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摘 要

本设计为**_*某火车站舒适性空调系统，设计内容包括冷负荷计算，空气处理方案的选择，空调末端设备选型，风管路系统的设计计算及附属设备的选型，并进行设计说明书的编制和施工图的绘制。设计坚持可持续发展理论，树立了节约能源和全寿命周期成本分析的科学理念，从节能和环保出发，综合考虑建筑结构、使用要求、环境条件，在系统的选择、设备的选配及系统的运行控制等方面采取一定的节能措施，使系统在各种工况下均能高效节能运行。根据节能设计标准要求，结合计算软件，采用冷负荷系数法对整个大楼的冷负荷进行逐时计算；分析负荷日变化和全年变化情况，通过多个方案的可行性论证和经济性比较，结合实际的能源政策，选用了水冷式螺杆机组的冷源运行策略。空调系统采用全空气系统。在设计计算的基础上，还进一步分析比较了不同建筑维护结构、设计参数、空调方案等对能耗的影响，提出空调系统各环节存在的问题及节能潜力。

关键词：舒适性空调 可持续发展 建筑节能 室内空气品质

Abstract

The design for the Shaanxi Ankang City, a train the comfort station of air conditioning system, the design content including cooling load calculation, air processing scheme selection, selecting air terminal devices, air pipe system of design calculation and ancillary equipment selection and drawing of the design specification and drawing the construction drawings. Design adheres to the theory of sustainable development, and establish a scientific concept of saving energy and life cycle cost analysis, from the perspective of energy saving and environmental protection, considering the building structure, use requirements, environmental conditions and in system selection, equipment selection and system operation control, take some energy conservation measures, make the system can be energy efficient operation under all conditions. According to the requirements of the design standard for energy efficiency, combined with the calculation software, the calculation of the cooling load factor method, the whole building cooling load by time; analysis of daily load change and change throughout the year, through the scheme feasibility study and economic comparison, combined with the actual energy policy, choose the water-cooled screw chiller cold source operation strategy. Air conditioning system using the whole air system. On the basis of design calculation, the influence of different building maintenance structure, design parameters and air conditioning scheme on energy consumption is analyzed, and the problems and the potential of energy saving in each link of the air conditioning system are put forward.

Key words: comfort air conditioning, sustainable development, building energy efficiency, indoor air quality, indoor air quality

目录

摘 要 1

Abstract 2

第1章 绪论 5

1.1 设计目的 5

1.2 设计要求 5

1.2.1 初步设计 5

1.2.2 施工图设计 5

1.2.2.1 设计计算 5

1.2.2.2 图纸绘制 6

第2章 设计任务及依据 6

2.1 工程概况 6

2.2 设计依据 6

2.2.1 空调室外设计参数 6

2.2.2 空调室内主要设计参数 8

第3章 负荷计算 8

3.1冷负荷计算 8

3.1.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 8

3.1.2内围护结构冷负荷 8

3.1.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 9

3.1.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 9

3.1.5照明散热形成的冷负荷 9

3.1.6人体散热形成的冷负荷 10

3.1.6.1人体显热散热形成的冷负荷 10

3.1.6.2人体潜热散热引起的冷负荷 10

3.1.7新风冷负荷 10

3.2湿负荷计算 11

3.2.1人体散湿负荷 11

3.2.2新风湿负荷 11

3.3热负荷计算 11

3.3.1围护结构基本耗热量形成的热负荷 11

3.3.2围护结构附加耗热量形成的热负荷 12

3.3.3新风热负荷 12

第4章 冷热源方案分析及机组选择 13

4.1 风冷与水冷机组的比较 13

4.1.1风冷与水冷机组的费用比较 13

4.1.1.1 初投资比较 13

4.1.1.2 运行费用比较 13

4.1.1.3 结论 13

4.1.2 风冷与水冷机组优缺点比较 14

4.2 冷水机组的确定 14

4.2.1冷冻站冷负荷的确定 14

4.2.2冷水机组类型的选择 15

第5章 房间的空气处理方案及送风量的确定 18

5.1确定空调系统方案的因素 18

5.2空调系统方案的比较及选择 18

5.3房间中的新风送风方式 21

5.4新风处理状态点的分析 21

5.5本设计空气处理方案 22

5.6 送风量计算 22

5.7 送、回风口选型 23

第6章 组合式空调机组选型 25

第7章 空调冷冻水系统水力计算 26

7.1 计算依据 26

7.2 计算公式 26

第8章 机房设备选择 26

8.1 冷冻水泵的选择 26

8.2 定压补水装置选择 27

8.2.1落地式膨胀水箱 27

8.2.2补水泵选择 27

8.3 软化水设备的选择 28

8.4 补水调节水箱的计算 28

8.5 冷却水系统 28

8.5.1冷却塔的选择 28

8.5.2冷却水泵的选择 29

8.6换热设备的选择 29

第9章 制冷站设计 31

9.1 机房设计 31

9.2 设备布置间距 31

9.3冷却塔的设置 31

第10章 管道保温设计 32

10.1 风管的保温设计 32

10.2 冷冻水管的保温设计 33

10.3 凝结水管的保温设计 33

第11章 消声与减振设计 34

第12章 水系统的水质管理 35

参考文献 36

致 谢 37

第1章 绪论

1.1 设计目的

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。

1.2 设计要求

1.2.1 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，初步确定冷热源方式、容量、台数、机房位置和面积并确定送、排风方式。

1.2.2 施工图设计

1.2.2.1 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、计算总冷某某、总热量、总风量；

⑶ 根据冷某某和风量确定选用空气处理设备和制冷设备、绘出空气处理系统草图；

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；

⑼ 对土建、水、电、动力专业的要求；

⑽ 设计总结。

1.2.2.2 图纸绘制

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。

第2章 设计任务及依据

2.1 工程概况

本设计对象为**_*某火车站，火车站主要有：候车室，服务，VIP厅室等。其中地下一层地上三层，预计将机房布置于地下层。工程位于安某某，东经109.03°，北纬33°，海拔48 m。总空调面积为10269.95m2。本工程空调设计的任务包括本火车站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。

2.2 设计依据

2.2.1 空调室外设计参数

夏季：

大气压：971.3hPa

室外日平均温度：31.4℃

室外计算日温差：7.5℃

室外干球温度：35.6℃

室外湿球温度：26.8℃

室外平均风速：1.4m/s

室外空气密度：1.11kg/m3

冬季：

大气压：990.4hPa

空调计算温度：- 2℃

相对湿度：68%

室外平均风速：1.4 m/s

2.2.2 空调室内主要设计参数

夏季：

室内温度: 26℃

相对湿度: 60%

冬季：

室内温度: 20℃

相对湿度: 45%

新风量: 30m3/(h?人)

照明: 25w/m2

人员分布: 0.2 人/m2

第3章 负荷计算

3.1冷负荷计算

3.1.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

CL = K F ( t＇wl - tNx )

t＇wl = ( twl + td ) kα kρ

式中 CL— 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

K — 外墙和屋面的传热系数，W/(m2?℃ )，可根据外墙和屋顶的不同构造，由《空调工程》附录5和《空调工程》附录6查某某；

F — 外墙和屋面的面积，m2；

t＇wl — 外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值，℃；

tNx— 夏季空气调节室内计算温度，℃；

twl— 以XX地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋顶的不同的类型分别在《空调工程》附录7和《空调工程》附录8查某某；

td — 不同类型外墙和屋顶的地点修正值，℃，根据不同的设计地点在《空调工程》附录9查某某；

kα — 外表面放热系数修正值，在《空调工程》表3-7中查某某，取kα=1.0；

kρ — 外表面吸收系数修正值，在《空调工程》表3-8中查某某，取kρ=1.0；

3.1.2内围护结构冷负荷

CL = K F ( tls - tNx)

tls = twp + Δtls

式中 CL、K、F、tNx — 同上式

tls — 邻室计算平均温度，℃；

Δtls — 邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值，℃，（可按《空调工程》表3-9选取）。

3.1.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

CL =cw Kw Fw ( twl + t d - tNx)

式中 CL、tNx — 同上式；

Kw — 外玻璃窗传热系数，W/(m2?℃ )，单层窗可查《空调工程》附录10，双层窗可查《空调工程》附录11，不同结构材料的玻璃可查《空调工程》附录14；

Fw — 窗口面积，m2；

twl — 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃，可由《空调工程》附录13中查某某；

cw — 玻璃窗传热系数的修正值；根据窗框类型从《空调工程》附录12查某某；

td — 玻璃窗的地点修正值，可从《空调工程》附录15查某某。

3.1.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

CL = CαCs Ci Djmax Fw CLQ

式中 Fw— 窗口面积，m2；

Cα— 有效面积系数，由《空调工程》附录19查某某；

Cs— 窗玻璃的遮阳系数，由《空调工程》附录17查某某；

Ci— 窗内遮阳设施的遮阳系数，由《空调工程》附录18查某某；

Djmax— 日射得热因数，由《空调工程》附录16查某某；

CLQ— 窗玻璃冷负荷系数，无因次，由《空调工程》附录20至《空调工程》附录23查某某；

3.1.5照明散热形成的冷负荷

白炽灯 CL = 1000 N CLQ

荧光灯 CL = 1000 n1 n2 N CLQ

式中 CL — 照明设备散热形成的冷负荷，W；

N — 照明灯具所需功率，KW；

n1 — 镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n1 = 1.2；当暗装荧光灯镇流器装置设在顶棚内时，取n1 = 1.0；

n2 — 灯罩隔热系数，但荧光灯上部有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取n2 = 0.5 ~ 0.6；而荧光灯罩无通风孔时，取n2 = 0.6 ~ 0.8；

CLQ— 照明散热冷负荷系数，由《空调工程》附录26查某某。

3.1.6人体散热形成的冷负荷

3.1.6.1人体显热散热形成的冷负荷

CLS= n φqs CLQ

式中 CLS — 人体显热散热形成的冷负荷，W；

n — 室内全部人数；

φ — 群集系数，由《空调工程》表3-14查某某；

qs — 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由《空调工程》表3-15查某某；

CLQ — 人体显热散热冷负荷系数，由《空调工程》附录27查某某。

3.1.6.2人体潜热散热引起的冷负荷

Qτ =φ nτ q2

式中 nτ — 计算时刻空调区内的总人数；

q2 — 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W，由《空调工程》表3-15查某某。

3.1.7新风冷负荷

新风冷负荷可按下式计算

CLw= 1000qm，w（hwx - hnx）

式中 CLw —— 新风冷负荷，W ；

qm，w —— 新风量，3? s；

hwx —— 室外新风比焓值，kj/kg；

hnx —— 室内空气比焓值, kj/kg。

3.2湿负荷计算

3.2.1人体散湿负荷

人体散湿量可按下式计算

D = 0.001φnτg

式中 D —— 散湿量，3? h ；

φ —— 群集系数，由《空调工程》表3-14查某某；

nτ —— 计算时刻空调房间内的总人数；

g —— 一名成年男子的小时散湿量,g/ h，由《空调工程》表3-15查某某。

3.2.2新风湿负荷

新风湿负荷可按下式计算

D= 1000qm，w（dwx - dnx）

式中 D —— 新风湿负荷，3? h ；

qm，w —— 新风量，3? s；

dwx —— 室外新风含湿量，g/kg.干空气；

dnx —— 室内空气含湿量, g/kg.干空气。

3.3热负荷计算

3.3.1围护结构基本耗热量形成的热负荷

HL = αFK（tNd - tWd）

式中 HL —— 维护结构的基本耗热量形成的热负荷，W；

α—— 维护结构的温差修正系数；

F —— 维护结构的面积，m2；

K —— 维护结构的传热系数，W/(m2?℃ )；

tNd —— 冬季空调室内的计算温度，℃ ；

tWd —— 冬季空调室外的计算温度，℃ 。

3.3.2围护结构附加耗热量形成的热负荷

（1）朝向修正率

因为XXXX县冬季XX射率小于35%，所以东南、西XX南向的修正率宜采用-10%~0，其他朝向可不修正。

（2）风力附加率

在《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2003）中明确规定：在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加5%~10%。因为XXXX县不在此列，所以不用风力附加。

（3）外门附加率

为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘以相应的附加率。阳台门不应考虑外门附加。

（4）维护结构的高度附加率

由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。因此《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2003）中规定：当房间高度超4m时，每增加1m应附加2%的高度附加率，但总的附加率不应超过15%。

内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 水，向水系统中投入腐蚀抑制药剂、杀生剂等。

参考文献

[1] 电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册.中国建筑工业出版社,1995

[2] 郭某某.实用制冷工程设计手册.中国建筑工业出版社,1994

[3] 贺某某,孙某某.供热工程.中国建筑工业出版社

[4] 严某某.空气调节用制冷技术.中国建筑工业出版社

[5] GBJ 19-87,采暖通风与空气调节设计规范.XX:中国计划出版社,2001

[6] 陆某某,实用供热空调设计手册,中国建筑工业出版社

[7] 冯某某.新型空调制冷设备及配件选用手册.人民邮电出版社

[8] 陆某某 《暖通空调》。中建筑工业出版社。

致 谢

在指导老师的悉心教导、讲解下，通过与他们和同学的交流，最后我圆满地完成了毕业设计。在此，我衷心地向所有曾经对我有过帮助的老师和同学们致以最诚挚的感谢！我一直提问的问题，老师都细细指导，一点都没有不耐烦，而且老师还十分关心我，怕我有太大的压力，因此我十分感谢老师！此外，学校图书馆借给我们大量的参考文献资料，这是我们的设计得以顺利进行并最终完成的基本前提和重要保障，借此，我对这些机构也表示衷心地感谢。

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