空调设计课程设计计算书

课程设计计算书

设计名称空调制冷设计

学院软件学院

楼宇智能化工程技术工程专业

（安全方向）

班级 101

姓名吴楠

学号 101410008 指导教师马永红

2012年10月1—2012年10设计时间

月18日

摘要

本次设计的是锦州市岳麓办公大厦空调系统。针对该办公大厦的功能要求和特点，以及该地区气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该楼的中央空调系统进行系统规划、设计计算和设备选型。对其进行了冷、热、湿负荷的计算，还对各室的所需的新风量进行了计算。考虑到建筑本身的特点，在楼层较高的一层和二层采用全空气系统，三楼和三楼以上采用了风机盘管加新风系统，该系统具有投资低，调节灵活，运行管理方便等优点。对于冷热源的选择，考虑建筑周边没有固定的热源供给、建筑的负荷相对较小，同时由于所在的城市在能源方面非常缺乏，电力部门又有实施分峰谷、分时电价政策。因此对该建筑的冷源选择采用制冷机组加部分冰蓄冷系统，热源采用小型的燃油锅炉，以满足建筑冷热负荷的需要。并把机房布置在地下一层的设备间。同时对该系统的风管、水管，制冷、供热系统等进行了设计计算。由于建筑结构的特点，将冷却塔放在建筑两层高的裙房上，来满足制冷系统的需求。

根据计算结果，对性能和经济进行比较和分析，对设备的选择、材料的选用，确保了设备在容量、减震、消声等方面满足人们的要求,并使系统达到了经济、节能的目的，按照国家相关政策做到了环境保护。

目录

摘要

第一章绪论———————————————————————4 第二章设计概述—————————————————————5

2.1工程概况

2.2设计及气象参数

2.3围护结构参数

第三章空调系统冷、热、湿负荷的计算———————————9 3.1冷、热、湿负荷的概念

3.2主要计算公式

3.3计算结果

3.4 逐时计算结果

第四章空调房间送风量确定————————————————21

4.1 概念

4.2计算公式

4.3送风量的计算

4.4焓湿图

第五章风管道的选择计算以及设备选择———————————25 5.1风机盘管布置原则

5.2气流组织的分布

5.3风管道布置原则

5.4风管道设计

第六章水管道的选择计算—————————————————27 6.1水系统的设计选择

6.2系统水管水力计算

6.3冷凝水的排除

6.4水系统的水质处理

第七章制冷机房的设置——————————————————32

7.1循环水泵的选择

7.2冷水机组的选择

第八章参考文献—————————————————————33

第一章绪论

随着21世纪的到来，人们对人类的生存和地球环境的问题空前的关注，现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过，人们已经逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命，工作效率，产品质量起着极为重要的作用。以满足人类自身生活，工作对环境的要求，和满足生产，科学实验对环境的要求。人们对现代建筑的要求，不只有挡风遮雨的功能，而且还应该是一个温湿度适宜的，空气清新，光照柔和，宁静舒适的环境。生产与科学实验对环境提出了更为苛刻的条件。

在建筑微环境内，室内空气调节已经成为控制建筑温湿环境和室内空气品质的重要技术和主要手段。

空气调节能实现对某一房间或空间温湿度，洁净度和空气流动速度等进行调节和控制，并提供足够的空气。未来空调技术的发展方向，“节约能源，保护环境和获取趋近于自然条件的舒适健康”必是空调的发展目标。

第二章设计概述

2.1工程概况：

1. 建筑物名称长春远景健身中心通风制冷设计

2. 地理位置吉林省-长春

3. 建筑物楼层数 5

4. 建筑物楼层高度 m 4.5

5. 建筑物总冷负荷 W 86083.61*5=430418

6. 建筑物冷负荷指标 W/m2 91.97

7. 总建筑面积 m^2 89250

设计特点

空调系统的选择

空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，他可组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。

根据负担室内热湿负荷所用的介质不同分为全空气系统、全水系统、空气-水系统，冷剂系统。按热量移动（传递）的原理来分可分为对流式空调和辐射式空调，按被处理空气的来源来分又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，二是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式也可通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。

中央空调和局部空调相比，具有以下优点：

1．空气调节效果好，可以严格的控制室内温度和室内的相对湿度，并能满足室内空气清洁度的不同要求；

2．可向室内送新风，保证室内空气新鲜度；并且可以进行理想的气流分布设计；

3．机组相对故障少，运行管理方便，运行费用低；

4．空调与制冷设备集中安设在机房，便于管理与维修；

5．设备使用寿命长；

6．可以有效的采取消声和隔振措施，故噪声小；

7．宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。

通过对该楼采用集中供冷的中央空调和采用房间窗式空调器的局部空调在能耗、造价方面的比较证明，中央空调的耗电明显降低，大约节电30％左右。从造价比较看，窗式空调造价稍低于集中供冷的中央空调。综合耗电、造价两因素，优先考虑采用冷水机组集中供冷的中央空调。

但是对于该建筑的使用房间面积大，并且大部分房间所要求的处理效果差不多。针对楼层低的房间风管不易布置所采用的中央空调方式，又以采用半集中式空调较多，而其中首选的为风机盘管加新风空调系统，风机盘管的空调方式是空气—水系统中的一种主要形式,主要是由风机与冷热交换盘管组成，他的功能主要是在空气进入被调房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统的优点是：

1．与全空气系统比较，可节省空间。

2．布置灵活，具有个别控制的优越性，各房间单独调节温度，房间不入住人时，可关调机组，不影响其他房间的使用。

3．节省运行费用,运行费用与单风道系统相比约低20～30%,比诱导器系统低10～20%,而综合投资费用大体相同,甚至略低。

4．机组定型化，规格化，易于选择安装。

5．有较好的供热能力。

风机盘管机组的缺点是：

1.作为空气-水系统，潜在漏水的可能性；

2.机组可能产生凝雾；

3.冷凝水盘可能滋生影响人体健康的微生物；

4.需要单独设立新风系统解决室内新风问题；

5.风机盘管机组过滤效率差，影响到室内空气品质。

因此综上考虑及分析，本次设计针对本设计的健身房间,更衣室使用风机盘管加新风空调系统的空气处理方式。使其调节灵活，运行管理方便等优点，还能很好的控制室内的空气参数。

冷、热、湿负荷的概念

为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：

1．外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；

2．内围护结构冷负荷；

3．外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；

4．设备散热引成的冷负荷；

5．人体散热引起的冷负荷；

6．照明散热引起的冷负荷；

在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。

主要热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。在热负荷的计算方法上，也采用热负荷系数法计算空调热负荷。

主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。

2.2设计及气象参数

1. 夏季室外计算干球温度℃ 30.40

2. 夏季室外计算湿球温度℃ 24.20

3. 夏季大气压力 Pa 97680

4. 夏季室外平均风速 m/s 3.50

5. 健身房间设计温度为℃ 24

6. 更衣室设计温度℃ 26

7. 房间设计相对设计湿度% 60

8. 气流平均速度≤0.3m/s。

2.3围护结构参数

1.外墙：多孔砖370(聚苯板)，结构如图2-1所示，外墙传热系数K=0.545 W/(m2℃)

专用饰面砂浆与涂料

玻璃纤维网格布

膨胀聚苯板

烧结多孔砖

石灰,水泥,砂,砂浆

图2-1

2.屋顶：钢筋砼板(聚苯板)，结构如图2-2所示，屋顶传热系数K= 0.495W/(m2℃)

防水层

C15砼

水泥加气混凝土

膨胀聚苯板

锅炉渣

钢筋混凝土

石灰,水泥,砂,砂浆

图2-2

3.内墙：混凝土多孔砖，结构如图2-3所示，内墙传热系数K= 1.886W/(m2℃)

石灰,水泥,砂,砂浆

普通混凝土多孔砖墙

石灰,水泥,砂,砂浆

图2-3

4.窗户为PA断桥铝合金辐射率≤0.25Low-E中空玻璃(空气9mm)，传热系数K=2.6 W/(m2℃)

5.内门为木(塑料)框双层玻璃门，传热系数K=2.5 W/(m2℃

第三章空调系统冷、热、湿负荷的计算

3.1 冷、热、湿负荷的概念

为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：

1.外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；

2内围护结构冷负荷；

3人体散热引起的冷负荷；

4照明散热引起的冷负荷；

在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。

主要热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗

缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。在热负荷的计算方法上，也采用热负荷系数法计算空调热负荷。

主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。

3.2 主要计算公式 3.2.1 冷负荷

1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷[3]

()()()

d αρR c τc τQ AK t t k k t ?

??=+-??

(3-1)

式中 ()c τQ ?

——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，m 2

；

K ——外墙和屋面的传热系数，W/(m 2

℃)，由《暖通空调》附录2-2和

附录2-3查取；

R t ——室内计算温度，℃；

()c τt ——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；

d t ——地点修正值，由《暖通空调》附录2-6查取；

αk ——吸收系数修正值，取αk =1.0； ρk ——外表面换热系数修正值，取ρk =0.94；

2.内围护结构冷负荷[3]

()()i i o.m a R c τQ K A t t t ?

=+?- (3-2)

式中 i K ——内围护结构（如内墙、楼板等）传热系数，W/(m 2 ℃)；

i A ——内围护结构的面积，m 2；

o.m t ——夏季空调室外计算日平均温度，℃； a t ?——附加温升，可按《暖通空调》表2-10查取。

3.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷[3]

()()()

w w w d R c τc τQ c K A t t t ?

=+-

（3-3） 式中 ()c τQ ?

——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W ；

w K ——外玻璃窗传热系数，W/(m 2 ℃)，由《暖通空调》附录2-7和附录

2-8查得；

w A ——窗口面积，m 2；

()c τt ——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；

w c ——玻璃窗传热系数的修正值；由《暖通空调》附录2-9查得； d t ——地点修正值，由《暖通空调》附录2-11查得；

4.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷[3]

a w s i jmax LQ c(τ)Q C A C C D C ?

= (3-4)

式中 a C ——有效面积系数，由《暖通空调》附录2-15查得；

w A ——窗口面积，m 2；

s C ——窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得； i C ——窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-14查得；

j max D ?——日射得热因数，由《暖通空调》附录2-12查得；

LQ C ——窗玻璃冷负荷系数，无因次，由《暖通空调》附录2-16至附录

2-19查得；

5.设备散热引起的冷负荷[3]

s LQ c(τ)Q Q C ??

=

（3-5） 式中 ()c τQ ?

——设备和用具显热形成的冷负荷，W ；

s Q ?——设备和用具的实际显热散热量，W ；

LQ C ——设备和用具显热散热冷负荷系数，可由《暖通空调》附录2-20

至附录2-21查得。如果空调不连续，则LQ C =1.0。

6.人体散热形成的冷负荷[3] (1)人体显热散热形成的冷负荷

s LQ c(τ)Q q n C ??

= (3-6)

式中 s q ——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W ，由《暖通空调》表

2-13查得；

n ——室内全部人数；

?——群集系数，由《暖通空调》表2-12查得；

LQ C ——人体显热散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-23查得；

(2)人体潜热散热形成的冷负荷

l c Q q n ??

= (3-7)

式中 c Q ?

——人体显热散热形成的冷负荷，W ；

l q ——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；

?——群集系数，由《暖通空调》表2-12查得；

7.照明散热形成的冷负荷[3]

白炽灯 LQ c(τ)1000Q NC ?

= (3-8) 日光灯 12LQ c(τ)1000Q n n NC ?

= (3-9) 式中 N ——照明灯具所需功率，W ；

1n ——镇流器消耗功率系数，明装时，1n =1.2，暗装时，1n =1.0； 2n ——灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，2n =0.5～0.6；无通风孔时，

2n =0.6～0.8；

LQ C ——照明散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-22查得。