摘 要

本设计为武汉某大学老图书馆空调系统。该图书馆为四层建筑，总建筑面积为3818m²，总层高18m；始建于上世纪50年代，其丰富的藏书与独特的建筑风格都体现着一种历史文化。为满足绿色节能又不破坏建筑结构的要求，采用VRV变频多联机空调系统来承担空调房间的冷负荷与热负荷。新风则通过独立的新风管道先送入全热交换器，回收排风的显热与全热之后再送入空调房间。另外，室内机需要承担部分的新风负荷。

设计内容包括：空调负荷计算；空调设备选型计算；系统配管设计计算；风系统设计计算等内容。设计重点是正确计算房间负荷，选择合适的室内机，满足系统的配置要求；合理选择全热换热器，实现新风节能。为满足建筑要求，本设计室内机、全热换热器及所有管道做吊顶处理，使整个系统既美观又低噪音。

关键词：图书馆空调系统；VRV变频多联机；全热换

Abstract

The graduation project designs an air conditioning system for an old library of a university in Wuhan.The library has four floors, with a total construction area of 3818m², the total height of 18m;Besides,it was founded in the 50's of last century.It's rich collection of books and a unique architectural style reflects a historical and cultural.In order to meet the requirements of green energy saving and no damage to the building structure,this system adopts the VRV (variable refrigerant volume) Multi-evaporator Inverter air conditioner system to undertake the air conditioned room’s cooling loads and hot loads. The independent fresh air is sent into total heat exchange by the independent fresh air machine firstly,aSengding the sensible heat and the total heat into the air conditioned room after recycling them.In addition,the indoor unit needs to bear part of the fresh air load..

It contains:air conditioning load calculation;the selection of air conditioning equipments; piping design; air supply system design and calculation etc..To meet the requirements of the system configuration and achieve the fresh air energy saving,the emphasis of the design is correctly calculating the load of the room,selecting the appropriate indoor unit and reasonable choosing the total heat exchanger.In order to meet the building requirements, the design of the air conditioning equipment,fresh air machine and all the pipe to do the ceiling treatment, so that the whole system is not only beautiful and low noise.

Key words: library air conditioning system ; VRV (variable refrigerant volume) air conditioning system;  total heat exchange.

目录

第1章 绪论 1

1.1研究的目的及意义 1

1.2 研究现状 1

第2章 工程概况 3

2.1 建筑物概况 3

2.2 原始资料 3

2.2.1室外空气气象参数 3

2.2.2室内空气设计参数 3

2.3 空调方式的确定 4

第3章 负荷计算 6

3.1 冷负荷计算 6

3.1.1外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷 6

3.1.2外窗冷负荷 9

3.1.2.1外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 9

3.1.2.2透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 9

3.1.3人员散热引起的冷负荷 13

3.1.4房间照明散热形成的冷负荷 14

3.1.5设备散热形成的冷负荷 15

3.2 夏季空调新风负荷计算 16

3.3 夏季湿负荷计算 17

3.4冬季热负荷计算 17

3.4.1维护结构耗热量 17

3.4.1.1围护结构基本耗热量计算公式： 17

3.4.1.2围护结构附加耗热量 18

3.4.2冷风渗透耗热量的计算 19

3.5 冬季湿负荷计算 20

3.6 负荷计算汇总 20

第4章 空调设备选型计算 22

4.1送风量和送风状态的确定 22

4.1.1夏季空气处理过程 22

4.1.2冬季空气处理过程 23

4.1.2送风量汇总 24

4.2室内机选择 25

4.3室外机选择 26

4.4室内外机布置 27

4.5 新风机选择 27

4.5.1全热换热器的特点 28

4.5.1全热换热器的选择 28

第5章 系统配管设计 30

5.1冷媒管及分歧器的选择 30

5.2冷媒配管允许长度和落差 31

5.3设计举例 31

5.4冷凝水管的选择 32

第6章 风系统设计 34

6.1送风方式确定 34

6.2散流器送风风速 34

6.3初选散流器型号 34

6.4气流组织计算 35

6.5风管管路布置 36

6.6风管水力计算 37

6.6.1风管水力计算基本步骤 37

6.6.2确定风管尺寸 37

6.6.3阻力计算 37

设计总结 40

设计图纸 42

参考文献 47

致谢 48

第1章 绪论

1.1研究的目的及意义

随着人们生活水平的提高，其对办公环境的舒适性要求也在不断提高。另外，在这个信息化的时代，图书馆得到了社会和全人类的高度重视，更是广大学子获取学识，夯实理论基础的重要来源。对于武汉某大学老图书馆这样的承载着浓厚历史文化及收藏着书籍的图书馆，为学生丰富提供阅读资料的同时，更是一次对近代历史特征建筑的游历。由于该图书馆建立时间在20世纪50年代，馆中并没有成熟的调温系统。因此，为了能让众多学生有一个更加舒适的学习环境，该图书馆中设置合适的空调系统显得尤为重要。

由于图书馆开放时间是固定的，白天开馆，晚上闭馆，并且人员分布较均匀，同时有些房间冷热负荷并不完全相同，如阅览室、藏书区等，需要进行个别的调节。其中，对阅览室、自习室这样的空间来说，服务对象是人，在满足低噪音的情况下，要精确控制室内温度，尤其是夏冬季期末阶段，室内学生群体密度大，空气质量差，要充分考虑到温度、湿度、通风换气等方面，保证空调系统能满足较高的舒适性要求。另外在春秋季温度多变易导致流感阶段，要增加通风换气次数，降低滋生细菌、病毒的情况；对藏书区这样的空间来说，服务对象是书籍，对温度的要求没有像自习室那么高，但要严格控制室内湿度，尤其是夏天梅雨季节时期，雨水较多，空气湿度大，要加大空调系统的除湿能力；对配电间、机房这样产热较多的空间来说，主要控制通风换气次数，但是在夏季，特别是高温期，为保证用电设备正常运行，要加强通风甚至制冷。同时，空调系统在满足舒适度要求的情况下，还要考虑节能环保，对应不同的负荷变化，空调机输出功率相应调整，降低能耗。除此之外，考虑到该图书馆为近代历史建筑，要尽量减小对其建筑结构的破坏，因此系统管路尺寸要小，墙壁开孔尺寸小。总之，要结合建筑特点，综合考虑节能高效、馆内通风，控温控湿、降低噪音、分区控制等方面，实现图书馆内空调系统的合理设计。

1.2 研究现状

近年来，对于像图书馆这样的公共建筑场所，国内外普遍采用中央空调的方式。一直以来，国内中央空调市场主要被日本、美国、德国等国家占据，而改变局势的关键在核心技术的突破，目前我国空调企业生产与国外技术相比还存在一定的差距。然而，近年来带有新风系统的中央空调系统越来越成为大家追求的空气调节方式，并且在在技术方面已取得了突破性进展。国内中央空调领域由外资品牌独大的状况正在改变，国产品牌在中央空调领域的研究愈加渗入，技术也愈加成熟，产品也愈加丰富。如今，我国的中央空调系统已有了众多的系统形式。 

在国内，风机盘管加新风系统作为舒适性空调设计是最常用的系统形式，因为它具有众多的优点，如灵活性、可调性、安全性、隔离性等，特别在独立房间较多，室内温湿度要求不同的场合中优势发挥地较好；此外，在高大空间多采用全空气系统，由于体积较大，为了使空调房间的温度分布更加地均匀，气流更加的合理，就需要引入换气，并且需要较大的换气次数，在要求风量和新风的时候会更加严格。而且大空间一般要求的温度和湿度比较一致，因此适合空气集中处理，适合采用全空气系统；随着节能与室内空气品质要求的提高，变风量系统成为西方发达国家的主流空调系统。该系统通过调节送风量调节室内温度，可以大幅度减少送风机能耗；多联机最早在日本推出时只用在办公楼，随后应用范围十分广泛，在别墅、学校、医院、办公楼等建筑设施应用效果都很好。多联机大多采用变频技术，随着室内负荷的变化，室外压缩机通过转速的变化来调整制冷剂流量输出，来配合室内机的变化，从而降低能耗，又因为其系统简单、结构紧凑、控制灵活、响应速度快等优点，成为空气调节行业比较热门的系统行式，在国内外快速发展运用；另外，便随着节能技术的发展且越来越成熟，地缘热泵，水源热泵空调机组的应用越来越广泛；此外，地板辐射制冷技术开始应用于温度和湿度独立控制系统，代替了传统的喷嘴供给空气的方法，显著降低了空气供给的能源消耗。

第2章 工程概况

2.1 建筑物概况

该图书馆建于20世纪50年代，拥有近现代建筑风格。共有四层，总建筑面积为3818m²。一层为研究生/教师研究室、普通阅览室、文印中心、配电间、男/女卫生间，层高4.5m；二层为阅览室、自习室、男/女卫生间，层高4.5m；三层为研究生/教师研究室、自习室、交换机房、男/女卫生间，层高4.5m；四层为专业研究室、职工之家会议室，层高4.5m；总层高18m。