空调课程设计

《通风与空气调节工程》课程设计

班级：制冷091

姓名：张鹤鹏

学号：090216115

河南机电高等专科学校

2011年6月

一、设计题目

某建筑中央空调系统设计

二、设计原始资料

有一多层建筑，首层与二层需空气调节，首层为商场，二层为办公楼，建筑示意图如图示，已知夏季室内参数为t n =26℃，φ=60%，建筑物冷负荷为12.8KW，冬季室内参数为。t n=20℃，φ=45%维护结构热负荷9.5KW（不计新风附荷）室内只有人员产湿

三、设计内容

1、确定冬夏季湿热比与送风状态点。

2、采用定风量空调系统，计算送风量。

3、首层为全空气系统，二层为风机盘管加新风系统，请进行有关设计。

4、画出系统布置图。

一、原始资料

1、地点：北京

2、室外气象条件

（1）夏季室外空气调节干球温度：33.2 （2）夏季室外空气调节湿球温度：26.4℃（3）夏季室外空气调节相对湿度：45% （4）冬季室外空气调节干球温度：-12℃（5）夏季大气压力998.6Kpa

（6）冬季大气压力1020.4Kpa

3、室内设计参数

（1）夏季室内设计计算干球温度26℃（2）夏季室内设计计算相对湿度60% （3）冬季室内设计计算干球温度20℃（4）冬季室内设计计算相对湿度45% 4、土建条件

（1）围护结构总冷负荷12.8Kw

（2）围护结构总热负荷9.5Kw

5、室内负荷条件

（1）人员

一层超市0.8人/㎡

二层办公区4人/间

（2）照明10W/㎡

6、新风量

10m3/(h·人)

7、其他条件

空调设备运行10h，开灯时数10h，人员在房间内停留10h。

8、动力资料

（1）水源自来水

（2）电源220/380V。

二、一层负荷计算

(一)冷负荷计算

1、一层围护结构冷负荷6.4KW

2、一层照明得热冷负荷

P=40×16×10=6400W

Q=n1n2P=1×0.6×6400=3840W

τ= QC L

一层照明得热冷负荷单位/W

时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 C L0.690.860.890.90.910.910.920.930.940.950.95 Q3840

Qτ2649.63302.43417.634563494.43494.43532.83571.23609.636483648

3、一层人体冷负荷

按一层超市0.8人/㎡计算一层有512人

显热Q S=n1n2q s=0.89×512×58=26429W

潜热Q r=n1n2q r=512×0.89×123=56048.64W

+ Q r

τ= Q S C L

一层人体冷负荷单位/W 时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

C L0.060.530.620.690.740.770.80.830.850.870.89

Q S26429

Q S C L1585.7414007.3716385.9818236.0119557.4620350.3321143.221936.0722464.6522993.2323521.81 Q r56049

Qτ57634.7470056.3772434.9874285.0175606.4676399.3377192.277985.0778513.6579042.2379570.81

4、一层冷负荷汇总单位/W

时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 围护结构6400

照明得热2649.63302.43417.634563494.43494.43532.83571.23609.636483648人体57634.7470056.3772434.9874285.0175606.4676399.3377192.277985.0778513.6579042.2379570.81汇总66684.3479758.7782252.5884141.0185500.8686293.738712587956.2788523.2589090.2389618.81

一层冷负荷最大值出现在18：00，为89618W

（二）湿负荷计算

人体散湿量W=n1n2g 查表3-14知g=184g/h

g=512×0.89×184=83845.12 g/h=23.29g/s

三、一层风系统设计

（一）一层送风状态与送风量计算

已知一层夏季总余热量为89618W，总余湿量23.29g/s。t n=26℃，

φ=60%。

1、热湿比

ε=Q/W=89618/23.29=3848

2、确定送风状态点如图所示，

在h-d图上确定出室内状态点N，做过N点的热湿比线ε=3848的过程线，取送风温差Δt o=8℃，则送风温度t o=（26-8）=18℃，由送风温度t o与热湿比线的交点，可得出送风状态点O。在h-d 图上查得

h o=34.5KJ/Kg，h N=58.7 KJ/Kg

d o=6.478 g/Kg，d N=12.786g/Kg

夏季送风状态点t o=17.2℃φo=55%

3、送风量计算

（1）按消除余热算。

G=Q/（h N -h o）=[89.618/（58.7-34.5）]=3.703Kg/s (2)按消除余湿算

G=W/(d N-d o)=[23.29/(12.786-6.478)]=3.692 Kg/s

结果一致，计算正确。

4、一层商场冬季的设计计算。

不考虑室内人员及灯具的产热补偿则一层冬季的负荷为

Q=9.5/2=-4.75KW

一层冬季的湿负荷为

W =n1n2g=(512×0.89×134)g/h=61061.12 g/h=16.96g/s

已知一层冬季总余热量为-4750W，总余湿量16.96g/s。t n=20℃，φ=45%.冬季热湿比

ε=Q/W=-4750/16.96=-284.62

在h-d图上查得

h N=36.8 KJ/Kg d N=6.602g/Kg

采用定风量系统：冬季送风状态点

h o=h N+Q/G=36.8+4.75/3.7=38.08KJ/Kg

d o= d N-W/G=6.602-16.96/3.7=2.018g/Kg

查h-d图得冬季送风状态点

t o=32.7℃φo=6.5%

四、二层负荷计算

（一）二层办公室夏季冷负荷的计算

办公室为四人间，工作时间原始资料已知。

办公室有16间，共有16×4=64人，属于静坐类。

查表3-15得：n2=0.96

查表3-14得：q s=63W/人q r=45 W/人。则：

显热Q S=n1n2q s=64×0.96×63=3871W

潜热Q r=n1n2q r=64×0.96×45=2765W

人体散热引起的冷负荷

时间7：00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00

C L0.06 0.53 0.62 0.69 0.74 0.77 0.80 0.83 0.85 0.87 0.89 0.52 0.34

Q S3871

Q S C L232 2052 2400 2670 2865 2981 3097 3213 3296 3368 3445 2013 1316

Q r2756

Qτ2988 4808 5156 5426 5621 5737 5853 5969 6052 6124 6201 4761 4072 围护结构冷负荷6400W

照明得热冷负荷同一层

二层照明得热冷负荷单位/W

时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

C L0.690.860.890.90.910.910.920.930.940.950.95

Q3840

Qτ2649.63302.43417.634563494.43494.43532.83571.23609.636483648

二层冷负荷汇总单位/W

时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 围护结构6400

照明得热2649.63302.43417.634563494.43494.43532.83571.23609.636483648人体2988 4808 5156 5426 5621 5737 5853 5969 6052 6124 6201

汇总15250.6 14510.4 14973.6 15282 15515.4 15631.4 15785.8 15940.2 16061.6 16172 16249 二楼办公区最大冷负荷出现在16:00为16249W

（二）二层办公室夏季湿负荷计算

人体散湿量W=n1n2g 查表3-14知g=68g/h

g=64×0.96×68= 4177.92g/h=1.16g/s

五、二层风系统计算

（一）二层办公室夏季热湿比

ε=Q/W=16294/1.16=14046

二层采用风机盘管加新风的处理过程如下图

（二）确定新风机组的设计冷量

G W=64×40=2560m3/h=0.8727kg/s

Q W=G W(h W-h L)

在h-d图上查得：h W=83KJ/Kg h L=h N=57KJ/Kg

Q W=G W(h W-h L)=0.6545×(83-57)17.017KW

（三）确定房间总风量

1、确定送风状态点O

已知ε=14046 h N=58.7 KJ/Kg d N=12.786g/Kg

室内t n=26℃，φ=60%。过N点作ε线与φ=90%~95%线相交查h-d图得h o=45KJ/Kg

2、确定房间总送量

G=Q/( h N-h o)=1.4085Kg/s=4261m3/h

3、确定风机盘管处理空气N→M过程所需设计冷量

G f=G- G W=0.7541 kg/s

h M=h0- G W/G f×(h K-h0)=34.58KJ/Kg

Q f= G f(h N- h W)=12.43KJ

六、二层办公区冬季计算

由于冬夏两季都用风机盘管加新风空调系统，以夏季标准设计的风机盘管完全满足冬季要求，故无需进行计算。

七、空调系统的水力计算

（一）一层风口、风管的布置选型

根据本建筑平面结构特点和风口布置模块化思想，拟采用散流器送风，建筑物的总面积为640m2分为长16m，宽4m的十个分区，由于一层的总送风量为3.7Kg/s=11054m3/h。（ρ空气=1.205Kg/ m3）。则每平方米需17.27m3/h。每个区的送风量为1105.3 m3/h。

查有关资料，圆形散流器DN110，低档的送风量为：137 m3/h

n=1105.3÷137=8个。

本设计按V0`=3m/s左右选择风口。DN110圆形散流器。颈部面积：S=πD2/4=0.0094 m2 V0=1105.3÷(3600×8×0.0094)=4m/s 散流器的实际出口面积为颈部面积的90%，

F0=0.9×0.0094=0.0086 m2

散流器出口风速：V0=4÷0.9=4.4m/s

水平射程约为1.3m，商场净高为3.2m工作区垂直射程为1.7m则DN110满足要求。风管风口布置如图：（附图）

（二）系统的水力计算表，表中的流速均用推荐流速，查询有关

资料。

风系统水力计算表

管段编号风量m3/h长度m 风管尺寸（宽×高）流速m/s 比摩阻Pa/m 动压Pa 管段阻

力Pa

1 10500

2 630*630 4.5 0.89 33.75 3.56

2 5250 2 630*250 9.5 2.78 54.15 11.12

3 4987.5

4 400*320 5.

5 0.73 18.15 5.84

4 472

5 4 630*250 8.5 2.25 43.35 18

5 4462.5 4 500*500 5.0 0.55 15.00 4.4

6 4200 2 500*250 9.5 3.03 54.15 12.12

7 4200 4 500*250 9.5 3.03 54.15 24.24

8 3150 4 500*250 7.0 1.7 29.40 13.6

9 2100 4 500*250 5.0 0.9 15.00 7.2

10 1050 4 250*200 6.0 2.1 21.60 16.8

11 1050 2 250*200 6.0 2.1 21.60 8.4

12 262.5 2 250*160 2.0 0.32 2.40 1.28

（三）水系统设计

1、二层风管所需的设计冷量Q f =12.43KJ

则所需的冷冻水量

m=12430÷[4168×（11-7）]=0.74556Kg/s=2684 Kg/h 则每个房间所需冷冻水量 M0=m/16=167.75Kg/h

冷冻水水力计算表

管段编号流量

（kg/

h）

管段

长度

L/m

管径

d/mm

流速

/(m/s)

比摩

阻R/

（Pa/

m）

沿程压

力损失

（Pa）

Py=RL

局部

阻力

系数

∑ξ

动压头

（Pa）

ΔPd=ρv2/2

局部压力

损失（Pa）

pj=∑ξ*Δ

管段压

力损失

（Pa）

/Pa △

Py+△Pj