风系统水力计算235空调水系统设计245.1空调水系统设计原则255.2空调水系统方案的确定255.3冷水系统的水力计算265.4冷凝水系统设计276制冷机房的设计与布置276.1螺杆式冷水机组选择计算276.2水系统附件的设计286.3水系统安装要求297管道保温与防腐30-67– 7.1管道保温307.2管道防腐318消声与减震设计328.1消声与隔声设计328.2减振设计33参考文献35指导教师意见43附页38-67– 前言随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。和前几年建筑业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好，而是更多的考虑以人为本，开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及商用建筑。商业建筑的不断增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。空调系统是建筑能耗大户，占建筑总能耗的50%左右。而目前的暖通设计中，业主、设计人员往往在取用室内设计参数时选用过高的标准，建筑结构能耗也很大。随着我国的发展，人们对建筑环境的要求越来越高，建筑能耗必将有大幅度的增长。目前的一些常规的设计系统和负荷估算方法已不能适应现阶段发展的需求，建筑节能技术逐渐提上了日程。按照设计规范对负荷进行详细计算，进行建筑围护结构的权衡计算，使之达到合理的能耗标准；采用蓄冷、热泵、热回收、废热利用等节能技术；使用变流量、变风量空调系统，进行系统的优化、智能控制；开发太阳能、风能等新能源是专业的发展方向。本设计为郑州金悦宾馆空调系统设计，需要进行空调负荷、送风量的计算，确定系统方案，选择空气处理设备，进行风系统和水系统设计及相关水力计算，并对机房进行简单设计。通过本次设计，达到综合运用本专业各学科的基本理论、专业知识的能力。通过对所学习专业知识的综合理解和运用，独立完成此项工程设计，掌握工程设计的基本方法和步骤，提高分析和解决实际问题的能力，为以后从事本专业领域工作打下基础。-67– 1设计原始资料1.1工程概况本工程为郑州金悦宾馆空调系统设计，总建筑面积为3897.17m2，共7层。主体为钢筋混凝土框架、砖混结构，具体楼层功能和热工参数见图纸及设计原始资料件。1.2土建资料外墙：水泥砂浆+砖墙（370mm）+白灰粉刷（20mm），Ⅱ型，K=1.5W/(m2·℃)屋面：预制细石混泥土板（25mm），表面喷白色水泥浆+通风层（≥200mm）+卷材防水层+水泥沙浆找平层（20mm）+保温层（沥青膨胀珍珠岩100mm）+隔汽层+现浇钢筋混泥土板（70mm）+内粉刷（5mm），Ⅱ型，K=0.55W/(m2·℃)外窗：双层透明中空玻璃12mm，K=2.93W/(m2·℃)1.3气象参数表1-1室内设计参数表房间名称夏季照明指标人员指标新风量温度相对湿度℃%W/m2m2/人m3/（h·p）商铺26±155～6520430包厢26±155～6520430客房26±155～65201.5～220会客室26±155～6515430-67– 2负荷计算2.1冷负荷计算（一）屋顶的冷负荷由空调工程附录8查得屋顶的冷负荷计算温度逐时值，即可按以下两式算出屋顶逐时冷负荷。式中CL—外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（W）;K—外墙和屋顶的传热系数〔〕;F—外墙和屋顶的传热面积（）；—夏季空气调节室内计算温度（）；—夏季空气调节室内计算温度（）；—以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷极端温度的逐时值（）；—不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（）；计算结果列于附录中（二）窗的瞬时传热冷负荷外窗为双层透明中空玻璃，金属窗框，根据空调工程附录14查得玻璃窗的传热系数为3.3W/(M2.K)。由空调工程附录13查出玻璃窗冷负荷的计算温度的逐时值，根据下式计算式中CL—外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（W）;—夏季空气调节室内计算温度（）；—外玻璃窗传热系数〔〕；—外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值;—玻璃窗的传热系数的修正值；—玻璃窗的地点修正值。计算结果列于附录中（三）透过玻璃窗进入日射得热引起冷负荷由空调工程附录19查得双层钢窗有效面积系数Ca=0.75,故窗的有效面积。由附录17中查得玻璃窗的遮阳系数,由附录18中查得活动百叶帘的遮阳系数，于是综合遮阳系数。郑州市处于北纬，东经，由附录16中查得上海各向的日射得热因数最大值。郑州属于北区，故由附录21查得北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值-67– 。根据下式计算冷负荷：计算结果列于附录中。（四）照明散热形成的冷负荷.设计采用明装荧光灯，照明负荷为18W/，室内开灯时间为14H，由暖通空调附录26查的照明散热冷负荷系数，按下式计算其中—单位面积散热量；F—房间面积；—照明散热冷负荷系数；其计算结果列于附录中。（五）人员散热引起的冷负荷办公室属轻度劳动。查空调工程表3-15，当室温为25时，成年男子每人散发的显热和潜热量为64W和117W。群集系数：，由空调工程附录27查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。人体显热散热引起的冷负荷计算式为式中—人体显热散热形式的冷负荷（W）；n—室内全部人数；—群集系数；—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（W）；—人体显热散热冷负荷系数。人体潜热散热引起的冷负荷计算式为式中—人体显热散热形式的冷负荷（W）；—1名成年男子小时潜热散热量（W）。计算结果列于附表中。（六）新风负荷空调区空气参数:相对湿度50%,温度25。夏季空气调节室外计算干球温度34.6，夏季空气调节室外计算相对湿度为65%。由焓湿图查的：室外焓值91.0KJ/Kg，室内焓值51.6KJ/Kg。新风量30。新风体积流量N—房间人数；新风质量流量—空气密度()；新风负荷-67– 2.2一楼东南商铺冷负荷计算举例见附表2.3各办公室负荷汇总见附表-67– 3空调系统方案确定3.1空调水系统方案表1-2冷水系统优缺点类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀，输送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同；经过每一管路的长度相等水量分配，调度方便，便于水力平衡需设回程管，管道长度增加，初投资稍高异程式供回水干管中的水流方向相反；经过每一管路的长度不相等不需设回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦3.2空调风系统方案表1-3全空气系统与空气－水系统方案比较比较项目全空气系统空气－水系统设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房2.机房面积较大层高较高3.有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上1.只需要新风空调机房、机房面积小2.风机盘管可以设在空调机房内风管系统1.空调送回风管系统复杂、布置困难2.支风管和风口较多时不易均衡调节风量1. 放室内时不接送、回风管2.当和新风系统联合使用时，新风管较小节能与经济性1.可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间2.对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济1.灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节2.盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水温湿度控制可以严格地控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足-67– 空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染表1-4风机盘管+新风系统的特点优点1.布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用2.各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好3.与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间4.机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装5.只需新风空调机房，机房面积小6.使用季节长7.各房间之间不会互相污染缺点1.对机组制作要求高，则维修工作量很大2.机组剩余压头小室内气流分布受限制3.分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便4.无法实现全年多工况节能运行调节5.水系统复杂，易漏水6.过滤性能差适用性适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合本设计为办公楼的空调系统设计，根据以上表格比较，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风机组，独立供给室内。3.3气流组织方案此办公楼的风机盘管均选用卧式暗装在吊顶内，其主要优点是不占用房间的有效空间，冷冻水的配管与其连接和凝结水的排出都比较方便。送风均采用顶送风（散流器平送，顶棚回风）。顶棚上的回风口远离散流器，排风口布置在通道。该送风方式能使气流分布均匀，流动畅通，不会出现死角和很大的吹风感。-67– 3.4送风量的计算3.4.1送风量的计算公式人体散湿量(3-1)式中—人体散湿量，kg/s；—群集系数；—计算时刻空调区内的总人数；g—1名成年男子每小时散湿量，g/h。湿负荷=（kg/s）；热湿比(kJ/kg)(3-2)送风量（kg/s）(3-3)式中——送风量，kg/s；——室内冷负荷，kw；——分别为室内状态点和送风状态点的焓值，kJ/kg；3.4.2送风量的计算过程及结果以一楼东南办公室的送风量计算为例夏季风机盘管系统:(新风处理到等焓线)=========================送风量m^3/h:1364.9新风量m^3/h:423回风量m^3/h:941.897新风比%:30.9914热湿比:4309.86-------------------------FCU冷量kW:8.77392FCU显热冷量kW:3.21764新风AHU冷量kW:5.24523房间冷负荷kW:8.5新风管温升负荷kW:0.273919注:新风不承担室内冷负荷.-------------------------送风点-O:-67– 大气压力Pa:101000干球温度℃:12.0湿球温度℃:6.9相对湿度%:48.0含湿量g/kg:4.2焓kJ/kg:22.6露点温度℃:1.4密度kg/m^3:1.2-------------------------露点-L:大气压力Pa:101000干球温度℃:16.1湿球温度℃:15.1相对湿度%:90.0含湿量g/kg:10.3焓kJ/kg:42.4露点温度℃:14.3密度kg/m^3:1.2-------------------------回风点-M:大气压力Pa:101000干球温度℃:9.2湿球温度℃:1.9相对湿度%:19.6含湿量g/kg:1.4焓kJ/kg:12.8露点温度℃:-11.4密度kg/m^3:1.2-------------------------温升后点-L':大气压力Pa:101000干球温度℃:18.1湿球温度℃:15.8相对湿度%:79.3含湿量g/kg:10.3焓kJ/kg:44.5露点温度℃:14.3密度kg/m^3:1.2-67– 图3-4一次回风系统过程线图:要求所需总风量约1364.m³／h，总冷量约为8.7KW。应选择1台格力FP-170风机盘管，总风量为1700m³／h，总冷量为9.0KW总风量1700m³／h>1364.m³／h，总冷量9.0KW>8.7KW,即风量和冷量都满足要求3.5风机盘管的选型表1-5各办公室的风机盘管选型房间号型号台数总冷量总总总冷量总风量(m3/h)总冷量（KW）东南办公室FP-170117009.0102FP-1701170010.8103FP-204120409.0104FP-170117009.0105FP-170117009.0201FP-170117009.0202FP-170117009.0203FP-170117009.0204FP-170117009.0205FP-170117009.0206FP-13611360702207FP-13611360702208FP-13611360702209FP-10211020504-67– 210FP-170117009.0401FP-170117009.0402FP-170117009.0403FP-170117009.0404FP-681680306405FP-681680306406FP-681680306407FP-10211020504三层跟二层是相同层，五、六层跟四层是相同层。3.6气流组织计算5层风机盘管侧送风气流组织计算：风盘FP-2041)设出风口沿房间长度方向送风，且出风口离墙面0.5M，则贴附射流长度：X=（8.2-0.5-0.5）=7.2m2)取ΔTx=1℃，则ΔTx/ΔTo=0.167.得相对射程最小值X/D=16.63)由1），2）计算结果得Do,max=0.43m选用双层百叶风口800mmx200mm，其当量直径为Do=0.45m4)双层百叶风口断面系数ψ约为0.8，则风口的实际出风速度Vo=3.0m/s,风口1个。5)计算自由度13.26)取上限计算允许的最大的出口风速Vo,max=3.8m/s>3.0m/s.满足Vo≤Vo,max7)计算阿基米德数Ar=0.0098，得实际相对贴附长度21，实际贴附长度X=（21x0.45）=9.45,大于要求贴附长度X=7.2房间要求高度为H’=h+0.07X+S+0.3=3.3m<4.5m，满足风盘FP-1701)设出风口沿房间长度方向送风，且出风口离墙面0.5M，则贴附射流长度：X=（6.8-0.5-0.5）=5.8m2)取ΔTx=1℃，则ΔTx/ΔTo=0.167.得相对射程最小值X/D=16.6-67– 3)由1），2）计算结果得Do,max=0.35m选用双层百叶风口1000mmx100mm，其当量直径为Do=0.36m4)双层百叶风口断面系数ψ约为0.88则风口的实际出风速度Vo=3.75m/s,风口1个。5)计算自由度为14.96)取上限计算允许的最大的出口风速Vo,max=4.3m/s>3.75m/s.满足Vo≤Vo,max7)计算阿基米德数Ar=0.0051，得实际相对贴附长度28，实际贴附长度X=（28x0.36）=10.08大于要求贴附长度X=5.8m房间要求高度为H’=h+0.07X+S+0.3=3.3m<4.5m，满足要求风盘FP-1361)设出风口沿房间长度方向送风，且出风口离墙面0.5M，则贴附射流长度：X=（6.6-0.5-0.5）=5.6m2)取ΔTx=1℃，则ΔTx/ΔTo=0.167.得相对射程最小值X/D=16.63)由1），2）计算结果得Do,max=0.34m选用双层百叶风口800mmx100mm，其当量直径为Do=0.28m4)双层百叶风口断面系数ψ约为0.8则风口的实际出风速度Vo=3.4m/s,风口1个。5)计算自由度为16.66)取下限计算允许的最大的出口风速Vo,max=4.8m/s>4.4m/s.满足Vo≤Vo,max7)计算阿基米德数Ar=0.0047，得实际相对贴附长度32，实际贴附长度X=（32x0.28）=8.96,大于要求贴附长度X=5.6m房间要求高度为H’=h+0.07X+S+0.3=3.3m<4m，满足。风盘FP-1021)设出风口沿房间长度方向送风，且出风口离墙面0.5M，则贴附射流长度：X=（6-0.5-0.5）=5m-67– 2)取ΔTx=1℃，则ΔTx/ΔTo=0.167.得相对射程最小值X/D=16.63)由1），2）计算结果得Do,max=0.3m选用双层百叶风口600mmx200mm，其当量直径为Do=0.39m4)双层百叶风口断面系数ψ约为0.8则风口的实际出风速度Vo=2.7m/s,风口1个。5)计算自由度为10.46)取下限计算允许的最大的出口风速Vo,max=4.07m/s>2.7m/s.满足Vo≤Vo,max7)计算阿基米德数Ar=0.011，得实际相对贴附长度20，实际贴附长度X=（20x0.39）=7.8,大于要求贴附长度X=5m房间要求高度为H’=h+0.07X+S+0.3=3.3m<4m，满足。风盘FP-681)设出风口沿房间长度方向送风，且出风口离墙面0.5M，则贴附射流长度：X=（6.7-0.5-0.5）=5.7m2)取ΔTx=1℃，则ΔTx/ΔTo=0.167.得相对射程最小值X/D=16.63)由1），2）计算结果得Do,max=0.34m选用双层百叶风口800mmx100mm，其当量直径为Do=0.32m4)双层百叶风口断面系数ψ约为0.8则风口的实际出风速度Vo=2.7m/s,风口1个。5)计算自由度为11.86)取下限计算允许的最大的出口风速Vo,max=3.4m/s>3.1m/s.满足Vo≤Vo,max7)计算阿基米德数Ar=0.0086，得实际相对贴附长度22，实际贴附长度X=（22x0.32）=7.04,大于要求贴附长度X=5m房间要求高度为H’=h+0.07X+S+0.3=3.3m<4m，满足。3.7风口的设置-67– 风口对气流组织有着关键断作用，根据送回风量，选择合适的风口，均匀分配，同时避免柱和梁的阻挡。最大可能的减少风量扰动对气流产生的负面效应。本工程设在计中采用了以下措施：（1）新风口应尽量靠近风机盘管的送风口，目的让新风与室内回风混合均匀；（2）送风口尺寸放大。变风量末端在调节时产生的风速变化会使人感到不舒适，这在大风量送风口尤为明显。解决这个问题的最简单方法是加大吊顶风口的尺寸，尽可能减少出风速度，使这种风速的变化带来的影响微乎其微。一般可将送风口的额定流量加大一档；（3）增强吊顶贴附效应。使吊顶平面保持平整，尽量使吊顶面的凸凹远离送风口。这其中主要包括灯具、水喷淋头和火灾报警探头，两者间须隔开一定的距离；（4）回风口不应设在射流区和人员长时间停留的地方；（5）采用侧送时，回风口宜设在送风口的同侧，采用孔板或散流器下送时，散流器宜设在下部；采用顶棚回风时，回风口与照明灯具宜组合成一体；（6）回风口的回风量应能调节，可采用带有对开多叶调节阀的回风口，也可采用设在回风支管上的调节阀。4风管布置及水力计算4.1风管水力计算概述送、回风管管径的确定都是用假定流速法计算得到的。按照经济技术要求先假定风管内空气的流速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力，然后对各支路的压力损失进行调整，使其在一定范围内达到平衡。计算步骤：（1）根据建筑物的平面图，确定通风机和各种空气处理设备的位置；划分空调区域，布置最合理的送风和回风管线。（2）确定每个空调区域，不同空调房间的送风口、回风口的型式、位置、个数和风量。-67– （3）根据以上资料绘制风管系统的草图（管道走向示意图）；图中应对各管段进行编号，并标明各管段的长度和风量。为简化起见，以两管件间的中心线长度作为计算长度，忽略其间附件（如三通、弯头、变径管等）的长度。（4）选择风管内合适的风速。风速高，风管截面小，材料消耗少，投资费用省，但系统阻力增加，动力消耗大，运行费用增加。反之风速低，阻力小，动力消耗少，但风管截面大，占用建筑空间多，投资费用增加。通常对钢风管和塑料风管，干管的风速为6~14m/s，支管风速为2~8m/s；对于砖砌或混凝土风管，干管风速为4~12m/s，支管风速为2~6m/s。本设计取主干管风速6m/s，支管风速2m/s。（5）根据各管段的风量和选定的流速，确定各管段的截面尺寸。截面尺寸圆整时，应尽可能地采用标准风管。（6）根据确定的风管截面尺寸，计算各管段的实际流速、沿程阻力和局部阻力。应注意的是，和热水管网计算一样，计算从风管系统中最不利的环路开始。最不利的环路阻力就是风管系统的总阻力。（7）对并联管段进行阻力平衡。如果各支管之间的阻力不平衡，则需改变风管尺寸，重新计算。各并联支管之间的计算压力损失差值应小于15%。对于难于平衡的支管系统，可在该支管上加装调节阀，利用阀门开启的大小来平衡各支管的阻力。（8）选择通风机，此时应注意通风机的工作特性曲线和工作状态点是否是满足要求。4.2确定风管尺寸风量和风速都已经确定，风管的尺寸可以根据式(4-1)计算：（4-1）式中L——风管的风量，m3/h； a、b——矩形风管的长和宽，m；V——风管的风速，m/s。风管当量直径用下式计算：(4-2)主送风管道：(4-3)查得管道的标准尺寸，再确定主送风管内的风速V：(4-4)4.3风管水力计算步骤（1）绘制一层风管布置平面图，对管路进行编号，如下图所示；（2）选取管段1-4-6-8-10-12-14-16为最不利环路，选取管段1-2为最有利环路，进行水力计算；（3）先假定流速，选择标准尺寸，然后确定实际流速，主管道最大允许风速为7m/s，支管最大允许风速为3m/s；-67– （4）计算各管段的沿程阻力和局部阻力，最后校核阻力。表1-6一层风管水力计算表管段编号流量(m³/h)长度L（m）尺寸mm流速v（m/s）单位长度摩擦阻力Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml(Pa)局部阻力系数动压(Pa)局部阻力P1(Pa)管段阻力Rml+P1(Pa)123404.7800*6306.51.4157.074225.3547.117.07419053.2630*5005.290.9765.9551.516.823.285.96816802.4400*4004.560.7129.0371.512.4618.039.041214553.6200*2003.950.553.3531.59.3513.453.351612301.7200*2005.341.314.8172.517.126.0414.8222103.2630*5000.930.0580.0480.520.600.300.05最不利环路总阻力49.03最有利环路总阻力7.12由表格可以看出一层风管最不利环路与最有利环路的阻力差相差15%以上。为了满足水力平衡，必须添加阀门或局部阻力构件，通过添加风阀之后，能够满足最不利环路与最有利环路的阻力差值在15%以内。5水管布置及水力计算5.1水管管径的确定采用假定流速法，根据管道允许流速，确定管道面积，查找对应标准管径，再求出管内实际流速。计算公式：(5-1)式中qg——计算管段的设计秒流量，m3/s；d——计算管段的管径，m；v——管段中的流速，m/s。5.2水管阻力计算水管的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。-67– 5.2.1沿程水头损失计算公式：(5-2)式中hy——管段的沿程水头损失，kPa；i——单位长度的沿程水头损失，kPa/m；L——管段长度，m.5.2.2局部水头损失由于在实际工程中给水管网的局部水头损失，一般不作详细计算，可按管网沿程水头损失的百分数采用，生活、生产、消防共用给水管网为20％。5.3水管水力计算步骤（1）绘制水管布置系统图，如图5-15-2所示；（2）从立水管依次编号1~~~~16，进行水力计算；（3）根据管内允许流速，假定流速，选择标准尺寸，然后确定实际流速；（4）计算各管段的沿程阻力和局部阻力，计算过程中，将局部阻力按占沿程阻力20%计算，最后校核阻力。5.4冷凝水管设计由于各种空调设备如风机盘管机组等在运行的过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。冷凝水的管路设计，应注意以下各要点：（1）风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，应保持不小于0.003的坡度，且不允许有积水部位；（2）当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50％左右。（3）冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。（4）为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行防结露验算。当采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不进行防结露的保温和隔汽处理；而采用镀锌钢管时应设保温层。（5）设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。（6）冷凝水管的公称直径DN（mm），应根据冷凝水的流量计算确定。一般情况下，每1KW冷负荷每1h大约产生0.4kg左右的冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1KW冷负荷每1h大约产生0.8kg左右的冷凝水。查《民用建筑空调设计》表8-20得到下列数据，近似选定冷凝水管的公称直径：Q≤7KW，DN=20mm；Q=7.1-17.6KW，DN=25mm；Q=17.7-100KW，DN=32mm；Q=101-176KW，DN=40mm；Q=177-598KW，DN=50mm；Q=599-1055KW，DN=80mm；Q=1056-1512KW，DN=100mm；Q=1513-12462KW，DN=125mm；-67– Q≥12462KW，DN=150mm。本设计的冷凝水管采用聚乙烯塑料管，所有办公室的风机盘管的冷凝水管管径，新风机组冷凝水管管径均为DN32，每层所有冷凝水汇集后排放至卫生间下水口。5.5冷水机组的选型整栋大楼的最大冷负荷Q=343.8kW，考虑风机、风管、水管、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷，修正后：Q=1.1×343.8=378.18kW该办公楼的总设计负荷为378.18kW。故选择2台ACDSHP260冷水机组表1-7风冷热泵冷水机组ACDSHP260的性能参数机组型号热泵总输入功率kW45.6ACDSHP260冷热水流量m3/h25.4制冷量kW260水侧阻力kPa40104kcal/h14.5接管规格DN80RT38.5外形尺寸长度mm2250制热量kW145宽度mm2000104kcal/h14.9高度mm2500RT42.5机组重量㎏2000使用电源380V/3Ph/50Hz噪音db（A）855.5.3冷冻水泵选型根据选型原则，选择两台冷冻水泵（一用一备）。水泵所承担的供回水管网最不利环路为一层管路。单台冷水机组的额定水流量为25.4×4=101.6m3/h。（以冷水机组蒸发器的额定流量为基准）。根据水泵工作时，取流量储备系数=1.1。则单台水泵设计流量V=1.1×101.6=111.76m3/h。（2）水泵扬程H的确定水泵扬程H按式(5-3)计算：H=·Hmax(5-3)式中H——水泵扬程，m；Hmax——水泵所承担的最不利环路的水压降，mH2O；——扬程储备系数，取=1.2。根据上面水循环的水力计算可知：Hmax=25.3mH2O，水泵的扬程H=1.2Hmax=1.2×25.3=30.36mH2O，根据此可选择100RK74-20B，性能参数见表循环水泵100RK74-20B的主要性能参数转速n流量Q扬程H功率(kw)必须汽蚀余量(NPSH)-67– (r/min)(L/S)(m)轴功率r(m)29001.2233.22.22.5进行水泵的配管布置时，应注意以下几点：（1）安装软性接管：在连接水泵的吸入管和压出管上安装软性接管，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递。（2）出口装止回阀：目的是为了防止突然断电时水逆流而时水泵受损。（3）水泵的吸入管和压出管上应分别设进口阀和出口阀；目的是便于水泵不运行能不排空系统内的存水而进行检修。（4）水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以便于检测。如果水泵从地位水箱吸水，吸水管上还应该安装真空表。（5）水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，楼顶应设排水沟。5.6制冷机房布置机房内设备布置，应符合以下标准：（1）机组与墙之间的净距不小于1m，与配电柜的距离不小于1.5m；（2）机组与机组或其他设备之间的净距不小于1.2m；（3）留有不小于蒸发器、冷凝器或低温发生器长度的维修距离；（4）机组与其上方管道、烟道或电缆桥架的净距不小于1m；（5）机房主要通道的宽度不小于1.5m。6制冷机房的设计与布置6.1冷冻（却）水泵布置进行水泵的配管布置时，应注意以下几点：（1）安装软性接管，在连接水泵的吸入管和压出管上安装软性接管，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递；（2）出口装止回阀，目的是为了防止突然断电时水逆流而使水泵受损；（3）水泵的吸入管和压出管上应分别设进口阀和出口阀，目的是便于水泵不运行时能不排空系统内的存水而进行检修；（4）水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以利检测。如果水泵从低位水箱吸水，吸水管上还应该安装真空表；（5）水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，地面应设排水沟。-67– 6.2水系统附件的设计6.2.1集水器和分水器的设计集水器和分水器实际上是一段大管径的管子，只是在其上按设计要求焊接上若干不同管径的管接头，一般是为了便于连接通向各个环路的许多并联管道而设置的，分水器用于供水管路上，集水器用于回水管路上，在一定程度上也起到均压作用。集水器和分水器的直径，可按并联接管的总流量通过集水器和分水器时的断面流速v=1.0～1.5m/s来确定。流量特别大时，允许增大流速，但最大不宜超过4m/s。集水器和分水器都用无缝钢管制作。选用的管壁和封头板的厚度以及焊接作法应按耐压要求确定。集水器和分水器应设温度计、压力表，底部应有排污管接口，一般选用DN50，两者之间应设均压管，配管间距应考虑两阀门手轮之间便于操作来确定。根据经验公式D=（1.5～3.0）dmax，得分水器和集水器的管径为D=1.5×150=225mm（取250mm）6.2.2除污器和水过滤器在水系统中的水泵、换热器、孔板以及表冷器（冷热盘管）、加热器等设备入口上设过滤器。对于表冷器和加热器可在总入口或分支管路上设过滤器。常用Y型过滤器，也可采用国家标准的除污器。减压稳定阀前也应装设Y型过滤器。除污器和水过滤器的型号都是按连接管管径选定，连接管的管径应与干管的管径相同。在选定除污器和水过滤器时应重视它的耐压要求和安装检修的场地要求。除污器和水过滤器的前后，应该设置闸阀，供它们在定期检修时与水系统切断之用；安装时必须注意水流方向；在系统运转和清洗管路的初期，宜把其中的滤芯卸下，以免损坏。6.2.3阀门水系统的阀门可采用闸阀、止回阀、球阀，对于大管路可采用蝶阀，选用阀门时，应和系统的承压能力相适应，阀门型号应与连接管管径相同。阀门的作用一为检修时关断用，一为调节用。当需定量调节流量时，可采用平衡阀。平衡阀可以兼作流量测定、流量调节、关断和排污用。一般在下列地点设阀门：-67– （1）水泵的进口和出口；（2）系统的总入口、总出口；各分支环路的入口和出口；（3）热交换器、表冷器、加热器、过滤器的进出水管；（4）自动控制阀双通阀的两端、三通阀的三端，以及为手动运行的旁通阀上；（5）放水及放气管上；（6）压力表的接管上。6.3水系统安装要求（1）冷水管设有0.003的坡度，当多管再一起敷设时，各管路坡向最好相同，以便采用共用支架。如因条件限制热水和冷水管道可无坡度敷设，但管内水流速不得小于0.25m/s，并应考虑在变水量调节时，亦不应小于此值。（2）冷水管路的每个最高点（当无坡度敷设时，在水平管水流的终点）设排气装置（集气罐或自动排气阀）。对于自动排气阀应考虑其损坏或失灵时易于更换的关断措施，即在其与管道连接处设一个阀门。手动集气罐的排气管应接到水池或地漏，排气管上的阀门应便于操作；自动排气阀的排气管也最好接至室外或水池等，以防止其失灵漏水时，流到室内或顶棚上。（3）与水泵接管及大管与小管连接时，应防止气囊产生。大管需由小管排气时，大管与小管的连接应为顶平，以防大管中产生气囊。（4）系统的最低点设单独放水的设备（如表冷器、加热器等）的下部应设带阀门的放水管，并接入地漏或漏斗。作为系统刚开始运行时冲刷管路和管路检修时放水之用。（5）空调器、风机盘管等的表冷器（冷盘管）当处于负压段时，其冷凝水的排水管设有水封，且排水管应有不小于0.01的坡度。凝结水管径较大时，最好作圆水封筒。-67– （6）空调机房内应设地漏，以排出喷水室的放水，水泵、阀门可能的漏水和表冷器的凝结水。地面的坡度应坡向地漏，地面应作防水处理。或者将可能有水的地方周围设围堰，围堰内设地漏，地面要防水。（7）定水泵连接管离地0.6m,冷水机组连接管离地0.6m，分集水器连接管离地1.2m,冷却塔进回水管高差0.9m.水管穿墙应安装套管，内部用泡沫材料充实。盘管进出水管等高等低取0.3m.7管道保温与防腐7.1管道保温7.1.1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。7.1.2保温材料的选用保温材料的热工性能主要取决于其导热系数，导热系数越大，说明性能越差，保温效果也越差，因此选择导热系数低的保温材料是首要原则。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帖面的防潮离心玻璃棉。7.1.3保温厚度保温厚度见下表：7.1.4保温经济厚度关于经济厚度,要考虑以下一些因素：（1）保温材料的类型及造价(包括各种施工、管理等费用)；（2）冷（热）损失对系统的影响；-67– （3）空调系统及冷源形式；（4）保温层所占的空间对整个建筑投资的影响；（5）保温材料的使用寿命。表1-8保温层厚度保温位置被保温管径最小保温厚度实际保温厚度吊顶内DN15～251925DN32～802230≥DN1002530室外DN15～323240DN40～803640≥DN1004050空调房间凝结水管915非空调房间1320通过对现有大量工程的实际调研，结合实际情况，本设计以上表作为经济厚度的参考，供回水管及风管的保温材料选用25mm厚的采用带有网格线铝箔帖面的防潮离心玻璃棉。7.2管道防腐防腐目的：防止金属表面的外部腐蚀并保护好涂料层。8消声与减震设计8.1消声与隔声设计1）设计通风与空调系统时，应通过声学计算，使通风机的噪声频率特性与消音器提供的频带衰减量之差，保持小于或等于室内允许的噪声频率特性；-67– 2）通风、空调和制冷机房的位置，宜布置在远离对隔振和消声有较严格要求的房间的位置，机房内部的噪声控制，应以隔振和隔声为主，吸声为辅；3）通风机和空调系统产生的噪音，当自然衰减不能达到允许的标准时，应设置消声器或采用其他消声措施。系统所需要的消声量，应通过计算确定；4）选择消声器，应根据系统所需消声量、噪声源频率特性和消声器的声学性能及空气动力特性等因素，经济技术比较，分别采用抗性、阻性和阻抗复合消声器；5）选用机械设备时，要选择效果好、噪声低的产品；6）经过消声处理后的风管，不宜穿越产生较高噪音的房间。噪声较高的风管，不宜穿越要求保持较低噪声的房间，当无法避免时，应对风管进行隔声处理；7）设计风道时要注意风速，考虑风道自然消声，在设计弯头时加设导流叶片，尽可能的减少空气涡流现象；8）在设计送回风处加贴软性吸声材料；9）注意风管的连接方法，防止串声事故发生；10）避免外界噪声传入风管内；11）机房尽量远离要求安静的房间。安静条件要求不同的房间不要共用一个系统，以防止他们之间串声。8.2减振设计8.2.1冷冻机、水泵及风机等设备的减振1）制冷机、水泵和通风机，宜固定在隔振基座上，隔振基座可以用钢筋混凝土板或型钢加工而成。中、低压离心通风机的隔振基座，宜采用型钢机构；2）每台设备宜采用单独的隔振基座，不宜设计成多台合用基座；3）常用的隔振材料有软木、海绵乳胶、玻璃纤维、防震橡胶、金属弹簧和空气弹簧。8.2.2管道减振管道隔振一般是通过设置柔性接管和悬吊或支撑的减振器来实现。-67– 水泵的进出水口处应配置橡胶柔性接管。设备与管道之间配置绕性接管或软接后，还要采取支撑会悬吊支架隔振装置。结论通过毕业设计，本人巩固了四年来所学的知识，把所学的各学科知识串成了一个整体，对空调系统有了一个比较完整的认识和了解，并系统的掌握了设计的过程和方法。至于本系统的设计方案，也只能以合理来形容，因为受本身的思维和知识水平限制，导致设计中缺少创新之处。虽然成果不是很完美，但毕竟是经过自己斟酌后一步一步做出来的，这点使我在遗憾之余感到些许欣慰。在设计中的每一步，我都做了认真的考虑，在这样点滴考虑与思量的过程中，我摸索到空调设计的要点，更加清晰地了解了整个设计过程。借助于鸿业和天正暖通软件，我完成了相关图纸的设计。相信本人在以后的工作过程中，理论结合实践，经过不懈的努力，在本专业方面会有更大的进步。经过一学期的不懈努力，终于圆满完成了《郑州金悦宾馆空调系统设计》，硕果颇丰，其中有自己的艰苦付出，也离不开指导老师的言传身教。从毕业设计开始到结束，老师经常给我们进行设计辅导，为方便设计提供了大量的资料，并经常和我们交流，指出设计中的优点与不足。在此感谢老师对我的帮助和指导。由于本人能力有限，时间仓促,本设计中还存在许多不足之处，请各位老师、同学批评指正,在以后的工程设计中我将积极改正。参考文献[1]中华人民共和国建设部主编.采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）.上海：中国计划出版社，2003[2]中华人民共和国公安部主编.高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）[3]公共建筑节能设计标准.上海：中国建筑工业出版社，2005-67– 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附页表1-9郑州金悦宾馆空调负荷计算第一层南外墙时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00twl34.634.233.933.533.232.932.832.933.133.433.934.434.935.3td-1.9ka1.02kp0.94t'wl31.3530.9730.6830.3030.0129.7229.6329.7229.9130.2030.6831.1631.6432.02tNx26Δt5.354.974.684.304.013.723.633.723.914.204.685.165.646.02k1.5F6.8*4.5-0.76*2=29.1CL233.5216.8204.2187.5174.9162.4158.2162.4170.8183.3204.2225.1246.0262.8南外窗瞬时传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00twl26.927.92929.930.831.531.932.232.23231.630.829.929.1td2twl+td28.929.93131.932.833.533.934.234.23433.632.831.931.1tNx26Δt2.93.95.05.96.87.57.98.28.28.07.66.85.95.1CwKw2.95*1.2=3.5-67– Fw0.76*2=1.52CL15.6020.9926.9031.7536.5940.3642.5144.1244.1243.0540.8936.5931.7527.44南窗日射得热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Clq0.260.40.580.720.840.80.620.450.320.240.160.10.090.09Dj,max250Ccs0.516Fw0.76*2*0.75=1.14CL28.6844.1263.9779.4192.6588.2468.3849.6335.2926.4717.6511.039.939.93照明散热形成的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Clq0.840.860.870.890.90.920.290.260.230.20.190.170.150.14n11.2n20.6N1000CL604.8619.2626.4640.8648662.4208.8187.2165.6144136.8122.4108100.8人体散热形成的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Clq0.880.90.910.920.930.940.950.950.960.490.390.330.280.24qs58n10&0.89CLs0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.30.20.20.10.1-67– q1123.0CL11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.1合计1.51.61.61.61.61.61.61.61.61.31.31.31.21.2各分项逐时冷负荷汇总表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00照明冷负荷604.8619.2626.4640.8648.0662.4208.8187.2165.6144.0136.8122.4108.0100.8外墙负荷233.5216.8204.2187.5174.9162.4158.2162.4170.8183.3204.2225.1246.0262.8窗传热负荷15.621.026.931.736.640.442.544.144.143.040.936.631.727.4窗日射负荷28.744.164.079.492.688.268.449.635.326.517.611.09.99.9人员负荷1.51.61.61.61.61.61.61.61.61.31.31.31.21.2总计884.1902.6923.1941.0953.7955.0479.5444.9417.4398.2400.8396.4396.9402.2-67– 表1-10办公室各类负荷汇总表房间编号计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00第一层总冷负荷36186362943645136632368033701537328376143778537805376323716236870第二层总冷负荷32966328693278032705326513262332624326533271032795329063303533172第三层总冷负荷31776316783158831513314593143131431314613151931605317173184831986第四层总冷负荷205057206319206820206599206134205956205745205303204729204175203514202635202017第五层总冷负荷205051206313206815206596206132205955205744205299204723204166203502202620202000第六层总冷负荷205051206313206815206596206132205955205744205299204723204166203502202620202000第七层总冷负荷206677208363209789210924212091213654215136216184216762216876216328215026213517各层总冷负荷922764928149931058931565931402932589933752933813932951931588929101924946921562表1-11水管计算书管段流量管径长度VRΔPy动压ΔPj管段阻力16.048DN8071.188220.491543.41694.2101543.4120.51DN320.50.508119.1459.57126.91059.5735.538DN8021.088185.36370.72582.070370.7240.51DN320.520.508119.1461.95126.91061.9555.028DN806.650.988153.271019.25479.8001019.2560.51DN320.520.508119.2461.95126.91061.9574.518DN8013.20.888124.231639.77387.4001639.7780.51DN320.520.508119.2461.95126.91061.9594.008DN806.550.78798.22643.94304.870643.94-67– 100.51DN320.520.508119.1461.95126.91061.95113.498DN8013.40.68775.261008.47232.2201008.47120.583DN320.6850.581154.51105.84165.840105.84132.915DN7017.450.803126.492207.16316.7302207.16140.583DN320.6850.581154.51105.84165.840105.84152.332DN7012.40.64281.761013.82202.7101013.82160.583DN320.6850.581154.51105.84165.840105.84不满足水利平衡，应在管道内加入阀门，使管道内阻力品横。-67– 文献综述郑州金悦宾馆空调系统设计摘要文章针对空调水系统调查和研究，并对能耗偏大的原因进行了分析，提供了可行的节能措施。关键词空调水系统；节能；变频；大温差正文1、前言随着科学的发展和人类生活水平的提高，人和生产对空气温度、湿度、风速以及清洁度都有一定的要求，因此中央空调系统在人民生产生活中起着越来越重要的作用。空调水系统是指空调冷冻水系统和冷却水系统,是空调系统中的重要组成部分,其运行电耗十分可观,从能源利用角度首先分析了冷冻水系统、冷却水系统能耗大的根本原因。（1)2、主题部分-67– 2.1空调水系统高能耗原因引起空调水系统高能耗运行的原因有多方面，主要表现在以下几个方面：①设计人员普遍选取较大的负荷安全系数，造成选用的水泵偏大（大马拉小车），使得水泵处于“大流量、低效率、高功耗”的不利工况运行。②大流量、小温差现象普遍存在。设计中供、回水温差一般取5℃，但实测结果表明：夏季冷冻水供、回水温差较好的为3.5℃，较差的只有1.5～2℃，造成实际水流量比设计的大1.5倍以上。③系统各回路阻力不平衡，或存在局部阻力偏高的不正常现象，增加水泵输送能耗。④系统水路出现漏渗，增加无效流量，增加水泵能耗。⑤选用了低效能水泵，增加能耗。-67– 2.2空调水系统节能措施-67– 空调冷热水系统按系统中循环泵的配置方式，可分为一次泵系统和二次泵系统。一次泵系统适用于环路较小或负荷特性变化不大的中小型工程，而二次泵系统对于环路较大、阻力较高或压损相差悬殊的中型、大型工程较合适。水泵的变频是目前比较成熟的技术，变频技术通过改变频率来调节流量，同时达到降低能耗目的。变频技术应用于末端流量精确配送，或变流量系统流量微调，作用非常明显。图1所示为水泵变频和阀门控制节能比较，管路特性曲线K1与水泵性能曲线n1相交于A点，即为水泵在该管网系统中的工作状态点。当系统负荷减小时，通过改变管网中阀门开启程度来调节，管路阻抗增大到K2，工况点移动到C点，而相应的流量从Q1减到Q2，压头增大到HC。通过变频技术，改变水泵转速n1到n2，在同样流量Q2下，工况点移到B点，对应压头为HB。比较变频调节和阀门调节，节省的压力损失为（1）相应节省功率为（2）式中：ηB为水泵在工况B点的效率；Q2为水泵在工况B点的流量。-67– 图1水泵的变频调节原理图目前，尽管一些变频改造技术取得很好的节能效益，但由于原设计水泵选型过大，变频改造后水泵依然在低效率下运行。针对普遍存在的选型偏大效率偏低的水泵，应先通过更换小泵后再装变频器，与大泵直接装变频器投资相当，却能获得更大的节能效益。然而，并不是只要进行水泵变频改造就节能，如二次泵采用手动变频，与负荷变化不同步，没发挥变频的节能功能。多台同型号水泵，只对单台泵变频，出现变频泵不出水的现象。对于大流量的空调水系统，变频技术则起不到很好的节能作用，如果系统复杂或系统有问题，甚至起不到节电作用。对于复杂系统水泵并联、串联情况，主机运行模式多变，变频器很难发挥有效作用；对于定流量系统“压差、温差”信号与空调负荷真实的变化不一致，特别是当系统有问题时常常会产生“无效流量”-67– 等各种现象。其次，如果选用的水泵高效运行区间较小，变频技术仅从调节流量入手，是无法改变水泵低效率运行状况的。另外，变频设备具有容易损坏（且一旦损坏则较难维修，维修费用也很高），操作复杂、不易管理，产生的谐波对电网造成污染，自身消耗电能等缺点。2.3一次泵变流量系统一次泵变流量系统长期以来一直不被冷水机组生产厂家所接受，主要由于这种系统很难保证冷水机组的安全与稳定性。蒸发器管束流速过大，超过最大允许值时，会冲蚀铜管，引起泄露，而流速过小，低速流动时，会使蒸发器温度长时间低于0℃，导致冷水在蒸发器内冻结和铜管的冻裂。传统的一次泵变流量系统，把冷水机组侧的冷水流量设置为定流量，而用户侧末端设备的冷水流量设置为变流量，在末端设备出口设置电动两通阀对冷水流量进行调节控制，在冷水的供水总管和回水总管上设置一根旁通管来平衡流量。随着科技的进步，冷水机组的性能逐步提高，也可以适应一定的流量变化，如图2所示，与传统一次泵变流量相比，真正实现了冷水机组侧和用户侧的冷水流量随负荷的变化而变化，从而最大限度降低水泵能耗。为了保证机组的稳定性、安全性和高效性，在冷水机组侧安装流量计以控制流量在机组可接受的范围内。-67– 一次泵变流量系统对机组有一定要求，在选择时，应要求冷水机组生产厂商提供准确可靠的该种型号冷水机组蒸发器的额定流量（额定流速），最大流量（最高流速），最小流量（最低流速），系统周转时间极限值及允许的最大流量变化速率的书面资料。所选冷水机组的最小流量应不大于其额定设计流量的60%，其所能承担的最大流量变化率应超过10%/min，最好能达到30%/min。对于具有容量不同的多台并联冷水机组的机房，应选择蒸发器额定水压降大致接近的机组。一次泵变流量系统简单、自控装置少、初投资较低、管理方便，目前应用较为广泛。然而当各分路之间压力损失相差较大时，压损小的环路，供水压头富裕，只能通过分水器处的调节阀将其消耗，节能效果不明显。因此一次泵变流量系统适用于系统较小或各环路负荷特性或压损相差不大的中小型工程。-67– 图2一次泵变流量系统2.4大小泵匹配系统目前国内存在大量中小型工程采用定流量水系统，一般是多台相同型号水泵并联运行，系统部分荷载时，水泵运行效率差，能耗无法降低。若大小泵匹配使用，简单且效果显著，特别适用于中小型空调系统。（6)2.5空调水系统大温差设计把冷冻水和冷却水进出口温差二者或其中之一大于名义工况给定温差的运行，称为大温差运行。根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）要求，冷冻水供、回水温差不小于5℃-67– ，而目前工程中空调冷冻水系统供、回水温差很难达到5℃，实测国内夏季冷冻水系统供回水温差效果较好的为3℃，较差的只有1℃~1.5℃，实际要求水量远大于设计水量，如果将供回水温差由3℃提高到5℃，水量将减少到原来的60%左右，输送能耗减低约40%，水泵电耗将减少约70%。目前国外大多数系统采用设计温差为7℃~8℃，日本甚至为10℃。根据水泵相似定律，流量Q、扬程H、轴功率P和转速n的关系，系统流量与供回水温差成反比，系统阻力损失与温差二次方成反比，水泵的功耗与温差三次方成反比，冷冻水采用大温差设计，水泵功耗会以三次方速度减少。冷冻水大温差运行使得水泵能耗降低而节能，但在空调系统中采用冷冻水大温差运行，冷水机组单位质量制冷量的能耗增加，必然使冷水机组效率降低，因此，冷冻水大温差设计必须保证水泵节省的能耗大于冷水机组增加的能耗，文献指出，针对国内常规空调系统，冷冻水温差不宜大于9.2℃。此外，空调水系统节能还要注意降低水系统的隐性能耗，隐性能耗主要在管路保温的冷量损失及冷冻水流失方面。冷却水系统中水流失主要表现在如下三方面：①蒸发损耗；②水的飞溅损耗；③排污损耗。(8)-67– -67– 空调水系统大温差技术是一项新技术,在20世纪90年代中期开始引起国内暖通界的关注。在北京、上海等地设计的一些空调系统中采用大温差系统。如上海浦东国际金融大厦的冷冻水参数为5.6℃~15.6℃,△t=10℃;中国保险大厦的冷冻水参数为6.7℃~15.6℃,△t=8.9℃;万国金融大厦的冷冻水参数为6.7℃~14.4℃,△t=7.7℃。国外一些工程的冷冻水系统趋向于采用大温差系统。美国ASHRAE手册规定冷冻水温度为5.6℃~15.6℃、5.6℃~13.6℃、6.7℃~13.3℃。工程中常采用6℃~13℃大温差。日本从20世纪70年代之后,冷冻水大温差系统应用日益增多。由上述可知,“大温差设计”是相对冷冻水供、回水温差取5℃(7℃~12℃)而言的,显然,-67– 冷冻水系统供、回水温差采用大温差设计时,其冷冻水循环量将相应减少,这样冷冻水水泵耗电量也相应减少。减小设计管径,节省初投资。但也应注意到:2.5.1在既有建筑空调节能改造中,采用“大温差小流量”改造技术,即温差由5℃变为6℃~10℃,此时由于原有系统的管径不变,在这种情况下,系统流量与温差一次方成反比,系统阻力损失与温差二次方成反比,若忽略改造后水泵效率和电机效率的变化,冷冻水泵耗功率与温差三次方成反比。因此无论是采取更换水泵还是改为变频水泵其系统均会收到显著的节能效果。但对于新建筑设计中采用“大温差设计”,由于可以按“小流量”选择小管径,从而节省了初投资,流动阻力变化不大,因此在新建筑空调系统中采用“大温差小流量”技术,其系统水泵节电率比既有建筑空调节能改造中采用“大温差小流量”技术节电率要低。2.5.2冷冻水温差的增大会使风机盘管的冷量和除湿能力降低,由于风机盘管的排数比较少,其影响程度比表冷器(4、6、8排)更大些。但若采取降低冷冻水的供水温度(如由7℃冷冻水改为5℃冷冻水)时,风机盘管的冷量和除湿能力会有所增加,因此,适当降低冷冻水初温,可以部分地抵消增大供、回水温差带来的影响。2.5.3众所周知,冷水机组的耗功与运行工况有关,若采用降低冷冻水初温,会使冷水机组的蒸发温度降低,从而会使冷水机耗功增大,COP值下降。因此,设计人员在实际工程中应综合考虑各方面的影响,-67– 根据具体情况选用合适的冷冻水初温和温差。(3)3、总结部分本文从空调水系统目前存在的问题为切入点,以节能为原则,探讨和分析了空调水系统中变流量技术应用特点和节能效果,阐明了空调水系统采用水泵变频调速技术可以带来明显的节能效果,空调制冷系统的冷冻水、冷却水变流量系统可使冷水机组在部分负荷下运行带来显著的节能效果.空调水系统作为空调系统的一个重要组成部分,具有巨大节能潜力,通过诸多文件的综合论述，文章针对空调水系统能耗偏大的原因进行了分析，讨论了可行的节能措施.由以上分析可得如下结论：3.1空调水系统水泵采用变频技术后冷冻水泵约可实现节能50%，冷却水泵约可实现节能40%，变频技术是节约能源切实可行的方法，且效果显著。3.2空调水大温差技术虽然对冷水机组和空调机组能耗会产生影响。但能明显减少空调循环水量，降低水系统运行费用。值得指出的是,空调水系统的节能工作是一项系统工程,从系统的方案设计开始,贯穿于建筑的设计、施工和运行全过程。-67– 4、主要参考文献[1]叶健强.空调水系统节能设计.广东省建工设计院.《节能与环保》学术报.建材与装饰2008年7月[2]杨森.海南某酒店中央空调水系统的节能设计.深圳市建筑科学研究院,广东深圳518049.ISSN1005-9180(2010)02-0060-06[3]樊越胜、郭庆刚、拓彩云.空调水系统节能现状分析.西安建筑科技大学环境与市政工程学院1003-0344（2010）04-064-4[4]马最良、倪龙、唐青松.空调水系统的节能要点.哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所.2008年10月[5]曾庆雄、蔡龙俊.基于全局能耗的空调水系统运行策略的优化分析.同济大学暖通空调燃气研究所，上海200092.1673-7237.2010.03.010[6]曹琦傅明星.西安交通大学能源动力学院，西安710049[7]胡书琴、张九根.变频节能技术在中央空调水系统中的应用研究南京工业大学自动化学院[8]邵武.饭店空调水系统变频节能效益分析.温州饭店工程部,浙江温州325000.1004-3950(2003)01-0067-02[9]周洪煜、徐春霞、陈晓锋、王驹.集中空调水系统的变流量节能改造.重庆大学动力工程学院,重庆 400030.1000-67– 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家用空调的研制始于20世纪20年代中期。1928年开利公司推出了第一代家用空调。但因经济大萧条和二次大战，空调一直没能得到广泛的应用。50年代后经济起飞，家用空调才开始真正走入千家万户。 20世纪60年代，新型的燃气空调在日本出现了。燃气空调是以燃气为能源的空调设备，与电力空调相比，具有如下优势：功能全、设备利用率高、综合投资省；设备能源利用率高、运行费用省；天然气为清洁能源、燃烧后产生的有害气体少；机械运动部件少、震动小、噪音低、磨损小、使用寿命长；制冷工质为溴化锂的水溶液，价格低廉且无公害；最为重要的是：大量使用燃气空调不仅有利于改善供电紧张状况，而且对于提高电力负载率，改善电力峰谷平衡率都有十分可观的效果。这不仅能解决能源综合利用，减少资源浪费。而且对于提高电力设备运转利用率和有效控制电力设备投资的盲目增长，降低电力成本和稳定供电能力都有显著的经济效益和社会效益。另外。大量使用燃气空调对于有效平衡燃气季节峰谷、提高燃气管网利用率、降低供气综合成本起到不言而喻的作用。 20世纪60年代末，日本从政府到民间一致推动燃气空调的发展，大约用了lO年的时间，燃气空调占据了日本中央空调市场的85%左右。韩国在研究了日本的经验之后，也推动了燃气空调的生产和应用。如今，其燃气空调在国内市场上的占有率比日本还高。 20世纪70年代后期，世界各国对太阳能利用的研究蓬勃发展，太阳能空调技术也随之出现。随着太阳能制冷空调关键技术的成熟．特别在太阳能集热器和制冷机方面取得了迅猛发展，太阳能空调也得到了快速发展。 80年代初期，变频空调技术在日本开始运用。1982年，日本生产了第一台交流变频空调。变频空调是在普通空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统的空调。它的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。传统空调压缩机依靠其不断地“-67– 开、停”来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空凋主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。变频空调具有节能、噪音低、温控精度高、调温速度快、电压要求低、环境温度要求低等特点。 90年代中期，太阳能空调技术获得了长足的进步，真空管集热器和溴化锂吸收式制冷机大量进入了市场。新式太阳能空调的实现方式主要有两种，一是先实现光电转换，再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷。这种实现方式原理简单、容易实现，但成本高。像青岛海尔就生产过这种太阳能冰箱和空调；二是利用太阳的热能驱动进行制冷，这种制冷方式技术要求高，但成本低、无噪音、无污染。后一种方式正得到越来越广泛的应用。 1998年，变频空调技术取得了重大突破，日本研制出了直流变频技术，直流变频空调性能比交流变频空调更加优异。从这以后，直流变频空调迅速成为现代空调的主流，目前直流变频空调已在日本和欧美家用空调市场占90%以上。在我国，继海尔在1998年率先推出国内首台直流变频空调以后，国内生产变频空调的厂家也迅速增加，中国变频空调市场尤其是直流变频空调市场开始有了突飞猛进的发展。1999年，燃气空调在中央空调领域也获得了重大的发展。空调使用大户美国由于早期电力基础设施雄厚，燃气空调的发展在相当长的时间里受到制约。1999年7月，因连续高温导致空调用电剧增，美国国内推广燃气空调的呼声高涨。在2000年美国中央空调销售市场中，燃气空调份额迅速提高到7%。欧洲、非洲及东南亚各国近几年对燃气空调逐渐有了认识，有许多销售商因看到其巨大的市场潜力而开始全面开展燃气空调的推广工作，现已取得实质性进展。中国的燃气事业起步较晚，发展速度也较慢，燃气空调占整个空调的比率还很低，燃气空调所耗燃气占燃气总消耗的比率更低。 -67– 进入到21世纪，燃气空调的发展前景更为广阔。如今，全球能源专家己充分认识到天然气将是2l世纪的全球能源，随着燃气空调的巨大经济效益和社会效益逐渐被世人所了解和认识，燃气空调发展前景非常广阔，燃气空调的优势被全球能源专家和空调专家一致认同，许多国家已经或正准备实施一系列燃气空调推广措施。1.2空调的发展前景 近年来，为了满足各阶层消费者的各种需要，国内空调市场上还出现了多种新型空调：（1）智能空调，采用人性智能设计，无需人手操作即可自动开关。智能空调还可根据光线强弱、人员多少、内外温差自动调节运行状态，以达到最佳室温。这种顺应趋势发展的空调自然成为新的主流；（2）隐形空调，专为中国家庭设计。由于中国家庭的房间面积较小，房间的举架较矮，往往因为安空调占用空间较大而影响了居室的美观。生产专门为中国家庭设计的不占空间甚至能隐形的空调成为发展新的趋势；（3）双面出风空调，可以上下双面出风的变频空调改变了原有空调单一的送风方式。不直吹人体，不得“空调病”。为可以呼吸的具有双向换新风功能的柜式空调重新定义了健康的概念，将生活质量进一步提高；（4）一拖多空调。如今一户多室的住房结构已经成为主要的户型，一套普通的空调不能满足多室要求，购买多套空调既增加了经济负担又影响了房间的美观。一拖多空调的应运而生满足了新结构的新需求，尤其是变频一拖多空调已经成为消费者的首选产品。 展望将来，网络技术的发展必将为空调带来一场全新的技术革命。传统空调的概念将发生质的改变，空调网络信息时代的到来成为不可逆转的潮流。一些新型空调产品开始预留网络接口，实现网络开放。通过选配的网络控制器可实现千里之外的网络遥控。集中控制器可实现同时控制128台空调，为智能化小区物业管理提供便利。高技术、高附加值的特点把空调这种最初简单的舒适品推向了一个全新的概念，成为人们在工作和生活中必不可少的人性化智能家电。 二、相关研究的最新成果及动态-67– 当前的制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域，并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。可以说，现代技术进步离开了制冷技术发展是不可想象的。为了让空调企业的技术人员及时了解空调制冷技术的最新进展，本文以近期间有关空调制冷技术的相关文献为基础，对其中的主要内容进行综合报道，以供大家参考。2.1制冷剂的研究进展总的看来，可以把制冷剂的发展历程划分为两个阶段，第一个阶段是从自然物质到人工合成的物质；那么制冷剂发展的第二个阶段将再回归到自然物质。早期的制冷剂是自然界中容易获得或制取的物质，如乙醚、氨、CO2等。但是这些早期的制冷剂最后都因为制冷设备庞大效率较低，所以在后来出现热力性能较好的氟利昂制冷剂后，最后在20世纪50年代退出常规制冷系统。1929年美国通用公司合成出R12，以后很快出现了R11、R22等称为氟利昂的系列卤代烃化合物，因其优良的热力学特性，无毒，不燃烧，极其稳定等性质，很快成为制冷剂的主角，被大量生产和使用，如家用冰箱、汽车空调、小型冷库都用R12，至20世纪七十年代，包括制冷剂，发泡剂在内的各种卤代烃的年产量达到数百万吨，并有继续增加的趋势。但是，氟利昂是一种化学性质非常稳定的人工合成物质，当它们挥发到大气中以后很长时间不会被自然界分解，而一直扩散到平流层，在大气层11km至45km处的同温层与臭氧层相遇，由于在平流层受到强烈太阳紫外线照射，含氯的氟利昂分子（称为氯氟碳化合物，英文缩写为CFC）便分解游离氯原子，而氯原子可以催化分解臭氧分子，在反应中氯原子被不断的放出，所以分解反应不断进行，氯原子使臭氧层受到破坏、减薄直至消失。由于氟得昂被大量使用，导致近年来南极上空的臭氧空洞不断扩大；而且据报道在我国青藏高原上空也出现了臭氧空洞，因此对氟利昂制冷剂的替代势在必行。2.2国际R22替代技术的情况-67– 在成功地进行了CFC的替代之后,人们更多地把注意力投向HCFC。而其中首当其冲的无疑就是制冷空调行业中应用最广泛的HCFC中的R22，,该制冷剂自1936年问世以来就以其优越的综合性能席卷了整个制冷界,并且在设计、制造、运行、维修等方面积累了丰富的成功经验。然而由于R22对臭氧层的耗损作用和较高的温室效应值，1992年的哥本哈根国际会议将其列入了逐步禁用范围，1995年的维也纳国际会议对其规定的禁用日程为，按照履约要求，我国应在1999年7月1日将CFC类物质的消耗量冻结在1995年至1997年的平均水平上，至2005年削减50%，2010年全部淘汰。严格地说，目前还没有找到任何一种单工质的性能优于R22的制冷剂。而目前R22的主要替代工质包括HFCS类工质和天然工质。虽然对于HFCS类工质的研究已比较成熟，由HFCS类工质组成的非共沸混合物理论上可利用各组分沸点不同实现劳伦兹循环，提高制冷循环效率，但HFCS类工质仍然存在一定的GWP值（全球变暖潜能值），与R22使用的矿物油不相溶，需要使用与之相溶的合成油，并且与干燥剂、密封材料及其他材料的相溶性也需要进一步研究，所以越来越多的人将目光投向了天然工质。天然制冷剂的最大优点在于其GWP值及ODP（臭氧潜能值）值约为0，不会对环境造成危害，并具有优良热力性能及经济性，目前研究比较成熟的此类制冷剂包括了R407C，R32/134a,R410a,R134a，以及碳氢化合物R1270等等。2.3天然制冷剂HFC替代物虽然解决了臭氧层的消耗问题，但其较高的GWP值仍然是困扰人们的一个不可忽视的问题。如果从环境的可接受性考虑，天然制冷剂无疑是解决问题最彻底而又最完满的途径。以挪威的劳伦曾(G.Lorentzen)教授为代表的提倡天然制冷剂的流派投向了“取之于自然,还之与自然”的天然制冷剂。-67– 国际制冷学会(IIR)从1994年起举办两年一度的专题讨论天然工质的国际会议，交流探讨在此领域中的新发现和成果。目前在天然制冷剂中以氨、丙烷与其他烃的混合物及CO2制冷技术最有可能成为R22的长期替代物。CO2制冷技术已经跨进实际应用的门槛。日本几大公司开发的CO2热泵热水器已上市多年，年产已达十万台。日本冷冻空调空调协会标准JRA-4050-2004家电热泵热水机（二氧化碳冷媒）对这类产品的性能、安装等有严格的规定。实际上热水器稍加改装，即可变为有热回收的家用空调，所以将CO2用于家用空调也只有一步之遥。在汽车空调方面，可以说国际上各大汽车公司都进行了CO2汽车空调的研制，并能过专门协调机构联合攻关，国际汽车工程学会不断发布有关报告。欧盟正在讲座相关CO2汽车空调的标准，准备在2008-2010年将欧洲的汽车空调全部改为CO2系统。R134a汽车空调只是过渡性的，一旦时机成熟，向CO2系统转变已是定局。而这个“时机”不仅是技术性的，而且是政策性、商业性的。2.4热声制冷除了在制冷剂方面的进展，在新的制冷理论及实践方面也有许多进展，如热声制冷技术的研究和运用。热声制冷是21世纪以来发展的一种新的制冷技术，与传统的蒸汽压缩式制冷系统相比，热声热机具有无可比拟的优势：无需使用污染环境的制冷剂，而是使用惰性气体或其混合物作为工质，因此不会导致使用的CFCS或HFCS臭氧层的破坏和温室效应而危害环境；其基本机构是非常简单和可靠，无需贵重材料，成本上具有很大的优势；它们无需振荡的活塞和油密封或润滑，无运动部件的特点使得其寿命大大延长。热声制冷技术几乎克服了传统制冷系统的缺点，可成为下一代制冷新技术的发展方向。所有的热声产品的工作原理都基于所谓的热声效应，热声效应机理可以简单的描述为在声波稠密时加入热量，在声波稀疏时排出热量，则声波得到加强；反之声波稠密时排出热量，在声波稀疏时吸入热量，则声波得到削弱。当然，实际的热声理论远比这复杂的多。-67– 当然，热声制冷的设计水平及制造工艺也在不断的提高。目前，美国在热声领域内的投入最大，研究机构最多，取得了许多突破性的进展。如上世纪90年代早期，美国海军研究生院（NPS）的Garrett教授开发的热声制冷机；2000年左右，开发了太阳能驱动的热声制冷机；还有在美国LOSAlamos国家实验室（LANL），SWIFT教授领导着世界著名的热声研究组，他们主要研发的热声驱动的脉管制冷（低温制冷）；另外还有开式热声制冷和空调、高频微型热声机制冷以及还在研发中的种种技术。热声技术的应用是相当丰富的，热声能量转换技术将会给包括制冷工业在内的整个能源工业带来很大的影响，它的简单、环保、节能高效的特性符合当今时代的需要，当然就目前的现状而言，由于设计水平远没有达到最优化的程度，材料的选择及制造技术都还在完善之中，而普通的制冷系统经过上百年的发展和改进，热声制冷的单件成本会高于普通传统制冷装置，但随着材料的选择和制造工业艺的日趋成熟，可以肯定热声制冷机会具有极大的成本优势。5、国内制冷技术研究的状况我国空调制冷行业走的是与我国家电企业相同的从技术引进到仿制的过程，虽然在生产规模上我国空调企业已经比较大，但是在核心技术方面至今没有摆脱“照猫画虎”或“拿来主义”的圈子。从发达国家引进技术，我们得到的往往都是一些“过时”的技术。目前相当普遍的现象就是，许多国内空调企业所生产的空调产品，虽然在生产规模上逐年扩大，但没有走出劳动密集型的模式，可以说没有真正的自有技术，在综合实力上处在国际分工的低端。这样的企业对新出现的制冷技术只能“望洋兴叹”了。据了解，直到目前尚未有国内企业对新型制冷剂或者新型制冷技术进行深入研究开发并申报相关专利。就是一些看起来比较“敏感”准备开发新产品的，不过也只是在打听如何能买到成品压缩机等等。由此可见我国企业目前所追求的不是技术上的领先、而仍然热衷于为国外高技术制冷企业“打工”，缺少长远打算。可以说，我们与国外的差距并不仅是技术开发方面的差距，而更在于创新观念上的差距。与此形成鲜明对照的是，欧美及一些国家已将相关研究纳入国家计划，或是各大公司联合攻关，有关制冷方面新型循环原理、压缩机、换热器的专利层出不穷。-67– 实际上目前我国一些大学一直在进行相关研究，如华中科技大学开展的热声制冷技术研究已有十多年的历史，是国内在热声研究方面第一个获得国家自然科学基金资助的单位，目前为国内热声制冷研究中心。天津大学也在国家自然科学基金、教育部博士点基金和天津市自然科学基金的资助下，开展CO2跨临界循环的研究，此外，各种耐高温压的高效换热器也在研发之列。总的来说，我们虽起步较晚，但发展也比较快，目前主要是一个如何尽快实现产业化的问题。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标3.1研究内容3.1.1 空调系统（1）根据节能标准选择合适的围护结构材料，进行各功能区域空调负荷的计算；（2）各系统方案的确定；（3）空气处理设备，制冷制热设备的选择计算；（4）气流组织及风系统设计计算；（5）水系统设计计算及水泵选择；（6）空调机房的设计布置。3.1.2 通风系统地下车库的通风设计。设计要求：-67– （1）提供完整的计算书（内容包括中英文摘要，各个系统的具体计算数据，应用的计算公式及其来源，计算过程等），正文不少于3万字。（2）制图要求（1）图纸内容：图纸目录，首页图，主要设备明细表，平面图，剖面图，系统流程图，大样图以及机房布置图。（2）要求：图纸数量不少于7张1号图（或折合成1号图），达到施工图水平。3.1.3其它要求（1）给其它专业提供配套所需的具体数据和要求（如设备用电、用水量，基础平面尺寸，设备重量等）。（2）完成文献综述和开题报告, 字数均要求在4000中文字数以上，同时完成两篇2000个英文字以上的外文文献翻译。3.2研究方向3.2.1酒店综合楼的空调特点1）建筑特点该酒店的外围护结构多为钢筋混凝土的框架结构,采用自重的轻型墙体材料作为外围护结构。大量采用玻璃幕墙,采用大面积单层玻璃幕墙加铝合金饰板作为高层写字楼外围护结构的主流,其玻璃幕墙主要为6mm或8mm厚度的热反射镀膜玻璃。2）使用特点该酒店房间类型繁多，使用时间不一致，管理不太方便，在选择方案时应充分考虑。3)空调系统注意事项-67– a.分区问题：考虑到建筑物建筑物结构上的差别和翻建类型的不同，可将将建筑物按防火分区分为A区和B区。b.过度季节问题：过度季节部分房间可不用冷热源,但部分房间仍需要降温,这时应用室外空气直接进入需降温房间降温,即节能又简单;或考虑采用一台小容量的制冷机。c.大空间空调形式问题：对于个别大空间可选择取全空气系统。d.特殊房间的个别控制问题：用风机盘管系统以便控制。3.2.2方案比较本设计为酒店的空调系统设计，系统的选定应注意档次和安全的要求，按负担室内空调负荷所用的介质来分类可选择四种系统——全空气系统、空气—水系统、全水系统、冷剂系统。全空气系统分一次回风式系统和二次回风式系统，该系统是全部由处理过的空气负担室内空调冷负荷和湿负荷；空气—水系统分为再热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为风机盘管机组系统，全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建筑内一般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗式空调器系统、分体式空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室内消除室内的余热和余湿。对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，所以全水系统和冷剂系统在本次的建筑空调设计时不宜采用。终上所述，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。而对于餐厅、门厅等空间较大、人员较多、温度和湿度允许值波动范围小的房间，拟采用全空气系统。-67– 风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。对于空间较大的房间(比如大厅和餐厅)如果设置风机盘管水系统的话会用到较多的末端设备，造成投资上的浪费，因此此类房间采用全空气系统。3.3研究难点我个人认为本设计的难点是在于对建筑中气流组织的分布和建筑负荷的计算。3.3.1设计依据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）《民用建筑暖通空调设计措施》《高层民用建筑设计防范规范》（GB50045-95）《建筑设计防火规范》《空气调节设计手册》《办公建筑空调设计》3.3.2工程概况-67– 本工程为北京市银都办公楼空调设计，总建筑面积为8992.8m2，共10层，带地下层，地下层面积为1350m2。主体为钢筋混凝土框架、砖混结构，具体楼层功能和热工参数见图纸及设计原始资料件。要求对该办公楼进行夏季空调和必要的通风设计。3.3.3室外设计空调参数夏季空调设计干球温度：35℃夏季空调设计湿球温度：28.2℃冬季空调设计干球温度：-6℃冬季空调设计相对温度：77％3.3.4室内设计参数房间名称室内参数新风量室内允许噪声夏季冬季℃%℃%门厅27～29≤6513～2010～15≤50值班室26～28≤6520～2225≤50-67– 办公室26～28≤6520～2225≤45接待室26～28≤6520～2225≤45会客室25～28≤6520～2225～30≤45会议室25～28≤6520～2225~30≤453.3.5热冷源采用空气源风冷热泵机组3.3.6空调水系统冷热供回水设计为双管同程式冷冻水供回水温差7~12℃3.3.7总结通过本次开题报告，我对暖通空调有了进一步的了解，包括对空调的发展史，空调节能有了很大的认识。本设计是采用双管同程式，其特点是有利于系统管内延程阻力的平衡，有利于负荷计算。-67– 3.4预期达到的目标要求学生根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，并通过设计过程，使学生系统地掌握暖通空调设计规则、方法、步骤，锻炼CAD快速制图能力，提高读图能力，了解相关专业的配合关系，培养设计过程中与各专业的协调意识，培养学生分析问题和解决问题的能力，为将来从事建筑环境与设备工程专业设计工作和施工、验收调试、运行管理和有关应用科学的研究及技术开发等工作，奠定可靠的基础。四、论文详细工作进度和安排（1）2010.11.01～11..30 搜集资料，完成文献综述、外文翻译（2）2010.12.01~12.25搜集资料，完成开题报告；（3）2010.12.26~2011.01.20空调负荷计算；（4）01.21～3.15 选择空调系统，布置风管并绘图，进行气流组织计算；（5）3.16～3.31空调水系统方案确定并绘图，水力计算； （6）4.01~4.15 选择设备，布置机房并绘图；（7）4.16～4.30地下车库通风系统设计并绘图；（8）5.01～5.18 绘图及设计说明书整理；（9）5.19～5.31答辩五、主要参考文献-67– [1] 陆亚俊.暖通空调. 北京：中国建筑工业出版社，2002[2] 马最良， 姚杨. 民用建筑空调设计. 北京：化学工业出版社，2003[3] 付祥钊. 流体输配管网. 北京：中国建筑工业出版社，2001[4] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：建筑工业出版社，2008[5] GB 50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范[S] [6] GB/T50114-2001，暖通空调制图标准[S] [7] GB50243-2002，通风与空调工程施工质量验收规范[S][8] GB50189-2005，公用建筑节能设计标准[S][9] 电子工业部.空气调节设计手册.中国建筑工业出版社.1995[10] GB50235-97，工业金属管道工程施工及验收规范[S] [11] GB50045-95（2001修订版），高层民用建筑防火规范 [S][12] GBJ16-87(2001修订版)，建筑设计防火规范[S]-67–
