南京某监狱感染病监区楼空调设计毕业论文
2022-04-18 22:33:19
论文总字数:29556字
摘 要
第一章 设计概况说明 3
1.1建筑概况 3
1.2设计参数 3
1.2.1 室内外设计参数 3
1.2.2 建筑资料(具体选取时必须满足资料4关于传热系数的规定) 4
1.2.3 设计内容 4
第二章 负荷计算 5
2.1 冷负荷计算 5
2.1.1 外墙冷负荷 5
2.1.2 外窗冷负荷 6
2.1.3室内热源散热量 7
2.1.4 康复劳动区(118房间)冷负荷汇总 8
2.2 供热热负荷计算 8
第三章 空调系统划分与方式选择 10
3.1 空调系统划分 10
3.2 空调系统的选择 13
3.2 全空气一次回风系统方案分析 13
3.3 风机盘管 新风机组系统方案分析 14
第四章 风量计算 16
4.1 全空气一次回风系统送风量及冷量计算 16
4.2 风机盘管 新风机组系统送风量及冷量计算 17
4.3 回(排)风量的计算 18
4.3.1 回风量的计算 18
4.3.2 排风量的计算 18
第五章 空调设备选择 19
5.1 风机盘管加新风的空气处理机组设备选型 19
5.2 全空气系统空气处理机组设备选型 20
第六章 风系统设计 21
6.1 气流组织的选择与计算 21
6.2风管水力计算 22
6.2.1 设计计算要点 22
6.2.2 方法与步骤 22
第七章 空调水管路设计 25
7.1 水系统的确定 25
7.2 水管的选择 25
7.3 水管的水力计算 25
第八章 制冷机房的设计 26
8.1 冷热源形式的选择依据 26
8.1.1 冷热源形式的选择依据 26
8.1.2 确定冷热源 27
8.2供冷概况 28
8.2.1 总负荷统计 28
8.2.2 工况参数确定 28
8.3 蓄冷量设计 29
8.4 水系统确定 30
8.4.1 冷冻水系统 30
8.4.2 冷却水系统 30
8.5 水蓄冷部分设备选型 30
8.5.1 冷水机组 30
8.5.2 冷却塔(P2053) 32
8.5.3 设备明细表 35
第九章 空调系统的防腐、保温、消声、减振 37
9.1 空调系统的防腐 37
9.2空调系统的保温 37
9.2.1 保温的类型 37
9.2.2 保温的目的 37
9.2.3 空调系统使用的保温材料 37
9.3 空调系统的消声 38
9.4 空调装置的减振 38
第十章 参考资料 39
第十一章 致谢 40
附录
摘要
由于化石燃料成本的上涨以及对于环境问题的担忧,降低采暖通风与空气调节系统的能耗显得越来越重要。因此,在不牺牲舒适度以及室内空气品质的基础上寻找新的方法来降低建筑能耗是一项持续进行的研究性的挑战。我们都知道水蓄冷空调系统不能降低能耗,但,这项技术可以充分利用我们国家的分时计价政策,而且,实际操作中节约了大约超过25%的电能,这项技术可以满足用电高峰使用负荷,这项工程是关于南京市感染病监区楼的空调设计,接下来,我们将介绍该项技术,并讲述水蓄冷技术的原则以及如何将此项技术正确的应用于南京监狱空调系统.
在这里,以一个实际工程为例,进行水蓄冷空调系统设计,包括空调冷负荷计算等,并进行水蓄冷空调系统与常规空调系统以及冰蓄冷系统的经济性分析,根据工程所在分时电价等政策信息,得出水蓄冷系统前期投资高,但投资却比冰蓄冷低很多,运行费用也比常规系统低,且可以起到移峰填谷充分利用夜间低谷电力电价差,得出水蓄冷虽然节费不节能,但可以达到很不错的经济效益。
关键词:水蓄冷 供热通风与空调系统 电费的分时计价 移峰填谷
Abstract
Decreasing the energy consumption of heating,ventilation and air conditioning system is becoming important due to rising cost of fossil and environmental concerns.Therefore,finding ways to reduce energy consumption in buildings without compromising comfort and indoor air quality is an ongoing research challenge.We all know that water cool storage air conditioning system can not do that ,but ,it can make full use of national time-of-use electricity price and operation cost saving about more than 25%.It can meet with peak load leveling of power system also.This project is for the prison of Nanjing of air conditioning.Next we will introduce it and tell all of us the principle of water cool storage and how to use it in the prison of Nanjing.
Here taking a practical project ------as an example ,the design of water cool storage air conditioning system ,including determination of air conditioning cooling load and the determination of the refrigeration system. And also caries on the economic analysis of water cool storage air conditioning system with the conventional air -conditioning system,according to the policy of the project location of power price a,although the initial investment is higher than the other ways,but,it is lower than the ice storage system ,besides,it can lower the freezing station peak power ,make full use of night low power price,so we find water storage air -conditioning system can achieve good economic benifit .
Key words: water cool storage, heating,ventilation and air conditioning system,
time-of-use electricity price, peak shifting and vally filling
第一章 设计概况说明
1.1建筑概况
本建筑位于南京市,为地上四层的感染病监区楼,建筑层高:一层4.5米,二~四层3.6米,总高度为15.30米,建筑总面积为:6854.3平方米左右。分为:会议室、康复劳动区、值班室、病房、活动室、犯护监室、办公室等。
一层为监控室、值班室、康复劳动区、会议室等。二层到四层结构相似,为监控室、值班室、办公室、会议室、病房、活动室、犯护监室、视频会见所等。其他均为设备间或储藏室。
1.2设计参数
1.2.1 室内外设计参数
室外设计参数按南京市选取,查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范宣贯教材》
附录A得如下
表1-1
夏季室外空调干球温度 | 夏季湿球温度 | 相对湿度 | 室外平均风速 | 主导风向 | 冬季日照率 | 当地大气压 |
34.8 | 28.1 | 76% | 3 | C SSE | 43% | 1004.3 |
室内设计参数按资料【4】或资料【5】推荐选取如下,
根据《公共建筑节能设计规范》,有如下
表1-2
类别 | 温度( ℃ ) | 相对湿度 | 风速(m/s) |
供热工况 | 20℃ | 40% | 0.15 |
供冷工况 | 25℃ | 50% | 0.20 |
结合《采暖通风与空气调节设计规范》 :
供热工况下初步确定主要房间(会议室、康复劳动区、值班室、病房、活动室、犯护监室、办公室、治疗室)温度取20℃,其他非主要房间(大厅、走廊等)设置为18℃。
供冷工况下,初步确定主要房间(会议室、康复劳动区、值班室、病房、活动室、
犯护监室、办公室、治疗室)温度取25℃,其他非主要房间(大厅、走廊等)设置为28℃。
本设计均依据舒适性空调参数选值。
1.2.2 建筑资料(具体选取时必须满足资料4关于传热系数的规定)
1、墙:外墙为240粘土空心砖墙,内墙为200硅酸盐砖砌体,具体结构参照资料8。
2、门窗:铝合金框K=3,木制门用于各房间内门。
3、屋面:预制钢筋混凝土板,带防水层,刚性层及保温层,具体结构参照资料3或6选取。
(以上所有数据具体选取均已满足资料4关于传热系数的规定)
1.2.3 设计内容
- 空调系统设计;
- 通风系统设计
- 冷冻机房设计;
第二章 负荷计算
2.1 冷负荷计算
负荷计算采用的是谐波法的工程简化计算方法,以康复劳动区118房间冷负荷计算过程为例,计算过程如下:
从教材附录2-9查得,内墙的放热衰减度=1.95,楼板(选择序号8)的放热衰减度=1.2~1.9之间,查教材P40表2-8可知该房间类型属重型。围护结构各部分冷负荷分项计算如下:
2.1.1 外墙冷负荷
式中 —计算时间,h;
—围护结构表面受到周期24h谐性温度波作用,波传到内表面的时间延迟,h;
—温度波的作用时间,即温度波作用于维护结构外表面的时间,h;
—围护结构传热系数,;
—围护结构计算面积,;
—作用时刻下,围护结构的冷负荷计算温差,简称负荷温差。
118 西外墙冷负荷 表2-1 | ||||||||||||||||
计算时刻 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 10 | 11 | 12 | 13 | 13 | 13 | 13 | 12 | 12 | 11 | 11 | |
K | 0.39 | |||||||||||||||
F | 16.2 | |||||||||||||||
44.226 | 44.226 | 44.226 | 50.544 | 50.544 | 63.18 | 69.498 | 75.816 | 82.134 | 82.134 | 82.134 | 82.134 | 75.816 | 75.816 | 69.498 | 69.498 |
由《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范宣贯辅导教材》表H.0.1-5选择类型10,查得,K=0.56衰减系数=0.17,延迟时间=11.1h,<0.2无法查取准确值,因此,改用=0.34的粉煤灰小型空心砌块,查得K=0.39,延迟时间=7.6h。查得扰量作用时刻时的西向外墙负荷温差的逐时值,按上式算出西外墙的逐时冷负荷,计算结果列于表2-1中。
按上述步骤,计算南外墙的逐时冷负荷,计算结果分别列于表2-2中。
118 南外墙冷负荷 表2-2 | ||||||||||||||||
计算时刻 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
5 | 6 | 6 | 7 | 8 | 8 | 8 | 9 | 9 | 9 | 9 | 8 | 8 | 8 | 7 | 7 | |
K | 0.39 | |||||||||||||||
F | 63.99 | |||||||||||||||
124.7805 | 149.7366 | 149.7366 | 174.6927 | 199.6488 | 199.6488 | 199.6488 | 224.6049 | 224.6049 | 224.6049 | 224.6049 | 199.6488 | 199.6488 | 199.6488 | 174.6927 | 174.6927 |
2.1.2 外窗冷负荷
(1)瞬变传热得热形成冷负荷
式中 —计算时刻的负荷温差,℃,见资料【1】附录2-12。
由资料【1】附录2-12中查得各计算时刻的负荷温差,按上式计算出南外窗的瞬变传热冷负荷,计算结果列于表2-3中。
118南外窗瞬时传热冷负荷 表2-3 | |||||||||||||||
计算时刻 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
1.5 | 1.8 | 2.4 | 3.2 | 4 | 4.7 | 5.4 | 5.9 | 6.3 | 6.6 | 6.7 | 6.5 | 6.2 | 5.6 | 5 | |
K | 3 | ||||||||||||||
F | 45.36 | ||||||||||||||
204.12 | 244.944 | 326.592 | 435.456 | 544.32 | 639.576 | 734.832 | 802.872 | 857.304 | 898.128 | 911.736 | 884.52 | 843.696 | 762.048 | 680.4 |
(2)日射得热形成冷负荷
式中 —窗的有效面积系数;单层钢窗0.85,双层钢窗0.75;单层木窗0.7,双层木窗0.6;
—地点修正系数,见资料【1】附录2-13;
—计算时刻时,透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷,简称负荷强度,,见文献【1】附录2-13;
—窗内遮阳设施的遮阳系数,见资料【1】附录2-8;
—窗玻璃的遮挡系数,见资料【1】附录2-7。
由资料【1】附录2—13中查得各计算时刻的负荷强度,窗面积45.362㎡,窗有效面积系数为0.75,地点修正系数为1,窗户内遮阳系数0.60,窗玻璃的遮挡系数0.86。按上式计算出南外窗的日射得热冷负荷,计算结果列于表2-4中。
118南外窗日射得热冷负荷 表2-4 | |||||||||||||||
计算时刻 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
12 | 24 | 37 | 50 | 72 | 94 | 108 | 108 | 96 | 79 | 66 | 53 | 38 | 27 | 23 | |
修正 | 1.1 | ||||||||||||||
F | 45.36 | ||||||||||||||
598.752 | 1197.504 | 1846.152 | 2494.8 | 3592.512 | 4690.224 | 5388.768 | 5388.768 | 4790.016 | 3941.784 | 3293.136 | 2644.488 | 1896.048 | 1347.192 | 1147.608 |
2.1.3室内热源散热量
设备、照明和人体散热得热形成的负荷,在工程上可用下式简化计算;
(2-4)
式中 —设备、照明和人体的得热,;
—设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻,;
—从设备投入使用或开灯时刻或人员进房时刻到计算时刻, ;
—时间的设备负荷强度系数(附录2-14),照明负荷强度系数(附录2-15)、人体负荷强度系数(附录2-16)。
由资料【4】表2-18,查得成年男子散热散湿量(室内温度为26℃)为:显热74W/人,潜热161W/人,散湿量240,群集系数取1。
118电气设备冷负荷 表2-5 | ||||||||||||||||||||||||
计算时刻 | 7:00 | 8:00 | 9:00 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | 13:00 | 14:00 | 15:00 | 16:00 | 17:00 | 18:00 | 19:00 | 20:00 | 21:00 | |||||||||
JEτ-t | 0.62 | 0.77 | 0.81 | 0.84 | 0.87 | 0.89 | 0.9 | 0.91 | 0.92 | 0.93 | 0.94 | 0.95 | 0.68 | 0.61 | 0.58 | |||||||||
Q | 949.89 | |||||||||||||||||||||||
CLQτ | 588.9318 | 731.4153 | 769.4109 | 797.9076 | 826.4043 | 845.4021 | 854.901 | 864.3999 | 873.8988 | 883.3977 | 892.8966 | 902.3955 | 645.9252 | 579.4329 | 550.9362 | |||||||||
118人体冷负荷 表2-6 | ||||||||||||||||||||||||
计算时刻τ | 7:00 | 8:00 | 9:00 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | 13:00 | 14:00 | 15:00 | 16:00 | 17:00 | 18:00 | 19:00 | 20:00 | 21:00 | |||||||||
JEτ-t | 0.57 | 0.72 | 0.76 | 0.8 | 0.82 | 0.85 | 0.87 | 0.88 | 0.9 | 0.91 | 0.92 | 0.93 | 0.94 | 0.95 | 0.95 | |||||||||
Q | 28200 | |||||||||||||||||||||||
CLQτ | 16074 | 20304 | 21432 | 22560 | 23124 | 23970 | 24534 | 24816 | 25380 | 25662 | 25944 | 26226 | 26508 | 26790 | 26790 | |||||||||
散湿量 | 102 |
2.1.4 康复劳动区(118房间)冷负荷汇总
将上述结果逐时相加,得综合最大值即为该房间的计算冷负荷。汇总结果见表2-7。
表2-7
计算时刻 | 15:00 | 16:00 | 17:00 | 18:00 | 19:00 | 20:00 | 21:00 | 22:00 | 23:00 | 0:00 |
西外墙冷负荷 | 442 | 442 | 442 | 491 | 491 | 540 | 540 | 540 | 540 | 540 |
南外墙冷负荷 | 161 | 161 | 161 | 161 | 161 | 161 | 161 | 188 | 188 | 188 |
南外窗瞬时传热冷负荷 | 249 | 253 | 246 | 234 | 212 | 189 | 166 | 147 | 129 | 113 |
南外窗日射得热冷负荷 | 415 | 374 | 392 | 405 | 170 | 129 | 111 | 88 | 76 | 59 |
照明散热 | 4313 | 4313 | 2534 | 1645 | 1334 | 1112 | 934 | 756 | 667 | 534 |
电气设备散热 | 1210.3 | 1210.3 | 518.7 | 284.1 | 234.7 | 197.6 | 160.6 | 135.9 | 123.5 | 98.8 |
人体散热 | 6524 | 6556 | 4886 | 4340 | 4148 | 4019 | 3923 | 3859 | 3762 | 3730 |
总计 | 13314.3 | 13309.3 | 9179.7 | 7560.1 | 6750.7 | 6347.6 | 5995.6 | 5713.9 | 5485.5 | 5262.8 |
由计算结果可知,最大的冷负荷出现在15:00时,其值为13314.3W。
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