XX泰和酒家空调工程设计毕业论文.doc

河南科技大学毕业设计XX泰和酒家空调工程设计毕业论文目 录前 言1第一章 原始资料31.1 建筑物概况31.2 气象参数31.3 围护结构选择41.3.1 外墙与屋面41.3.2 门窗选择61.3.3 人员及照明6第二章 空调负荷计算82.1 冷负荷计算82.1.1外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷82.1.2 外窗逐时传热形成的冷负荷92.1.3 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷92.1.4 内围护结构冷负荷102.1.5 地面传热形成的冷负荷102.1.6 照明散热形成的冷负荷102.1.7 人员散热形成的冷负荷112.1.8 食物散热形成的冷负荷112.1.9 计算实例112.1.9 总冷负荷162.2 热负荷的计算172.2.1 围护结构的基本耗热量172.2.2 围护结构附加耗热量182.2.3 热负荷计算示例182.2.4 热指标192.3 湿负荷的计算202.4 新风量及新风负荷202.4.1 新风量212.4.2 新风负荷21第三章 系统方案233.1 空调系统方案论证233.1.1 空调系统分类233.1.2 空调系统的对比论证253.1.3 空调方案的选择283.2 空调水系统293.2.1 冷冻水系统293.2.2 冷冻水系统方案选择303.2.3 冷却水系统303.3 冷热源选择313.3.1 冷水机组313.3.2 热源33第四章 送风量及送风状态的确定344.1 全空气一次回风送风参数、送风量计算344.1.1 夏季运行工况344.1.2 冬季运行工况354.1.3 计算示例364.2 风机盘管加新风系统394.2.1 夏季运行工况分析394.2.2 冬季运行工况分析404.2.3 计算示例414.3 系统的运行调节44第五章 空调设备选型475.1 空气处理机组选型475.2 风机盘管的选型485.3 新风处理机组选型515.4 冷热源选型535.4.1 螺杆式冷水机组选型535.4.2 换热器选型536.1 气流组织概述566.2 气流组织计算方法576.2.1 侧送风计算576.2.2 散流器平送风计算596.3 回风口设计61第七章 水力计算627.1 水力计算方法627.2 风管水力计算637.2.1 全空气系统水力计算647.2.2 新风系统水力计算657.3 水系统水力计算677.3.1 冷冻水系统677.3.2 凝结水系统72第八章 设备选择及机房布置748.1机房设备748.1.1 集水器、分水器选择748.3.2 冷冻水循环水泵758.3.3 冷却塔768.3.4 冷却水泵768.3.5 补水泵768.3.6 膨胀水箱778.3.7 冷却水补水788.4 机房布置78第九章 管道的保温防腐80结 论81参考文献82致 谢84附 录85外文资料翻译108前 言中央空调系统可以对室内空间进行温度、湿度、新风量和风速等参数进行调节，根据要求可以通过中央空调系统提供一个舒适的办公、居住、休闲、娱乐环境等。中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年，但发展迅速。在中央空调发展趋势中，健康、环保、节能也将是永远的主题。中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年，但发展迅速。在中央空调发展趋势中，健康、环保、节能也将是永远的主题。中国中央空调市场虽然还处于发展初期，但是不少企业已经在上述方面做了诸多尝试，新形势的中央空调在我国的发展越来越快。（1）空气水系统是由空气和水共同承担室内冷、热湿负荷的系统。除了向室内送入处理后的空气，还在室内设有以水为介质的未端空气处理设备。其特点是风道、机房占建筑空间小，不需设回风管道。（2）全空气系统：全空气系统是指室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。此种系统所需空气量多，因而风道断面尺寸较大。集中式空调系统一般属于此类系统。全空气系统具有以下特点：有专门的过滤段，有较强的空气除湿能力和空气过滤能力；送风量大，换气充分，空气污染小；在春秋过渡季节可实现全新风运行，节约运行能耗；空调机置于机房内，运转、维修容易，能进行完全的空气过滤；产生震动、噪声传播的问题较少。（3）热源塔热泵是一种实用新型的热泵技术，其定义为：夏季为高效水蒸发冷却制冷机，冬季为高效宽带无霜空气源热泵。热泵所提升的低品位能来自热源塔，热泵必需是在较小的传热温差下运行，才能获得较高的供热性能系数，需要按热源塔实际使用工况设计热泵工况，所以定位为热源塔热泵。热源塔热泵工作原理：由热源塔旋流风机扰动环境中“低温高湿”空气从塔体底部进入，经低温宽带换热器底部迎风面逆向流通，形成传热面与环境空气之间的显热与潜热的交换。宽带换热器将来自热泵小温差蒸发器的低温循环溶液（乙二醇稀释溶液）从宽带换热器上部进液底部出液，获得低于环境温度23的溶液作为热源塔热泵的低温位热源。热源塔热泵夏季制冷具有比冷却塔更好的冷却效果，较低的风速令人满意的降低了噪音；冬季热源塔由于采用了宽带小温差传热设计，吸取低品位热源能力比窄带空气源热泵换热器结霜温度下降了56，减少了85%的结霜机率。（4）VRV空调系统：VRV空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。VRV空调系统具有明显的节能、舒适效果，该系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失；采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备将大大节能，同时避免了对其它用电设备和电网的冲击；具有能调节容量的特性，改善了室内的舒适性。VRV空调系统具有设计安装方便、布置灵活多变、占建筑空间小、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等优点。随着空调理论研究的深入和新技术发展，又相继出现了多种新的空调形式，如变频技术的应用产生了变频空调，制冷剂的发展产生了无氟空调。还有HEPA酶技术、冷触媒技术、体感温度控制技术、人感控制技术、PTC电辅助加热技术等等。总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空调发展的大趋势。在对泰和酒店空调工程设计时，考虑到天津市四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪，本设计要考虑夏季供冷，冬季供暖，过渡季节增湿的要求。本工程中包括大堂、餐厅、多功能室、娱乐室、办公室、标准间等，对温度、湿度以及风速等舒适性要求比较高，需设计出一套完善的中央空调系统来满足需要，同时在设计系统的时候能够充分的运用自然界的能源，以达到绿色、环保、节能的目的。因此在本设计中，对于相对空间大、人员较多的房间采用全空气一次回风空调系统；对于相对空间较小、人员不多的房间采用风机盘管加新风系统，以此来满足室内的空气调节要求。冷源采用效率较高的螺杆式冷水机组，热源利用城市热力管网换热。空调水系统采用水平同程，垂直异程的形式，以保证水力平衡，减少阻力损失。最后进行保温防腐设计。第一章 原始资料1.1 建筑物概况 本建筑位于天津市，是一座酒店建筑，共十二层，地下一层，地上十一层，建筑面积20387，一层高4.5米，二至十一层均为3.5米。一层为酒家的大堂、餐厅、厨房和接待室，二至四层为多功能厅、娱乐室和阅览室，五层及以上为标准间。本设计的主要目的是使各功能间的室内空气的风速、温度、湿度符合人体的舒适性要求，为人们提供一个舒适的室内环境。天津地区四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪，因此本建筑要考虑夏季供冷，冬季供暖，过渡季节增湿的问题，需要一个良好的空气调节系统来满足人们的生活需求。1.2 气象参数天津市室外气象参数见表1-1710。表1-1 室外气象参数表地理位置(天津)海拔(m)大气压力(kpa)室外平均风速(m/s)东经北纬3.3冬季夏季冬季夏季117103906102.66100.483.12.6冬季夏季最大冻土深度(cm)冬季空调室外计算温度(0C)冬季空调室外计算相对湿度(%)夏季空调室外计算干球温度(0C)夏季空调室外计算湿球温度(0C)夏季平均日较差(0C)-115033.426.97.969室内设计参数见表1-2。表1-2 室内计算参数房间类型夏季冬季温度（）相对湿度（%）风速（m/s）温度（）相对湿度（%）风速（m/s）标准间、套间24550.2524550.15其余房间26600.2520500.151.3 围护结构选择1.3.1 外墙与屋面一 外墙与屋面选择校核公式外墙与屋顶的选择按下式确定的最小传热热阻Romin（mC/W） （1-1）式中：tn冬季室内计算温度，；tw围护结构冬季室外计算温度，见表1-3；围护结构内表面换热系数，为8.7W/(m)；冬季围护结构温差修正系数，一般取1.0；ty冬季室内计算温度与围护结构内表面之间的允许温度，外墙取7.0 C，平屋顶取5.5C。表1-3 天津地区围护结构冬季室外计算温度围护结构类型围护结构冬季室外计算温度（）-9-11-12-13 围护结构传热阻计算公式: (1-2)式中：Ro围护结构的传热阻，（m）/W; w围护结构外表面换热系数，为23W/(m)； Rj围护结构本体热阻，（m）/W。校核时应使由公式（1-2）得到的Ro大于公式（1-1）计算出的Romin。二外墙的选择与校核 选择外墙构造见图1-1，其物理参数见表1-4。校核如下：tw为-9，tn取24，则 而且RoRomin,所以所选墙型满足要求。表1-4 外墙参数导热热阻传热系数热容量类型1.11 m）/W0.78 W/(m)683KJ/m2K1砖墙2泡沫混凝土3木丝板4白灰粉刷图1-1 外墙示意图三屋面的选择与校核选择的屋面构造见图1-2，其物理参数见表1-5。表1-5 屋面参数导热热阻传热系数热容量类型1.41m2K/W0.64W/m2K264KJ/m2K校核如下：tw为-12，tn取24，则而且RoRomin,所以所选屋面满足要求12。从上往下依次为：1 预制细石混凝土板252 通风层2003 卷材防水层4 水泥砂浆找平层205 水泥珍膨胀珍珠岩保温层1006 隔汽层7 找平层8 预制钢筋混凝土板359 内粉刷 图1-2 屋面示意图1.3.2 门窗选择窗户选为双层金属框玻璃窗，玻璃为标准玻璃，玻璃面积占75%，传热系数为3.01W/(m2K)，内遮阳设施为中间色活动百叶帘，窗户尺寸为23m。大堂、餐厅、接待室门为玻璃门，多功能厅、娱乐室、标准间均为木质门1。1.3.3 人员及照明人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的。照明由建筑电气专业提供，照明设备为明装荧光灯，镇流器设置在房间。各类房间的人员和标准见表1-6710。表1-6 各房间人数、照明容量及新风量功能间人员照明新风量（m3/人）标准间1200W50套间2240W50餐厅0.6人/50W/30多功能厅0.5人/40W/30娱乐室、阅览室0.5人/40W/20办公室0.15人/30 W/20大堂0.1人/20 W/20前厅0.1人/30 W/20休息厅、接待室、医务室0.25人/30 W/20第二章 空调负荷计算保持建筑物的热湿环境，在单位时间内需向房间供应的冷量称为冷负荷；为了补偿房间失热在单位时间内需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度，在单位时间内需从房间除去的湿量称为湿负荷。热负荷、冷负荷与湿负荷是暖通空调工程设计的基本依据，暖通空调设备容量的大小主要取决于热负荷、冷负荷与湿负荷的大小。热负荷、冷负荷与湿负荷的计算以室外气象参数和室内设计参数为依据。本章节的主要目的是介绍一下冷、热、湿负荷的计算方法，并以典型房间为例进行具体的说明计算步骤。2.1 冷负荷计算 空调房间的冷负荷包括建筑围护结构传入室内的热量（太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量）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是冷负荷。 目前，常用冷负荷系数法计算空调冷负荷。2.1.1外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑物围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。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： （2-1） （2-2）式中：QC(t) 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；A外墙和屋面的面积，； K外墙和屋面的传热系数，W/（mC）；可根据外墙和屋面的不同构造，由文献1附录22和附录23中查取；R室内计算温度，C； 冷负荷计算温度逐时值，C；根据外墙和屋面的不同类型分别在文献1附录24和附录25中查取；d 地点修正值见表；a外表面放热系数修正值，外表面放热系数aw=18.6W/m.C时，a=1.00；吸收系数修正，查表取外墙：K=0.94；屋面：K=0.94。其中tc（）的计算方法是多样的，计算过程也比较复杂，常用已有的计算结果进行查取，本设计所查得的结果是以北京地区气象参数为依据计算出来的。而应该注意对于不同的设计地点应对tc（）的值加上td进行修正，修正值td可以通过查表得来。2.1.2 外窗逐时传热形成的冷负荷在室内外温差作用下，通过外窗传热形成的冷负荷可按下式计算： （2-3）式中：Q c(t) 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； Aw窗口面积，；Kw外玻璃窗的传热系数，W/m.C；根据i=8.7W/m.k，o=18.6W/k，查得K=3.01W/m.C；c(t) 外玻璃窗的冷负荷计算温度逐时值，C，文献1附录2-10中查得：w玻璃窗传热系数修正值；金属窗框，80%玻璃双层窗，w=1.20；d 窗玻璃地点修正值，文献1附录2-11查得。2.1.3 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷透过玻璃进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算： （2-4）式中：Ca有效面积系数，文献1附录2-15查得，双钢窗Ca=0.75；Cs玻璃窗的遮阳系数，由文献1附录2-13查得，3mm厚普通玻璃Cs=0.86；Ci窗内遮阳设施的遮阳系数由文献1附录2-14查得；浅色，Ci=0.5；CLQ窗玻璃冷负荷系数，无因次，北区内遮阳，由文献1附录2-17查取；Djmax 日射得热因数，W/m；由文献1附录2-12查得； Aw窗口面积，。2.1.4 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上式2-2计算。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，可视作不随时间变化的稳定传热，按下式计算： （2-5）式中：K内围护结构（内墙、楼板等）的传热系数，W/mC；A内围护结构的面积，；to.m夏季空调室外计算日平均温度，C；ta附加温升，可按文献1表2-10选取；tR室内计算温度，C。2.1.5 地面传热形成的冷负荷对于工艺性空调，当有外墙时，距墙2m范围内的地面受室外气温和太阳辐射热的影响较大。因此，文献2中规定距外墙2m范围内的地面须计算形成的冷负荷。对于舒适性空调，夏季通过地面传热形成的冷负荷所占的比例很小，可以忽略不计。因此本设计中将不再考虑地面传热形成的冷负荷。2.1.6 照明散热形成的冷负荷本设计中各房间采用的是荧光灯，荧光灯的冷负荷计算公式如下： （2-6）式中：CLQ照明散热引起的冷负荷，KW；N照明灯具所需功率，KW；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， n1=1.2；镇流器设置在顶棚内时，n1=1.0；n2灯罩隔热系数，一般取n2=0.6。2.1.7 人员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散热量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。因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。人体显热散热引起的冷负荷计算式为： （2-7）式中： 人体显热散热形成的逐时冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由文献1的表2-13查取； n室内全部人数； 群集系数，由文献1的表2-12查取； CLQ人体显热散热冷负荷系数，由文献1的附录2-23查取。但应注意：对于人员密集的场所（如电影院、剧院、会堂等），由于人体对围护结构和室内物品的辐射换热量相应减少，可取CLQ=1.0.人体潜热散热引起的冷负荷计算公式为： （2-8）式中 人体潜热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W，由文献2的表2-13查取； ，同式（2-7）。2.1.8 食物散热形成的冷负荷进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散湿量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人9W考虑。2.1.9 计算实例下面以标准间1105为例进行冷负荷计算。一南墙冷负荷由文献1附录2-4查得型墙冷负荷计算温度，将逐时值及计算结果列入表2-1中，并按式（2-2）计算其逐时冷负荷，结果于表2-1中。表2-1南外墙冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00tc()34.634.434.23433.933.833.833.934td-0.4k0.98k0.94tc()31.51 31.32 31.14 30.95 30.86 30.77 30.77 30.86 30.95 tR24K0.78A14.4714.4714.4714.4714.4714.4714.4714.4714.47Qc（）84.74 82.66 80.58 78.50 77.46 76.42 76.42 77.46 78.50 二西墙冷负荷计算方法同上，结果见表2-2。表2-2 西外墙冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00tc()37.337.136.936.636.436.236.13635.9td-0.10k0.98k0.94tc()34.2734.0833.9033.6233.4433.2633.1633.0732.98tR24K0.78A37.8Qc（）302.7297.3291.9283.7278.3272.8270.1267.4264.7三屋面冷负荷计算方法同上，结果见表2-3。表2-3 屋顶冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00tc()3435.838.140.743.546.148.349.950.8td-0.5k0.98k0.94tc()30.8632.5234.6437.0339.6142.0144.0345.5146.34tR24k0.64A63.1863.1863.1863.1863.1863.1863.1863.1863.18Qc（）277.3344.4430.1526.9631.2728.1810.0869.6903.1四南窗瞬时传热冷负荷根据=8.7 W/(K)、=18.62 W/(K)，由文献1附录2-8差得Kw=3.01 W/(K)。再由附录2-9查得玻璃窗传热系数的修正值，对金属框双层应乘1.2的修正系数。由附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度tc()。根据式（2-3）计算，计算结果列入表2-4中。表2-4 南外窗瞬时传热冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00tc()30.831.531.932.232.23231.630.829.9td0tc()30.831.531.932.232.23231.630.829.9tR24t6.87.57.98.28.287.66.85.9Kw3.01Cw1.2A6Qc（）149.5 162.5 171.2177.7 177.7 173.3164.7 147.3 127.8 （五）南窗日射得热冷负荷由文献1附录2-15查得双层金属窗有效面积系数Ca=0.75，故窗的有效面积Aw=60.75=4.5。由文献1附录2-13查得遮挡系数Cs=0.86，附录2-14查得遮阳系数Ci=0.6，于是综合遮阳系数Cc.s=0.860.6=0.516。再由文献1附录2-12查得纬度40时，南向日射得热因数最大值Djmax=302W/。因天津地区北纬3906属于北区，查文献1附录2-17查得北区由内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ。用公式（2-4）计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷，列于表2-5中。表2-5 南外窗透入日射得热引起的冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00ClQ0.840.80.620.450.320.240.160.10.09Dj，max302Ca0.75Cs0.86Ci0.6Aw6Qc（）589.0561.0 434.7 315.5 224.4168.3112.270.12 63.11 （六）人员散热引起的冷负荷该房间为客房，属于极轻劳动，查文献1表2-13，当室温为24时，每人散发的显热和潜热量为70W和64W，由文献1表2-12查得群集系数=0.93，并由文献1附录2-23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。根据式（2-7）和（2-8）计算，将计算结果列入表2-6中。表2-6 人员散热引起的冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00CLQ0.240.260.180.160.620.70.750.290.82qs70n10.93Qc（）15.6216.9211.7110.4140.3645.5748.8218.8753.3ql64Qc59.5259.5259.5259.5259.5259.5259.5259.5259.52合计75.14 76.45 71.24 69.94 99.88 105.0 108.3 78.40 112.9 （七）照明散热引起的冷负荷由于明装荧光灯，镇流器装设在客房内，故镇流器消耗功率系数n1取1.2。灯罩隔热系数n2取0.6。由文献1附录2-22查得照明散热冷负荷系数，按公式（2-6）计算，将其计算结果列入表2-7中。表2-7 照明散热形成的冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00CLQ0.090.080.070.060.370.670.710.740.76n11.2n20.6N200Qc（）12.9611.5210.088.6453.2896.48102.2106.5109.4由于采用空调系统，室内有5-10Pa，所以不需要考虑有室外空气渗透所引起的冷负荷。现将上述各分项计算结果列入表2-8中，并逐时相加，以便求得客房内的冷负荷值178。表2-8 各分项逐时冷负荷汇总表时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00屋顶负荷277.3344.4430.1526.9631.2728.1810.0869.6903.1西墙负荷302.7297.3291.9283.7278.3272.8270.1267.4264.7南墙负荷84.7482.6680.5878.5077.4676.4276.4277.4678.50南窗传热149.5162.5171.2177.7177.7173.3164.7147.3127.8南窗日射589.0561.0434.7315.5224.4168.3112.270.1263.11人员负荷75.1476.4571.2469.9499.88105.0108.378.40112.9灯光负荷12.9611.5210.088.6453.2896.48102.2106.5109.4合计149115351489146115421620164416171659由表2-8可以看出，此客房最大冷负荷值出现在20：00时，其值为1659W。其他房间逐时冷负荷见附表1。2.1.9 总冷负荷整栋楼每层逐时冷负荷及汇总见表2-9。表2-9 冷负荷汇总表时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00一层639096418463622626267117680036816427966968728二层992579989710004799629114991129666131784133540112115三层100893101550101727101326116772131519133665133540113570四层100893101550101727101326116772131519133665133540113570五层10736106569596855986398763841068467016六层10736106569596855986398763841068467016七层10736106569596855986398763841068467016八层10736106569596855986398763841068467016九层10736106569596855986398763841068467016十层10736106569596855986398763841068467016十一层143601515515214154431688518274189911820718814合计443729446269439912431702488427543595550205539573468895由上表知，最大冷负荷出现在18：00，其值为550205W。该综合楼的建筑面积为20387，空调面积14387，故该建筑的冷指标为2.2 热负荷的计算建筑物冬季采暖通风设计的热负荷在文献2中明确规定应根据建筑物散失和获得的热量确定。对于民用建筑，冬季热负荷包括两项：围护结构的耗热量和由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。空调房间内通常保持正压，因而在一般情况下，不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量。对于本设计来说围护结构的耗热量就是建筑物的热负荷。为了简化计算，文献2规定，围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。2.2.1 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量按下式计算： （2-9）式中 部分围护结构的基本耗热量，W； 部分围护结构的表面积，； 部分围护结构的传热系数，W/()； 冬季室内计算温度，； 采暖室外计算温度，； 围护结构的温差修正系数，查文献1表2-4。2.2.2 围护结构附加耗热量 （1）朝向修正率不同朝向的围护结构，受到的太阳辐射热量是不同的；同时，不同的朝向，风的速度和频率也不同。因此，文献2规定对不同的垂直外围护结构进行修正。其修正率为： 北、东北、西北朝向： 010； 东、西朝向： -5； 东南、西南朝向： -10-15； 南向： -15-30。 （2）风力附加率在文献2中明确规定：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，垂直的外围护结构热负荷附加510。 （3）外门附加率为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘以相应的附加率（由文献1表2-5查得）。阳台门不应考虑外门附加率。 （4）高度附加率当民用建筑和工业企业辅助建筑的房间净高超过4m时，每增加1m，附加率增加2，但最大附加率不超过15。2.2.3 热负荷计算示例以房间11-01为例，计算此房间热负荷。已知条件：该房间平面尺寸见建筑图，墙体等见1.3。室外计算温度为-11，室内温度为24。地面为不保温地面，值按地带确定。由于空调房间内通常保持510Pa的正压，因而不需计算门窗缝隙冷风渗透耗热量。按式（2-9）计算。计算结果列入表2-10中，包括基本耗热量和附加耗热量178。表2-10 围护结构耗热量计算表围护结构传热系数室内计算温度室外计算温度计算温差温差修正系数耗热量修正房间热负荷（W)名称及方向面积（）K W/() () ()a朝向修正高度附加屋面63.180.5424-11351003217南墙14.4750.781-200西墙37.80.781-50南窗16.80.471-200其他各个不同功能间的冷负荷计算均依照此方法，热负荷计算结果见附表2。2.2.4 热指标整栋楼每层热负荷汇总见表2-11。表2-11 各层热负荷汇总楼层一层二层三层四层五层六层热负荷280372209222092220921654616546楼层七层八层九层十层十一层总负荷热负荷1654616546165461654631615228752由上表知，总热负荷为228752W，又空调面积为14387，故热指标为： 2.3 湿负荷的计算湿负荷是指空调房间（或区）的湿源（人体散湿、敞开水池（槽）表面散湿、地面积水、化学反应过程的散湿、食品或其他物料的散湿、室外空气带入的湿量等）向室内的散湿量，也就是为维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量。该建筑主要是办公室、客房、娱乐室等，所以本设计湿负荷计算只考虑人体散热。一人体散湿量可按下式计算： （2-10）式中 人体散湿量，/s； 成年男子的小时散湿量，g/h，查文献1表2-13； 室内全部人数； 群集系数，查文献1表2-12。二食物的散湿量食物的散湿量计算公式为： （2-11）式中:n就餐人数；为群集系数。三湿负荷计算示例以房间11-05（客房）为例，计算湿负荷，该房间人数1人。夏季： mw=0.27810.939610-6 =0.0000248（/s）无食物散湿量。其它房间湿负荷见附表3178。 2.4 新风量及新风负荷2.4.1 新风量空调系统中引入室外新鲜空气（简称新风）是保证良好室内空气品质的关键。在夏季室外空气焓值和气温高于室内空气焓值和温度时，空调系统为处理新风势必消耗冷量。而冬季室外气温比室内气温低且含湿量也低时，空调系统为加热、加湿新风势必要消耗能量。空调工程中处理新风的能耗要占到总能耗的25%-30%，可见空调处理新风消耗的能量是十分可观的。 新风量通常应满足三个要求：（1） 不小于按卫生标准所需要的最小新风量；（2） 补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量； （3）保证房间的正压。通常，新风量不小于总送风量的10。本设计各功能间的最小新风量见节1.3。以房间11-05（标准间）为例，计算新风量。已知该房间设计人数1人，最小新风量50（m/h人）。新风量为：Mo=150=50m/h2.4.2 新风负荷（1）夏季，空调新风冷负荷按下式计算： （2-14）式中 夏季新风冷负荷，kW； 新风量，/h； 室外空气的焓值，kJ/； 室内空气的焓值，kJ/。以房间11-05（标准间）为例，计算夏季新风冷负荷： 已知新风量为50m/h，室内空气焓值为58.5kJ/（=24，=55）；室外空气焓值为85kJ/（=33.4，=65）。 新风冷负荷为： =1.250（85-58.5）/3600=0.44kW（3） 冬季，新风热负荷计算方法同上，已知新风量为50m/h，室内空气焓值为58.5kJ/（=24，=55）；室外空气焓值为-8.5kJ/（=-11，=50）。新风冷负荷为： =1.25058.5-（-8.5）/3600=1.17kW其他房间新风量及新风冷负荷见附表4。第三章 系统方案3.1 空调系统方案论证3.1.1 空调系统分类 一按照处理空气所采用的冷、热介质来分类：空调系统有集中系统、半集中系统、全分散系统（局部机组）之分。（1）集中系统，即将所有的空气处理设备（包括风机、冷却器、加湿器、过滤器等）都设在一个集中的空调机房内空气处理后，由风管送入各房间的系统。（2）半集中系统，集中处理部分或全部风量，然后送往各房间，在各房间再进行处理的系统。包括集中处理新风，经全空气或另加冷热盘管送入室内或各室有风机盘管的系统，也包括分区机组系统等。 （3）全分散系统（局部机组），把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统，可以按照需要，灵活而分散地设置在空调房间内或放在空调房间附近，每个机组只供一个或几个小房间的，或者一个房间内放几个机组的系统。 二按承担室内热湿负荷的介质分类以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，根据承担建筑环境中的热湿负荷的介质不同主要有以下四类：（1）全空气系统空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。由于空气的比热较小，需要用较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道或较高的风速。（2）全水系统空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。由于水的比热比空气大的多，所以在相同条件下只需较小的水量，从而使管道所占的空间减小许多。但是，仅靠水来消除余热余湿，并不能解决房间的通风换气问题。因而通常不单独采用这种方法。（3）空气-水系统随着空调装置的日益广泛使用，大型建筑物设置空调的场合愈来愈多，全靠空气来负担热湿负荷，将占用较多的建筑空间，因此可以同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。（4）制冷剂系统以制冷剂为介质，直接用于对室内空气进行冷却、去湿或加热。这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿，这种方式通常用于分散安装的局部空调机组，但由于冷剂管道不便于长距离输送，因此这种系统不宜作为集中式空调系统来使用。 三按空调系统的风量是否恒定分类空调系统的变风量是相对于定风量而言的，目前所介绍的全空气系统都是指定风量方式，它是改变送风温度而风量不变来适应室内负荷的变化。而变风量系统是送风温度不变，用改变风量的办法来适应负荷变化。而风量的变化是通过专用的变风量末端装置来实现的。（1）变风量系统建筑物全年变风量运行，能较大的节约能耗，室内相对湿度与定风量系统相比控制质量较差。新风比不变时，新风量改变，调小时影响室内空气品质。末端设备（VAV风口）价格高，控制系统亦较复杂。（2）定风量系统建筑物空调负荷大部分时间在部分负荷工况下运行，全风量再热运行能耗大，室内相对湿度控制质量高。新风比不变时，新风量不变。与变风量系统相比气流分布稳定，末端设备简单，控制系统不变风量简单，造价较低。 四按所处理空气的性质分类（1）封闭式系统它所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充，全部为再循环空气。因此房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路。封闭式系统用于密闭空间且无法（或不需）采用室外空气的场合。这种系统冷、热消耗量最省，但卫生效果差。当室内有人长期停留时，必须考虑空气的再生。这种系统应用于战时的地下蔽护所等战备工程以及很少有人进出的仓库。（2）直流式系统它所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，然后全部排出室外，因此与封闭系统相比，具有完全不同的特点。这种系统适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室以及散发大量有害物的车间等。为了回收排出空气的热量或冷量用来加热或冷却新风，可以在这种系统