课设暖通空调课程设计

1、2011年12月目 录目 录 . 0暖通空调课程设计任务及指导书 . 1第一章 绪论 . 3第二章 空调系统方案的比较及确定 . 5第三章 空调负荷的计算 . 10第四章 空调设备选择计算 . 22第五章 空气分布 . 25参考文献 . 28附录A 风管系统水力计算书 . 29附录 B 新风机组选择表 . 38北京建筑工程学院课程设计暖通空调课程设计任务及指导书一、 目的“暖通空调课程设计”主要是为了配合建筑环境与设备工程专业必修课学习进行的设计实践环节。目的是使学生结合题目要求，利用课堂所学的理论知识进行暖通空调工程系统选择、设计和计算，复习和巩固理论教学的内容，通过设计了解工程设计的方法、

2、步骤，初步掌握暖通空调工程制图的技能。二、 题目1某房间空调工程设计三、 原始资料、设计条件：1、房间用途、人数、设备、使用时间等；室内照明；空调设计运行时间；可对其中一个房间进行详细负荷计算，其余可按面积估算；2、建筑地处地区；室内、外设计参数按规范选取。室内噪声标准要求不超过45dB（A）。、土建条件1、建筑物（或设计范围内）的平、剖面图（要求附在说明书中）。2、外墙基本条件：墙体厚度、保温材料性能等；内墙墙体厚度、保温材料性能等；1北京建筑工程学院课程设计屋顶厚度、保温材料性能等；3、外窗形式、大小、玻璃厚度、遮阳设施等；4、层高。四、设计要求1、设计集中式空调系统，或风机盘管加新风系统

3、、或VRV系统；2、冷负荷对一个房间进行详细计算，其它按面积指标考虑。五、设计内容、 房间的冷、湿负荷计算、 夏季工况分析、 空调处理设备选择、 布置风道进行水力计算、 室内气流组织计算、 绘图（达到施工图要求）。六、上交成果、 课程设计说明计算书（含目录）、 风道平面图、剖面图（要求达到施工图要求）；、 空调风道系统图、 空调机房平、剖面图（详图）、或盘管布置详图等。 说明：设计说明及计算书、表格（A4纸张装订）要求不少于1万字数； 图纸要求计算机绘制，2号图纸3张（或相当的工作量）。七、参考进度时间2周，计算及绘图各一半。八、参考资料1. 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-200

4、3版）2. 暖空调制图标准（GB/T 50114-2001）3. 民用建筑暖通空调设计技术措施（第二版）顾兴莹中国建筑工业出版社 1996年2月4. 简明空调设计手册赵荣义中国建筑工业出版社 1998年12月2北京建筑工程学院课程设计5. 建筑设备施工安装通用图集91SB6（通风与空调工程）华北地区建筑设计标准化办公室第一章 绪论1.1设计目的建筑是人们生活和工作的场所，而建筑内的环境对人的寿命、工作效率、产品质量等起着极为重要的作用。同时，由于多年来城市化工业化进程的不断加深，伴随着能源的大量开采及不合理利用，导致能源紧缺的问题日益严重。为了响应国家节能减排的号召，设计良好的与低能耗运行的中

5、央空调系统已成为普遍的需求，也对减少经济支出、保护地球的生态环境有着积极的意义。而课程设计是把理论知识应用于实践工程的绝佳的锻炼机会。在课程设计中不仅要求我们熟练掌握暖通空调科目所学的理论知识外，还要熟习和掌握国家有关的建设方针政策，综合运用所学的基础理论和专业知识，联系实际来解决工程设计问题。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和各工种间的必要配合。重庆星光办公楼空调工程系统设计，该建筑总建筑面积达22481.13平方米，总高度105.5米，共29层。是一栋以办公为主，功能多样化的高层建筑。设计的主要目的是满足建筑物的温、湿度以及新鲜空气量要求的设计，即为常见的舒适型空

6、调设计。但这次设计的任务是艰巨的，无论从建筑面积、还是建筑高度来讲，都是一次全新的挑战，全面综合考验了自我设计的能力。通过这次设计，我能对专业知识进行更有效的应用，把知识与实践结合起来，在设计中发现问题、解决问题，获得一定的实际设计能力，为以后学习和工作打下良好的基础。3北京建筑工程学院课程设计1.2 设计要求1.2.1 初步设计：学生接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。根据有关设计规范及概算指标，对冷负荷进行初步估算，初步确定末端设备、容量、台数、面积并确定送、排风方式。1.2.2 施工图设计a设计计算

7、计算室内冷、湿负荷； 确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总风量； 根据冷量和风量确定选用空气处理设备、绘出空气处理系统草图； 夏季运行工况调节分析； 确定室内气流组织形式，进行气流组织计算； 进行系统风道布置及管道水力计算；b绘图图纸应包括首页图、空调系统布置平面图、系统图、大样图、。4北京建筑工程学院课程设计第二章 空调系统方案的比较及确定2.1建筑概况重庆星光办公楼，是一个建筑组成复杂、用途各不相同的高层大空间建筑。大楼总建筑面积为22481.38m,其中空调面积为17951.10。大厦主楼地面29层，地下3层，其中地下1层层高2.7米，地下23层层高3.6米，1层

8、层高5米，26层层高4.2米,712层层高3.1米，13层3.8米，14层3.4米，1524层3.1米，25层4.8米，2627层3.1米。二到六层为营业厅，七到二十四层为大空间办公，二十五、二十六层为综合会议室，二十七层到二十八层为客房，二十九层为活动室。2.2方案的初步确定2.2.1空调水系统的选取冷水系统方案的确定及优缺点如下表：表2.1 冷水系统优缺点5北京建筑工程学院课程设计基于本建筑的特点、同时考虑到节能与管道内清洁等问题，因而采用了闭式系统，不与大气相接触，在机房设气体定压罐定压。这样不仅使管路不易产生污垢和腐蚀，6北京建筑工程学院课程设计不需要克服系统静水压头，且水泵耗电较小。

9、水系统设为异程式两管制。2.2.2空调风系统的选取a.空调风系统的划分原则(1).能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求；(2).初投资和运行费用综合起来较为经济；(3).尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；(4).尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试。b.方案比较表2.2 全空气系统与风机盘管水系统方案比较续表7北京建筑工程学院课程设计表2.3 风机盘管+新风系统的特点8北京建筑工程学院课程设计本设计为办公楼的空调系统设计，办公室，会议室，娱乐室等不同要求房间多，功能复杂，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式为

10、：新风与风机盘管送风分别由独立风口送出。 9北京建筑工程学院课程设计第三章 空调负荷的计算3.1主要设计参数3.1.1室外气象参数基本信息城市经度 106.46 纬度 30夏季参数空调室外干球计算温度 36.5 空调室外失球计算温度 27.3 空调日平均温度 32.5 室外通风计算温度 33 最热平均月相对湿度（%）风速（m/s） 1.4 大气压力（Pa） 97320 大气透明度 5冬季参数室外采暖计算温度 4 室外空调计算温度 2 室外通风计算温度 7 最冷月平均相对湿度（%）平均风速（m/s） 1.2 最多风向平均风速（m/s）大气压力（Pa） 99120 重庆市10 75 82 2.2北

11、京建筑工程学院课程设计冬季冷风渗透量朝向修正东 0.55 南 0.15西 0.4 北 1东南 0.2 西南 0.15东北 0.6 西北 1 3.1.2室内设计参数表3.1 室内设计参数表3.1.3 建筑热工本围护结构是由多层匀质材料组成的，而不是固定型的，故不能直接从附表中查到K值，需按照给出的各种材料从设计手册图中查出其厚度、导热系数来进行围护结构的传热系数计算，计算公式如下：R=K=1an+åd1（3-1） +law1(3-2) RR热阻；11北京建筑工程学院课程设计K多层匀质材料组成的结构的传热系数，W/m2.；n内表面换热系数，W/m2.K；w外表面换热系数；W/m2.K；各

12、层建筑材料的厚度，m；各层建筑材料的导热系数，W/m.K。主要围护结构的材料组成如下：外墙：从外至内 釉面砖水泥砂浆空心砖水泥砂浆白灰;地面(从上至下)：水泥砂浆钢筋混凝土板白灰；屋面(从外至内):二毡三油绿豆砂水泥砂浆泡沫钢筋混凝土石油沥青隔气层钢筋混凝土板隔音层；外门：金属框单层玻璃门；外窗：单框双玻塑钢窗；从民用建筑采暖设计与施工安装手册中查得：n=8.7 W/m2.K w=23.3 W/m2.K。二毡三油绿豆砂：=0.17 W/m.K，=0.01m；水泥砂浆：=0.93 W/m.K，=0.02m；泡沫钢筋混凝土：=0.23 W/m.K，=0.15m；石油沥青隔气层：=0.27 W/m.

13、K，=0.15m；钢筋混凝土板：=1.55 W/m.K，1=0.13m，2=0.38m；隔音层：=0.05W/m.K，=0.10m；白灰抹面：=0.69 W/m.K，=0.01m；水泥砂浆：=0.93 W/m.K，=0.02m；空心砖：=0.58 W/m.K，=0.24m；釉面砖：=2.91 W/m.K，=0.01m。a、屋面传热系数：R=K=1an+åd110.010.030.101+=+=3.53 (3-3) law30.230.271.550.0523.311=0.28(W/m2.K） (3-4) R3.53b、外墙传热系数：12北京

14、建筑工程学院课程设计R=K=1an+åd110.010.240.010.011+=+´2+=0.61 (3-5) law8.70.930.580.692.9123.311=1.64(W/m2.K） (3-6) R0.61c.砖墙加玻璃幕墙传热系数：R=K=1111=+=0.95 (3-7)KnKw1.642.9311=1.05(W/m2.K） (3-8) R0.95d、内墙传热系数：R=K=1an+åd110.020.240.02+=+=0.587 (3-9) law8.70.690.580.6911=1.70(W/m2.K） (3-10) R0.587e、楼板传

15、热系数：R=1an+åd110.030.380.02+=+=0.42 (3-11) law8.70.931.550.69K=11=2.37(W/m2.K） (3-12) R0.42由暖通空调教材附录得单层窗的传热系数Kw=2.93W/(m2.K),查民用建筑采暖设计与施工手册得木制内门的传热系数为K=2.91 W/(m2.K)，各传热系数见下表：表3.2 维护结构传热系数汇总表3.2 空调冷负荷的计算3.2.1 空调房间的冷负荷包括：13北京建筑工程学院课程设计1）由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑围护结构传入室内的热量形成的冷负荷；2）人体散热、散湿形成的冷负荷；3）灯光照明形

16、成的冷负荷；4）其他设备散热形成的冷负荷。空调房间的冷负荷是确定送风系统风量和空调设备的依据。由于室内外温差和太阳辐射热的作用,通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷与室外气象参数(太阳辐射热、室内外温度)、围护结构和房间的热工性能有关，传入室内的热量并不一定立即成为室内冷负荷。其中对流形成的得热量立即变成室内冷负荷，辐射部分的得热量经过室内围护结构的吸热放热后，有时间的衰减和数量上的延迟。因此，必须采用相应的冷负荷系数。本设计中采用的就是冷负荷系数法。3.2.2 空调房间冷负荷计算依据冷负荷主要应用的公式如下：（1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷CL=KF（t c（）tR） (3-13) C

17、L外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷的逐时值，W；K围护结构传热系数，W/m2·K;F围护结构计算面积，m2;tR室内温度°C;t c（）外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值。（2）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下式计算：CL=KFt (3-14)当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙、楼板的温差传热负荷，按式：CL=KFtpj估算，tpj取零朝向数据，查得tpj=4。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：CL= CL= KF（twp+tls-tR） (3-15) CL稳态

18、冷负荷，W；14北京建筑工程学院课程设计twp夏季空调室外计算日平均温度，；tR夏季空调室内计算温度，。tls邻室计算平均温度。（3）窗户1） 窗户瞬变传导得热形成的冷负荷CL=KwFw（t c（）tR） (3-16) CL外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷的逐时值，W；Kw 外玻璃窗传热系数，W/m2·K;Fw窗口计算面积，m2;tR室内计算温度°C;t c（）外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值。2） 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷的计算方法CL=CaAwCsCiDjmaxCLQ Ca有效面积系数；Aw窗口面积；Cs窗玻璃的遮阳系数；Ci窗玻璃的内遮阳系数；Djmax最大日射得

19、热因数；CLQ窗玻璃的冷负荷系数。（3）室内热源散热引起的冷负荷电热设备的散热量：Qs=1000n1n2n3 n4N (3-18) N电热设备的安装功率；n4考虑排风带走的热量系数n1利用系数；n2电热设备负荷系数；n3同时使用系数。（4）照明散热形成的冷负荷荧光灯CL=1000n1n2NCLQ (3-19) CL灯具散热形成的冷负荷；n1镇流器消耗功率系数；15 3-17) （北京建筑工程学院课程设计n2灯罩隔热系数；CLQ照明散热冷负荷系数。（5）人体散热形成的冷负荷1）人体显热散热形成的冷负荷：Q c()=qsnCLQ (3-20) Q c()人体散热形成的冷负荷qs不同室温和劳动强度成

20、年男子显热散热量；n室内全部人数；群集系数；CLQ人体显热散热2）人体潜热散热形成的冷负荷：Qc=qln (3-21) Qc人体潜热散热形成的冷负荷ql不同室温和劳动强度成年男子潜热散热量；n, 同前式3.3空调湿负荷的计算依据空调湿负荷是指空调房间内湿源（人体散湿、敞开水池或槽表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量。由于本建筑内只有人体散湿，故只计算人体散湿量。人体散湿量按下公式计算：mw=0.001ng (3-22) 式中mw人体散湿量，kg/h；g成年男子的小时散湿量，g/h；n室内全部人数；群集系数。16北京建筑工程学院课程设计3.4 一层大厅1001房间冷、湿负荷计算17北京建筑工程学

21、院课程设计18北京建筑工程学院课程设计北京建筑工程学院课程设计20北京建筑工程学院课程设计21北京建筑工程学院课程设计第四章 空调设备选择计算4.1风机盘管的选择计算4.1.1风机盘管加独立新风系统的处理过程以及送风参数计算其夏季处理过程焓湿图如下：图4.1 夏季风机盘管处理过程焓湿图W室外空气参数，N室内设计参数， M风机盘管处理室内的空气点， O送风状态点，室内热湿比，fc风机盘管处理的热湿比。新风处理到室内等焓点与机器露点的焦点，其不承担室内冷负荷。 其中：热湿比： QC/W总送风量： G= QC/（HN-HO）新风量： GW22北京建筑工程学院课程设计FCU的风量： GF=G-GW对于

22、M点焓值的确定： GW/GF=（HO-HM）/（HL-HO）注：以上处理过程是在不考虑管道、设备温升或其保温性能很好时的得到的近似设计计算过程。根据以上计算过程，可初步选取空气处理设备。4.1.2风机盘管的选择计算举例以一层101房间为例，房间的冷负荷为Q=3.954kw，湿负荷M=0.253g/s，室内空气计算温度tn=24OC，相对湿度60，室外干球温度tw=36.5OC，相对湿度为75，该房间室内人员3人，总新风量为903/h。其焓湿图如下：图4.2风机盘管处理焓湿图查焓湿图可得： HN=HL=52.8KJ/KGHW=112.8KJ/KG其中：热湿比 ： =Q/M=3954/0.253=

23、15642.2KJ/KG热湿比线与相对湿度90的线相交即为O点，此时是风机盘管在最大温差下的送风状态点。送风温差经计算为7.4OC。23北京建筑工程学院课程设计查焓湿图可知： HO=43KJ/KG房间总风量： G=Q/（HN-HO） =3954/（52.8-43）=403.47m3/h风机盘管的风量 ： GF=G-GW=403.47-90=313.47 m3/hG总=1.05*1.1*GF=1.05*1.1*313.47=362 m3/h其中1.1为风量放大系数，在1.05-1.15之间；1.1为风机盘管湿工况积尘系数； GW/GF=（HO-HM）/（HL-HO）HM=42.2KJ/KG冷量Q

24、=GF*（HN-HM）=313.47*（52.8-42.2）=3322.8W=3.3228KW根据：冷量Q=1.1×3.3228=3.655kw,风量 G总=362 m /h选风机盘管型号，当风量和冷量不匹配时，且实际焓降名义焓降，选型时按风量优先，得其型号为FP-85 风量8503/h，名义冷量4500W。其他房间的风机盘管选型如附录。注：风机盘管机组的选择都选用了中速制冷量、中速风速。所选的盘管实际制冷量要比所需要的大很多，但可以通过调节盘管水流量，提高回水温度来调节。4.1.3风机盘管的布置风机盘管机组空调系统的新风供给方式采用由独立新风系统供给室内，经过处理过的新风从进风总风

25、管通过支管送入一段短风道，新风与风机盘管出风均设单独送风口。单独设置的新风机组，可随室外空气状态参数的变化进行调节，保证了室内空气参数的稳定，房间新风全年都可以得到保证。风机盘管机组的供水系统采用双水管系统，过渡季节尽量利用室外新风，关闭空调机组关闭供水。4.1.4 风机盘管系统的水系统风机盘管系统的水系统与采暖系统相似（双水管时），故可以采用两管制水系统（如下图）。供回路水管各一根，具有简便、初期投资低等优点。系统设计时应注意把膨胀水管接在回水管上，此外管路要有坡度，并考虑排气和排污装置。3图4.3 风机盘管二管制水系统24北京建筑工程学院课程设计风机盘管机组在使用过程中应该注意的几个问题1

26、）定期清洗滤尘网，以保持空气流动畅通；2）定期清扫换热器上的积灰，以保证它具有良好的传热性能；3）风机盘管制冷时，冷水进口温度一般采用7-10，不能低于5，以防止管道及空调器表面结露；4）当噪声级很高时，可以在机组出口和房间送风口之间的风道内做消声处理。4.2新风机组的选择计算新风机组计算方法与风机盘管计算方法基本相同。这里不再详细阐述，具体选择请看新风机组选择附表。4.2.1新风机组的布置新风机组的布置与每层建筑的建筑形式有关，由于单层的新风量不大，即每层只需布置一个新风机组，需布置在容易引进，使风管最近和最不利环路阻力较为平衡的位置，且各新风支管出口直接接入室内。4.2.2新风入口注意事项

27、1）新风进口位置：本系统采用独立的新风系统，因此只须考虑风机盘管机组配置合理；布置时应尽量使排风口与进风口远离，进风口应尽量放在排风口的上风侧；为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部应距地面不宜低于2m。2）新风口其他要求：进风口应设百叶窗，以防雨水进入，百叶窗应采用固定的百叶窗，在多雨地区，宜采用防水的百叶窗。第五章 空气分布空气分布又称气流组织，也就是设计者要组织空气合理的流动。大多数空调与通风系统都需要向房间或被控制区送入和排出空气，不同形状的房间、不同的送风口和回风口形式和布置、不同大小的送风量都影响室内空气的流速分布、温湿度分布和污染物浓度分布。室内气流速度、温湿度都是人体热舒适的要素，

28、而污染物浓度时空气品质的重25北京建筑工程学院课程设计要指标。因此，要想使房间内人群的活动区域成为一个温湿度适宜，空气品质优良的环境，不仅要有合理的系统形式及对空气的处理方案，而且要有合适的空气分布。5.1布置气流组织分布此次设计属于舒适性空调设计，在此设计中气流组织采用两种形式：1）散流器平送单层百叶回风的气流组织形式，送出的气流为贴附于顶棚的射流。射流下侧吸卷室内空气，射流在近墙下降，回风口远离散流器。工作区为回流区，该模式的通风效率低于侧送风，换气效率约为0.3-0.6。2）双层百叶侧送单层百叶底回的气流组织形式。侧送风口的安装离顶棚距离越近，且又以1520度仰角向上送风时，则可加强贴附

29、，借以增加射流。合理地组织气流流线的问题，主要是考虑送风口的位置，回风口的影响较小，对于局部热源应尽可能处在工作区的下风侧或者接近回风。设计侧顶送风口的调节应达到一下的要求：、各风管之间风量调节；、射流轴线水平方向的调节，使送风速度均匀，射流轴线不偏斜； 、水平面扩散角的调节；、竖向仰角的调节，一般以向上1020度的仰角，加强贴附，增加射程。表6.1 公共建筑风管建议风速、流量5.2散流器布置的原则1) 布置时充分考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物（如柱）； 2) 一般按对称布置或梅花形布置；26北京建筑工程学院课程设计3) 每个方行散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形；如果散流器服务区的长度比大于1.25时，宜选用矩形散流器;如果采用顶棚回风，则回风口应布置在距散流器最远处；4) 散流器送风气流分布计算，主要选用合适的散