空调工程课程设计说明书

1、河南城建学院空调工程课程设计说明书目录1 绪论 11.1 设计目的 11.2 主要内容和基本要求 12 设计基本资料 22.1建筑概况 22.2设计参数 23 负荷计算 23.1 冷负荷计算方法 23.2 空调冷负荷计算 24 空调系统方案的确定 54.1 空调末端系统方案比较 54.2 空调水系统方案比较确定 6河南城建学院4.3 风机盘管的布置 75 设计方案计算及设备选型 75.1 风机盘管加新风系统的处理过程及送风参数确定 75.2 风机盘管的选型计算 95.3 新风机组选择计算 116 空调系统水力计算 116.1 空调风系统水力计算 116.2 空调水系统水力计算 137 气流组织

2、 147.1 布置气流组织分布 147.2 散流器选择计算 148 消声、减振及保温设计 158.2 减振设计 168.3 保温设计 168.4 防火设计 16河南城建学院9 实习总结 16参考文献 17河南城建学院1 绪论1.1 设计目的本设计要求熟悉中央空调设计步骤及方法，负荷的计算，设备的选型和布置， 熟悉所选用的中央空调系统 . 通过设计过程，要系统的掌握中央空调的相关知 识，并培养自己分析、解决问题的能力， 为将来从事本专业相关设计工作和施工、 验收、调试、运行、 管理和有关应用科学的研究、技术开发等工作奠定可靠的基 础。1.2 主要内容和基本要求空气调节课程设计， 是在学习供热工程

3、、 空气调节和制冷技术后的一次工程设 计的综合性训练。 课程设计要求较高， 内容涉及到冷 （热）负荷计算、水利计算、 管道安装、气流组织、 制冷技术。 通过运用所学的理论知识，对给定建筑物进行 空气调节的设计计算、方案选择、 施工图绘制， 掌握空调系统的设计方法，以巩 固所学理论知识和培养学生解决实际问题能力， 达到综合训练的目的。河南城建学院2 设计基本资料2.1 建筑概况 ;（1） 外墙属于 II 型, 传热系数 k=1.50w/（m2.k） ，由外向内分别为： 水泥砂浆、砖墙、白色粉刷。（2）层高 3500mm，外窗大小 2400x2000（3）邻室包括走廊，均与室内温度相同， 不考虑内

4、墙传热。4）每间办公室为 2 人，在办公室内的时间段位 8:00 18:00 共十个小时。5）室内照明采用 2 盏 200w明装荧光灯，开灯时间为 8:00 18006）室内压力稍高于室外压力。7）外窗为双层窗结构， 玻璃为普通玻璃， 窗帘为白色。2.2 设计参数：（ 1）北京市纬度为北纬 39°48，经度为东经 116°28。（2）办公室内计算干球温度 33.2 ，室外计算湿球温度为 26 （3）北京市大气压力夏季为 998.6kpa ，冬季为 1020.4kpa 。（4）办公室内计算干球温度为 26，室内空气相对湿度 653 负荷计算3.1 冷负荷计算方法 空调房间的冷

5、负荷包括建筑围护结构传入室内热量形成的冷负荷，人体散热 形成的冷负荷，灯光照明散热形成的冷负荷，以及其他设备散热形成的冷负荷。 通过维护结构传入室内的热量形成冷负荷时存在延迟和衰减， 所以空调房间夏季 设计冷负荷宜按不稳定传热方法计算各种热源所引起的负荷， 再按各项逐时冷负 荷的综合最大值确定。以下所述的计算方法是谐波反应法的简化计算方法。3.2 空调冷负荷计算3.2.1 外墙、屋顶的瞬变传热的冷负荷在日射和室外气温综合作用下， 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：河南城建学院Q KF t W (3-1)式中 Q 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷 W；F 外墙和屋面的面积 m2

6、；2K 屋面和外墙的传热系数 W/(m· ) ；计算时刻， h；围护结构表面受到周期为 24h 谐性温度波作用，温度波传到内 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；t 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。3.2.2 外窗玻璃瞬变传导得热形成的的冷负荷在室内外温差的作用下 , 玻璃窗瞬传热形成的冷负荷可按下式计算：CL=CwKwFw(t wl+t d-t nx)( 3-3)式中 CL 外玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷 W；F w 窗口的面积 m2 ；Kw 玻璃窗的传热系数，单层窗可取5.8 W/(m 2·) ，双层

7、窗可取 2.9 W/(m 2·) ；Twl 外玻璃窗冷负荷计算温度逐时值 Cw玻璃窗的传热系数的修正值 t d玻璃窗地点修正值3.2.3 玻璃窗日射得热形成的冷负荷 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算：CL=CaCsCi FwDjmaxClqW (3-4)式中 CL 透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷 W；河南城建学院F w 窗口的面积 m2；Ca有效面积系数C lq 窗玻璃冷负荷系数C s窗玻璃遮阳系数C i 内遮阳设施的遮阳系数；3.2.4 灯光照明散热形成的冷负荷荧光灯 CL=1000n 1n2NClqW（3-6 ）式中 CL 照明设备散热形成的冷负荷 W ；

8、n1 镇流器消耗功率系数，可取 1.0 ；n2 灯罩隔热系数；N 照明灯具所需功率， W； CL照明散热的冷负荷系数；3.2.5 人体散热形成的冷负荷， 人体散热引起的冷负荷由两方面组成；人体显热冷负荷；人体散湿引起的潜热 冷负荷。人体显热冷负荷可按下式计算：CLs =n qs CLQW（3-7 ）式中 n 室内总人数；群集系数；qS 不同室温和劳动性质时成年男子散热量， W ；CLQ人体显热散热量的冷负荷系数；人体散湿引起的潜热冷负荷： QT=nt q2nt 计算时刻空调区内的总人数 q21 名成年男子小时潜热散热量所有负荷计算结果见附表3.2.6 空调新风冷负荷Qw Gw(iw in )

9、KW河南城建学院（3-8）式中 Qw 新风冷负荷 KW；Gw 新风量 kg /h ；室外空气焓值 kJ/kg ；in室内空气焓值 kJ/kg3.3 空调湿负荷计算 人体的散湿量引起的湿负荷计算：D=0.001nq（3-9 ）式中 D 人体散湿量 Kg/s ； n 室内全部人数； q 成年男子的小时散湿量 g/h 。所以 201 房间湿负荷为 4 空调系统方案的确定4.1 空调末端系统方案比较表 4.1 各种空调系统的特点表比较项目集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统系统优点集中进行空气的处理、 输送和分配； 设备集中、 易于管理布置灵活，各房间可独 立调节室温，房间不住 人时可方便的关

10、掉机组 （关风机），不影响其他 房间， 从而比其他系统 较节省运转费用把冷热源和空气处理、 输送设备集中设置在一 个想体内，形成一个紧 凑的空调系统，安装方 便，可灵活而分散的设 置在空调房间内系统缺点集中供应时各空调区域 冷热负荷变化不一致， 无法进行精确调节；各 种集中式均有风管尺寸 大、占有空间大对机组制作应有较高的 要求，否则在建筑物大 量使用时会带来维修方 面的困难；当机组没有 新风系统同时工作时， 不能用于全年室内湿度 有要求的地方空调机组是由压缩冷凝 机组、蒸发器和通风机 等联合工作的，尽管压 缩冷凝机组有较大的容 量，如果蒸发器（包括 风机）的传热能力（面 积、传热系数）不足，

11、 则可能使制冷机的冷量5河南城建学院得不到应有的发挥设备布置与 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 房面积2 有集中的中央空调 器，还设有分散在各 个被调房间内的末 端装置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， 只需集中 式系统的 50%，机房层 高较低3.机组分散布置， 敷设各 种管线较麻烦风管系统1 空调送回风管系统 复杂，布置困难2 支风管和风口较多 时，不易均衡调节风 量1.设室内时， 不接送回风 管2.当和新风系统联合使

12、 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.余压小系统应用全新风系统；一次回风系统；一、二次回风系统末端再热式系统；风机盘管机组系统；诱导器系统单元式空调器系统；窗 式空调器系统； 分体式空调器系统； 半导体式空调器系统根据以上方案的比较，对该空调末端系统采用以下方案：整个中央空调系统采用风机盘管加新风系统。新风处理到室内状态的等焓线， 不承担室内冷负荷。 新风与风机盘管共用出风口， 因无空调机房， 所以采用吊顶 式新风机组。4.2 空调水系统方案比较确定空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统两个部分，它们有不同类型可

13、供选表 4-2 空调水系统比较表类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相 接触，仅在系统最高点 设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少 ;不需克 服静水压力，水泵压力、功率 均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀，输送能耗大同程式供回水干管中的水流 方向相同 ；经过每一管 路的长度相等水量分配，调度方便，便于水力平衡需设回程管， 管道长度增 加，初投资稍高6河南城建学院异程式供回水干管中的水流 方向相反 ；经过每一管 路的长度不相等不需设回程管，管道长度较 短，管路简单，初投资稍低水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦两管制供热、供冷合用同一管路系统管路系统简

14、单，初投资省无法同时满足供热、供冷的要求三管制分别设置供冷 、供热管 路与换热器 ，但冷热回 水的管路共用能同时满足供冷、供热的要 求，管路系统较四管制简单有冷热混合损失， 投资高 于两管制，管路系统布置 较简单四管制供冷、供热的供、回水 管均分开设置，具有 冷、热两套独立的系统能灵活实现同时供冷或供热，没有冷、热混合损失管路系统复杂，初投资 高，占用建筑空间较多单式泵冷、热源侧与负荷侧合 用一组循环水泵系统简单，初投资省不能调节水泵流量， 难以 节省输送能耗， 不能适应 供水分区压降较悬殊的 情况复式泵冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵可以实现水泵变流量， 能节省 输送能耗， 能适应供水分区

15、不 同压降，系统总压力低。系统较复杂， 初投资较高根据以上各系统的特征及优缺点， 结合本设计情况，本设计空调水系统选择闭式、 同程、双管制、单式泵系统， 这样布置的优点是过渡季节只供给新风，不使用风 机盘管的时候便于系统的调节，节约能源。4.3 风机盘管的布置风机盘管的布置与空调房间的使用性质和建筑形式有关，对于办公室、 会议室、休息室和档案室等一般布置在进门的过道顶棚内，并综合考虑房间 均匀送风的情况， 采用吊顶卧式暗装的形式， 采用侧送或上送上回。风机盘管机组空调系统的新风供给方式采用由独立新风系统供给室内 新风，经过处理过的新风从进风总风管通过支管送入各个房间。单独设置的 新风机组，可随

16、室外空气状态参数的变化进行调节，保证了室内空气参数的 稳定，房间新风全年都可以得到保证。风机盘管机组的供水系统采用双水管系统，过渡季节尽量利用室外新 风，关闭空调机组关闭供水。5 设计方案的确定及计算本系统采用风机盘管加新风系统， 有独立的新风系统供给室内新风， 即把新 风处理到室内参数， 不承担房间负荷。 这种方案既提高了该系统的调节和运转的河南城建学院hMhShMhRGGW (hLGFQGFhS)以办公室 201 为例进行计算；室内空气状态点取 =50%±5% 房间热湿比为§ =Q/W=1344/0.171=21860kJ/kg确定各状态点参数； hR=52.7kJ/k

17、g h s=45.2 kJ/kg h w，x=83 kJ/kgG= Q =1.344/(52.7-45.2)=0.19kg/s hR hS满足人卫生要求的最小新风量 qm，W2=30× 2× 1.2/3600=0.02 kg/s 10% qm<0.02 kg/s，故所需新风量 qm，W=10% qm=0.02 kg/s则又 qmw/ qm，f= hsx -h mx =(45.2- hmx)/(52.7-45.2 )解得 hmx =23.325kJ/kg hrx -hsx则新风机组承担的冷量为 Qo，w=qm，w(ho，x-hl ，x) =0.345kw 盘管承担的冷量

18、为 Qo，f= q m，f (hl ，x- hm，s )=1.345kw5.2 风机盘管的选型计算 以办公室 201 为例计算： 室内冷负荷： Q1.344KW，湿负荷： W0.203g/s 新风量： GW 60m3/h回 风 量Gf =780m3/h根据所需风量选择型号为 FP-85 型风机盘管风机盘管机组 性能参数( GB/T19232-2003)型号性能FP-34FP-51FP-68FP-85FP-102FP-136FP-170FP-204FP-2389河南城建学院额定风量 m3/hH34051068085010201360170020402380M2603905106407701020

19、128015301790L17026034043051068085010201190额定冷量 KWKcal/hH1.982.83.874.585.427.389.0811.112.9H1702240833283938466163467808954611094额定热量 KWKcal/hH3.394.56.357.459.2212.416.319.520.2H2915387054606407793010665140201677017370输入功率W12PaH344655708711714018122330PaH4256708110114916520224150PaH4665828910916320

20、1228286噪声 dB（A）12PaH36383840434546474830PaH38394244454647495150PaH404143454748505354水量 Kg/h3505106808009801280160019202230水压损失 KPa61017213115182126风机数量1234重量 KgWA171819222639434952带回风箱202223273044485458进出水接管3/4 ' 内螺纹凝结水管3/4 ' 外螺纹电源220V/50Hz备注1、供冷量工况参数：进口空气干球温度 27，湿球温度 19.5 ，进水温度 7， 水温差5。2、供热

21、量工况参数：进口空气干球温度 21，进水温度 60，热水流量同供冷 工况。3、机组经 2.0MPa 耐压试验，允许最大工作压力 1.6MPa。 4、另有四管制（一加二、而加二、三加一）机组。当风机盘管送风气流组织不能达到要求时，应在风机盘管上接风管即高静 压风机盘管。下表是风机盘管的选择：表 5-1 风机盘管风量及其型号计算10河南城建学院房间号总 湿 负荷总冷负荷房间总风量Kg/s总风量 m3/h风机盘 管风量 m3/h风机盘管型号台数2010.203134478600.0570780720FP-851202-2090.203109163800.0464756696FP-8512100.20

22、3131977130.0561734674FP-8512110.20396856610.0412695635FP-8512140.342148843510.0633962820FP-512212-213215-2170.20374443510.0317641581FP-85121800411704620FP-8515.3 新风机组选择计算新风量的确定原则： 满足室内卫生要求； 补充局部排风量； 保持空调房间的正 压要求。新风由新风机组处理到室内等焓状态， 所以新风机组担新风负荷， 风机盘管担 负室内冷负荷。本层新风风量为 1170m3/h ，所以选北京开利吊装式空气处

23、理机组 DBFP2.5 其额定风量为 2500m3/h 。校核：风量占先。校核冷量。样本冷量 Q样本=5.1KW计算冷量Q总=1.8KW符合要求。6 空调系统水力计算6.1 空调风系统水力计算根据风管系统布置， 采用假定流速法选定风管管径， 进行阻力计算时， 首先选 定系统最不利管路 （即阻力最大的一条管路） 作为计算的出发点； 其次根据风量 和所选定的管内风速计算这一最不利管路各管段的断面尺寸；绘制风系统轴测 图，对各管段各环路进行编号， 标注长度和风量； 确定各风管的风量，再根据主11河南城建学院 风道风速控制在 56.5 / ，支风道风速控制在 34.5/，确定各管段的 断面尺寸，计算摩

24、擦阻力和局部阻力； 并联管路的阻力平衡； 计算系统的总阻力； 选择风机。主要计算公式：沿程阻力： Py=RL 局部阻力： Pj= Pd 总阻力损失： P= Py+ Pj 表 6-1 民用建筑空调风速的选用编号管段建议流速最大流速1风机入口452风机出口6.5-107.5-113主风道5-6.55.5-84水平支风道3-4.54-6.55垂直支风道3-3.54-66送风口1.5-3.53-57新风入口2.54.5新风风管水力计算(1) 管段编号风管计算实例以管段 0-1为例：流量G=437m 3/h, 初选流速为 V=4.0m/s,根据 G 和 V查实用供热空调设计手册 ，得风管断面积尺寸为 1

25、80×120( mm mm)，比 摩阻 Rm=0.72Pa/m；则实际流速 v=4.05m/s；动压 P=0.5 1.2 4.05 2=9.80Pa；摩 擦阻力 =1.72 × 0.72=1.26Pa ；局部阻力系数，查实用供热空调设计手册可知 该 管段 上的附件 的总的局部阻力系数 0.7 ， 则局 部阻 力 Z=9.80 × 0.7=6.86Pa ；则总阻力 R=1.26+6.86=8.12Pa。其他各管段参数的计算方法与管 段 0-11 相同。(2) 局部阻力系 详细见阻力系数表(3) 详细计算表 详细见水力计算表表管段总阻力为： 199.83pa 。该楼层

26、选的机组全压 220Pa大于管路最不利管段12河南城建学院总阻力 199.83Pa，所以所选的机组符合要求。管路用风量调节阀进行调节使其 平衡。6.2 空调水系统水力计算6.2.1 水力计算方法采用假定流速法和限制比摩阻， 其方法计算步骤：（ 1）绘制冷水系统图，并对 管段编号，标注长度和流量； （ 2）把流速控制在 0.5-2m/s 或限定比摩阻在 100-400Pa/m；（3）根据各个管段的水量和所选的流速比摩阻确定管段的直径， 计算摩擦阻力和局部阻力； （ 4）计算系统的总阻力。6.2.2 水系统水力计算实例本层供水系统最不利管路（初端末端）水力计算（1）管道标号（2）详细负荷计算（ 3

27、）局部阻力系数 ：6.2.3 冷凝水管估算冷凝水管管径按冷量估算：7 气流组织气流组织直接影响空调系统的使用效果， 只有合理的气流组织才能充分发挥送 风的冷却或加热作用， 均匀地消除室内热量， 并能更有效地排除有害物和悬浮在 空气中的灰尘。空调房间的气流流型主要取决于送风射流， 送风口形式对它有直接影响。 回风 口的位置对室内气流流型和区域温差的影响较小。 本设计主要采用侧送风。7.1 布置气流组织分布风机盘管加独立新风系统使风机盘管暗装于天花板， 侧送风。风机盘管和新风送 风口布置在同一高度送风， 风机盘管与新风口共用出风口。 气流贴附于顶棚形成 贴附设流，工作区处于回流区中， 送风与室内空

28、气混合充分， 工作区的风速较低， 温度湿度比较均匀， 适用于小空间的客房及其他要求舒适性较高的场所。 对于使 用高静压型风机盘管和超薄顶装式空调机组的房间， 使用散流器使其达到合理的 气流组织。 当采用顶棚密集布置下送风方式的散流器时， 有可能形成平行流使工13河南城建学院作区风速分布均匀。 表 7-1 散流器送风颈部最大允许风速使用场合颈部最大风速（ m/s）旅馆客房、接待室、计算机房45食堂、图书馆、游艺厅、办公室56商店、旅馆、饭店67.57.2 散流器选择计算 散流器送风气流分布设计步骤为首先布置散流器，然后预选散流器，最后校核射流的射程 和室内平均风速。（1）散流器选型 采用方形片式

29、径向散流器平送。（2）布置散流器由办公室间数和办公室尺寸确定选用 19个散流器，则 201 房间为例散流器的送风量为LO=159 m3/h（3）初选散流器散流器的出风速度 uo 选定为 3.0m/s，这样：F0=0.015 3 3600由此确定选用 FK-12 方形散流器，风口尺寸为120×120mm。4） 检查 ux根据式 ux2m1K1K 2K3 F0 uox' lK1K2K 3 F0经计算检查 ux 满足要求5）检查 txx2n1K1 F0xl经计算检查结果 tx 满足要求8 消声、减振、保温及防火设计 空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外， 还能通过建筑物的结构和基

30、础进 行传播。例如传动的风机或压缩机所产生的整栋可直接传给基础， 并以弹性波的 形式从机器基础沿房屋结构传到室内， 并以噪声的形式出现， 可采用非刚性连接14河南城建学院 来达到消弱由及其传给基础的陈东，即在振源和基础间设避振结构如弹簧避振 器、软木、橡皮等，使噪声、振动得以衰减。8.1 消声设计消声主要目的是使噪声在室内的声压级得以下降， 空调房间的噪声主要来自风 口。送，回风管在空调机房里采用消声静压箱以此降低噪音； 在管道系统中主要 是对管道风速进行限制 （主风管 6-8m/s ，支风管 3-5m/s ）；风管管道转弯处设消 声弯头等。具体设计如下：（1）通风、 空调和制冷机房的位置，

31、宜布置在远离对隔振和消声有较严格要 求的房间的位置， 机房内部的噪声控制， 应以隔振和隔声为主， 吸声为辅；（2）通风机和空调系统产生的噪音，当自然衰减不能达到允许的标准时，应 设置消声器或采用其他消声措施。 系统所需要的消声量， 应通过计算确定；（3）选择消声器，应根据系统所需消声量、噪声源频率特性和消声器的声学 性能及空气动力特性等因素， 经济技术比较， 分别采用抗性、 阻性和阻抗复合消 声器；（4）选用机械设备时，要选择效果好、噪声低的产品；（5）经过消声处理后的风管，不宜穿越产生较高噪音的房间。噪声较高的风 管，不宜穿越要求保持较低噪声的房间， 当无法避免时， 应对风管进行隔声处理；（

32、6）设计风道时要注意风速，考虑风道自然消声，在设计弯头时加设导流叶 片，尽可能的减少空气涡流现象；（7）在设计送回风处加贴软性吸声材料；（8）注意风管的连接方法，防止串声事故发生；（9）避免外界噪声传入风管内；（10）机房尽量远离要求安静的房间。 安静条件要求不同的房间不要共用一个 系统，以防止他们之间串声。8.2 减振设计在空调设计中， 常用的减振器有橡胶和刚弹簧两种。 减振设计主要有：15河南城建学院（1）机组、泵及风机基础减振：每台设备宜采用单独的隔振基座，不宜设计 成多台合用基座；制冷机、 水泵和通风机， 宜固定在隔振基座上，隔振基座可以 用钢筋混凝土板或型钢较高而成。 中、低压离心通

33、风机的隔振基座， 宜采用型钢 机构；（2）设备减振主要通过风管和水管是的减振：管道隔振一般是通过设置绕性 接管和悬吊或支撑的减振器来实现； 风机进出风口与管道之间用软接， 目前普遍 采用双层帆布或人造皮革材料制作； 水泵的进出水口处应配置橡胶绕性接管； 设 备与管道之间配置绕性接管或软接后， 还要采取支撑会悬吊支架隔振装置。（3）常用的隔振材料有软木、海绵乳胶、玻璃纤维、防震橡胶、金属弹簧和 空气弹簧。8.3 保温设计保温材料的选用原则：（1）保温性能：保温材料的热工性能主要取决于其导热系数，导热系数越大 其性能越差，保温效果也就越差，因此选择低导热系数的保温材料是首要的。冷热水供回水管均需保温，冷凝水也宜保温。（2）吸水率：各种保