暖通空调专业课程设计（通用8篇）
篇1：暖通空调专业课程设计
工业建筑暖通专业设计小结：
一、工业建筑暖通专业概况：
一般来说为两部分内容：
1、配套基础设施的设计：包括采暖、通风等内容。
2、与工艺要求配套的空调、净化、工艺循环水、压缩空气的系统的设计。
二、设计依据：建设单位的设计任务书很重要。一般来说，工业建
筑的设计是以满足生产工艺的要求为主要设计依据，对采暖通风专业，机加工车间、装配车间、电子厂房等各种车间对采暖、通风、空调的要求各不相同。要认真了解每一个设计参数，了解工艺要求。
三、设计问题汇总：
1、通风设计：层高比较高的单层厂房，厂房的全面通风夏季应
以自然通风为主，冬季可考虑机械通风的要求。通风方式则以屋面或建筑上部排风为主，排风时补风一般采用自然补风。通风设计前，设计人员要了解建筑的结构形式，对钢结构车间，排风设备的布置和悬挂应事先与结构专业协商好，考虑好设备的吊装、检修，另外设备的振动、噪音等也要事先考虑。有的加工车间工艺要求局部通风，设计时要详细了解工艺排风对排风罩、排风量、各排风点同时运行情况等要求，按照不同的要求设计排风系统。排风系统不要设计的太大，管道不要太长。小系统使用方便，噪音低，风机产生的震动小，吊装也方便。排风设备的控制要到位，是多台一起开停，还是单个控制，应向建设单位了解他们的需求。一般情况可以多台一起控制。公共卫生间的排风要加大排风次数，一般应大于12次/小时。
2、采暖设计:厂房的一侧一般设计都带部分办公、管理和辅助
用房，这部分房间一般都要设计采暖系统，这些房间的采暖系统可以和车间做一个系统，也可以单独做系统，建设单位有独立要求的要单做。车间的采暖最好不要做暖沟，管道明装为主。车间内散热器一般采用铸铁散热器。铸铁散热器耐腐蚀性强、抗撞击、对水质的要求不高。车间的采暖以散热器采暖为主，当采暖要求较高时，考虑暖风机供暖或天然气辐射采暖。采用暖风机供热，要了解系统的供水温度，如果供水温度低于70℃，则不易采用。不论何种采暖形式，冬季都要考虑到系统的泄水、防冻等问题。多层厂房的采暖以单管顺流系统为主，车间辅房内散热器要设恒温阀，可以分室调节温度，车间内以每组散热器进出口均设阀门为好。室内管道要考虑热伸缩补偿。管材考虑厂房的特殊性仍以采用钢管为多。采暖系统一般采用同程系统。
3、工艺空调：工艺空调设计较为复杂，需要建设房提供的设计
参数较多。与工艺配套设计的空调要了解温度、湿度的要求、风速要求、净化等级、生产人员情况、照明情况、动力设备情况、散湿情况、正压要求、新风量要求、排风要求、噪声
要求、设备选型要求、控制要求、冷热源情况、环境要求、污染物排放情况、特殊的通风要求等等。一般以集中空调全风系统为主。车间设专用的空调机房。空调送风、回风风道和风口的布置要结合工艺的要求。建筑设计时要充分考虑风道所占用的吊顶空间高度，空调机房的尺寸、设备的重量、墙板留洞情况、凝结水排放、设备检修要求等。空调机房的位置要考虑风道布置合理，风道不可太长，回风口的位置要充分考虑到噪音要求、冬季气流情况等。空调冷冻水系统一般设计为同程系统，要考虑设备的压力损失不同，一般把盘管与空调箱分开设水系统。空调系统的自控很重要，对回风温度、湿度、风机、风阀、水阀等控制要到位。风机一般采用三档、两档调速、变频等。另外要注意表冷器的防冻、过滤器的压差控制。回风、新风的过滤要尽量采用容尘量大的袋式过滤器。空调机房要有消音减噪处理措施，要返到建筑专业的图纸上，机房的门要采用密闭保温门。空调风道断面较大，建筑砌墙时要预留风道穿墙洞，避免后砸。风道的消音、设备的减震要到位，水泵、空调机组、风机的减震座垫、吊架要考虑周全。
4、工业建筑另外一个比较重要的方面是各种管道综合布置的问题;工业建筑各种管道较多，配套水电暖通管道有采暖管道、空调管道、消防管道、生活水管道、电缆桥架、通风风道等，有些厂房还有生产工艺使用的各种管道，一般包括压
缩空气管道、工艺冰水管道、生产用水管道、蒸汽管道等等。在管道设计时应全面考虑，做好各种管道的布置，对设在同一位置的管道要做好管道支架的设计，在土建施工时要做好支架支吊点的预埋，做到统一、美观、实用，节省投资。
篇2：暖通空调专业课程设计
课程代码： T1071090 课程总周数：2周 课程性质：专业课
学
分：2
课程类别：必修
先修课程：空气调节、制冷原理及设备
开课二级学院：计量测试工程学院 执
笔：
面向专业：热能与动力工程 开课学科：热能工程
审
校：
一、课程设计的地位与任务
课程设计是培养计划中重要的综合性实践性教学环节，具有综合性和实践性强的特点。课程设计要求学生综合应用所学基础知识和专业技术课程专业知识的技能。在教师的指导下熟悉设计的全过程，掌握设计方法，提高设计能力，独立地完成规定的课程设计任务。因此，课程设计既是对暖通空调课程教学效果的检验，也是进一步提高学生综合素质的重要环节。通过课程设计，可以使学生进一步加深对所学课程的理解和巩固；可以综合所学的制冷与空调的相关知识解决实际问题；可以使学生得到工程实践的实际训练，提高其应用能力及动手能力。
1、培养学生综合运用所学基础理论和暖通空调知识分析和解决暖通空调设备中一般工程技术问题的能力；
2、进一步提高绘制工程图，使用计算机的能力，增强作为现代建筑环境与设备工程师应具备的基本技能；
3、通过课程设计工作，深化学生对设计思想、设计方法、设计规范的理解；培养学生良好的工作作风，为毕业设计打下好的工作基础。
二、课程设计的内容和基本要求
1、设计题目
完成一综合建筑内空调系统的设计
2、设计内容：
（1）根据指导书中提供的建筑图和其他资料，由教师给定设计地点，计算夏、冬两季冷（热）湿负荷；
（2）确定室内送风状态，送风量，新风量及换气次数；（3）确定夏、冬两季的空气处理过程；
（4）确定室内气流组织方案，进行气流组织计算；（5）布置风道，进行风道水力计算，选择风机型号。
3、设计要求：
（1）绘制首层空调平面图一张（2号图）或标准层空调平面图一张（2号）。图纸绘制应符合国家制图标准，表达准确，图面整洁。
（2）课程设计说明书：包括原始条件，设计计算公式和有关数据，文字说明及附图。应字迹工整，计算准确，简明扼要。
三、教学安排与教学方法
集中两周时间进行课程设计，学生分组进行，不同的学生有不同的设计重点，一组学生共同完成一个设计项目。
四、考核方法及成绩评定
1、考核类别：考查
2、考核形式：设计计算书，图纸和答辩
3、成绩评定：设计计算书和图纸70％，答辩成绩30%
五、推荐教材与主要参考书
1、《制冷原理及设备》，张祉佑编，西安交通大学出版社
2、《空气调节》，赵荣义编，中国建筑工业出版社.3、《暖通空调》（第二版），陆亚俊主编，中国建筑工业出版社
4、《空气调节》，薛殿华编，清华大学出版社，1999年
篇3：暖通空调专业课程设计
1 建筑暖通空调的绿色设计要点
在公共建筑项目建设中, 暖通空调是温度的重要调节系统, 对于提升公共建筑质量有非常重要的作用, 但在实际公共建筑建设过程中, 暖通空调造成了大量的能源消耗, 在整个公共建筑中能源消耗大约占20% , 其以大量社会资源的消耗维持整个公共建筑内部的舒适度, 因此在设计暖通空调时应采用绿色设计原则, 提高公共建筑中暖通空调的节能水平, 实现社会效益及经济效益的有机结合。
1. 1 公共建筑项目中暖通空调绿色设计的原则
在进行暖通空调设计时应充分考虑暖通空调的功能, 确保暖通空调在绿色设计基础上能够实现温度的有效调节, 在确保暖通空调基本功能的基础上, 可以采用合理措施对通风系统的能源消耗予以降低。为降低暖通空调过度消耗不可再生资源, 在设计暖通空调功能时, 应提高其对于可再生资源的利用效率, 并开发可再生资源在热能供给中的功能。
1. 2 公共建筑项目中暖通空调设计的要点
为确保暖通空调设计能够贯彻绿色设计原则, 在制定设计方案时应严格审查暖通空调的安装环境, 并制定严格的审查程序, 对暖通空调绿色设计及施工建设方案进行严格的质量检验, 确保暖通空调绿色设计在精准的计算下提出, 在进行设计方案审核时一定要注意结合科学性、可行性以及经济性的原则共同审核建设方案, 确保暖通空调建设质量合格。
在设计公共建筑暖通空调时, 需要充分的专业设备降低能源的消耗, 结合当地环境, 充分考虑当地自然通风及天然采光, 以有效减少暖通空调地使用及照明。在建设公共建筑时, 多用高效保温材料、复合墙体以及密封性良好的多层窗体, 其能够高效利用资源, 降低整个公共建筑资源的过度消耗, 提高整个暖通系统及专业设备的运转效率。
2公共建筑中暖通空调绿色设计内容
2. 1 针对公共建筑本身进行的绿色设计
为达到在公共建筑项目中实现对暖通空调的绿色设计, 应确保整个公共建筑贯彻落实绿色设计的原则, 尤其是公共建筑的外窗设计、外墙设计等, 其在公共建筑的温度调节中实现了合理有效的温度调节面积, 提高了暖通空调工作运转中高效率的温度调节。
在选择公共建筑的建筑材料时, 可以重点选择隔热、保温的建筑材料, 其能够合理应用公共建筑周围环境提高能源的利用, 并在结合建筑材料性能的基础上强化暖通空调的功能, 有效提高了暖通空调的使用效率, 在必要情况下, 合适的建筑材料还可以有效减少暖通空调的运转时间, 降低无谓的资源消耗。
2. 2 针对暖通空调系统的绿色设计
在进行暖通空调绿色设计时, 应当科学的选用建筑内使用的通风设备、制冷及供暖设备, 并根据公共建筑的周围环境、公共建筑物的实际情况以及暖通空调的绿色设计方案等情况实现暖通空调的功能完善。在进行暖通空调设计时, 要重点调整暖通空调的闲置时间以及运转时间, 如此能够促进公共建筑的室内舒适参数、新风量、空调负荷、通风以及管道设计等, 其有效提高了暖通空调的利用效率, 降低了社会能源的消耗, 提高了暖通空调的绿色设计质量。
2. 3 针对公共建筑蓄冷蓄热技术的绿色设计
为有效保障暖通空调温度调节功能的实现, 蓄冷蓄热技术的合理应用是关键因素, 在应用蓄冷蓄热技术时, 一定要将我国的相关规定与公共建筑的实际情况相结合, 以此提高暖通空调绿色设计的合理性。在应用蓄冷蓄热技术时, 要注意结合公共建筑当地气候条件、暖通空调的自动控制系统以及温度调节通风系统完善暖通空调的绿色设计方案, 其能够有效降低常规热能源的浪费问题, 提高暖通空调绿色设计方案的实用性及应用广泛性。
3 结语
在城市化建设过程中, 公共建筑项目的开展成为了必不可少的部分。为了丰富公共建筑的功能, 应当合理开展暖通空调的设计, 引入绿色设计原则, 实现暖通空调的专业设计以及质量提升, 促使暖通空调的资源节约以及环境保护水平不断提升。
参考文献
[1]王海龙, 任云峰.浅谈暖通空调在绿色建筑中的相关技术与发展[J].中国商界, 2008, (4) .
[2]张辉.建筑安装工程中暖通空调“绿色节能”运行策略的构建[J].科协论坛, 2007, (8) :19-19.
[3]王峰.论述中小城市暖通空调绿色环保设计理念[J].科学与财富, 2015, 7 (12) :212-212.
[4]靳世旗, 张旺.建筑工程中暖通空调的绿色化设计分析[J].科技展望, 2015, (17) .
篇4：暖通空调专业课程设计
关键词：公共建筑项目;暖通空调;绿色设计
一、暖通空调绿色设计的设计原则
公共建筑项目中暖通空调的绿色设计就是指设计的暖通空调在公共建筑的使用过程中在给人们创造舒适的生活环境的同时还应该最大程度的减少对环境的污染以及对能源的消耗，使得人们与环境可以和谐发展。在暖通空调绿色设计的过程中空调的设计风格、设计形式以及设计参数都会对建筑的节能效果造成直接的影响。
为了实现绿色设计减少能源的消耗，首先在选择系统和设备的时候就应该选择节能型的，这也是减少能源消耗的最直接的手段。对于系统产生的废热或者余热也要充分利用起来。对于房间内的暖通空调，可以使用既可以增加舒适性、调节起来又方便的空调末端。在对系统的参数进行设计的时候，要使空调的总耗能比我国批准的节能标准规定值的80%要低[1]。公共建筑物的外窗的可开启的面积必须要占全部墙面积的三分之一以上，在幕墙设置上同时也要可以进行通风换气的装置。在公共建筑中，如果只有一部分的空间使用了暖通空调系统，应该采取有效地手段使通风系统的能源消耗降低。同时也可以结合外界自然环境充分利用外界天然资源，比如太阳能，太阳能是取之不尽的，可以有效降低我国能源的消耗。
二、暖通空调绿色设计的设计内容
（一）公共建筑本身的设计。对公共建筑项目中暖通空调进行绿色设计时，首先就要考虑建筑本身的设计，只有对幕墙的可开启面积、建筑屋顶透明部分的设计以及建筑的外窗面积等方面进行具体分析然后再实现对空调的节能设计。公共建筑在夏天的时候可以采取多种方法来进行隔热，比如自然通风和绿化环境等，在冬季的时候也可以充分利用环境来进行保温，大大降低空调的使用时间，这也是降低能源消耗的一个手段。
（二）对系统形式的选择。空调的不同系统形式可以直接决定暖通空调运行时对能量的消耗，同时也可以决定开始对空调的投资。对于空调主机设备的容量是要按照设计阶段的工况来进行设计的，在实际中建筑物很多都是在负荷下进行运行的，为了实现建筑的空调绿色设计就要根据建筑的朝向、作用等特点对于空调区域进行细化，然后再进行设计。在大型公共建筑中变风量空调系统就是一个比较好的选择，它与变风量空调系统相比，可以大幅度减少对空气输送的能源的消耗，并且设备的容量也比较小，可以节省空间。
（三）运用蓄热蓄冷技术。在设置蓄冷空调系统时可以根据相关的标准规程并且结合建筑的实际情况，在选择蓄冷设备前，应该对建筑的进行周期的动态负荷进行计算，把建筑的蓄冷设备的空间考虑进来，选择最适合的部分蓄冷或者全蓄冷设备。
（四）输配系统的设计。公共建筑对能源的消耗其中占主要部分的就是运行系统，所以在绿色设计中减少运行系统的能源的消耗是最主要的设计环节。为了优化设计，首先就是要做好对风管或者水管的保温设计，以减少热量的消耗。可以在风管或者水管的外面装一层保护管，减少热量在运输过程中的消耗，最终实现节能设计。其次就是应该对系统的阻力大小进行准确的计算，根据计算的数值对水泵或者风机的型号来进行选择，减少由于容量或者型号的不匹配而造成的热量损失。最后对于水系统的温差要合理确定，对于温差的确定可以综合考虑系统的总能耗、环境控制等多方面。
（五）充分利用可再生资源。由于人人环保意识的不断增强使得人们开始利用太阳能，太阳能是一种可再生的取之不尽的能源，并且非常清洁，为了减少我国不可再生能源的消耗，就要充分利用可再生资源。在空调系统中运用太阳能不但可以很大程度上减少对能源的消耗，并且还可以使环境污染问题得到有效的解决。除了太阳能之外，浅层地热也是一项可以利用的可再生资源，对于浅层地热主要有3种方式，地理管换热、地下水换热以及地表水换热。在进行绿色设计之前，首先应该对土壤进行测试，然后根据土壤的不同选择适宜的系统类型和换热设备。为了避免水资源受到污染，运用浅层地热的时候应该要在没有水污染的情况下进行。
结语：空调系统已经成为了人们生活中不可或缺的一部
分，可以大大提升人们的生活水平与生活质量，但同时也消耗了大量的能源。我国作为能源短缺的国家，一定要节约能源。暖通空调是公共建筑中耗能量非常巨大的一个系统，所以做好暖通空调的绿色设计师非常有必要的。在进行设计时首先就是要合理选择系统形式和设备，并且根据建筑的实际结构特征来进行设计。只有节约能源，才能实现我国的可持续健康发展。
参考文献：
[1] 王丽莉.浅议暖通空调设计的几个问题[J].中国新技术新产品，2014，36（12）：45-46.
篇5：暖通空调专业课程设计
空调教研室编
动力工程系 二OO三年五月
一、设计的目的
通过课程设计的综合实践教学训练，使学生进一步巩固和加深对制冷空调专业基础理论知识的了解和掌握，学会根据实际工程的需要进行制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、其它辅助设备等的设计和选配，提高其对专业理论知识应用的技能和解决实际制冷、空调工程问题的能力。
二、课程设计教学要求
1、坚持一生一题，独立完成课程设计规定的设计任务；
2、开动脑筋，发挥创造精神，全身心投入到设计中去，努力创造优秀成绩；
3、提倡相互学习、取长补短，开展学术研究讨论，努力施展才华，高质量完成设计任务；
4、虚心学习、认真读书，听从老师指导，做一个素质好、水平高的学生；
5、诚实、守信、严于律己，不抄袭他人作业，不采取非法手段劫取他人成果；
6、认真遵守学校各项规章制度，不做危害学校声誉和社会公德的事，尊师爱友，爱护公共财产，做一个学有所成的合格人才。
三、课程设计的内容
（一）制冷压缩机的选择计算
1、设计条件（由指导教师填写）： 1)工况； 2)制冷剂； 3)热负荷；
4)冷却介质种类及温度； 5)压缩机型式及要求； 6)需要计算的内容。
2、计算步骤：
1)根据已知热负荷和工况条件及制冷剂种类，建立循环的lgp—h图；
2)在lgp—h图上找出循环中的各特殊状态点，并查出各点状态参
数（如：t、p、υ、h、s等）；
3)根据循环的压比（pk/p0）查有关参考资料，找出该工况下压缩机的各种效率值（如：ηi、ηm、η
el
等）；
4)计算压缩机的容积效率：ηv=λvλpλtλl； 5)计算循环的单位制冷量q0；
6)根据所给热负荷Q0、q0，计算循环的制冷剂质量流量qma； 7)根据qma和压缩机吸入状态比体积υ1，计算压缩机实际应有的实际排气容积qva；
8)根据qva和压缩机输气系数ηv，计算压缩机的理论排气量qvt； 9)根据所计算的qvt查阅相关压缩机产品样本，确定压缩机的型号，得到缸径D；行程S；缸数I；半封闭式、全封闭式或开启式等； 10)根据已知循环的参数计算单位理论压缩功Wts；
11)根据Wts和制冷剂的质量流量qma，计算理论压缩功率Pts； 12)根据Pts和η
i、ηm计算压缩机的轴功率Pe；
13)根据Pe和电机效率ηmo，计算压缩机应有的电功率（输入功率）Pel；
14)根据Pel和制冷量Q0，计算性能系数COPel，以判断所选压缩机的经济性指标的高低。
3、压缩机的选择计算应完成的任务：
1)确定满足所给的热负荷要求的压缩机型号和有关的结构、功率等 参数；
2)完成有关的设计图纸，如压缩机外型尺寸图、地脚尺寸图和管道连接图等；
3)完成选择计算说明书。
（二）冷凝器的设计计算与选择
1、设计条件（由指导教师填写）： 1)工况；
2)环境介质种类（空气、水或其他介质）及（干球、湿球、水温等）； 3)换热管材规格； 4)制冷剂种类； 5)冷凝器的结构型式；
6)在制冷系统所能完成的制冷量。
2、计算步骤：
1)由Q0或通过循环的热力计算得到冷凝热负荷Qk；
2)通过Qk和冷却介质、温度参数计算所需要的冷却介质流量qw； 3)根据Qk和换热管材规格及设计手册中查到的某规格管材单位面积热流量q0（管外），确定（估算）冷凝器应有的外表面积，并确定其传热管数、管流程数i和壳程直径等规划的冷凝器的结构尺寸； 4)进行冷凝器的传热计算；
5)计算管内外侧流体的换热系数α； 6)计算管外侧流体凝结换热系数α0； 7)计算以管外传热面积为基准的传热系数K0；
8)计算管外单位面积热流量q0’（解超越方程），并与前面在结构设计中从手册上查取的q0相比较，以q0’< q0为设计合理，否则需要重新进行结构安排和传热计算，直到满足上述不等式要求； 9)计算传热面积F0，则应F0< F0为合适；
10)根据F0进行冷凝器的结构安排，确定冷凝器的有效管长Le； 11)根据流体力学要求和介质流速计算冷凝器内总的压力损失Δp，为液泵的选择提供依据；
注意：以上冷凝器的一般计算步骤，具体的结构型号是风冷式还是水冷式，在计算方法上略有差别，学生可在指导老师的指导下进行计算，但以上计算步骤的基本原则是不变的。
3、应完成的任务： 1)设计选择计算说明书；
2)所设计选择的冷凝器型号及具体结构尺寸； 3)所设计选择的冷凝器的总图和主要部件图。
（三）蒸发器的设计计算与选择
1、设计条件（由指导教师填写）： 1)工况；
2)被冷却对象的性质（液体、固体、空气等）和温度； 3)制冷剂的种类； 4)蒸发器的结构形式； 5)蒸发器应负担的热负荷。
2、计算步骤：
1)选定蒸发器的几何参数，确定：
传热管的规格：管径d、壁厚δ、材质（铜管或钢管）； 翅片厚度δf，材质（铝片或铜片）； 传热管排列方式：管簇排列为顺排或叉排；
翅片管：翅片节距Sf，管纵向中心距S1，横向中心距S2； 2)确定空气在蒸发器内的状态变化过程；
’’3)根据被冷却空气的状态参数，查出各点的焓值I，计算出工作状态下空气冷却蒸发器的析湿系数ξ；
4)Q0和进出蒸发器空气的焓值，计算空气应有的循环量qva； 5)计算空气的换热系数α0；
6)确定空气侧的迎面风速wy，求出最窄面风速wmax和空气流量qa； 7)根据翅片管排列方式计算其当量直径deq，求出L/deq(L为翅片管气流方向的长度)和雷诺数Ref，计算空气侧的流动阻力ΔP，为选择风机提供依据；
8)根据deq、c、Ref计算管外空气侧换热系数α0； 9)根据翅片管排列方式、翅片效率ηfw； 10)根据α0、η
fw
计算管外空气侧当量换热系数αj。；
11)计算管内制冷剂的换热系数；
12)按lgp—h图，由Q0、r（汽化潜热）x1、x2（进出蒸发器制冷剂干度），计算制冷剂总流量；
13)查设计手册，取得内表面热流密度q和最佳质量流速g，计算所需要总的流道面积；
14)根据传热管的有效流通面积A（每根管），计算蒸发器的分路数E； 15)计算每一分路的制冷剂流量qd；
16)根据qi、qd、di（传热管内径），计算管内蒸发器的制冷剂换热系数αi。；
17)根据传热学原理计算以管外表面积为基准的传热系数K0； 18)根据蒸发器的温度分布情况计算平均温差Δtm； 19)解超越方程求内表面热流密度qi，应满足qi＝qi’； 20)根据qi’求q0；
21)根据q0求热负荷Q0所需要的换热面积F0； 22)根据F0计算所需管长li；
23)根据空气流量Va和wy计算通风面积，确定蒸发器长（A）和宽（B）； 24)根据B和s1计算每排的管数n1；
25)计算蒸发器管内制冷剂流动阻力ΔP0，校核蒸发器内温度降低值
Δt0，一般Δt0应小于1℃，否则设计不可靠；
26)根据蒸发器中空气的平均参数：Vm、Ra、Tm、ρb、ρm以及wmax、L/dw，计算空气侧流动阻力ΔP，为选择风机提供依据。
3、应完成的任务： 1)设计计算说明书；
2)所选择蒸发器的型式及具体结构尺寸； 3)总图及主要部件图。
（四）其它换热器及辅助设备的计算与选择
1、本内容应根据指导老师规定的学生应完成设计内容的需要，对学有余力的学生作提高学生创造性和独立工作能力而设置的内容：为中间冷却器、冷凝蒸发器、制冰用换热器等，以及热力膨胀阀、四通换向阀、单向阀、电磁阀等的选择。旨在扩大学生的知识面。
2、设计选择条件（由指导老师按计划给定的内容给出）： 1)工况； 2)制冷剂种类；
3)介质类型及温度分布； 4)热负荷； 5)结构型式及要求。
3、选择计算步骤（由指导老师根据不同的设计和选择对象提出）
4、成的任务： 1)设计计算说明书； 2)设计选择的换热器结构尺寸及设备选择的型号； 3)设计选择的换热器的总图和主要部件图。
四、参考文献
1、郑贤德主编．制冷原理与装置．北京：机械工业出版社，2001
2、缪道平主编．制冷压缩机．北京：机械工业出版社，2002
3、制冷工程设计手册编写组．制冷工程设计手册．北京：中国建筑工业出版社
4、沈志光主编．制冷工质热物理性质图和表．北京：机械工业出版，1983
5、《工程热力学与传热学》
6、制冷压缩机产品样本
7、辅助换热器及设备产品样本
8、制冷自控阀门产品样本
9、机械设计手册
10、沈志光
制冷工质热物理性质图和表
机械工业出版社
篇6：暖通空调常用专业英语
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篇7：《暖通空调新进展》课程论文
摘要：本文通过对洁净室的特点研究，提出采用变频技术；研究开发使用新型能耗低的高效过滤器；合理对回风的利用以达到洁净室能源的节约。
关键词：洁净室 变频新型高效过滤器回风利用
ABSTRACT: THIS PAPER STUDIES THE CHARACTER OF THE CLEANROOM, APPLY THE TECHNOLOGY OF FREQUENCY CONVERSION, OR THE NEW TYPE HIGH FILTER, OR REASONABLE AIR RETUREN TO SAVE THE ENERGY OF THE CLEANROOM.KEY WORDS: CLEANROOMFREQUENCY OF CONVERSIONNEW TYPE
HIGH FILTER RESEANABLE AIR-RETURN
1.研究意义
我国人均能源资源占有量约为世界平均值的1/2，且不及同期发达国家的20%，而我国能源消费量约占世界能源消费总量的10%，能源利用效率很低，万元GDP总能耗值约为世界平均值的3倍，是发达国家如日本的6倍。广东能源更显匮乏，人均拥有一次能源资源储量约为全国人均储量的1/20，一次能源消费量约90%需靠外调和进口，2003年广东万元产值能耗约是日本的4倍。近些年来依靠消耗大量的能源来支撑经济的增长，不仅使我国能源供需矛盾更加突出，环境保护压力加大，而且也制约着我国经济增长质量的进一步提高，影响着可持续发展战略的实施。因此，国家《节能法》规定“节能是国家发展经济的一项长远战略方针”，强调能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位。
据统计，近年来夏热冬暖地区夏季用电高峰期空调耗电已占该地区用电总量的30%～40%，2004年夏季用电高峰期广东空调用电量占总用电量的37%，致使供电负荷缺口增大，造成全天候用电紧张，一些城市不得不拉闸限电，对正常经济生活造成影响。电力是清洁能源也是用量最大的二次能源。因此，依靠技术创新，提高能源利用效率，切实实现空调节能尤其是节电，对经济持续发展不仅具有重大的社会意义，而且具有迫切的现实意义。
1.1 洁净室的节能潜力巨大
随着科学技术的进步，经济的发展，洁净技术的应用越来越广泛。诺贝尔得奖者著名的科学家杨振宁在2001年中国科协学术会议年会上判断，未来的二三十年中①芯片的广泛应用、②医学与药物的高速发展、③生物工程这三个方面将成为科技发展的火车头，是未来科技发展的三大战略方向。如今，现代工业产品生产和现代化科学实验活动要求微型化、精密化、高纯度、高质量和高可靠性，带来洁净技术也随着科学技术的发展和工业产品的日新月异而健康、高速地发展，并在三大战略外的食品、化妆品、军工等行业有更好的表现。然而，目前我国洁净技术总产值约占我国国民经济的0.15‰，而同时期日本的此比例
为1.5‰；另一个数据是目前我国生产的集成电路数量仅是韩国的1/20。这就要求我国洁净技术生产规模在一定时期内要比目前提高10-20倍，为此我国在将来要建立更多的洁净室。
洁净室是能量消耗大户，这是因为要保持洁净的生产环境所必需的空气洁净度等级、压差、温度、相对湿度要求；防止污染和交叉污染，洁净室内应根据产品生产过程的要求排除生产过程产生的粉尘、热量、有机溶剂等所需的全室或局部排风装置，与此同时需向洁净室送入相应的或必需的室外新鲜空气；根据不同的空气洁净度等级的要求需要有必须的换气次数/送风量。为进行正常的产品生产，洁净室内的生产工艺设备需按产品的特点供应电力、纯水、高纯化学品等，这些也需消耗大量的能源，伴随着电力等能量的消耗，在洁净室内生产的各种形式的发热量还需要进行冷却，有时这种需进行冷却的热负荷量是不可忽视的。
洁净室所需的净化空调系统的冷负荷与一般工业厂房或写字楼的一般空调系统的冷负荷相比，前者因空气洁净度等级和洁净室内生产工艺的要求不同，冷负荷大约为2093-6280KJ/(m2.h)，而写字楼的一般空调系统冷负荷仅335-502KJ/(m2.h)。半导体集成电路制造或生物医药产品的主要生产工序都要求在洁净室内进行，为了保持所必须的空气洁净等级，需要将大量的空气通过高效过滤器过滤后送入洁净室内，写字楼的一般空调房间换气次数为10次/h以下，而大规模的集成电路生产所需的5级（100级）、4级（10级）、3级（1级）洁净室的换气次数可能达到百次，其送风量将会比前者大数十倍以至百倍以上，因此洁净室的净化空调系统及其制冷机的耗电量比其他类型建筑物的一般空调系统及其制冷机的耗电量大得多，据调查统计大规模集成电路制造工厂洁净厂房的净化空调系统及其制冷机的耗电量约占工厂总耗电量的50%左右；制药工厂洁净厂房的净化空调系统及其制冷机的耗电量约占工厂总耗电量的60%左右。
洁净室的能量消耗包括：洁净室中的生产设备用电、用热、用冷，净化空调系统的耗电、耗热和冷负荷，冷冻机组的耗电，排气装置的耗电、耗热，各种高纯物质的制取、输送耗电、耗热和冷负荷，公用设施的用电和照明用电等。洁净室的能量消耗是一般写字楼的10-30倍，据了解目前一个大规模集成电路生产用洁净厂房的电力负荷约数万千瓦。在各类能量消耗中除生产设备随产品品种、生产工艺不同而不同外，能量消耗总量中比例较大的是冷冻机的电耗，通常要占总量的15-30%，洁净室的净化空调系统的冷负荷是一般空调的5-15倍。
可以看出，洁净室的耗电量是很大的，若洁净室设计时精心设计，周密规划，节约能源、降低能耗是可能的，节能的潜在容量是不小的。随着科学技术的发展，工程设计技术水平的提高，各类净化空调和制冷设备技术性能的改进，使洁净室的能量消耗降低的可能成为现实。据有关调查分析表明，即使空气洁净度相同的洁净室，由于设计和设备配置的不同，能源消耗量可能相差50%以上。
2洁净室空调系统的特点
2.1 风量大
洁净室主要是通过空气量的循环来过滤空气中的尘埃、细菌等，实现对空气中非生物粒子和生物粒子的控制，达到洁净的标准。因此需要有足够的风量来保证室内的洁净度。
洁净室的风量一般按照室内换气次数来计算，通常是10倍，甚至几十倍，尤其是单向流洁净室，换气次数达到房间体积的几百倍。
大风量对空气处理机组的强度是个考验，目前市面上常见的空气处理机组的都是采用铝合金框架结构、方钢结构的比较多，如果面板的厚度和框架的强度不够，容易造成空气处理机组变形，特别是医用空气处理机组，一般要采用正压设计，如果面板和框架固定不够，就有可能会出现面板飞出砸人的恐怖现象。所以洁净用空气处理机组首先要满足高强度的要求，目前市面上常见的面板厚度有30mm和50mm，也有一些厂家率先推出60mm的面板的高端机组，相信在洁净场合将得到广泛的应用。
2.2 风机的压头高
净室一般至少要采用初、中、高三级过滤器过滤，而这三级过滤器的阻力加起来就有700～800帕左右，洁净室一般也要采用集中送、回风的方式，以保证维持洁净室的正负压调节的要求，所以洁净室的管道阻力一般比普通空调的要多一倍以上。需要克服这些阻力，就要求空气处理机组的送风机有足够的压头，所以洁净室的空气处理机组的送风机组一般采用后弯机翼型的风机，或者是无窝壳的风机，才能达到足够高送回风压头。
在这种大风量，大压头的情况下，对机组的漏风率也是一种考验，洁净室用空气处理机组的漏风率越低，为客户节省的能源就越多，运行费用就越低。
2.3 温湿度控制精度高
和普通舒适性空调的满足人员舒适的要求不同，洁净室的温湿度控制的精度是为了满足工艺要求，如在某些电子产品的制造中，对温湿度的控制要求非常严格，在医用和实验动物等方面，对温湿度的控制精度也有明确的要求。为了实现恒温恒湿，那么要求空气处理机组中至少要具备制冷、制热、加湿、除湿等功能段，而且需要精密控制的方式；如换热器要采用高效率的亲水翅片，并且水流量采用比例积分控制，加湿量也要采用比例积分或者是PID调节的方式，以便实现更高的控制精度。
2.4 正负压控制严格
无论是电子厂房还是隔离病房、制药厂、实验动物室等，为了防止粉尘、细菌扩散到其他的洁净区域，还是为了防止病毒细菌的扩散引起交叉感染，洁净房间的正负压控制非常重要，特别是在医用场合需要防止放射性尘埃、有害气体、臭气及细菌向外扩散，准确有效的控制正负压极其关键。实际工程应用中，工业洁净室和一般生物洁净室都是采用正压维持，但对于使用有毒、有害气体或使用易燃易爆溶剂以及其他有特殊要求的生物洁净室则采用负压控制。要想有准确的压差控制值，在洁净室空气处理机组要求要有较低的漏风率，才能有较高的控制精度。同时采用集中送回风的分流段将在空调箱中被广泛应用。
2.5 拥有良好的过滤系统
无论是满足工艺设计要求的工业洁净室，还是满足医用、制药、实验动物等的生物工
程，共同的特点是要满足无尘，这将靠一套良好的空气过滤系统来完成。洁净技术对微生物、尘埃等的控制程度，主要取决于过滤器的性能。洁净室一般至少要经过三级过滤，空气处理机组配备初、中效过滤器，送风末端配高效过滤器。空气过滤器需要有良好的品质，一旦发生泄漏，就再也不可能达到洁净的可能。除了本身不能有任何的泄漏，过滤器在空调箱的密封也要引起注意。
2.6 采用变频技术
洁净空调系统大风量的特点带来了高能耗，各种节能技术在洁净空调系统中得到广泛的应用。其中变频技术在洁净空调系统中被广泛的选用。由于洁净空调一般至少要经过初效过滤器、中效过滤器(亚高效过滤器)、高效过滤器的过滤，而过滤器都是随着使用的时间越来越久，其阻力也越来越大，和普通空气处理机组的送风机是按过滤器的计算阻力来选型的不同，在洁净室中选用空气处理机组的送风机电机功率都是按过滤器的终阻力来选型的，在空调系统运行初期，风机的压力是绝对足够克服系统的阻力来满足使用要求的，这时候采用变频器，可以将风机的转速降低，减少功耗，起到良好的节能目的；随着系统的运行，过滤器的阻力越来越大，空调系统的风量将会减少，通过风管里风量或者是静压变化提供变化的数据给变频器，又变频器将风机的转速变大，就可以满足系统风量的要求，同时也可以对风机转速的调节，对房间的正负压保持有良好的调节作用。另外选用变频风机，也可以在洁净室不使用时，将机组的转速变低，送风机的风量减少，相当于值班风机的使用。
2.7 相当的稳定性和可靠性
现代工业的高度发展，使得工业产品拥有体积小、高价值的特点，如果洁净空调机出现故障，将带来数于千计的损失，特别是医用洁净室中，如果在手术或者是产房过程中，如果空调机组出现故障，将带来生命的安危，因此要求空调机组拥有相当的稳定性和可靠性，要求空气处理机组的每一个部件采购中应该采用拥有良好的品质管理的厂家的产品，如在机组内部应该选用有AMCA认证的高品质风机和高品质的电机，对过滤器的选用也要非常慎用，特别是高效过滤器，如果有一个小孔，就带来无数的细菌，后果是无法想像的。另外在空气处理机组的生产和检测也要严格按照国家的标准制造。
3国内外研究现状
近年来，我国夏季空调用电量急剧上升。在东南沿海地区，空调用电激增的趋势已引起电网供电紧张，各地纷纷拉闸限电或错峰用电。据统计，2003年全国有21个省市拉闸限电，2004年拉闸限电的省市已扩大到24个。电力紧张已成为制约我国社会经济发展的一大瓶颈。因此，抑制空调能耗增加，积极研发推广绿色节能型空调技术和设备，已成为建筑暖通空调领域一个迫切而热门的研究课题。然而，国内外大部分研究都集中在中央空调的研究上，而关于日益增长的洁净室空调系统的研究和文章较少。一般主要集中在以下几个方面：
（1）采用变频技术，通过变频器，降低风机转速，从而减少能耗；
（2）研究开发新型能耗低的高效过滤器；
（3）对回风的利用；
参考文献
[1]陈霖新，洁净厂房设计与节能，第五界中国国际（北京）洁净技术学术论坛论文
[2]许钟麟沈晋明空气洁净技术应用[M]，中国建筑工业出版社1989。
篇8：广播电视发射塔暖通空调专业设计
随着我国城市化进程的飞速发展, 旅游观光广播电视发射塔 (以下简称电视塔) 作为现代城市的标志性建筑物被多数省、地、市的市中心地区采纳。电视发射塔也从单一功能的广播电视发射拓展到微波通讯、气象测量、交通指挥、环保监视、娱乐购物、观光旅游、文化博览、公安消防等综合性多功能。1982年破土动工, 到1986年竣工的武汉电视塔, 是国内第一座具有广播电视发射兼旅游观光功能的钢筋混凝土结构塔。之后全国各主要大城市陆续建成了各种类型、高度不同、功能众多的旅游观光广播电视塔。如今的电视塔以广播电视发射、旅游观光功能为主, 兼容会议、博览、餐饮、购物、娱乐、住宿等多功能于一体, 本文作者参与了东方明珠电视塔从可研、初步设计、施工设计到具体施工的全过程, 该塔实现了建筑艺术与现代科技的有机结合。如今东方明珠已成为旅游观光的广播电视塔, 是21世纪上海城市的标志性建筑。“东方明珠”电视塔年观光人数和旅游收入在世界各高塔中仅次于法国的艾菲尔铁塔而位居世界第二, 已经成为我国闻名的旅游景点。针对电视塔的建筑特点和使用特点, 其暖通空调专业设计就显得格外重要。
2 电视塔的建筑特点及暖通空调专业设计任务
电视塔一般由塔座、塔身、塔楼、塔桅天线四部分组成。高度通常在200m-600m之间, 是广播电视发射与旅游观光相结合的超高层建筑。其中塔楼、塔座为人员活动区, 塔座通常设有进、出塔大厅、商店茶座、展览大厅、程控机房、电视电话会议厅、多功能厅、水风电设备用房等;塔楼通常设有旋转餐厅、室内瞭望厅、室外瞭望平台、广播电视发射机房及控制室 (一般较低的电视塔这部分可以设在塔座里) 、发射机冷却机房、微波机房、电梯机房、水箱间、避难层等部分, 除电梯外, 还可以设有综合利用的各类房间, 如东方明珠塔的空中旅馆等。电视塔的建筑特点是, 游览区建筑空间大, 旅游观光人员多, 室内装潢复杂, 技术区工艺设备多, 且散热量大, 因此暖通空调专业设计的主要任务是:
(1) 依据旅游建筑的配套要求, 对塔楼、塔座及人员停留的塔身设置相应的通风及空调系统或供暖系统, 创造全年不受季节影响的人工环境。
(2) 依据广播电视发射机的工艺要求, 设置发射机冷却系统和发射机房的通风降温或空调系统, 以保障发射机的正常工作。
(3) 依据超高层建筑火灾危害大, 扑救难度大, 疏散困难、火情蔓延速度快等特点, 设计安全有效的防火排烟系统。
3 暖通空调专业的设计
设计参数的确定、高空环境对暖通空调专业设计的影响以及通、排风系统的设计, 应重点考虑如下几个方面。
3.1 室内设计参数的选取
根据《中、短波发射台设计规范》、《卫星广播电视地面站设计规范》给出了如表1所示的电视塔特殊房间的室内设计参数的推荐值。
其他房间室内参数, 应按GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范执行。
3.2 室外设计参数
塔座室外设计参数按GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范第4章计算选取。
塔楼由于处于高空200m以上, 室外风速、风压、气温均随高度而变化, 与地面数值有一定差异, 直接按规范中室外设计参数计算选取是不合适的, 可以用以下两种方法确定室外设计参数:
3.2.1 在有当地高空实测气象数据时按简化统计方法
(1) 冬季空调室外计算温度
式中:Td—历年一月平均温度的平均值 (℃) ;
Tp—历年一月中的最低日平均温度 (℃) 。
(2) 夏季空调室外计算温度Tk
Tk=0.3Tx+0.7Tr
式中:Tx—历年七月平均温度的平均值 (℃) ;
Tr—历年中的极端最高温度 (℃) 。
(3) 夏季空调室外计算温度日平均温度Tkp
Tkp=0.8Tx+0.2Tr
式中:Tx、Tr与上式相同。
在设计中央电视塔过程中, 我院就曾经搜集了中科院大气物理所北京马甸高空测试站 (320m) 的实测数据, 推算出塔楼240m高空夏季通风室外计算温度为27℃ (地面30℃) , 夏季空调室外计算温度为30.2℃ (地面33.8℃) , 夏季空调室外计算温度日平均温度为26.3℃ (地面29℃) , 温度梯度约为每百米-1.25℃～-1.5℃。
3.2.2 在无当地高空实测气象数据时的统计方法
按GB50736-2012计算选取的室外设计参数作高度修正, 修正值建议取每百米-1.0℃～-1.5℃。
3.3 高空环境对暖通空调设计的影响
电视塔塔楼处于高空200m以上者, 属超高建筑, 它与地面建筑有许多不同点:周围没有遮挡物、风向变化多端、风速比地面大、外面围护结构因建筑造型和观赏的要求, 几乎没有实墙体等等, 所有上述这些影响都要求在通风空调设计中特殊对待。
高空风环境对进排风口的影响:电视塔塔楼一般处于高空, 无任何遮挡, 塔楼周围的风力都在随时变化, 因而引入进/排风口处的风压都在随时变化, 所以, 在考虑风机的压头时,
除了克服空调 (或通风) 的内部阻力外, 还要了解进风口和排风口处的压力。良好的进/排风口设计应尽量减少风口的结构风阻以及进、排风口处的压差, 并且希望这些数据能稳定在一定范围, 不受或少受外界风力和风向的干扰。否则, 需要频繁地改变风机的运行状态, 这对空调系统和发射机冷却系统极为不利。为了减少高空风环境对进/排风口处的影响, 设计应在进风口和排风口处均设置均压环 (均压环是指对于圆形塔楼周围形成的平均压力水准, 对于进风和排风系统设计时, 应该增加或减少这个压力所产生的影响, 使设计达到预定的要求。) 。
在设计中央电视塔时, 我院和北京大学力学系合作做了《中央电视塔塔楼风作用风洞模拟试验》, 通过试验了解到:
(1) 在高空中一个圆形建筑物, 其迎风面的正压面只有70°左右范围, 将近4/5的范围是负压面, 而且垂直于迎风面的两端负压值最大, 180°的负压值最小, 如图1所示。
(2) 所产生的风压随着风速的增大而增大, 与风速成平方的关系, 计算公式如下:
式中:
(3) 在进、排风口处设均压环是非常重要而有效的技术措施, 它可以使得1/5的正压区和4/5的负压区相混合, 产生一个在360°的圆形环内, 风压系数基本一致的风压环境, 如图 (2) 所示。
在中央电视塔塔楼的发射机进风均压环内, 当室外风速为25m/s时, 风压系数为-0.3～-0.35。
(4) 通过试验还发现, 进、排风口处建筑物的构造, 影响风压的分布。如塔楼发射机风冷系统的进风口处, 因建筑物在这区域附近设置了围墙, 使得原本可以在迎风面是正压的进、排风口处, 也变成了负压区, 拆除了围墙之后, 恢复了正压区。
3.4 冷热源设备选择
冷热源设备是空调系统的心脏部分, 方案选择必须慎之又慎, 以免在实施过程发生颠覆性改动。设计人员应该协助建设单位根据项目的具体情况, 如热源、水源、供电能力以及冷负荷大小等, 在投资、运行费用、维护管理等方面进行多方案综合性技术经济比较, 以确定技术先进经济合理的冷热源设备。
塔楼冷热源的设置特点如下:
(1) 塔楼距地面较高, 大型设备垂直运输困难。
(2) 塔楼使用面积有限, 设备不宜占用较多房间。
(3) 空调冷热负荷较大等。
因观光旅游的需要, 塔楼玻璃幕外墙居多, 围护结构冷热负荷大;旅游观光人员多, 新风负荷大。根据工程实例和我国气候特点, 塔楼冷热源设备选择方案如下:
(1) 当塔楼高度在100m以下时, 将塔楼塔座的冷热源设备集中设置在塔座是合适的, 其优点是:便于集中控制集中管理, 不占用塔楼宝贵的面积和空间, 设备一次投资及维护费用较低, 设备选择的范围宽。需要注意的是, 塔楼的水系统应与塔座要分开设置, 以解决设备承压问题。
(2) 当塔楼高度在100m以上时, 塔楼与塔座高差较大, 冷热源设备宜分别设置。方案应根据我国气候特点, 按不同地区进行选择, 如表2所示。
注:序号3中蒸汽方式一般是将蒸汽作为一次热源送至塔楼, 经二次热交换成热水供热。此方式节省电力、舒适性好, 但汽、水管路过长, 维护不便;电热方式又分为集中式电热锅炉和分散式电暖气两种, 前者便于集中管理, 后者则使用灵活。需要注意的是, 使用电热设备必须征得当地公安消防部门的认可。
3.5 空调系统
塔座为地面建筑物, 暖通空调系统的设置有较大的灵活性, 方案选择余地较大, 按一般民用建筑的暖通空调设计方法就可行。
塔楼为空中楼阁, 一般处于高空200m以上, 室内空间大, 流动人员多, 室外风速高、风压大, 外窗密闭不可开启, 需要创造全年的舒适性人工环境。
塔楼常用的空调方法有全空气方式、商用多连机加新风方式、风机盘管加新风方式三种类型, 分别介绍如下。
3.5.1 全空气式空调系统
空气处理机采用组合式空调机, 空调机集中设置在机房内, 配备送风、新风、排风管和各功能段, 新回风经处理后, 送入各个房间。其优点是:集中设置便于维护管理;机组功能段多、处理过程多, 可两级过滤、冷却、加热、加湿、去湿, 过度季可以全新风运行, 节能可控。其缺点是:机组体积大, 所需机房面积大。由于塔楼仅为舒适性空调, 要求处理过程简单, 且面积紧张难以安排大型设备, 故一般不宜采用此方式, 当层高允许时, 可采用立式组合空调机组或自带冷源的整体柜式空调机。
3.5.2 多连机加新风式空调系统
空气处理机自带冷源, 室外机可以布置在塔顶部或室外瞭望平台。室内机包括明装、暗装、立式、卧式、
吸顶式等多种方式。设备布置一般不受面积或空间的影响, 空调室内机直接布置在需要空调的各类房间内, 安装方便, 使用灵活, 是近期新建电视塔普遍采用的一种空调方式。
3.5.3 风机盘管加新风式空调系统
空气处理机为风机盘管空调器, 分立式、卧式、明装、暗装等型式, 立式布置占面积不占空间, 卧式吊顶布置占空间不占面积, 优点是安装方便、使用灵活、机组价格低、耗电少且噪声小等;缺点是机组的过滤、去湿能力较差, 水管过长容易漏水。此方案不适合塔楼大空间的房间, 如旋转餐厅、室内瞭望大厅等。
3.6 通风系统
3.6.1 新风系统
塔楼处于高空有轻微摇摆, 易使人产生眩晕感, 又由于其结构密封严密, 无自然风渗透, 易使人产生憋闷感, 故新鲜空气对于在塔楼里的人员尤为重要。平时, 不论空调系统开启与否, 新风系统应该是每天工作的。因此, 塔楼的新风系统应集中设置, 集中处理, 分层供给, 各空调机组分别采集新风的做法不便于使用和管理。从气流组织来看, 新风口宜设置在塔楼下部, 无条件时, 也应设置在排风口以下部位。新风机组功能段可选择过滤、预热 (电加热) 、表冷 (加热) 、加湿等, 寒冷地区应设有防冻报警或自动关闭装置。
3.6.2 排风系统
配合新风系统应为各层排风, 塔楼要设置机械排风系统, 其排风量应略小于新风量。排风口应设在各层厕所和库房等处, 使局部形成负压区;排风机应设置在塔楼顶部, 以低噪声的离心风机和混流风机为宜。
3.7 防排烟系统
钢筋混凝土结构的电视塔塔身如同烟囱, 当火灾发生时, 浓烟随之而来, 且烟气的蔓延速度很快, 特别是在垂直通道里, 由于烟气的热压差关系, 其上升速度会更快。如果烟气进入电视塔的塔身内, 塔身就如同一个巨型的拔火罐, 不足一分钟烟气便可迅速抵达200m高的塔楼上。如果疏散通道没有良好的防排烟设施, 发生了这种情况, 塔楼上所有的人是逃不出险境的。火灾发生时, 燃烧生成的烟气中含有有毒性气体, 一氧化碳则是火场中必然要遇到的, 它仅是烟气中含有的有毒气体成分之一, 它的含量比其它气体要大, 所以在火灾中致死的人, 多数是因一氧化碳作用的结果。火灾发生后, 温度很高的浓烟迅速蔓延, 无论是被救的群众还是救人的消防人员, 浓烟对他们来说都是最大的威胁。为了电视塔上人员的生命安全, 必须重视下列部位的安全防火设计:
(1) 电视塔塔身 (塔筒) 是唯一的垂直疏散通道, 是上下塔楼的必经之路, 所以, 电视塔塔筒垂直通道设计应符合防火标准的要求和人员的紧急疏散要求。
(2) 电视塔塔筒的防火、防烟、排烟系统设计是至关重要的技术安全措施, 必须按照国家防火规范和广播电视行业防火设计标准精心设计。
(3) 不仅要注意塔筒、塔楼, 更要注意防止塔下建筑发生火灾时烟气进入塔体内, 因为一旦烟气进入塔内, 就会形成“烟囱效应”, 如果不能很快控制住, 塔楼上的人员便无法逃生, 也无法救援, 会立刻处于烟气包围和死亡的威胁之中。因此, 对塔下建筑, 特别是进塔电梯和疏散楼梯入口处, 必须设置加压送风的防排烟设施。
电视塔属于特殊的超高层建筑物, 尤其是塔楼, 火灾时只能立足于自救, 故防排烟系统必须安全有效。电视塔设计应严格按照GB500045-95 (2005版) 《高层民用建筑设计防火规范》和《广播电视工程建筑设计防火标准》执行。设计方案必须报当地消防部门批准后实施。
3.7.1 机械加压送风防烟系统
塔楼塔座的防烟楼梯间、消防电梯前室和合用前室以及封闭式避难层, 应分别设置机械加压送风防烟系统。加压送风风机可选用离心风机或混流风机, 并将其装设于中间或下部设备层或专用机房内。新风采气口应避开火灾和烟气的威胁。
由于送风口平时常开, 加压送风系统易成为自然通风道, 故应在加压风机的出风管上加装止回阀或在吸风管上加装连锁电动风阀。
3.7.2 机械排烟系统
排烟风机可选用离心风机或专用高温排烟风机, 一般应装设在顶部或排烟机房内。风机风量及排烟口设置按常规做法。
需要注意的是:
(1) 塔楼不允许采用可开启外窗的自然排烟方式。
(2) 排烟风管不得采用阻燃型玻璃钢制作, 一般采用厚度≥1.5mm镀锌钢板制作。
(3) 排烟风管的绝热层可选用超细玻璃棉、岩棉、硅酸铝制品等。
(4) 排烟系统可与平时的排风系统兼用, 但风机、风管、绝热等均应符合消防排烟的技术要求, 火灾时切换应及时可靠。
3.8 发射机冷却系统
广播电视发射机的冷却系统及设备均由发射机生产厂家配套供应, 实际工程中可根据工艺要求合理布置。目前, 已经建成的电视塔上布置的发射机多为全固态发射机, 冷却方式多采用大风量强制送排风。发射机强制风冷系统是在发射机机箱内或外部设置通风机, 向机箱内发热的电子元器件吹、抽风, 以带走其散发的热量, 达到冷却的目的。风机一般与发射机连锁控制, 要先于发射机开启, 并在发射机关机之后停机, 以使发射模块充分冷却。当发射机风冷系统布置在高空塔楼时, 设计过程应注意:高空风环境 (见本文3.3节) 对风冷系统进、排风的影响, 要对进排风口处做特殊处理。发射机一般只配套供应送风机, 在排风通道过长时, 容易因通道阻力增加致使冷却风量不足, 风冷系统设计时为安全可靠, 应增设排风机, 以克服排风通道的阻力, 其排风量应等于或略小于送风机。冷却系统管路设计时, 应充分考虑冬季余热利用的可能性, 合理设置旁通管和切换阀门, 供机房和值班人员热风采暖, 以节约能源。
随着数字广播电视技术的发展, 由于发射机整机效率提高了, 使得发射机的发射功率大幅度降低, 发射机强制风冷的风量也随之降低。近年来, 发射机生产厂家又推出全固态液冷发射机。液冷发射机冷却液循环路径按照从水泵、功放单元到热交换器的顺序进行, 管路配置了自动液温调节器, 避免了室内与室外温度相差较大情况下, 发射机冷却管路发生结露的现象。它的特点是能够适应各种环境运行, 由于冷却系统在封闭的管路中工作, 受污染和其他外部条件的影响较小。液冷型发射机系统热交换器安装在室外, 降低了发射机室的噪音污染, 改善了环境, 同时也省去了大量的进、排风装置。
4 结语
处于高空的电视塔塔楼, 在有人员活动的区域, 一般不设可开启的外窗, 这些区域基本上都是密闭的空间。为保障旅游观光人员有一个安全舒适的人工环境, 暖通设计人员必须拿出一个优秀的设计作品。本文仅仅是作者在电视塔的一些设计实践, 仅供从事暖通设计的同行们参考, 不妥之处敬请批评指正。
摘要：本文概述了广播电视发射塔的建筑特点和高空环境下对暖通空调专业设计提出的要求, 作者根据自己亲身实践, 重点介绍了空调系统、通风系统、防排烟系统和发射机房冷却系统在高空建筑物中的设计方法。
关键词：电视发射塔,高空建筑特点,暖通空调专业设计,通风系统设计
参考文献
[1]暖通空调动力.2009版全国民用建筑工程设计技术措施.
[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册 (第二版) 2008.
[3]广播电视工程建筑设计防火规范GY5067-2003.