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纺织厂空调设计_毕业设计

西安工程大学本科毕业设计(论文)前言在纺织工业生产过程中,空气调节起着重大作用,它提供了工艺需要的温湿度、清洁度和气流速度等条件,保证生产的正常进行的同时提高了产品的质量,也提高了生产效率。

随着纺织新技术的快速发展,新工艺新设备对纺织空调工程提出了新的要求,当前世界面临的主要环境问题,如能源短缺、淡水减少、气候变暖、臭氧层破坏、沙尘暴等,都给纺织空调提出了新的问题。

面对水资源匮乏,我们采用新的喷淋方法,提高热湿交换效率或采用空调用水的一水多用及废水回用以节省喷淋用水量;面对能源短缺我们采用变风量调节技术和变频变流等设备,以提高风机和水泵的生产效率;常常采用新的环保制冷剂代替氯氟烃以保护日益稀薄的臭氧层;使用吸收式制冷机和热泵;深井冬灌夏用,夏灌冬用;采用冰蓄冷技术、间接蒸发冷却技术和天然冷源等,以节约用水和保护环境,使传统的纺织空调技术,发展成为绿色空调、节能空调和智能空调。

本次设计通过对细纱车间的负荷计算、系统选型、水力计算及经济技术分析,最终确定合理的空气调节方案。

第1章设计资料和参数选取1.1设计原始资料1.设计地区:南昌2.建筑及工艺资料:该棉纺厂细纱车间为锯齿形厂房结构,工艺区面积约5700平方米;细纱机126台,共约有5.4万纱锭。

其中513型细纱机75台,502型细纱机24台,1506型细纱机27台;运转每班90人,常日班80人;照明总功率86.4kw 。

提供的图纸:细纱车间工艺平面布置图一张。

3.气象资料:查《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003。

维护结构资料:参数《高层建筑空调计》中表2-4、2-5及《民用建筑节能设计标准陕西省实施细则》选择墙体及其传热系数,同时参考《纺织厂空气调节》。

4.动力资料:(1)电源:220/380伏交流电。

(2)热源:本工程设有集中锅炉房,供给0.6Mpa的蒸气。

(3)冷源:自行设计冷源系统,水源为城市自来水。

1.2选取室外气象参数江西省南昌市的室外气象参数如下:1.夏季室外空调计算干球温度为35.6℃2.夏季室外空调计算湿球温度为28.3℃3.夏季通风室外计算相对湿度61%4.冬季室外空调计算干球温度为-1.3℃5.冬季室外空调计算相对湿度为80%6.冬季室外采暖计算干球温度为0.8℃以上数据查取资料:黄翔——《空调工程》附录四1.3选取车间温湿度参数表1-1 棉纺厂中细纱工序温湿度控制范围冬季夏季工序t(℃)Φ(%) d t(℃)Φ(%) d细纱23~26 54~599.5~12.530~33 57~6215.8~20.4——上数据选自《实用纺织厂空调设计与计算手册》表3细纱车间冬季最低值班温度:t≥18℃——上数据选自《实用纺织厂空调设计与计算手册》表8第2章负荷计算2.1选取维护结构传热系数2.1.1确定屋面的传热系数锯齿形的屋面材料结构自上到下如下:40mm钢筋混凝土大瓦,15mm厚水泥砂浆粉面,100mm厚沥青膨胀珍珠岩保温层,一毡三油隔气层,30mm钢筋混凝土倒槽板,20mm厚1:2水泥砂浆粉面。

表2-1 锯齿形屋顶的结构各层材料的热工指标屋面结构自外至内 材料厚度 δ(m ) 导热系数 λ[w ∕(m •K )] 热阻R (㎡•k ∕w )钢筋混凝土大瓦 0.04 1.55 0.0258 水泥砂浆粉面 0.015 0.93 0.0163 沥青膨胀珍珠岩 0.10 0.081 1.2287 一毡三油隔气层 0.0050.1740.0234钢筋混凝土倒槽板 0.030 1.547 0.01981:2水泥砂浆粉面 0.02 0.93 0.0215——上表数据源自《纺织厂空气调节》第三版表3-4室外空气与屋面接触面的传热系数为23.3w ∕㎡•K 车间内空气与屋顶内表面接触面的传热系数为8.7w ∕㎡•K ——以上数据源自《实用纺织厂空调设计与计算手册》表77屋顶的传热系数:Km W K zh⋅=+++++++=2667.07.810215.00198.00234.0235.10163.00258.03.23112.1.2确定天沟的传热系数表2-2 天沟各层材料热工指标材料名称 δ(m ) λ(W ∕m •K) R (㎡•K ∕W) 三毡四油八层做法 20厚1:25水泥砂浆找平层钢筋混凝土填坡板 30厚空气隔气层 0.015 0.020 0.020 0.174 0.93 1.547 0.086 0.0215 0.0129 0.0300.1538100厚沥青膨胀珍珠岩保温层 0.10 0.0814 1.2287一毡二油隔气层 0.005 0.174 0.0283 15厚1:25水泥砂浆粉面层0.0150.930.016350厚钢筋混凝土风道顶板0.050 1.547 0.0323∑δ/λ=∑R1.5798——上表数据查自《纺织厂空气调节》第二版 表11-7天沟的传热系数如下: K W K ⋅==++=2m 575.07376.113.2315798.17.8112.1.3山墙的传热系数的确定山墙的材料结构为:240mm 厚砖墙,外部涂20mm 厚水泥砂浆,内部涂抹20mm 厚白灰粉刷表2-4 山墙的热工指标导热热阻R (㎡•K ∕W) 传热系数K(W ∕㎡•K)山墙0.341.97——上表数据查自 黄翔——《空调工程》附录52.1.4天窗传热系数的确定天窗采用两框三层玻璃,其中外层为一个框两层玻璃,内层为金属框单层玻璃外层:一个框两层玻璃,K m W K ⋅=2149.3 内层:金属框单层玻璃, 空气内表面放热系数K W ⋅=2n m 7.8α 空气外表面放热系数K m W w⋅=23.23αK m W K ⋅==+++=2285.2351.013.23119.065.0002.07.811 则天窗的传热系数K:Km W K K K K K ⋅=+⨯=+⋅=22121569.185.249.385.249.3 ——上数据查自《纺织厂空气调节》第二版2.1.5天窗墙传热系数的确定表2-5 天窗墙各层材料的热工指标材料名称材料厚度δ(m)导热系数λ[w∕(m•K)]热阻R(㎡•k∕w)三毡四油八层做法0.015 0.174 0.086 20厚1:25水泥砂浆找平层0.020 0.93 0.0215120厚砖墙50号砂浆砌筑0.120 0.8141 0.147140厚空气层0.140 0.163 100厚沥青膨胀珍珠岩保暖层0.10 0.0814 1.2287一毡二油隔气层0.005 0.174 0.0283 15厚1:25水泥砂浆找平层0.15 0.83 0.0163180厚砖墙50号砂浆砌筑0.18 0.8141 0.22120厚纸筋灰粉面刷白二度0.020 0.698 0.0283∑δ/λ=∑R1.9401——上表数据查自《纺织厂空气调节》第二版 表11-62.1.6天窗墙的传热系数为:KW K ⋅==++=2m 477.00977.213.2319401.17.8112.2 维护结构面积计算图2-1ΔADE 的面积厂房工艺区面积总和为: 2m 7.57569.6193=⨯=总S 对于前七个跨度,如下:一个坡度的坡屋面面积: 2224.678934.65.3mF =⨯+= 一个跨度的天窗面积(需扣除三脚架所占据的面积):2m 72.28295.0932.3=⨯⨯=F一个跨度的天窗墙面积(需加上三脚架所占据的面积):2m 38.6105.02.393935.0=⨯⨯+⨯=F一个跨度的天沟面积(天沟净宽为710mm ):2m03.669371.0=⨯=F 对于最后一个跨度,如下跨度的坡屋面面积: 222m85.282937.24.1=⨯+=F 天窗的高度为: m h 1.1)2.35.3()8.15.4(8.65.3=---⨯= 此跨度的天窗面积(需扣除三脚架所占的面积):2m19.9795.0931.1=⨯⨯=F 跨度的天窗墙面积(需加上三脚架所占据的面积):2m62.5105.0931.1935.0=⨯⨯+⨯=F 跨度的天沟面积(天沟净宽为710mm ):2m 03.669371.0=⨯=F综上所述,该纺织厂细纱车间的各个结构的面积如下:屋面总面积为:2m 65.503174.67885.282=⨯+=屋面F 天沟的总面积:2m 24.528803.66=⨯=天沟F 天窗的总面积:2m 23.207619.97772.282=+⨯=天窗F 天窗墙总面积啊:2m 28.48162.51738.61=+⨯=天窗墙F 东山墙总面积:2m09.11327.24.1724.65.385.02.8=⨯+⨯⨯+⨯⨯=东山墙F 西山墙总面积:东山墙西山墙F F =2.3 车间夏季冷负荷和冬季热负荷的计算屋顶冷负荷,天沟冷负荷,山墙冷负荷,透过天窗玻璃进入日射得热引起的冷负荷,天窗瞬时传热冷负荷,天窗墙冷负荷,西墙壁传热量,地面传热量分别见表1-1到表1-12。

西安工程大学本科毕业设计(论文)表2-6 东山墙冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00逐时值32.132.834.135.637.238.539.540.240.540.740.740.6地点修正值 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4外表面放热系数修正值0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97外表面吸收系数修正值111111111111修正后计算温度的逐时值33.46534.14435.40536.8638.41239.67340.64341.32241.61341.80741.80741.71室内计算温度31.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.5传热系数 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97传热面积113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09东山墙瞬变传热引起的冷负荷437.78589.05869.981194.11539.91820.82036.92188.222532296.32296.32274.7表2-7 西山墙冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00逐时值33.532.832.432.132.132.332.833.73536.738.740.5地点修正值 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4外表面放热系数修正值0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97外表面吸收系数修正值111111111111修正后计算温度的逐时值34.82334.14433.75633.46533.46533.65934.14435.01736.27837.92739.86741.613室内计算温度(℃)31.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.5传热系数 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97传热面积(㎡)113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09113.09西山墙瞬变传热引起的冷负荷(W)740.32589.05502.61437.78437.78481589.05783.541064.51431.91864.12253表2-8 屋顶冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00逐时值32.7333435.838.140.743.546.148.349.950.850.9地点修正值 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4外表面放热系数修正值0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97外表面吸收系数修正值111111111111修正后计算温度的逐时值34.04734.33835.30837.05439.28541.80744.52347.04549.17950.73151.60451.701室内计算温度(℃)31.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.5传热系数0.6670.6670.6670.6670.6670.6670.6670.6670.6670.6670.6670.667传热面积(㎡)5031.75031.75031.75031.75031.75031.75031.75031.75031.75031.75031.75031.7屋顶瞬变传热引起的冷负荷(W)85489524.612780186402612734591437075217159333645416747167797表2-9 天沟冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00逐时值32.7333435.838.140.743.546.148.349.950.850.9地点修正值 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4外表面放热系数修正值0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97外表面吸收系数修正值111111111111修正后计算温度的逐时值34.04734.33835.30837.05439.28541.80744.52347.04549.17950.73151.60451.701室内计算温度(℃)31.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.5传热系数0.5750.5750.5750.5750.5750.5750.5750.5750.5750.5750.5750.575传热面积(㎡)528.24528.24528.24528.24528.24528.24528.24528.24528.24528.24528.24528.24天沟瞬变传热引起的冷负荷(W)773.62862.011156.616872364.63130.63955.64721.65369.85841.26106.36135.8表2-10 天窗瞬变传热引起的冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值2929.930.831.531.932.232.23231.630.829.929.1玻璃窗的地点修正值333333333333室内计算温度(℃)31.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.5玻璃窗传热系数 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569 1.569玻璃窗传热面积(㎡)2076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.2玻璃窗的传热系数修正值111111111111天窗瞬变传热引起的冷负荷(W)1628.84560.67492.59772.811076120531205311402100997492.54560.61954.6表2-11 天窗日射得热形成的冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00日得热因数最大值115115115115115115115115115115115115北区无内遮阳窗玻璃冷负荷系数0.560.610.640.660.660.630.590.640.640.380.350.32有效面积系数0.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.95玻璃窗的遮阳系数0.860.860.860.860.860.860.860.860.860.860.860.86窗内遮阳设施的遮阳系数111111111111窗口面积2076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.22076.2天窗日射得热形成的冷负荷109240118994124846128748128748122895115093124846124846741276827562423时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00天窗墙冷负荷计算温度的逐时值31.831.631.431.331.231.231.331.431.631.832.132.4天窗墙的地点修正值333333333333外表面放热系数修正值0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97外表面吸收系数修正值111111111111修正后的逐时值33.75633.56233.36833.27133.17433.17433.27133.36833.56233.75634.04734.338室内计算温度(℃)31.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.531.5天窗墙传热系数0.4770.4770.4770.4770.4770.4770.4770.4770.4770.4770.4770.477天窗墙传热面积(㎡)481.28481.28481.28481.28481.28481.28481.28481.28481.28481.28481.28481.28天窗墙瞬变传热引起的冷负荷(W)517.91473.37428.84406.57384.3384.3406.57428.84473.37517.91584.72651.52表2-12 天窗墙瞬变传热引起的冷负荷355.92561.9×5.752103.516751.973计算式传热量W∕(㎡·K)℃㎡W 墙壁传热系数传热温差传热面积表2-13 西墙壁传热量(按照稳态传热方式计算,温差3℃)35.631.54.11652℃℃W 地面Ⅳ61.9×935756.70.07室内计算温度室内外计算温度差耗热量m㎡W∕㎡·℃℃厂房内部地面属于第四地带划分,查《供热工程》表1-5得出传热系数为0.07W∕㎡·℃,名称及方向面积计算传热系数夏季室外计算温度表2-14 厂房地面夏季传热量-1.324.525.810397地面Ⅳ61.9×935756.70.07室内计算温度室内外计算温度差耗热量m㎡W∕㎡·℃℃℃℃W 名称及方向面积计算传热系数供暖室外计算温度厂房内部地面属于第四地带划分,查《供热工程》表1-5得出传热系数为0.07W∕㎡·℃,表2-15 厂房地面冬季传热量表2-16 维护结构总冷负荷时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00东山墙冷负荷438589870119415401821203721882253229622962275西山墙冷负荷7405895034384384815897841064143218642253屋顶冷负荷8548952512780186402612734591437075217159333645416747167797天沟冷负荷7748621157168723653131395647225370584161066136天窗瞬变传热引起的冷负荷16294561749297731107612053120531140210099749245611955天窗日射得热形成的冷负荷109240118994124846128748128748122895115093124846124846741276827562423天窗墙瞬变传热引起的冷负荷518473429407384384407429473518585652西墙壁传热量210421042104210421042104210421042104210421042104厂房地面夏季传热量165216521652165216521652165216521652165216521652维护结构总冷负荷(W)125643139348151833164641174433179113181596200296207194160004154914147245表2-17 细纱车间夏季房屋热损失计算表维护结构名称方向传热面积室内计算温度冬季室外空调计算温度室内外计算温度差传热系数温差修正系数基本热损失耗热量修正修正后耗热量高度附加热损失维护结构总热损失㎡t n t w t n-t w Kα方向x cn风速x f高度热损失Q㎡℃℃℃W∕㎡·KW%%W%W W123456789 101112131415东山墙东113.0924.5-1.325.8 1.9715748 -505460.5 4218.4 5678.9 西山墙西113.0924.5-1.325.8 1.9715748 -505460.5 4218.4 5678.9 屋顶水平5031.6524.5-1.325.80.667186588 0086587.7 43463.5 90051.2 天窗北2076.2324.5-1.325.8 1.569184046 5088248.5 43529.9 91778.5 天窗墙北481.2824.5-1.325.80.47715923 506219.1 4248.8 6467.8 天沟水平528.2424.5-1.325.80.57517836 007836.4 4313.5 8149.9 地板水平5756.724.5-1.325.80.07110397 0010396.6 4415.9 10812.5总计218617.7西安工程大学本科毕业设计(论文)2.4 车间内热源散热量及散湿量工艺设备散热量是纺织厂空调冷负荷的主要来源。

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