1、河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-I-摘 要本设计为唐山凤凰园火锅店风冷热泵空调。设计内容包括：方案的比较、负荷计算、空气处理过程的选择、设备选型，水管路和风管路系统的设计及附属设备的选型，并进行设计说明书的编制和施工图的绘制。通过计算，本工程夏季总冷负荷为 531.05kW，冬季总热负荷为 70.98kW。制冷设备选用机组的制冷量为 620kW。建筑物的冷源由机组提供，热源由市政管网提供，用板式换热器将 95/70的热水换至 60 /50供空调使用。本工程主机选用风冷热泵机组。风冷热泵机组是一种节能、节水和环保的设备,一机冬夏两用,具有设备利用率高的特点,但也存在冬季低温工
2、况下供热不足、高湿区域结霜严重等问题,这些问题阻碍了风冷热泵机组北扩的使用趋势。本文分析了提高热泵机组本身的能效比以节能、改进除霜控制逻辑以减少不必要的除霜而导致的能耗、增加热回收等节能手段以降低能耗、采用双级压缩以拓宽热泵的使用范围等措施,对于促进风冷热泵机组更广泛的应用具有积极的意义。整个工程主要采用风机盘管加独立新风形式，水系统采用异程式、一次泵、变流量系统。关键词：空调，热泵，通风，火锅店，设计河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-II-AbstractThe air conditioning and ventilation system for the chafing
3、dish restaurant of feng huagn yuan in Tangshan was designed, incluiding scheme comparision, load calculation, air process selection, equipment selection, water system and air system design, and appurtenances selection. The design specifications and the construction drawing was worked out.The summer
4、cold load is 531.05 kW, and the winter heat load is70.98 kW in this project. Two water cooling screw rod type cold water units whose refrigeration quantity is 620kW were selected for refrigeration. The city heat source was used for heating. The hot water 95/70 was changed to 60/50 with disc heat int
5、erchanger, and then supplying the air conditioning .The Air cooled heat pump is choosed for the main engine in this project. Air cooled heat pump is energy-saving,water-saving and environmental-friendly equipment.It can be fully used both in summer and winter.But it also get some disadvantages like
6、providing less heating capacity at low ambient temperature,heavy frost in high humidity regions,etc,which hinders it from application in north of China.In this paper the author analyzed to increase ASHP COP for energy saving,improving defrost control logic to reduce power consumption due to the unne
7、cessary defrost,add functions like heat recovery to reduce power consumption,use two stage compression to broaden its application,which is very beneficent to the perfection of ASHP. The FCU+PAU system was selected for the project. The direct return system，the primary pump system and the variable cur
8、rent quantity system was selected for the water system after the analysis and comparison.Key words: air conditioning, ventilation, library, design河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-III-目 录第一章 绪 论 .11.1 背景介绍.11.2 设计内容 .21.3 原始资料 .21.3.1 工程概况.21.3.2 气象参数 .21.3.3 土建资料 .21.3.4 围护结构传热系数 .31.4 参数确定.31.5 设计目的 .4第二章
9、 方案初定 .52.1 方案设计内容 .52.2 空调设计负荷概算 .52.3 室内设计参数 .52.4 空调冷、热源系统与设备选择 .52.4.1 选择冷热源系统的基本原则 .52.4.2 制冷设备的选择 .72.4.3 换热设备的选择 .82.5 空调系统的选择 .82.5.1 空调系统设计的基本原则 .82.5.2 空调方案的确定 .92.6 水系统的选择 .102.6.1 冷却设备初步设计 .102.6.2 开闭选择 .102.6.3 管制的选择 .112.6.4 定、变水量选择 .112.6.5 同、异程选择 .122.6.6 水泵初步设计 .12第三章 冷负荷的计算 .143.1
10、房间负荷计算方法 .143.2 新风负荷计算 .19第四章 空气处理过程 .214.1 风机盘管系统的处理过程 .234.2 风机盘管选型方案确定.25第五章 气流组织的计算 .275.1 气流组织概述 .275.2 回风设计 .295.3 排风设计 .29河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-IV-第六章 水力计算 .306.1 风管的水力计算 .306.1.1 风道的类型 .306.1.2 风管水力计算公式 .306.1.3 风管水力计算结果 .316.2 水系统的水力计算 .386.2.1 空调管路系统的设计原则 .396.2.2 空调水系统的管路计算 .396.2.3 冷
11、凝水管的设计 .47第七章 制冷机房的设计 .497.1 方案设计.497.2 设备冷负荷的计算.497.3 制冷机组的选择.497.4 冷冻水泵的选型 .497.5 空调冷却水系统设计 .507.5.1 冷却水系统类型的确定 .507.5.2 冷却水泵的选择 .517.6 补水系统的确定 .527.7 换热设备的选择 .537.7.1 换热器的计算 .537.7.2 冬季热水工况 .55第八章 水系统附件的选型 .568.1 水系统的排气 .568.2 冷却水、冷冻水电子水处理器.56结 论 .64致 谢 .65参考文献 .66附 录 .67河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书
12、-1-第一章 绪 论1.1 背景介绍空调对于创造舒适性室内环境的作用是不容忽视的，因而对于公用民用建筑来说，空调是不可或缺的。随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界和工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷源系统的形式选择上，风冷热泵机组是一种节能、节水和环保
13、的设备,一机冬夏两用,具有设备利用率高的特点,但也存在冬季低温工况下供热不足、高湿区域结霜严重等问题,这些问题阻碍了风冷热泵机组北扩的使用趋势。本文分析了提高热泵机组本身的能效比以节能、改进除霜控制逻辑以减少不必要的除霜而导致的能耗、增加热回收等节能手段以降低能耗、采用双级压缩以拓宽热泵的使用范围等措施,对于促进风冷热泵机组更广泛的应用具有积极的意义。空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。冷热源的能耗由建筑物所需
14、要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等） ，室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。考虑到空调
15、使用过程中的巨大能耗，其冷热源及水泵的合理选用、设计就显得格外重要。在设计过程中，阅读了大量书籍、论文、规范对计算方法进行合理的选择，以确保设计能符合工程中的各类规范。河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-2-1.2 设计内容1.空调、通风系统方案的确定。2.空调系统冷、湿负荷的计算。3.空调送、回风量的计算及空调制冷系统的设计选型。4.空调系统气流组织计算。5.风系统、水系统的布置及风系统、水系统的水力计算。6.空调通风系统施工图的绘制。1.3 原始资料1.3.1 工程概况凤凰园火锅店位于唐山市，是一家中型餐馆，主要包括接待大厅，储藏室，传菜间，员工休息室，各种消费包间等。用地
16、指标：1113m 2建筑占地面积：827.6 m2建筑面积：2228.60 m21.3.2 气象参数唐山地区室外设计参数:北纬：39.37 东经：118.09夏季：空调干球温度32.7，湿球温度26.2，通风温度31。室外风速1.5m/s，相对湿度54，大气压力：995.6kPa。冬季：空调干球温度11，通风温度3，采暖室外温度8，室外风速1.8m/s，相对湿度52，大气压力：1016.9kPa。1.3.3 土建资料主要功能：为框架剪力墙结构，主要功能为商用，建筑规模：共四层，无地下室。外墙：从外到内 水泥砂浆15，泡沫混凝土250，聚苯板90，抹灰砂浆6内墙：200,150厚加气混凝土，局部
17、采用100厚（单面双层12厚）轻钢龙骨石河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-3-膏板和铝合金玻璃隔断。屋顶：从上到下 卵石层20，保护薄膜20，聚苯板100，防水层5，15厚水泥砂浆找平层，最薄30厚轮集料找坡层，钢筋混凝土屋面层200。外窗：双层（6+6）铝合金中空玻璃外门：塑料夹板门内门：木框单层实体门主要出入口处：20厚玻璃大门1.3.4 围护结构传热系数围护结构传热系数见表 1-1 。表 1-1 围护结构传热系数围护结构 外墙 外门 外玻璃门 外窗 屋面传热系数 0.497 2.504 5.662 3.201 0.431传热衰减 0.136 0.988 0.999 0.
18、986 0.273传热延迟 0.262 0.839 0.136 0.862 10.151外墙 ：按浅色计算外窗：窗户日射得热参数：内设浅色窗帘Cs=0.93； Ci=0.6； Ca=0.85；Dj.max： S302； E599； N114； W599, 水平 8421.4 参数确定1.群聚系数的确定：接待大厅：0.89 各类包间：0.93 员工休息室： 0.902.新风量标准：所有计算送新风的房间均按照 30m3/人.小时 的保准计算送风量走廊，门厅 ：不送新风3.房间人数的确定：员工休息室、卫生间、储藏室、传菜间、接待大厅 按 0.1人/m 2 按0.5人/m 2河 北 联 合 大 学 毕
19、 业 设 计 说 明 书-4-各房间的人员负荷、照明负荷、及新风负荷各小时的分配按公共建筑节能设计标准选取。1.5 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，还要熟悉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。河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-5-第二章 方案初定2.1 方案设计内容图书馆空调设计方案论证分别为
20、：冷热源方案，空调方式方案，水系统方案。2.2 空调设计负荷概算表 2-1 部分民用建筑空调冷负荷估算指标（W/m 2） 1建筑类型及房间名称室内人数人/ m2建筑负荷W/ m2人体负荷W/ m2照明负荷W/ m2新风量W/ m2新风负荷W/ m2总负荷W/m21 贮藏室 0.1 40 14 30 25 27 1312 贵宾间 0.33 60 43 40 25 92 2353 厨房 0.67 40 88 40 25 190 3584 大厅 0.5 35 58 40 25 136 2695 贵宾厅 0.13 58 17 30 50 68 1736 更衣室 0.25 58 31 20 30 68
21、1777 洗手间 0.13 90 17 60 30 24 191注 1. 本表总负荷为瞬时最大负荷表 2-2 工程冷负荷概算表空调面积(m 2)空调体积(m 3)冷负荷指标(w/ m 2)人员密度(m2/人)新风指标(m3/h人)人数 冷负荷(kw)新风量(m3/h)14345 97200 110 5 25 2869 1578 71725由 采暖、制冷，空调手册查得餐厅的热负荷荷概算指标为2846W/m 2，本火锅店工程总建筑面积为2228.60m 2,取热负荷概算指标为32W/m 2，则此工程的总热负荷为70.98KW。2.3 室内设计参数 夏季：干球温度：24-26 摄氏度 相对湿度：50
22、-60%冬季：干球温度：18-20 摄氏度 相对湿度：不进行控制2.4 空调冷、热源系统与设备选择2.4.1 选择冷热源系统的基本原则(1)空气调节人工冷热源宜采用集中设置的冷（热）水机组和供热、换热设备。河 北 联 合 大 学 毕 业 设 计 说 明 书-6-机型和设备的选择，应根据建筑物空气调节的规模、用途、冷负荷、所在地区气象条件、能源结构、政策、价格及环保规定等情况，按下列要求综合论证确定：a.热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热；b.夏热冬冷、干旱缺水地区的中小建筑可采用空气源热泵或埋管式地源热泵冷（热）水机组供冷、供热；c.全年进行空气调节，且各房间区域负荷特性相差较大，需要长时
23、间向建筑物供热和 供冷时，技术经济比较后，可采用水环热泵空气调节系统供冷、供热；d.在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区，空气调节系统采用低谷电价时段蓄冷（热）能明显节电及节省投资时，可采用蓄冷（热）系统供冷（热）；(2)需设空气调节的商业建筑或公共建筑群，有条件时宜采用热、电、冷联产系统或集中设置供冷、供热站；(3)电动压缩式机组台数及单机制冷量的选择，应满足空气调节负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求，一般不宜少于两台；当小型工程仅设一台时，应选调节性能优良的机型；(4)选择电动压缩式机组时，其制冷剂必须符合有关环保要求，其使用年限不得超过中国禁用时间表的规定。由于本工程是位于唐山的工程夏
24、季需要供冷，冬季需要供热。根据以上原则拟选择：单冷式制冷机+市政热网供热2.4.2 制冷设备的选择 表 2-4 冷水机组的容量范围及能耗 2制冷机类型 机型名称 容量（KW） 动力能耗或蒸汽，柴油消耗（Kg/kW） 备注水冷活塞式 69.8-139.5 0.315水冷螺杆式 348.9-1744.2 0.307水冷离心式 697.7-1744.2 0.281风冷活塞式 69.8-139.5 0.353蒸汽压缩式风冷螺杆式 348.9-3489 0.301蒸汽单效式 348.9-3489 2.35 蒸汽蒸汽双效 348.9-3489 1.38 蒸汽吸收式直燃机 348.9-3489 0.0757 柴油表 2-5 机组经济性比较 3比较选项 活塞式、蜗旋式 螺杆式 离心式 吸收式
