某综合性酒店暖通空调工程设计毕业论.docx

山东建筑大学热能工程学院毕业论文初稿建智111 杨传统工程概况该设计工程为某综合性酒店暖通空调工程，位于江苏淮安地区，设计使用年限50年，主题五层（地下一层，地上四层）采用钢筋混凝土框架结构，建筑桩基采用预应力管柱建筑用地面积45936平方米，总建筑面积31105平方米（地上21008平方米、地下一层10097平方米），建筑高度18.4米，体形系数0.4各层功能区：地下一层：机房（冷热源机房、送风机房、空调机房、网络与通信机房），车库（汽车库、自行车库），办公区（办公室、人力资源室、总经理室等），员工服务区（员工培训教室、员工餐厅、中央厨房、休息室、棋牌室等），酒店服务区（布草间、垃圾房）地上一层：游泳池，商店，标准间，大堂地上二层：标准间、包间、服务间等地上三层：会议室、多功能厅、商务中心、行政酒廊、客房（标准间、套间）地上四层：总统套房1.2围护结构热工性能参数淮安市某国际酒店暖通空调系统设计，总建筑面积31105平方米，根据江苏省公共建筑节能设计标准，该建筑单栋建筑面积大于20000平方米，属于甲类建筑，外墙传热系数应满足K≤0.80W/(m2.K)，同时经过计算可得，单一朝向窗墙比为0.42，外墙传热系数应≤2.3 W/(m2.K)，综合以上条件，选用外墙为加气混凝土墙体，传热系数K=0.56 W/(m2.K)，外窗采用铝合金中空玻璃，传热系数K=2. 30w/(m2.K),根据设计要求，屋面传热系数统一取0.47w/(m2.k),地面热阻1.34（m2.k）/w，地下室外墙热阻1.38 w/(m2.k)，屋面传热系数同意去0.47 w/(m2.k)，屋面透明天窗系数2.5 w/(m2.k)，遮阳系数0.5。

3 空调冷热源方案全年Dest逐时负荷模拟结果供冷季（4月—10月）不同冷负荷频率区间的小时统计见下图：（其他月份建筑内区可能也存在冷负荷，但是由于室外空气焓值较低，可采用调节新风量，用新风Free Cooling的方法解决，不开启制冷机）经统计，在供冷季节：同理，在供暖季节：下面对全年负荷特点进行一些分析：（1） 在全年尺度上来看，分析图3-1所示全年逐时负荷模拟数据，可看出全年8760小时中每小时都有冷负荷，2846小时有热负荷，冷负荷绝大多数来自空调季，由图3-1易知，非空调季也存在冷负荷这是因为对于建筑内区来说室外空气状态对其影响较小即使是在室外气温较低的季节，由于室内人员设备发热，内区仍然需要供冷（冷源可以来自制冷机也可以利用室外焓值较低的新风）2） 根据模拟结果，全年最大冷负荷1585.31KW，出现在8月6日，全年最大热负荷980.61KW，出现在2月5日所以根据Dest软件的输出，认为8月6日是空调设计日，故采用8月6日的冷负荷为设计负荷3） 图3-2图示了在供冷季（4月—10月）按负荷率分段的负荷小时频率从图中可以看出在供冷季有冷负荷的小时中，负荷率能达到90％以上的小时数非常少，只占总时间的1.8％，几乎可以忽略（但是在机组选型中必须应以最大负荷为标准进行选型）。

从图3-3可以进一步看出负荷率在80％以下的小时频率高达93.3％，在60％负荷率以下的小时频率也达到80.1%这点在机组选择及运行控制中应给予足够重视4） 图3-3和图3-4分别统计了不同负荷率下的供冷天数，根据机组在不同负荷率下的工作特性不同，可以利用加权平均（不同负荷率下的机组COP*其工作天数/其对应的空调季）的方法确定机组的最后COP来作为计算机组全年运行费用的依据，相对更科学合理根据负荷模拟结果及实际情况分析，全年可以划分为三个空调季，分别为供冷季、供暖季、过渡季具体划分情况见下表3.4表3.4 空调季的划分空调季起止日期天数供冷季4月20日~10月10日172供暖季11月15日~3月15日120过渡季3月16日~4月19日10月16日~11月14日733.2冷热源对比：集中式空调系统具有降低配电容量、平衡电力需求的中作用，直燃式机组也可以在冬季供热，省去了另设热源的麻烦但是系统冷热源选择时应该综合分析经济、环境、工程实际情况后选择本地区没有市政管网，可供选择的方案有：冷水机组+燃气锅炉、空气源热泵、吸收式制冷、地热+冷水机组、地表水源热泵、地源热泵+冷水机组、太阳能等吸收式制冷机组以热制热吸收式制冷机缺点也很突出，无论直燃式机组还是余热式吸收式机组在实际运行中都会对运行维护提出很高要求，其制冷量衰减较快，机组可靠性差。

针对本工程实际情况，建筑周边并无预热可以利用，吸收式机组优势不明显故吸收式制冷方式并不适用，将其排除太阳能是一种可以再生的清洁能源，绿色环保，有点突出，但由于其受气候条件影响太大，尤其是在阴雨天气，日照时间和强度不能保证并且太阳能设备造价高，初投资大，运行维护费用高，在冷热源方案中可靠性和经济性差，将其排除3.2.1方案一：冷水机组+燃气锅炉夏季冷负荷由螺杆式冷水机组承担，包括相应的冷却塔和冷却水泵冬季选用水-水换热器，将室外锅炉房的高温水换成空调系统所需要的低温水根据Dest全年空调季节负荷特性知，该国际饭店的最大冷负荷为1585.31KW，热负荷为980.61KW冷源方面：考虑排风全热回收后的冷负荷为1378.63KW考虑到全热交换器在一般运行中的实际回收率往往达不到设定值为防止冷机选型过小而导致夏季空调无法达到设计参数，此处考虑安全系数1.3.因此选用制冷量为750KW的螺杆式制冷机两台热源方面：实际运行中，冬季内区冷负荷由全热回收器预热后的新风处理系统全新风运行，新风量通过计算得出但在热源设计与冷源设计一样，考虑到全热回收器的工作性能问题，依然取热负荷为980.61KW，保证供暖安全。

经济型分析：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(℃)*1.163)*1.15=257.1(m3/h)冷却水泵扬程的组成：1. 制冷机组冷凝器水阻力：6mH2O;2. 冷却塔喷头喷水压力：3 mH2O;3. 冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：2 mH2O;4. 回水过滤器阻力为5 mH2O;5. 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：5 mH2O；综上所述，冷却水泵扬程为21 mH2O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=Q(KW)/(5℃*1.163)=223.6(m3/h)冷冻水泵扬程组成1. 制冷机组蒸发器水阻力：6 mH2O；2. 末端设备表冷器或蒸发器水阻力：5 mH2O；3. 回水过滤器阻力5 mH2O；4. 分水器、集水器水阻力：3 mH2O；5. 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：10 mH2O；综上所诉，冷冻水泵扬程为：32 mH2O。

冷却塔的水流量=冷却水系统水量*1.2；L=257.1/2*1.2=302.52m3/h所以选择水流量为150（m3/h）的冷却塔两台该方案需要设置的锅炉总容量为1000KW，查阅相关设备中关于锅炉的初投资，采用国产燃气热水锅炉单台需要约21万元选用燃气锅炉还需要考虑燃气入网费，由于查不到淮南地区的城市燃气入网费，这里采用北京地区的城市燃气入网费作为比较依据北京地区的城市燃气入网费为0.2万元/m3/h尖峰负荷对应的燃气消耗量必然也是尖峰值，因此以此作为标准计算燃气的入网费用由于1000000W/3600s/h/0.9/8500kcal/m3/4200J/kcal=112.04m3/h因此燃气入网费为：112.04m3/h*0.2万元/m3=22.4万元主要设备见表3.2表3.2主要设备表设备名称规格数量单价（万元）总价（万元）螺杆机Q=750(KW)23672燃气锅炉Q=450(KW)22121燃气入网22.4板式换热器Q=1000KW213.813.8冷却水泵L=135(m3/h)H=23m3（2用1备）3.39.9冷冻水泵L=125(m3/h)H=33m3（2用1备）2.98.7冷却塔L=150(m3/h)24.89.6热水泵L=95(m3/h)H=113（2用1备）1.13.3配电设施费412(KW)1680元/KW28综上，冷水机组+燃气锅炉的初投资为188.7万元运行费用：根据DEST分析全年供冷季节负荷结果知总冷负荷为2101368kwh，总热负荷为1013756kwh。

当螺杆机在负荷为75%以上工作阶段时，制冷量大约为1130kw，1000kw的螺杆机满负荷工作，500kw的作为调峰用，综合COP=4.6；当处于负荷为50%~75%工作阶段时，制冷量约为600kw，根据情况，控制单台制冷机工作，COP=4.7；当负荷在25%以下时，制冷量约为300kw，500kw的螺杆机单独工作，COP=5.1所以机组综合COP=（4.6*21+4.8*34+4.7*47+5.1*70）/172=4.8所以，总用电量为2101368/4.8=43.8万kwh，网上查得淮安地区电价为0.867元/kwh，所以供冷季节运行费用为：43.8万kwh*0.867元/kwh=38万元/年供暖季节：采用燃气锅炉+板式换热器（水-水）供暖，其年耗费用见3-3：表3.3年耗费用项目锅炉使用年限运行费用折旧维修费折合运行费费用1530.81.732.5方案评价：本方案在实际工程中应用最多，技术最成熟，效果最可靠，并且生产厂家多，产品性能好，价格便宜，初投资较低，控制方便，但需设锅炉房及冷却塔，能源利用率低，排放大量二氧化碳，污染环境，且耗电量大，浪费高品质能源，运行费用高3.2.2方案二：空气源热泵系统淮安地处夏热冬冷地区，冬季空调计算温度是-5.6℃，夏季空调计算干球温度是33.4℃，可以考虑使用空气源热泵系统。

空调系统采用全热新风换气系统，组合式空调机组采用全热交换器冷源方面：由方案一知实际冷负荷为1378.63kw，可以选择4台360kw的机组，这样机组搭配使用，可以很方便的在过渡机卸载负荷以上机组均为螺杆机由于设计负荷的最大值是建筑逐时负荷相加的最大值，所以无需考虑同时使用系统）热源方面的考虑同方案一（冷水机组+燃气锅炉），取热负荷为950.83kw经济分析：由于风冷机组无冷却水侧，所以没有冷却水设备，投入为0冷冻水侧：冷冻水流量：L=Q(KW)/(5℃*1.163)=223.6（m3/h）冷冻水泵扬程的组成1. 制冷机组蒸发器水阻力：6mH2O；2. 末端设备表冷器或水阻力：5 mH2O；3. 回水过滤器阻力：5H2O；4. 分水器、集水器水阻力：一个为3 mH2O；5. 制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：10 mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为32 mH2O主要设备见表3.4表3.4 主要设备表设备名称规格数量单价（万元）总价（万元）空气源热泵机组360kw42080冷冻水泵L=125(m3/h。