《空调设计计算书》doc版.doc

河北建筑工程学院课程设计课程名称： 空气调节 系： 城市建设系 专 业： 建筑环境与设备工程 班 级： 建环081 学 号： 2008305104 学生姓名： 陈 佳 指导教师： 陈忠海 张玉瑾 职 称： 教授 助教 2011年 12 月 24日河北建筑工程学院课程设计任务书课程名称： 空气调节 系： 城建系 专 业： 建筑环境与设备工程 班 级： 建环081 学 号： 2008305104 学生姓名： 陈 佳 指导教师： 陈忠海 张玉瑾 职 称： 教授 助教 2011年 12 月 24日空气调节课程设计任务书 一、设计目的 运用空气调节课程所学到的理论知识，对图示建筑物进行空气调节设计计算并进行方案选择以巩固所学理论和培养解决实际问题能力。二、设计题目：-北京市大厦附属用房空调工程 三、原始资料：（一）建筑概况： 1、该建筑物为某办用房，房间分别为会议室、办公室、卫生间和机房。 2、层高：该房间梁下标高为4.5 m。 3、建筑结构：见施工图。外窗为木窗，双层普通玻璃，内有浅绿色窗帘，内外门均为保温木门。 （二）设计要求及条件 1、办公室、会议室均采用空调系统。走廊不设空调。 2、照明容量：大会议室为1500W，小会议室为400W，其余房间均按民用住宅要求照明。均采用荧光灯照明。 3、房间人数：大会议室150人，小会议室30人。 4、室外设计参数参见有关手册。 5、室内设计要求： 夏季：温度28 相对温度60% 冬季：温度18 相对温度40%6、冷源为集中供应的5冷冻水，热源为95热水。四、设计要求和内容 1、热（冷）、湿负荷的计算 a、通过围护结构的传热量。 b、人员的散热量与散湿量。 c、照明的散热量。 2、确定空气的处理方案并计算所需的送风量。 a、确定夏季和冬季空气处理的方案。 b、选择空调系统。 c、确定送风温差和送风量。 d、计算新风量、回风量和处理风量。 3、空调设备初选，空间尺寸确定。 4、空调系统设计 a、风管的选择计算 b、系统的水力计算 c、风口的选择计算 d、气流组织计算及风机盘管选择计算 e、冬季过程校核计算 以上设备均需确定容量、型号、规格以及设计工况下的运行参数。 五、设计工作量 （一）编制设计计算书 包括计算书说明和有关表格，不少于5000字计算书（计算机打印），并画出空气处理过程的焓湿过程图。 （二）绘制施工图 1、空调系统的（风、水）平面图、系统图。2#或2#加长。 2、机房设备平面图或剖面图、管道剖面图，2#或2#加长。 六、设计要求 1、计算书要清晰工整，数据准确，公式、数字要有依据。 2、图纸图画及图例符合现行制图标准及工程习惯用法，文字用工程字体。 3、图纸标注一定要完整准确，包括各种定位尺寸。 4、设计方案及计算过程符合现行有关设计规范和规定。 七、进度要求 4天负荷计算，2天系统布置， 5天作图。 八、主要参考书目 1、空气调节（教材） 2、空调冷负荷专刊 3、空气调节设计手册 4、采暖通风与空气调节设计规范GBJ1906 5、建筑设备施工安装图集91SB6（空调工程）6、各种厂家样本。河北建筑工程学院课程设计计算说明书课程名称： 空气调节 系： 城建系 专 业： 建筑环境与设备工程 班 级： 建环081 学 号： 2008305104 学生姓名： 陈 佳 指导教师： 陈忠海 张玉瑾 职 称： 教授 助教 2011年 12 月 24日空调课程设计计算书一、设计目的： 运用空气调节课程所学到的理论知识，对图示建筑物进行空气调节设计计算并进行方案选择以巩固所学理论和培养解决实际问题能力。二、设计题目：北京市大厦附属用房空调工程三、原始资料：（一）建筑概况： 1、该建筑物为某办用房，房间分别为会议室、办公室、卫生间和机房。 2、层高：该房间梁下标高为4.5 m。 3、建筑结构：见施工图。外窗为木窗，双层普通玻璃，内有浅绿色窗帘，内外门均为保温木门。（二）设计要求及条件 1、办公室、会议室均采用空调系统。走廊不设空调。 2、照明容量：大会议室为1500W，小会议室为400W，其余房间均按民用住宅要求照明。均采用荧光灯照明。 3、房间人数：大会议室150人，小会议室30人。 4、室外设计参数参见有关手册。 5、室内设计要求： 夏季：温度28 相对温度60% 冬季：温度18 相对温度40%6、冷源为集中供应的5冷冻水，热源为95热水。四、设计要求和内容4.1、热（冷）、湿负荷的计算（一）夏季冷负荷计算1、采用谐波反应法的工程简化计算方法，按房间计算冷负荷，计算大会议室冷负荷如下。计算说明： 外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算: CLQ=KFt-式中 计算时刻，h 围护结构表面受到周期为24谐性温度波作用，温度波传到传到内表面的时间延迟，h -温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构外表面的时间，h K围护结构传热系数，W/(.K) F围护结构计算面积， t-作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，见空气调节第四版附录210（墙体），附录211（屋顶）。 屋顶采用聚苯板保温，查供热空调设计手册得，保温层厚度=60， 传热系数K=0.53 W/(.K)， 衰减系数=0.16， 延迟时间=12h， 吸收系数采用=0.45（浅色），根据附录211查得负荷温差。由设计图纸计算，大会议室屋顶面积为F=173.63，各项数据列于冷负荷计算表中。外墙为加气混凝土砌块框架填充墙，查供热空调设计手册得，保温层厚度=350， 传热系数K=0.51 W/(.K)， 衰减系数=0.22， 延迟时间=13h，根据附录210查得负荷温差。由设计图纸计算，大会议室各墙体面积分别为：北外墙F=45.36，南外墙F=29.30，东外墙F=71.55，各项数据列于冷负荷计算表中。（2）外窗瞬变传热得热形成的冷负荷 在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：CLQ=KFt式中 计算时刻，h K围护结构传热系数，W/(.K) F围护结构计算面积，t-计算时刻的负荷温差，h已知该建筑各房间类型均为轻型，查空气调节第四版附录212得各计算时刻的负荷温差。由设计图纸计算，大会议室北外窗面积F=3.78,南外窗面积F=19.84，各项数据列于冷负荷计算表中。（3）外窗日射得热形成的冷负荷按下列公式计算： CLQj=xgxdCnCsFJj式中 xg窗的有效面积系数，双层木窗0.6； xd地点修正系数，北京xd=1； Jj计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/，见空气调节第四版附录213； Cn窗内遮阳设施的遮阳系数，见空气调节第四版附录28； Cs窗玻璃的遮阳系数，见空气调节第四版附录27；已知建筑结构：外窗为木窗，双层普通玻璃，内有浅绿色窗帘，内外门均为保温木门。则，xg=0.6，xd=1，Cn=0.6 Cs=0.78，计算结果列于冷负荷计算表中。（4）人体散热形成的冷负荷人体显热散热引起的冷负荷计算式为 式中 -人体显热散热形成的冷负荷（）； qs-不同室温和劳动性质时成年男子的散热量，见空气调节第四版表2-18.会议室取53W，办公室取52W； n -室内全部人数； -群集系数，取0.96； -人体显热散热冷负荷系数，见空气调节第四版附录2-16。人体散湿形成的潜热冷负荷。计算时刻人体散湿形成的潜热冷负荷CLl，可按下式计算 CLl=nqc 式中 n-计算时刻空调区内的总人数； qc-1名成年男子小时潜热散热量（），见空气调节第四版表2-18.会议室取55W，办公室取82W； -群集系数，取0.9；人体散热形成的冷负荷即为显热冷负荷与潜热冷负荷之和，CL=CLs+CLl，计算结果列于冷负荷计算表中。（5）照明散热形成的冷负荷 式中 照明设备所需的功率，；镇流器消耗功率的系数，当在空调房间是取1.2，当在吊顶内时取1.0，本设计取1.2；安装系数，明装时取1.0，暗装且灯罩口处有小孔时取0.5-0.6，灯罩口处没有小孔视灯罩内通风情况取0.6-0.8，灯具回风时可取0.35；本设计取0.6；照明散热冷负荷系数，见空气调节第四版附录2-15.已知该建筑照明容量：大会议室为1500W，小会议室为400W，其余房间均按民用住宅要求照明，均采用荧光灯照明。计算结果列于冷负荷计算表中。2、小会议室，办公室的冷负荷计算同上。其中，根据公共建筑节能设计标准的要求：普通办公室人均占有的使用面积为4，照明功率密度为11W/。则办公室内人数取n=6人，照明容量为300W。计算结果列于冷负荷计算表中。（二）、湿负荷计算由于空调房间为办公用房，湿负荷以人体负荷为主，其中大小会议室的人员散热为主要的湿源，其余失负荷远远小于该湿源的量，可以忽略不记。计算时刻的人体散湿量MW(kg/h)可按下式计算： MW=0.001ng式中 g每名成年男子每小时的散湿量，g/h； n室内总人数； 群集系数，取0.96；已知，大会议室n =150人，g =82 g/h小会议室n =30人，g =82 g/h，办公室n =6人，g =123 g/h。计算结果见下表：人员散湿量计算表地点散湿量（）大会议室11.8小会议室2.4办公室A0.71办公室B 0.71总计15.62(三)、冬季热负荷计算1、冬季室外计算温度的确定。冬季空调室外计算温度，应采用历年平均不保证1天的日平均温度，主要用于计算空调热负荷。北京冬季空调室外计算温度取-10。2、冬季室外平均风速(v。)冬季室外平均风速应采用累年最冷3个月各月平均风速的平均值，“累年最冷3个月”，系指累年逐月平均气温最低的3个月，主要用来计算风力附加耗热量和冷风渗透耗热量。查相关手册知北京冬季室外平均风速为2.7m/s。3、热负荷计算利用下式计算： 围护结构的基本耗热量，W；围护结构的附加(修正)耗热量，W；冷风渗透耗热量，W；冷风侵入耗热量，W；总耗热量，W。本建筑物要求室内计算温度为18。（1） 围护结构的基本耗热量按照下式计算： W 式中：K围护结构的传热系数，W/()，屋顶取0.53，墙体取0.51，窗玻璃去2.9，保温外门为2.33。 F围护结构的面积，； 围护结构的温差修正系数，这里取1； 冬季室内计算温度，； 冬季空调室外计算温度，。 (2) 朝向修正耗热量朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射而对外围护结构传热损失的修正朝向修正耗热量的修正率为：东： -5； 西： -5； 南： -20； 北： 5。（3）风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。在计算维护结构基本耗热量时，外表面换热系数w时对应风速约为4m/s的计算值。我国大部分地区冬季平均风速一般为2-3m/s。因此，暖通规范规定：在一般情况下，不必考虑风力附加值。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高的建筑物，才考虑垂直的外围护结构附加5-10。北京冬季室外平均风速为2.7m/s，所以建筑物风力附加耗热量为0。(4) 高度附加耗热量高度附加耗热量是考虑房间高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2，但总的附加率不应大于15。本建筑物房间高度为4。5m，高度附加耗热量可忽略不计。（5）冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量由于空调房间内为正压送风，所以冷风渗透或侵入耗热量可忽略不计。4.2、确定空气的处理方案并计算所需的送风量（一）、夏季空气处理方案及送风量查相关资料得北京市夏季空调设计的室内外计算参数如下： =33.6 =28 =81.79 =64.87 =56 60由负荷计算知室内余热量Q=26915.60=26.916（即室内冷负荷）；室内余湿量W=15.62=0.0043。确定空气处理放案：由于在本建筑中使用舒适性空调，室内温差变化可以在，故可以采用送风温差为=6，一次回风系统。夏季处理方案一次回风与新风混合后,经喷水室,冷却减湿后到机器露点加热后送入房间.处理过程表示为:WX 混合 冷却减湿 加热 ex CX LX OX NXNX 空气冷却器 加热器1、 计算室内热湿比总 2、 确定送风状态点在焓湿图上标出室内和室外状态点，过N点做6259的直线,取=6在该直线上取得O点，该点为送风状态点。得出O点的焓=54.45。过O点做等焓湿量线与设定的=90%的曲线相交于L点，如图，可以查出=51.65。过N点做1=5787的直线,取=6在该直线上取得点，该点为送风状态点。得出点的焓=53.84 。过点做等焓湿量线与设定的=90%的曲线相交与L点如图，可以查出hl1=50.73。过N点做2=8346的直线,取=6在该直线上取得点，该点为送风状态点。得出点的焓h02=55.82。过点做等焓湿量线与设定的=90%的曲线相交与L点如图，可以查出hl2=53.91。过N点做3=6230的直线,取=6在该直线上取得点，该点为送风状态点。得出点的焓h03=54.42。过点做等焓湿量线与设定的=90%的曲线相交与L点如图，可以查出hl3=51.60。过N点做4=5590的直线,取=6在该直线上取得o4点，该点为送风状态点。得出o4点的焓h04=53.52。过点做等焓湿量线与设定的=90%的曲线相交与L点如图，可以查出hl4=50.26。3、 求送风量 总 4、确定新风量GW按空气调节设计手册表5-2，办公室每人最小新风量取18，会议室取17。公共建筑节能设计标准中指出，对于出现最多人数的持续时间少于3h的房间，所需新风量可按室内平均人数确定，该平均人数不应少于最多人数的12。因此，大会议室平均人数取100人，小会议室平均人数取20人，办公室平均人数取4人，最不利情况下的新风需求量为：GW=184217120=2184m/h=0.61m/sGW1=17100=1700m/h=0.47m/sGW2=1720=340m/h=0.09m/sGW3=184=72m/h =0.02m/sGW4=184=72m/h=0.02m/s当一个集中式空调系统包括多个房间时，由于同一个集中空气处理系统中所有空调房间的新风比都相同，因此，各个空调房间按比例实际分配得到的新风量就不一定符合以上最小新风量的确定原则。因此，对于一个空调系统为多个房间服务的场合，为了较合理地确定空调系统的最小新风量，做到保证人体健康的卫生要求，又尽可能地减少空调系统的能耗，需根据空调房间和系统的风量平衡来确定空调系统的最小新风量。当一个空调风系统承担多个使用空间时，系统的新风量可按下列公式： 式中 Y在送风量修正后的系统新风量中的比例；29.7% 修正后的总新风量（）；0.64 总送风量，即系统中所有房间送风量之和 （）； 2.15修正的系统新风量在送风量中的比例28.4 %系统中所有房间新风量之和 （）；0.61 Z 需求最大的房间新风比；32.9% 需求最大的房间的新风量（）；0.47 需求最大的房间的送风量（）； 1.43 4、 确定回风量G G=G-GW=2.15-0.64=1.51m/s5、 确定新风比 6、 确定混合点C 7、夏季空气处理过程的焓湿图8、空调系统所需冷量 （二）、冬季空气处理方案及送风量查相关资料得北京市冬季空调设计的室内外计算参数如下： =-10 =18 =-8.6 =30.99 =37 40由负荷计算知室内冷负荷Q=-14519=-14.519（即室内冷负荷）；室内余湿量W=15.62=0.0043。1、确定热湿比 2、确定送风状态点 冬季过程采用与夏天相同的送风量，则根据 G=Q/(hn-ho)可计算求得ho即ho=hn-Q/G=30.99-(-14.519/2.58)=36.62kJ/kg在焓湿图上确定室内状态点N和室外状态点W。过N点做直线-3377，送风状态点O即可确定:TO=28， ho=36.62 KJ/kg， do=3.312g/kg,送风温差为10。过O点作等含湿量线，与=90%线交于L点，即机器露点，查得hl=8.2KJ/kg。过L点作等焓线，与线段NW交于点C,即室内外空气的混合状态点。由焓湿图可知，不需要加设空气预热器。过C点作等含湿量线，与T=28的等温线交于点R,查得hR=34.485 KJ/kg, dR=2.48g/kg。空气处理流程图如下所示：等湿加热等焓加湿混合R3、确定新风百分比 4、冬处空气处理过程的焓湿图100%CWORN 5、冬季系统所需加热量 所需加湿量： 4.3、空调设备初选 根据以上计算，本设计可以选用ZK系列组合式机组，选用ZK08型空调机组，型号STTL-N-9*9.41-F。管段排数四排，风量8000m/h，冷量47.32，热量65.36kw，加湿量29kg/h。标准工况下本机组的冷热量按照冷水温度7/12，热水温度95设计，机组水量按照水流速度0.6-1.2，进出口水温差=6， 宽（）高（）长()=125512555810。该机组各部件规格参数：（1）初效过滤段：滤料选用=25粗孔聚氨泡沫塑料平片，人字型安装。=10无纺空气过滤卷材，口袋型。（2）、表冷（加热）段： 外型尺寸：12551255655，表面管段排数四排，冷凝水进出口管径DN50，进出水管径DN50。 (3)、加热段：外型尺寸：12551255655，管段排数四排，进出水管径DN=50。（4）、干蒸汽加湿段：佩带有保温套管的干蒸汽加湿器，供汽压力为100Pa，喷气管束可按照需要堵上数个。外型尺寸：12551255225 冷凝水管径：DN32 进气管管径：DN20（7）、送风机段：出风口向上（配用风机）位置在箱体最末端。外型尺寸：125512551255（8）、回风机段：配有新风阀、回风阀、排风阀和截断阀。外型尺寸：125512551255。各风阀的法兰尺寸同新回风混合段4.4、送回风管道水力计算按冷负荷计算各室送风量大会议室: G=1.43m3/S 设6个风口 每个风口的风量0.24 m3/S小会议室: G=0.52m3/s 设6个风口 每个风口的风量0.087 m3/S办公室 G=0.1m3/s 设2个风口 每个风口的风量0.05m3/S选择最不利环路，对各管段进行编号，现以管段1-2为例，介绍水力计算方法。（1） 管段1-2沿程阻力部分： 风量为0.24m/s，初选风速v=4m/s，则要求断面为：A=0.24/4=0.06，选定断面为250*250，这时实际流速为3.84m/s 相应的动压为v2 /2=8.8474Pa。由选定尺寸得流速当量直径为。根据dv=250mm以及v=3.84m/s，从“通风管道单位长度摩擦阻力线算图”中查得比摩阻R=0.82Pa/m。（2） 局部阻力部分：查得圆形散流器局部阻力系数=1，变径管=0.1，所以管段1-2的局部阻力系数为1.1，则局部阻力为P=9.7321Pa。管段1-2的总阻力为沿程阻力与局部阻力之和，即为13.8321 Pa。计算排风量：为保持室内正压，排风量小于送风量，本设计选取排风量为送风量的90%，按照已经计算完整的各房间的送风量计算排风量。 根据公式计算各排风口的风量见下表：房间编号排风量大会议室1.29小会议室0.47办公室0.09根据房间面积和排风方向设置排风口数量见下表格：房间编号排风口数量（个）大会议室2小会议室1办公室1所以各房间各风口的排风量计算按照房间风量平均分配计算公式：式中每个风口的排风量； 房间的总排风量； 房间的排风口数量。计算数据见表格：房间编号各风口排风量大会议室0.645小会议室0.47办公室0.094.5、风口的选择计算为了保证空调房间的室内正压，回风量应该小于送风量，前面计算以知总风量为2.15.按照各个房间的负荷进行风量分配。大会议室 G1=1.43m/s小会议室 G2=0.52m/s 办公室 A G3=0.1m/s 办公室B G4=0.1m/s各房间均采用上送下回式