SIT空调工程课程设计说明书.doc

空调工程课程设计说明书目 录 1 概况 11.1 工程概述 11.2 设计原始资料 12 空调负荷计算 12.1 冷负荷计算 22.2 主要计算公式 22.3 建筑物墙体的围护结构最小传热阻计算 22.4 建筑物窗体及遮阳设施 32.5 采暖设计中的参数 42.6 冷负荷系数法计算 52.7 负荷计算数据汇 103 办公楼空调方式的比较和选择 103.1 空调风系统的选择及方案比较 104 调通风设计 104.1 空调冷、热负荷 104.2 空调风系统 114.3 空调水系统 235 冷、热源 2711 概 况1.1 工程概述本工程为某三层办公楼中央空调系统设计，该大厦位于上海市，总建筑面积2498，空调面积为1512.38。一到两层为办公楼层，第三层为宿舍楼层。建筑高度为10.5米。该综合办公楼设舒适性集中空调系统即采用风机盘管加新风系统。目标是各项参数达到设计招标，负荷设计及施工规范，使业主满意。1.2 设计原始资料1.2.1 地理位置上海纬度：北纬， 经度：东经，海拔高度：。1.2.2 气象资料大气压：冬季：；夏季：。a) 室外参数：夏季：室外空调设计的计算干球温度为34； 室外空调设计的计算湿球温度为28.4；冬季：室外空调设计的计算干球温度为-5；室外空调设计的计算相对湿度75%。b) 室内参数：1层： 夏季温度26 相对湿度小于60%冬季温度18 相对湿度大于35% 新风量 29层： 夏季温度25 相对湿度小于60%冬季温度21 相对湿度大于35% 新风量设计时室内温湿度参数本着节能原则，根据建筑空间用途按暖通设计规范和设计手册选用。2 空调负荷计算2.1 冷负荷计算空调冷负荷计算采用冷负荷系数法，适用于计算民用和公用建筑物及类似的工业建筑物空调工程设计冷负荷。(1) 通过维护结构传入室内的热量；(2) 透过外窗、天窗进入室内的太阳辐射热量；(3) 人体散热量；(4) 照明、设备等室内热源的散热量；(5) 新风带入室内的热量。2.2 主要计算公式：冷负荷系数法，当计算某建筑物空调冷负荷时，则可按照条件查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数，用稳定传热公式形式即可算出经围护结构传入热量所形成的冷负荷和日射得热形成的冷负荷。（1）人体冷负荷：由显热散热造成的冷负荷 = 群集系数 计算时刻空调房间的总人数 一名成年男子小时的显热散热量 人体显热散热量的冷负荷系数由潜热散热造成的冷负荷 = 群集系数 计算时刻空调房间的总人数 一名成年男子小时的潜热散热量 人体潜热散热量的冷负荷系数（2）人体湿负荷:湿负荷 = 0.001 群集系数 空调房间人数 一名成年男子小时散湿量（3）灯光冷负荷:A、白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯的冷负荷 ；B、镇流器装在空调房间内的荧光灯的冷负荷 ；C、暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯的冷负荷 ； (2.1) 设备的总安装功率 ； 电动机的效率； 同时使用系数，一般可取0.51； 利用系数，一般可取0.70.9； 小时平均实耗功率于设计最大功率之比，一般可取0.5左右； 通风保温系数； 输入功率系数； 时间设备、器具散热的冷负荷系数。2.3 建筑物墙体的围护结构最小传热阻计算 围护结构的最小传热阻，应按下式确定： (2.2)对于外墙、屋顶、地面及室外相通的楼板等 ；计算最小传热阻时，冬季室内计算温度取较大值，假设本建筑等级为一级，则：冬季室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差 ：对于外墙取 对于屋顶取 ；围护结构内表面换热系数；对于外墙取 对于屋顶取。建筑物墙体传热系数的选择：(1) 对于外墙：选择墙体料为的建筑材：外粉刷、混凝土、砂浆加气混凝土泡沫混凝土，内粉刷； 墙体总厚度为；墙体传热系数为。(2) 对于内墙：选择墙体的建筑材料为：水泥砂浆，加气混凝土泡沫混凝土，钢筋混凝土 墙体总厚度为；墙体传热系数为。(3) 对于屋顶：选择建筑材料为：钢筋混凝土、水泥砂浆、隔汽层、水泥膨胀珍珠岩、内粉刷屋顶结构总厚度为；墙体传热系数为。(4) 对于楼板：选择墙体的建筑材料为：石灰、石膏、砂、砂浆，加气混凝土泡沫混凝土，卷材防水层，钢筋混凝；屋顶结构总厚度为；墙体传热系数为。2.4 建筑物窗体及遮阳设施(1) 窗户的构造普通玻璃双层钢框外窗，。(2) 内遮阳类型选用密织布作为内遮阳设施，非沿窗面送风。取。无外遮阳设施。2.5 采暖设计中的参数2.5.1 外墙计算(1) 修正系数温差修正： ；朝向修正：东：，南：，西：，北： 。(2) 基本参数传热系数。2.5.2 内墙计算采用邻室温差修正法计算内墙传热系数为：2.5.3 外窗计算(1) 基本参数冬季室外平均风速为，则围护结构外表面的换热系数为玻璃的导热系数为 =,厚度为 窗户的构造修正系数为 ；内遮阳系数为； (2) 修正系数u 温差修正： u 朝向修正：东：，南：，西：，北：u 冷风渗透：渗风系数 ，渗风指数 风压系数 ，热压系数 (3) 屋面计算屋顶楼板的热阻为，温差修正系数为 2.6 冷负荷系数法计算对外墙、外窗、屋面、天窗得热引起的冷负荷逐时进行计算，而对内墙、内门窗、楼板、地面得热引起的冷负荷及人体散热和设备散热引起的冷负荷均按稳定传热计算。最后把各项冷负荷计算结果逐时累加，再加上新风负荷，求出冷负荷最大值及发生时间。 (1) 外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷，按下式计算： (2.3)式中： 计算面积，； 计算时刻，；温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻， ； 作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：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，时间延迟为,作用时刻为。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小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。当外墙或屋顶的衰减系数时，可采用日平均冷负荷代替各计算时刻的冷负荷： (2.4)式中 负荷温差的日平均值，。(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： (2.5)式中 计算时刻下的负荷温差，；传热系数，双层窗可取2.9，单层窗可取；(3) 外窗太阳辐射冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷，应根据不同情况分别按下列各式计算：1）当外窗无任何遮阳设施时 (2.6)式中 窗户的构造修正系数； 计算时刻下透过无遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度, ；地点修正系数。2）当外窗只有内遮阳设施时: (2.7)式中 计算时刻下，透过有内遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度, ；内遮阳系数。3） 当外窗只有外遮阳板时 (2.8)式中 窗口太阳直射的面积，。 计算时刻下，无内遮阳北向外窗的太阳总辐射负荷强度，。注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(2.1)计算。4） 当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 (2.9)式中 计算时刻下，有内遮阳的北向外窗的太阳总辐射负荷强度，。注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(2.2)计算。(4) 内围护结构的传热冷负荷 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(2.3)计算。 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，可按式(2.1)计算，或按式(2.2)估算。此时负荷温差及其平均值 。 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： (2.10)式中 稳态冷负荷，下同，；夏季空气调节室外计算日平均温度，；夏季空气调节室内计算温度，；邻室温升，可根据邻室散热强度采用，。(5) 人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷，按下式计算： (2.11)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，；人员进入空调房间的时刻，；从人员进入房间时算起到计算时刻的时间，；时间人体显热散热量的冷负荷系数。(6) 灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：1白灯和镇流器在空调房间外的荧光灯 (2.12)2镇流器装在空调房间内的荧光灯 (2.13)3暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 (2.14)式中 照明设备的安装功率，； 考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8； 同时使用系数，一般为0.5-0.8；开灯时刻，；从开灯时刻算起到计算时刻的时间，；时间照明散热的冷负荷系数。(7) 设备冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷，按下式计算： (2.15)式中 热源投入使用的时刻，；从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，；时间设备、器具散热的冷负荷系数；热源的实际散热量，。(8) 渗透空气显热冷负荷 渗入空气量的计算a 通过外门开启渗入室内空气量，按下式估算： (2.16)式中 小时人流量；外门开启一次的渗入空气量，；夏季空调室外干球温度下的空气密度，。b 通过房间门、窗渗入空气量，按下式估算： (2.17)式中 每小时换气次数；房间容积，。 渗透空气的显冷负荷，按下式计算： (2.18)式中 单位时间渗入室内的总空气量，；夏季空调室外干球温度，；室内计算温度，。(9) 食物的显热散热冷负荷进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人9W考虑。(10) 伴随散湿过程的潜热冷负荷 人体散湿和潜热冷负荷a 人体散湿量按下式计算 (2.19)式中 散湿量，；一名成年男子的小时散湿量，。b 人体散湿形成的潜热冷负荷，按下式计算： (2.20)式中 一名成年男子小时潜热散热量，；群体系数。 渗入空气散湿量及潜热冷负荷a 渗透空气带入室内的湿量，按下式计算： (2.21)b 渗入空气形成的潜热冷负荷，按下式计算： (2.22)式中 室外空气的含湿量，；室内空气的含湿量，；室外空气的焓，；室内空气的焓，。2.7负荷计算数据汇表2.1 负荷计算汇总表 夏季负荷统计参数面 积()夏季总冷负荷最大时刻(含新风/全热)(h)夏季室内冷负荷最大时刻(全热)(h)夏季总冷负荷(含新风/全热)(W)夏季室内冷负荷(全热)(W)夏季总湿负荷(含新风)(kg/h)夏季室内湿负荷(kg/h)夏季新风量(m3)夏季新风冷负荷(W)1楼层493.1215:0015:00878043232966.6588.6854593.7554752楼层526.1715:0015:0014842851849110.98816.0729348.8965803楼层493.0915:0015:001012223325279.79.1635739.1679693 办公楼空调方式的比较和选择3.1 空调风系统的选择及方案比较结合本办公楼的具体情况，本设计空调水系统选择异程、双管制系统，13层采用一个水系统，这种空调水系统具有结构简单，初期投资小，管路不易产生污垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小等优点。由于本设计属于多层建筑，因此可以采用竖直异程，水平同程式水系统，此系统的水平干管除了供回水管路外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相同，各用户盘管的水阻力大致相等，所以系统的水力稳定性好，流量分配均匀，有利于水力平衡。4.空调通风设计4.1、空调冷、热负荷经计算该综合办公楼的夏季空调总冷负荷为337.5kW，冬季空调总热负荷为205kW，单位建筑面积空调的冷、热负荷分别为84W/和60 W/。4.2、空调风系统为避免空调设备占地，增加建筑的使用面积，同时降低设备噪音对房间的干扰，均为便于调节均采用卧式安装风机盘管加独立新风的空调方式，采用接风管侧送新风，散流器下送风，条缝型风口顶回风。其中地上一层每层设一台7000m/h的型号为DBFPX7的新风机组，新风机组，地上二层设8000 m/h的型号为DBFPX6的新风机组，地上三层设10000 m/h的型号为DBFPX10的新风机组，新风机组。各空调机组和新风机组均通过百叶风口自室外引入新风，新风量有新风阀控制，一方面保证满足卫生需要的新风量，另一方面在过渡季节最大限度的利用新风。4.2.1、空调风系统水力计算(1)、计算依据假定流速法：假定流速法是以风道内空气流速作为控制指标，计算出风道的断面尺寸和压力损失，再按各环路间的压损差值进行调整，以达到平衡。静压复得法：本方法适用于静压不变的有分支均匀送风风道的设计与计算.利用风管分支处复得静压来克服该管段的阻力,根据这一原则确定风管的断面尺寸。阻力平衡法：通风系统中，若任何节点的第i段支管阻力损失Pi等于并联管网管段的阻力损失Pi-1时，则按这种方法来确定风道的断面尺寸及阻力损失。(2) 、计算公式a.管段压力损失 沿程阻力损失 局部阻力损失 即：P = Pm Pj。b.沿程阻力损失 Pm = pmL。c.局部阻力损失 Pj =0.5V2。d.摩擦阻力系数采用柯列勃洛克-怀特公式计算。(3)、计算结果见下表- 26 -首层风系统水力计算书编号截面类型风量(m3/h)宽/直径(mm)高(mm)长(m)风速(m/s)比摩阻(Pa/m)局阻系数沿程阻力(Pa)局部阻力(Pa)总阻力(Pa)支管阻力(Pa)节点资用全压(Pa)管段0矩形6935.001250.00320.000.764.820.490.000.370.000.37767.71767.71管段1矩形6570.001000.00250.004.107.301.437.665.87239.82245.69767.34767.34管段2矩形6205.001000.00250.003.706.891.290.054.761.406.15521.65521.65管段3矩形5840.001000.00250.003.336.491.150.053.821.245.06515.50515.50管段4矩形5475.001000.00250.003.276.081.020.053.321.094.41510.44510.44管段5矩形5110.001000.00250.003.305.680.890.052.940.953.89506.03506.03管段6矩形4745.001000.00250.003.305.270.780.052.560.823.38502.14502.14管段7矩形4380.001000.00250.003.304.870.670.062.210.833.04498.76498.76管段8矩形4015.00800.00200.007.136.971.724.1612.29118.75131.04495.72495.72管段9矩形3650.00800.00200.000.066.341.440.060.081.421.50364.68364.68管段10矩形3467.50800.00200.004.376.021.310.055.721.066.78363.19363.19管段11矩形2737.50630.00160.004.957.542.650.7913.1126.4139.52356.40356.40管段12矩形2372.50630.00160.001.746.542.020.083.512.015.52316.88316.88管段13矩形2007.50630.00160.001.645.531.480.102.421.804.22311.36311.36管段14矩形1825.00630.00160.005.025.031.240.066.210.897.10307.14307.14管段15矩形1825.00630.00160.003.345.031.240.264.133.928.06300.04300.04管段16矩形1642.50500.00120.002.007.603.797.467.59253.43261.01291.99291.99管段17矩形1277.50500.00120.000.635.912.370.151.483.084.5626.3630.97管段18矩形1095.00500.00120.003.415.071.770.096.051.367.4121.8021.80管段19矩形730.00500.00120.002.643.380.840.312.212.084.2911.1414.38管段20矩形365.00500.00120.001.271.690.243.110.305.225.526.856.85管段21矩形182.50500.00120.006.750.840.070.970.470.410.870.871.33管段22矩形365.00500.00120.003.341.690.246.790.7911.3912.1813.52767.34管段23矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段24矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段25矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段26矩形365.00500.00120.003.341.690.2416.230.7927.2328.0229.35521.65管段27矩形182.50500.00120.002.820.840.070.970.190.410.600.741.33管段28矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段29矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段30矩形365.00500.00120.003.341.690.2414.540.7924.3925.1926.52515.50管段31矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段32矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段33矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段34矩形365.00500.00120.003.341.690.2412.890.7921.6222.4223.75510.44管段35矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段36矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段37矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段38矩形365.00500.00120.003.341.690.2411.280.7918.9219.7221.05506.03管段39矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段40矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段41矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段42矩形365.00500.00120.003.341.690.249.740.7916.3417.1318.46502.14管段43矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段44矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段45矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段46矩形365.00500.00120.003.341.690.248.290.7913.9114.7016.03498.76管段47矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段48矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段49矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段50矩形365.00500.00120.003.341.690.246.950.7911.6612.4513.78495.72管段51矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段52矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段53矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段54矩形182.50500.00120.004.330.840.0766.040.3027.7028.0028.14364.68管段55矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段56矩形182.50500.00120.000.420.840.0766.040.0327.7027.7327.87364.68管段57矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段58矩形182.50500.00120.005.200.840.0753.940.3622.6222.9823.12363.19管段59矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段60矩形365.00500.00120.003.341.690.2411.040.7918.5219.3120.65356.40管段61矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段62矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段63矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段64矩形365.00500.00120.001.061.690.2411.040.2518.5218.7720.10356.40管段65矩形182.50500.00120.002.690.840.070.970.190.410.590.731.33管段66矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段67矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段68矩形365.00500.00120.003.341.690.2417.240.7928.9229.7131.05316.88管段69矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段70矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段71矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段72矩形365.00500.00120.001.061.690.2413.090.2521.9622.2123.54311.36管段73矩形182.50500.00120.002.780.840.070.970.190.410.600.741.33管段74矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段75矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段76矩形182.50500.00120.003.340.840.0740.440.2316.9617.1917.33307.14管段77矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段78矩形182.50500.00120.001.270.840.0733.030.0913.8513.9414.08291.99管段79矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段80矩形365.00500.00120.001.271.690.2417.490.3029.3429.6430.9730.97管段81矩形182.50500.00120.003.750.840.070.970.260.410.670.811.33管段82矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段83矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段84矩形182.50500.00120.002.630.840.0746.600.1819.5419.7319.8721.80管段85矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段86矩形365.00500.00120.001.271.690.247.600.3012.7513.0514.3814.38管段87矩形182.50500.00120.005.480.840.070.970.380.410.780.931.33管段88矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段89矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33管段90矩形182.50500.00120.000.090.840.077.530.013.163.163.166.85管段91矩形182.50500.00120.006.750.840.0713.990.475.876.336.476.85管段92矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270.030.110.140.140.14管段93矩形182.50500.00120.000.400.840.073.110.031.301.331.331.33最不利环路为通过管段0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-80-83的环路，最不利阻力损失为767.71Pa。 二层风系统水力计算书编号截面类型风量(m3/h)宽/直径(mm)高(mm)长(m)风速(m/s)比摩阻(Pa/m)局阻系数沿程阻力(Pa)局部阻力(Pa)总阻力(Pa)支管阻力(Pa)节点资用全压(Pa)管段0矩形8395.001250.00320.001.035.830.700.000.720.000.72320.70320.70管段1矩形7665.001250.00320.003.945.320.590.062.321.003.32319.98319.98管段2矩形6935.001250.00320.003.814.820.490.061.860.822.68316.66316.66管段3矩形6205.001000.00250.003.306.891.294.144.24115.61119.86313.98313.98管段4矩形5840.001000.00250.003.766.491.150.054.311.245.54194.13194.13管段5矩形5475.001000.00250.002.846.081.020.052.881.093.97188.58188.58管段6矩形5110.001000.00250.003.305.680.890.052.950.953.90184.61184.61管段7矩形4745.001000.00250.003.305.270.780.052.560.823.38180.72180.72管段8矩形4380.001000.00250.003.304.870.670.062.210.833.04177.34177.34管段9矩形4015.00800.00200.003.306.971.724.165.69118.75124.44174.30174.30管段10矩形3650.00800.00200.003.306.341.440.064.761.426.1749.8649.86管段11矩形2920.00800.00200.003.305.070.950.133.131.965.0943.6843.68管段12矩形2190.00630.00160.003.306.041.740.385.748.1313.8738.5938.59管段13矩形1095.00500.00120.003.305.071.770.105.851.517.3617.5224.72管段14矩形730.00500.00120.003.093.380.840.252.581.684.2610.1610.16管段15矩形547.50500.00120.002.002.530.490.180.990.681.674.885.89管段16矩形365.00500.00120.003.501.690.240.310.830.521.352.683.22管段17矩形182.50500.00120.002.000.840.070.970.140.410.540.691.33管段18矩形182.50500.00120.000.400.840.070.270