某宾馆中央空调及空气源热泵热水系统设计

某宾馆中央空调及空气源热泵热水系统设计学生姓名：xxxxx专业：建筑环境与设备工程班级：xxxxx指导教师：xxxxx能源与机械工程学院年月II摘要针对某宾馆中央空调系统及空气源热泵热水型系统设计，通过对比各种中央空调系统的优缺点，在建筑节能的基础上选择合适的系统类型，并加强空气源热泵的工作原理与其他热泵设备优缺点认识。关键词：中央空调系统空气源热泵建筑节能III目录第1章绪论................................................................4第2章正文................................................................52.1中央空调系统.........................................................52.1.1设计流程.......................................................62.1.2系统对比.......................................................82.2空气源热泵.........................................................102.2.1工作原理及优缺点................................................102.3建筑节能在暖通领域应用..............................................14参考文献.............................................................16IV第1章绪论上个世纪90年代以来,随着地球温暖化进程的加速和全球异常气候出现周期的缩短,在人口不断膨胀,地球环境被破坏,资源估竭等问题困扰人类的今天,可持续发展这一课题引起全世界范围的关注。“可持续性”这一定义的广泛引用来源于1987年联全国环境与开发世界委员会报告“人类共通的地球”:所谓可持续的开发就是指在不损害将来人类社会经济利益的基础上,能够满足现在需要的开发。”这一定义所昭示的开发便是一种有节制低能耗的开发。可持续发展理论的提出,使人们开始反思此前的建筑发展历程,尤其是工业革命之后的短短一百多年间,人类所从事的活动中,建筑业对环境产生影响是巨大的。建筑业是个耗能大户,据统计,全能量的50%消耗于建筑，而暖通空调所占的建筑能中的30%~50%，并且随着人们对于生活质量要求的提高而逐年的增加。在可持续设计的过程中，在各种各样金融危机能源危机的影响下，人们以减低新风量，减小空调运行功率，降低循环风机风量等等措施来降低建筑的能耗。但是，在能耗降低的同时，也把人们的舒适程度降低到了最下限。能耗下降了,但新的问题又产生了,那就是空气品质的恶化。随着建筑业的发展,人们的认识水平不断提高,暖通设计师们逐渐明白,要把节能和保护环境有机地统一起来,因此,以最少的能耗,创造健康、舒适的室内环境,并保护大气环境,这也正是绿色建筑对暖通专业的要求。绿色建筑就是充分利用可再生的材料和能源,亲和自然,尽量不破坏环境和文化传统,保护居住者的健康,充分体现了可持续发展的理念。绿色建筑对室内环境品质给予特别的重视。室内环境品质包括声、光、热等诸多环境物理因素以及室内空气品质中的诸多物理、化学因素。绿色建筑的室内环境应与地球生物圈的生态环境协调、融合。“以人为本”的室内环境首先要满足人的生物特性,即节能和环保并不是以影响居住者的健康和降低居住者的工作效率为代价。因此,绿色建筑是资源和能源的有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安全的建筑。在实际的工程设计中,人们已经能够从制冷方式和空调方式出发采取许多降低能耗和提高能源利用效率的措施,然而绿色建筑对暖通空调提出了更高的要求,强调了对可再生能源的利用。如何平衡能耗和室内空气品质之间的关系,也是在绿色建筑的设计中需要着重考虑的问题。2第2章正文2.1中央空调系统2.1.1设计流程主要流程：1确定设计对象——建筑物2根据设计对象所处地区，确定室外空气冬、夏设计参数3根据设计对象的使用功能，确定室内空气冬、夏设计参数4确定设计对象的建筑热工参数、在室人员数量、灯光负荷、设备负荷、工作时间段等5计算设计对象在最不利条件下的空调热、湿负荷6根据计算的空调热、湿负荷以及送风温差确定冬、夏送风状态和送风量7根据设计对象的工作环境要求，计算确定最小新风量8确定空调系统方式9结合i-d图的分析,根据各空调设备处理空气的特点10确定空调系统的空气处理方案以及空气处理设备的容量11根据空气处理设备的容量及送风量进行空调设备选型设计计算12进行气流组织设计，根据送、回风量，确定送、回风口型式13布置空调风管道，进行风道系统设计计算，确定管径、阻力等布置空调水管道，进行水管路的水力计算，确定管径、阻力等14确定风机和水泵的流量、风压及型号15根据空气处理设备的容量确定冷源（制冷机）或热源（锅炉）的容量及型号中央空调具体设计步骤：1．确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图，作为水力计算草图。32．在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。3．选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多得环路。4．根据造价和运行费用的综合最经济的原则，选择合理的空气流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按P111表6.3确定。5．根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸，并使其符合表6.1所列的矩形风管统一规格。然后根据选定了的断面尺寸和风量，计算出风道内实际流速。通过矩形风管的风量G可按下式计算：G=3600abυ(m3/h)式中a，b—分别为风管断面净宽和净高，m。6．计算风管的沿程阻力根据沿程阻力计算公式：ΔPy=Δpyl查《风管单位长度沿程压力损失计算表》求出单位长度摩擦阻力损失Δpy，再根据管长l，计算出管段的摩擦阻力损失。7．计算各管段局部阻力根据局部阻力计算公式：ΔPj=ζ×υ2ρ/2查《局部阻力系数ζ计算表》取得局部阻力系数ζ值，求出局部阻力损失。8．计算系统的总阻力，ΔP=Σ（Δpyl+ΔPj）。9．检查并联管路的阻力平衡情况。10．根据系统的总风量、总阻力选择风机主要介绍常规中央空调系统设备的设计选型1.水冷机组空调系统2.风冷机组空调系统主要设备有（1）主机（2）冷却塔（9）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）一、制冷主机的选择41.根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算2.统计建筑空调总冷负荷3.大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。4.制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷既可选建筑物冷负荷估算指标二、水泵的选择第一步：水泵流量的确定为制冷主机制冷量开新窗口浏览1.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Q2.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。第二步：水系统水管管径的计算在空调系统中所有水管管径一般按照下述公式进行计算：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。进行计算是应该注意管径和推荐流速的对应。目前管径的尺寸规格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600注意：一般，选择水泵时，水泵的进出口管径应比水泵所在管段的管径小一个型号。例如：5水泵所在管段的管径为DN125,那么所选水泵的进出口管径应为DN100。第三步：水泵扬程的确定以水冷螺杆机组为例：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5~7mH2O；（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，不可照搬经验值！冷却水泵扬程的组成1.制冷机组冷凝器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）2.冷却塔喷头喷水压力：一般为2~3mH2O3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为2~3mH2O4.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为5~8mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为17~26mH2O，一般为21~25mH2O。补水水泵扬程的计算：◆补水水泵扬程为系统最高点距补水泵接管处的垂直距离和补水管路的沿程阻力损失和局部阻力损失。◆沿程阻力损失和局部阻力损失一般为3~5mH2O。5、水泵并联运行情况由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。故强烈建议：1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台6一般，冷冻水泵和冷却水水泵的台数应和制冷主机一一对应，并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取。三、冷却塔的选择1、冷却塔的主要形式主要有圆形逆流冷却塔和方形横流冷却塔,当然冷却塔的分类形式还有很多种，在这里就不一一列举了。2、冷却塔的结构略3、冷却塔设计选型1、冷却塔台数与制冷主机的数量一一对应，可以不考虑备用；2、冷却塔的水流量=冷却水系统水量×1.2；四、电子水处理仪、水过滤器的选择空调水系统中使用到的电子水处理仪和水过滤器一般都按照设备所在管段的管径进行选择。冷却水系统属开式系统，必须使用电子水处理仪；冷冻水系统属闭式系统，要求不是那么严格，可以在冷冻水系统管路中或膨胀水箱进水管路中安装电子水处理仪。五、全自动软化水装置的选择当工程所在地水质较硬或是系统较大的时候，系统的循环水和补水最好是软化水，该空调系统必须配置水软化装置，一般选用全自动软化水装置；全自动软化水装置的选用一般按照系统补水量进行选择。补水装置可以根据实际情况来选（装置小，系统补水时间长；装置大，系统补水时间短）。六、膨胀水箱的选择膨胀水箱一般按照冷冻水系统管路总水容量的2~3%选择一般，一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为2~4立方。7七、末端设备的选择1、风机盘管的选择风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故有风机盘管的选择有如下两种方法：（1）根据房间循环风量选：房间面积、层高（吊顶后）和房间换气次数三者的乘积即为房间的循环风量。利用循环风量对应风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。（2）根据房间所需的冷负荷选择：根据单位面积负荷和房间面积，可得到房间所需的冷负荷值。利用房间冷负荷对应风机盘管的高速风量时的制冷量即可确定风机盘管型号。确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或安装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。对于一般的住宅和办公建筑，房间面积在20m2以下，可选用FP-3.5,25m2左右的选用FP-5.0，30m2左右的选用FP-6.3,35m2左右的选用FP-7.1。房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管，房间单位面积负荷较大，对噪音要求