北京某五星级酒店冰蓄冷空调系统设计说明书.doc

1、 第一章 工程概况1、 建筑特点 本工程位于北京市，占地面积3421平方米。建筑面积30010平方米，地上面积23831平方米，地下面积6179平方米。地下一层，地上十五层。地上79.9米，地下4.9米。地下二层为员工餐厅，汽车库，浴室，生活水泵房间，冷冻机房等。地上一层为西餐厅，厨房，大堂，酒吧等。地上二层为中餐厅，厨房，大堂等。地上三层为娱乐用房，大堂等。地上四层为会议用房，大堂等。地上五层到十五层为客房。设备层为水箱间，电梯机房等。本栋建筑可接入市政热力供暖，蒸汽压力为0.6MPa。本栋建筑可接入市政给水提供生活热水，供水温度为55，供水压力约350KPa。空调冷热媒参数 冷水供回水温度

2、：7-12；热水供回水温度：60-50。2、 设计依据1.采暖通风与空气调节设计规范GB20019-20032.公共建筑节能设计标准GB50189-20053实用供热空调设计手册（第二册）4.高层民用建筑空调设计5.本工程甲方提供的设计要求3、 北京市室外设计参数北京市位于北纬3948,东经11628，海拔高度31.3米，大气压力冬季102.57，夏季102.08 。冬夏季各气象参数见表1.1。表1.1 北京室外设计参数地点室外计算干球温度（）夏季空调室外计算湿球温度（）供暖冬季通风冬季空调夏季通风夏季空调北京-7.5-7.6-9.829.933 .226.3室外相对湿度（）室外平均风速（）风

3、向频率极端温度夏季空调室外计算日平均温度()供暖期天数（）冬季空调夏季通风冬季夏季冬季夏季冬季夏季最高最低37582.72.2NNWSE14%12%41.9-18.329.11224、 室内设计参数根据各房间功能不同，室内计算参数的选取也有所区别，具体数据见表1.2。表1.2 各房间室内计算参数房间功能室内计算温度()室内相对湿度()冬季夏季冬季夏季大堂20245060餐厅20245060厨房20245060商店20245060电梯间20245060棋牌室20245060KTV20245060演艺吧20245060会议室20245060阳台20245060宴会厅20245060台球室20245

4、060游泳池20285060健身房16245060办公室20265060卫生间18245060淋浴+更衣22265060客房20265060走廊20245060包厢20245060保安室20265060除以上功能外，还有部分建筑的功能未列出，详见附表(冷负荷计算表)。5、 建筑热工性能结合负荷计算的需要及实际情况，对维护结构热工性能确定如下。围护结构名称K(W/)外墙1.087外窗3.3内墙1.236游泳池窗3地面0.3门2不供暖地下室上部地板0.55第二章 负荷计算1、 空调冷负荷的计算本设计采用冷负荷系数法计算夏季空调冷负荷，通过冷负荷设计计算温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时

5、冷负荷。现分项说明如下：1.1 外墙、屋顶的传热冷负荷外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷可按式（2-1）计算。 （2-1）其中， F外墙和屋顶的面积，m2； k传热系数，W/（m2）； 计算时刻，h； -温度波的作用时刻，即温度波作用于围护结构外侧的时刻，h； 作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，对于外墙、架空楼板，h；由暖通空调设计手册查得型外墙、型屋顶各时刻的冷负荷计算温度逐时值tc()见表2.1。表2.1 冷负荷计算温度逐时值时刻南西南西西北北东北东东南零03032333230303131291303132312930303029229313130293031302832930313

6、029313231284293030302932333228530303030293334332963131313030333634297323131313034373630833323231313538373093434333232353838311036353433323639383211373736343336393933123738383634363939331337394037343639393314374041383436383834153740413834363838341637404138343537373317363940373435363633183538393733343

7、536331934373836333335353220343637353233343432213335363431323333312232353533313132323023313434323031313130平均值3335353432343535311.2 外窗温差传热形成的逐时冷负荷外窗温差传热形成的逐时冷负荷可按式（2-2）计算。 （2-2）其中，计算时刻下的冷负荷温度，； 地点修正系数，； K窗玻璃的传热系数，W/(m2）； a窗框修正系数；由暖通空调设计手册查得外玻璃窗的逐时冷负荷计算温度见表2.3。表2.3 玻璃窗的逐时冷负荷计算温度时刻0123456789101128272727

8、2626262727282830时刻1213141516171819202122233132323232323231302929281.3 透过玻璃窗进入空调房间或区域的太阳辐射形成的逐时冷负荷透过玻璃窗的日射得热逐时冷负荷可按式（2-3）计算。 （2-3）其中，窗的结构修正系数； 地点修正系数； 计算时刻下，透过无遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度，w/；由暖通空调设计手册查得窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度见表2.4。表2.4 北京市透过标准窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度时刻南西南西西北北东北东东南水平J029577357273442381102312549634822293633931922142

9、534119263229801631836463516212724681441631403014212623591251327352610131717509621334032317381486218735465345511561801081073285060645959207256169180479697580757222730922327264109590948985210316253365791112410110510096183282253446911214812111311010616923622951210213161163140115112163210199554108141612

10、1520413611515619318257311215149258276181114148178168560112161322773292311081361611525121061711626634526010312114213443995189822731725310210312111435581197516322317775809589278612060124164127576678732254821501011331044755666118740224182106823847575215533233569896932394844131281.4 通过内围护结构传热形成的冷负荷当空调房间

11、或区域与邻室的夏季温差大于3时，宜按式（2-4）计算通过内隔墙和楼板等内围护结构传热形成的负荷。 （2-4）其中，内围护结构传热形成的负荷，W； 内围护结构的传热系数，W/（m2）； 内围护结构的面积，m2； 邻室计算平均温度，； 室内设计温度，； 设计地点的日平均室外空气计算温度，； 邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值，一般得热量不大的邻室，如办公室、走廊等可取=02。1.5 人体散热形成的冷负荷人体散热形成的冷负荷包括显热和潜热冷负荷，可按式（2-5）计算。 （2-5）其中，Qc()人体散热引起的冷负荷；W； N空气调节房间内的人数； Qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热

12、量，W； CLQ人体显热散热冷负荷系数； Ql不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W； 群集系数；1.6 照明散热形成的冷负荷荧光灯散热形成的冷负荷，可按（2-6）计算 （2-6）1.7 设备散热形成的冷负荷根据各个房间设备布置情况，分别由各散热设备的功率计算得出其散热形成的冷负荷。对于设备散热量不大的房间，此项可省略。 由于空调房间保持正压，故不考虑外门开启的空气渗透造成的冷负荷。建筑物的冷负荷计算详见附表（冷负荷计算表）。建筑物的冷负荷各时刻汇总见下图。1.8 空调冷负荷分析（1）各房间冷负荷最大值出现时刻：各房间冷负荷最大值出现的时刻与房间的功能与使用时间有密切的关系。建筑物的冷负荷的

13、最大值出现在16：00，最大冷负荷值为2748.3kw；（2）各部分负荷所占的比例：对内区房间通过维护结构的传热负荷和日射负荷为零；除了有两面外墙和屋顶等处于边角位置的房间外，维护结构传热比例大多在10以内，日射负荷对外区而言，在室内负荷中占有较大的比重，约在20以上。2、 空调热负荷的计算空调设计热负荷的计算，按稳定传热计算法计算，计算方法采用采暖负荷计算方法，将传热量作为空调房间的热负荷，围护结构的基本耗热量按（2-7）式计算。 （2-7）式中，a温差修正系数； F计算传热面积，m2； K计算传热系数，W/（m2）； tn冬季空调室内设计温度，； tw冬季空调室外计算温度，；对于冬季空调房

14、间，由于室内保持正压，不考虑空气渗透造成的热负荷。围护结构的附加耗热量按其占基本耗热量的百分率确定，本建筑的附加耗热量包括朝向修正和高度附加。朝向修正率见表2.5。表2.5 朝向修正率朝向东、西北、西北、东北南西南、东南修正率-5%010%-15%-10%-15% 当房间（楼梯间除外）高度大于4m时，应按房间总的基本耗热量和附加耗热量之和计算高度附加率。每高出1m附加2%，最大附加率不大于15%。建筑物的热负荷为972.4kw。建筑物的热负荷计算详见附表（热负荷计算表）。建筑物各房间冷热负荷汇总表见下表。编号房间冷负荷热负荷002卫生间1470 1080 003员工厨房4921 3195 00

15、4员工餐厅7656 6255 005洗衣房9044 7609 101 西餐厅40929 19767 101 机房门前1502 2317 102 门厅1422 2481 103 西餐厨房16631 8348 104/105旅行社/票务3559 1784 107 西南卫生间3058 2320 108 前室1664 3405 109 无障碍卫生间346 273 110 商务中心909 450 111 大堂122820 87246 111 大堂吧24742 24872 112 总服务台1825 966 113 总台办公室905 767 114 酒吧14890 8864 115 饼屋32690 1628

16、0 116 娱乐门厅11172 6477 117 通道1510 2006 117 消控保安3130 1261 118 东部卫生间1619 1757 119 美容美发6121 2510 120 精品商店44075 25485 201 中餐厅42126 12046 202 电梯间1069 1643 203 中餐厨房15059 2082 204 阳台1351 896 205 楼梯旁通道1505 2675 206 豪华包厢12337 5453 207 西南卫生间3152 1814 208 豪华包厢1685 733 209 前室230 464 210 中餐厨房27849 12508 210 中餐厅280

17、90 9131 210 餐厅走廊1381 1131 211 楼梯旁通道1186 1483 212 通道空地6197 5834 213 东部卫生间1004 1355 214 包厢39420 15524 302 男厕417 405 303 棋牌1948 1765 304 阳台1260 732 305 棋牌3100 1168 306 棋牌3100 1168 307 棋牌3100 1265 308 女厕1764 1187 309 男厕590 373 310 棋牌2172 1337 311 棋牌2333 1506 312 电梯厅1571 766 313 前室658 556 316 KTV1197 421

18、 317 KTV1197 421 318 KTV1197 421 319 KTV1197 421 320 KTV1197 421 321 KTV1197 421 322 KTV1197 421 323 KTV二次装修32751 5857 324 电梯厅1936 762 325 演艺吧30687 13415 327 棋牌二次装修14818 9946 328 前室906 1035 402 男厕417 405 403 阳台1260 732 404 前室658 455 405 会议8550 2578 406 会议4028 1289 407 女厕1764 1213 408 男厕590 373 409 会

19、议6574 2919 410 电梯厅1571 766 413 宴会厅16334 3766 414 宴会准备厅10524 5551 415 电梯间1936 709 416 演艺吧8236 20392 417 会议7643 3725 418 会议5019 2725 419 会议4350 1704 420 会议4350 1704 421 会议4971 2613 422 前室906 665 5 游泳池74840 764 5 健身房9420 2723 5 台球室3306 3691 5 管理办公室12586 3498 5 管理办公室22002 6513 5 办公室3256 1673 5 男更衣室1258

20、1224 5 女更衣室1439 81939 601-1401客房1731 1009 602-1402客房1726 1175 603-1403客房1726 1175 604-1404客房1726 1175 605-1405客房2387 2970 606-1406客房2626 1926 607-1407客房1979 1287 608-1408客房2426 1505 609-1409客房2086 1381 610-1410客房2046 1503 611-1411客房2046 1503 612-1412客房2046 1503 613-1413客房2373 2408 614-1414客房2314 209

21、9 615-1415客房1834 1402 616-1416客房2123 1694 15 套房3319525715 第三章 空调方式及冷热源1 空调系统的划分及确定本次空调设计的建筑是北京某五星级酒店，采用中央空调系统。通过冷热源设备提供满足要求的冷、热水并由水泵输送到各个空气处理设备中与空气进行热交换后，把处理后的空气送至空气调节房间。该酒店一五层为公共空间，所以选择一次回风全空气系统，优点是通风换气次数大，人体的舒适性较好。同时，由于只有风道，其检修的工作量极小，也便于施工过程中的修改变动。采用一次回风，减少了组合式空气处理机组所负担的新风负荷，既满足室内卫生要求，又节省了系统能耗。六十五

22、层为客房层，采用气-水系统，即空气作为冷、热介质的水同时送进被空气调节的房间，空气解决房间的通风换气或提供满足房间最小卫生要求的新风量，水则通过房间内的小型空气处理设备而承担房间的冷、热负荷和湿负荷。此系统的优点：由于水的比热容较大，所以水管的尺寸比风道小得多，因此占用建筑空间相对较小，也有利于房间内各小型空调设备的独立控制。从能耗角度，输送同样冷、热量的距离相同时，采用水的能耗大约只有采用空气时的1/3。本系统的空气-水系统为风机盘管加新风系统。即冷冻水分别送入各层空调机和各个客房的风机盘管内，分别用于处理新风和回风。另三层的棋牌二次装修、KTV二次装修以及十六层的总统套房二次装修等应跟甲方

23、商议后根据装修情况再进行空调设计，也可直接采用VRV系统设计，便于以后空间分割与改变时，空调系统同样能跟着变化，且不影响房间的舒适性，两者相比后者投资较大，本设计选用前者。负一层的变配电间和五层的电脑机房、电话机房等需要24小时运行的房间，不宜与中央空调相联系，可设置分体式空调机。且这些房间的在消防设计中通常考虑了气体灭火系统，考虑气体灭火时各房间隔绝的问题和灭火后气体粉尘的排除问题，这些房间的通风系统不宜与其他房间合用。地下室的员工餐厅等房间可设置分体式空调机；地下车库机械通风。建筑内给个电梯使用天津每日空调制造有限公司的DT-20A型电梯专用空调，满足电梯空间对热舒适环境的要求。空间空调方

24、式15层一次回风全空气系统615层风机盘管加新风系统变配电间、电话机房等分体式空调地下车库机械通风614层由立管供水15层由立管、供水，区域划分如下图：2 冷热源的选择对于整个建筑冷负荷 2748.3KW热负荷 972.4KW冬季可接入市政热力供暖，通过汽-水板式交换器将0.6MPa的蒸汽交换成60/50的供回热水。为防止意外发生，备选一个燃油锅炉。夏季冷冻水供回水温度为7/12。采用冰蓄冷方案冰蓄冷空调系统可以充分利用国家有关的电力优惠政策与峰谷电差价，降低空调的运行费用，以达到最佳的经济效益。工程实践表明，当峰谷电价比不低于3：1，回收投资差额的期限不超过5年较为合理、可行。北京地区的峰谷

25、电价为1.1515元/度、0.3415元/度，峰谷电价比约为3.4，故该方案可行。3 蓄冷方案设计说明1、 工程情况及电价说明建筑面积：30010平方米 日峰值负荷：3943KW用电分类电压等级高峰平段低谷商业用电不满1千伏1.15150.79750.3415高峰时段： 8:0011:00 18:0023:00低谷时段： 23:007:00非峰谷时段：11:0018:00 7:008:00 2、 系统形式及运行策略 本系统采用以25%乙二醇为载冷剂的单循环冰盘管外融冰式蓄冰系统，蓄冰装置与制冷机并联系统。 逐时蓄冷量为1028KW 总蓄冷量为7196KW 蓄冷时间为23:005:00，此时电价

26、正好位于低谷期本设计根据全年负荷的不平衡性将系统分为100%，75%，55%，35%负荷四种工况下运行，具体分析如下：100%负荷蓄冷时间双工况供冷时间融冰供冷时间融冰与双工况供冷时间23:005:006:007:00，11:0012:0020：0022:008:0010:00，18:0019:0013:00-17:00，全年运行天数 15节省电费1.51万元75%负荷蓄冷时间双工况供冷时间融冰供冷时间融冰与双工况供冷时间23:005:006:007:0013:0018:0020:0013:0017:00全年运行天数 60节省电费4.3万元55%负荷蓄冷时间双工况供冷时间融冰供冷时间融冰与双工

27、况供冷时间23:005:007:00,11:0017:008:0010:0018:0020:00全年运行天数85节省电费7.95万元55%负荷蓄冷时间双工况供冷时间融冰供冷时间融冰与双工况供冷时间23:005:007:0011:00，18:0022:00全年运行天数24节省电费2.1万元北京供冷与采暖划分：供冷季：5 月1 日10 月7 日；采暖季：11 月1 日3 月31 日；过渡季：4 月1 日4 月30 日，10 月8 日10 月31 日。3、 计算说明（1）循环泵的选择：25%乙二醇流量的确定： =1582KW 算得L=212m/h扬程：式中：开始系统中循环泵的提升扬程，闭式系统等于0

28、；蒸发器的压力降，蓄冰装置的压力降；水泵循环回路管道压力降；板式换热器压力降；取：=70KPa， =65*20=1300KPa，=0.07*1000=70KPa, =80KPa所以：H=15.2m 本设计选取3台满足L=110m/h，H=15.2的乙二醇泵，其中一台备用，其它泵的选取算法类似。 （2）蓄冰装置的选择：总蓄冰量=7196KW，选择单台蓄冰量为373KW*h的TSC-106B型蓄冰设备20台，总蓄冰量为7460KW*h，满足要求。 （3)载冷剂管路设计：质量浓度相变温度流量修正系数管道阻力修正系数5C-5C25%-10.71.081.2201.3604、 注意的原则（1） 本系统采

29、用闭式系统，所以系统管路上应设置安全阀，期泄液管不得随意排放，应接至载冷剂储液箱内回收利用。（2） 每个蓄冰装置的支路上应设置平衡阀，（3） 在载冷剂系统的最低点应设置排液管和阀门。（4） 乙二醇溶液有一定的毒性且价格较昂贵，所以要求系统要有一定严密性。5、 总结 本酒店采暖空调系统从节能减少运行成本的角度出发，采用冰蓄冷的方案设计，避开电力高峰期，将低谷电价时的冷量存到峰值电价时来使用，是很科学的减少运行成本的手段。本系统全年制冷期可节省电费15.86万元，考虑到本系统负荷不大，前期投资成本相对较低，加上国家对于蓄冷方面的政策支持，所以本次冰蓄冷系统的设计有很好的经济性与可行性。机组的选型等

30、详见附表（蓄冰方案）第四章 风系统的设计及设备选型根据建筑物概况及格局做如下设计：裙楼：变新风比系统 塔楼：风机盘管加新风1、 一次回风变新风比风系统设计及设备选型裙楼部分由于大空间建筑较多，所以采用一次回风变新风比风系统。根据建筑的防火分区以及各层空调机房设置位置，1-3层使用4个机房，4层使用3个机房，5层以上使用一个机房，各个机房与相应房间的对应关系见附表（风口计算表）。相应分区如下图其中小绿框表示空调机房位置，大绿框表示该机房覆盖的区域。各房间新风比的确定根据房间的用途及级别，分别为10%；15%；20%以西餐厅的一次回风计算为例：西餐厅室内最大计算冷负荷40.93kw室内设计参数：人

31、体散热量56g/（h*人），设计人员数量60人，室内余湿为56*60=3.4kg/h新风比为15% 室内温度24 湿度60% 焓值hN=52.8kj/kg 室外温度33.6 湿度78% 焓值hL=46.6 kj/kg热湿比为3.6*40930/3.4=43337.4总送风量G=CLs/hN-hL=3.6*40930/(52.8-46.6)=23067kg/h新风量=G*15%=3460kg/h回风量=G*85%=19607kg/h焓湿图上表示制冷过程如下：裙楼其他空间一次回风系统风量计算见附表（风量计算表）根据送风量及出口风速要求，西餐厅设置14个送风口，送风口采用360*360方形散流器，出

32、口风速v=G/n*s=23067/(1.2*14*0.36*0.36)=2.9m/s 。为保证消声器有较好的消声效果，在确定送风管尺寸的时候是管内空气流速小于10m/s。风道采用矩形镀锌钢板，粗糙度为0.15 局部阻力系数如下：弯头风帽三通排风口0.390.70.23风管内风速小于10m/s，进行尺寸的试算，v=G/3600s 其中v 表示风速m/s；G 表示风量 m3/h；s 表示风道面积m2；布局见一层风系统图，风管尺寸计算如下：序号风量(m3/h)管宽(mm)管高(mm)管长(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)111623.17112040

33、0167.21 0.89 14.17 6.431.163199.443213.615220541.67140045020.89.06 1.15 23.88 6.449.219315.004338.88334025016052.36 0.43 2.17 33.34510.03512.2064137325016049.54 5.84 23.36 354.547163.641875201232018049.70 4.92 19.66 356.488169.464189.1286639.1725016014.44 1.39 1.39 311.82135.46336.849其中一层1-1号新风机房承担一

34、层西部西餐厅、机房门前、门厅、西餐厨房、旅行社、票务中心、前室及商务中心等空间的冷负荷，总冷负荷为141.2kw，由于约克的空调机组有稳定，使用寿命长等优点所以在此选用四排管空调机组，型号YAH08B制冷量143.8kw。其他空间与各个空调机组的空间对应关系见附表（风口计算表）或各层风系统平面布置图。其他各层空调机组（均选用四排管）的选型如下：使用地点所需冷量kw机组型号制冷量kw1-1号机房141.2YAH08B143.81-2号机房139.25YAH08B143.81-3号机房148.7YAH08B143.81-4号机房95YAH05A90.92-1号机房167.7YAH10B183.92

35、-2号机房113.4YAHO6A103.52-3号机房76.5YAH04A732-4号机房99YAHO6A103.53-1号机房46.03YAH03A53.53-2号机房88.8YAH05A90.93-3号机房89.9YAH05A90.93-4号机房90.2YAH05A90.94-1号机房51.5YAH03A53.54-2号机房123.75YAH03/04A126.54-3号机房74.4YAH04A735-1号机房55.8YAH03A53.56-1号机房50.9YAH03A53.5选型依据（约克部分空调机组技术参数）：2、 风机盘管加新风系统设计及设备选型塔楼标准层均为客房，房间分割有规律，空间较小，又因为风机盘管加新风系统便于分区控制，且布置灵活，所以在此选用该空调系统。 新风量计算按照一次回风的计算方法进行，舒适型空调设计，无需加热，均采用露点送风，新风比20%，房间设计人数2人，人体散湿量96g/h*人，以六层为例进行计算，列表如下：编号房间名称最大冷负荷 W送风量kg/h送风温度 送风湿度 %机器露点 制冷量 kw新风量kg/h一次回风 kg/h601客房17319531885.217.14.4191762602客房17269501885.217.14.3190760603客房17269501885.217.14.3190760604客房17269501885.2