[工学]毕业设计-空调系统设计.doc

毕业设计（ 2011 届）题 目专 业制冷与冷藏技术班 级制冷08*（2008*）姓 名*指导教师冯立岗完成时间2011 年 1月 14 日制冷与冷藏技术专业毕业设计(论文)设计说明书题 目姓 名*班 级制冷08*学 号2008*指导教师冯立岗毕业设计说明书目 录1.工程概况12.设计依据12.1.设计任务书12.2.设计规范及标准13.设计参数和条件13.1.室外计算参数的确定13.2.室内计算参数的确定23.3.其他24.空调房间冷负荷计算34.1.空调房间冷负荷计算方法简介34.2.空调房间冷负荷计算34.2.1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷34.2.2.外窗瞬变传热引起的冷负荷34.2.3.外窗透入日射得热引起的冷负荷44.2.4.内围护结构冷负荷44.2.5.人体散热形成的冷负荷54.2.6.照明散热形成的冷负荷54.2.7.设备和用具显热散热形成的冷负荷64.2.8.食物的显热散热冷负荷64.2.9.各房间冷负荷计算汇总64.3.空调房间湿负荷计算及计算数据204.3.1.计算方法204.3.2.计算结果204.4.空调系统计算冷负荷204.4.1空调房间的计算冷负荷204.4.2新风计算冷负荷205.选择空调系统215.1.采用半集中式空调系统215.1.1.选择风机盘管加新风系统216.系统风量的计算及设备负荷计算216.1.根据冷湿负荷计算送风量216.1.1.房间1216.1.2.计算结果227.送风量的确定及设备选型计算237.1.风机盘管的选择237.1.1.选型条件237.1.2.选型结果247.2.新风机组的选取247.2.1.选型条件247.2.2.选型结果248.风管水力计算258.1.气流组织的确定及风口布置258.1.1.房间1258.1.2.房间3268.1.3.房间4268.1.4.房间2278.2.风管计算289.水系统计算369.1.供回水管段水力计算369.2.冷凝管路的设计3810.空调系统的消声、减震与保温3910.1.消声与隔声设计3910.1.1.各类建筑物室内的允许噪声级3910.1.2.设备机房噪声控制设计的主要措施4010.2.减振设计4010.2.1.防震措施4010.2.2.减震器4010.3.保温设计4010.3.1.风管的保温4010.3.2.水管的保温4111.结论4212.参考文献4313.致谢43附录1：负荷计算详表1附录2：设计图纸11.风系统图12.水系统图1- 2 -毕业设计说明书1. 工程概况该大厦地处上海市，共有12层，其中2-3层的建筑结构相同。该大厦二层的层高为4.2m，窗高为2.8m,门高均为2.1m,建筑面积约为432，空调建筑面积约为228 ，二层的空调房间都为包厢。2. 设计依据2.1. 设计任务书详见毕业设计任务书。2.2. 设计规范及标准1. GB 50019-2003. 采暖通风与空气调节设计规范2. GB 50243-2002. 通风与空调工程施工验收规范3. DB13（J）24-2000. 民用建筑节能设计规程4. JGJ 26-95. 民用建筑节能设计标准5. GB 50176-93. 民用建筑热工设计规范3. 设计参数和条件3.1. 室外计算参数的确定表 31设计地点位置地名地理位置大气压力(kPa)北纬东经夏季上海311012126100.53表 32设计地点室外空调设计参数夏 季夏季空调室外计算湿球温度()室外计算相对湿度(%)室外风速(m/s)空调室外计算干球温度()室外日平均计算温度()平 均日较差最热月月平均夏季平均3431.36.928.2603.43.2. 室内计算参数的确定表 1.2 各空调房间室内计算参数房间名称夏季人员数照明用电设备温度相对湿度个WW%127607500-2276014145015003276066005004276024165020003.3. 其他1. 窗户都为3mm普通玻璃单层钢框窗，内侧装活动百叶窗帘。2. 墙体类型为型，传热系数为1.50W/m2k3. 外表面放热系数修正值ka=14. 外表面吸收系数修正值kp=0.975. 工作时间：8：0024：006. 新风量以每人30m3/h计算4. 空调房间冷负荷计算4.1. 空调房间冷负荷计算方法简介常用的空调房间冷负荷的计算方法有两种，一种是详算，另一种是估算。详算是根据房间的一些已知条件来算，需要计算外墙负荷、玻璃窗负荷、人员负荷、设备负荷、照明负荷等。这种计算比较准确。估算是根据规范，每平方米多少冷负荷乘以房间面积来估算房间的冷负荷。这种计算方法不是很准确，但可以大概的估算出房间的冷负荷。4.2. 空调房间冷负荷计算4.2.1. 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：其中：外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W ；或屋面的面积，； 外墙或屋面的传热系数，(W/m2.)；冷负荷计算温度的逐时值，；温度的地点修正值，；外表面放热系数修正系数，无因次；吸收系数修正值；室内设计温度，。4.2.2. 外窗瞬变传热引起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：其中：外窗瞬变传热引起的逐时冷负荷，W根据窗框的不同的修正值；窗口面积，；外玻璃窗的传热系数，(W/m2.)； 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，室内设计温度，地点修正值，4.2.3. 外窗透入日射得热引起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：其中：有效面积系数窗口面积，；窗玻璃的遮挡系数；窗内遮阳设施的遮阳系数；日射得热因数；窗玻璃冷负荷系数，W其中,南北区的划分而不同，南北区划分标准为：建筑地点在北纬27.30以南的地区为南区，以北为北区。4.2.4. 内围护结构冷负荷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而产生的冷负荷可按下式计算： 其中：内围护结构或楼板的面积，； 内围护结构或楼板的传热系数，(W/m2.)；冷负荷计算温度的逐时值，；室内设计温度，。当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作稳定传热，不随时间而变化，可按下式计算：其中：内围护结构或楼板的面积，；内围护结构或楼板的传热系数，(W/m2.)；夏季空调室外计算日平均温度，；附加温升，。室内设计温度，。4.2.5. 人体散热形成的冷负荷人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温、湿度等）等多种因素有关。人体散发的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷。为了计算方便，计算以成年男子散热量为计算基础。而对于不同功能的建筑物中有各类人员（成年男子、女子、儿童等）不同的组成进行修正。人体显热散热引起的冷负荷计算式为： 其中：不同室温和劳动性质成年男子显热散热量；n室内全部人数；群集系数；人体显热散热冷负荷，W CLQ人体显热散热冷负荷系数人体潜热散热引起的冷负荷计算式为： 其中：不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量 室内全部人数；群集系数；人体潜散热冷负荷，W 4.2.6. 照明散热形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式分别是：白炽灯： 荧光灯： 其中：N照明灯具所需功率n1镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调 房间内时，取n1=1.2，当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n1=1.0；n2灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取n2=0.50.6，而荧光灯罩无通风者n2=0.60.8。照明散热冷负荷系数。4.2.7. 设备和用具显热散热形成的冷负荷设备和用具显热散热形成的冷负荷可按下式计算：式中：Q设备和用具的实际显热散热量，W CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数4.2.8. 食物的显热散热冷负荷查文献7可知按每人9W计算4.2.9. 各房间冷负荷计算汇总（1） 房间11) 北外墙墙冷负荷由文献12公式3-1查的型外墙冷负荷逐时计算温度tl，按式LQ =KF(tln-tn)；tl=（tln+ td）ka kp（ka为外表面放热系数修正值，kp为吸收系数修正值，K为外墙传热系数，td为地点修正值，tn为室内设计温度，F为外墙面积）时间8:009:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00tln32.332.141.231.331.431.631.832.132.432.632.933.1td1.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.2ka111111111111kp0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97tln32.5032.3041.1331.5331.6231.8232.0132.3032.5932.7933.0833.27tn272727272727272727272727k1.501.501.501.501.501.501.501.501.501.501.501.50t5.505.3014.134.534.624.825.015.305.595.796.086.27F9.319.319.319.319.319.319.319.319.319.319.319.31LQn(q)76.7474.03197.3063.1964.5567.2669.9674.0378.0980.8084.8787.57时间8:009:0015:0016:0017:0020:0021:0022:0023:0024:00tl26.927.932.232.23229.929.128.427.827.2td1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0tl27.928.933.233.23330.930.129.428.828.2tn27272727272727272727t0.91.96.26.263.93.12.41.81.2Kw5.945.945.945.945.945.945.945.945.945.94Cw1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0Fw5.65.65.65.65.65.65.65.65.65.6LQn（c）29.9463.20206.24206.24199.58129.73103.1279.8359.8839.922) 北外窗瞬变传热冷负荷由文献12表3-6查得玻璃窗冷负荷逐时计算温度tl，LQ =kFK(tl+td-tn)按式计算冷负荷，tl =tl+td见下表：（k为外窗传热修正值，F为窗口面积，K为玻璃窗的传热系数，tl为玻璃窗冷负荷温度逐时值，td为外窗地点修正值，tn为室内设计温度）3) 北外窗日射得热冷负荷由文献12公式LQ=CaCsCnFDjmaxCLQ， 表3-8查得单层钢框窗的有效面积系数值Ca=0.85。由表3-9查得3mm普通玻璃遮挡系数Cs=1.00，由表3-10查窗内遮阳设施遮阳系数Cn=0.60，再由表3-11查得纬度30时，北向太阳辐射得热因数最大值Djmax=115W。因上海地区纬度为3110，属于北区，由表3-12（b）查得有遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ。时间8:009:0011:0012:0013:0021:0022:0023:0024:00Ca0.850.850.850.850.850.850.850.850.85F5.65.65.65.65.65.65.65.65.6Ci1.01.01.01.01.01.01.01.01.0Cn0.60.60.60.60.60.60.60.60.6Dj.max115115115115115115115115115CLQ0.540.650.810.830.830.150.140.130.12LQ177.36213.49266.04272.61272.6149.2745.9842.7039.414) 东內墙冷负荷 由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K=1.50W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F=28.14m2，tn=27 则LQ=1.528.14(31.3+2-27)=265.92W5) 南内墙冷负荷由上可知，F=10.5m2,则LQ=1.510.5(31.3+2-27)=99.23W。6) 西内墙冷负荷 由上可知，F=24.36m2,则LQ=1.524.36(31.3+2-27)=230.2W7) 内门冷负荷由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K1=2.9W/(m2),K2=46.52 W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F1=5.67m2 F2=5.25m2，tn=27 则LQ=2.95.67(31.3+2-27)+46.525.04(31.3+2-27)=1523.14W8) 设备显热散热冷负荷由文献123-5可知设备冷负荷公式为：LQ=QCLQ (Q为设备的实际显热散热量,CLQ为设备显热散热冷负荷系数)由于房间1无用电设备，则设备显热散热冷负荷为09) 照明散热冷负荷由于所采用的是暗装荧光灯，镇流器设在顶棚内，故取镇流器消耗功率系数n1=1.0,灯罩有通风口取灯罩隔热系数n2=0.6,照明灯所需功率N=500W空调16小时运行，开灯10小时。由空气调节技术附录2-9表3查得照明散热冷负荷系数CLQ，按公式LQ=1000n1n2NCLQ算得结果列入下表：时间8:009:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00n111111111111n20.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6N500500500500500500500500500500500CLQ0.580.580.830.840.860.870.390.350.310.280.25LQ17417424925225826111710593847510) 人体显热散热冷负荷包厢属于极轻劳动。由空气调节技术表2-4查得当室内温度为27时，每人散发的显热和潜热量分别为57W和77W,由表2-3查得群集系数n=0.93,由附录2-9表4查得人体散发显热散热冷负荷系数逐时值CLQ。（设定在室内的总小时数为16H）按公式LQx=qx*n*n*CLQ算得人体显热散热逐时冷负荷 ，LQL=qL*n*n算得人体潜热散热逐时冷负荷，列如下表：由公式LQ=LQX+LQL算得人员散热引起的冷负荷如下表：时间8:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00qx5757575757575757n77777777n0.930.930.930.930.930.930.930.93CLQ0.160.910.920.930.940.950.950.96LQx59.37337.67341.38345.10348.81352.52352.52356.23qL7777777777777777LQL501.27501.27501.27501.27501.27501.27501.27501.27LQ560.64838.94842.65846.37850.08853.79853.79857.5011) 食物的显热散热冷负荷查文献7可知按每人9W计算，则Q=79=63W房间1各项冷负荷汇总时间8:0015:0016:0017:0018:0022:0023:0024:00北外墙76.74197.3063.1964.5567.2680.8084.8787.57南内墙99.2399.2399.2399.2399.2399.2399.2399.23东内墙265.92265.92265.92265.92265.92265.92265.92265.92西内墙230.2230.2230.2230.2230.2230.2230.2230.2南门57.5557.5557.5557.5557.5557.5557.5557.55东门46.0446.0446.0446.0446.0446.0446.0446.04电梯门1477.11477.11477.11477.11477.11477.11477.11477.1北窗传热29.94206.24206.24199.58186.2879.8359.8839.92北窗日射177.36233.19197.06200.35223.3445.9842.7039.41人体560.64824.10827.81835.23838.94853.79853.79857.50灯光174246249252258938475汇总3194.713882.873719.343727.753749.863329.443301.263275.44由上表可以看出，最大冷负荷为3882.87W（2） 房间21) 北外墙冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00tln32.341.231.832.132.432.632.933.1td1.21.21.21.21.21.21.21.2ka11111111kp0.970.970.970.970.970.970.970.97tln32.5041.1332.0132.3032.5932.7933.0833.27tn2727272727272727k1.501.501.501.501.501.501.501.50t5.5014.135.015.305.595.796.086.27F24.0824.0824.0824.0824.0824.0824.0824.08LQn(q)198.48510.30180.96191.47201.98208.99219.50226.512) 北外窗瞬变传热冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00tl26.932.230.829.929.128.427.827.2td1.01.01.01.01.01.01.01.0tl27.933.231.830.930.129.428.828.2tn2727272727272727t0.96.24.83.93.12.41.81.2Kw5.945.945.945.945.945.945.945.94Cw1.01.01.01.01.01.01.01.0Fw11.211.211.211.211.211.211.211.2LQn（c）59.88412.47319.33259.46206.24159.67119.7579.833) 北外窗日射得热冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00Ca0.850.850.850.850.850.850.850.85时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00F11.211.211.211.211.211.211.211.2Ci1.01.01.01.01.01.01.01.0Cn0.60.60.60.60.60.60.60.6Dj.max115115115115115115115115CLQ0.540.710.170.160.150.140.130.12LQ354.715466.385111.670105.10198.53291.96385.39478.8264) 东內墙冷负荷由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K=1.5W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F=35.7m2，tn=27 则LQ=1.535.7(31.3+2-27)=337.37W5) 南内墙冷负荷由上可知，F=31.08m2,则LQ=1.531.08(31.3+2-27)=293.71W6) 西内墙冷负荷由上可知，F=35.7m2,则LQ=1.535.7(31.3+2-27)=337.37W7) 内门冷负荷由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K=2.9W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F=(1+1)2.1=4.2m2，tn=27 则LQ=2.94.2(31.3+2-27)=76.734W8) 设备显热散热冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00CLQ0.220.810.890.90.920.930.940.94Q15001500150015001500150015001500LQ33012151335135013801395141014109) 照明散热冷负荷时间8:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00n111111111111n20.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6时间8:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00N14501450145014501450145014501450145014501450CLQ0.580.820.830.840.860.870.390.350.310.280.25LQ504.6713.4722.1730.8748.2756.9339.3304.5269.7243.6217.510) 人体散热冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00qx5757575757575757n1414141414141414n0.930.930.930.930.930.930.930.93CLQ0.160.870.920.930.940.950.950.96LQx118.74645.66682.77690.19697.61705.03705.03712.45qL7777777777777777LQL1002.541002.541002.541002.541002.541002.541002.541002.54LQ1121.281648.201685.311692.731700.151707.571707.571714.9911) 食物的显热散热冷负荷查文献7可知按每人9W计算，则Q=149=126W房间2各项冷负荷汇总时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00北外墙198.48510.30180.96191.47201.98208.99219.50226.51南内墙293.71293.71293.71293.71293.71293.71293.71293.71东内墙337.37337.37337.37337.37337.37337.37337.37337.37西内墙337.37337.37337.37337.37337.37337.37337.37337.37南门76.7376.7376.7376.7376.7376.7376.7376.73北窗传热59.88412.47319.33259.46206.24159.67119.7579.83北窗日射354.72466.38111.67105.1098.5391.9685.3978.83人体1121.281648.201685.311692.731700.151707.571707.571714.99灯光504.60713.40756.90339.30304.50269.70243.60217.50时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00设备3301215133513501380139514101410食物散热126126126126126126126126汇总3740.146136.955560.365109.255062.595004.084957.004898.85 由上表可看出，最大冷负荷为6136.95W（3） 房间31) 西外墙冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00tln36.036.137.938.238.438.538.638.5td0.50.50.50.50.50.50.50.5ka11111111kp0.970.970.970.970.970.970.970.97tln35.40535.50237.24837.53937.73337.8337.92737.83tn2727272727272727k1.501.501.501.501.501.501.501.50t8.4058.50210.24810.53910.73310.8310.92710.83F31.531.531.531.531.531.531.531.5LQn(q)397.14401.72484.22497.97507.13511.72516.30511.722) 南外墙冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00tln34.632.934.434.935.335.73636.1td-0.8-0.8-0.8-0.8-0.8-0.8-0.8-0.8ka11.01.01.01.01.01.01.0kp0.970.970.970.970.970.970.970.97tln32.7931.1432.5933.0833.4733.8534.1434.24tn2727272727272727k1.501.501.501.501.501.501.501.50t5.794.145.596.086.476.857.147.24时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00F13.4413.4413.4413.4413.4413.4413.4413.44LQn(q)116.6583.40112.73122.51130.33138.16144.02145.983) 南外窗瞬变传热冷负荷时间8:0015:0016:0020:0021:0022:0023:0024:00tl26.932.232.229.929.128.427.827.2td1.01.01.01.01.01.01.01.0tl27.933.233.230.930.129.428.828.2tn2727272727272727t0.96.26.23.93.12.41.81.2Kw5.945.945.945.945.945.945.945.94Cw1.01.01.01.01.01.01.01.0Fw3.63.63.63.63.63.63.63.6LQn（c）19.25132.58132.5883.4066.2951.3238.4925.664) 南外窗日射得热冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00Ca0.850.850.850.850.850.850.850.85F3.63.63.63.63.63.63.63.6Ci1.01.01.01.01.01.01.01.0Cn0.60.60.60.60.60.60.60.6Dj.max173173173173173173173173CLQ0.260.450.10.090.090.080.080.07LQ82.58142.9331.7628.5928.5925.4125.4122.235) 东内墙冷负荷由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K=1.5W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F=31.5m2，tn=27 则LQ=1.531.5(31.3+2-27)=297.68W6) 北内墙冷负荷由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K=1.5W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F=14.7m2，tn=27 则LQ=1.513.1(31.3+2-27)=138.92W7) 内门冷负荷由文献12公式LQ=FK(to,m+ta-tn)可知传热系数K=2.9W/(m2),夏季室外计算日平均温度to,m=31.3,附加温升ta=2,F=12.1=2.1m2，tn=27 则LQ=2.92.1(31.3+2-27)=38.367W8) 设备显热散热冷负荷时间8:0015:0016:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00CLQ0.220.810.840.890.90.920.930.940.94Q500500500500500500500500500LQ1104054204454504604654704709) 照明散热冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00n111111111n20.60.60.60.60.60.60.60.6N600600600600600600600600CLQ0.580.820.870.390.350.310.280.25LQ208.8295.2313.2140.4126111.6100.89010) 人体冷负荷时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00qx5757575757575757n66666666n0.930.930.930.930.930.930.930.93CLQ0.160.870.920.930.940.950.950.96LQx50.89276.71292.62295.80298.98302.16302.16305.34qL7777777777777777时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00LQL429.66429.66429.66429.66429.66429.66429.66429.66LQ480.55706.37722.28725.46728.64731.82731.82735.0011) 食物的显热散热冷负荷查文献7可知按每人9W计算，则Q=69=54W房间3各项冷负荷汇总时间8:0015:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00南外墙116.6583.40112.73122.51130.33138.16144.02145.98西外墙397.14401.72484.22497.97507.13511.72516.30511.72东内墙297.68297.68297.68297.68297.68297.68297.68297.68北内墙138.92138.92138.92138.92138.92138.92138.92138.92南门38.36738.36738.36738.36738.36738.36738.36738.367南窗传热19.25132.58102.6483.4066.2951.3238.