空調(diào)課程設(shè)計--別墅空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　環(huán)境與市政工程學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題目： 空調(diào)課程設(shè)計 </p><p>　　姓名： __學(xué)號：__ </p><p>　　專業(yè)：建筑環(huán)境與設(shè)備工程 班

2、級:_09級1班_____</p><p>　　2012年9月14日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．設(shè)計目的………………………………………………………………2</p><p>　　2．設(shè)計原始資料…………………………………………………………2</p><p>

3、;　　2.1設(shè)計概況………………………………………………………………………2</p><p>　　2.2室外設(shè)計參數(shù)…………………………………………………………………2</p><p>　　2.3室內(nèi)設(shè)計參數(shù)…………………………………………………………………2</p><p>　　2.4土建資料………………………………………………………………………3</p&g

4、t;<p>　　3．空調(diào)方案………………………………………………………………3</p><p>　　4．空調(diào)負荷計算…………………………………………………………3</p><p>　　4.1夏季冷負荷計算………………………………………………………………3</p><p>　　4.2冬季熱負荷計算………………………………………………………………8<

5、/p><p>　　4.3計算結(jié)果………………………………………………………………………9</p><p>　　5．風(fēng)機盤管選型及計算………………………………………………10</p><p>　　6．水力計算………………………………...………………..…………10</p><p>　　6.1冷凍水水力計算………………………………………………………

6、..........10</p><p>　　6.2冷凝水水力計算……………………………………………………………...11</p><p>　　7．氣流組織……………………………………………………………..12</p><p>　　參考文獻……………………………..………………………………....13</p><p><b>　　設(shè)

7、計目的</b></p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生運用《通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程》課程學(xué)習(xí)中所掌握的理論和技術(shù)知識解決實際工程問題，進一步其提高設(shè)計計算、制圖、使用設(shè)計參考資料和規(guī)范的能力。通過課程設(shè)計的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法，鞏固所學(xué)理論知識，并運用這些知識解決實際工程問題。</p><p><b>　　設(shè)計原始資料</b></p>

8、<p><b>　　2.1設(shè)計概況</b></p><p><b>　　設(shè)計地點：沈陽市</b></p><p>　　設(shè)計題目 ：沈陽市中聯(lián)建業(yè)別墅空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　建筑概況：沈陽市中聯(lián)建業(yè)別墅共四層，各層層高均為3.3米，窗高1.8米。</p><p><b&g

9、t;　　2.2室外設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　按照《暖通空調(diào)規(guī)范實施手冊》中規(guī)定的室外計算計算參數(shù)是按全年少數(shù)時間不保證室內(nèi)室內(nèi)溫濕度標準而制定的，查得沈陽市室外設(shè)計參數(shù)（見表1-1）。</p><p>　　表1-1 室外設(shè)計參數(shù)</p><p><b>　　2.3室內(nèi)設(shè)計參數(shù)</b></p><p&g

10、t;　　按照《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，對于舒適性空調(diào)，所有房間均采用表1-2所示室內(nèi)設(shè)計參數(shù)。</p><p>　　表1-2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)</p><p><b>　　空調(diào)方案</b></p><p>　　本建筑為沈陽市中聯(lián)建業(yè)別墅，房間主要使用功能為臥室、起居、活動室等?？照{(diào)方案若采用全部由集中空調(diào)機房輸送處理后的空氣進入建筑物去

11、承擔(dān)熱濕負荷，雖然可行，空氣品質(zhì)也更好，但是需要專門的設(shè)備機房，而且風(fēng)道龐大、占用房間吊頂空間也較大，會降低建筑物的使用層高，而影響建筑物整體的設(shè)計，因此考慮同時使用水系統(tǒng)以負擔(dān)室內(nèi)熱濕負荷。針對本建筑的房間使用功能和使用時間，末端采用風(fēng)機盤管的空調(diào)方案。風(fēng)機盤管采用吊頂暗裝帶下回風(fēng)箱型。</p><p><b>　　空調(diào)負荷計算</b></p><p>　　空調(diào)負荷

12、是指空調(diào)房間冷（熱）負荷和濕負荷?？照{(diào)房間冷（熱）負荷、濕負荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量及空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。</p><p>　　室內(nèi)冷熱負荷、濕負荷的計算是以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求保持的空氣參數(shù)為依據(jù)。</p><p>　　4.1夏季冷負荷計算</p><p>　　空調(diào)房間的得熱量由下列各項得熱量組成：</p><p>　　1.通過圍護結(jié)構(gòu)

13、傳入室內(nèi)的熱量；</p><p>　　2.透過外窗進入室內(nèi)的太陽輻射熱量；</p><p><b>　　3.人體散熱量；</b></p><p><b>　　4.照明散熱量；</b></p><p>　　5.滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量；</p><p>　　確定房間計算冷負荷時，

14、應(yīng)根據(jù)上述各項得熱量的種類和性質(zhì)，以及房間的蓄熱特性，分別逐時計算，然后逐時疊加，找出綜合最大值。</p><p>　　房間散濕量由下列各項散濕量構(gòu)成：</p><p><b>　　1.人體散濕量；</b></p><p>　　2.滲透空氣帶入室內(nèi)的濕量；</p><p>　　確定房間計算濕負荷時，應(yīng)根據(jù)上述濕源的種類。

15、選用不同的群集系數(shù)、負荷系數(shù)和同時使用系數(shù)，分別逐時計算，然后逐時疊加，找出綜合最大值。</p><p>　　冷負荷計算依據(jù)和公式：</p><p>　　1.外墻和屋面?zhèn)鳠崂湄摵捎嬎愎剑?lt;/p><p>　　外墻或屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠嬎銜r刻冷負荷Qτ(W)，按下式計算：</p><p>　　Qτ=K·F·Δtτ-ξ <

16、/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　F-計算面積，單位㎡；</p><p>　　τ-計算時刻，點鐘；</p><p>　　τ-ξ-溫度波的作用時刻，即溫度波作用于外墻或屋面外側(cè)的時刻；Δtτ-ξ-作用時刻下，通過外墻或屋面的冷負荷計算溫差，簡稱負荷溫差，℃。</p><p>

17、　　注：例如對于延遲時間為5小時的外墻,在確定16點房間的傳熱冷負荷時,應(yīng)取計算時刻τ=16,時間延遲為ξ=5,作用時刻為τ-ξ=16-5=11。這是因為計算16點鐘外墻內(nèi)表面由于溫度波動形成的房間冷負荷是5小時之前作用于外墻外表面溫度波動產(chǎn)生的結(jié)果。</p><p>　　當外墻或屋頂?shù)乃p系數(shù)β<0.2時，可用日平均冷負荷Qpj代替各計算時刻的冷負荷Qτ：</p><p>　　Qp

18、j=K·F·Δtpj </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Δtpj-負荷溫差的日平均值，℃。</p><p>　　2.外窗的溫差傳熱冷負荷</p><p>　　通過外窗溫差傳熱形成的計算時刻冷負荷Qτ按下式計算：</p><p>　　Qτ=a&#

19、183;K·F·Δtτ</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Δtτ-計算時刻下的負荷溫差，℃；</p><p><b>　　K-傳熱系數(shù)；</b></p><p><b>　　a-窗框修正系數(shù)。</b></p>

20、<p>　　3.外窗太陽輻射冷負荷</p><p>　　透過外窗的太陽輻射形成的計算時刻冷負荷Qτ，應(yīng)根據(jù)不同情況分別按下列各式計算：</p><p>　　a,當外窗無任何遮陽設(shè)施時：</p><p>　　Qτ=F·Xg·Jwτ </p><p><b>　　式中：</b></p&g

21、t;<p>　　Xg-窗的構(gòu)造修正系數(shù)；</p><p>　　Jwτ-計算時刻下，透過無遮陽設(shè)施玻璃太陽輻射的冷負荷強度,W/㎡。</p><p>　　b,當外窗只有內(nèi)遮陽設(shè)施時</p><p>　　Qτ=F·Xg·Xz·Jnτ</p><p><b>　　式中：</b><

22、;/p><p><b>　　Xz-內(nèi)遮陽系數(shù)；</b></p><p>　　Jnτ-計算時刻下，透過有內(nèi)遮陽設(shè)施玻璃太陽輻射的冷負荷強度,W/㎡。</p><p>　　c,當外窗只有外遮陽板時</p><p>　　Qτ=[F1·Jwτ+(F-F1) ·Jwτ0] ·Xg </p>

23、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　F1-窗口受到太陽照射時的直射面積，㎡。</p><p>　　Jwτ0-計算時刻下，透過無遮陽設(shè)施玻璃太陽散射輻射的冷負荷強度,W/㎡。</p><p>　　4.內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱冷負荷</p><p>　　a,相鄰空間通風(fēng)良好時</p>&l

24、t;p>　　當相鄰空間通風(fēng)良好時，內(nèi)墻或間層樓板由于溫差傳熱形成的冷負荷可按下式估算：</p><p>　　Q=K·F·(twp-tn)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　twp-夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算日平均溫度，℃；</p><p><b>　　5.人體冷

25、負荷</b></p><p>　　人體顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷Qτ，按下式計算：</p><p>　　Qτ=φ·n·q1·Xτ-τ</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　φ-群體系數(shù)；</b></p>&l

26、t;p>　　n-計算時刻空調(diào)房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)；</p><p>　　q1-名成年男子小時顯熱散熱量，W；</p><p><b>　　τ-計算時刻，h；</b></p><p>　　τ-人員進入空調(diào)區(qū)的時刻，h；</p><p>　　τ-τ-從人員進入空調(diào)區(qū)的時刻算起到計算時刻的持續(xù)時間，h；</p>

27、<p>　　Xτ-τ-τ-τ時刻人體顯熱散熱的冷負荷系數(shù)</p><p><b>　　6.燈光冷負荷</b></p><p>　　照明設(shè)備散熱形成的計算時刻冷負荷Qτ，應(yīng)根據(jù)燈具的種類和安裝情況分別按下列各式計算：</p><p>　　白熾燈散熱形成的冷負荷:</p><p>　　Qτ=n1·N

28、83;Xτ-τ</p><p>　　鎮(zhèn)流器在空調(diào)區(qū)之外的熒光燈</p><p>　　Qτ=n1·N·Xτ-τ </p><p>　　鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)區(qū)之內(nèi)的熒光燈</p><p>　　Qτ=1.2·n1·N·Xτ-τ </p><p>　　暗裝在空調(diào)房間吊頂玻璃罩內(nèi)的

29、熒光燈</p><p>　　Qτ=n0·n1·N·Xτ-τ </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N-照明設(shè)備的安裝功率，W；</p><p>　　n0-考慮玻璃反射，頂棚內(nèi)通風(fēng)情況的系數(shù)，當熒光燈罩有小孔， 利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)時，取為0.5-0.6，熒光燈

30、罩無通風(fēng)孔時，視頂棚內(nèi)通風(fēng)情況取為0.6-0.8；</p><p>　　n1-同時使用系數(shù)，一般為0.5-0.8；</p><p><b>　　τ-計算時刻，h；</b></p><p>　　τ-τ-從開燈時刻算起到計算時刻的時間，h；</p><p>　　Xτ-τ-τ-τ時刻燈具散熱的冷負荷系數(shù)。</p>

31、<p><b>　　8.散濕量</b></p><p>　　a,人體散濕和潛熱冷負荷</p><p>　　人體散濕量按下式計算：</p><p>　　Dτ=0.001·φ·nτ·g </p><p><b>　　式中：</b></p><

32、p>　　D-散濕量，kg/h；</p><p><b>　　φ-群體系數(shù);</b></p><p>　　nτ-計算時刻空調(diào)區(qū)的總?cè)藬?shù)；</p><p>　　g-一名成年男子的小時散濕量，g/h。</p><p>　　4.2冬季熱負荷計算</p><p>　　熱負荷的計算方法采用穩(wěn)態(tài)傳熱的方法

33、，以下為該法計算熱負荷的具體過程和步驟：</p><p>　　1.圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量</p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)（外墻，外門，外窗）耗熱量所利用的計算公式為： </p><p><b>　　=·K·F·△t</b></p><p><b>　　式中 ： </b><

34、;/p><p>　　K—為該圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) </p><p>　　F—為該圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積 </p><p>　　△t—為傳熱溫差（△t=室內(nèi)計算溫度tn－供暖室外計算溫度tw） </p><p><b>　　—溫差修正系數(shù)。 </b></p><p>　　以下依次為圍護結(jié)構(gòu)的朝向、風(fēng)力和高度修

35、正說明：</p><p>　?。?）朝向修正率： </p><p><b>　　表 不同朝向修正率</b></p><p>　　（2）風(fēng)力附加率：由于沈陽市冬季室外平均風(fēng)速=2m/s，故?。?，即不考慮風(fēng)力附加。 </p><p>　?。?）高度附加率：樓層高度大于4m時，每高出1m附加2%，但總的附加率不應(yīng)大于15%。

36、而且高度的附加應(yīng)附加于房間各圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其他附加（修正）耗熱量的總和上。 </p><p>　?。?）冷風(fēng)滲透耗熱量</p><p>　　可采用百分數(shù)計算冷風(fēng)滲透耗熱量來計算冷風(fēng)滲透耗熱量。資料顯示滲透耗熱量占圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分率為30%。 </p><p>　　在本次設(shè)計中，假設(shè)建筑室內(nèi)滿足正壓，因此忽略冷風(fēng)滲透耗熱。</p><p

37、><b>　　2.地面耗熱量 </b></p><p>　　在工程上，一般采用近似計算的方法，把地面沿外墻平行的方向分成四個計算地帶。計算公式為：</p><p><b>　　=K·F·△t</b></p><p>　　非保溫地面各地帶的傳熱系數(shù)： </p><p>　　第

38、一地帶：k=0.47W/(㎡·℃) </p><p>　　第二地帶：k=0.23 W/(㎡·℃)</p><p>　　第三地帶：k=0.12 W/(㎡·℃)</p><p>　　第四地帶：k=0.07 W/(㎡·℃)。</p><p>　　對于本次建筑，為舒適性空調(diào)，由于地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)非常小，故在本次設(shè)計

39、中地面?zhèn)鳠岷雎圆挥嫛?lt;/p><p>　　3.圍護結(jié)構(gòu)（屋頂）耗熱量 </p><p>　　屋頂耗熱量計算公式為： </p><p><b>　　=·K·F·△t</b></p><p><b>　　式中 ： </b></p><p>　　K—為

40、該圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)； </p><p>　　F—為該圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積； </p><p>　　△t—為傳熱溫差（△t=室內(nèi)計算溫度tn－供暖室外計算溫度tw）； </p><p><b>　　—溫差修正系數(shù)。</b></p><p><b>　　4.3計算結(jié)果</b></p>&l

41、t;p>　　以一層1019房間為例，說明負荷計算過程如下：</p><p>　　一層1019休息室：建筑面積20㎡，夏季室內(nèi)設(shè)計溫度24℃，夏季室內(nèi)設(shè)計相對濕度60%，單位面積人數(shù)0.1人/㎡，人均新風(fēng)30m³/h·人。</p><p>　　將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入上述公式，可得該房間：</p><p>　　夏季室內(nèi)冷負荷1698W，夏季室內(nèi)濕負荷1

42、.16kg/h，冬季室內(nèi)空調(diào)熱負荷659W。</p><p>　　房間編號見中聯(lián)建業(yè)別墅空調(diào)平面圖。</p><p><b>　　風(fēng)機盤管選型及計算</b></p><p>　　以1019休息室為例來說明風(fēng)機盤管選型及計算。</p><p>　　經(jīng)前述計算可知，該房間空調(diào)負荷計算結(jié)果如下表所示。</p>&

43、lt;p>　　風(fēng)機盤管承擔(dān)室內(nèi)負荷。直接根據(jù)房間的總冷負荷來確定風(fēng)機盤管承擔(dān)的冷量，即該房間的風(fēng)機盤管承擔(dān)的全熱冷負荷為1.7KW。有風(fēng)機盤管樣本資料根據(jù)風(fēng)機盤管承擔(dān)的冷負荷來選擇風(fēng)機盤管的型號。選擇FP-3.5的風(fēng)機盤管一臺，該型號額定為3KW，大于房間總冷負荷1.7KW，滿足要求。其他房間風(fēng)機盤管型號見平面圖。</p><p><b>　　水力計算</b></p>&

44、lt;p>　　6.1冷凍水水力計算</p><p>　　供回水管路設(shè)置為雙管制，設(shè)計供回水管路坡度3‰。</p><p>　　水系統(tǒng)的水力計算采用控制比摩阻的方法。根據(jù)《建筑設(shè)備專業(yè)技術(shù)措施》相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)將比摩阻控制在35-120Pa的范圍之內(nèi)。分別計算沿程阻力和局部阻力，兩者之和即為管道的總阻力。</p><p><b>　　1.沿程阻力</

45、b></p><p><b>　　(5-1) </b></p><p>　　單位沿程阻力（比摩阻）：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：λ—摩擦阻力系數(shù)，無因次量；</p><p>　　l—直管斷長度，m；</p>

46、<p><b>　　d—管道直徑，m；</b></p><p>　　ρ—水的密度，1000kg/ m3。</p><p>　　可通過圖表查到，水力計算時單位比摩阻控制在200Pa/m—500Pa/m之間，據(jù)流量和比摩阻查得管徑，再由管徑和流量由下式計算的實際流速：</p><p><b>　　(5-3)</b>&

47、lt;/p><p><b>　　實際流速：</b></p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　由流速v和管徑d，流量L查得實際比摩阻，從而計算出沿程阻力Δ：</p><p><b>　　Δ=l</b></p><p><b&g

48、t;　　2.局部阻力</b></p><p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　式中：－局部阻力，Pa；</p><p>　　ζ－局部阻力系數(shù)，無因次；</p><p><b>　　v－流速，m/s；</b></p><p>　　ρ——水的密度，

49、1000kg/ m3。</p><p>　　局部阻力系數(shù)ζ為各種閥門、管配件組成，查得局部阻力系數(shù)ζ后計算出局部阻力。</p><p><b>　　3.管段總阻力</b></p><p>　　ΔP=ΔPy+ΔPj (5-6)</p><p>　　6.2冷凝水水力計算

50、</p><p>　　風(fēng)機盤管機組在運行時產(chǎn)生的冷凝水，必須及時排走，排放凝結(jié)水的管路的系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)注意以下幾點：</p><p>　　1.風(fēng)機盤管凝結(jié)水盤的進水坡度不應(yīng)小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，應(yīng)保持不小于0.003的坡度，且不允許有積水部位，本設(shè)計中采用0.005的坡度。</p><p>　　2.冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或鍍鋅鋼管，不宜采用

51、焊接鋼管。采用聚乙烯塑料管時，一般可以不加防止二次結(jié)露的保溫層，但采用鍍鋅鋼管時應(yīng)設(shè)置保溫層； </p><p>　　3.冷凝水管的公稱直徑DN（mm）,一般情況下可以按照機組的冷負荷Q（KW），按照下列數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱直徑：</p><p>　　Q≤7KW， DN=20mm；</p><p>　　Q=7.1-17.6KW

52、, DN=25mm；</p><p>　　Q=17.7-100KW, DN=32mm；</p><p>　　Q=101-176KW, DN=40mm；</p><p>　　Q=177-598KW, DN=50mm；</p><p>　　Q=599-1055KW, DN=80mm；

53、</p><p>　　Q=1056-1512KW, DN=100mm；</p><p>　　Q=1513-12462KW, DN=125mm；</p><p>　　Q≥12462KW, DN=150mm。</p><p>　　本設(shè)計的凝水管采用聚乙烯塑料管，可以不加防止二次結(jié)露的保溫層，就近排放至臨近的衛(wèi)生間

54、下水口。其詳細計算結(jié)果見附表四。</p><p><b>　　氣流組織</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 中華人民共和國行業(yè)標準.《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB50189-2005，中華人民共和國建設(shè)部.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005。</p><p&g

55、t;　　[2] 中華人民共和國國家標準《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003，中華人民共和國建設(shè)部編，北京：中國計劃出版社，2004。</p><p>　　[3] 陸耀慶主編《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.6。</p><p>　　[4] 潘云鋼主編《高層民用建筑空調(diào)設(shè)計》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999,11。</p>&l