建筑环境与设备工程专业
毕业设计指导书
(暖通空调部分)
安徽建筑工业学院环能学院
目录
0 前言
1设计任务书
2 资料收集与查阅
2.1 国、内外暖通空调系统现状 2.2 工程设计主要参考文献 3 开题报告
3.1 国、内外暖通空调系统现状 3.2 毕业设计内容 3.3 毕业设计初步方案 4基础数据
4.1能源及环保条件 4.1.1 当地能源条件 4.4.2 环保要求 4.2 气象数据 4.2.1 数据来源 4.2.2 数据内容
4.3 室内温湿度设计标准 4.3.1 温湿度标准确定 4.3.2 新风标准确定 4.3.3 换气次数 4.4 建筑基本条件 4.4.1 建筑基本条件 4.4.2 人员、照明、设备 4.5 建筑热工数据 5 负荷计算
5.1 空调冷负荷计算 5.1.1 负荷计算方法确定 5.1.2 负荷计算 5.2 空调热负荷计算 5.2.1 负荷计算方法确定 5.2.2 负荷计算 5.3 湿负荷计算 5.4 新风负荷计算 5.5 空调负荷汇总
5.6 制冷、制热系统负荷 6 方案确定
6.1 冷热源方案确定
6.2 空调、通风、防排烟系统方案确定 7 空调系统设计 7.1 方案确定
7.2 空气处理及设备选型 7.2.1 全空气系统 7.2.2 空气-水系统
7.2.3 直接蒸发式系统 7.3 空调风系统设计 7.3.1 风系统布置 7.3.2 送回风口
7.3.3 水力计算及水力平衡 7.4空调水系统设计 7.5 气流组织设计 7.6 运行调节方案 8 通风系统设计 8.1 通风系统方案
8.2 设备选型及水力计算 9 防排烟系统设计
9.1 确定防排烟部位、系统设计 9.2 防排烟计算
9.3 消防联动控制要求及流程 10 冷热源系统设计
10.1 冷热源系统流程设计 10.2 设备选型
11 自控系统方案设计 11.1 空调系统自控 11.2 冷热源系统自控 11.3 BA系统 12 消声减振 12.1 消声设计 12.2 减振设计 13 管材与保温 13.1 管材 13.2 保温 14 节能
14.1 节能设计内容 14.2 节能计算 15 英文翻译
16 设计成果及深度要求 16.1 设计说明书 16.2 设计图纸 16.3 深度要求
0 前言
建筑环境与设备工程专业毕业设计是本专业重要的实践性教学环节之一。通过毕业设计,培养学生综合应用所学理论知识和技能,分析和解决建筑环境与设备工程或相近领域实际问题的能力,了解建筑环境与设备工程或相近领域的工程设计或科学研究的工作程序、方法,熟悉相关标准和规范的使用、工程制图和论文撰写的要求;培养学生使用计算机进行计算分析、绘制工程图纸、编制文本的能力;培养学生工程经济分析和文献综合运用能力。本指导书为暖通空调部分。
1 设计任务书
毕业设计任务书是进行毕业设计的重要文件和依据,应仔细阅读设计任务书,通过阅读了解和熟悉以下内容: (1)设计任务及主要内容;
(2)工程概况:建筑面积、高度、功能、能源条件等; (3)设计要求; (4)主要参考资料。
2 资料收集与查阅
2.1 资料收集与查阅
资料搜集是毕业设计前期工作中的非常重要一环,通过查找、阅读和分析文献资料,达到以下目的:
(1)了解和熟悉常用的空调系统形式及主要特点; (2)了解HVAC新设备、新技术及其应用;
(3)了解HVAC常用规范、技术措施、设计手册、软件; (4)了解HVAC优秀网站;
(5)了解当地的国内外主流空调设备厂商,获取取产品样本资料; (6)获取设计基础数据。 2.2 推荐参考文献 2.2.1 参考文献 (1)规范
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003(简称《暖通》) 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95-2005(简称《高规》) 《建筑设计防火规范》GB50016-2006(简称《建规》) 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005(简称《节标》) 《室内空气质量卫生规范》(简称《卫生标准》)
《汽车库设计防火规范》GB50067-97(简称《车库》) 《锅炉房设计规范》GB50014-92- 《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005(简称《人防》 《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005 《暖通空调制图标准》GB50114-2001 《暖通空调术语标准》GB50155-92
《平衡阀应用技术规程》DBJ/CT517-2005 《民用建筑隔声设计规范》GBJ-118-88 (2)技术措施
《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》2003(简称《措施》)
《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇-暖通空调.动力》2007(简称《节能措施》) 《建筑设备专业技术措施》北京市建筑设计研究院 2006 (3)设计手册
《实用供热空调设计手册》陆耀庆 2007版(简称《手册》) 《空调设计手册》(第二版)电子工业部
《简明空调设计手册》赵荣义 《民用建筑空调设计》马最良 姚杨 《高层民用建筑空调设计》潘云钢
《新编英汉空调暖通制冷技术词典》顾兴蓥 (4)标准图集
《民用建筑工程暖通空调及动力初步设计深度图样》04K602 《民用建筑工程暖通空调及动力施工图设计深度图样》04K601 06K系列标准图集 (5)教科书
《暖通空调》(第二版)陆亚俊(简称《教科书》) 《空调工程》黄翔
《供暖通风与空气调节》何天祺 《空气调节》赵荣义 《建筑设备自动化》江亿 《空调冷热源工程》刘泽华 (5)期刊
《暖通空调》 《制冷与空调》
《建筑热能通风空调》 《制冷空调与电力机械》 《地源热泵》
《ASHRAE Journal》
《Refrigeration & Air Conditioning Technology》 2.2.2 推荐网站
中国暖通空调网www.chinahvac.com.cn 中国制冷空调网www.chinahvacr.com 中国室内环境网www.cietc.com 东方空调网www.eastac.com 清华3E网www.hvacr.com.cn
建筑环境设备网www.hvacinf.com 中国设计师网 www.shejis.com
网易暖通http://bbs.co188.com/index.php?gid=12 美国ASHRAE网www.ashrae.org
3 开题报告
3.1 国、内外暖通空调系统现状
通过查各类文献资料,了解和熟悉常用的目前空调形式及其主要特点,主要体现一下几个方面:
(1)技术的先进性; (2)节能; (3)环保;
(4)安全、可靠; (5初投资;
(6)能源条件; (7)其它优缺点。 3.2 毕业设计内容
根据毕业设计任务书,结合个人要求确定设计内容,以下作为参考,根据具体情况适当删减:
(1)冷、热源方案综合比较及工艺设计; (2)空调系统设计; (3)通风系统设计; (4)防排烟系统设计; (5)自控系统方案设计; (6)运行调节方案设计
(7)设计概算。
3.3 毕业设计初步方案
3.3.1 负荷概算:冷热负荷确定是冷热源方案的一个基本依据,毕业设计方案阶段,空调冷、热负荷可以采用面积指标概算。国内部分民用建筑空调冷热负荷概算指标见下表:
2
(1)以上指标含新风负荷
(2)一般夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、建筑档次要求高的选上限。 (3)建筑功能多且复杂的选上限。 3.3.2 毕业设计初步方案
根据概算负荷,考虑当地能源条件、建筑条件以及技术先进性、经济、节能、环保、安全可靠等因素,结合个人要求,初步确定方案,主要内容如下: (1)冷热源初步方案
(2)空调系统初步方案:空调方式、水系统形式; (3)主要的通风部分及通风方式方案 (4)防排烟部位及方式 3.4 毕业设计进行计划
3.5 预期毕业设计成果
根据任务书要求,结合个人具体情况,参考以下内容确定。 (1)设计说明书; (2)设计图纸;
①设计说明
②图例、设备材料表; ③冷热源平面布置图;
④冷热源系统原理(流程)图; ④通风空调平面布置图;
⑤空调系统图:风系统,水系统; ⑥自控方案图; ⑦重要节点详图; ⑧设计概算; ⑨外文翻译; ⑩答辩PPT。
4 基础数据
查阅、整理、分析基础数据是工程设计重要一环,是进一步科学、合理确定方案、进行设计计算的基本依据,基础数据主要包括一下几个方面内容。 4.1能源及环保条件
4.1.1 能源条件:主要指设计地点的电力、天然气、集中供热、地能、空气能等能源可利用的条件,冷热用方案的用能应符合当地能源条件。
4.4.2 环保要求:主要指设计地点环保政策和要求,如:大气、水体、噪声等,冷热源方案应符合环保要求。 4.2 气象数据 4.2.1 数据来源:《暖通》、暖通空调气象资料手册、《手册》、暖通负荷计算软件等,无当地资料时,可取地理纬度、气候条件相近的城市资料。 4.2.2 数据内容
地理纬度
夏季空调室外计算干、湿求温度; 夏季空调室外计算日平均温度; 夏季空调室外计算逐时温度; 夏季室外平均风速、大气压力; 冬季空调室外计算干温度; 冬季空调室外计算相对湿度;
冬季室外平均风速、大气压力。 采暖室外计算温度。 夏季通风室外计算温度; 冬季通风室外计算温度。 4.3 室内温湿度设计标准 4.3.1 温湿度标准确定 (1)《暖通》3.1.3条给出舒适性空调室内设计标准的范围及工艺性空调室内设计标准的确定原则。对于舒适性空调,应考虑房间的使用功能、建筑(或房间)的建设标准(档次)高低、节能要求等几个方面因素,具体可以参考以下资料确定: A.《暖通》、《节标》、《节能措施》、《措施》、《手册》; B.建筑设计规范暖通空调部分、《卫生标准》。
(2)虽然舒适性空调一般没有精度要求,温度应只确定一个数值,相对湿度一般夏季是不大于某一值,冬季是不小于某一值,如:
夏季:26℃,35%.
(3)注意确定的相对湿度应与空气处理方案的一致。
4.3.2 新风量标准确定:新风量大小直接影响空调系统能耗,因此在满足《卫生标准》的情况下,从降低空调系统能耗的角度出发,应合理确定新风量标准。一般可根据房间功能、档次、节能等因素,参考以下资料确定:
《暖通》、《节标》、《节能措施》、《措施》、《手册》、相应建筑设计规范暖通空调部分等,应尽量参照《节标》、《节能措施》。
4.3.3 换气次数:民用建筑通风量一般应计算确定,资料不详时可采用换气次数指标计算,换气次数可根据通风方式及房间功能查《暖通》、《措施》、《手册》等资料确定。
4.4 建筑条件
4.4.1 建筑基本条件:是进行暖通空调系统设计的基本建筑条件,主要通过阅读任务书、建筑条件图纸及说明了解和熟悉以下内容:
(1)建筑地点、面积、高度、层数、功能、层高; (2)围护结构、门、窗、结构类型等;
(3)建筑节能设计:主要是围护结构热工设计。
4.4.2 人员、照明、设备、食物:是指室内的人数、照明功率、设备功率及食物散热量,是确定和计算新风量、人员、照明、设备散热及形成的冷负荷的基本数据。
(1)人员数量:工程设计中,一般由建筑专业提供,负荷计算时,建筑专业无法提供详细人员数量时,一般可根据建筑性质和房间功能查阅相应建筑设计规范,下表给出部分参考指
照明功率,一般可根据建筑性质和房间功能查《节标》、《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)
(3)设备功率:民用建筑主要为办公电子设备:计算机、打印机、复印机、交换机等,其
(4)餐厅食物散热:《措施》给出参考值:
食物全热:17.4w/人 食物显热:8.7w/人 食物潜热:8.7w/人 食物散湿:11.5g/h.人 4.5 建筑热工数据
4.5.1 建筑热工数据内容:主要为围护结构传热系数。
4.5.2 数据来源:工程上一般由建筑专业通过建筑节能计算给出,毕业设计可根据任务书确定的工程地点所属气候分区,参照《节标》传热系数限值确定 。
5 负荷计算
5.1规范规定
《暖通》6.2.1条规定:除方案设计或初步设计阶段可使用冷负荷指标进行必要的估算之外,应对空气调节区进行逐项逐时冷负荷计算。
《节标》5.1.1规定:施工图阶段,必须进行热负荷和逐项逐时冷负荷计算。 5.2 空调冷负荷计算
5.2.1 负荷计算:根据规范,空调冷负荷应逐时计算,可采用谐波法、冷负荷系数法,毕业设计阶段可以采用EXCEL、负荷计算软件等工具计算,但应熟悉计算方法并在计算书中列出计算公式。计算公式参见《暖通》、《教科书》、《手册》等。
5.2.2 负荷计算结果:围护结构、人员、照明、设备冷负荷逐时计算表、各分项逐时冷负荷汇总表,格式参考《教科书》。 5.3 空调热负荷计算 5.3.1 负荷计算:计算热负荷的目的是确定空调热源容量和校核空调器供热量是否满足要求,主要计算围护结构耗热量,空调建筑一般保持正压,可不计算冷风渗透负荷。计算方法按稳定传热计算,计算公式参见《暖通》、《教科书》等,可以采用EXCEL、负荷计算软件等工具计算。
5.3.2 负荷计算结果:房间热负荷计算表,格式参考《教科书》。
5.4 湿负荷计算:主要计算人体、食物等散湿量,计算方法参见《教科书》。 5.5 新风负荷计算 5.5.1 新风量确定 (1)《暖通》3.1.9条规定:建筑屋内人员所需要的最小新风量应符合以下规定: A 民用建筑人员所需最小新风量按国家现行卫生标准确定; B 工业建筑应保证每人不小于30m3/h的新风量。 (2)确定原则
A 满足人员卫生要求;B 补充房间局部排风;C 房间正压要求。
根据以上原则,取A、B、C三者大值作为空调房间的设计新风量。 (3)新风量确定
A 满足人员卫生要求最小新风量:LW=m﹒lw LW:新风量,m3/h;m:室内人数;lw:满足人员卫生要求的最小新风量标准,m3/h.人,可查《节标》、《节能措施》、《手册》的等资料直接确定。 B 房间正压要求,一般取5-10Pa,计算方法参见《教科书》,亦可按《措施》表3.3.13换气次数确定。通常情况下,人员最小新风量均能满足房间正压要求。 5.4.2 新风负荷计算:QW=GW(iw-in)
QW:新风负荷,kw;Gw:新风量kg/s;iw-in:室内外空气焓差,KJ/kg干。 5.5 空调负荷汇总
5.5.1 空调冷负荷汇总表:主要内容为房间逐时冷负荷、建筑总冷负荷、面积指标,格式参见附录1。
5.5.2 空调热负荷汇总表:主要内容为房间热负荷、建筑总冷负荷、面积指标,格式参见附录2。
5.5.3 空调湿负荷汇总表:主要内容为房间湿负荷,格式参见附录3。 5.6 制冷、制热系统负荷
5.6.1 《暖通》6.2.15条规定:空气调节区的夏季冷负荷应按各项逐时冷负荷的综合最大值确定。空气调节系统的夏季冷负荷,应根据所服务的空气调节区的同时使用情况、系统类型及调节方式,按各空气调节调区逐时冷负荷的综合最大值或各空气调节区夏季冷负荷的累计值确定,并应计入有关的附加冷负荷。
(1)逐时冷负荷的综合最大值:即同时使用的各空调房间冷负荷逐时相加最大值:末端系统有温控时采用。
(2)冷负荷累计值:即同时使用的各空调房间冷负荷相最大值相加:末端系统没有温控时采用。
(3)附加冷负荷:①新风冷负荷;②风管、风机温升;③水管、水泵温升;④空气处理再热负荷。
5.6.2 制冷系统负荷:确定制冷机组容量的依据:
制冷系统负荷=室内冷负荷+新风负荷+风(水)管、风机(泵)温升负荷+再热负荷 (1)风(水)管、风机(泵)温升负荷:一般可不计算,制冷机组选型时乘以安全系数。 (2)不同时使用的空调区,可视具体情况考虑一定得同时使用系数。 5.6.3 制热系统负荷:确定热源容量的依据:
制热系统负荷=围护结构热负荷+新风负荷 室内热源散热较大时,应扣除。
6 方案确定
6.1 冷热源方案确定
(1)阅读、了解《规范》、《节标》、《节能措施》等的相关规定及要求。 6.1.1考虑以下因素进一步综合论证、修改、完善初步方案。 (1)当地的能源条件、气象条件 (2)建筑的性质、条件及规模
(3)冷热源装机容量、运行调节要求 (4)节能、环保、安全 (5)初投资及运行费用 6.1.2 常用冷热源组合方式 (1)电制冷水冷机组+锅炉
A 冷水机组:活塞式、涡旋式、螺杆式、离心式。
①需设制冷机房,有冷却水系统;②应选用能效比高的机组型式。
B 锅炉:燃油热水(蒸汽)锅炉、燃气热水(蒸汽)锅炉、电热水锅炉等
①需设锅炉房,由换热系统供热;②一般宜采用燃气热水锅炉;③采用电锅炉应采用水蓄热方式供热。
(2)电制冷水冷机组+集中供热(蒸汽、热水)
A 冷水机组:活塞式、涡旋式、螺杆式、离心式。
①需设制冷机房,有冷却水系统;②应选用能效比高的机组型式。 B 集中供热:蒸汽、热水集中供热系统
①需设换热站;②由汽-水或水-水换热系统供热。
(3)空气源热泵冷(热)水机组(即风冷热泵机冷(热)水机组
①不需要制冷机房,不需要热源,没有冷却水系统;②能效低于水冷机组,供热受室外温度影响;③冬季需要除霜。
(4)蒸汽溴化锂吸收式冷水机组+蒸汽热源
①蒸汽溴化锂制冷机组节电,不节能,能效不高;②需要蒸汽热源;③冬季汽水换热供热;④蒸汽热源以市政蒸汽为宜。 (5)直燃溴化锂吸收式冷热水机机组
①直燃式溴化锂制冷热水机组,夏季供冷,冬季供热,不需另设热源,节电,不节能;
②有燃油型、燃气型,一般建议采用燃气型。
(6)水地源热泵:夏季向地下土壤(或水体)排热供冷,冬季从地下土壤(或水体)取热量供热,能效比高,节能效果好。
(7)冰蓄冷供冷+电锅炉蓄热供热:利用当地分时计价政策,谷电蓄冰(水箱蓄热),峰电平电融冰供冷(水箱供热),节省运行费用。 (8)变频(容)多联空调系统
冷热源方案可在以上组合形式中进行选择。 6.1.3 方案比较及确定
根据确定方案考虑的因素,在以上形式中选择3种可行方案,进行技术经济比较。 A 初选主要设备 B 估算初投资 C 计算运行费用
D方案比较:对初投资和运行费用进行比较确定冷热源方案。 6.1.5 冷、热源系统方案:在以上比较确定的冷热源方案基础上进一步确定冷热源系统方案。 (1)冷源系统
A 冷水机组的台数及容量:台数应满足负荷变化规律要求及部分负荷运行的调节要求,一般不宜少于2台,小型工程可以仅设1台。 B 确定冷冻水系统形式及设计水温
①冷冻水系统形式:一次泵变流量、一次泵定流量、二次泵系统等,一般宜采用一次泵变流量系统;②设计水温:一般:7-12℃。
C 确定冷冻水泵台数控制方式:一般按一机对一泵配备,可不设备用泵。
D 确定补水定压方式:工程上常用定压方式有膨胀水箱定压、补给水泵定压等,应尽量采用膨胀水箱定压。
E 确定冷却水系统设计水温:一般32-37℃。
F 确定冷却水泵台数及控制方式:一般按一机对一泵配备,可不设备用泵。 G确定冷却塔台数:一般按一机对一塔配备。 H 确定水处理方案 (2)热源系统
A 确定锅炉或换热器台数及容量:台数应满足负荷变化规律要求及部分负荷运行的调节要求,一般不宜少于2台,小型工程可以仅设1台。
B确定 1、2次热水循环泵台数及控制方式:一般按一机对一泵配备,可不设备用泵。 (3)确定自控方案 (4)主要设备表:(参考)
6.1.6 系统原理方案及布置
(1)系统原理方案:根据确定的方案绘制系统原理方案。
(2)方案布置:根据原理方案图、设备的外形尺寸以及布置技术要求进行平面初步布置。 6.2 空调、通风、防排烟系统方案确定 6.2.1 空调系统方案确定
(1)熟悉毕业设计题目所给各种条件及要求。 (2)阅读、了解《规范》、《节标》、《节能措施》等的相关规定及要求。 (3)了解和熟悉常用空调系统形式、主要特点及适用情况。 (4)了解和熟悉常用空调水系统的形式和主要特点。
(5)根据建筑条件、房间使用功能以及任务书要求,确定合适的空调系统形式,建议毕业设计以全空气系统和风机盘管加新风系统为主。 A 全空气一次回风系统:①一般大空间(如商场、会议、餐厅等,层高一般不应低于3.9m)采用;②一个系统水平半径不宜过大,一般50-60m,办公通常不应超过90m.,商场、宾馆不宜超过120m,竖向不宜超过10层;③一般需要设空调机房。
B 风机盘管加新风系统:一般办公、宾馆等多房间分割的建筑采用;②新风一般集中处理供给,新风可以分层供给(1层1个系统,或1层几个系统),也可以竖向多层供给;③新风机机组一般需要新风机房,采用吊顶机组时,可不设机房。
C 根据根据空调负荷、新风量初选空调机组机组、风机盘管、新风机组。 (6)空调水系统
A 空调水系统形式:闭式循环二管制、三管制、四管制,一般采用二管制。
B 系统划分:根据建筑使用功能的特点、运行管理要求、以及建筑高度情况对系统进行合理的划分和分区,《暖通》规定竖向一般100m内可以不分区。 C 初步确定水系统干管及立管的布置形式及水力初步平衡措施。 D 确定立管管井位置。
(7)自控方案:根据建筑使用功能、系统形式、运行调节、节能要求等因素初步确定空调系统的自控方案,主要内容为:空调机组、新风机组、风机盘管的控制方式。 (8)根据确定的空调系统方案,进行初步平面布置。 6.2.2 通风系统方案
(1)一般需要通风的房间及部位
A 设备用房:制冷站、锅炉房、水泵房、换热站、变配电室、发电机房等; B 地下汽车库、自行车库、仓库; C 卫生间; D 无窗房间;
(2)阅读、了解《规范》、《节标》、《节能措施》等的相关规定及要求。 (3)确定通风方式,常用通风方式
A 机械排风+无组织进风:房间有负压要求,能自然引入进风的场合,如设备用房、地下车库、卫生间等
B 机械进风+无组织排风:房间有正压要求,常一般有人经常停留的场所。 C 机械排风+机械进风(排风量大于进风量):房间有负压要求的场合,如:设备用房、地下车库、卫生间等;
D 机械排风+机械进风(排风量小于进风量):房间有正压,一般有人经常停留的场所。 (4)确定通风量:一般应通过热平衡计算确定,资料不全时可按换气次数确定,换气次数可查参阅《措施》、《车库》等资料。
(5)确定通风系统:通风系统一般不宜跨越防火分区,设备用房一般独立设系统,功能差异较不大、使用时间相近的可合用系统。
(6)特殊通风:主要有:防空地下室防护通风、事故通风。 (7)初选风机,确定风机房或风机吊装位置; (8)初步布置系统。 6.2.3 防排烟系统方案
(1)阅读、熟悉《高范》、《建规》、《车库》等规范熟悉: A 建筑火灾危险等级分类;
B 防火分区、防烟分区规定及要求; C 防、排烟设置条件及相关规定和要求;
根据建筑条件确定建筑等级以及需要设置防、排烟部位。 (2)防、排烟方式确定
A 自然排烟:有外窗的房间,开窗面积应满足《高规》或《防火》要求且距最远点不大于30m。
C 机械排烟
①走道:无直接自然通风,且长度超过20m的内走道,有自然通风,但长度超过60m的内走道,均应设机械排烟,排烟系统一般竖向设置。
②房间:面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗或设固定窗的房间, 各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2,且经常有人停留或可燃物较多的地下室电,均应设机械排烟,排烟系统宜按防烟分区设置,一个排烟系统可担负多个防烟分区排烟。
③中庭:不具备自然排烟条件或净空高度大于12m的中庭,应设机械排烟。
④地下汽车库:面积超过2000m2时,应设机械排烟,排烟系统按防烟分区设置,风量匹配时,可以和平时通风系统合用。 (3)确定通风量,初选风机 (4)初步布置系统
7 空调系统设计
7.1 方案深化 阅读《暖通》、《措施》、《节能措施》相关规定及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
(1)确定空调机房、新风机房:
A 空调机房:位置应便于送风、便于回风、便于取新风,一般靠外墙,避开室外排风口,新风口位置应符合下列要求:
①应设在室外空气比较洁净的地方;②应尽量设在排风口的上风侧,且应低于排风口,并尽量保持不小于10m的间距;③进风口底部距室外地面不宜小于2m,在绿化带时,可以为1m。
B 新风机房:位置应便于送风、便于取新风,一般靠外墙,避开室外排风口,新风口位置要求同上。
(2)确定回风方式:工程上常用回风方式主要有:风管回风、集中回风口回风、吊顶回风,按上述顺序优先选择回风方式。
(3)确定主风管尺寸及走向:主风管的高度尺寸应保证房间的净空要求,风管的宽高比《节能措施》规定不宜大4,最大不应超过10,风管应尽量避免交叉。 (4)确定全空气系统送风口形式、布置送风口
(5)布置风机盘管、确定风机盘管送风方式及与新风配合方式 (6)确定空调管井位置,布置立管 (7)布置空调水系统干管 7.2 空气处理及设备选型 7.2.1 全空气系统
(1)空气处理方案:一般舒适性空调: A 夏季:冷却、减湿处理;
B 冬季:加热、加湿处理,要求不高的场所,冬季湿度较高的地区可不加湿。 (2)夏季空气处理方案及流程
A 一次回风系统再热送风:一般用于高精度或恒温恒湿空调, B 一次回风系统露点送风:一般用于民用建筑舒适性空调,空气处理i-d图及流程如下图:
NW
C
N
(3)系统风量计算:G=Q0/(iN-iL) (4)系统冷量计算:Q0=G(iC-iL)
G:风量,kg/s;Q0:室内冷负荷 KW ;iN-iL:室内空气N、机器露点L的焓差,KJ/kg干;iC-iL:混合点C机器露点L的焓差KJ/kg干。 (5)空调机组选型:空调机组一般按夏季工况选型。
A 根据空气处理需要,确定合适的空调机组类型以及表冷器排数; B 仔细阅读空调机组样本,熟悉空调机组技术参数; C 根据系统冷量选,校核风量; D 根据系统风量选,校核冷量;
E 进风工况与标准工况不一致时应进行修正; 7.2.2 风机盘管+新风系统 (1)新风处理终态
A 新风处理到室内状态等焓线,不担负室内负荷,风机盘管为湿工况;
B 新风处理到室内状态等含湿量线,新风担负一定室内冷负荷,风机盘管为湿工况; C新风处理到低于室内状态等含湿量线,新风担负湿负荷及围护结构渐变负荷,风机盘管为干工况;
D 新风处理到室内状态等温线,风机盘管为湿工况。
一般国内采用A,建议毕业设计采用A。 (2)风机盘管布置形式及要求
A 侧送风:房间进深小于7m,或大于7m,但风机盘管相对布置,房间允许采用台阶吊顶时,可采用侧送风,风机盘管应选用标准型。
B 下送风:房间进深大于7m,或房间不允许采用台阶吊顶时,可采用下送风,风机盘管应选用高静压型。
(3)风机盘管出风与新风配合方式
A 新风直接送入房间,与风机盘管合用出风口; B新风直接送入房间,与风机盘管出风口分开设置;
C新风送入风机盘管尾部,新风经风机盘管二次处理,加大了风机盘管负担,一般不建议采用。
(3)空气处理方案及流程:(以新风处理A,配合方式A或B,为例)空气处理i-d图及流程如下图:
冷却减湿WN
LLP
O
N
(4)新风机组选型
A 根据新风系统划分及布置,确定合适的新风机组类型以及表冷器排数,一般新风机组表冷器采用6排管;
B 仔细阅读空调机组样本,熟悉新风机组技术参数;
C 根据系统新风量选新风机组,进风工况与标准工况不一致时应进行校核、修正新风冷量。
(5)风机盘管选型
A 仔细阅读风机盘管样本,熟悉风机盘管技术参数;
B 计算房间风量:G=Q0/(iN-iO) C 计算风机盘管风量:GF=G-GW
D 计算风机盘管冷量:QF=GF(iN-iLP)
G:风量,kg/s;Q0:室内冷负荷 KW ;iN、iO、iLP: N、O、LP点的空气焓值,KJ/kg干。
D 风机盘管选型
①按冷量选:根据计算的风机盘管冷量,按样本高档或中档冷量选,校核风量,潜冷量。 ②按风量选:根据计算的风机盘管风量,按样本高档或中档风量选,校核全冷量,潜冷量。 ③进风工况与标准工况不一致时应进行修正。 7.3 空调风系统设计 7.3.1 风系统布置
(1)风管布置应有利于阻力平衡及风量分配; (2)应尽量减少局部阻力; (3)应方便送回风口的连接; (4)一般风管不宜空间交叉。 7.3.2 风量调节措施
(1)一般风管分支处应设一次性风量调节阀,用于初调节时风量调节;
(2)送风口、回风口应有风量调节(或阻力平衡)措施,保证风口风量满足设计要求。 7.3.3 送、回风口尺寸计算
(1)根据风量、风速按流量公式计算确定,风速的确定应考虑房间的使用性质以及对噪声、气流组织要求确定。
(2)送风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.15-1、2、3。 (3)回风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.17。
7.3.4 空调机机房、新风机房及新风口、回风口、出风口设计 (1)空调机房
A 新风口:全空气系统冬夏,为降低新风能耗,采用最小新风比运行,春秋过渡季节为充分利用室外新能量,应采用加大新风比活全新风运行,空调机房新风口一般应按最大新风量确定,新风口风速一般不宜超过4.5m/s,一般取3m/s左右;新风口上应设电动风阀用于新风比调节以及防冻保护; B 回风口:回风量按房间正压要求以及风量平衡确定,回风口风速参见《措施》表3.4.17;进空调机房的回风管应设风量调节阀,用于调节新风比。
C 出风设计:是指空调器与主送风管的连接部分,可以采用弯头、静压箱连接,静压箱截面尺寸按风速确定,一般不宜超过1.5m/s。
D 新风回风混合方式:①设回风箱混风,新风管、回风管分别介入回风箱混合进入机组;②空调机房作为混合箱,新风、回风直接进入空调机房,混合后进入空调机组,一般应采尽量用①。
E 空调机组布置:应留出主要检修通道,一般通道尺寸不宜低于0.8m,并有利于阀门仪表的操作和观察。 (2)新风机房
A 新风口:新风口一般应按新风机组额定新风量确定,新风口风速一般不宜超过4.5m/s,一般取3m/s左右;新风口上应设电动风阀用防冻保护;
B 出风设计:是指空调器与主送风管的连接部分,可以采用弯头、静压箱连接,静压箱截面尺寸按风速确定,一般不宜超过3m/s。
C 新风进入方式:①利用风管直接进入机组;②新风机房作为进风合箱,新风接进入新风机房,然后进入空调机组,一般应采尽量用①。 D 新风机组布置: 同空调机房。
E 采用吊装新风机组时,一般不需机房,但从控制噪声及维修角度,建议风量不宜超过 5000m3/h。 7.3.5 风管
(1)风管材料确定原则
A 空调一般不应采用土建风道; B 空调风管应满足防火规范要求; C 阻力小,安装方便。
(2)常用管材:镀锌钢板、不锈钢板、各种自保温型复合风管、无机玻璃钢风管等,毕业设计阶段建议采用镀锌钢板风管。 (3)管道规格:既截面尺寸规格,宜《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)规定。
(3)截面形状及宽高比:空调风管截面形状一般设计成矩形,宽高比不宜大于4,最大不应超过10。
7.3.6 风系统局部构件及阀门
(1)弯头:一般应尽量采用阻力小的同心圆弧弯头,内圆弧半径一般取0.5a(a为风管宽度),采用矩形弯头时应设导流叶片。
(2)三通:一般宜采用圆弧三通,内圆弧半径一般取0.5a(a为风管宽度)。 (3)变径:应采用渐扩或渐缩形,扩大或收缩角不宜大于30度。 (4)风阀:主要用于风量调节、关断作用:
A 一次性调节阀:用于阻力平衡,初调节后,不在调节;
B 经常性调节阀:用于经常需要进行风量调节场所,如:新风比调节。 C 关断作用:用于需要关断的场所。
(5)弯头、三通、变径、风阀之间距离宜保持5-10管径长的直管段。 (6)风机入口的风管连接,应有大于风口直径的直管段。 7.3.7 水力计算
(1)水力计算方法:参见有关教材;
(2)水力计算简图:风管水力计算应绘制水力计算简图,并标注水力计算数据,作为计算的依据。
(3)风管风速:根据噪声要求按下表确定:
(5)根据水力计算结果校核空调机组、新风机组风机风压是否满足要求 7.3.8 绘制空调风系统图纸:主要为平面布置图。 7.4空调水系统设计 7.4.1 系统布置
(1)在方案布置基础进一步协调、确定空调立管的形式、位置以及管井尺寸,并对立管进行编号;
(2)在方案布置基础进一步协调、确定空调干管布置的形式、位置,布置型式宜采用同程式。
7.4.2 阀门附件设计
(1)与立管相连的供回水干管处应设关断阀门; (2)立管顶端及系统高点设自动排气阀;
(3)空调机组、新风机:供水管应上设关断阀、过滤器、温度计、压力表、软接;回水管上应设关断阀、电动调节阀、温度计、压力表、软接。
(4)风机盘管:供水管应上设关断阀、过滤器、软接;回水管上应设关断阀、电动开关阀、
软接。
(5)立管、管管热补偿方式及固定支座。 7.4.3 水力平衡措施
(1)立管:可采用同程式布置,采用异程式布置时,干管宜设静态水力平衡阀,用于初调节水力平衡;
(2)干管:干管可布置同程式,布置异程式时,分支的处应设静态水力平衡阀; (3)空调机组、新风机组:回水管上可设动态平衡电动调节阀; (4)风机盘管:回水管上可设动态平衡电二通动阀;
(5)静态平衡阀、动态平衡阀、动态平衡电动调节阀使用时,应注意其作用、使用范围和条件。
7.4.4 水力计算
(1)水力计算方法:参见相关教科书;
(2)水力计算简图:水管水力计算应绘制水力计算简图,并标注水力计算数据,作为计算的依据。
(3)流量:可按空调器的额定流量,但当按额定流量累计值大于等于冷源流量时,其后管径可不变。
(4)推荐比摩阻:一般控制在100-300Pa; (5)并联环路压力损失差额不应大于15%; (6)水力计算结果:水管水力计算。 7.4.3 凝结水系统设计
(1)凝结水管路布置:空气凝结水排放一般采用重力排放,水平干管坡度为3-8‰,干管布置尽量不要太长(建议不超过30m);
(2)凝结水排放地点:可以排放的屋面、室外地坪、室外窨井、室内地漏、集水坑等,但不能直接排至污水系统,应设水封。
(3)空调机组的凝结水排放设水封,如:存水弯,溢流地漏; (4)凝结水管路计算:一般可按冷量估算,可参照下表确定:
7.5 气流组织设计
7.5.1 气流组织形式确定
(1)根据空调房间使用要求、层高条件、空调系统形式以及风管布置情况,在方案的基础上进一步明确送、回风口的型式及位置; (2)一般舒适性空调常用的形式有:
A 百叶风口侧送风:单侧上送上回、单侧上送下回、双侧上送上回、双侧上送下回等; B 散流器平送、散流器下送;
C 喷口侧送、下送;旋流风口下送;
(3)百叶风口侧送一般设计成贴附射流,工作区处在回流区;散流器送风一般按平送设计,射流为贴附射流,工作区处在回流区; 7.5.2 气流组织设计计算
(1)侧送风:计算方法参见《教科书》。 (2)散流器送风:计算方法参见《教科书》。
(3)喷口送风:计算方法参见《教科书》。
7.6 运行调节方案
全年空调系统的运行调节方案,是系统运行节能的重要保证,也是空调设计的内容之一,毕业设计,应设计简要的全年运行方案。
7.6.1 全空气系统:一般夏、冬季采用最小新风比运行,春秋过渡季节,采用加大新风比或全新风运行。
7.6.2 风机盘管加新风系统:一般全年最小新风运行,负荷变化时,由风机盘管手动风量调节、电动水量调节冷量。
8 通风系统设计
8.1 方案深化
阅读《暖通》、《措施》、《节能措施》相关规定及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
8.1.1风机选型
(1)查阅风机样本,熟悉风机风量、风压、效率、功率、外形尺寸等主要技术参数;
(2)根据风量,估算全压,进一步确定风机型号
A 风机应尽量选用低噪声型;
B 风机全压估算:ΔP=Pm.L(1+K)(Pa)
Pm:单位长度风管摩擦压力损失,Pa;L:风管总长,m;K:局部压力损失和摩擦压力损失的比值,一般:
弯头、三通等构件较少时,K=1.0-2.0
弯头、三通等构件较多时,K=3.0-5.0
C 根据风机性能曲线,风机效率应在高效区;
8.1.2 风机房位置或风机吊装位置
(1)进一步协调、确定风机房位置或风机吊装位置;
(2)确定室外进排风口:机械通风系统进、排风口设置原则:
A应设在室外空气比较洁净的地方;
B 当进、排风口在同侧时,排风口宜高于进风口6m,在同一侧,同一高度时,水平距离不小于10m的间距;
C 进、排风口底部距室外地面不宜小于2m,在绿化带时,可以为1m;
D 进、排风口的噪声应符合环保部门的排放标准,否则应采取消声措施。
E 进排风口的风速参见《措施》表4.7,12。
8.1.3 风管及局部构件:参见空调风系统设计。
8.1.4 系统详细设计
(1)确定送、排风口形式:一般送风口可采用双层百叶,排风口可采用单层百叶或格栅风
(2)布置风管、风口:根据初步方案,调整风管、风口布置。
A 风管布置应有利于阻力平衡及风量分配;
B 应尽量减少局部阻力;
C 应方便送、排风口的连接;
D 一般风管不宜空间交叉;
E 送排风口布置应有利于气流组织,避免气流短路。
(3)风量调节措施
A 一般风管分支处应设一次性风量调节阀,用于初调节时风量调节;
B 送风口、回风口应有风量调节(或阻力平衡)措施,保证风口风量满足设计要求。 口。
(3)计算风口尺寸。
A 根据风量、风速按流量公式计算确定,风速的确定应考虑房间的使用性质以及对噪声、气流组织要求确定。
B 送风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.15-1、2、3。
C 排风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.17。
8.2 水力计算
(1)水力计算方法:参见有关教材;
(2)水力计算简图:风管水力计算应绘制水力计算简图,并标注水力计算数据,作为计算的依据。
(3)风管风速:参见《措施》表4.7.12
(4)水力计算结果:风管水力计算表。
(5)根据水力计算结果,校核风机全压;
9 防排烟系统设计
9.1 阅读《高规》、《建规》、《车库》相关规定及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
9.2 机械防烟
9.2.1加压送风量计算
(1)计算公式:压差法、风速法,详参见《高规》、《建规》、《手册》;
(2)《高规》加压送风量表:参见《高规》表8.3.2-1、4。
加压送风量应由公式计算确定或按《高规》风量表确定,当两者不一致时,应取两者大值。
9.2.2 加压送风井道尺寸确定
加压送风井道截面积根据风量、风速按流量公式计算确定,采用钢板风道时,风速不应大于20m/s,土建风道,风速不应大于20m/s。
9.2.3 加压送风口型式、布置、尺寸计算
(1)加压送风口型式
A 常闭型:平时关闭,火灾时,由火灾报警联动开启,一般用于前室;
B 常开型:平时开启,一般常用于楼梯间。
(2)加压风风口布置
A 前室、合用前室:一般采用常闭风口,每层均布置,火灾时,同时开启的门数为2时,开启着火层及上一层,同时开启的门数为3时,开启着火层及上下层;风口下边距地一般300-500mm
B 楼梯间:一般采用常开型,高层每隔2-3层设置一个,多层平每隔2层设置一个,风口下边距地一般300-500mm。
(3)风口尺寸
A 前室、合用前室:每个风口的有效面积按系统总风量除以火灾时开启门的数量确定;
B 楼梯间:每个风口的有效面积按系统总风量除以风口总数量确定;
C 加压风口风速不宜大于7m/s。
9.2.4 正压送风机选型及布置
(1)选型:可采用轴流风机或中低压离心风机;
(2)布置:应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受火烟威胁等因素确定,一般设
在屋顶。
9.2.5 水力计算
(1)水力计算方法:同通风系统;
(2)风机全压,除计算最不利管路的压力损失外,上应有余压,余压值《高规》规定:
防烟楼梯间:40-50Pa
前室、合用前室、消防电梯前室:25-30Pa;
(3)应根据水力计算结果校核风机全压。
9.2.6消防联动控制要求及流程
(1)前室:火灾报警-开启常闭风口-开启加压风机;
(2)楼梯间:火灾报警 -开启加压风机。
9.3 机械排烟
9.3.1排烟量计算
(1)走道
《高规》规定:排烟系统担负一个防烟分区时,按60m3//hm2确定,但不低于7200m3/h;担负2个以上防烟分区时,以最大的一个防烟分区面积,按120m3//hm2确定;走道面积应为走道面积与连同走道的无窗房间或设固定窗的房间面积之和。
(2)房间
《高规》规定:排烟系统担负一个防烟分区时,按60m3//hm2确定,但不低于7200m3/h;担负2个以上防烟分区时,以最大的一个防烟分区面积,按120m3//hm2确定。
(3)地下车库
《车库》规定,排烟量按6次/h换气次数确定。
(4)中庭
《高规》规定:体积小于等于17000m3的,按6次/h换气次数确定,体积大于17000m3的,按4次/h换气次数确定,最小排烟量不应小于102000m3/h。
(5)排烟补风量
《高规》、《建规》规定:设置机械排烟的地下室,应同时设置机械补风系统,补风量不宜小于排烟量的50%。
9.3.2 排烟风道及尺寸确定
(1)排烟风道:风道材料必须不燃;
(2)排烟风道截面积根据风量、风速按流量公式计算确定,采用钢板风道时,风速不应大于20m/s,土建风道,风速不应大于20m/s。
9.3.3 排烟风口型式、布置、尺寸计算
(1)排烟风口型式
A 常闭型:进口设有常闭的排烟阀,平时关闭,火灾时,由火灾报警联动开启;
B 常开型:平时开启,一般常用于与平时通风合用系统的场合。
(2)排烟口布置
A 排烟口应按防烟分区布置,一个防烟分区可布置一个或多个排烟口,排烟口距最远点的距离不应大于30m;
B 排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙上,且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小距离不应小于1.50m;设在顶棚的排烟口,距可燃构件的距离不应小于1.0m;
C 墙面上的排烟口宜设在距顶棚800mm内的高度上,当顶棚高度超过3m时,排烟口可设在距地2.1m以上高度。
D 排烟口尽量使烟气气流与人流疏散方向相反;
(3)排烟口尺寸计算,根据排烟量,风速计算,排烟口风速一般不大于10m/s。
9.3.4 排烟风机选型及布置
(1)排烟风机一般采用可以连续运转耐温280℃的高温排烟风机,其进口应设280℃关闭的防火阀;
(2)排烟风机应尽量设在排烟系统最高排烟口的上部,位于防火分区的机房内,当设在机房有困难时,也应尽量使排烟风机与其担负的房间或走道之间由墙体、楼板等隔开;
(3)走道排烟系统一般竖向设置,排烟风机一般设在屋顶;
(4)排烟风机的风压应按排烟系统最不利条件进行水力计算确定,应能满足2个防烟分区排烟口同时开启的条件;
(5)排烟风机的风量应在排烟量的基础考虑风道漏风,金属风道漏风系数1.1-1.2,土建风道漏风系数1.2-1.3;
(6)应根据水力计算结果校核风机压头。
9.3.5消防联动控制要求及流程
火灾报警-开启排烟口-启动排烟风机-烟气达280度时防火阀关闭-排烟风机停止。
9.3.6 通风空调系统防火设计
(1)下列情况之一通风空调风管应设70℃关闭防火阀:
A 风管穿越防火分区处;
B 穿越空调机房、风机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处;
C 垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上;
D 穿越变形缝处。
(2)浴厕的垂直排风竖管,应采取防止回流措施或在支管上设70℃关闭的防火阀。
(3)通风空调系统一般应防火分区设置系统。
(4)管道和设备的保温材料、消声材料和粘结剂应为不燃或难燃材料。
10 冷热源系统设计
10.1阅读《暖通》、《措施》、《节能措施》相关规定及要求以及设备样本的主要技术参数及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
10.2 冷源系统
10.2.1 冷冻水系统
(1)制冷机组
A 根据计算冷负荷以及方案设计,最终确定机组的台数及容量;
B 冷水机组与水泵的连接方式:2台及2台以上的冷水机组与水泵的连接一般建议采用一对一独立接管方式(先串后并),连接有困难时,可采用先并后串的连接方式,但为方便台数控制,每台机组进水管或出水管上应设电动阀,并且与对应的水泵联锁;
C 当采用一次泵变频时,应注意主机流量允许的变化率是否能够满足要求;
D 主机的布置:①主机侧面距墙、主机之间距离不小于1.2m;②主机端头与墙之间距离,抽管一侧应满足抽管长度要求,另一端,应不小于1.5m;③主要通道宽度不小于1.5m;④机组上方净空不应小于1.0m。
(2)冷冻水泵
A 水泵台数:根据主机台数最终确定水泵台数,一般一机对一泵,可以不考虑备用泵;冷水泵夏季冷水流量和冬季热水流量相差不大时,可以兼做冬季热水泵,一般情况冬季应另设热水泵。
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用端吸泵,流量大于500m3/h宜选用双吸泵;
②水泵流量:取对应主机的冷水流量附加5-10%的裕量;
③水泵扬程:为管路、管件阻力+主机蒸发器阻力+末端表冷器阻力,并考虑5-10%的裕量; ④水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区;
⑤水泵位置:计算系统工作压力,确定水泵位置,对于高层建筑,为降低主机蒸发器承压,一般宜设在蒸发器出口;
⑥水泵基础尺寸:水泵基础平面尺寸,应每边比水泵底座宽100-1500mm;独立基础的厚度按计算确定,但不小于0.5m,基础高于地面高度应便于水泵、管道安装,一般为100-300mm。
⑦水泵布置间距:
水泵房主要通道宽不小于1.2m。
(3)系统工作压力计算及系统承压
A 系统静止时:P=定压点压力;
B 系统启动时:P=水泵扬程+定压点压力;
C 系统运行时:P=水泵扬程+定压点压力-出口动压;
根据计算的压力确定对系统设备的承压要求。
(4)分集水器
A 直径计算:根据流量、流速计算,流速一般取0.3-0.5m/s,流量较大时可取0.8m/s;
B 长度计算:根据连接的管道数量及管径确定。
(4)补水定压
A 膨胀水箱定压:①位置:水箱最低水位水应高于系统最高点1.5m;②连接点:系统压力最低点;③调节容积计算方法参见《措施》
B 补给水泵定压(或闭式膨胀罐定压、或补水泵变频定压)
①补水泵台数:一般设2台,平时运行1台,初期补水和事故补水时运行2台; ②补水泵流量:一般取系统补水量的2-5倍,系统补水量取系统水容量的2%确定; ③补水泵扬程:补水点压力+(30-50)kPa;
④补水泵补水点:宜设在水泵的吸入段;
⑤补水箱容积:按补水泵0.5-1.0h水量。
(5)压差旁通:对一次泵变流量系统,为保证负荷变化时,冷源侧流量恒定以及恒定供回水总管上的压差,应在供回水总管上设旁通管,旁通管上设电动调节阀,并由压差控制器根据总管的压差与设定值比较结果决定阀的开度;旁通管径一般按取台主机流量确定,压差设定值一般取最不利环路压力损失。
(6)水处理
A 水温不高时(小于60℃)可以采用物理除垢,如各种电子水处理器;
B 水温大于等于60℃时,一般补水应经软化处理,当水源或软水能够连续供给系统补水量时,软水箱容积可取30-60min的补水泵流量,软水箱可以和补水箱合用。
10.2.2 冷却水系统
(1)冷却泵
A 水泵台数:根据主机台数最终确定水泵台数,一般一机对一泵,可以不考虑备用泵。
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用端吸泵,流量大于500m3/h宜选用双吸泵;②水泵流量:应为对应主机的冷却水流量附加5-10%的裕量;
③水泵扬程:为管路、管件阻力+主机冷凝器阻力+冷却塔扬程,并考虑5-10%的裕量,
冷却塔扬程=积水盘水位至布水管几何高度+冷却塔布水器喷嘴压力
④水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区; ⑤水泵位置:一般采用灌入式工作方式,一般宜设在冷凝器的进口;
⑥水泵基础尺寸与布置:同冷冻水泵。
(2)冷却塔
A 冷却塔台数:宜按主机台数一对一匹配设计,多台组合塔设置,应保证单个组合体的处理水量与主机冷却水量匹配,冷却塔不设备用。
B 冷却塔设置:多台塔并联使用时,积水盘下应设连通管,或进出水管上均设电动二通阀;
C 冷却水温:一般按冷水机组冷却水温要求确定;进出口温差,电制冷宜取5℃,溴冷机取5-7℃;
D 冷却塔选型
①应尽可能减少冷却塔噪声对环境的影响,选用低噪声型或超低噪声型;
②冷却塔的出口水温、进出口温差和循环水量,在夏季空调室外计算湿球温度条件下应满足冷水机组的要求,当工程设计工况与冷却塔名义工况不同时,应对名义工况下的冷却水量进行修正;
③冷却塔的水量风量计算
水量=3600Q c/cw(tw1-tw2) kg/h
风量=3600Qc/(is2-is1) kg/h
冷却塔效率=(tw1-tw2)/(tw1-ts1)
Qc:冷却塔排热量(KW),电制冷机组取制冷机负荷的1.3倍,溴冷机取2.5倍;
Tw1、tw2:冷却塔进出口水温;is2、is1:冷却塔进出口湿球温度下的饱和空气焓值; CW:水的比热(KJ/kg.℃);ts2:冷却塔进风湿球温度。
E 布置:①冷却塔位置应通风良好,应避免气流短路;②应避免噪声、漂水对环境的影响。
(3)水处理:冷却水处理目的是防腐、杀菌灭藻,一般可在采用电子水处理器处理,要求高时,可采用加药处理。
10.4 热源系统
采用锅炉作为热源的,锅炉房设计另见《锅炉房设计》指导书,本书以市政蒸汽作为热源。
(1)汽水换热器
A 换热器台数:根据热负荷确定,台数不宜少于2台,1台停用时,其余换热器的换热量应能满足热负荷的75%要求;
B 换热器选型:应选择高效换热器,在设计负荷下,能将凝结水出口水温降至85℃以下。 C蒸汽参数:蒸汽压力、温度应满足换热器的换热要求。
D选型计算
①换热器计算热负荷:Qz=KQ,w;Q:计算空调热负荷,w;K:管网热损系数,取1.05-1.10。 ②蒸汽耗量计算:G1=3.6Qz/(i’’-i’)(kg/h)
i’’、i’:蒸汽入口、凝结水出口焓值,KJ/kg。
③单台换热器传热面积:F=q/(k.Δtcp),,m2
q:单台换热器换热量,w;k.:传热系数,w/m2.h.℃;Δtcp:换热器对数平均温差,℃。
(2)蒸汽系统
A 蒸汽管路上一般应设过滤器阀组、流量计阀组、减压阀组、安全阀组;
B 换热器蒸汽进口设温控阀。
(3)热水系统
A 热水泵
①.台数:一般与换热器一对一配置,宜考虑备用泵;
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用热水型端吸泵;
②水泵宜采用变速调节控制;
③水泵流量:应为对应换热器热水流量附加5-10%的裕量;
④水泵扬程:为管路、管件阻力+换热器阻力+末端表冷器阻力,并考虑5-10%的裕量, ⑥水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区; ⑦水泵位置:一般宜设在换热器的进口;
⑥水泵基础尺寸与布置:同冷冻水泵。
(4)凝结水系统
A 换热器凝结水出口应设疏水阀组;
B 凝结水箱有效容积:按系统20-40min最大凝结水回收量确定;
C 凝水泵
①.台数:一般设2台,1用1备泵;
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用热水型端吸泵;
②水泵流量:蒸汽耗量附加5-10%的裕量;
③水泵扬程:为管路、管件阻力+凝水自凝水箱提升的几何高度,并考虑5-10%的裕量, ④水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区; ⑤水泵位置:一般宜设凝水箱出口;
⑥水泵基础尺寸与布置:同冷冻水泵。
10.5 阀门仪表附件设计
(1)冷水机机组冷冻水、冷却水进出口应设关断阀门、温度计、压力表、软接;有台数自控要求时,进口或出口应设电动阀;有流量分配要求时,且水泵连接为先并后串式,进水管上宜设流量控制阀。
(2)水泵进出口设关断阀门、软接、压力表,出口设止回阀,进口设过滤器。
(3)换热器热水侧进出口设关断阀门、压力表、温度计。
(4)冷却塔进出管上应设关断阀;多台并联运行时,应在进水管上设电动阀。
(5)分集水器上应设温度计、压力表、泄水阀;其上各管段应设关断阀;为阻力平衡,各分支回水管上可设静态水力平衡阀。
(6)水箱上应设水温控制阀、泄水阀、水位计、温度计。
(7)系统低处设泄水阀、高处设自动排气阀。
10.6 系统原理(流程)图完善
在系统原理方案的基础上,根据在以上结果,进一步修改完善原理图,包括阀门、仪表附件、管径等。
10.7 设备管路详细布置
10.7.1 设备布置
参照原理图,在方案布置的基础上,根据设备外形尺寸、检修要求、布置间距、管道、附件连接要求以及通道宽度尺寸要求,准确定位各个设备,一般以设备外型尺寸进行定位。
10.7.2 管路
参照原理图,在方案基础上,根据管路与设备、阀门附件等的连接、检修、安装要求,以及管道外径(含保温层)尺寸,详细布置定位布置管道;管道应尽量减少空间交叉,一般不宜超过3层;经常需要操作的阀门,安装方便操作的位置,
10.8 水力计算及设备压头校核
10.8.1 水力计算
(1)冷冻水系统:方法参见空调水系统设计;
(2)热水系统:方法同上,仅计算不是与冷冻水系统共同的管路部分;
(3)蒸汽系统:方法参见《流体输配管网》及《手册》等。
(5)凝结水系统:方法参见《流体输配管网》及《手册》等。
11 自控系统方案设计
自动控制,是空调系统实现舒适、节能、高效的重要环节之一,毕业设计阶段,仅要求学生根据以下能内容确定控制方案。
11.1 空调系统自控
11.1.1全空气系统空调机组控制
(1)房间温度控制
一般采用控制表冷器流量,控制回风(房间)温度,主要方法:
A 电动二通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按变流量设计时,应采用电动二通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
B 电动三通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按定流量设计时,应采用电动三通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
(2)房间湿度控制
一般夏季采用控制露点温度的方法控制房间湿度,冬季采用电动调节阀控制喷蒸汽量、或高压喷雾量等方法控制房间湿度,毕业设计阶段,不做要求。
(3)新风比控制
A 手动控制:新风口、回风口设电动风阀,夏、冬季采用采用最小新风比运行,春秋过渡季节采用最大新风比运行,当采用最大新风比运行时,为避免室内正压偏高,同时联动排风机排风。
B 焓值控制:新风口、回风口设电动风阀,根据室内、外空气的焓值比较结果,决定新风阀、回风阀、排风阀(或排风机变频)的开度,夏(冬)季当新风焓值大于(小于)室内空气焓值时,系统以小新风比运行,反之系统一最大新风比运行。
(4)防冻控制
新风口设电动风阀,并与空调机组风机联锁:
开启:新风阀开启-风机开启;
关闭:风机停止-新风阀关闭。
11.1.2新风机组
(1)送风温度控制
一般采用控制表冷器流量,控制送风温度,主要方法:
A 电动二通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按变流量设计时,应采用电动二通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
B 电动三通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按定流量设计时,应采用电动三通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
(2)房间湿度控制
冬季采用电动调节阀控制喷蒸汽量、或高压喷雾量等方法控制房间湿度,毕业设计阶段,不做要求。
(3)防冻控制
新风口设电动风阀,并与空调机组风机联锁:
开启:新风阀开启-风机开启;
关闭:风机停止-新风阀关闭。
11.1.3 风机盘管
主要为房间温度控制
(1)水量调节
一般采用控制表冷器流量,控制回风(房间)温度,主要方法:
A 电动二通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按变流量设计时,应采用电动二通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用双位调节,既通断调节;
③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
B 电动三通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按定流量设计时,应采用电动三通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用双位调节,既通断调节;
③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
(2)风量调节
一般用于定水量系统,要求不高的场合。由房间温控器控制风机盘管风机启停,房间温度低于设定值时,风机停止,反之开启。
11.2 冷热源系统自控
12.1.1连锁控制
主要为冷水机组主机联锁控制,顺序为:
开启:冷却泵-冷却塔-冷冻泵-冷水机组;
停止:冷水机组-冷冻泵-冷却塔-冷却泵。
12.1.2压差旁通控制
在供回水总管上设旁通管,旁通管上设电动二通调节阀,测量供回水总管上的压差,并与设定值进行比较,根据比较的结果,决定调节阀的开度,调节方式一般为PID。 12.2.3 台数控制
对于2台以上的冷水机组,台数控制宜采用冷量控制法,既在压差旁通管路上设流量传感器,供回水管上设温度传感器,根据流量、温差计算冷量,当冷量达到一台机组的冷量时,停止一台机组,并联动对应的冷冻泵、冷却泵、冷却塔停止。
12.2.4 冷却塔控制
(1)冷却塔风机控制
在冷却塔出水管上设温度传感器测量出水温度,并与设定值比较,根据比较的结果冷却塔决定风机的启停。
(2)冷却塔风出水温度控制
冷却塔进出水总管设旁通管路,并设电动三通调节阀,在出水管上设温度传感器测量出水温度,并与设定值比较,根据比较结果,决定三通阀的开度,阀调节方式一般为PID。 12.2.5换热器出水温度控制
(1)换热器蒸汽管路上设自厉式温控阀控制热水出水温度;
(2)换热器蒸汽管路上设电动阀(或电磁阀)通断调节控制热水出水温度。
12.2.5 热水泵变频控制
一般采用下列参数控制:
(1)供回水管压差;
(2)二次热水回水温度。
12 消声减振
12.1 消声减震措施
(1)空调通风设备应尽量选择高效、低噪声设备;
(2)冷冷水机组、数泵、风机、空调机组等设备进出口应采用柔性接头;
(3)吊装风机、空调器应采用弹性支架;
(4)冷水机组、水泵、空调器、风机等设备与基础之间应设减震器;
(5)风管、水管内的流速应进行一定的控制;
(6)控制风口风速在2-5m/s内。
12.2 消声设计
12.2.1噪声允许标准
(1)室内:参见《民用建筑隔声设计规范》GBJ-118-88、《措施》;
(2)室外:参见《城市区域环境噪声标准》GB3096-93。
12.2.2消声量计算
(1)根据房间用途确定房间的允许噪声值的NR曲线;
(2)计算风机的升功率级;
(3)计算管路、部件的噪声的自然衰减;
(4)计算风机噪声经自然衰减后的剩余噪声;
(5)计算房间内某点的声压级;
(6)根据NR曲线各频程允许噪声值和房间内某点各频率的声压级,确定消声量。
(7)根据消声量及频率特点选择消声器。
计算方法、公式参见《教科书》、《措施》、《手册》。
12.2.3消声器选型及设置
(1)选型原则:消声器的选择应根据噪声频率特点进行:
A 消除高频噪声应采用阻性消声器;
B 消中低频噪声应采用抗性消声器;
C 噪声频谱范围较宽时,应采用阻抗复合消声器;
D 消声器内的风速宜小于6m/s,不应超过8m/s。
(2)布置
A 消声器布置在空调机(风机)房与空调房间之间的管道上,宜放在机房外,如果必须
放在机房内时,消声器外壳及连接部分应做好隔声处理,放置机房噪声二次传入风管;
B 空调机组的进出口均应设置消声器;
C 对房间见要求高的,宜在每个房间送、回、排风管上进行消声处理;
D 室外环境噪声有要求时,在连接室外的进排风管上应布置消声器。
12.3 减振设计
12.3.1减振设计标准
一般以振动传递率平价,各建筑和设备所需要的振动传递率建议值参见《措施》表5.2.3。 12.3.2 减震设计内容
(1)设备减振:冷水机组、空调机组、风机、水泵等振动较大设的备;
(2)管道减振:防止设备振动通过水管、风管传递。
12.3.3 减振台座设计
(1)减振台座一般采用钢筋混凝土预制件或型钢架,其尺寸应满足设备安装尺寸;
(2))减振台座重量不宜小于设备重量(含电机)的3倍(设备自带减振台座除外); 12.3.4 减震器设计
(1)减震器的自振频率应根据建议的振动传递率计算确定,计算公式参见《教科书》、《措施》、《手册》等。
(2)减震器的类型宜按下列原则确定:
A 减震器自振频率
B 5HZ
C 减震器自振频率>12HZ时,可采用金属弹簧减震器、橡胶剪切减震器。
(3)每个设备配备的减震器数量一般为4,最多不超过6。
(4)机房内管道宜采用弹性减振吊钩;
(5)空调机组可真直接采用橡胶隔振垫。
13 管材与保温
13.1 管材
13.1.1 水管
(1)空调水管、冷却水管:在满足承压要求的条件,一般DN≤80时,的采用镀锌钢管丝扣连接,DN>80采用无缝钢管焊接连接。
(2)冷凝水管:一般可以镀锌钢管、PVC管。
(3)蒸汽管:一般采用无缝钢管焊接。
13.1.2 风管
(1)空调风管:一般可以采用镀锌钢板风管、无机玻璃钢风管、各种复合风管,但应满足消防规范不燃或难燃要求。
(2)通风风管:同上,防排烟风管应不燃。
13.2 保温与保冷
参见《节能措施》
14 节能
14.1 节能设计内容
(1)冷水机组COP应满足《节标》的限值要求。
(2)锅炉效率限值应满足《节标》的限值要求。
(3)系统节能设计主要内容
A 排风热回收;
B 房间温度控制调节;
C 新风冷量利用;
D 设备系统的自动控制;
E 水泵、风机变频调节;
F 蒸汽凝结水利用;
G 其它方面,参见《节标》、《节能措施》。
14.2 节能计算
(1)空调风系统风机单位风量耗功率(WS);
(2)通风系统风机单位风量耗功率(WS);
(3)空气调节冷热水系统的输送能效比(ER)计算;
(4)空气调节风管绝热层最小热阻;
计算方法及公式参见《节标》、《节能措施》。
15 英文翻译
15.1 外文翻译原文选择
(1)应属于建筑环境设备专业内容
(2)能反映现代新技术。
15.2 翻译字数
3000-5000。
15.3 原文、译文作为设计说明书附录,附于其后。
16 设计成果及深度要求
16.1 设计说明书
⑪ 设计说明书,应由封面、中英文摘、目录、正文、参考文献、致谢、附录等组成,格式、装订顺序应符合学院毕业论文标准格式及装订要求。
⑫ 正文应包括以下内容:
工程概况、设计依据、设计参数或基础数据、负荷计算、冷热源方案比较及系统设计、空调系统设计、自控方案设计、通风及防排烟系统设计、节能等。
其中系统设计主要为方案设计、设备选型、风、水(冷媒)系统水力计算等各类设计算和校核计算。
16.2 设计图纸
2.设计图纸:应包括以下内容:
⑪ 设计施工说明(应包括工程概况、设计依据、设计参数、总负荷及面积指标、系统设计、主要设备选型、管材、保温、自控、节能等内容的说明)、设备材料表、图例。
⑫ 平面布置图:比例随建筑。反映设备基础及定位、系统的平面布置。主要标注基础或设备定位尺寸、设备型号、系统编号、风管截面尺寸、风口类型及尺寸、水(冷媒)管管径、立管(或系统)编号。
⑬ 系统图:包括水(冷媒管路)系统、风系统, 反映系统的空间位置关系。空调系统图包括风管系统图和水(冷媒管路)系统图,本次设计风管系统建议采用分层设置,可不画风系统,只画水系统图;冷媒管路系统图可以画原理图形式。
⑭ 冷热源工艺原理图(多联机空调系统原理图)。
⑮ 剖面图,详图比例1:50(根据是否需要确定)。
⑯ 设计图纸设计概算(根据学生具体工作性质、要求确定,不作要求)。
⑰ 图纸目录。
16.3 深度要求:介于初步设计与施工图之间
建筑环境与设备工程专业
毕业设计指导书
(暖通空调部分)
安徽建筑工业学院环能学院
目录
0 前言
1设计任务书
2 资料收集与查阅
2.1 国、内外暖通空调系统现状 2.2 工程设计主要参考文献 3 开题报告
3.1 国、内外暖通空调系统现状 3.2 毕业设计内容 3.3 毕业设计初步方案 4基础数据
4.1能源及环保条件 4.1.1 当地能源条件 4.4.2 环保要求 4.2 气象数据 4.2.1 数据来源 4.2.2 数据内容
4.3 室内温湿度设计标准 4.3.1 温湿度标准确定 4.3.2 新风标准确定 4.3.3 换气次数 4.4 建筑基本条件 4.4.1 建筑基本条件 4.4.2 人员、照明、设备 4.5 建筑热工数据 5 负荷计算
5.1 空调冷负荷计算 5.1.1 负荷计算方法确定 5.1.2 负荷计算 5.2 空调热负荷计算 5.2.1 负荷计算方法确定 5.2.2 负荷计算 5.3 湿负荷计算 5.4 新风负荷计算 5.5 空调负荷汇总
5.6 制冷、制热系统负荷 6 方案确定
6.1 冷热源方案确定
6.2 空调、通风、防排烟系统方案确定 7 空调系统设计 7.1 方案确定
7.2 空气处理及设备选型 7.2.1 全空气系统 7.2.2 空气-水系统
7.2.3 直接蒸发式系统 7.3 空调风系统设计 7.3.1 风系统布置 7.3.2 送回风口
7.3.3 水力计算及水力平衡 7.4空调水系统设计 7.5 气流组织设计 7.6 运行调节方案 8 通风系统设计 8.1 通风系统方案
8.2 设备选型及水力计算 9 防排烟系统设计
9.1 确定防排烟部位、系统设计 9.2 防排烟计算
9.3 消防联动控制要求及流程 10 冷热源系统设计
10.1 冷热源系统流程设计 10.2 设备选型
11 自控系统方案设计 11.1 空调系统自控 11.2 冷热源系统自控 11.3 BA系统 12 消声减振 12.1 消声设计 12.2 减振设计 13 管材与保温 13.1 管材 13.2 保温 14 节能
14.1 节能设计内容 14.2 节能计算 15 英文翻译
16 设计成果及深度要求 16.1 设计说明书 16.2 设计图纸 16.3 深度要求
0 前言
建筑环境与设备工程专业毕业设计是本专业重要的实践性教学环节之一。通过毕业设计,培养学生综合应用所学理论知识和技能,分析和解决建筑环境与设备工程或相近领域实际问题的能力,了解建筑环境与设备工程或相近领域的工程设计或科学研究的工作程序、方法,熟悉相关标准和规范的使用、工程制图和论文撰写的要求;培养学生使用计算机进行计算分析、绘制工程图纸、编制文本的能力;培养学生工程经济分析和文献综合运用能力。本指导书为暖通空调部分。
1 设计任务书
毕业设计任务书是进行毕业设计的重要文件和依据,应仔细阅读设计任务书,通过阅读了解和熟悉以下内容: (1)设计任务及主要内容;
(2)工程概况:建筑面积、高度、功能、能源条件等; (3)设计要求; (4)主要参考资料。
2 资料收集与查阅
2.1 资料收集与查阅
资料搜集是毕业设计前期工作中的非常重要一环,通过查找、阅读和分析文献资料,达到以下目的:
(1)了解和熟悉常用的空调系统形式及主要特点; (2)了解HVAC新设备、新技术及其应用;
(3)了解HVAC常用规范、技术措施、设计手册、软件; (4)了解HVAC优秀网站;
(5)了解当地的国内外主流空调设备厂商,获取取产品样本资料; (6)获取设计基础数据。 2.2 推荐参考文献 2.2.1 参考文献 (1)规范
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003(简称《暖通》) 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95-2005(简称《高规》) 《建筑设计防火规范》GB50016-2006(简称《建规》) 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005(简称《节标》) 《室内空气质量卫生规范》(简称《卫生标准》)
《汽车库设计防火规范》GB50067-97(简称《车库》) 《锅炉房设计规范》GB50014-92- 《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005(简称《人防》 《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005 《暖通空调制图标准》GB50114-2001 《暖通空调术语标准》GB50155-92
《平衡阀应用技术规程》DBJ/CT517-2005 《民用建筑隔声设计规范》GBJ-118-88 (2)技术措施
《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》2003(简称《措施》)
《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇-暖通空调.动力》2007(简称《节能措施》) 《建筑设备专业技术措施》北京市建筑设计研究院 2006 (3)设计手册
《实用供热空调设计手册》陆耀庆 2007版(简称《手册》) 《空调设计手册》(第二版)电子工业部
《简明空调设计手册》赵荣义 《民用建筑空调设计》马最良 姚杨 《高层民用建筑空调设计》潘云钢
《新编英汉空调暖通制冷技术词典》顾兴蓥 (4)标准图集
《民用建筑工程暖通空调及动力初步设计深度图样》04K602 《民用建筑工程暖通空调及动力施工图设计深度图样》04K601 06K系列标准图集 (5)教科书
《暖通空调》(第二版)陆亚俊(简称《教科书》) 《空调工程》黄翔
《供暖通风与空气调节》何天祺 《空气调节》赵荣义 《建筑设备自动化》江亿 《空调冷热源工程》刘泽华 (5)期刊
《暖通空调》 《制冷与空调》
《建筑热能通风空调》 《制冷空调与电力机械》 《地源热泵》
《ASHRAE Journal》
《Refrigeration & Air Conditioning Technology》 2.2.2 推荐网站
中国暖通空调网www.chinahvac.com.cn 中国制冷空调网www.chinahvacr.com 中国室内环境网www.cietc.com 东方空调网www.eastac.com 清华3E网www.hvacr.com.cn
建筑环境设备网www.hvacinf.com 中国设计师网 www.shejis.com
网易暖通http://bbs.co188.com/index.php?gid=12 美国ASHRAE网www.ashrae.org
3 开题报告
3.1 国、内外暖通空调系统现状
通过查各类文献资料,了解和熟悉常用的目前空调形式及其主要特点,主要体现一下几个方面:
(1)技术的先进性; (2)节能; (3)环保;
(4)安全、可靠; (5初投资;
(6)能源条件; (7)其它优缺点。 3.2 毕业设计内容
根据毕业设计任务书,结合个人要求确定设计内容,以下作为参考,根据具体情况适当删减:
(1)冷、热源方案综合比较及工艺设计; (2)空调系统设计; (3)通风系统设计; (4)防排烟系统设计; (5)自控系统方案设计; (6)运行调节方案设计
(7)设计概算。
3.3 毕业设计初步方案
3.3.1 负荷概算:冷热负荷确定是冷热源方案的一个基本依据,毕业设计方案阶段,空调冷、热负荷可以采用面积指标概算。国内部分民用建筑空调冷热负荷概算指标见下表:
2
(1)以上指标含新风负荷
(2)一般夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、建筑档次要求高的选上限。 (3)建筑功能多且复杂的选上限。 3.3.2 毕业设计初步方案
根据概算负荷,考虑当地能源条件、建筑条件以及技术先进性、经济、节能、环保、安全可靠等因素,结合个人要求,初步确定方案,主要内容如下: (1)冷热源初步方案
(2)空调系统初步方案:空调方式、水系统形式; (3)主要的通风部分及通风方式方案 (4)防排烟部位及方式 3.4 毕业设计进行计划
3.5 预期毕业设计成果
根据任务书要求,结合个人具体情况,参考以下内容确定。 (1)设计说明书; (2)设计图纸;
①设计说明
②图例、设备材料表; ③冷热源平面布置图;
④冷热源系统原理(流程)图; ④通风空调平面布置图;
⑤空调系统图:风系统,水系统; ⑥自控方案图; ⑦重要节点详图; ⑧设计概算; ⑨外文翻译; ⑩答辩PPT。
4 基础数据
查阅、整理、分析基础数据是工程设计重要一环,是进一步科学、合理确定方案、进行设计计算的基本依据,基础数据主要包括一下几个方面内容。 4.1能源及环保条件
4.1.1 能源条件:主要指设计地点的电力、天然气、集中供热、地能、空气能等能源可利用的条件,冷热用方案的用能应符合当地能源条件。
4.4.2 环保要求:主要指设计地点环保政策和要求,如:大气、水体、噪声等,冷热源方案应符合环保要求。 4.2 气象数据 4.2.1 数据来源:《暖通》、暖通空调气象资料手册、《手册》、暖通负荷计算软件等,无当地资料时,可取地理纬度、气候条件相近的城市资料。 4.2.2 数据内容
地理纬度
夏季空调室外计算干、湿求温度; 夏季空调室外计算日平均温度; 夏季空调室外计算逐时温度; 夏季室外平均风速、大气压力; 冬季空调室外计算干温度; 冬季空调室外计算相对湿度;
冬季室外平均风速、大气压力。 采暖室外计算温度。 夏季通风室外计算温度; 冬季通风室外计算温度。 4.3 室内温湿度设计标准 4.3.1 温湿度标准确定 (1)《暖通》3.1.3条给出舒适性空调室内设计标准的范围及工艺性空调室内设计标准的确定原则。对于舒适性空调,应考虑房间的使用功能、建筑(或房间)的建设标准(档次)高低、节能要求等几个方面因素,具体可以参考以下资料确定: A.《暖通》、《节标》、《节能措施》、《措施》、《手册》; B.建筑设计规范暖通空调部分、《卫生标准》。
(2)虽然舒适性空调一般没有精度要求,温度应只确定一个数值,相对湿度一般夏季是不大于某一值,冬季是不小于某一值,如:
夏季:26℃,35%.
(3)注意确定的相对湿度应与空气处理方案的一致。
4.3.2 新风量标准确定:新风量大小直接影响空调系统能耗,因此在满足《卫生标准》的情况下,从降低空调系统能耗的角度出发,应合理确定新风量标准。一般可根据房间功能、档次、节能等因素,参考以下资料确定:
《暖通》、《节标》、《节能措施》、《措施》、《手册》、相应建筑设计规范暖通空调部分等,应尽量参照《节标》、《节能措施》。
4.3.3 换气次数:民用建筑通风量一般应计算确定,资料不详时可采用换气次数指标计算,换气次数可根据通风方式及房间功能查《暖通》、《措施》、《手册》等资料确定。
4.4 建筑条件
4.4.1 建筑基本条件:是进行暖通空调系统设计的基本建筑条件,主要通过阅读任务书、建筑条件图纸及说明了解和熟悉以下内容:
(1)建筑地点、面积、高度、层数、功能、层高; (2)围护结构、门、窗、结构类型等;
(3)建筑节能设计:主要是围护结构热工设计。
4.4.2 人员、照明、设备、食物:是指室内的人数、照明功率、设备功率及食物散热量,是确定和计算新风量、人员、照明、设备散热及形成的冷负荷的基本数据。
(1)人员数量:工程设计中,一般由建筑专业提供,负荷计算时,建筑专业无法提供详细人员数量时,一般可根据建筑性质和房间功能查阅相应建筑设计规范,下表给出部分参考指
照明功率,一般可根据建筑性质和房间功能查《节标》、《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)
(3)设备功率:民用建筑主要为办公电子设备:计算机、打印机、复印机、交换机等,其
(4)餐厅食物散热:《措施》给出参考值:
食物全热:17.4w/人 食物显热:8.7w/人 食物潜热:8.7w/人 食物散湿:11.5g/h.人 4.5 建筑热工数据
4.5.1 建筑热工数据内容:主要为围护结构传热系数。
4.5.2 数据来源:工程上一般由建筑专业通过建筑节能计算给出,毕业设计可根据任务书确定的工程地点所属气候分区,参照《节标》传热系数限值确定 。
5 负荷计算
5.1规范规定
《暖通》6.2.1条规定:除方案设计或初步设计阶段可使用冷负荷指标进行必要的估算之外,应对空气调节区进行逐项逐时冷负荷计算。
《节标》5.1.1规定:施工图阶段,必须进行热负荷和逐项逐时冷负荷计算。 5.2 空调冷负荷计算
5.2.1 负荷计算:根据规范,空调冷负荷应逐时计算,可采用谐波法、冷负荷系数法,毕业设计阶段可以采用EXCEL、负荷计算软件等工具计算,但应熟悉计算方法并在计算书中列出计算公式。计算公式参见《暖通》、《教科书》、《手册》等。
5.2.2 负荷计算结果:围护结构、人员、照明、设备冷负荷逐时计算表、各分项逐时冷负荷汇总表,格式参考《教科书》。 5.3 空调热负荷计算 5.3.1 负荷计算:计算热负荷的目的是确定空调热源容量和校核空调器供热量是否满足要求,主要计算围护结构耗热量,空调建筑一般保持正压,可不计算冷风渗透负荷。计算方法按稳定传热计算,计算公式参见《暖通》、《教科书》等,可以采用EXCEL、负荷计算软件等工具计算。
5.3.2 负荷计算结果:房间热负荷计算表,格式参考《教科书》。
5.4 湿负荷计算:主要计算人体、食物等散湿量,计算方法参见《教科书》。 5.5 新风负荷计算 5.5.1 新风量确定 (1)《暖通》3.1.9条规定:建筑屋内人员所需要的最小新风量应符合以下规定: A 民用建筑人员所需最小新风量按国家现行卫生标准确定; B 工业建筑应保证每人不小于30m3/h的新风量。 (2)确定原则
A 满足人员卫生要求;B 补充房间局部排风;C 房间正压要求。
根据以上原则,取A、B、C三者大值作为空调房间的设计新风量。 (3)新风量确定
A 满足人员卫生要求最小新风量:LW=m﹒lw LW:新风量,m3/h;m:室内人数;lw:满足人员卫生要求的最小新风量标准,m3/h.人,可查《节标》、《节能措施》、《手册》的等资料直接确定。 B 房间正压要求,一般取5-10Pa,计算方法参见《教科书》,亦可按《措施》表3.3.13换气次数确定。通常情况下,人员最小新风量均能满足房间正压要求。 5.4.2 新风负荷计算:QW=GW(iw-in)
QW:新风负荷,kw;Gw:新风量kg/s;iw-in:室内外空气焓差,KJ/kg干。 5.5 空调负荷汇总
5.5.1 空调冷负荷汇总表:主要内容为房间逐时冷负荷、建筑总冷负荷、面积指标,格式参见附录1。
5.5.2 空调热负荷汇总表:主要内容为房间热负荷、建筑总冷负荷、面积指标,格式参见附录2。
5.5.3 空调湿负荷汇总表:主要内容为房间湿负荷,格式参见附录3。 5.6 制冷、制热系统负荷
5.6.1 《暖通》6.2.15条规定:空气调节区的夏季冷负荷应按各项逐时冷负荷的综合最大值确定。空气调节系统的夏季冷负荷,应根据所服务的空气调节区的同时使用情况、系统类型及调节方式,按各空气调节调区逐时冷负荷的综合最大值或各空气调节区夏季冷负荷的累计值确定,并应计入有关的附加冷负荷。
(1)逐时冷负荷的综合最大值:即同时使用的各空调房间冷负荷逐时相加最大值:末端系统有温控时采用。
(2)冷负荷累计值:即同时使用的各空调房间冷负荷相最大值相加:末端系统没有温控时采用。
(3)附加冷负荷:①新风冷负荷;②风管、风机温升;③水管、水泵温升;④空气处理再热负荷。
5.6.2 制冷系统负荷:确定制冷机组容量的依据:
制冷系统负荷=室内冷负荷+新风负荷+风(水)管、风机(泵)温升负荷+再热负荷 (1)风(水)管、风机(泵)温升负荷:一般可不计算,制冷机组选型时乘以安全系数。 (2)不同时使用的空调区,可视具体情况考虑一定得同时使用系数。 5.6.3 制热系统负荷:确定热源容量的依据:
制热系统负荷=围护结构热负荷+新风负荷 室内热源散热较大时,应扣除。
6 方案确定
6.1 冷热源方案确定
(1)阅读、了解《规范》、《节标》、《节能措施》等的相关规定及要求。 6.1.1考虑以下因素进一步综合论证、修改、完善初步方案。 (1)当地的能源条件、气象条件 (2)建筑的性质、条件及规模
(3)冷热源装机容量、运行调节要求 (4)节能、环保、安全 (5)初投资及运行费用 6.1.2 常用冷热源组合方式 (1)电制冷水冷机组+锅炉
A 冷水机组:活塞式、涡旋式、螺杆式、离心式。
①需设制冷机房,有冷却水系统;②应选用能效比高的机组型式。
B 锅炉:燃油热水(蒸汽)锅炉、燃气热水(蒸汽)锅炉、电热水锅炉等
①需设锅炉房,由换热系统供热;②一般宜采用燃气热水锅炉;③采用电锅炉应采用水蓄热方式供热。
(2)电制冷水冷机组+集中供热(蒸汽、热水)
A 冷水机组:活塞式、涡旋式、螺杆式、离心式。
①需设制冷机房,有冷却水系统;②应选用能效比高的机组型式。 B 集中供热:蒸汽、热水集中供热系统
①需设换热站;②由汽-水或水-水换热系统供热。
(3)空气源热泵冷(热)水机组(即风冷热泵机冷(热)水机组
①不需要制冷机房,不需要热源,没有冷却水系统;②能效低于水冷机组,供热受室外温度影响;③冬季需要除霜。
(4)蒸汽溴化锂吸收式冷水机组+蒸汽热源
①蒸汽溴化锂制冷机组节电,不节能,能效不高;②需要蒸汽热源;③冬季汽水换热供热;④蒸汽热源以市政蒸汽为宜。 (5)直燃溴化锂吸收式冷热水机机组
①直燃式溴化锂制冷热水机组,夏季供冷,冬季供热,不需另设热源,节电,不节能;
②有燃油型、燃气型,一般建议采用燃气型。
(6)水地源热泵:夏季向地下土壤(或水体)排热供冷,冬季从地下土壤(或水体)取热量供热,能效比高,节能效果好。
(7)冰蓄冷供冷+电锅炉蓄热供热:利用当地分时计价政策,谷电蓄冰(水箱蓄热),峰电平电融冰供冷(水箱供热),节省运行费用。 (8)变频(容)多联空调系统
冷热源方案可在以上组合形式中进行选择。 6.1.3 方案比较及确定
根据确定方案考虑的因素,在以上形式中选择3种可行方案,进行技术经济比较。 A 初选主要设备 B 估算初投资 C 计算运行费用
D方案比较:对初投资和运行费用进行比较确定冷热源方案。 6.1.5 冷、热源系统方案:在以上比较确定的冷热源方案基础上进一步确定冷热源系统方案。 (1)冷源系统
A 冷水机组的台数及容量:台数应满足负荷变化规律要求及部分负荷运行的调节要求,一般不宜少于2台,小型工程可以仅设1台。 B 确定冷冻水系统形式及设计水温
①冷冻水系统形式:一次泵变流量、一次泵定流量、二次泵系统等,一般宜采用一次泵变流量系统;②设计水温:一般:7-12℃。
C 确定冷冻水泵台数控制方式:一般按一机对一泵配备,可不设备用泵。
D 确定补水定压方式:工程上常用定压方式有膨胀水箱定压、补给水泵定压等,应尽量采用膨胀水箱定压。
E 确定冷却水系统设计水温:一般32-37℃。
F 确定冷却水泵台数及控制方式:一般按一机对一泵配备,可不设备用泵。 G确定冷却塔台数:一般按一机对一塔配备。 H 确定水处理方案 (2)热源系统
A 确定锅炉或换热器台数及容量:台数应满足负荷变化规律要求及部分负荷运行的调节要求,一般不宜少于2台,小型工程可以仅设1台。
B确定 1、2次热水循环泵台数及控制方式:一般按一机对一泵配备,可不设备用泵。 (3)确定自控方案 (4)主要设备表:(参考)
6.1.6 系统原理方案及布置
(1)系统原理方案:根据确定的方案绘制系统原理方案。
(2)方案布置:根据原理方案图、设备的外形尺寸以及布置技术要求进行平面初步布置。 6.2 空调、通风、防排烟系统方案确定 6.2.1 空调系统方案确定
(1)熟悉毕业设计题目所给各种条件及要求。 (2)阅读、了解《规范》、《节标》、《节能措施》等的相关规定及要求。 (3)了解和熟悉常用空调系统形式、主要特点及适用情况。 (4)了解和熟悉常用空调水系统的形式和主要特点。
(5)根据建筑条件、房间使用功能以及任务书要求,确定合适的空调系统形式,建议毕业设计以全空气系统和风机盘管加新风系统为主。 A 全空气一次回风系统:①一般大空间(如商场、会议、餐厅等,层高一般不应低于3.9m)采用;②一个系统水平半径不宜过大,一般50-60m,办公通常不应超过90m.,商场、宾馆不宜超过120m,竖向不宜超过10层;③一般需要设空调机房。
B 风机盘管加新风系统:一般办公、宾馆等多房间分割的建筑采用;②新风一般集中处理供给,新风可以分层供给(1层1个系统,或1层几个系统),也可以竖向多层供给;③新风机机组一般需要新风机房,采用吊顶机组时,可不设机房。
C 根据根据空调负荷、新风量初选空调机组机组、风机盘管、新风机组。 (6)空调水系统
A 空调水系统形式:闭式循环二管制、三管制、四管制,一般采用二管制。
B 系统划分:根据建筑使用功能的特点、运行管理要求、以及建筑高度情况对系统进行合理的划分和分区,《暖通》规定竖向一般100m内可以不分区。 C 初步确定水系统干管及立管的布置形式及水力初步平衡措施。 D 确定立管管井位置。
(7)自控方案:根据建筑使用功能、系统形式、运行调节、节能要求等因素初步确定空调系统的自控方案,主要内容为:空调机组、新风机组、风机盘管的控制方式。 (8)根据确定的空调系统方案,进行初步平面布置。 6.2.2 通风系统方案
(1)一般需要通风的房间及部位
A 设备用房:制冷站、锅炉房、水泵房、换热站、变配电室、发电机房等; B 地下汽车库、自行车库、仓库; C 卫生间; D 无窗房间;
(2)阅读、了解《规范》、《节标》、《节能措施》等的相关规定及要求。 (3)确定通风方式,常用通风方式
A 机械排风+无组织进风:房间有负压要求,能自然引入进风的场合,如设备用房、地下车库、卫生间等
B 机械进风+无组织排风:房间有正压要求,常一般有人经常停留的场所。 C 机械排风+机械进风(排风量大于进风量):房间有负压要求的场合,如:设备用房、地下车库、卫生间等;
D 机械排风+机械进风(排风量小于进风量):房间有正压,一般有人经常停留的场所。 (4)确定通风量:一般应通过热平衡计算确定,资料不全时可按换气次数确定,换气次数可查参阅《措施》、《车库》等资料。
(5)确定通风系统:通风系统一般不宜跨越防火分区,设备用房一般独立设系统,功能差异较不大、使用时间相近的可合用系统。
(6)特殊通风:主要有:防空地下室防护通风、事故通风。 (7)初选风机,确定风机房或风机吊装位置; (8)初步布置系统。 6.2.3 防排烟系统方案
(1)阅读、熟悉《高范》、《建规》、《车库》等规范熟悉: A 建筑火灾危险等级分类;
B 防火分区、防烟分区规定及要求; C 防、排烟设置条件及相关规定和要求;
根据建筑条件确定建筑等级以及需要设置防、排烟部位。 (2)防、排烟方式确定
A 自然排烟:有外窗的房间,开窗面积应满足《高规》或《防火》要求且距最远点不大于30m。
C 机械排烟
①走道:无直接自然通风,且长度超过20m的内走道,有自然通风,但长度超过60m的内走道,均应设机械排烟,排烟系统一般竖向设置。
②房间:面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗或设固定窗的房间, 各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2,且经常有人停留或可燃物较多的地下室电,均应设机械排烟,排烟系统宜按防烟分区设置,一个排烟系统可担负多个防烟分区排烟。
③中庭:不具备自然排烟条件或净空高度大于12m的中庭,应设机械排烟。
④地下汽车库:面积超过2000m2时,应设机械排烟,排烟系统按防烟分区设置,风量匹配时,可以和平时通风系统合用。 (3)确定通风量,初选风机 (4)初步布置系统
7 空调系统设计
7.1 方案深化 阅读《暖通》、《措施》、《节能措施》相关规定及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
(1)确定空调机房、新风机房:
A 空调机房:位置应便于送风、便于回风、便于取新风,一般靠外墙,避开室外排风口,新风口位置应符合下列要求:
①应设在室外空气比较洁净的地方;②应尽量设在排风口的上风侧,且应低于排风口,并尽量保持不小于10m的间距;③进风口底部距室外地面不宜小于2m,在绿化带时,可以为1m。
B 新风机房:位置应便于送风、便于取新风,一般靠外墙,避开室外排风口,新风口位置要求同上。
(2)确定回风方式:工程上常用回风方式主要有:风管回风、集中回风口回风、吊顶回风,按上述顺序优先选择回风方式。
(3)确定主风管尺寸及走向:主风管的高度尺寸应保证房间的净空要求,风管的宽高比《节能措施》规定不宜大4,最大不应超过10,风管应尽量避免交叉。 (4)确定全空气系统送风口形式、布置送风口
(5)布置风机盘管、确定风机盘管送风方式及与新风配合方式 (6)确定空调管井位置,布置立管 (7)布置空调水系统干管 7.2 空气处理及设备选型 7.2.1 全空气系统
(1)空气处理方案:一般舒适性空调: A 夏季:冷却、减湿处理;
B 冬季:加热、加湿处理,要求不高的场所,冬季湿度较高的地区可不加湿。 (2)夏季空气处理方案及流程
A 一次回风系统再热送风:一般用于高精度或恒温恒湿空调, B 一次回风系统露点送风:一般用于民用建筑舒适性空调,空气处理i-d图及流程如下图:
NW
C
N
(3)系统风量计算:G=Q0/(iN-iL) (4)系统冷量计算:Q0=G(iC-iL)
G:风量,kg/s;Q0:室内冷负荷 KW ;iN-iL:室内空气N、机器露点L的焓差,KJ/kg干;iC-iL:混合点C机器露点L的焓差KJ/kg干。 (5)空调机组选型:空调机组一般按夏季工况选型。
A 根据空气处理需要,确定合适的空调机组类型以及表冷器排数; B 仔细阅读空调机组样本,熟悉空调机组技术参数; C 根据系统冷量选,校核风量; D 根据系统风量选,校核冷量;
E 进风工况与标准工况不一致时应进行修正; 7.2.2 风机盘管+新风系统 (1)新风处理终态
A 新风处理到室内状态等焓线,不担负室内负荷,风机盘管为湿工况;
B 新风处理到室内状态等含湿量线,新风担负一定室内冷负荷,风机盘管为湿工况; C新风处理到低于室内状态等含湿量线,新风担负湿负荷及围护结构渐变负荷,风机盘管为干工况;
D 新风处理到室内状态等温线,风机盘管为湿工况。
一般国内采用A,建议毕业设计采用A。 (2)风机盘管布置形式及要求
A 侧送风:房间进深小于7m,或大于7m,但风机盘管相对布置,房间允许采用台阶吊顶时,可采用侧送风,风机盘管应选用标准型。
B 下送风:房间进深大于7m,或房间不允许采用台阶吊顶时,可采用下送风,风机盘管应选用高静压型。
(3)风机盘管出风与新风配合方式
A 新风直接送入房间,与风机盘管合用出风口; B新风直接送入房间,与风机盘管出风口分开设置;
C新风送入风机盘管尾部,新风经风机盘管二次处理,加大了风机盘管负担,一般不建议采用。
(3)空气处理方案及流程:(以新风处理A,配合方式A或B,为例)空气处理i-d图及流程如下图:
冷却减湿WN
LLP
O
N
(4)新风机组选型
A 根据新风系统划分及布置,确定合适的新风机组类型以及表冷器排数,一般新风机组表冷器采用6排管;
B 仔细阅读空调机组样本,熟悉新风机组技术参数;
C 根据系统新风量选新风机组,进风工况与标准工况不一致时应进行校核、修正新风冷量。
(5)风机盘管选型
A 仔细阅读风机盘管样本,熟悉风机盘管技术参数;
B 计算房间风量:G=Q0/(iN-iO) C 计算风机盘管风量:GF=G-GW
D 计算风机盘管冷量:QF=GF(iN-iLP)
G:风量,kg/s;Q0:室内冷负荷 KW ;iN、iO、iLP: N、O、LP点的空气焓值,KJ/kg干。
D 风机盘管选型
①按冷量选:根据计算的风机盘管冷量,按样本高档或中档冷量选,校核风量,潜冷量。 ②按风量选:根据计算的风机盘管风量,按样本高档或中档风量选,校核全冷量,潜冷量。 ③进风工况与标准工况不一致时应进行修正。 7.3 空调风系统设计 7.3.1 风系统布置
(1)风管布置应有利于阻力平衡及风量分配; (2)应尽量减少局部阻力; (3)应方便送回风口的连接; (4)一般风管不宜空间交叉。 7.3.2 风量调节措施
(1)一般风管分支处应设一次性风量调节阀,用于初调节时风量调节;
(2)送风口、回风口应有风量调节(或阻力平衡)措施,保证风口风量满足设计要求。 7.3.3 送、回风口尺寸计算
(1)根据风量、风速按流量公式计算确定,风速的确定应考虑房间的使用性质以及对噪声、气流组织要求确定。
(2)送风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.15-1、2、3。 (3)回风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.17。
7.3.4 空调机机房、新风机房及新风口、回风口、出风口设计 (1)空调机房
A 新风口:全空气系统冬夏,为降低新风能耗,采用最小新风比运行,春秋过渡季节为充分利用室外新能量,应采用加大新风比活全新风运行,空调机房新风口一般应按最大新风量确定,新风口风速一般不宜超过4.5m/s,一般取3m/s左右;新风口上应设电动风阀用于新风比调节以及防冻保护; B 回风口:回风量按房间正压要求以及风量平衡确定,回风口风速参见《措施》表3.4.17;进空调机房的回风管应设风量调节阀,用于调节新风比。
C 出风设计:是指空调器与主送风管的连接部分,可以采用弯头、静压箱连接,静压箱截面尺寸按风速确定,一般不宜超过1.5m/s。
D 新风回风混合方式:①设回风箱混风,新风管、回风管分别介入回风箱混合进入机组;②空调机房作为混合箱,新风、回风直接进入空调机房,混合后进入空调机组,一般应采尽量用①。
E 空调机组布置:应留出主要检修通道,一般通道尺寸不宜低于0.8m,并有利于阀门仪表的操作和观察。 (2)新风机房
A 新风口:新风口一般应按新风机组额定新风量确定,新风口风速一般不宜超过4.5m/s,一般取3m/s左右;新风口上应设电动风阀用防冻保护;
B 出风设计:是指空调器与主送风管的连接部分,可以采用弯头、静压箱连接,静压箱截面尺寸按风速确定,一般不宜超过3m/s。
C 新风进入方式:①利用风管直接进入机组;②新风机房作为进风合箱,新风接进入新风机房,然后进入空调机组,一般应采尽量用①。 D 新风机组布置: 同空调机房。
E 采用吊装新风机组时,一般不需机房,但从控制噪声及维修角度,建议风量不宜超过 5000m3/h。 7.3.5 风管
(1)风管材料确定原则
A 空调一般不应采用土建风道; B 空调风管应满足防火规范要求; C 阻力小,安装方便。
(2)常用管材:镀锌钢板、不锈钢板、各种自保温型复合风管、无机玻璃钢风管等,毕业设计阶段建议采用镀锌钢板风管。 (3)管道规格:既截面尺寸规格,宜《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)规定。
(3)截面形状及宽高比:空调风管截面形状一般设计成矩形,宽高比不宜大于4,最大不应超过10。
7.3.6 风系统局部构件及阀门
(1)弯头:一般应尽量采用阻力小的同心圆弧弯头,内圆弧半径一般取0.5a(a为风管宽度),采用矩形弯头时应设导流叶片。
(2)三通:一般宜采用圆弧三通,内圆弧半径一般取0.5a(a为风管宽度)。 (3)变径:应采用渐扩或渐缩形,扩大或收缩角不宜大于30度。 (4)风阀:主要用于风量调节、关断作用:
A 一次性调节阀:用于阻力平衡,初调节后,不在调节;
B 经常性调节阀:用于经常需要进行风量调节场所,如:新风比调节。 C 关断作用:用于需要关断的场所。
(5)弯头、三通、变径、风阀之间距离宜保持5-10管径长的直管段。 (6)风机入口的风管连接,应有大于风口直径的直管段。 7.3.7 水力计算
(1)水力计算方法:参见有关教材;
(2)水力计算简图:风管水力计算应绘制水力计算简图,并标注水力计算数据,作为计算的依据。
(3)风管风速:根据噪声要求按下表确定:
(5)根据水力计算结果校核空调机组、新风机组风机风压是否满足要求 7.3.8 绘制空调风系统图纸:主要为平面布置图。 7.4空调水系统设计 7.4.1 系统布置
(1)在方案布置基础进一步协调、确定空调立管的形式、位置以及管井尺寸,并对立管进行编号;
(2)在方案布置基础进一步协调、确定空调干管布置的形式、位置,布置型式宜采用同程式。
7.4.2 阀门附件设计
(1)与立管相连的供回水干管处应设关断阀门; (2)立管顶端及系统高点设自动排气阀;
(3)空调机组、新风机:供水管应上设关断阀、过滤器、温度计、压力表、软接;回水管上应设关断阀、电动调节阀、温度计、压力表、软接。
(4)风机盘管:供水管应上设关断阀、过滤器、软接;回水管上应设关断阀、电动开关阀、
软接。
(5)立管、管管热补偿方式及固定支座。 7.4.3 水力平衡措施
(1)立管:可采用同程式布置,采用异程式布置时,干管宜设静态水力平衡阀,用于初调节水力平衡;
(2)干管:干管可布置同程式,布置异程式时,分支的处应设静态水力平衡阀; (3)空调机组、新风机组:回水管上可设动态平衡电动调节阀; (4)风机盘管:回水管上可设动态平衡电二通动阀;
(5)静态平衡阀、动态平衡阀、动态平衡电动调节阀使用时,应注意其作用、使用范围和条件。
7.4.4 水力计算
(1)水力计算方法:参见相关教科书;
(2)水力计算简图:水管水力计算应绘制水力计算简图,并标注水力计算数据,作为计算的依据。
(3)流量:可按空调器的额定流量,但当按额定流量累计值大于等于冷源流量时,其后管径可不变。
(4)推荐比摩阻:一般控制在100-300Pa; (5)并联环路压力损失差额不应大于15%; (6)水力计算结果:水管水力计算。 7.4.3 凝结水系统设计
(1)凝结水管路布置:空气凝结水排放一般采用重力排放,水平干管坡度为3-8‰,干管布置尽量不要太长(建议不超过30m);
(2)凝结水排放地点:可以排放的屋面、室外地坪、室外窨井、室内地漏、集水坑等,但不能直接排至污水系统,应设水封。
(3)空调机组的凝结水排放设水封,如:存水弯,溢流地漏; (4)凝结水管路计算:一般可按冷量估算,可参照下表确定:
7.5 气流组织设计
7.5.1 气流组织形式确定
(1)根据空调房间使用要求、层高条件、空调系统形式以及风管布置情况,在方案的基础上进一步明确送、回风口的型式及位置; (2)一般舒适性空调常用的形式有:
A 百叶风口侧送风:单侧上送上回、单侧上送下回、双侧上送上回、双侧上送下回等; B 散流器平送、散流器下送;
C 喷口侧送、下送;旋流风口下送;
(3)百叶风口侧送一般设计成贴附射流,工作区处在回流区;散流器送风一般按平送设计,射流为贴附射流,工作区处在回流区; 7.5.2 气流组织设计计算
(1)侧送风:计算方法参见《教科书》。 (2)散流器送风:计算方法参见《教科书》。
(3)喷口送风:计算方法参见《教科书》。
7.6 运行调节方案
全年空调系统的运行调节方案,是系统运行节能的重要保证,也是空调设计的内容之一,毕业设计,应设计简要的全年运行方案。
7.6.1 全空气系统:一般夏、冬季采用最小新风比运行,春秋过渡季节,采用加大新风比或全新风运行。
7.6.2 风机盘管加新风系统:一般全年最小新风运行,负荷变化时,由风机盘管手动风量调节、电动水量调节冷量。
8 通风系统设计
8.1 方案深化
阅读《暖通》、《措施》、《节能措施》相关规定及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
8.1.1风机选型
(1)查阅风机样本,熟悉风机风量、风压、效率、功率、外形尺寸等主要技术参数;
(2)根据风量,估算全压,进一步确定风机型号
A 风机应尽量选用低噪声型;
B 风机全压估算:ΔP=Pm.L(1+K)(Pa)
Pm:单位长度风管摩擦压力损失,Pa;L:风管总长,m;K:局部压力损失和摩擦压力损失的比值,一般:
弯头、三通等构件较少时,K=1.0-2.0
弯头、三通等构件较多时,K=3.0-5.0
C 根据风机性能曲线,风机效率应在高效区;
8.1.2 风机房位置或风机吊装位置
(1)进一步协调、确定风机房位置或风机吊装位置;
(2)确定室外进排风口:机械通风系统进、排风口设置原则:
A应设在室外空气比较洁净的地方;
B 当进、排风口在同侧时,排风口宜高于进风口6m,在同一侧,同一高度时,水平距离不小于10m的间距;
C 进、排风口底部距室外地面不宜小于2m,在绿化带时,可以为1m;
D 进、排风口的噪声应符合环保部门的排放标准,否则应采取消声措施。
E 进排风口的风速参见《措施》表4.7,12。
8.1.3 风管及局部构件:参见空调风系统设计。
8.1.4 系统详细设计
(1)确定送、排风口形式:一般送风口可采用双层百叶,排风口可采用单层百叶或格栅风
(2)布置风管、风口:根据初步方案,调整风管、风口布置。
A 风管布置应有利于阻力平衡及风量分配;
B 应尽量减少局部阻力;
C 应方便送、排风口的连接;
D 一般风管不宜空间交叉;
E 送排风口布置应有利于气流组织,避免气流短路。
(3)风量调节措施
A 一般风管分支处应设一次性风量调节阀,用于初调节时风量调节;
B 送风口、回风口应有风量调节(或阻力平衡)措施,保证风口风量满足设计要求。 口。
(3)计算风口尺寸。
A 根据风量、风速按流量公式计算确定,风速的确定应考虑房间的使用性质以及对噪声、气流组织要求确定。
B 送风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.15-1、2、3。
C 排风口最大允许风速:参见《措施》表3.4.17。
8.2 水力计算
(1)水力计算方法:参见有关教材;
(2)水力计算简图:风管水力计算应绘制水力计算简图,并标注水力计算数据,作为计算的依据。
(3)风管风速:参见《措施》表4.7.12
(4)水力计算结果:风管水力计算表。
(5)根据水力计算结果,校核风机全压;
9 防排烟系统设计
9.1 阅读《高规》、《建规》、《车库》相关规定及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
9.2 机械防烟
9.2.1加压送风量计算
(1)计算公式:压差法、风速法,详参见《高规》、《建规》、《手册》;
(2)《高规》加压送风量表:参见《高规》表8.3.2-1、4。
加压送风量应由公式计算确定或按《高规》风量表确定,当两者不一致时,应取两者大值。
9.2.2 加压送风井道尺寸确定
加压送风井道截面积根据风量、风速按流量公式计算确定,采用钢板风道时,风速不应大于20m/s,土建风道,风速不应大于20m/s。
9.2.3 加压送风口型式、布置、尺寸计算
(1)加压送风口型式
A 常闭型:平时关闭,火灾时,由火灾报警联动开启,一般用于前室;
B 常开型:平时开启,一般常用于楼梯间。
(2)加压风风口布置
A 前室、合用前室:一般采用常闭风口,每层均布置,火灾时,同时开启的门数为2时,开启着火层及上一层,同时开启的门数为3时,开启着火层及上下层;风口下边距地一般300-500mm
B 楼梯间:一般采用常开型,高层每隔2-3层设置一个,多层平每隔2层设置一个,风口下边距地一般300-500mm。
(3)风口尺寸
A 前室、合用前室:每个风口的有效面积按系统总风量除以火灾时开启门的数量确定;
B 楼梯间:每个风口的有效面积按系统总风量除以风口总数量确定;
C 加压风口风速不宜大于7m/s。
9.2.4 正压送风机选型及布置
(1)选型:可采用轴流风机或中低压离心风机;
(2)布置:应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受火烟威胁等因素确定,一般设
在屋顶。
9.2.5 水力计算
(1)水力计算方法:同通风系统;
(2)风机全压,除计算最不利管路的压力损失外,上应有余压,余压值《高规》规定:
防烟楼梯间:40-50Pa
前室、合用前室、消防电梯前室:25-30Pa;
(3)应根据水力计算结果校核风机全压。
9.2.6消防联动控制要求及流程
(1)前室:火灾报警-开启常闭风口-开启加压风机;
(2)楼梯间:火灾报警 -开启加压风机。
9.3 机械排烟
9.3.1排烟量计算
(1)走道
《高规》规定:排烟系统担负一个防烟分区时,按60m3//hm2确定,但不低于7200m3/h;担负2个以上防烟分区时,以最大的一个防烟分区面积,按120m3//hm2确定;走道面积应为走道面积与连同走道的无窗房间或设固定窗的房间面积之和。
(2)房间
《高规》规定:排烟系统担负一个防烟分区时,按60m3//hm2确定,但不低于7200m3/h;担负2个以上防烟分区时,以最大的一个防烟分区面积,按120m3//hm2确定。
(3)地下车库
《车库》规定,排烟量按6次/h换气次数确定。
(4)中庭
《高规》规定:体积小于等于17000m3的,按6次/h换气次数确定,体积大于17000m3的,按4次/h换气次数确定,最小排烟量不应小于102000m3/h。
(5)排烟补风量
《高规》、《建规》规定:设置机械排烟的地下室,应同时设置机械补风系统,补风量不宜小于排烟量的50%。
9.3.2 排烟风道及尺寸确定
(1)排烟风道:风道材料必须不燃;
(2)排烟风道截面积根据风量、风速按流量公式计算确定,采用钢板风道时,风速不应大于20m/s,土建风道,风速不应大于20m/s。
9.3.3 排烟风口型式、布置、尺寸计算
(1)排烟风口型式
A 常闭型:进口设有常闭的排烟阀,平时关闭,火灾时,由火灾报警联动开启;
B 常开型:平时开启,一般常用于与平时通风合用系统的场合。
(2)排烟口布置
A 排烟口应按防烟分区布置,一个防烟分区可布置一个或多个排烟口,排烟口距最远点的距离不应大于30m;
B 排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙上,且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小距离不应小于1.50m;设在顶棚的排烟口,距可燃构件的距离不应小于1.0m;
C 墙面上的排烟口宜设在距顶棚800mm内的高度上,当顶棚高度超过3m时,排烟口可设在距地2.1m以上高度。
D 排烟口尽量使烟气气流与人流疏散方向相反;
(3)排烟口尺寸计算,根据排烟量,风速计算,排烟口风速一般不大于10m/s。
9.3.4 排烟风机选型及布置
(1)排烟风机一般采用可以连续运转耐温280℃的高温排烟风机,其进口应设280℃关闭的防火阀;
(2)排烟风机应尽量设在排烟系统最高排烟口的上部,位于防火分区的机房内,当设在机房有困难时,也应尽量使排烟风机与其担负的房间或走道之间由墙体、楼板等隔开;
(3)走道排烟系统一般竖向设置,排烟风机一般设在屋顶;
(4)排烟风机的风压应按排烟系统最不利条件进行水力计算确定,应能满足2个防烟分区排烟口同时开启的条件;
(5)排烟风机的风量应在排烟量的基础考虑风道漏风,金属风道漏风系数1.1-1.2,土建风道漏风系数1.2-1.3;
(6)应根据水力计算结果校核风机压头。
9.3.5消防联动控制要求及流程
火灾报警-开启排烟口-启动排烟风机-烟气达280度时防火阀关闭-排烟风机停止。
9.3.6 通风空调系统防火设计
(1)下列情况之一通风空调风管应设70℃关闭防火阀:
A 风管穿越防火分区处;
B 穿越空调机房、风机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处;
C 垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上;
D 穿越变形缝处。
(2)浴厕的垂直排风竖管,应采取防止回流措施或在支管上设70℃关闭的防火阀。
(3)通风空调系统一般应防火分区设置系统。
(4)管道和设备的保温材料、消声材料和粘结剂应为不燃或难燃材料。
10 冷热源系统设计
10.1阅读《暖通》、《措施》、《节能措施》相关规定及要求以及设备样本的主要技术参数及要求,在初步方案的基础上,进一步深化、修改、完善方案。
10.2 冷源系统
10.2.1 冷冻水系统
(1)制冷机组
A 根据计算冷负荷以及方案设计,最终确定机组的台数及容量;
B 冷水机组与水泵的连接方式:2台及2台以上的冷水机组与水泵的连接一般建议采用一对一独立接管方式(先串后并),连接有困难时,可采用先并后串的连接方式,但为方便台数控制,每台机组进水管或出水管上应设电动阀,并且与对应的水泵联锁;
C 当采用一次泵变频时,应注意主机流量允许的变化率是否能够满足要求;
D 主机的布置:①主机侧面距墙、主机之间距离不小于1.2m;②主机端头与墙之间距离,抽管一侧应满足抽管长度要求,另一端,应不小于1.5m;③主要通道宽度不小于1.5m;④机组上方净空不应小于1.0m。
(2)冷冻水泵
A 水泵台数:根据主机台数最终确定水泵台数,一般一机对一泵,可以不考虑备用泵;冷水泵夏季冷水流量和冬季热水流量相差不大时,可以兼做冬季热水泵,一般情况冬季应另设热水泵。
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用端吸泵,流量大于500m3/h宜选用双吸泵;
②水泵流量:取对应主机的冷水流量附加5-10%的裕量;
③水泵扬程:为管路、管件阻力+主机蒸发器阻力+末端表冷器阻力,并考虑5-10%的裕量; ④水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区;
⑤水泵位置:计算系统工作压力,确定水泵位置,对于高层建筑,为降低主机蒸发器承压,一般宜设在蒸发器出口;
⑥水泵基础尺寸:水泵基础平面尺寸,应每边比水泵底座宽100-1500mm;独立基础的厚度按计算确定,但不小于0.5m,基础高于地面高度应便于水泵、管道安装,一般为100-300mm。
⑦水泵布置间距:
水泵房主要通道宽不小于1.2m。
(3)系统工作压力计算及系统承压
A 系统静止时:P=定压点压力;
B 系统启动时:P=水泵扬程+定压点压力;
C 系统运行时:P=水泵扬程+定压点压力-出口动压;
根据计算的压力确定对系统设备的承压要求。
(4)分集水器
A 直径计算:根据流量、流速计算,流速一般取0.3-0.5m/s,流量较大时可取0.8m/s;
B 长度计算:根据连接的管道数量及管径确定。
(4)补水定压
A 膨胀水箱定压:①位置:水箱最低水位水应高于系统最高点1.5m;②连接点:系统压力最低点;③调节容积计算方法参见《措施》
B 补给水泵定压(或闭式膨胀罐定压、或补水泵变频定压)
①补水泵台数:一般设2台,平时运行1台,初期补水和事故补水时运行2台; ②补水泵流量:一般取系统补水量的2-5倍,系统补水量取系统水容量的2%确定; ③补水泵扬程:补水点压力+(30-50)kPa;
④补水泵补水点:宜设在水泵的吸入段;
⑤补水箱容积:按补水泵0.5-1.0h水量。
(5)压差旁通:对一次泵变流量系统,为保证负荷变化时,冷源侧流量恒定以及恒定供回水总管上的压差,应在供回水总管上设旁通管,旁通管上设电动调节阀,并由压差控制器根据总管的压差与设定值比较结果决定阀的开度;旁通管径一般按取台主机流量确定,压差设定值一般取最不利环路压力损失。
(6)水处理
A 水温不高时(小于60℃)可以采用物理除垢,如各种电子水处理器;
B 水温大于等于60℃时,一般补水应经软化处理,当水源或软水能够连续供给系统补水量时,软水箱容积可取30-60min的补水泵流量,软水箱可以和补水箱合用。
10.2.2 冷却水系统
(1)冷却泵
A 水泵台数:根据主机台数最终确定水泵台数,一般一机对一泵,可以不考虑备用泵。
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用端吸泵,流量大于500m3/h宜选用双吸泵;②水泵流量:应为对应主机的冷却水流量附加5-10%的裕量;
③水泵扬程:为管路、管件阻力+主机冷凝器阻力+冷却塔扬程,并考虑5-10%的裕量,
冷却塔扬程=积水盘水位至布水管几何高度+冷却塔布水器喷嘴压力
④水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区; ⑤水泵位置:一般采用灌入式工作方式,一般宜设在冷凝器的进口;
⑥水泵基础尺寸与布置:同冷冻水泵。
(2)冷却塔
A 冷却塔台数:宜按主机台数一对一匹配设计,多台组合塔设置,应保证单个组合体的处理水量与主机冷却水量匹配,冷却塔不设备用。
B 冷却塔设置:多台塔并联使用时,积水盘下应设连通管,或进出水管上均设电动二通阀;
C 冷却水温:一般按冷水机组冷却水温要求确定;进出口温差,电制冷宜取5℃,溴冷机取5-7℃;
D 冷却塔选型
①应尽可能减少冷却塔噪声对环境的影响,选用低噪声型或超低噪声型;
②冷却塔的出口水温、进出口温差和循环水量,在夏季空调室外计算湿球温度条件下应满足冷水机组的要求,当工程设计工况与冷却塔名义工况不同时,应对名义工况下的冷却水量进行修正;
③冷却塔的水量风量计算
水量=3600Q c/cw(tw1-tw2) kg/h
风量=3600Qc/(is2-is1) kg/h
冷却塔效率=(tw1-tw2)/(tw1-ts1)
Qc:冷却塔排热量(KW),电制冷机组取制冷机负荷的1.3倍,溴冷机取2.5倍;
Tw1、tw2:冷却塔进出口水温;is2、is1:冷却塔进出口湿球温度下的饱和空气焓值; CW:水的比热(KJ/kg.℃);ts2:冷却塔进风湿球温度。
E 布置:①冷却塔位置应通风良好,应避免气流短路;②应避免噪声、漂水对环境的影响。
(3)水处理:冷却水处理目的是防腐、杀菌灭藻,一般可在采用电子水处理器处理,要求高时,可采用加药处理。
10.4 热源系统
采用锅炉作为热源的,锅炉房设计另见《锅炉房设计》指导书,本书以市政蒸汽作为热源。
(1)汽水换热器
A 换热器台数:根据热负荷确定,台数不宜少于2台,1台停用时,其余换热器的换热量应能满足热负荷的75%要求;
B 换热器选型:应选择高效换热器,在设计负荷下,能将凝结水出口水温降至85℃以下。 C蒸汽参数:蒸汽压力、温度应满足换热器的换热要求。
D选型计算
①换热器计算热负荷:Qz=KQ,w;Q:计算空调热负荷,w;K:管网热损系数,取1.05-1.10。 ②蒸汽耗量计算:G1=3.6Qz/(i’’-i’)(kg/h)
i’’、i’:蒸汽入口、凝结水出口焓值,KJ/kg。
③单台换热器传热面积:F=q/(k.Δtcp),,m2
q:单台换热器换热量,w;k.:传热系数,w/m2.h.℃;Δtcp:换热器对数平均温差,℃。
(2)蒸汽系统
A 蒸汽管路上一般应设过滤器阀组、流量计阀组、减压阀组、安全阀组;
B 换热器蒸汽进口设温控阀。
(3)热水系统
A 热水泵
①.台数:一般与换热器一对一配置,宜考虑备用泵;
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用热水型端吸泵;
②水泵宜采用变速调节控制;
③水泵流量:应为对应换热器热水流量附加5-10%的裕量;
④水泵扬程:为管路、管件阻力+换热器阻力+末端表冷器阻力,并考虑5-10%的裕量, ⑥水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区; ⑦水泵位置:一般宜设在换热器的进口;
⑥水泵基础尺寸与布置:同冷冻水泵。
(4)凝结水系统
A 换热器凝结水出口应设疏水阀组;
B 凝结水箱有效容积:按系统20-40min最大凝结水回收量确定;
C 凝水泵
①.台数:一般设2台,1用1备泵;
B 水泵选型
①宜选用低比转数的单级离心泵,一般选用热水型端吸泵;
②水泵流量:蒸汽耗量附加5-10%的裕量;
③水泵扬程:为管路、管件阻力+凝水自凝水箱提升的几何高度,并考虑5-10%的裕量, ④水泵选型:根据流量、扬程查水泵性能曲线确定,应是水泵工作在高效率区; ⑤水泵位置:一般宜设凝水箱出口;
⑥水泵基础尺寸与布置:同冷冻水泵。
10.5 阀门仪表附件设计
(1)冷水机机组冷冻水、冷却水进出口应设关断阀门、温度计、压力表、软接;有台数自控要求时,进口或出口应设电动阀;有流量分配要求时,且水泵连接为先并后串式,进水管上宜设流量控制阀。
(2)水泵进出口设关断阀门、软接、压力表,出口设止回阀,进口设过滤器。
(3)换热器热水侧进出口设关断阀门、压力表、温度计。
(4)冷却塔进出管上应设关断阀;多台并联运行时,应在进水管上设电动阀。
(5)分集水器上应设温度计、压力表、泄水阀;其上各管段应设关断阀;为阻力平衡,各分支回水管上可设静态水力平衡阀。
(6)水箱上应设水温控制阀、泄水阀、水位计、温度计。
(7)系统低处设泄水阀、高处设自动排气阀。
10.6 系统原理(流程)图完善
在系统原理方案的基础上,根据在以上结果,进一步修改完善原理图,包括阀门、仪表附件、管径等。
10.7 设备管路详细布置
10.7.1 设备布置
参照原理图,在方案布置的基础上,根据设备外形尺寸、检修要求、布置间距、管道、附件连接要求以及通道宽度尺寸要求,准确定位各个设备,一般以设备外型尺寸进行定位。
10.7.2 管路
参照原理图,在方案基础上,根据管路与设备、阀门附件等的连接、检修、安装要求,以及管道外径(含保温层)尺寸,详细布置定位布置管道;管道应尽量减少空间交叉,一般不宜超过3层;经常需要操作的阀门,安装方便操作的位置,
10.8 水力计算及设备压头校核
10.8.1 水力计算
(1)冷冻水系统:方法参见空调水系统设计;
(2)热水系统:方法同上,仅计算不是与冷冻水系统共同的管路部分;
(3)蒸汽系统:方法参见《流体输配管网》及《手册》等。
(5)凝结水系统:方法参见《流体输配管网》及《手册》等。
11 自控系统方案设计
自动控制,是空调系统实现舒适、节能、高效的重要环节之一,毕业设计阶段,仅要求学生根据以下能内容确定控制方案。
11.1 空调系统自控
11.1.1全空气系统空调机组控制
(1)房间温度控制
一般采用控制表冷器流量,控制回风(房间)温度,主要方法:
A 电动二通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按变流量设计时,应采用电动二通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
B 电动三通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按定流量设计时,应采用电动三通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
(2)房间湿度控制
一般夏季采用控制露点温度的方法控制房间湿度,冬季采用电动调节阀控制喷蒸汽量、或高压喷雾量等方法控制房间湿度,毕业设计阶段,不做要求。
(3)新风比控制
A 手动控制:新风口、回风口设电动风阀,夏、冬季采用采用最小新风比运行,春秋过渡季节采用最大新风比运行,当采用最大新风比运行时,为避免室内正压偏高,同时联动排风机排风。
B 焓值控制:新风口、回风口设电动风阀,根据室内、外空气的焓值比较结果,决定新风阀、回风阀、排风阀(或排风机变频)的开度,夏(冬)季当新风焓值大于(小于)室内空气焓值时,系统以小新风比运行,反之系统一最大新风比运行。
(4)防冻控制
新风口设电动风阀,并与空调机组风机联锁:
开启:新风阀开启-风机开启;
关闭:风机停止-新风阀关闭。
11.1.2新风机组
(1)送风温度控制
一般采用控制表冷器流量,控制送风温度,主要方法:
A 电动二通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按变流量设计时,应采用电动二通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
B 电动三通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按定流量设计时,应采用电动三通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用比例、微分、积分调节,既PID调节; ③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
(2)房间湿度控制
冬季采用电动调节阀控制喷蒸汽量、或高压喷雾量等方法控制房间湿度,毕业设计阶段,不做要求。
(3)防冻控制
新风口设电动风阀,并与空调机组风机联锁:
开启:新风阀开启-风机开启;
关闭:风机停止-新风阀关闭。
11.1.3 风机盘管
主要为房间温度控制
(1)水量调节
一般采用控制表冷器流量,控制回风(房间)温度,主要方法:
A 电动二通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按变流量设计时,应采用电动二通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用双位调节,既通断调节;
③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
B 电动三通调节阀变水量控制
①对水系统要求:一般空调水系统按定流量设计时,应采用电动三通调节阀;
②电动阀的调节方式:开度调节,一般采用双位调节,既通断调节;
③联锁:一般阀的电动执行机构与空调器风机电源联锁。
(2)风量调节
一般用于定水量系统,要求不高的场合。由房间温控器控制风机盘管风机启停,房间温度低于设定值时,风机停止,反之开启。
11.2 冷热源系统自控
12.1.1连锁控制
主要为冷水机组主机联锁控制,顺序为:
开启:冷却泵-冷却塔-冷冻泵-冷水机组;
停止:冷水机组-冷冻泵-冷却塔-冷却泵。
12.1.2压差旁通控制
在供回水总管上设旁通管,旁通管上设电动二通调节阀,测量供回水总管上的压差,并与设定值进行比较,根据比较的结果,决定调节阀的开度,调节方式一般为PID。 12.2.3 台数控制
对于2台以上的冷水机组,台数控制宜采用冷量控制法,既在压差旁通管路上设流量传感器,供回水管上设温度传感器,根据流量、温差计算冷量,当冷量达到一台机组的冷量时,停止一台机组,并联动对应的冷冻泵、冷却泵、冷却塔停止。
12.2.4 冷却塔控制
(1)冷却塔风机控制
在冷却塔出水管上设温度传感器测量出水温度,并与设定值比较,根据比较的结果冷却塔决定风机的启停。
(2)冷却塔风出水温度控制
冷却塔进出水总管设旁通管路,并设电动三通调节阀,在出水管上设温度传感器测量出水温度,并与设定值比较,根据比较结果,决定三通阀的开度,阀调节方式一般为PID。 12.2.5换热器出水温度控制
(1)换热器蒸汽管路上设自厉式温控阀控制热水出水温度;
(2)换热器蒸汽管路上设电动阀(或电磁阀)通断调节控制热水出水温度。
12.2.5 热水泵变频控制
一般采用下列参数控制:
(1)供回水管压差;
(2)二次热水回水温度。
12 消声减振
12.1 消声减震措施
(1)空调通风设备应尽量选择高效、低噪声设备;
(2)冷冷水机组、数泵、风机、空调机组等设备进出口应采用柔性接头;
(3)吊装风机、空调器应采用弹性支架;
(4)冷水机组、水泵、空调器、风机等设备与基础之间应设减震器;
(5)风管、水管内的流速应进行一定的控制;
(6)控制风口风速在2-5m/s内。
12.2 消声设计
12.2.1噪声允许标准
(1)室内:参见《民用建筑隔声设计规范》GBJ-118-88、《措施》;
(2)室外:参见《城市区域环境噪声标准》GB3096-93。
12.2.2消声量计算
(1)根据房间用途确定房间的允许噪声值的NR曲线;
(2)计算风机的升功率级;
(3)计算管路、部件的噪声的自然衰减;
(4)计算风机噪声经自然衰减后的剩余噪声;
(5)计算房间内某点的声压级;
(6)根据NR曲线各频程允许噪声值和房间内某点各频率的声压级,确定消声量。
(7)根据消声量及频率特点选择消声器。
计算方法、公式参见《教科书》、《措施》、《手册》。
12.2.3消声器选型及设置
(1)选型原则:消声器的选择应根据噪声频率特点进行:
A 消除高频噪声应采用阻性消声器;
B 消中低频噪声应采用抗性消声器;
C 噪声频谱范围较宽时,应采用阻抗复合消声器;
D 消声器内的风速宜小于6m/s,不应超过8m/s。
(2)布置
A 消声器布置在空调机(风机)房与空调房间之间的管道上,宜放在机房外,如果必须
放在机房内时,消声器外壳及连接部分应做好隔声处理,放置机房噪声二次传入风管;
B 空调机组的进出口均应设置消声器;
C 对房间见要求高的,宜在每个房间送、回、排风管上进行消声处理;
D 室外环境噪声有要求时,在连接室外的进排风管上应布置消声器。
12.3 减振设计
12.3.1减振设计标准
一般以振动传递率平价,各建筑和设备所需要的振动传递率建议值参见《措施》表5.2.3。 12.3.2 减震设计内容
(1)设备减振:冷水机组、空调机组、风机、水泵等振动较大设的备;
(2)管道减振:防止设备振动通过水管、风管传递。
12.3.3 减振台座设计
(1)减振台座一般采用钢筋混凝土预制件或型钢架,其尺寸应满足设备安装尺寸;
(2))减振台座重量不宜小于设备重量(含电机)的3倍(设备自带减振台座除外); 12.3.4 减震器设计
(1)减震器的自振频率应根据建议的振动传递率计算确定,计算公式参见《教科书》、《措施》、《手册》等。
(2)减震器的类型宜按下列原则确定:
A 减震器自振频率
B 5HZ
C 减震器自振频率>12HZ时,可采用金属弹簧减震器、橡胶剪切减震器。
(3)每个设备配备的减震器数量一般为4,最多不超过6。
(4)机房内管道宜采用弹性减振吊钩;
(5)空调机组可真直接采用橡胶隔振垫。
13 管材与保温
13.1 管材
13.1.1 水管
(1)空调水管、冷却水管:在满足承压要求的条件,一般DN≤80时,的采用镀锌钢管丝扣连接,DN>80采用无缝钢管焊接连接。
(2)冷凝水管:一般可以镀锌钢管、PVC管。
(3)蒸汽管:一般采用无缝钢管焊接。
13.1.2 风管
(1)空调风管:一般可以采用镀锌钢板风管、无机玻璃钢风管、各种复合风管,但应满足消防规范不燃或难燃要求。
(2)通风风管:同上,防排烟风管应不燃。
13.2 保温与保冷
参见《节能措施》
14 节能
14.1 节能设计内容
(1)冷水机组COP应满足《节标》的限值要求。
(2)锅炉效率限值应满足《节标》的限值要求。
(3)系统节能设计主要内容
A 排风热回收;
B 房间温度控制调节;
C 新风冷量利用;
D 设备系统的自动控制;
E 水泵、风机变频调节;
F 蒸汽凝结水利用;
G 其它方面,参见《节标》、《节能措施》。
14.2 节能计算
(1)空调风系统风机单位风量耗功率(WS);
(2)通风系统风机单位风量耗功率(WS);
(3)空气调节冷热水系统的输送能效比(ER)计算;
(4)空气调节风管绝热层最小热阻;
计算方法及公式参见《节标》、《节能措施》。
15 英文翻译
15.1 外文翻译原文选择
(1)应属于建筑环境设备专业内容
(2)能反映现代新技术。
15.2 翻译字数
3000-5000。
15.3 原文、译文作为设计说明书附录,附于其后。
16 设计成果及深度要求
16.1 设计说明书
⑪ 设计说明书,应由封面、中英文摘、目录、正文、参考文献、致谢、附录等组成,格式、装订顺序应符合学院毕业论文标准格式及装订要求。
⑫ 正文应包括以下内容:
工程概况、设计依据、设计参数或基础数据、负荷计算、冷热源方案比较及系统设计、空调系统设计、自控方案设计、通风及防排烟系统设计、节能等。
其中系统设计主要为方案设计、设备选型、风、水(冷媒)系统水力计算等各类设计算和校核计算。
16.2 设计图纸
2.设计图纸:应包括以下内容:
⑪ 设计施工说明(应包括工程概况、设计依据、设计参数、总负荷及面积指标、系统设计、主要设备选型、管材、保温、自控、节能等内容的说明)、设备材料表、图例。
⑫ 平面布置图:比例随建筑。反映设备基础及定位、系统的平面布置。主要标注基础或设备定位尺寸、设备型号、系统编号、风管截面尺寸、风口类型及尺寸、水(冷媒)管管径、立管(或系统)编号。
⑬ 系统图:包括水(冷媒管路)系统、风系统, 反映系统的空间位置关系。空调系统图包括风管系统图和水(冷媒管路)系统图,本次设计风管系统建议采用分层设置,可不画风系统,只画水系统图;冷媒管路系统图可以画原理图形式。
⑭ 冷热源工艺原理图(多联机空调系统原理图)。
⑮ 剖面图,详图比例1:50(根据是否需要确定)。
⑯ 设计图纸设计概算(根据学生具体工作性质、要求确定,不作要求)。
⑰ 图纸目录。
16.3 深度要求:介于初步设计与施工图之间