暖通空调课程设计说明书Word下载.docx
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根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程施工程序，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关技术资料，在教师指导下每个学生独立完成所要求的工程设计。
学生将通过本课程设计，系统地掌握冷源工程设计计算方法、步骤，培养学生分析问题和解决冷源工程问题的能力，为将来到城市建设系统从事室内环境设备和建筑公共设施系统的设计、施工组织、调试、运行、工程经济管理和有关科学研究及技术开发等工作奠定基础。
四、原始资料
1.建筑概况、土建原始资料和工程所在地区
见上学期“采暖、通风与空调设计任务书”。
2.气象资料
设计计算所需气象资料，可根据所给工程地点从《暖通空调气象资料集》或有关设计手册中查找。
3.水文地质资料
通过调研对当地水文地质资料有所了解，为选择冷热源形式和充分利用地热资源、土壤资源、太阳能资源提供帮助条件。
4.冷热媒参数可根据冷热源情况确定，也可给定。
5.室内设计参数
按《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）以及相关的设计措施要求执行。
五、设计内容
1.冷源设计
进行冷源设计时，应进行建筑的冷负荷计算，详见上学期“采暖、通风与空调设计计算书”
冷、热源设计应根据国家能源和环保政策，结合当地实际情况，确定冷、热源的种类和系统形式，鼓励采用新型环保冷热源形式。
冷、热源设计还应进行主要设备的选择计算，包括制冷机、换热器或各种热泵等主要设备以及循环水泵、补给水泵、冷却塔、水处理设备等辅助设备，还应考虑系统的循环方式、定压方式、运行方式等设计内容，完成系统的设计。
有能力者可设计制冷系统状态监测系统和量化管理方案和经济效益分析。
以上内容，学生应根据指导教师的要求有所侧重，做到重点突出。
六、设计成果要求
设计的总体方案应体现国家能源政策、环保政策和实际情况，方案应有创意。
1.对设计计算书和说明书的要求
设计计算书和说明书应有封面、前言、目录、必要的计算过程；
在确定方案时应有一定的技术经济比较说明；
内容分章节编写，重复计算尽量采用表格形式，参考资料应列出；
设计计算书和说明书约2万字左右。
要求设计说明书文理通顺、书写工整、叙述清晰、内容完整、观点明确、论证正确。
2.设计图纸
要求绘制4张折合为2号图纸的工作量。
图纸应包括设计及施工说明、主要设备材料明细表、系统（流程）图、设备基础图及设备平面图、管道平面图等。
设计图纸要求图面整洁，图纸内容布置合理，图文全部采用工程字体，尽量选用标准图号，标题拦按照统一规定格式绘制，图例及绘图方法执行国家有关制图规范。
七、设计期限
课程设计时间为第18周和19周。
八、主要参考资料
采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003
建筑设计防火规范GB50016-2006
公共建筑节能设计标准GB50189-2005
通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002
冷水机组能效限定值及能源效率等级GB19577-2004
水源热泵机组GB/T19409-2003
蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷（温）水机组GB/T18431-2001
暖通空调制图标准GB/T50114-2001
05系列建筑标准设计图集采暖通风专业05N1-05N6DBJT04-19-2005
《全国民有建筑工程设计技术措施暖通空调·
动力》中国计划出版社2008年
《空气调节用制冷技术》（第三版）中国建筑工业出版社2002年6月
《实用供热空调设计手册》（第三版）中国建筑工业出版社1993年6月
有关设备厂家的产品样本及技术资料
第一章总论
1.1设计任务及要求
这部分见冷源工程课程设计任务书。
1.2原始资料及设计依据
原始资料：
（1）建筑概况:
本设计选择的对象是福州市某酒店楼，东经119°
17¹
，北纬26°
05¹
，据热工气象分区为夏热冬暖地区。
本工程是集商场、宾馆和娱乐为一体的综合性酒店建筑。
建筑正立面为南向，该建筑物地上4层，地下１层。
总建筑面积为5642.50㎡，空调区域面积为2798.45㎡建筑高度21.0m。
其中，地下一层为设备用房及员工宿舍，地上部分为酒店。
其中1层为商场，2到4层为客房，本次设计空调部分为一层到四层酒店空调系统设计，空调设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热，一层以及三层中会议室采用全空气系统，客房采用空气-水系统。
冷源工程设计要求能够实现夏季供冷。
（2）冷媒参数可根据冷源情况确定，也可给定。
对未给出冷媒参数的，应按照设计规范和技术措施的要求选取，一般空调系统冬季空调热水60/50°
C，夏季空调冷水7/12°
C；
（3）其他要求：
应根据工程所在地区的资源情况，优先考虑新能源的应用。
设计基本参数：
（1）根据建筑物所在的地区是福州，按《采暖通风与空气调节设计规范》等有关规定确定。
福州地区的采暖和空调室外参数为：
表2.1
经度
纬度
夏季大气压（Pa）
夏季空调室外干球温度
夏季空调室外湿球温度
夏季空调日平均温度
夏季计算日
较差（℃）
东119.17
北26.05
99743
35.2℃
28℃
30.4℃
9.2℃
夏季室外平均风速（m/s）
最热月相对湿度（%）
冬季大气
压（Pa）
冬季采暖室外干球温度
冬季空调室外干球温度
冬季室外平均风速（m/s）
最冷月相对湿度（%）
2.9
61
10126
4
2.7
74
（2）室内设计参数为：
室内要求温度夏季保持26℃，冬季按各房间使用情况综合确定。
第二章制冷机组的选型
2.1制冷机组选型原则
1.冷水机组的总装机容量
总冷负荷=一层冷负荷+二层冷负荷+三层冷负荷+四层负荷
具体见下表：
楼层
冷负荷面积（m2）
冷负荷指标（w/m2）
冷负荷（kw）
总冷负荷（kw）
一层
735.66
52.912
38.925
231.819
二层
738.84
90
66.496
三层
865.08
45.157
39.064
四层
970.38
87.334
2.由于当前冷水机组产品质量大大提高，冷热量均能达到产品样本所列数值，另外，系统保温材料性能好，构造完善，冷损失少，因此，冷水机组的总装机容量应以正确的空调负荷计算为准，可不作任何附加，避免所选冷水机组的总装机容量偏大，造成大马拉小车或机组闲置的情况。
3.对于管线较长的小区管网，则按具体情况确定。
4.冷水机组台数选择
冷水机组台数选择应按工程大小，负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求来确定。
当空气调节冷负荷大于528kw时不宜少于2台。
大工程台数也不宜过多。
为保证运转的安全可靠性，当小型工程仅设1台时，应选用调节性能优良、运行可靠的机型，如选择多台压缩机分路联控的机组，即多机头联控型机组。
5、冷水机组机型选择
（1）水冷电动压缩式冷水机组的机型宜按制冷量范围，并经过性能价格比进行选择。
冷水机组机型冷量范围（kw）参考价格（元/kcal/h）
往复活塞式≤7000.5~0.6
螺杆式116~17580.6~0.7
离心式≥17580.5~0.6
（2）电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水机组，在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）不应低于以下规定。
水冷冷水机组机型额定制冷量（kw）性能系数（w/w）
活塞式/涡旋式<
5283.80
528~11634.00
>
11634.2
螺杆式<
5284.10
528~11634.30
>
11634.60
离心式<
5284.40
528~11634.70
11635.10
根据用户使用要求，冷负荷及全年变化，太原当地能源等情况，比较制冷机房一次投资和全年运行费用，确定制冷机组类型，包括制冷方式，制冷剂种类，冷凝器冷却方式等。
从单位制冷量消耗一次能源的角度看，电力驱动蒸汽压缩式制冷机组比吸收式制冷机组能耗要低。
由于太原电力供应不算紧张，因此本工程采用电制冷蒸汽压缩制冷。
本设计采用电制冷，依据（公共建筑节能设计标准GB50189-2005）第5.4.2条“电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑可采用电制冷。
”
并且采用螺杆机组。
电制冷机组有活塞式、螺杆式和离心式机组。
建筑面积小于15000平方米，一般选用活塞式和螺杆式，面积在3-4万平方米时一般选用离心式机组，本建筑面积为27669.29平方米，可选用活塞式和螺杆式机组。
螺杆式机组与活塞式机组相比COP高，单机制冷量大，对湿压缩不敏感，噪音低，振动小，可靠性高，寿命长等优点。
故本设计采用螺杆式机组。
从能耗，单机容量和调节等方面考虑，选择空调用蒸汽压缩式冷水机组时，单机名义工况制冷量大于1758kW时宜选用离心式；
制冷量在1054～1758kW时，宜选用螺杆式或离心式；
制冷量在700～1054kW时，宜选用螺杆式；
制冷量在116～700kW时，宜选用螺杆机或往复式；
制冷量小于116kW时，宜选用活塞式或涡旋式。
考虑本工程实际总冷负荷大小，采用一台螺杆机,不考虑备用。
2.2制冷机组的选型
冷冻水进出温度7/12冷却水进出温度为当地湿球温度加五度，即28/33
选用一台麦克维尔单螺杆冷水机组，并根据产品性能修正表进行制冷量的修正。
型号为WHS080.1B。
由于制冷机组的设计冷却水进出口温度为30/35,考虑到福州当地湿球温度为28°
C,所以需要对机组的制冷量进行修正，按0.97修正。
修正前制冷量为279.5kW，功率为61kW，修正后的制冷量271.12kW,功率为59.2kW.
制冷量（RT）
制冷量（KW）
输入功率KW
制冷剂
运转电源
79.5
271.12
59.2
R22
380V3N-50HZ
蒸发器
冷凝器
尺寸
水流量L/S
压降KPa
L×
W×
H（mm）
13.4
42.7
16.7
55
3533X820X1680
压缩机
蒸发器
型式
数量
半封闭单螺杆
1
干式蒸发器
壳管式
第三章冷冻水系统的设计
3.1系统形式
直接供冷：
投资和机房占地面积少，而且制冷系数较高；
缺点是蓄冷性能较差，制冷剂泄漏可能性增多。
适用于中小型系统或低温系统。
间接供冷：
使用灵活，控制方便。
适合于区域性供冷。
开式冷冻水系统常用于有喷水室的空调系统。
喷水室水池的水经溢流管靠自重流入中间水箱，再经水泵送至冷水设备的蒸发器，然后送入喷水室。
水箱—水泵—蒸发器—喷水室管路内为压力流；
喷水室—水箱管路内为无压流。
冷水循环泵的扬程需要克服水箱液面到最高喷水室液面之间的高差。
中间水箱的主要功能是收集系统的回水，兼有一定的蓄冷（热）作用。
闭式冷冻水系统分为定流量和变流量系统。
单级泵定流量系统：
系统循环水量不变，通过调节供水温度调节系统的供冷（热）量。
空气处理设备可通过三通电动调节阀进行调节。
当按一机一泵多台配置制冷机和水泵时，可以实现分阶段定流量运行。
这一系统调节性较差，因此不适用于大型空调系统。
分区单级泵定流量系统：
系统总循水量不变，各空调分区按照系统阻力和流量要求分别设置循环水泵，适用于供水分区系统之间阻力相差悬殊的系统。
单级泵变流量系统
双级泵定流量系统:
总循水量不变，各空调分区按照系统阻力和流量要求分别设置二级循环水泵，空气处理设备可通过三通电动调节阀进行调节。
一级泵扬程用来克服分水器和集水器之间的阻力。
这一系统适用于大型空调系统且供水分区系统之间阻力相差悬殊的系统。
由于系统较小，各环路负荷特性和压力损失相差不大，采用闭式一次泵定流量冷冻水系统，水泵采用一用一备，冷源侧为定流量，负荷侧采用电动三通调节阀变流量。
采用定压水泵补水定压的方式补水定压。
由于只在夏季要求集中供冷因而采用单管制水系统。
单级泵定流量系统
3.2冷冻水系统的设计
一．确定总管径
依据《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇暖通空调·
动力》
1、空调冷水一次泵定流量系统的设计要点
2、空调水系统的布置时和管径选择时应减少并联管路之间的压力损失的相对差额，当超过15﹪时，应在计算的基础上根据水力平衡要求配置必要的水力平衡装置。
冷冻水流量：
在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。
如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。
公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。
L（m3/h）=Q（kW）/（5℃x1.163）
冷却水流量：
一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量
L（m3/h）=Q（kW）/（5℃x1.163）X（1.15~1.2）
计算结果见下表：
流量（m3/h）
冷却水流量（m3/h）
冷冻水流量（m3/h）
9.05396
60.12
48.24
15.467
9.08629
20.3139
在空调系统中所有水管管径一般按照下述公式进行计算：
D（m）=（L（m3/h）/0.785x3600xV（m/s））0.5
公式中：
L----所求管段的水流量（第一步已计算出）
V----所求管段允许的水流速
空调系统管路水速（m/s）推荐表
管径（mm）
15
20
25
32
40
开式系统
0.4-0.5
0.5-0.6
0.6-0.7
0.7-0.9
0.8-1.0
闭式系统
0.3-0.4
0.6-0.8
50
65
80
100
125
0.9-1.2
1.1-1.4
1.2-1.6
1.3-1.8
1.5-2.0
1.4-1.8
依据（实用供热空调设计手册第三版）
流速的确定：
一般，当管径在DN100到DN250之间时，流速推荐值为1.5m/s左右,当管径小于DN100时,推荐流速应小于1.0m/s,管径大于DN250时，流速可再加大。
进行计算时应该注意管径和推荐流速的对应。
根据（采暖通风与空调设计规范GB50019-2003）第6.4.11条补水小时流量宜为系统水容量的5%-10%，则补水量为{（738.84+865.08+970.38）*1.3+735.66*0.55}0.1=375.12L/h，
管径选择结果
冷却水系统
冷冻水总管
一层冷水管
二-四层冷水管
补水管
DN125
DN100
DN50
DN20
二．冷冻水泵选型
冷冻水泵扬程的组成
1.制冷机组蒸发器水阻力：
一般为5~7mH2O；
（具体值可参看产品样本）
2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：
一般为4~5mH2O；
（据体值可参看产品样本）
3.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；
4.分水器、集水器水阻力：
一般一个为3mH2O；
5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失，一般为7~10mH2O；
综上所述，冷冻水泵扬程为26~35mH2O，一般为32~36mH2O。
注意：
扬程的计算要根据制冷系统的具体情况而定，不可照搬经验
冷冻水系统机房外的管路长约为126.2m,比摩阻为200-600Pa|m,按300Pa|m计算，沿程阻力为63.1x300=37860Pa,冷冻水系统的局部阻力（除机房外）为25.2kPa；
蒸发器的阻力损失取66kPa；
机房内管件阻力
包括：
蒸发器进出口两个蝶阀，其阻力系数为0.5，因而其压力损失为0.5X0.5×
1.40×
1×
2=0.98kPa；
冷冻水进口的过滤器阻力损失取1.5kPa；
出口的电动调节阀50×
1=50kPa
冷冻水泵前后有两个蝶阀，一个止回阀：
蝶阀阻力系数为0.5，因而其压力损失为0.5X0.5×
2=0.98kPa；
止回阀的阻力系数为3.4，压力损失为3.4×
0.5X1.40×
1.40=3.33kPa,过滤器阻力损失取1.5kPa
分集水器的阻力为20KPa，分集水器总共安有六个蝶阀，总阻力为0.98X3=2.94kPa,集水器上安有三个手动调节阀，调节阀的阻力系数为0.5，总阻力为1.47Kpa。
冷冻水阻力损失为：
37.86+25.2+66+0.98+1.5+50+0.98+3.33+1.5+20+2.94+1.47=211.73kPa
考虑10﹪的富余量，冷冻水泵的扬程取
H=1.1×
211.73=232.9kPa
依据流量和扬程选取冷冻水泵的型号为凯泉80/125-5.5/2
扬程（m）
转速（r/min）
必需汽蚀余量
重量（Kg）
50
20
2960
3.0
105
3．软水器的选择
根据（采暖通风与空调设计规范GB50019-2003）第6.4.11条补水小时流量宜为系统水容量的5%-10%,则补水量为{（738.84+865.08+970.38）*1.3+735.66*0.55}0.1=375.12L/h，
选择软水器型号如下表：
设备名称
产水量（t/h）
罐体尺寸（mm）
树脂量（kg）
JB51-150
0.3-0.5
Φ150×
1200
12.5
外接尺寸
工作压力（MPa）
配用盐箱（mm）
备注:
采用JB1半自动控制阀门
0.14-0.6
Φ350×
720
四．软水箱的选择
软水箱的容积若按系统60分钟的漏水量来确定.即软化计算水箱的容积为48.24×
1%=0.48m³
，
软水箱的容积若按系统容积水量的5%-10%来选择,根据空调全空气系统单位面积水量的指标,取0.55L/m2,水/空气系统单外面积水量的指标，取1.30L/m2计算水箱的容积为0.375m³
，取大值,其尺寸为700x700x1000（mm）
5．分集水器的选择
分水器和集水器的长度计算
分水器的长度：
D1=100mm，D2=100mm，D3=50mm，
（D1为冷冻水泵进水管直径，D2和D3、D分别为一、二-四层管路直径，）
L1=D1+120=220mm，
L2=D1+D2+120=320mm，
L3=D2+D3+120=270mm，
L4=D3+120=170mm，
总长度为L=130+L1+L2+L3+L4+120+80X2=1390mm
集水器的长度：
集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40mm
第四章冷却水系统的设计
4.1冷却塔选型
1.冷却水系统的设计
合理选用冷却水水源和冷却水系统对制冷系统的运行费和初投资具有重要意义。
为了保证制冷系统的冷凝温度不超过制冷压缩机的允许条件，冷却水温度一般应不高于32℃。
冷却水系统可分为直流式，混合式和循环式三中。
此设计我采用循环冷却水系统。
设计中最常用的冷却塔主要是逆流式和横流式冷却塔。
相比之下逆流式冷却塔热交换效率高，能耗低，价格便宜，且没有横流式那种分水不均的情况。
从冷却塔的形状分又有圆形和方形。
一般来说方形冷却塔占地面积小，紧凑，且美观，目前工程上用得越来越
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