【机情无限 精彩毕设】机械2023届毕业设计（论文）中期检查优秀案例分享第二十三期——宝鸡市某中级人民法院审判法庭B区暖通空调设计

学生姓名：姬学冰

班   级：建环2019-02班

指导老师：余涛

毕设题目：宝鸡市某中级人民法院审判法庭B区暖通空调设计

 

  一、 概况

1. 选题意义

本次设计任务的对象为位于陕西省宝鸡市的某中级人民法院审判法庭，地下1层，主楼地上7层，副楼地上4层。随着全面依法治国理念的不断加深，人民的法制观念不断加深诉讼案件也越来越多。法院作为解决人民法律问题的重要机构，它的室内环境舒适性也越来越被重视，暖通设计理念不断提高。为了更好地满足人民的需求对于暖通工程师的专业要求也更高，让我需要对于法院的功能和运行机制进行学习了解，结合专业知识去判断如何选择合适的暖通方案。

该审判法庭位于主楼地下1层，主楼地上7层和副楼地上4层。宝鸡市位于中国内陆中心腹地，毗邻关中平原西部。该市属于中纬度暖温带的半湿润气候区，为大陆性季风气候类型。气候特点是冬季寒冷干燥，夏季炎热，春暖秋凉，四季分明。鉴于宝鸡市海拔610米，属于寒冷A区的建筑热工气候分区，冬季最冷月平均气温低于零下5℃，夏季最热月平均气温约为30℃，需既满足夏季供冷，也要考虑冬季供暖的需求。

作为毕业设计任务，需要我去把整个大学期间的专业知识进行融汇利用。随着社会的进步人民对于美好生活的向往越来越强烈，也就是说人们对于室内环境的舒适性有更高的要求，同时由于全球能源的紧张和环境的污染让我们需要去用尽可能少的能耗做更多的事情，因此国家对于能耗有了更加严格的规范，更节能更舒适是我们暖通设计不断追求的目标。

2. 任务分解

1. 空调系统方案：对该建筑物空调系统方案进行设计，应首先估算负荷，选择冷热源。并在技术经济比较基础之上对空调系统方案进行优化，给出节能优化设计。

2. 系统初步设计：在系统方案设计基础之上选择主要设备，并绘制系统工艺图、设备和管道布置草图、水力计算草图，草图应较全面完整反映系统干、立、支管走向及与各设备连接，各管段长度，局部阻力部件种类、数量。

3. 空调负荷计算：对夏季工况和冬季工况的空调负荷分别进行计算，相同建筑物标准层负荷可采取成果共享的方式完成该建筑物总负荷计算。

4. 空调空气处理过程计算：对夏季工况空调过程进行计算，得到相应的风量、新风量、送风参数等。

5. 气流组织计算：对空调风系统进行气流组织计算，确定送风口型式，风口位置、数量，送风参数，回风口布置。

6. 水力计算：对空调水系统、风系统进行水力计算，确定各管段管径，阻力损失，系统总损失。并联环路可只进行两个或以上主要环路的阻力平衡计算。

7. 设备选择：对该空调系统所需要的各类设备进行选择，包括末端设备、空调处理设备、冷源中心设备、动力循环设备、调节控制附件等。并对消声、保温、自控方案进行计算和阐述。

8. 绘制图纸：各层平面图、系统图（或剖面图），制冷机房平面图、工艺流程图、有关剖面图。

9. 撰写毕业设计说明书：包括所有的设计计算和分析过程、计算结果，设备选型计算、水力计算过程和结果的说明，字数不少于一万五千字。

  二、已完成工作

  （1）查阅收集当地的气候数据，分析建筑的特点，确定围护结构的参数，了解当地可用的资源，根据设计规范和设计手册确定设计条件来计算冷热负荷。

最终负荷计算结果

楼层	空调面积	夏季总冷负荷	夏季室内冷负荷	夏季室内湿负荷	夏季总/室内冷负荷指标	冬季空调总热负荷	热负荷指标	新风量
	m²	kW	kW	kg/h	w/m²	kW	W/m²	m³/h
3	1353.95	200.3	126.2	73.51	147.96/93.23	274.3	202.6	14460
4	1394.04	237.9	150.7	90.75	170.62/108.1	327.2	234.7	17010

（2）确定冷热源方案

最终有三种方案可以使用：（1）冷水机组+燃气锅炉（2）地源热泵+冷却塔（3）冷水机组+市政热网

综合考虑技术可靠性和经济性选择地源热泵+冷水机组来作为整个系统的冷热源

（3）空调分区

根据房间的用途，使用频率，和建筑的布局以及符合的特性进行分区，同一区域的系统形式和送风方式是相似的。三、四层（除大法庭）房间选用风机盘管加新风系统，大法庭选用全空气系统。

 

 

 

编号	功能区域	气流组织形式	空气处理设备
FCU+OA3-1	中庭审合议、小庭审合议	上送上回	新风机组+风机盘管
FCU+OA3-2	中法庭、小法庭、休息厅	上送上回	新风机组+风机盘管
FCU+OA3-3	小法庭、律师室	上送上回	新风机组+风机盘管
FCU+OA3-4	小法庭、小庭审合议、诉讼调解室等	上送上回	新风机组+风机盘管

编号	功能区域	气流组织形式	空气处理设备
FCU+OA4-1	听证室，刑事被告候审	上送上回	新风机组+风机盘管
AHU4-1	大法庭，休息厅	上送上回	全空气系统
FCU+OA4-2	小法庭，律师室，候审室	上送上回	新风机组+风机盘管
FCU+OA4-3	大庭审合议，小庭审合议，诉讼调解室等	上送上回	新风机组+风机盘管

（4）空气处理过程

根据不同的房间选择合适的空气处理过程，本次任务在大法庭选择全空气系统，其余区域选择风机盘管加新风系统，然后选择典型房间进行空气处理过程计算并根据计算结果进行选型校核最终确定空调设备和送风参数。

风机盘管+新风夏季空气处理过程

将新风处理至室内设计温度等焓线，不需要承担室内负荷，只需要满足人员最小新风量的要求。同时，室内机的工作状态应该是湿工况，而室内的热湿负荷则应该由室内机的回风来承担。

风机盘管全冷量：

Q_F=G_F(h_N-h_M)=629.705×(61.1-48.5)×1.2/3600=2.32kW   

风机盘管显热冷量：

Q_X=G_FC_P(t_N-t_M)=629.705×1.01×(26-17)×1.2/3600=1.67kW  

（5）气流组织

根据计算得到的送风量和房间的布局选择合适的送风口数量和型号来达到均匀送风，获得理想的气流组织效果。本次设计选用的均为散流器送风，送风口均匀布置，以北向其中一个中庭审合议室为例进行散流器气流分布设计。该中庭审合议室的面积为16.16m²，吊顶高度为3.55米，每小时送风量为779.705m³。

1.散流器尺寸的确定

根据吊顶高度，按照《实用供热空调设计手册》（第二版）根据室内噪声要求依据颈部风速 3～７m/s 选择风口。选用颈部 300mm×300mm 方形散流器，颈部面积为 0.04m2，则颈部风速为：

V=L/F=780/(3600*0.09)=2.41m/s

式中:v——颈部风速，m/s； L——送风量，m³ /h； F——颈部面积，m²。

散流器实际的出口面积大概是颈部面积的 90%，所以散流器的出口风速为：v₀=v/0.9=2.41/0.9=2.68 m/s

式中，v₀——出口风速，m/s。

2.射程的计算

求射流末端速度为 0.5m/s 的射程:x=kv₀F^0.5/v_x-x₀=2.18 m

式中:x——气流射程，m； K——送风口常数，取 1.4;   v_x——末端速度，取 0.5m/s； x₀——自散流器中心算起到射流外观原点地距离，取 0.07;

气流的射程应该大于：0.75L/2=0.75*4/2=1.5

由上述的计算结果可知：2.18m＞1.5m,则选择的散流器满足射流搭接。

3.等温射流工作面的平均速度（室内的平均速度为）：

v_m=0.381*2.18/(4+3.55^2)^0.5=0.20m/s. （5-4）其中，L——散流器所服务空间长度，m；H——为房间净空高度，m。

4.非等温射流平均速度修正

v_m为室内的平均风速，送冷风和热风时需要对风速进行修正。 夏季送冷风风速增加 20%，则夏季室内平均风速为：v_m’=0.05×1.2=0.24 m/s＜0.25m/s.

冬季送热风风速减少 20%，则冬季室内平均风速为：v_m’=0.05×0.8=0.16 m/s＜0.2m/s.

所以夏季、冬季均可满足对室内空气流速的要求。

 (6）送风管路的水力计算

绘制送风管路图和送风末端，进行水力计算得到最不利环路的阻力然后选择能够满足需要的机组设备，并根据计算结果进行水力平衡确定在哪一个管段设置多大的平衡阀阻力，这样才能使设计达到需要的工作状态。

本次计算方法选取的是假定流速法：将风管中空气的流动速度作为控制指标，计算出风管的横截面积和压力损失，再以最不利环路的压损作为基准，调整其他环路阻力，以致达到平衡。

以大法庭为例：如图中红线标记所示最不利环路的总阻力为23 Pa。整个管路采用对称布置不需要设置平衡阀来保证水力平衡，每个末端所在的环路不平衡率接近于0，系统基本可以稳定运行按设计分配预定风量。

（7）外文文献翻译

翻译英文文献不少于一万字。

主动式空心板在低能耗建筑系统中的研究与应用

Research and application of active hollow core slabs in building systems for utilizing low energy sources

三、下一步工作计划

（1）完成水系统的分区和设计，完成设备机房的设计。（三周）

（2）进行节能控制策略的设计，完成各个系统的统一控制方案。（一周）

（3）对系统的消声、保温、隔振、进行设计和说明。（一周）

（4）计划二周时间进行图纸的绘制工作，最后用一周时间完成对整个毕业论文的整理工作。

  问题一：在气流组织计算中室内风速结果显示的比较小，可能无法满足要求是否进行过仔细地校核？

  回答：选择的散流器规格是依据设计手册的参数，在计算过程中存在计算公式应用错误的问题导致结果出现较大偏差，下面会马上订正。

  问题二：在新风系统的设计过程中有没有去校核计算得到的最不利环路的阻力和机组的压头是否匹配？

  回答：计算结果和实际设计基本符合最不利环路是设备进行送风时压头要满足的最大阻力路径，在进行设备选择的时候对于满足送风量要求的机组会在相应的型号下选择匹配的风机压头来满足设计的需求。

在完成本次设计任务过程中，我对建筑设计有了更深入的了解。暖通空调系统是建筑设计中必不可少的一部分。在研究中，我了解了如何根据建筑的结构、朝向、用途等因素设计出最合适的暖通空调系统。此外，我还学习了建筑物能源消耗与室内环境的关系，探索了如何有效地降低建筑物的能源消耗。

一步一步的去构建出我的建筑空气调节系统，从各个方面去计算选择最合适的系统形式得到我们需要的具体数据。对建筑设计、机械设计、能源管理、环境控制等方面都有了更深入的了解，同时也提高了自己的研究能力和解决问题的能力。