空气调节设计

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学号学生姓名指导教师职称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学号学生姓名指导教师职称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45M。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406、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GBJ19065、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45M。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406、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41、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CLQKFT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，HK围护结构传热系数，W/KF围护结构计算面积，T作用时刻下，外墙F4536，南外墙F2930，东外墙F7155，各项数据列于冷负荷计算表中。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K053W/K，衰减系数016，延迟时间12H，吸收系数采用045（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F17363，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K051W/K，衰减系数022，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（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CLQKFT式中计算时刻，HK围护结构传热系数，W/KF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F378,南外窗面积F1984，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CLQJXGXDCNCSFJJ式中XG窗的有效面积系数，双层木窗06；XD地点修正系数，北京XD1；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，XG06，XD1，CN06CS078，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LQSSQNL式中人体显热散热形成的冷负荷（）；SCLWQS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218会议室取53W，办公室取52W；N室内全部人数；群集系数，取096；人体显热散热冷负荷系数，见空气调节第四版附录2LQC16。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CLLNQC式中N计算时刻空调区内的总人数；QC1名成年男子小时潜热散热量（），见空气调节第四版表2W18会议室取55W，办公室取82W；群集系数，取09；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，CLCLSCLL，计算结果列于冷负荷计算表中。（5）照明散热形成的冷负荷LQNCNCL210式中照明设备所需的功率，；NKW镇流器消耗功率的系数，当在空调房间是取12，当在吊顶1N内时取10，本设计取12；安装系数，明装时取10，暗装且灯罩口处有小孔时取20506，灯罩口处没有小孔视灯罩内通风情况取0608，灯具回风时可取035；本设计取06；照明散热冷负荷系数，见空气调节第四版附录215LQC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N6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MWKG/H可按下式计算MW0001NG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096；已知，大会议室N150人，G82G/H小会议室N30人，G82G/H，办公室N6人，G123G/H。计算结果见下表人员散湿量计算表地点散湿量（）HKG大会议室118小会议室24办公室A071办公室B071总计1562三、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27M/S。3、热负荷计算利用下式计算123JXQQ围护结构的基本耗热量，W；1J围护结构的附加修正耗热量，W；X冷风渗透耗热量，W；2Q冷风侵入耗热量，W；3总耗热量，W。Q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WNWKFTA式中K围护结构的传热系数，W/，屋顶取053，墙体取051，窗2M玻璃去29，保温外门为233。F围护结构的面积，；2围护结构的温差修正系数，这里取1；A冬季室内计算温度，；NT冬季空调室外计算温度，。W2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23M/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510。北京冬季室外平均风速为27M/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。42、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33628WTCONTCO81796487HKGJHKGJ5660OO由负荷计算知室内余热量Q269156026916（即室内冷负荷）；室内余WK湿量W156200043。HKGSKG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1，故可以采用送风温差为6，一次回风系统。TCO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XCXLXOXNXNX空气冷却器加热器1、计算室内热湿比总123426916259043189257803592834606712423001859002QWQWQW2、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TCO直线上取得O点，该点为送风状态点。得出O点的焓5445。过O点做等0HKGJ焓湿量线与设定的90的曲线相交于L点，如图，可以查出5165。1过N点做15787的直线,取6在该直线上取得点，该点为送风状态点。TCOO得出点的焓5384。过点做等焓湿量线与设定的90的曲线相交与1O0HKGJ1L点如图，可以查出HL15073。过N点做28346的直线,取6在该直线上取得点，该点为送风状态点。TCO2O得出点的焓H025582。过点做等焓湿量线与设定的90的曲线相交与2OKGJ2L点如图，可以查出HL25391。过N点做36230的直线,取6在该直线上取得点，该点为送风状态点。TCO3O得出点的焓H035442。过点做等焓湿量线与设定的90的曲线相交与3OKGJ3L点如图，可以查出HL35160。过N点做45590的直线,取6在该直线上取得O4点，该点为送风状态TCO点。得出O4点的焓H045352。过点做等焓湿量线与设定的90的曲线相KGJ3交与L点如图，可以查出HL45026。KGJ3、求送风量总32691258/215/48754NOQGKGSMSH311192172/14/64875384NOKGSSH32292062/052/648758NOQGKGSMSH333126012/01/648754NOKGSSH344101/08/6487532NOQGKGSMSH4、确定新风量GW按空气调节设计手册表52，办公室每人最小新风量取18，会议室PH3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PHM3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GW1842171202184M/H061M/SGW1171001700M/H047M/SGW21720340M/H009M/SGW318472M/H002M/SGW418472M/H002M/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1/ZXYMWQ,/,MAX,A,Z式中Y在送风量修正后的系统新风量中的比例；297修正后的总新风量（）；064,WMQHM/3S/3总送风量，即系统中所有房间送风量之和（）；215HMS/3修正的系统新风量在送风量中的比例284X系统中所有房间新风量之和（）；061WMQ,/3S/3Z需求最大的房间新风比；329需求最大的房间的新风量（）；047AX,MHM/3S/3需求最大的房间的送风量（）；143,Q4、确定回风量GGGGW215064151M/S5、确定新风比0642981015GW6、确定混合点C1826487068179691/5NWCGHHHKJG7、夏季空气处理过程的焓湿图8、空调系统所需冷量025869156471CLQGHKW（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1018WTCONTCO863099HKGJHKGJ3740OO由负荷计算知室内冷负荷Q1451914519（即室内冷负荷）；室内余湿WK量W156200043。HKGSKG1、确定热湿比14593703QW2、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GQ/HNHO可计算求得HO即HOHNQ/G309914519/2583662KJ/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O态点O即可确定TO28，HO3662KJ/KG，DO3312G/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HL82KJ/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T28的等温线交于点R,查得HR34485KJ/KG,DR248G/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3098210576106WNCWGH4、冬处空气处理过程的焓湿图5、冬季系统所需加热量25834852678RCQGHKW所需加湿量25831248215/ORWGDGS43、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，NROWC100型号STTLN9941F。管段排数四排，风量8000M/H，冷量4732，热量KW6536KW，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CO温度95设计，机组水量按照水流速度0612，进出口水温差6，宽COSMT（）高（）长125512555810。MM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DN50。（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90125512551255（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44、送回风管道水力计算按冷负荷计算各室送风量大会议室G143M3/S设6个风口每个风口的风量024M3/S小会议室G052M3/S设6个风口每个风口的风量0087M3/S办公室G01M3/S设2个风口每个风口的风量005M3/S选择最不利环路，对各管段进行编号，现以管段12为例，介绍水力计算方法。（1）管段12沿程阻力部分风量为024M/S，初选风速V4M/S，则要求断面为A024/4006，选定断面为250250，这时实际流速为384M/S相应的动压为V2/288474PA。由选定尺寸得流速当量直径为。根2250250VABD据DV250MM以及V384M/S，从“通风管道单位长度摩擦阻力线算图”中查得比摩阻R082PA/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01，所以管段12的局部阻力系数为11，则局部阻力为P97321PA。管段12的总阻力为沿程阻力与局部阻力之和，即为138321PA。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。09SPG根据公式计算各排风口的风量见下表房间编号排风量3/MS大会议室129小会议室047办公室009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0PGN式中每个风口的排风量；0PG房间的总排风量；PG房间的排风口数量。N计算数据见表格房间编号各风口排风量3/MS大会议室0645小会议室047办公室00945、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215按照各个房间的负荷进行风量分配。SM3大会议室G1143M/S小会议室G2052M/S办公室AG301M/S办公室BG401M/S各房间均采用上送下回式送风，送风口采用圆形散流器。1布置散流器布置散流器时，根据空调区的大小室内所要求的参数，选择散流器个数，一般按对称位置或梅花形布置。圆形或方形散流器送风面积的长宽比不宜大于115。散流器中心线和墙的距离，一般不小于1M。散流器平送流型送风射流沿着顶棚径向流动形成贴附射流，使工作区容易具有稳定而均匀的温度和送风。因此，采用平送型散流器送风。设计中根据建筑图纸布置如下大会议室L154MB108MH45