空气调节课程设计详细说明书.doc

空 气 调 节课程设计课程名称： 空 气 调 节 学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 年 级： 任课教师： 2011年 1月 2日目录第一章：设计资料41.1 设计课题41.2 室外设计参数41.3 室内设计参数41.3.1 夏季室内设计参数41.3.2 冬季室内设计参数41.4 土建参数5 1.4.1 外墙参数51.4.2 屋面参数51.4.3 内墙参数51.4.4 外窗参数6第二章：空调房间冷负荷计算6 2.1外墙（或屋面）传热冷负荷的计算6 2.2 外窗的温差传热冷负荷6 2.3 外窗的太阳辐射冷负荷6 2.3.1 外窗无任何遮阳设施的辐射负荷7 2.3.2外窗只有内遮阳设施的辐射负荷7 2.3.3外窗只有外遮阳设施的辐射负荷7 2.3.4外窗既有内遮阳又有外遮阳设施的辐射负荷7 2.4 内围护结构的传热冷负荷72.5 人体冷负荷8 2.5.1 人体显热冷负荷8 2.5.2 人体散湿和潜热冷负荷82.6 灯具冷负荷82.7 设备显热冷负荷82.8 新风冷负荷92.9 以301房间为例的计算9 2.10 各房间负荷汇总11第三章：空调房间热负荷计算113.1 计算举例（以101房间和102房间为例）113.2 热负荷汇总表12第四章 工况分析13 4.1夏季工况分析134.2冬季工况分析14第五章 空调方案的确定15 5.1系统方案的对比15 5.1.1 空调系统的分类形式15 5.1.2 全气系统（集中式）16 5.2 系统方案的选择16 5.3 空调方案的选择17第六章 送风量的计算176.1 新风量的要求17 6.1.1卫生要求17 6.1.2补充局部排风17 6.1.3保持空调房间的正压要求17 6.2 计算说明（101房间）176.3 新风量汇总18第七章 风机盘管的选择207.1 风机盘管系统介绍207.2 夏季空气处理过程（以101房间为例）217.3 空气处理机组的选型227.4 风机盘管的选取和新风机组负荷的计算汇总23第八章 房间的气流组织计算26 8.1空调房间的送风方式及送风口的选型要求26 8.2气流组织计算（以101房间为例）27 8.3所有房间散流器规格汇总28第九章 水力计算289.1水管的水力计算原理28 9.2风管的水力计算29 9.3水力计算的步骤30 9.4水管水力计算表30 9.5风管水力计算表34第十章冷热源、水泵和膨胀水箱的选择3610.1 冷水机组的选型3610.2 水泵的选择3610.3膨胀水箱的计算37第十一章 空调系统的防腐、保温、消声、减振37 11.1 空调系统的防腐37 11.2 空调系统的保温37 11.3 空调系统的消声38 11.4 空调装置的防振39第十二章 设计总结40第十三章 参考文献41第十四章 老师评语42第一章 设计资料1.1 设计课题贵阳市某三层办公楼空调系统设计1.2 室外设计参数地点：贵阳市 纬度：26.35 经度：106.44 海拔：1223.8m 室外设计参数： 室外夏季空调计算干球温度：30.1 室外夏季空调计算湿球温度：23.0 室外夏季空调计算日平均温度：26.3 室外冬季空调计算干球温度：-2.5 室外供暖计算干球温度：-0.2 夏季空调室外计算日平均温度：26.3夏季室外平均风速 ：2.1 m/s夏季大气压力： 888.2 hPa夏季通风室外相对湿度：62%1.3 室内设计参数1.3.1、夏季室内设计参数名称温度（）湿度（%）会议室2660±5楼梯间2660±5走廊2660±5办公室2660±51.3.2 冬季室内设计参数名称温度（）湿度（%）客房2045±5会议室2045±5楼梯间2045±5走廊2045±5卫生间2045±51.4 土建参数1.4.1 外墙参数序号101.4.2屋面参数 序号61.4.3内墙参数 序号6 1.4.4 外窗参数6mm双层透明中空玻璃，挂浅色内窗帘，内遮阳。窗高均为1600mm，K=3.0W/( )， 第二章：空调房间冷负荷计算2.1外墙（或屋面）传热冷负荷的计算外墙（或屋面）的传热冷负荷 (W)，可按下式计算： 式中 K传热系数（W/·）； F计算面积，（）； 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，可查表；对于屋面，可查表20.3-2，；负荷温度的地点修正值，见表20.3-1和表20.3-2的表注，；室内计算温度，。 注：（1）关于计算时刻和作用时刻的的意义，举例说明如下：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时，应取计算时刻=16，时间延迟为=5，作用时刻为=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前即11点钟作用于外墙外表面温度波动产生的结果。（2）当外墙或屋面的衰减系数0.2时，可近似使用日平均冷负荷 (W)代替各计算时刻的冷负荷： （5.1-2）式中负荷温度的日平均值，见表20.3-1和表20.3-2的最后一列数据，。2.2 外窗的温差传热冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷按下式计算： （5.2-1） 式中计算时刻下的冷负荷温度，见表20.4-1，； 地点修正系数，见表20.4-1的最后一列数据，； K 玻璃窗的传热系数，见表20.4-2，W/（·） ； a 窗框修正系数，见表20.4-2。2.3 外窗的太阳辐射冷负荷通过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷（W），应根据不同情况分别进行计算2.3.1 外窗无任何遮阳设施的辐射负荷由下式计算： （5.3-1） 式中窗的构造修正系数，见表20.5-1； 地点修正系数，见表20.5-1； 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，见表20.5-3，W/ 。2.3.2外窗只有内遮阳设施的辐射负荷计算如下： （5.3-2） 式中内遮阳系数，见表20.5-4； 计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度，20.5-3，W/。2.3.3外窗只有外遮阳设施的辐射负荷计算如下： （5.3-3） 式中窗口收到太阳照射时的直射面积，； 计算时刻下，透过无遮阳设施窗玻璃太阳散辐射的冷负荷强20.5-3W/。2.3.4外窗既有内遮阳又有外遮阳设施的辐射负荷计算如下： （5.3-4）式中计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散辐射的冷负荷强度，见表20.5-3，W/。注：本舒适行空调设计只有内遮阳设施。2.4 内围护结构的传热冷负荷（1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式（4.2-1）计算。（2）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按下式计算： （5.4-1） 式中夏季空调室外计算温度，见表（3）当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算： （5.4-2）式中邻室温升，可根据邻室散热强度按表20.6-1采用，。2.5 人体冷负荷2.5.1 人体显热冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷（W），按下式计算： （5.5-1） 式中群体系数；      计算时刻空调房间内的总人数；   一名成年男子小时显热散热量，W；人员进入空调区的时刻，h；从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，h 人体显热散热冷负荷系数。2.5.2 人体散湿和潜热冷负荷(1) 人体散湿量按下式计算： （5.5-2）式中群集系数，见表20.7-2；     一名成年男子的小时散湿量，见表20.7-3，。计算时刻空调区内的总人数；(2) 人体散湿形成的潜热冷负荷，按下式计算： （5.5-3）式中 一名成年男子小时潜热散热量，见表20.7-3，W。2.6 灯具冷负荷本宾馆用的是镇流器在空调区内的荧光灯，灯具散热形成的冷负荷可按下式计算： （5.5-4）式中同时使用系数，当缺少实测数据时，可取0.60.8当本设计中取0.7；灯具的安装功率，W； 计算时刻，h；开灯时刻，h 从开灯时刻算起到计算时刻的持续时间，h； 时间灯具散热的冷负荷系数，见表20.8-2；2.7 设备显热冷负荷设备显热散热形成的计算时刻冷负荷，可按下式计算： （5.6-1）式中热源的显热散热量，W；    计算时刻，h； 热源投入使用的时刻，h；从热源投入使用的时刻起到计算时刻的持续时间，h；时间设备、器具散热的冷负荷系数，见表20.9-5。注：本设计中设备发热为15 W/。2.8 新风冷负荷 夏季空调新风冷负荷，可按下式计算： （5.7-1） 式中夏季新风冷负荷，； 新风量，； 室外空气焓值；室内空气焓值；注：角标（1）表示文中提到的所有20.（）-（）都出自实用供热空调设计手册第二版下册。2.9 计算过程以301房间为例：2.10 各房间负荷汇总：房间编号冷负荷KW湿负荷Kg/s房间编号冷负荷KW湿负荷Kg/s房间编号冷负荷KW湿负荷Kg/s1011.5130.00016352013.2430.0005183011.580.0001631021.5190.00016352022.6350.0002733021.4820.0001361031.2560.00013632033.3020.0004363031.8610.0002731041.2560.00016352042.6350.0002733041.4820.0001361051.2560.00016352051.2540.0001363052.4640.0002731061.2560.00016352061.2540.00013630619.0840.0022621071.2560.00016352073.3020.0004363071.490.0001361081.2560.00016352089.4220.0009543081.2960.0001361090.7920.00008182093.1830.0004363091.490.0001361101.6240.00005632103.1830.0004363101.1830.0001361110.6510.00002812111.4070.000136311(走廊)0.7290.0000821120.6510.00002812121.4070.000136312(楼梯)0.6460.0000271136.0850.00010902131.4070.000136313(楼梯)0.5720.0000271140.6850.00002732141.4070.0001361157.5370.00076302151.4070.0001361160.4450.00005452161.4070.0001361170.6630.00005452171.4870.0001631183.2980.00002732181.5520.0001631190.9050.0000273219(走廊)2.4040.0000821200.6670.0000273220(楼梯)0.5050.000027121(走廊)0.8420.0000818221(楼梯)0.3630.000027122(楼梯)0.4480.0000273123(楼梯)0.3490.0000273第三章 热负荷计算3.1 计算举例（以101房间和102房间为例）：待添加的隐藏文字内容23.2热负荷汇总：房间总负荷(w)房间总负荷(w)房间总负荷(w)101-19.87201-452.35301113.55102-273.64202-231.23302-212.34103-231.23203-432.64303-238.33104-231.23204-235.55304-238.33105-231.23205-232.33305-438.33106-231.23206-232.333061478.43107-231.23207-432.64307-254.33108-231.23208-378.8308-254.33109-165.12209-278.99309-212.34110-153.43210-278.99310113.55111-121.44211-221.33311(走廊)789.56112-121.44212-221.33312(楼梯)57.66113543.53213-221.33313(楼梯)57.66114-227.45214-221.33115549.78215-221.33116-423.11216-221.33117-422.23217-231.23118498.87218125.35119352.3219(走廊)580.58120245.76220(楼梯)57.66121(走廊)530.88221(楼梯)57.66122(楼梯)57.66123(楼梯)57.66根据数据可知该栋三层办公楼不需要集中供热。第四章 工况分析4.1、夏季工况分析 在焓湿图上标出室内状态点N，过N点作室内热湿比线 （线），根据选定的送风温差，画出线，该线与的交点O即为送风状态点。为了获得O点，常用的方法是将室内、外混合状态点C的空气经喷水室（或空气冷却器）冷却减湿处理到L点（L点称机器露点，它一般位于线上），再从L加热到O点，然后送入房间，吸收房间的余热余湿后变为室内状态N，一部分室内排风直接排到室外，另一部分再回到空调室和新风混合。处理过程如下图所示：4.2、冬季工况分析 设冬季室内状态点与夏季相同。在冬季，室外空气参数将移到h-d图的左下方，室内热湿比因房间有建筑耗热而减小（也可能成为负值）。假设室内余湿量为W（Kg/s）,同时，一般工程中冬季往往与夏季采用相等的风量，则送风状态点含湿量可确定如下： 由于 故 因此，冬季送风点就是线与线的交点的交点，这时的送风温差与夏季不同。若冬季的室内余湿量W不变，则线与的交点L将与夏季相同，如果把与线的交点作为冬季的混合点，则可以看出：从到L的过程，采用绝热加湿即可达到，这时如果（新风百分比），那么这个方案完全可行。冬季处理过程如下图所示：dNd0'W¡¯C¡¯O¡¯LEN第五章 空调方案的确定5.1系统方案的对比 5.1.1空调系统的分类形式 按空气处理设备的集中程度可以分为以下三类：（1）集中式空调系统（2）半集中式空调系统（3）分散式空调系统 对各系统进行比较分析如表3-1.表3-1 比较项集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统系统特征空气处理设备集中在机房内，空气经处理后，由风管送入各房间除了集中的空气处理设备外，在各个空调房间内还分别处理空气的“末端装置”每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器承担风管布置空调送回管系统复杂，布置困难；支风管和风口较多时不易均衡调节风量；3.风管要求保温，影响造价；1.放室内时，不接送、回风管；2.当和新风系统联合使用时，新风管较小；1.系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀；2.直接放室内，可不接送风管和回风管；3.余压小；风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染。当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间不会互相污染各空调房间之间不会互相污染串声。发生火灾时也不会通过风管蔓延。设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房；2.机房面积较大，层高较高；3.有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上；1.只需要新风空调机房，机房面积小；2.风机盘管可以安设在空气调节区内3.分散布管敷设各种管线较麻烦；1.设备成套、紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内；2.机房面积小，只及集中式系统的50%，机房层高较低；3.机组分散布置，敷设各种管线较麻烦；维护运行管理、维修方便；布置分散、维修管理不方便。水系统复杂，易漏水。麻烦消声与隔振可以有效地采取消声和隔振措施必须采用低噪声风机，才能保证室内要求机组安设在空气调节区内时，噪声、振动不好处理系统应用1.单风管系统2.双风管系统3.变风量系统1.风机盘管+新风系统2.多联机+新风系统3.诱导器系统4.冷暖辐射板+新风系统1.单元式空调器系统 2.房间空调器系统 3.多联机系统5.1.2 全气系统（集中式）全空气空调系统具有如下特点：优点：全空气空调系统设备集中，运行和管理都比较容易，施工方便，初投资小，系统简单，在过渡季节能全新风运行。缺点：全空气空调系统当房间热湿负荷变化时不能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时而整系统在继续运行，造成能源的浪费。5.1.3 风机盘管加新风空调系统（半集中式）风机盘管加新风空调系统具有如下特点：优点：风机盘管加新风空调系统当房间热湿负荷变化时能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时可自行调节，节约能源。缺点：风机盘管加新风空调系统设备分散、运行，维修和管理都比较困难，施工复杂，系统形式复杂。5.2 系统方案的选择一般情况下，大型建筑如宾馆、医院、办公楼等建筑的房间多、层数多，全由集中空调机房输送处理后的空气进去建筑物去承担热湿负荷虽然可行，但因风道庞大，占空间多而影响建筑物的整体设计，因此考虑同时使用空气和水（冷剂）以承担室内热湿负荷。此时，集中输送的部分仅由热湿处理后的新鲜空气（室外空气），故风道较小；而室外则分散设置由水和冷剂直接换热的末端装置来处理，即半集中式系统。 根据空调系统的处理设备、介质种类及空气来源情况，考虑节能、满足卫生要求、补充局部排风所需风量，保持空调房间的正压要求等因素，选择半集中式的空气-水系统，用风机+水盘管（FUC）形式，采用一次回风系统，由独立的新风系统供给室内新风，露点（=90%）送风，且新风不承担室内负荷。5.3 空调方案的选择考虑到节能环保方面，本设计采用风冷热泵机组。第六章 送风量的计算6.1 新风量的要求在空气调节中，需要新风保证人体健康，大多数场合要利用相当一部分回风，以节约能耗。所以，在夏、冬季节混入的回风量越多，使用的新风量越少，就越显得经济，但新风量过少会导致室内卫生条件差。因此，实际上考虑卫生条件的要求，系统中的新风量占送风量的百分比即新风比不小于10%；考虑到房间的噪声要求，一般新风比应控制在30%以下。综上所述，新风比的选取范围为10%30%之间。6.11卫生要求在人长期停留的空调房间内，新鲜空气的多少对健康有直接影响，人体总要不断的吸进氧气，呼出二氧化碳。在实际工作中，一般可以按规范确定：不论每人占房间体积多少，新风量按大于等于30采用。6.1.2补充局部排风当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使车间产生负压，在系统中必须有相应的新风来补偿局部排风。6.1.3保持空调房间的正压要求为了防止外界空气渗入空调房间，干扰空调房间内温湿度或破坏室内洁净度，需要在空调系统中用一定量的新风量来保持房间的正压。一般情况下室内正压在5-10pa既可以满足要求，过大的正压不但没有必要，而且还降低了系统运行的经济性。6.2 计算举例：以办公室101为例：房间的室内状态点N为： tn=26, =58.5 KJ/Kg， =12.6 g/Kg。取送风管及回风管道温升均为0.5。负荷Q=1.513kW，湿负荷为W= 0.0001635 kg/s 。采用露点送风， 所以热湿比kJ/kg ， t0= 22 , h0= 52.6 KJ/Kg 。to=26-22=4<10，符合要求。 总送风量G=Q/hN-ho=1.513/（58.5-52.6）=0.2564kg/s（1）按卫生要求：客房共6人，新风量每人每小时30m³，所以每小时向办公室房间供给的新风量为 =30×6 m³/h =180m³/h=0.05kg/s。（2）按补充局部排风：因为没有局部排风装置，所以 =0.（3）按保持空调房间的“正压”要求：取送风次数n=1，因为房间长L=3.8m，宽b=6m，高h=3.6m 则： =1×3.8×6×3.6=82.08m³/h=0.0228 kg/s。 所以=+=0.0228 kg/s =0.1G=0.0256kg/s m³ 取、中的最大值为=0.05kg/s，所以新风百分比m=0.05÷0.2564=10%19.5% 满足要求。6.3 新风量汇总：第一层汇总房间总负荷(kw)总风量G kg/s新风量 kg/s新风冷负荷新风比%1011.5130.25640.05000.82819.50%1021.5190.25750.05000.82819.42%1031.2560.21290.04170.69019.57%1041.2560.18750.04170.69022.23%1051.2560.18750.04170.69022.23%1061.2560.18750.04170.69022.23%1071.2560.18750.04170.69022.23%1081.2560.18750.04170.69022.23%1090.7920.12770.02500.41419.57%1101.6240.31230.03960.65612.68%1110.6510.12280.01980.32816.12%1120.6510.12280.01980.32816.12%1136.0851.32280.13232.19110.00%1140.6850.13170.01320.21810.00%1157.5371.27750.23333.86418.27%1160.4450.06740.01670.27624.72%1170.6630.11630.01670.27614.33%1183.2980.80440.08041.33210.00%1190.9050.18100.02400.39713.26%1200.6670.10760.01570.26014.58%121(走廊)0.8420.14270.07901.30855.36%122(楼梯)0.4480.08000.02240.37128.00%123(楼梯)0.3490.06120.02240.37136.58%第二层汇总房间总负荷(kw)总风量G kg/s新风量 kg/s新风冷负荷新风比%2013.2430.47690.15832.62233.20%2022.6350.44660.08331.38018.66%2033.3020.49280.13332.20827.05%2042.6350.44660.08331.38018.66%2051.2540.20900.04170.69019.94%2061.2540.20900.04170.69019.94%2073.3020.49280.13332.20827.05%2089.4221.59690.29174.83018.26%2093.1830.47510.13332.20828.07%2103.1830.47510.13332.20828.07%2111.4070.23850.04170.69017.47%2121.4070.23850.04170.69017.47%2131.4070.23850.04170.69017.47%2141.4070.23850.04170.69017.47%2151.4070.23850.04170.69017.47%2161.4070.23850.04170.69017.47%2171.4870.24780.05000.82820.17%2181.5520.25870.05000.82819.33%219(走廊)2.4040.48080.07901.30816.43%22