空调制冷课程设计指导书

空调制冷课程设计指导书黑龙江八一农垦大学建筑环境与设备工程教研室2012年3月9日第一部分空调系统设计1-1设计任务书一设计目的空调系统课程设计是《通风空调工程》课程教学的重要环节与内容,是建筑环境与设备工程专业学生在学完该门专业课之后,进行的一次重要实践性训练,是理论联系实际的重要阶段,通过这一实践性教学环节,使学生掌握《通风空调工程》课程的基本理论和基本设计程序和步骤,同时也使学生学会查阅和使用设计资料的方法,培养和提高学生运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力.二设计任务1设计题目:2设计原始资料⑴地点:北京上海广州昆明兰州⑵人员情况:⑶照明情况:(注:营业时间为6:00-24:00;照明时间为6:00-24:00连续使用18个小时)⑷土建资料:①外墙：由内到外依次为内粉刷加油漆保温层砖墙水泥砂浆抹灰加浅色喷浆。（序号5外墙）②外窗采用双层钢窗,内挂浅色帘③外门采用单层金属框门④层高：5m⑸动力能源资料:①冷源:人工制冷获取冷冻水,7/12℃②热源:锅炉提供热水95/70℃,用蒸汽也可⑹室外气象资料①所设计城市经度,纬度②所设计城市夏季和冬季的室外(空调)计算参数:(干球温度,湿球温度,大气压力,室外空气日平均温度,相对湿度,室外风速等)三设计内容和要求1计算说明书的基本要求具体内容如下:①目录②设计题目③设计原始资料,室外气象资料,室内设计参数,④空调冬夏负荷计算⑤确定送风状态,送风量及换气次数和新风量⑥空气处理方案分析,确定空气处理过程计算及其i-d图⑦空气处理设备选择计算⑧确定气流组织方案,进行气流组织计算⑨空调系统风道和空调机房的布置,进行风管水力计算,选择风机型号⑩空调系统的消声和减振计算I控制与检测方案(选做)II空调系统工况分析与运行调节(选做)(注:说明书要求计算过程完整,并应有必要的附图,如空气处理过程的i-d图,铺设管道和机房布置的简图等；查得资料应在后面著名来源于哪本参考书哪一章节；计算准确,简明扼要.采用统一课程设计用纸)2设计图纸的基本要求全部为二号图纸空调系统平面图(一张)空调系统轴侧图,空调机房剖面图及其它剖面图(一张)要求:图纸上应注明风道尺寸(mm),设备和局部构件编号风道与设备的定位尺寸(mm),设备局部构件及材料的明细表(应按编号顺序由下至上列表于图纸上),标高(m)等.此外图纸上应有必要的说明(如:设计参数,负荷,系统组成,气流组织形式,送风口形式,冷冻水及空调热媒参数,风道和设备安装,保温及防腐,通风空调工程的调试和验收,图例等)四设计时间安排计算分析---------------------8天布置绘图---------------------4天整理说明书-------------------2天五参考文献(略)1-2设计指导书一、空调负荷计算1.夏季建筑围护结构的冷负荷目前，在我国暖通空调工程中，常采用冷负荷系数法计算空调冷负荷，冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础上，是便于在工程上进行手算的一种简化计算方法。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。具体计算方法如下：（1）围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法1）外墙和屋面瞬变传热引起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：RccttAKQ)((1-1)式中cQ—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，m2；K—外墙和屋面的传热系数，W／(m2·℃)，可根据外墙和屋面的不同构造，由附录2-2和附录2-3中查取；tR—室内计算温度，℃；·ct—外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋面的不同类型分别在附录2-4和附录2-5中查取。必须指出：a.附录2-4和附录2-5中给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数为依据计算出来的，因此，对于不同设计地点，应对ct值进行修正，即应为ct十td。其地点修正值td可由附录2-6查得。b.当外表面放热系数不同于18．6W／(m2·℃)时，应将(ct+td)乘以表1中的修正值。c.当内表面放热系数变化时，可不加修正。d.考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差，建议吸收系数一律采用=0.90，即对表中ct不加修正。但如确有把握经久保持建筑围护结构表面的中、浅色时，则可将表中数值乘以表2所列的吸收系数修正值k。综上所述，外墙和屋面的冷负荷计算温度为：kktttadcc（1-2）则冷负荷计算式应该为：RccttAKQ（1-3）2）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公式(1-1)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，可视作稳定传热，不随时间而变化，可按下式计算：RamoiictttAKQ.（1-4）式中Ki—内围护结构(如内墙、楼板等)的传热系数，W／(m2·℃)；Ai—内围护结构的面积，m2；to.m—夏季空调室外计算日平均温度，℃；at—附加温升，可按表3选取。3）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：RcWWcttAKQ（1-5）式中cQ—外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；Kw—外玻璃窗传热系数，W／(m2·℃)，可由附录2-7和附录2-8中查得；Aw——窗口面积，m2；ct——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃，可由附录2-10中查得。必须指出：a.对附录2-7、2-8中的Kw值要根据窗框等情况不同加以修正，修正值cw可从附录2-9查得。b.对附录2-10中的值要进行地点修正，修正值td可从附录2—11查得。因此，式(1-5)相应变为；Rdc(1-6)（2）透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法1)日射得热因数的概念透过玻璃窗进入室内的日射得热分为两部分，即透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热qt和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量qa。由于窗的类型、遮阳设施、太阳入射角及太阳辐射强度等因素的各种组合太多，无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度之间的函数关系，于是采用一种对比的计算方法。采用了3mm厚的普通平板玻璃作“标准玻璃”，在i=8．7W／(m2·K)和0=18.6W／(m2·K)条件下，得出夏季(以七月份为代表)通过这一“标准玻璃”的日射得热量qt和qa值，atjqqD（1-7）称Dj为日射得热因数。经过大量统计计算工作，得出了适用于各地区[不同纬度带(每一带宽为±2030'纬度)]的Dj·max，由附录2-12查得。考虑到在非标准玻璃情况下，以及不同窗类型和遮阳设施对得热的影响，可对日射得热因数加以修正，通常乘以窗玻璃的综合遮挡系数Cc·s。isscCCC(1-8)式中Cs—窗玻璃的遮阳系数，定义为标准玻璃的日射得热实际玻璃的日射得热sC，由附录2-1查得；Ci—窗内遮阳设施的遮阳系数由附录2-14查得。有外遮阳的算法基本相同，但更为繁琐，此处不再介绍。2)透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷cQ按下式计算：LQjiSWacCDCCACQmax（1-9）式中Aw—窗口面积，m／；Ca—有效面积系数，由附录2—15查得；CLQ—窗玻璃冷负荷系数，无因次，由附录2-16至附录2-19查得。必须指出：CLQ值按南北区的划分而不同。南北区划分的标准为：建筑地点在北纬27o30/以南的地区为南区，以北的地区为北区。2.室内热源散热引起的冷负荷室内热源散热主要指室内工艺设备散热、照明散热和人体散热三部分。室内热源散热包括显热和潜热两部分。潜热散热作为瞬时冷负荷，显热散热中以对流形式散出的热量成为瞬时冷负荷，而以辐射形式散出的热量则先被围护结构表面所吸收，然后再缓慢地逐渐散出，形成滞后冷负荷。因此，必须采用相应的冷负荷系数。，（1）设备散热形成的冷负荷设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算：LQscCQQ（1-10）式中cQ—设备和用具显热形成的冷负荷，W；sQ—设备和用具的实际显热散热量，W；CLQ—设备和用具显热散热冷负荷系数，可由附录2-20和附录2-21中查得。如果空调系统不连续运行，则CLQ=1.0。设备和用具的实际显热散热量按下式计算：1）电动设备当工艺设备及其电动机都放在室内时：/1000321NnnnQs（1-11）当只有工艺设备在室内，而电动机不在室内时：NnnnQs3211000（1-12）当工艺设备不在室内，而只有电动机放在室内时：NnnnQs11000321（1-13）式中N—电动设备的安装功率，kW；—电动机效率，可由产品样本查得，Y系列电动机效率可由表2-11查得。n1—利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取0．7～0．9，可用以反映安装功率的利用程度；n2—电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设计时最大实耗功率之比，对精密机床可取0.15~0.40，对普通机床可取0.5左右；n3—同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.5~0.8。2）电热设备散热量对于无保温密闭罩的电热设备，按下式计算：NnnnnQs43211000（1-14）式中n4——考虑排风带走热量的系数，一般取0.5。其中其他符号意义同前。3）电子设备计算公式同(1-13)，其中系数n2的值根据使用情况而定，对计算机可取1.0，一般仪表取0.5～0.9。（2）照明散热形成的冷负荷当电压一定时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热方式仍以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。根据照明灯具的类型和安装方式不同，其冷负荷计算式分别为白炽灯LQcNCQ1000（1-15）荧光灯LQcNCnnQ211000(1-16)式中cQ—灯具散热形成的冷负荷，W；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，取n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n1=1.0；n2—灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔(下部为玻璃板)，可利用自然通风散热于顶棚内时，取n2=0.5~0.6；而荧光灯罩无通风孔者n2=0.6~0.8；CLQ—照明散热冷负荷系数，可由附录2-22查得。（3）人体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热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。为了设计计算方便，计算以成年男子散热量为计算基础。而对于不同功能的建筑物中有各类人员(成年男子、女子、儿童等)不同的组成进行修正，为此，引人群集系数，表4给出一些数据，可作参考。人体显热散热引起的冷负荷计算式为：LQscCnqQ（1-17）式中cQ—人体显热散热形成的冷负荷，W；qs—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，见表2-13；n—室内全部人数；—群集系数，见表4；CLQ—人体显热散热冷负荷系数，由附录2-23中查得。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式为：nqQlc（1-18）式中cQ—人体潜热形成的冷负荷，W；ql—不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W，见表5；n，—同式(1-17)。3.湿负荷湿负荷是指空调房间的湿源(人体散湿、敞开水池(槽)表面散湿、地面积水等)向室内的散湿量，也就是为维持室内