暖通空调课程设计

目录摘要11设计条件31.1工程概况31.2设计采用的气象数据31.3空调房间的设计条件31.4围护结构的热工性能31.5室内照明41.6室内设备42系统方案的确定52.1系统方案52.2初选系统方案53负荷计算63.1冷负荷计算63.2湿负荷计算133.3新风负荷计算134全空气系统中空调制冷设备提供的冷量144.1送风量的确定144.2空调制冷设备需要提供的冷量确定155室内气流组织的计算175.1气流组织的形式175.2散流器送风176风管的水力计算196.1风管的布置196.2风管系统阻力计算207空调设备的选型298其它318.1消声318.2减振与隔振318.3保温31结论34致谢34参考文献35附图两张附图A空调风管平面图附图B空调风管系统图第1页共35页1设计条件1.1工程概况本工程为上海市某办公楼，总建筑面积1800m2，共3层，层高为3.6m。要求对其顶层的一间会议室进行空调工程设计，建筑面积为360m2。会议室的工作时间：上午8:00～下午4:001.2设计采用的气象数据（1）空调夏季室外计算干球温度：34℃（2）夏季空调室外计算湿球温度：28.2℃（3）夏季空调室外日平均温度：30.4℃（4）大气压力：夏季：0.100530MPa1.3空调房间的设计条件本工程多功能厅用作会议室（无烟）空调房间的设计条件夏季温度℃25空调运行时间8：00-16：00湿度%60人员密度0.5m2/人风速m3/h2.5新风量30m3/h备注室内压力稍高于室外大气压1.4围护结构的热工性能（1）外墙厚240mm结构：给出结构构成图传热系数：0.9W/（m2K）类型：Ⅱ型（查《暖通空调》）（2）屋顶结构：给出结构构成图传热系数：0.48W/（m2K）类型：Ⅱ型（查《暖通空调》）第2页共35页（3）玻璃窗结构：双层窗，3mm厚的普通玻璃（普通或吸热），金属窗框，80％玻璃传热系数：2.72W/（m2K）內遮阳设施：深绿布帘Ci=0.65外遮阳设施：无（查《暖通空调》）（4）内墙结构：内墙为120mm砖墙，内外粉刷传热系数：2.37W/（m2K）（查《简明空调手册》）围护结构热工参数结构类型类型传热系数外墙1砖墙，2泡沫混凝土，3木丝板，4白灰粉刷。厚度240mmII型墙0.9外窗双层普通玻璃（3mm）2.72内墙内外抹面(各20mm)加一砖黏土实心砖(120mm)总厚度160mm2.37屋顶沥青膨胀珍珠岩保温屋面厚度125mm0.481.5室内照明照明密度或灯安装功率：20W/m2或8.4kW开灯时间：8小时，连续运行（查《简明空调手册》）1.6室内设备设备类型及安装功率：10-40kW使用时间：8小时，连续运行同时使用系数:1.0（查《简明空调手册》）第3页共35页2系统方案初步确定2.1系统方案（一）：全空气空调系统全空气系统的空气处理设备设置在专用的空调机房，管理和维修比较方便，使用寿命长，初投资和运行费用比较低，因为全空气系统管道输送的是空气，如果风量大，则风道的面积也相应较大，所以全空气系统所占建筑的空间也较大，适用与处理空气量多，服务面积比较大的建筑，如纺织厂、百货商场、影剧院等工业和民用建筑。（二）：新风加风机盘管系统新风加风机盘管系统克服了全空气系统由于有风道截面积大、占用建筑面积和空间较多以及系统灵活性差等缺点，在这个系统既有水，又有空气，因此新风加风机盘管系统适用于其房间的用途和使用者的要求不同，并且要求灵活性高的建筑，如旅馆、办公楼等。2.2初选系统方案根据上面的分析比较：本工程会议室人员数量变化较大，使用时间负荷达到最大值，冷、湿负荷都很大，且要保证室内空气不与其它房间掺混，应该对空气进行集中式处理和集中分配，便于集中管理和维护，故选择方案（一）：全空气系统。集中式空调系统根据回风情况不同又分为以下三类：全新风系统，一次回风系统，二次回风系统。对于舒适型空调（夏季以降温为主要特征）和夏季以降温为主的工艺性空调，允许采用较大送风温差，应采用一次回风式系统。对于有恒温恒湿或洁净要求的工艺性空调，由于允许的送风温差小，为避免采用再热（形成冷热抵消），应采用二次回风式系统，其前提是室内散湿量较小。当空气调节区允许采用较大送风温差或室内散湿量较大时，应采用具有一次回风的全空气定风量空气调节系统。本次设计会议室空调采用全空气定风量一次回风低速系统，再热式送风，空气由设在会议室附近机房的组合式空调器集中处理，然后通过风道送入房间内，还可以实现过渡季节的全新风运行，节约能量，空气品质较好。第4页共35页3负荷计算3.1冷负荷计算（1）围护结构瞬变传热冷负荷a.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷()()[()]ccdRQAKttkkt（2-1）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·℃)，Rt—室内计算温度，℃；()ct—外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，由《暖通空调》附录2-4和附录2-5查取；dt—地点修正值，由《暖通空调》附录2-6查取；k—吸收系数修正值；k—外表面换热系数修正值；b.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷()()()c公式（2-2）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·℃)，Aw—窗口面积，m2；()ct—外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃，由《暖通空调》附录2-10查得；wc—玻璃窗传热系数的修正值,由《暖通空调》附录2-9查得,双层金属窗框，80%玻璃wc=1.2dt—地点修正值，c.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷第5页共35页()maxcaWsiJLQQCACCDC公式（2-3）式中：aC—有效面积系数，由《暖通空调》附录2-15查得；wA—窗口面积，m2；sC—窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得；iC—窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-14查得；maxjD—日射得热因数，由《暖通空调》附录2-12查得30纬度带的日射得热因数；LQC—窗玻璃冷负荷系数，无因次；d.内围护结构冷负荷当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式(1-1)计算。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：公式(2-4)式中—稳态冷负荷，下同，W；—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；—夏季空气调节室内计算温度，℃；—邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。（2）人体散热形成的冷负荷a.人体显热散热形成的冷负荷()csLQQqnC公式（2-5）式中sq—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，n—室内全部人数,据人员密度0.4-0.5m2/人，取n=180；—群集系数，由《暖通空调》表2-12查得，取=0.93；LQC—人体显热散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-23查得；第6页共35页b.人体潜热散热引起的冷负荷clQqn公式（2-6）式中lq—不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W，(3)照明散热形成的冷负荷公式（2-7）式中--灯具散热形成的冷负荷，W；--照明灯具所需功率，W；--镇流器消耗公率系数，明装荧光灯n1=1.2；--灯罩隔热系数；n2=1.0--照明散热冷负荷系数，可有附录2-22查得；(4)电子设备散热形成的冷负荷123QnnnN公式（2-8）式中Q——设备散热冷负荷WN——设备功率W，本方案中主要为电脑设备，n1=0.7,n2=0.7,n3=1.0；办公楼多为OA自动化设备，由《简明空调设计手册》查得：OA机器设备发热量为10-40W/m2。第7页共35页（1）围护结构瞬变传热冷负荷屋面瞬变传热引起的冷负荷时间8：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015：0016：00()ct38.137.036．135.635.636.037.038.440.1ΔTd0.1k0.98①k0.9435.234.233.332.932.933.334.235.537．0Rt25K0.48A24³15=360()cQ1760.801585.701442.441362.851362.851462.521585.701808.562079.17注：上海室外平均风速V=3.2m/s外墙外表面传热系数αo=3.5+5.6V=3.5+5.6³3.2=21.42查《暖通空调》表2-8，外表面放热系数修正值k=0.98。北外墙瞬变传热引起的冷负荷（7扇窗：长2.5³高2m2，层高3.6m）时间8：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015:0016:00Tc(τ)32.332.131.831.031.431.331.231.231.3ΔTd1.2Kɑ0.98Kρ0.94Tc`(τ)30.8630.6830.4029.6630.0329.9429.8529.8529.94TR25Δt5.865.685.44.665.034.944.854.854.94K0.9A24x3.6–2.5x2x7=51.4Ơc(τ)271.08262.76249.80215.57232.69228.52224.36224.36228.52第8页共35页北外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷时间8：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015:0016:00Tc(τ)26.927.929.029.930.831.531.932.232.2ΔTd1Tc(τ)+ΔTd27.928．930．030.931.832.532.933.233.2TR25Δt2.93.95.05.96.87.57.98.28.2Kw2.72x1.2=3.264Aw2.5x2x7=35Ơc(τ)331.30445.54571.2674.02776.83856.8902.50936.77936.77北外玻璃窗透入日射得热引起的冷负荷时间8：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015:0016:00Ƹɵ0.540.650.750.810.830.830.790.710.60Dj,max115Cc,s=CsCl0.56Aw35x0.75=26.25Ơc(τ)912.871098.831267.881369.311403.121403.121335.501200.261014.3内围护结构冷负荷：会议室左右邻室（即东西墙）和楼下为空调房间，室温均相同，通过围护结构的温差小于3℃，由内围护结构温差传热引起的冷负荷可忽略不计。南内墙邻室为通风良好的走廊，走廊不空调，通过内墙温差传热引起的冷负荷（）其中：传热系数K=2.37附加温升取△ta=2℃夏季空调室外计算日平均温度to,m=30.4℃南墙面积A=24³3.6-2.5³2³2-2.5³2³4=56.4两扇门（长2³高2.5m2），4扇窗（长2.5³高2m2）第9页共35页（2）人体散热形成的冷负荷时间8：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015:0016:00Ƹɵ0.040.510.610.670.720.760.800.820.38qs65n180φ0.93Ơc(τ)435.245549.316637.417290.277834.328269.568704.88922.424134.78ql69Ơc11550.6=69³180³0.93合计11985.8417535.118188.0118840.8719384.9219820.1620255.4620473.0215685.38（3）照明散热形成的冷负荷时间8：009：0010：0011：0012：0013：0014：0015:0016:00Ƹɵ0.510.790.820.840.850.870.880.890.90n11.2n20.6N20³360=7200Ơc(τ)2643.844095.36425.884354.564406.44510.08