空调系统课程设计说明书

1、空调系统课程设计说明摘要本设计为南京市某住宅楼通风及空气调节工程设计,该高层建筑是一幢集住宅、商场的综合大楼。本设计内容主要包括住宅的采暖设计,商场的空调设计和排风设计。本次设计中,对于商场大空间的房间采用了全空气系统。全空气系统中,采用方形散流器平送方式。对于较小空间的房间采用风机盘管加独立新风系统。关键字:暖通空调;全空气系统;风机盘管加独立新风系统。目录摘要1、绪言1.1建筑概况 (11.2 设计任务 (11.3 设计目的 (12、设计依据及指导思想2.1 建筑专业提出的平面图和剖面图 (22.2 设计任务书 (22.3 设计基本参数 (22.4 国家主要规范和行业标准 (22.5 土建

2、资料 (42.6 设计指导思想 (43、通风空调设计3.1 体形系数及窗墙比 (53.2 传热系数的选择 (53.3 冷负荷的组成 (53.4 负荷计算 (53.5 系统形式的确定 (93.6 商场各层空调设计 (113.7 回风系统设计 (163. 8 设备选型 (173.9 消声计算 (18总结 (19致谢附表A:商场一层空调负荷计算表附表B:商场二层空调负荷计算表附表C:商场三层空调负荷计算表附表D:商场一层风管水力计算表附表E:商场二层风管水力计算表附表F:商场三层风管水力计算表附表G:商场三层水管水力计算表1绪言1.1建筑概况本设计选择的对象是南京市某商住楼,东经118.8°

3、;,北纬32°,据热气象分区为夏热冬冷地区。本工程是集商业、住宅和停车场为一体的综合性公共建筑。建筑正立面为南向,该建筑物地上26层,地下1层。总建筑面积为27669.29,建筑高度84m。其中,地下一层为停车场,其中1到3层为商场,4到26层为住宅,本次设计空调部分为一层到三层商场空调系统设计,空调设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热,以满足人体的舒适要求和节能要求。1.2 设计任务根据确定的室内外气象条件,土建资料,人体舒适要求及热源情况设计该建筑物商场部分的空调系统和排风设计。1.3 设计目的本次设计为大三课程设计,要求根据专业有关规范和标准,综合应用所学知识在老师指导下独立分析

4、解决专业工程设计问题,培养整体设计的观念,能够利用语言,文字和图形表达设计意图和技术问题。2设计依据及指导思想2.1 建筑专业提出的平面图和剖面图2.2 设计任务书2.3 设计基本参数(1根据建筑物所在的地区是南京,按空调设计手册等有关规定确定。南京地区的采暖和空调室外参数为:表2.1 (2室内设计参数为:室内要求温度夏季保持26,冬季按各房间使用情况综合确定。2.4 国家主要规范和行业标准采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003;空气调节设计手册,中国建筑工业出版社,1996;住宅设计规范GB096-19990-20003;民用建筑节能设计标准GB5018-2005;住宅建筑规范G

5、B50189-2005;实用供热空调设计手册北京:中国建筑工业出版社,1993.高层民用建筑设计防火规范GB50045-20052.5 土建资料(1外墙:300mm厚加气混凝土砌块(热桥外贴70mm厚聚苯板;(2屋面构造:自上而下(140mm水泥砂浆卧铺地砖;(210mm防水层;(320mm水泥砂浆找平层;(470mm白灰炉渣找坡层;(5100mm现浇钢筋砼板;(620mm白灰砂浆面层;(635mm保温层(挤塑聚苯板(3窗户:铅合金中空玻璃窗2.6 设计指导思想课程设计是大学三年学习的一次全面总结,要综合运用所学的基础理论和专业知识以及贯彻科学、节能、绿色系统的总则,并联系实际来解决工程设计问

6、题。通过毕业设计,明确设计程序,设计内容及各设计阶段的目的要求。并满足国家及行业有关规范规定的要求,利用国内外先进的空调技术及设备,创建健康舒适的室内空气品质及环境。空调设计3.1 体形系数及窗墙比:由本建筑基本参数可得本建筑物体形系数为0.184,小于0.3,符合节能标准。窗墙比:东西向: 0南向: 0.211北向: 0.5743.2 传热系数的选择:(单位:W/(M2²K传热系数:表3.1 3.3 冷负荷组成(1通过围护结构传入室内的热量(2通过外窗进入室内的太阳辐射热量(3人体散热量(4照明散热量(5设备、器具、管道以及其他室内热源的散热量(6食品或物料的散热量(7渗透空气带入

7、室内的热量(8伴随各种散湿过程产生的潜热量3.4 负荷计算.外墙与屋顶:Qc(= KA(tc(-t Rtc(=(tc(+tdkakp上式中 Qc(t外墙或屋面的逐时冷负荷K外墙或屋面的传热系数A外墙或屋面的面积tR室内计算温度tc(外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度td地点修正值tc(ka外表面放热系数修正值kp吸收系数修正值.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:Qc(= KA(tc(-t R一般来说,非空调邻室温度波动较室外平缓的多,通过内墙、楼板、门窗、等内围护结构向空调房间传热形成的冷负荷可按下述稳定传热负荷来估计:Qc(=K

8、 i A i(t o.m+t a-t R式中 Qc(稳定热负荷,Wto.m夏季空气调节室外计算日平均温度,t R夏季空气调节室内计算温度ta邻室温升.外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷:Qc(=C w K w A w(tc( +td -t R 式中: C w传热系数修正值td地点修正值A w窗口面积Kw外玻璃窗传热系数tc(外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值.透过玻璃窗日射得热形成的逐时冷负荷:Qc(= C a A w C s C i D jmax C LQ式中 C a窗户的有效面积系数,D jmax地点修正系数,按规范取值C s窗玻璃的遮阳系数,C i窗内遮挡设施的遮阳系数,C LQ窗玻璃冷负荷系数.照

9、明:Qc(=1000n1n2NC LQ式中 N-照明灯具所需功率n1镇流器消耗功率系数n2灯罩隔热系数C LQ照明散热冷负荷系数.人体:显热形成的冷负荷:Qc(=q s nC LQ式中 q s不同室温和劳动性质成年男子显热散热量 C LQ人体显热散热冷负荷系数n室内全部人数群集系数潜热形成的冷负荷:Qc=q l nQc人体潜热散热形成的冷负荷q l不同室温呵劳动性质成年男子潜热散热量n室内全部人数群集系数.湿负荷人体:m w=0.278ng³0.000001式中m w人体散湿量kg/sg成年男子的小时散湿量 g/hn、同上式.建筑供暖设计热负荷基本公式传热系数的确定: .围护结构的基

10、本耗热量Q j=K j A j(tR -to.w式中 K j围护结构的传热系数;A j围护结构的计算面积;tR冬季室内空气的计算温度;to.w冬季室外空气的计算温度;围护结构的温差修正系数;.围护结构的附加(修正耗热量1朝向修正率基于太阳辐射得热量对房间供暖得有力作用和各朝向房间温度平衡要求而提出的对各部分基本耗热量的附加(或附减百分率。表3.2 2风力附加率风力附加耗热量是考虑室外风速超出常规而对围护结构基本耗热量的修正。由于我国大部分地区冬季室外平均风速大多在23m/s左右,一般建筑不考虑风力附加,本设计中也不加以考虑。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

11、,可以用考虑外门附加率。阳台门不应考虑外门附加率。4高度附加率是在考虑房间高度过大时,由于存在竖向温度梯度而使围护结构基本耗热量附加的耗热量。房间高度大于4m时,每高出1m应附加2%,但总的附加率不因大于15%。总热负荷为所有围护结构的热负荷总量与设备照明散热量逐时最小值的差值。新风负荷计算Q=Mo(ho-h RQ夏季新风冷负荷;Mo新风量;(按每人20m3/h算,即m o=1.2³20/3600=0.00667kg/s. Mo=m o n,n为室内人数ho室外空气的焓值;h R室内空气的焓值;以商场三层为例,房间负荷计算见:附表A:商场一层空调负荷计算表附表B:商场二层空调负荷计算

12、表附表C:商场三层空调负荷计算表3.5 系统方案确定传统的空调方案有单风道一次回风系统和风机盘管加独立新风的空调方式。下面就集中式系统和风机盘管+独立新风进行比较:表4.1 表12.集中式系统和风机盘管+独立新风进行比较表风机盘管和诱导器的比较: 表4.2 通过以上的空调系统的比较,结合实际的空调建筑可以看出在大空间的空调房间一般都采用集中式空调系统,这种空调方式送风量大,可以充分进行换气,室内空气污染小,过度季节新风可以调节,由于空气处理设备集中在机房,管理维护方便;集中式空调可以实现全年多工况节能运行调节,达到经济的效果:在一些写字楼和办公楼的空调房间普遍采用风机盘管+独立新风的空调方式,

13、风机盘管可独立调节室温,各空调房间的空气调节互不影响。集中式空调系统分一次回风系统和二次回风系统,两者差别在于一次回风系统用再热器解决送风温差受限制的问题,而二次回风系统则采用在喷水室后与回风再次混合的方法代替再热器。综上所述:本设计商场一层采用风机盘管加独立新风系统,二层和三层选用集中式全空气一次回风式系统。3.6 商场各层空调设计1.风量计算及焓湿图:(一(1商场一层:以商场一为例:最大冷负荷出现在13:00,其值为9245.37W,湿负荷为1.593g/s,热湿比为5803.75。采用风机盘管加独立新风系统。(2新风量计算:新风量的确定包括三个方面,稀释人群本身和活动所产生的污染,补充排

14、风量,保持正压新风量,为前两部分所得和与第三部分比较取最大值。(3在本室中,新风量计算按人员算:V=nv,=35³20=700M3/h(4空气处理过程用焓湿图: (5新风冷负荷: 9.2kw送风量: 2006 M3/h 回风量:1306 M3/h(6换气次数校核:n=V/v=2006/334.4=6>5次。符合要求。(二(1二层商场:最大冷负荷出现在13:00,其值为96343W,湿负荷为16.389g/s,热湿比为5878.5,其新风量按人员计算:V=nv=360³20=7200M3/h.采用一次回风系统。(2焓湿图: (3系统所需冷量: 商场冷负荷: 96.343

15、kw新风冷负荷: 66.681kw 送风量: 22519m3/h, 回风量:15319m3/h.(4换气次数校核:n=V/v=22519/3097.6=7.27次>5次,符合要求。(三(1三层商场:最大冷负荷出13:00,在其值为100.44W,湿负荷为11.92g/s, 热湿比为7194,新风量计算:V=nv=M3/h.采用一次回风系统。(2焓湿图: (3商场冷负荷: 100.44kw新风冷负荷: 66.681kw送风量: 25385kg/s 回风量: 18185kg/s(4换气次数校核:n=V/v=25385/3678.4=6.9>5次。符合要求。风系统设计送风系统设计的基本任

16、务是:1.确定风管和风口的形状和尺寸;2.计算风管的压力损失,即风管的水力计算。风管的水力计算方法较多,对于高速送风系统采用静压复得法;对于低速送风系统,大多采用等压损法和假定流速法。等压损法以单位长度风管的压力损失相等为前提,在已知总作用压力的情况下,取最长的环路或压力损失最大的环路,将总的作用压力值平均分配给风管的各个部分,再根据各部分风量和所分配的压力损失值确定风管的尺寸;假定流速法是根据噪声和风管本身的强度,并考虑到运行费用来设定。本设计中,全空气系统风口用散流器平送,风机盘管加独立新风系统采用散流器侧送。散流器顶部平送送风系统水力计算以三层商场的送风系统为例:商场的空调面积798m2

17、,总冷负荷10044W,湿负荷16.32g/s,总风量25385m3/h,新风量为3.0 m3/s。送风方式采用上部平送的的方式。设计拟选用方形散流器作为送风口,每个散流器的出风量为668m3/h。送风系统布置图如下图: 以商场三层为例,送风管水力计算见后面附表:注:水力不平衡率一般不超过15%,不平衡率超过15%的在运行时采用阀门调节。附表E:商场二层风管水力计算表附表F:商场三层风管水力计算表注:附表D:商场一层风管的水力计算表为新风系统风管水力计算表气流组织计算以商场三层的送风系统为例:(本计算依据空气调节设计手册第二版(1三层的净高为3.6m,总的送风量为25385m³/h商

18、场有效面积为964m2,单位面积送风量: Ls=25385/964=17.62m³/h,风口个数为38个,每个散流器的送风量为 Ls=25385/38=668m³/h。(2散流器的校核计算:颈部风速Vo=L/Nf=( 25385/3600/(38*0.05=3.71m2/s=0.05³0.9=0.045 m2/s实际面积约为颈部面积的90,即 F散流器实际出口风速 Vo=3.71/0.9=4.12m/s(c求射流末端速度为0.5 m/s的射程(其中:K送风口常数,多层锥面散流器为1.4,盘式散流器为1.1;平送射流原点与散流器中心的距离(m,多层锥面散流器取0.0

19、7 m;X(e如果送冷风,则室内平均风速为Vm=0.2 m/s;送热风时平均风速Vm=0.12 m/s。所选散流器符合要求。水系统设计本设计当中,商场一层采用风机盘管加独立新风系统,根据个房间的冷热负荷和风量,所选的风机盘管的型号如下:商场三、商场五、商场六、商场八选用42CE004200A,风量为750m3/h,制冷量3.74kw。商场四、商场七、商场九选用42CE003300A,风量为550m3/h,制冷量2.82kw。商场二、商场一采用42CE014300A,风量为2380m3/h,制冷量2.82kw。商场十选用两个此型号的风机盘管。物业办公室选用42CE012300A,风量为2040m

20、3/h,制冷量11.6kw。商场办公室选用42CE0015200A,风量为900m3/h,制冷量4.5kw。连接风机盘管的水管的分别为供水管、回水管、凝水管。以商场一为例,三种管的水力计算见:附表G:商场三层水管水力计算表3.7 回风系统的设计在本设计空调系统中,是利用部分的回风和新风混合经过处理后送近空调房间。即满足了卫生要求,空调运行也经济。采用一定量的回风,能达到节能的效果,空调的回风量影响到空调运行的经济性。一回风口布置方式和吸风速度回风口不应设在射流区和人员长时间停留的地点;室温允许波动范围±0.10.2的空调房间,宜采用双侧多风口均匀回风;±0.51的空调房间,

21、回风口可以布置在房间的同一撤;>±1,且室温参数相同或相近似的多房间空调系统,可采用走廊回风;回风口的回风量应能调节,可采用带对开式多叶阀的回风口,也可采用设在回风支管上的调节阀;常用的回风口的型式:单层百叶风口、固定百叶格栅风口、网板风口、蓖孔和孔板风口等。也有与过滤器组装在一起的条缝活芯回风口。二回风系统的设计(以商场三层为例:送风量为Ls=25385m³/h,回风量为Lh=18185m³/h,选用两个风机,选双层活动百页风口,左边四个,右边5个,风口尺寸为400x320。以商场三层为例,回风管水力计算见后面附表:附表E:商场二层风管水力计算表附表F:商

22、场三层风管水力计算表3.8 设备选型空调机组的选型本次设计中,空调机组选型为特灵产品LPCQ型立式柜机和吊顶机组。LPCQ型名义工况为:制冷量测定冷水为进水温度7,进出口温差5,空气DB为35, WB为28.3。由于设计工况和名义工况不相符合,故要将名义工况下制冷量换算到设计工况下冷量来选择型号,本次设计中选型时采用校核性计算:推算公式: 式中:Qt,Qs-设计工况下风机盘管全热制冷量和显热制冷量,WQt.n,Qs.n-名义工况下风机盘管全热制冷量和显热制冷量,Wt1,twb1-设计工况下风机盘管进风干球温度和湿球温度,Mw,Mwn-分别为设计工况下和名义工况下水流量,Kg/h所选机组如下:商

23、场一层选择No8C,4排,风量6876m3/h,对应风机机外静压381Pa,风机转速630r/min,电机功率2.2kw;商场二层(右选择No8C,4排,风量10791m3/h,对应风机机外静压334Pa,风机转速630r/min,电机功率2.2kw;商场二层(右选择No8C,4排,风量13292m3/h,对应风机机外静压391Pa,风机转速710r/min,电机功率2.2kw;商场三层(左选择No8C,4排,风量11749m3/h,对应风机机外静压308Pa,风机转速630r/min,电机功率2.2kw;商场三层(右选择No8C,4排,风量14977m3/h,对应风机机外静压496Pa,风机转速800r/min,电机功率3kw;3.9 消声计算一设备机房噪声控制设计的主要措施 二空调系统的消声由于本大楼选用的设备其本身(机房设备除外的噪声不大,同时风管通过静压箱的消声处理,基本上能满足室内的噪声等级要求。消声