纺织厂筒摇车间空气调节课程设计

空气调节系统设计—筒摇车间空气调节系统设计计算设计题目:长沙纺织厂筒摇车间，设计计算车间的空调系统。车间的建筑平面图及锯齿屋架结构详见图1-1，图1-2。已知条件1.车间机台及最大班人数列于表1-1。表1-1车间机台及最大班人数机器名称台数负荷（kW/台）同周期运转系数最大班人数工种人数A513C126络筒机4.17捻线7.5双面摇纱机0.74小打包机1.0中打包机100.90~0.95挡车工挡车辅助工保全工检修，保养，管理787024422．冷源水温度12℃(不包括管路温升)。3．工作区的平均风速要求不大于0.7m/s。设计计算书一、室内外设计温湿度和室外其它参数〔一)室外设计温湿度由《采暖通风与空气调节设计规范》TJl9—87(以下简称规范)查得，见表1－2。表1－2室外设计温湿度季节干球温度（℃）湿球温度（℃）相对湿度（％）夏季空调35.827.7冬季空调-359(二)室内设计温湿度根据工艺和卫生要求而定，见表1－3。表1－3室内设计温湿度车间名称夏季冬季值班采暖温度（℃）温度（℃）相对湿度（％）温度（℃）相对湿度（％）细纱2965226518(三)室外其它气象参数由《规范》查得，见表1－4。表1－4室外其它参数大气压力夏季999.4本设计采用的i-d图冬季1019.9室外风速（m/s）夏季2.6101325Pa冬季2.8极端最高温度（℃）40.6极端最低温度（℃）-11.3二、冷热负荷的计算(一)围护结构面积计算一个跨度中各围护结构的面积计算：1.一个跨度的东山墙面积，如图1—3所示。ABC的面积：21m90.1128.65.3F矩形外墙ACDE的面积：冬季采暖022m4.38.65.0F2.一个跨度的坡屋面面积：222m80.101469.1328.65.3F3.一个跨度的天窗面积(需扣除三角架所占据的面积)：F＝3.2×132.69×95%＝403.382m4.一个跨度的天窗墙面积(需加上三角架所占据的面积)：F＝0.5×132.69+3.2×132.69×5％＝87.582m5.一个跨度的天沟面积(天沟净宽为710mm)：F=0.71×132.69＝94.212m6.地板面积：F＝43×132.69=5705.672m(二)车间各围护结构的传热系数1．外墙：一砖墙，两面粉刷，由《空气调节设计手册》（以下简称《手册》）查得：K＝l.992W/m2.K2．天窗：采用两框三层玻璃。查表得：外层：一个框两层玻璃，K1＝3.49W/m2K内层：金属框单层玻璃，查表得：空气内表面放热系数：an＝8.7W/m2K空气外表面放热系数：aw＝23.3W/m2KKWK22m/85.2351.013.23119.065.0002.07.811则天窗的传热系数K：KWKKKKK22121m/569.185.249.385.249.33．屋顶：构造见图11－2和表11－5。表11－5屋面结构各层材料热工指标材料名称δ(m)λ（W/m·`K）R（m2·K/W）粘土瓦－－－钢筋混凝土挂瓦板－－－水泥砂浆粉面0.0150.930.0163沥青膨胀珍珠岩0.10.0811.2287一毡二油隔气层0.0050.1740.0284钢筋混凝土倒槽板0.0301.5470.01981：2水泥砂浆粉面0.020.930.0215刷大白浆二度－－－R＝1.3147472.113.2313147.17.811111wnK4．天窗墙：构造见图1－2及表1－6。表1－6天窗墙各层材料热工指标材料名称δ(m)λ（W/m·`K）R（m2·K/W）三毡四油八层做法0.0150.1740.08620厚1：25水泥砂浆找平层0.0200.930.0215120厚砖墙50号砂浆砌筑0.1200.81410.147140厚空气层0.140－0.163100厚沥青膨胀珍珠岩保温层0.100.081411.2287一毡二油隔气层0.0050.1740.028315厚1：25水泥砂浆找平层0.150.930.0163180厚砖墙50号砂浆砌筑0.180.81410.22120厚纸筋灰粉面刷白二度0.0200.6980.0283R＝1.9401KWK2m/477.00977.213.2319401.17.8115.天沟：构造见图1－2及表1－7。表1－7天沟各层材料热工指标材料名称δ(m)λ（W/m·`K）R（m2·K/W）三毡四油八层做法0.0150.1740.08620厚1：25水泥砂浆找平层0.0200.930.0215钢筋混泥土填坡板0.0201.5470.012930厚空气隔气层0.030－0.1538100厚沥青膨胀珍珠岩保温层0.100.08141.2287一毡二油隔气层0.0050.1740.028315厚1：25水泥砂浆粉面层0.0150.930.016350厚钢筋混泥土风道顶板0.0501.5470.0323R＝1.5798KWK2m/575.07376.113.2315789.17.8116.地板：本车间地板均属第IV地带，故K＝0.07W/m2·`KK值的校核：由图1—4可知，车间空气露点温度(冬季)为15.3℃，则KmWattttKwnln2nmax/09.21)322()]115(22[722.8)()]1([＝由上面计算可知，各围护结构的K值均小于Kmax，不会发生凝露现象。（三）冬季围护结构的热损失1．冬季空调时的房屋热损失，见表1—8。表1－8筒捻车间房屋热损失计算表注：表中第5项室内外计算温差为(tn－tw)·a＝[25－(-12)]×1=37℃总热损失W146061606113372082891038313732214778316614高度附加热损失热损失W13423423102742533619848高度％127.57.57.743.57.5累计热损失W115638563812344680361002212747414778其它附加热损失热损失W10006354302风速％95555方向％8－5－5基本热损Q=KF(tn－tw)aW7563856381170877729.01002212747414778传热系数KW/m2·`K61.9921.9921.5690.4770.5750.6790.07室内外计算温度差(tn－tw)·a℃537373737373737传热面积m2476.576.52016.9437.9471.0550745705.67传热面尺寸m×m3（11.9＋3.4）×5（11.9＋3.4）×5403.38×587.58×594.21×51014.8×543×132.69方向2东西北北水平水平水平围护结构名称1东山外墙西山外墙天窗天窗墙天沟屋顶地板总计2．房屋高度附加率计算，见表1—9。表1—9房屋高度附加率围护结构名称平均高度（m）附加百分数（％）东、西山墙75.7275.575.975.5＝－＋（7.75－4）×2＝7.5天窗85.722.325.6＝＋（7.85－4）×2＝7.7天窗墙0.625.075.5＝＋（6.0－4）×2＝4.0屋顶75.7275.575.975.5＝－＋（7.75－4）×2＝7.5天沟5.75（5.75－4）×2＝3.53．冬季值班采暖时的房屋热损失：由表1－8可知，冬季空调时房屋热损失为316614(W)。而冬季值班采暖时的室内值班温度tzh=18℃，室外采暖设计温度-9℃，得△tzh=27℃。则冬季值班采暖时的房屋热损失为：）（＝＝＝WQQ2310003727316614ttzhszh(四)机器发热量计算见表1－10。表1-10机器发热量计算表机器型号机台数n（台）铭牌功率N（kW）安全系数n1同时使用系数n2负荷系数n3蓄热系数s总发热量snnnNnQ3211000（W）A513C12614.680.80.91.01.01331770(五)灯光散热量计算本工程为锯齿厂房，白天是天然采光，故灯光散热量不予计算。（六）太阳辐射热量计算纺织厂车间内机器发热量占总发热量的比例很大，相对来说太阳辐射热传入车间的热量所占的比例较小。所以，可作简化计算，并规定如下：以中午12时来计算通过屋顶传入室内的太阳辐射传热量。以下午16时来计算透过玻璃天窗传入室内的太阳辐射传热量。上述和两点主要是考虑到下午16时是室内冷负荷最大值的出现时刻（延迟时间ζ0=4h）。1.从屋顶传入室内的太阳辐射热量)(0404.0)(WJKFttKFQnw计算值见表1-11。表1-11屋顶的太阳辐射热计算表辐射面名称辐射面尺寸（mm）辐射面积（m2）传热系数（W/m2K）辐射强度J（W/m2）系数辐射热量JKFttKFQnw047.0)((W)屋顶43132.695705.670.6797980.800.74886632.夏季通过山墙传入室内的热量：Q=KF（tw-tn）（W）计算值见表1-12。表1-12通过山墙传入热量计算表传热面名称传热面积F（m2）传热系数K（W/m2K）室内外计算温差（tw-tn）（℃）传热量Q(W)东山墙76.51.9925.8883.4西山墙76.51.9925.8883.41767.83.夏季通过天窗传入室内的传热量：Q=KF（tw-tn）+xmxzJtF（W）计算值见表1-13。表1-13通过天窗传入热量计算表传热面名称传热面积F（m2）传热系数K(W/m2K)窗的有效面积系数xm窗的遮阳系数xz透过玻璃天窗的太阳辐射强度Jt（W/m2）传热量Q（W）天窗2016.91.5690.6016716179.2（七）人体散热量、散湿量计算均按中等体力劳动计算。计算值见表1-14。表1-14人体散热散湿量计算表细纱车间季节最大班人数散热量散湿量Q（W/人）Q（W）W（g/人h）W（g/h）夏季（tn=30℃）1001991990022022000冬季（tn=25℃）1001971970018018000（八）车间夏季冷负荷和冬季热负荷的确定1.夏季冷负荷（即车间余热量）的确定。计算值见表1-15。表1-15夏季车间冷负荷计算表车间名称机器发热量Q1（W）太阳辐射热人体发热量Q5（W）车间冷负荷Qy=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5（W）屋顶Q2（W）天窗Q3（W）山墙Q4（W）1234567细纱26560.8124760.51127243047.8199002869932.冬季热负荷的确定。计算值见表1-16。表1-16冬季车间冷负荷计算表车间名称车间得热量冬季空调房屋热损失Qs(W)车间热负荷Qr=Qs-Q1-Q5（W）冬季值班采暖热负荷Qzh（W）Q1(W)Q5(W)123456细纱26560.819900267036-220575.2231000注表Qr中为负值，说明车间在冬季时尚有余热量。三、车间通风量、制冷量、加热量的计算（一）夏季空调过程的设计计算1.车间体积V取风道底面标高4m处为计算高度V=F×H=5705.67×4=22823m32.车间热湿比εε=WQy=kgkj/54000360010190001028689333由于ε指很大，在i-d上作图时，可近似取ε沿等d线进行。3.设计条件（1）室内外温湿度设计参数见表1-2～表1-4。（2）采用一次回风系统，新风比m=20%。（3）取挡水板带水量Δd=0.5g/kg（干）。（4）选用吸入式空调室，取风机温升Δt=0.5℃。（5）空气处理至机器露点为φk=95%。（6）夏季空调过程见图1-5。4.送风量的计算G=Kyi-iBQ=6.63718.2863600=139500kg/hL=G=2.1139500=116250m3/h5.换气次数的校核要求车间换气次数n≮5次/h。n=VL=22823116250=5.09次/h，符合要求。6.车间空气平衡计算（即风量平衡计算）为保证车间内维持一定的正压，考虑车间正压排风量为总风量的