空调课程设计说明书.doc

实验室设计说明书目录1、 工程概况3二、 负荷计算3-8三、 新风量计算8四、 送风量计算8-9五、 散流器送风气流组织计算9-10六、 空调风系统水利计算10七、 空调水利计算10-12八、 设备选型及制冷设备容量的确定12九、 参考文献12一、 工程概况 本工程为沈阳一建筑物的空调通风设计系统，设计地点为沈阳，整个建筑物为2层，层高4m。其结构尺寸见CAD图。 屋顶为架空层屋面，保温层为厚60的挤塑聚苯板；外墙为轻集料混凝土砌块框架填充墙，保温层为厚40的玻璃棉；外窗高为1.8m，双层窗结构，窗采用间隔6的无色中空玻璃，窗框为塑钢，70玻璃，无遮阳设施；内墙为混凝土多孔砖墙；灯具为200W明装荧光灯，灯罩无通风孔，开灯时间为下午16:00后；大楼工作时间为上午7点至晚上23点。 （一） 主要设计参数设计地区：武汉空调设计气象参数（查空调工程附录四）（1） 夏季空气调节室外计算干球温度/ twg=35.3（2） 夏季空气调节室外计算湿球温度/ tws=28.4（3） 夏季室外平均风速/(m/s) v=2.8 m/s（4） 夏季室外大气压力/Pa P=99970pa（二）室内设计参数房间夏季温度相对湿度%室内风速m/s会议室办公室展厅251650.30二、负荷计算1.围护结构的冷负荷的计算（1）建筑围护结构参数；1）屋顶材料：架空层屋面，保温层为厚60的挤塑聚苯板 ，传热系数K=0.43 W/(m2K)；2）外墙为轻集料混凝土砌块框架填充墙，保温层为厚40的玻璃棉，传热系数K=0.70 W/(m2K)；3）外窗高为1.8m，双层窗结构，窗采用间隔6的无色中空玻璃，窗框为铝合金，70玻璃，无遮阳设施；内墙为混凝土多孔砖墙；灯具为200W明装荧光灯，灯罩无通风孔，开灯时间为下午16:00后；大楼工作时间为上午7点至晚上23点。（2）外墙及屋面冷负荷由附录8得上海地区屋顶的冷负荷计算温度逐时值twl，即可根据公式CL=KF(twl-tNx)和twl=（twl+td）Ka K计算（结果见附表）或式中CL外墙和屋顶的逐时冷负荷，W； K外墙和屋面的传热系数，W/(m2K)；查空调工程附录5、6 F外墙和屋面的计算面积，m2；twl 外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，0C， tNx夏季空调室内设计温度，0C；tNx=250C 类型构造外墙或屋面的地点修正值，0C，查附录9 Ka外表面放热系数修正值，查空调工程表3-7，Ka=1.0 K外表面吸收系数修正值，查空调工程表3-8，K=1.0 外墙传热形成的计算时刻冷负荷（W）,可按下式计算：根据墙体材料(轻集料混凝土砌块框架填充墙)和厚度，查实用供热空调设计手册电子版 可得到K=0.7 =0.41。 由室内设计参数可得到t室内=25 确定：由(可查实用供热空调设计手册电子版)得到沈阳建筑墙体各个方向上海的温度修正系数为-2屋顶为架空层屋面。由(可查实用供热空调设计手册电子版下册)查得K=0.43 内墙：根据墙体材料（混凝土多孔砖墙）和厚度，查(可查实用供热空调设计手册电子版下册)K=0.7考虑到邻室散热量比较小，所以选取邻室温度为夏季空调室内设计温度25摄氏度。（3）外窗传热冷负荷根据外窗高为1.8m，双层窗结构，窗采用间隔6的无色中空玻璃，窗框为铝合金，70玻璃，无遮阳设施可查附录11，即可根据公式CL=CwKwFw(twl +-tNx) 计算（结果见附表） 或式中CL外窗传热的逐时冷负荷，W； Cw外窗的传热系数修正值，查空调工程附录12；根据窗框为金属，70%的玻璃，双层窗，Cw=1.20 Kw外窗的传热系数，W/(m2K)；查空调工程附录10、11、14，N=8.7 W/(m2K), w=18.6 W/(m2K);查得Kw=3.01 W/(m2K) Fw外窗的面积，m2； twl外窗冷负荷计算温度逐时值，0C，查空调工程附录13 tNx夏季空调室内设计温度，0C；tNx=250C td外窗地点修正值，0C，查空调工程附录15（4） 外窗的太阳辐射冷负荷 查(可查实用供热空调设计手册电子版下册)得到 Xg=0.57 （5） 外窗日射得热冷负荷 根据 计算（结果见附表）或 式中CL外窗日射得热的逐时冷负荷，W；Ca有效面积系数，查空调工程附录19查得双层钢窗有效面积系数Ca=0.75；Fw外窗面积， m2；窗的有效面积Fw=窗面积0.75Cs窗玻璃的遮挡系数，查空调工程附录17窗玻璃的遮阳系数Cs=0.74 Ci窗内遮阳设施的遮阳系数，查空调工程附录18中挂白色窗帘，查得窗玻璃遮阳设施的遮阳系数Ci=0.50Dj，max 太阳辐射得热因数的最大值，W，查空调工程附录16；CLQ外窗冷负荷系数，查空调工程附录2023。2室内热源散热造成的冷负荷的计算室内热源包括电脑设备散热、照明散热及人体散热等。（1） 室内热源散热参数1） 所有灯具灯具为200W明装荧光灯，灯罩无通风孔，开灯时间为16：00以后，开灯时间为七小时；大楼工作时间为上午7点至晚上23点。2） 室内热源设备功率密度按20W/ m2 计算；3） 邻室包括走廊，内墙温差为50C；4） 在实验室的工作总小时数为16h(7：00至23：00)。（2）设备冷负荷 根据计算（结果见附表） 或 式中CL设备冷负荷，W; Qs设备散热量，W；CLQ 设备热散热冷负荷系数，查空调工程附录24、25，如果空调系统不连续运行，则=1.0。（3）照明冷负荷（荧光灯）根据计算（结果见附表） 明装： 暗装：式中CL-照明冷负荷，W N照明灯具所需功率,W; n1照明灯具镇流器消耗功率系数，明装取n=1.2，暗装荧光灯n=1.0； n2灯罩隔热系数，灯罩上部有散热孔取0.50.6，若无则取0.60.8； CLQ照明散热冷负荷系数，查空调工程附录26。（4）人体显热冷负荷 根据CL=nqs计算（结果见附表）或 式中：CL人体显热冷负荷，W;n室内人数；群集系数，查空调工程表3-14， qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W,查空调工程表3-15， 人体显热冷负荷系数，查空调工程附录27。（5）人体潜热冷负荷根据Q =n q2计算（结果见附表）或 式中：Q人体潜热冷负荷，W;群集系数，查空调工程表3-14； n室内人数；q2一名成年男子潜热散热量，W,查空调工程附录27。 3 人体散湿量计算 根据 D=0.001ng 计算（结果见附表） 式中：D人体散湿量，kg/h; g每名成年男子的散湿量，g/h,见空调工程表3-15。 n室内全部人数； 群集系数，见空调工程表3-14，三、 新风量计算新风量的确定1取人员要求,补偿排风,维持正压三个要求新风量的最大值,本次设计计算采用人员要求.计算公式如下;qm,w,min=qm,w,pn式中：qm,w,min最小新风量，m3/h；qm,w,p每人每小时所需小新风量，m3/（h人），取30m3/hn室内人数。计算结果参见表格：四、 送风量我们采用风机盘管+新风系统(新风处理到室内等焓线)L点 新风机组处理状态点,与N点等焓;M点 风机盘管处理状态点;O点的确定;从N点做热湿比线与(90-95%,任取)等焓线交点.送风量=Q/(hN-ho).kg/s风机盘管风量=送风量-新风量M点的确定; hM=(送风量x ho-新风量x hN )/风机盘管风量,等hM线与OL延长线交点新风机组冷量=新风量x (hW-hL),kw风机盘管冷量=风机盘管风量 (hN-hM), kw根据风机盘管风量或冷量选择风机盘管规格五、散流器送风气流组织计算 1. 按照房间分区的尺寸布置散流器，计算每个散流器的送风量，散流器相应的送风面积长宽比不宜大于1：1.5，散流器中心线和侧墙的距离不应小于1米。 2. 初选散流器，确定喉部风速Vd=2m/s，选定风速后，进一步选定散流器规格。 选定散流器后可计算出实际的喉部风速。散流器实际出口面积约为喉部面积的90%，所以； 3. 一般要求射流末端速度为0.5m/s，即散流器中心到风速为0.5m/s处的距离，按下式计算射程。 式中:K送风口常数，多层锥面散流器为1.4； A散流器的有效流通面积，m2； 平均射流原点与散流器中心的距离, 多层锥面散流器取0.07m； 按中心处设置的散流器的射程应为散流器中心到房间边缘距离的75%校核射程。 4.按下式计算工作区域平均风速： 式中:L散流器服务区边长，m；当两个方向长度不等时，可取平均值； H房间净高，m； 射程，m。上式是等温射流的计算公式，由于送冷风，则应增加20%；若vm满足工作区风速要求，则认为设计合理；若不满足则重新布置散流器，重新计算。一般舒适性空调夏季室内风速要求不大于0.3 m/s。5.校核轴心温差衰减 txvx/vdt0式中：t0送风温差，计算得到tx，校核是否满足房间温度波动范围1要求。具体计算结果参见表格六、空调风系统计算 1 送风系统计算a布置送风管 查空调工程的表8-5b选送风管内风速 主风管：5.0-6.5m/s计算假定风速为6m/s 支风管：3.0-4.5m/s计算假定风速4m/s（查通风工程表6-3）c根据送风量，计算风管面积。 d查工业通风附录8矩形通风管规格 选择风管尺寸，得到风管实际面积e计算送风管内实际风速f根据实际风速计算最不利环路阻力最不利环路的风管水力计算包括摩擦阻力计算和局部阻力计算根据 计算（结果见附表）摩擦阻力计算长度为l(m)的风道的摩擦阻力可按下式计算： 式中：单位管长的沿程压力损失（Pa/m）,见实用供热空调设计手册第2板，根据风量和风速查表11.2-3 =/dev2/2式中：空气密度，标准状况下, =1.2kg/m3v风道内空气的平均流速de风道的当量直径m,矩形风道的当量直径de=2ab/(a+b),a,b分别为矩形风道两个边长摩擦阻力系数，值可按下式计算：1/ =-2（k/3.71de+2.51/Re）式中：k风道内壁的当量绝对粗糙度 k=Re雷诺数 Re=vde/式中：空气的运动黏度，标准状况下，=15.06m2/s2局部阻力计算根据=2/2式中：k弯头，三通等阻力系数具体计算结果参照表格七、空调水系统水力计算 1 计算依据陈沛霖主编的空调与制冷技术手册和陆耀庆编著的供暖通风设计手册。 2 计算公式管段损失=沿程损失+局部损失沿程损失=单位长度摩擦阻力Rm管段长度L，局部损失=2/2 3 布置管路，确定各管段的计算流量管段的计算流量就是该管段的负担的各个房间的计算流量之和，以此计算流量确定管径的管径和压力损失。各房间的计算流量可用下式确定： G=Q/c（t1-t2），kg/s式中：c-水的质量比热，c=4.187KJ/kg Q-冷负荷，kW t1、t2-设计的供回水温度，。当已知管段内各空调机组所需水流量时，可以将流量为计算流量计算整个管段总流量。 4 确定水系统管径初选流速，查空调工程表9-4 9-5 9-6 ，然后根据公式：d=（4L/)1/2 计算出其初选管径，式中：L为水的体积流量，m3/s.根据算得的初选管径选定水管的实际管径。一般，当管径在DN100到DN250之间时，流速推荐值为1.5m/s左右，当管径小于DN100时，推荐流速应小于1.0m/s，管径大于DN250时，流速可再加大。进行计算时应该注意管径和推荐流速的对应。目前管径的尺寸规格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600.注意：一般，选择水泵时，水泵的进出口管径应比水管所在管段的管径小一个型号。例如：水泵所在管段的管径为DN125，那么所选水泵的进出口管径应为DN100.5 管段水力计算(1)比摩阻管段单位长度的摩擦压力损失i（kPa/m):冷水管道 iL=0.0112dn-4.87G1.85 （26.4-4）式中 iL-冷水管单位长度摩擦压力损失，KPa/m; dn-管段的计算内径，m G-设计流量，m3/s(2) 水力计算表根据式（26.4-4）即可编制出表26.4-7所示的水力计算表。(3) 修正系数（1） 当水温不同时，应按表26.4-7查得的i值乘以水温修正系数k1.水温修正系数见表26.4-8。（2） 采用不同的管系列时，由于管道的内径不同，所以，应将由表26.4-7查得的i值乘以管系列修正系数k2。管系列修正系数见表26.4-9。(4) 流速管段内水的流速v（m/s),宜符合以下规定：公称直径dN32mm，v1.5m/s;公称直径dN=40mm63mm时，v2.0m/s;公称直径dN63mm时，v3.0m/s.6 根据实际管径计算水管内实际流速，查空调工程表9-7确定单位长度摩擦阻力Rm，计算各管段的摩擦阻力和局部阻力7 根据总流量和总阻力选择水泵8 冷凝水管管径查空调工程表9-10确定9 部件局部阻力截止阀、普通弯头、三通10部件阻力 制冷机组蒸发器、冷凝器水阻力一般为57mH2O（具体值可参看产品样本）； 末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力一般为57mH2O （具体值可参看产品样本）； 回水过滤器阻力一般为35 mH2O； 分水器、集水器水阻力一般为3 mH2O； 冷却塔喷头喷水压力一般为23mH2O； 冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差一般为23mH2O。具体计算结果参照表格八、设备选型及制冷设备容量的确定1 风机、水泵的选型根据风管，水管的计算结果（风量，最不利风管阻力，水量，水系统阻力等）乘以1.05-1.1的安全系数确定风机，水泵等设备的型号一层送风机：据总送风量为1980m3/h，总阻力为162.05Pa，安全系数取1.05，选择A4-68型离心式风机，机号为7号，转速2900r/min，效率为73.15%，流量为2262m3/h，全压为670Pa,接Y802-2电动机；二层送风机：据总回风量为6390m3/h，总阻力为196.98Pa，安全系数取1.05，选择c4-68型离心式风机，机号为4号，转速1000r/min，效率为91.40%，流量为7958m3/h，全压为590Pa,Y100L-4电动机。水泵的选型：冷、热水泵闭式扬程的计算公式：H=（蒸发器或热水锅炉水阻力+最不利环路空调末端表冷器水阻力+最不利环路阻力）（1.1-1.2）H=(5+5+1.1)1.1=12.2m水柱二层水泵：流量为19.98m3/h，总阻力为