暖通毕设正文 - 图文

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1 引言

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毕业设计是工科大学培养学生的最后一个教学环节，是对四年所学知识的一

次全面总结，是把理论知识应用于实践工程的一次很好的锻炼。在毕业设计中，除了要熟练掌握大学四年所学的理论知识外，还要熟习和掌握国家有关的建设方针政策，综合运用所学的基础理论和专业知识，联系实际来解决工程设计问题。通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的必要配合。

2 设计要求： 2.1 初步设计

学生接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。根据有关设计规范及概算指标，对冷热负荷进行初步估算，并确定送、排风方式。

2.1 施工图设计

2.1.1 设计计算

⑴ 计算室内冷、热、湿负荷；

⑵ 确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总热量、总风量；

⑶ 根据冷量和风量确定选用空气处理设备； ⑷ 全年运行工况调节分析；

⑸ 确定室内气流组织形式，进行气流组织计算； ⑹ 进行系统风道布置及管道水力计算； ⑺ 系统消声减振设计； ⑻ 系统防排烟及保温设计；

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⑼ 对土建、水、电、动力专业的要求； ⑽ 设计总结。 2.1.2 绘图

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图纸应包括首页图、空调系统布置平面图、系统图、大样图、机房布置平面图、系统图、大样图。

3 设计任务及依据

3.1 工程概况

本设计对象为石家庄市某综合大厦，大厦主要有：办公室，会议室，多功能厅等。其中地下二层地上十六层，预计将机房布置于地下二层。工程位于石家庄市，海拔44.9 m。总空调面积为17873m2。本工程空调设计的任务包括本楼的中央空调系统的设计及通风设计。本中央空调系统设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热，并能满足人体的舒适性要求。

3.2 设计依据

3.2.1 石家庄市室外空调设计参数 气象参数为： 夏季：

大气压：101 kpa 室外日平均温度：29.7℃ 室外计算日温差：7.3℃ 室外干球温度：35.1℃ 室外湿球温度：26.6℃ 冬季：

大气压：101.99 kpa 采暖计算温度：0℃ 空调计算温度：-3℃ 相对湿度：51.6% 室外平均风速：1.8m/s 3.2.2 室内空调主要设计参数 表3.1 室内设计参数

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温度℃ 房间名称 冬季 服务厅 餐厅 健身 桑拿包间 办公室 门厅大堂 客房 游泳厅

20 18 20 22 20 16 20 27~28 夏季 27 27 25 25 26 28 25 冬季 相对湿度% 第 3 页 共 59 页

新风量 备注 夏季 55~65 ≤65 ≤65 ≤65 ≤65 ≤65 ≤65 ≤65 m3ph 20 25 30 30 30 10 30 30 4 负荷计算

4.1体形系数0.4 4.2墙体工程

4.2.1外墙 砖墙16-370-3

材料名称 厚度mm 干密度导热系数比热容导热系数热kg/m3 W/(m.K) kJ/(kg.K) 修正 阻(㎡.K)/W 3

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水泥砂浆20 抹灰 砖墙 防潮层 370 5 1800 600 20 0.81 0.17 0.05 0.88 1.47 1.47 1800 0.93 0.84 第 4 页 共 59 页

1 0.02 1 1 1 0.42 0 0.02 脲醛泡沫30 塑料 隔汽层 木丝板 5 25 600 400 1600 -- 0.17 0.16 0.81 -- 1.47 2.09 0.84 -- 1 1 1 -- 0 0.01 0.02 0.51 白灰粉刷 20 各层之和 475 传热系数0.66 K 做法编号 做法名称 传热系数W/(㎡K) 标准限值 是否符合标准要求 4.2.1内墙

砖墙16-370-3 0.66 未确定 符合 4

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加气混凝土板(008001) 材料名称 厚度mm 干密度导热系数比热容导热系数kg/m3 W/(m.K) kJ/(kg.K) 修正 水泥砂浆 20 1800 0.93 0.84 1 加气混凝100 700 0.22 0.84 1 土泡沫混凝土700 水泥砂浆 20 1800 0.93 0.84 1 各层之和 140 -- -- -- -- 传热系数1.5 K 做法编号 做法名称 加气混凝土板(008001) 传热系数W/(㎡K) 1.5 标准限值 未确定 是否符合标准要求 符合 4.2.2屋面工程 4.2.2.1屋顶

非上人加气混凝土砌块100-聚苯板50 材料名称 厚度mm 干密度导热系数kg/m3 W/(m.K) 混凝土板 20 30 0.03 架空层 200 1.16 0.95 防水层 5 600 0.18 15厚水泥15 1800 0.93 砂浆找平层 最薄3030 30 0.03 厚轻集料混凝土找坡层 加气混凝100 500 0.21 土砌块500 聚苯板 50 30 0.04 钢筋混凝200 1000 1 土屋面板 各层之和 620 -- -- 传热系数0.55 K

热阻(㎡.K)/W 0.02 0.12 0.02 0.17 比热容kJ/(kg.K) 1.38 1.1 1.47 0.84 导热系数修正 100 100 100 1 热阻(㎡.K)/W 0.01 0.18 0 0.02 1.38 2 0.02 0.84 1 0.12 2.09 0.88 -- 2.7 1 -- 0.02 0.23 0.61 5

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做法编号 做法名称 传热系数W/(㎡K) 标准限值 是否符合标准要求 4.2.3楼地面工程 4.2,3,1楼板

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非上人加气混凝土砌块100-聚苯板50 0.55 未确定 符合 楼面-38 材料名称 厚度mm 干密度导热系数比热容kg/m3 W/(m.K) kJ/(kg.K) 水泥刨花25 700 0.19 2.01 板(二) 钢筋混凝80 2500 1.63 0.84 土 木丝板 50 400 0.16 2.09 各层之和 155 -- -- -- 传热系数1.53 K 做法编号 做法名称 楼面-38 传热系数W/(㎡K) 1.53 标准限值 未确定 是否符合标准要求 符合 导热系数热阻修正 (㎡.K)/W 1 0.01 1 1 -- 0.1 0.02 0.13 4.2.4门窗工程 4.2.4.1户门

木(塑料)框双层玻璃门 材料名称 厚度mm 干密度导热系数kg/m3 W/(m.K) 平板玻璃 6 2500 0.76 热流水平10 1.16 0.08 (垂直)10mm 平板玻璃 6 2500 0.76 各层之和 22 -- --

比热容kJ/(kg.K) 0.84 1.01 导热系数修正 1 0.56 热阻(㎡.K)/W 0.01 0.01 0.84 -- 1 -- 0.01 0.02 6

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传热系数2.51 K 4.2.4.2外窗

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空气层为14mm的热防护玻璃窗 材料名称 厚度mm 干密度导热系数比热容导热系数热阻kg/m3 W/(m.K) kJ/(kg.K) 修正 (㎡.K)/W 平板玻璃 12 2500 0.76 0.84 1 0.01 热流水平8 1.16 0.08 1.01 0.17 0.01 (垂直)10mm 平板玻璃 12 2500 0.76 0.84 1 0.01 各层之和 32 -- -- -- -- 0.04 传热系数1.3 K 窗墙比 朝向 窗类型 窗面积 墙面积 窗墙比 传热系标准限结论 数 值 西 空气层749.34 2063.89 0.363 1.3 未确定 符合 为14mm的热防护玻璃窗 北 空气层340.38 1081.95 0.315 1.3 未确定 符合 为14mm的热防护玻璃窗 东 空气层462.06 2398.67 0.193 1.3 未确定 符合 为14mm的热防护玻璃窗 南 空气层693.95 1921.42 0.361 1.3 未确定 符合 为14mm的热防护玻璃窗

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水平倾塑钢中0 角：0 空玻璃窗 第 8 页 共 59 页

637.05 0 2.62 -2 符合 4.3计算依据

4.3.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式

外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W)，按下式计算： Qτ=KFΔt(τ-ξ) (4.1) 式中 F—计算面积，㎡； τ—计算时刻，点钟；

τ-ξ—温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻， 点钟； Δtτ-ξ—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。 注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τ-ξ=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。

当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ：

Qpj=KFΔtpj (4.2)

式中 Δtpj—负荷温差的日平均值，℃。 4.3.2外窗的温差传热冷负荷

通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算： Qτ=KFΔtτ (4.3)

式中 Δtτ—计算时刻下的负荷温差，℃；

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K—传热系数。 4.3.3外窗太阳辐射冷负荷

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透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：

当外窗无任何遮阳设施时

Qτ=FCsCaJwτ (4.4)

式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡； 当外窗只有内遮阳设施时 Qτ=FCsCaCnJwτ (4.5)

式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡； 当外窗只有外遮阳板时 Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa (4.6)

注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(4.1)计算。

当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa (4.7)

式中 Jnτ 计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/㎡； Jnnτ 计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/㎡； F1 窗上收太阳直射照射的面积；

F 外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）㎡； Ca 窗的有效面积系数； Cs 窗玻璃的遮挡系数； Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数；

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(4.5)计算。

4.3.4内围护结构的传热冷负荷

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注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式

当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式(4.3)计算。

当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式(1.1)计算，或按式(1.2)估算。此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj，应按\零\朝向的数据采用。

当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：

Q=KF(twp+Δtls-tn) (4.8)

式中 Q—稳态冷负荷，下同，W；

twp—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；

tn—夏季空气调节室内计算温度，℃；

Δtls—邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。

4.3.5人体冷负荷

人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qxτ，按下式计算： Qxτ=nq1CclrCr (4.9) 式中 Cr 群体系数；

n 计算时刻空调房间内的总人数； q1 一名成年男子小时显热散热量，W； Cclr 人体显热散热冷负荷系数。 4.3.6灯光冷负荷

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别按下列各

式计算：

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照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据灯具的种类和安装情况分

白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯

Q=1000n1NXτ-T (4.10)

镇流器装在空调房间内的荧光灯

Q=1200n1NXτ-T (4.11)

暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯

Q=1000n0NXτ-T (4.12)

式中 N 照明设备的安装功率，kW；

n0 考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；

n1 同时使用系数，一般为0.5-0.8； T 开灯时刻，点钟；

τ-T 从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h； Xτ-T τ-T时间照明散热的冷负荷系数

4.3.7设备冷负荷

热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：

Qτ=qsXτ-T (4.13)

式中 T 热源投入使用的时刻，点钟；

τ-T 从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，ｈ；

Xτ-T τ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数；

qs 热源的实际散热量，W。

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电热、电动设备散热量的计算方法如下： 电热设备散热量

qs=1000n1n2n3n4N (4.14)

电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量

qs=1000n1aN (4.15)

只有电动机在空调房间内的散热量

qs=1000n1a(1-η)N (4.16)

只有工艺设备在空调房间内的散热量 qs=1000n1aηN (4.17)

式中 N 设备的总安装功率，kW； h 电动机的效率；

n1 同时使用系数，一般可取0.5-1.0； n2 利用系数，一般可取0.7-0.9；

n3 小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右； n4 通风保温系数； a 输入功率系数。 4.3.8渗透空气显热冷负荷

渗透空气的显冷负荷Qx(W)，按下式计算：

Qx=0.28G(tw-tn) (4.18)

式中 G 单位时间渗入室内的总空气量，kg/h； tw 夏季空调室外干球温度，℃；

tn 室内计算温度，℃。

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4.3.9食物的显热散热冷负荷

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进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人8.7W考虑。 4.3.10伴随散湿过程的潜热冷负荷

人体散湿和潜热冷负荷 人体散湿量按下式计算 D=0.001φng (4.19)

式中D 散湿量，kg/h；

g 一名成年男子的小时散湿量，g/h。

人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算：

Q=φnq2 (1.20)

式中 q2 一名成年男子小时潜热散热量，W；

Φ 群体系数。

渗入空气散湿量及潜热冷负

渗透空气带入室内的湿量(kg/h)，按下式计算：

D=0.001G(dw-dn) (4.21)

渗入空气形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算：

Q=0.28G(iw-in) (4.22)

式中 dw 室外空气的含湿量，g/Kg； dn 室内空气的含湿量，g/Kg； iw 室外空气的焓，KJ/Kg；

in 室内空气的焓，KJ/Kg。

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食物散湿量及潜热冷负荷

餐厅的食物散湿量(kg/h)，按下式计算：

D=0.0115n (4.23)

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式中 n 就餐总人数。

食物散湿量形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算：

Q=8.7n (4.24)

水面蒸发散湿量及潜热冷负荷

敞开水面的蒸发散湿量(kg/h)，按下式计算：

D=(a+0.00013v)(Pqb-Pq)AB/B1 (4.25)

式中 A 蒸发表面积，㎡；

a 不同水温下的扩散系数； v 蒸发表面的空气流速；

Pqb 相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力；

Pq 室内空气的水蒸气分压力； B 标准大气压，101325Pa； B1 当地大气压（Pa）。

计算结果见附表1

5 房间的空气处理方案及送风量的确定

5.1空气处理方案

该综合楼中小房间采用风机盘管+独立新风系统。这种方式布置灵活，各房间可独立调节室温，房间没人的时候可方便地关掉房间末端（关风机），不影响其他房间，从而比其它系统较节省运转费用，此外房间之间空气互不串通，冷量可由使用者进行一定调节。独立新风系统既提高了该系统的调节和运转的灵活

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性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管的结露现象可得到改善。新风采用分层设置水平式新风系统，处理到室内空气焓值，不承担室内负荷，新风通过新风管道直接送入各空调空调房间。风机盘管采用二管制，各办公室不单独设排风系统，通过窗户缝隙渗透排风，厕所用排风机进行排风。会议室多功能厅等人员密集，新风比较大，采用全空气系统。在过渡季节，关闭制冷系统、风机盘管和新风系统，采用开窗进行自然通风降温。风机盘管的控制方法：手动三档开关选择风机的转速，手动季节转换开关；风机与水路阀门联锁，由室内温度控制电动二通阀的启或闭，当二通阀断电后能自动切断水路。

5.2 送风量计算

5.2.1热湿比ξ 按下式计算：

ξ= Qc / Mw (5.1) 式中: Qc 空调室内房间的全热冷负荷 W; Mw 空调室内房间的湿负荷 g/s。 5.2.2

在h-d图上确定室内状态点R，并从此点做ξ的过程线。当采用露点送风时，取ξ线与φ=90%线的交点D为送风状态点S。在h-d图上，查得室内状态点及送风状态点的各参数。 5.2.3送风量Ms 按下式进行计算：

Ms=Qc/（hr-hs）（5.2）

式中：Qc空调室内房间的全热冷负荷 Kw； hr 室内空气的比焓; hs 送风的比焓。

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