空气调节课程设计教学楼B701空调设计.doc

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1、 目 录第一章、工程概况31.1 建筑参数3第二章、室内逐时冷负荷的计算32.1楼板冷负荷32.2南、西、北外墙冷负荷42.3南北外窗瞬间传热得热形成冷负荷52.4日射得热冷负荷52.5人，照明，设备冷负荷62.6冷负荷总和（除新风）6第三章、新风量和送风量的确定73.1 热湿比为：73.2 送风点和室内点73.3 送风量73.4 新风量7第四章、设计确定空调系统方案及空气处理过程84.1空调系统方案的确定84.2系统方案的选择94.3夏季空气处理过程10第五章、空气处理设备的选型115.1机组选型依据115.2机组选型及其参数125.3风机盘管选型12第六章、送风系统设计136.1送风口选择

2、13第七章、水力计算137.1水管的水力计算原理137.2风管的水力计算147.3 水力计算的步骤157.4供水管最不利环路水力计15参考文献16第一章、工程概况1.1 建筑参数设计对象为我校海珠校区教学楼B701，课室长19.5m，宽11.3m，房间高度4m，教室大约可容纳200人，南北两面各有一个高2.16m、宽1.37m的门，教室窗户为连续性，两边对称，南北两面各有窗长13.82m，西面窗长为21.8m，窗下沿离地0.96m，平面简图如下： 图1.1建筑平面简图第二章、室内逐时冷负荷的计算2.1楼板冷负荷（1）查附表2-9得：K=1.10W/（m2.K）, =0.75,F=40m2,=0

3、.52,=15.15,=5.9h（2）查附表2-11得：各个温度下的t-，按公式CLQ=KFt-得出楼板的逐时冷负荷,如图表2.1 。 表2.1楼板冷负荷（W）计算时刻7:008910111213141516171819202122t-3344455566655544k3.13F221CLQ2075.192075.192766.922766.922766.923458.653458.653458.654150.384150.384150.383458.653458.653458.652766.922766.922.2南、西、北外墙冷负荷（1）查附表2-9得：K=1.10W/（m2.K）,=0.

4、40,=7.47,=6.8h（2）查附表2-10得：各个温度下的t-，按公式CLQ=KFt-得出外墙的逐时冷负荷，如表2.2 。 表2.2 外墙冷负荷（W）计算时刻r7:008910111213141516171819202122St- 6666 777777777666Wt- 8899101111111111111111101010Nt-7777888888888777k2.92F南(S)、北墙(N)面积均为：44m2,西墙(W)面积为：45m2 SCLQ770.86770.86770.86770.86899.36899.36899.36899.36899.36899.36899.36899

5、.36899.36770.86770.86770.86WCLQ1027.841027.841156.321156.321284.81413.281413.281413.281413.281413.281413.281413.281413.281284.81284.81284.8NCLQ899.36899.36899.36899.361027.841027.841027.841027.841027.841027.841027.841027.841027.84899.36899.36899.36总和CLQ2698.062698.062826.542826.5432123340.483340.483

6、340.483340.483340.483340.483340.483340.482955.022955.022955.022.3南北外窗瞬间传热得热形成冷负荷（1）由附录2-12中查得各计算时刻的负荷温差t,计算结果如表2.3 。表2.3 瞬间传热得热形成冷负荷（W）计算时刻r7:008910111213141516171819202122N、St1.82.43.24.04.75.45.96.36.66.76.56.25.65.04.43.9k4.54F 南、北窗面积各39m2CLQ637.42849.891133.181416.481664.361912.252089.312230.962

7、337.192372.602301.782195.541983.071770.601558.131381.072.4日射得热冷负荷（1）窗的有效有效面积系数0.85，地点修正系数为1，窗户内遮阳系数Cn=0.6，Cs=1（2）由公式CLQ=xgxdCnCsFJj.得出日射得热冷负荷如表2.4。表2.4日射得热冷负荷（W）计算时刻r7:008910111213141516171819202122S Jj.24425871818890878070533523191513N Jj.57647077869193908685846934262117F 南、北窗面积各39m2Cn0.6Cs1 xg0.85

8、 xd1SCLQ477.36835.381153.621412.191611.091750.321790.11730.431591.21392.31054.17696.15457.47377.91298.35258.57N CLQ1133.731272.961392.31531.531710.541809.991849.771790.11710.541690.651670.761372.41676.26517.14417.69338.13CLQ1611.092108.342545.922943.723321.633560.313639.873520.533301.743082.952724.9

9、32068.561133.73895.05716.04596.72.5人，照明，设备冷负荷（1）由公式CLQ=QJX-TCLQ=CLQ灯+CLQ人+CLQ设备CLQ =QJX-t（2）灯由19:00开始使用，教室可容纳200人，室内温度取25,相对湿度取90%，广州夏季空调日平均温度30.1，相对湿度62%,得人，照明，设备冷负荷如表2.5。表2.5人，照明，设备冷负荷（W）计算时刻r7:008：009：0010：0011：0012：0013：0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:00CLQ灯0000000000000537.6768307.

10、2CLQ人06968911297821018434840069689112964800696891129648CLQ设备01263611.2596.7500126162173.2500126162173.25总和0709491489793.25101933490.7500709492749821.25007631.61004210128.452.6冷负荷总和（除新风）冷负荷总和（除新风）结果如表2.6。表2.6冷负荷总和（除新风）（W）计算时刻7:008910111213141516171819202122楼板负荷2075.192075.192766.922766.922766.923458.

11、653458.653458.654150.384150.384150.383458.653458.653458.652766.922766.92外墙负荷2698.062698.062826.542826.5432123340.483340.483340.483340.483340.483340.483340.483340.482955.022955.022955.02窗传热负荷637.42849.891133.181416.481664.361912.252089.312230.962337.192372.602301.782195.541983.071770.601558.131381.07

12、窗日射负荷1611.092108.342545.922943.723321.633560.313639.873520.533301.743082.952724.932068.561133.73895.05716.04596.7人体、照明、设备冷负荷0709491489793.25101933490.7500709492749821.25007631.61004210128.45总计7021.7614825.4818420.5619746.9121157.9115762.4412528.3112550.6220223.7922220.4122338.8211063.239915.9316710.

13、9218038.1117828.16（1）最大冷负荷出现在17时，为CLQmax=22338.82W（2）湿负荷主要来源于人体散湿，从表2-18查得成年男子散湿量为：61g/(h人)，教室可容纳200人，故总散湿量为：W=613600200=3.3889g/s第三章、新风量和送风量的确定3.1 热湿比为：=22338.82/3.3889=65923.2 送风点和室内点在h-d图上确定室内空气状态点N，通过该点画出=6592的过程线，取送风温差为6，则送风温度为t0=25-6=19，从而得出：h0=41.202kJ/kg, hN=56.942kJ/kg干空气d0=10.06g/kg干空气, dN

14、=12.443 g/kg干空气3.3 送风量（1）按消除余热：G=Q/( hN- h0)=22.33882/(56.942-41.202)=1.41924kg/s（2）按消除余湿：G=W/( dN- d0)=0.0033889/(12.443-10.92)=1.42211kg/s（3）故取送风量为G=1.42kg/s3.4 新风量（1）取新风比为0.35，即Gw=0.35G,得Gw=0.351.42=0.497kg/s第四章、设计确定空调系统方案及空气处理过程4.1空调系统方案的确定4.1.1 空调系统的分类形式 按空气处理设备的集中程度可以分为以下三类：（1）集中式空调系统（2）半集中式空调

15、系统（3）分散式空调系统 对各系统进行比较分析如表4.1表4.1空调系统的分类表 比较项集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统系统特征空气处理设备集中在机房内，空气经处理后，由风管送入各房间除了集中的空气处理设备外，在各个空调房间内还分别处理空气的“末端装置”每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器承担风管布置空调送回管系统复杂，布置困难；支风管和风口较多时不易均衡调节风量；3.风管要求保温，影响造价；1.放室内时，不接送、回风管；2.当和新风系统联合使用时，新风管较小；1.系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀；2.直接放室内，可不接送风管和回风管；3.余压小；风管互相

16、串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染。当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间不会互相污染各空调房间之间不会互相污染串声。发生火灾时也不会通过风管蔓延。设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房；2.机房面积较大，层高较高；3.有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上；1.只需要新风空调机房，机房面积小；2.风机盘管可以安设在空气调节区内3.分散布管敷设各种管线较麻烦；1.设备成套、紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内；2.机房面积小，只及集中式系统的50%，机房层高较低；3.机组分散布置，敷设各种管线较麻烦；维护运行管理、维修方便；布置分散、维修管理不方便。水系统复杂，

17、易漏水。麻烦消声与隔振可以有效地采取消声和隔振措施必须采用低噪声风机，才能保证室内要求机组安设在空气调节区内时，噪声、振动不好处理系统应用1.单风管系统2.双风管系统3.变风量系统1.风机盘管+新风系统2.多联机+新风系统3.诱导器系统4.冷暖辐射板+新风系统1.单元式空调器系统 2.房间空调器系统 3.多联机系统4.1.2 全气系统（集中式）全空气空调系统具有如下特点：优点：全空气空调系统设备集中，运行和管理都比较容易，施工方便，初投资小，系统简单，在过渡季节能全新风运行。缺点：全空气空调系统当房间热湿负荷变化时不能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时而整系统在继续运行，造成能源的浪

18、费。4.1.3 风机盘管加新风空调系统（半集中式）风机盘管加新风空调系统具有如下特点：优点：风机盘管加新风空调系统当房间热湿负荷变化时能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时可自行调节，节约能源。缺点：风机盘管加新风空调系统设备分散、运行，维修和管理都比较困难，施工复杂，系统形式复杂。4.2系统方案的选择（1）虽然设计对象只是单间课室，但实际上不可能每间课室单独设置空调系统，而考虑到整栋教学楼层数多、间数多，全由集中空调机房输送处理后的空气进去建筑物去承担热湿负荷虽然可行，但因风道庞大，占空间多而影响建筑物的整体设计，因此考虑同时使用空气和水（冷剂）以承担室内热湿负荷。此时，集中输送的部

19、分仅由热湿处理后的新鲜空气（室外空气），故风道较小；而室外则分散设置由水和冷剂直接换热的末端装置来处理，即半集中式系统。 （2）根据空调系统的处理设备、介质种类及空气来源情况，考虑节能、满足卫生要求、补充局部排风所需风量，保持空调房间的正压要求等因素，选择半集中式的空气-水系统，用风机+水盘管（FUC）形式，采用一次回风系统，由独立的新风系统供给室内新风，露点（=90%）送风，且新风不承担室内负荷。 （3） 就对于教学楼而言，与全空气系统相比，风机盘管加新风系统还有以下明显优点：a、控制灵活，具有个别控制的优越性，可灵活地调节各房间的温度，根据房间的使用状况确定风机盘管的启停；b、风机盘管机组

20、体型小，占地小，布置和安装方便，甚至适合于旧有建筑的改造；c、容易实现系统分区控制，冷热负荷能够按房间朝向，使用目的，使用时间等把系统分割为若干区域系统，实施分区控制。4.3夏季空气处理过程（1）、根据设计条件可知：室外状态点W为tw=33.5：ts=27.7，hw=89.136kJ/kg干，dw=21.58g/kg干,室内状态点N为：tN=251,N=625%, hN =56.942 KJ/Kg，dN =12.443 g/Kg。（2）、确定机器露点L和考虑温升后的状态点K从N点引hN线，取温升为1.2的使KL线段与等焓线h线和=90%线分别交于K、L，连接，在h-d图上读得L点焓值为hL =

21、55.675，是新风在新风机组内实现的冷却减湿过程。（3）确定室内送风状态点O从N点作线，该线与=90%的线相交于送风状态点O，O确定之后，计算出空调房间送风量为G=1.42kg/s。（4）确定风机盘管处理后的状态点M连接并延长到M点，使 OM=OK（GW/GF）而GW =0.497kg/s；GF=G- GW=1.42-0.497=0.923 kg/s；于是 hM=(GhO-GWhK)/GF=(1.4241.202-0.49756.942)/0.923=32.73KJ/Kg,查得tM=12.2,NM过程是风机盘管实现冷却除湿的过程。（5）确定新风机组负担的冷量和盘管负担的冷量新风机组负担的冷量

22、(KW)为：=0.497（89.136-55.675）=16.63kW采取机器露点送风，其空气处理过程为，在焓湿图上如图4.1所示。图4.1空气处理过程图盘管负担的冷量为：QF=GF(hN-hM)=0.923(56.942-32.73)=22.348kW而在第二章中算得到室内最大冷负荷为：CLQmax=22338.82W二者基本相同。第五章、空气处理设备的选型5.1机组选型依据查相关资料，决定选取美意MAH系列组合式空气处理机组，该系列空气处理机组特点如下：5.2机组选型及其参数为节省空间决定选取立式机组，根据风量和这冷量选取型号为MAH-0609V25LT的空调机组1台，其各项参数如表5.1

23、：表5.1 MAH-0609V25LT型机组参数5.3风机盘管选型根据风机盘管风量选择,选用SINKO厂家CP-400型风机盘管6台，每台风量660m3/h，供冷量3895W。第六章、送风系统设计6.1送风口选择本教室采用上送上回的送风形式，送风口形式采用径向平送散流器，教室尺寸为19.511.34（长宽高）（mmm），夏季室内冷负荷为Q=22338.83W，总送风量为G=1.42kg/s=1.1834m3/s=4260m3/h。共六个风机盘管，12个径向贴附散流器，将教室分为12个6.5m2.83m的区域，散流器安装在每个区域的中间，每个散流器送风量为330 m3/h=0.092 m3/s，

24、承担18.395m2的送风区域，水平射程分别为3.25m及1.42m，平均取l=2.34m，垂直射程x，=4-2=2m(1)换气次数n=4260/(19.511.34)=4.8/h(2)散流器的出风速度u0选定为1.6m/s，这样F0=0.092/1.6=0.0575m2(3)检查ux：根据式ux=(u0 m1K1K2K3 )/(x,+l)m1=1.41K1根据0.1l/=0.98，按l/x，=1.17查图5-13取K1=0.63K2K3均取1，求得：ux=0.079m/s（4）检查txtx =t0 n1K1 /(x,+l)=6*0.88*0.63* /（2+2.34）=0.26第七章、水力计

25、算7.1水管的水力计算原理水管水利计算的原理及依据：（1）沿程阻力水在管道内流动的沿程阻力可按下式计算：单位管长沿程阻力可按下式计算：其中： 摩擦阻力系数，无因次量；管道内径，m；直管断长度，m ；水的密度，1000；(2)局部阻力水流动时遇到弯头、三通及其它异形配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为 其中：局部阻力系数；管道内径，mm；7.2风管的水力计算风管水利计算的原理及依据如下：（1）风管沿程压力损失 可按下式计算：其中： 单位管长沿程阻力，；风管长度，m；其中单位管长沿程阻力可按下式计算： 其中： 摩擦阻力系数；空气密度，；风管当量直径m；（2）风管局部压力损失 其中： 局部阻力

26、系数；风管内局部压力损失发生处得空气流速，m/s；空气密度，7.3 水力计算的步骤1）、对各管段进行编号，标出管段长度和各送风点的风量。2）、选择最不利环路。3）、根据各管段的流量，最不利环路（最远环路）上各管段的断面尺寸和局部摩擦阻力，求出各管段阻力。4）、最不利环路和最近环路不衡率计算：X15%才符合要求。7.4供水管最不利环路水力计表7-1平面图水管水力计算表 编号 流量(kg/h) 负荷(w) 流速(m/s)Rm(Pa/m)管径 长(m)动压(Pa) Pd(Pa)Pl(Pa)P(Pa)管段04018.9223370.000.85293.62DN406.04357.520.000.001

27、773.851773.85管段14018.9223370.000.85293.62DN401.32357.521.00357.52387.85745.37管段22679.2815580.000.74273.48DN326.04274.892.00549.771651.502201.27管段31339.647790.000.65308.52DN256.20211.222.00422.451913.682336.13管段4669.823895.000.52283.79DN201.12137.631.50206.44317.20523.64管段5669.823895.000.52283.79DN20

28、0.25137.631.50481.6970.95552.64管段6669.823895.000.52283.79DN201.01137.631.50206.44287.55493.98管段7669.823895.000.52283.79DN200.25137.631.50481.6970.95552.64管段8669.823895.000.52283.79DN201.12137.633.00412.88317.20730.08管段9669.823895.000.52283.79DN200.25137.631.50481.6970.95552.64管段10669.823895.000.5228

29、3.79DN201.01137.633.00412.88287.55700.42管段11669.823895.000.52283.79DN200.25137.631.50481.6970.95552.64管段12669.823895.000.52283.79DN201.01137.633.00412.88287.55700.42管段13669.823895.000.52283.79DN200.25137.631.50481.6970.95552.64管段14669.823895.000.52283.79DN201.12137.633.00412.88317.20730.08管段15669.82

30、3895.000.52283.79DN200.25137.631.50481.6970.95552.64当前最不利环路的阻力损失为22352.90 Pa。水管最不利环路水力计算：表7-2 最不利管段水管水力计算表编号 流量(kg/h) 负荷(w) 流速(m/s)Rm(Pa/m)管径 长(m)动压(Pa) Pd(Pa)Pl(Pa)P(Pa)管段04018.9223370.000.85293.62DN406.04357.520.000.001773.851773.85管段14018.9223370.000.85293.62DN401.32357.521.00357.52387.85745.37管段

31、22679.2815580.000.74273.48DN326.04274.892.00549.771651.502201.27管段31339.647790.000.65308.52DN256.20211.222.00422.451913.682336.13管段4669.823895.000.52283.79DN201.12137.631.50206.44317.20523.64管段5669.823895.000.52283.79DN200.25137.631.50481.6970.95552.64当前最不利环路阻力损失为22352.90 Pa，经校核所有管段均不需加设阀门。参考文献1赵荣义，范存养.空气调节 第四版.北京.中国建筑工业出版社.2009.2李娥飞.暖通空调设计与通病分析M.第二版，北京：中国建筑工业出版社，2004.3赵荣义等.空气调节M.第四版，北京：中国建筑工业出版社，2009.4GB/T 50114-2001, 暖通空调制图标准S.5GB50019-2003, 采暖通风与空气调节设计规范S.