暖通空调课程设计计算说明书

暖通空调

课程设计说明书

题目：教学综合楼

班级：11级建环2班

姓名：付茂光

学号： 20113682

指导教师：刘惠

成绩：

山东农业大学水利土木工程学院

目录

一、设计原始资料 (3)

二、设计内容 (3)

三、夏季冷负荷计算设计 (3)

四、空调方式的确定 (4)

1、空调系统的分类 (4)

五、风系统设计过程 (5)

1、送风状态点的确定 (5)

2、送风量的确定 (6)

3、空调机组选型 (7)

4、风管设计 (7)

5风口及气流组织设计 (8)

六、防、排烟设计 (9)

参考文献 (9)

一、设计原始资料

1、图纸：某教学综合楼平面图（包括：首层平面图、标准层平面图、顶层平面图）

2、气象参数（济南市） 室外气象参数：

冬季：空调计算干球温度-7.7 ℃ 最冷月平均相对湿度53% 风速2.9m/s

大气压力101.91KPa 夏季：室外干球温度34.7 ℃ 最热月平均相对湿度61% 风速2.8m/s

大气压力99.79KPa 室内设计参数：

冬季：温度20℃ 相对湿度60% 夏季：温度26℃ 相对湿度60% 二、设计内容

空调工程设计内容包括：

1）收集设计资料，确定设计参数； 2）计算冷、热负荷； 3）选择空调系统方案；

4）设计室内气流组织形式； 5）设计水系统； 6）选择设备；

7）布置机房及附属设备。 三、夏季冷负荷计算设计

选去具有代表性的楼层代表性房间进行详细计算，其他相似房间直接取用以上计算数据。选下面以1001普通教室为例进行计算：

基本状况：1、外墙采用250mm 厚加气混凝土，传热系数K ＝0.47W/（?2m K ）

2、外窗为双层中空玻璃， 传热系数K ＝2.6W/（?2m K ）

3、内墙：邻室温度相同不考虑，走廊考虑5℃温差

4、室内压力稍大于室外大气压力

5、室内照明：荧光灯明装，200W ，开灯时间为8：00~20:00

6、空调设计运行时间24小时 现在分别计算各项冷负荷。

(1)外墙的逐时冷负荷。屋顶雨外墙的冷负荷用（1.1）计算

'()()()c c R Q AK t t ττ=- （W ） （1.1）

其中修正后的瞬时冷负荷计算温度用式（1.2）计算

'()()()c c d t t t k k τταβ=+? （1.2）

由题意，以上参数都采用济南地区的特定条件，则有：αk ＝0.98，ρk ＝0.94。 （2）外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷

在室内外温差作用下，通过外玻璃窗传热形成的冷负荷可按下式计算： ()()

()c w w c R Q K A t

t ττ=-

对于要进行地点修正的时候，修正值 d t ?可从附录中查得，公式相应变化成：

()()

()c w w w c d R Q c K A t

t t ττ=+?-

（3）照明散热形成的冷负荷

荧光灯 ()121000c LQ Q n n NC τ=

(4) 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（湿、湿度等）等多种因素有关。

（5）透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法 max w s i j LQ Q CA C C D C =

（6）新风负荷及新风湿负荷 新风量为没人每小时14m 3 空气密度：1.2 kg/m 3 新风负荷：

Q = m a ×(h 0-h R ) 新风湿负荷：

D=m*(d 0-d R ) ×0.001

1001普通教室冷负荷计算详见附表1，热负荷详见附表2 热负荷计算步骤同冷负荷计算步骤 四、空调方式的确定 1、空调系统的分类

(一)集中式空调系统

全部设备都设置在空调机房内。它服务面积大，处理的空气量多，技术上比较容易实现。

一次回风系统：空气处理流程简单，操作管理方便，但有冷热量抵消的现象，使系统的经济性有所降低。

二次回风系统：节省再热冷负荷的再热量，但机器露点较低，使运转效率下降。

（二）半集中式空调系统

风机盘管系统：

1、墙洞引入新风的方式：保证新风量要求，但风机盘管适应新风负荷的变化比较困难，且新风口还会破坏建筑立面。

2、独立新风系统：新风系统可承担部分冷负荷，在过度季节可独立使用新风系统，比较节能。但初投入较大。 2、空调方式的确定

考虑到此建筑物以大面积房间为主，又综合各个空调系统的形式，最终决定采用全空气系统一次回风的系统形式。 五、风系统设计过程 1、送风状态点的确定

已知夏季空调室外计算干球温度为34.7C 和湿球温度为28o C ，由此查 i －d 图可知道i w ＝90.9kJ/kg ，d w ＝21.8g/kg 。由室内温度26o C 以及相对湿度60％，查i －d 图可知i N ＝59kJ/kg ，d N ＝12.8g/kg 。 热湿比为：

N O

N O

i i d d -=

-Q ε=

W （7－1） 各房间按机器露点送风，由于各层的基本情况相差甚小，取相同的送风状态点。计算结果如下表所示。

采用全空气系统，为一次回风系统，回风与新风混合处理到机器露点后机器按露点送风。其i －d 图为如下：

图 一次回风系统空气处理过程

根据过室内状态点N 的热湿比线以及相对湿度线ψ＝90％可得出各房间的送风状态点L （O ）参数。 2、送风量的确定

1）．各房间送风量的确定

根据下式确定各房间的送风量：

N O

Q

G i i =

- （7－2） 计算结果如下表：

空调房间送风量计算表

注：按指标求出的新风量不能满足最小新风比10％时，实际新风量应按总送风量乘以最小新风比求得。

3、空调机组选型

综合考虑送风量和制冷量，本系统选用恒温恒湿空调机组ATC 2222，安装在空调机房内，具体系统流程图见图纸。经校核冬季所需送风量略大约夏季，冬季通过适当增大送风温差来调节送风量，以满足要求。

4、风管设计

1）风管水力计算

采用假定流速法，其具体步骤如下：

①绘制通风或空调系统轴测图，对个管段进行编号，标注长度和风量。

②确定合理的空气流速。

③根据各风管的风量和选择的流速确定个管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。

④并联管路的阻力平衡。

⑤计算系统的总阻力。

⑥选择风机。

风机的选取由下列两个参数决定：

P f =K

p

×ΔP (Pa)

L f =K

l

×L (m3/h)

式中 P

f

——风机的风压（Pa）；

L

f

——风机的风量（m3/h）；

K

p

——风机附加系数，一般的送排风系统Kp=1.15，除尘系统Kp=1.20；

K l ——风量附加系数，一般的送排风系统K

l

=1.1，除尘系统K

l

=1.15；

ΔP——系统的总阻力(Pa)；L——系统的总风量（m3/h）。

首先选定系统最不利环路作为计算的出发点

（1）划分管段，对应编号，逐段选定管内风速，计算相应的截面面积。然后根据标准规格选定风管的断面尺寸，再计算实际流速。经查表查得流量得当量直径D ，根据风量和当量直径确定比摩阻R ，计算沿程阻力。

（2）确定局部构件尺寸和进行局部阻力计算。根据GB 规范，计算各个局部构件的局部阻力系数，根据公式：2d h v ξρ=计算出局部阻力。

（3）对并联支管进行阻力平衡。采用改变送风口的风量调节阀的开启角度，增大阻力，满足平衡要求。

（4）计算新风机所需要的风量和风压，计算出最不利环路的总阻力，考虑安全因素，增加15％。设计系统的新风量，考虑可能漏风，增加10％。

（5）风管水力计算详见附表3 5风口及气流组织设计

空调房间的气流组织形式，应根据室内温、湿度参数、允许风速、噪声要求、建筑特点及内装修形式等因素综合考虑。

侧送风是空调设计中常用的送风方式，可利用顶棚的二级吊顶或侧墙面进行送风。侧送风口一般可采用百叶风口或条缝型风口，侧送风宜采用贴附气流以增大送风的射程，改善室内气流分布。采用测送风时，回风宜设在送风口的同侧。侧送风是一种比较经济实用的送风方式。

当室内吊顶为平吊顶时，可根据房间高度和对气流的要求，分别采用散流器、条缝风口或孔板送风口送风。对于民用建筑舒适性空调，当建筑层高较高时，应考虑送热风时空气浮升力的作用，不宜选用贴附型散流器，如商场门厅的门、窗存在室外冷风侵入，回风口宜设在下面。

对于要求室温允许波动范围小，送风量大的工艺性建筑，宜采用孔板向下送风，既可保证室内空气参数的严格要求，也可不致造成室内风速过高，但这种送风方式费用较高。对于高大空间的公共建筑和室温允许波动范围不太严格的高大厂房，可采用喷口送风或旋流风口送风。采用喷口送风时，人员活动区宜处于回流区，喷口的安装高度，应根据房间高度和回流区的布置位置等因素确定，安装高度太低，射流容易直接送入人员活动区。对于冬夏季均使用喷口送风系统，为防止热射流因热浮力作用对气流的影响，选用的喷口应有改变射流角度的可能性。

对于高大空间，如果条件允许，也可采用下送上回式气流组织形式，应考虑采用类似于置换通风气流组织方式。

此系统送风口为顶棚的二级吊顶散流器向下送风，回风采用上回风。 气流分布设计步骤 ①布置散流器； ②预选散流器；

③校核射流的射程和室内平均风速。

散流

器选

择计

算表

六、防、排烟设计

根据本建筑的特征，每个房间设为一个分区，每个分区设排烟口和排烟管道，每个分区排烟量按大于百分之三十计算。排烟口用板式排烟口，平时关闭，当发生火灾时开启排烟口。排烟口设有自动和手动开启装置。排烟口、排烟阀和排烟风机连锁，当任一个排烟口或排烟阀开启时，排烟风机自动打开。排烟风机设置在走廊的尽头，风机选用PZDF-6型排烟风机箱，风机风量为600m3/h，在风机入口总管上安装自动关闭的防火阀。

参考文献

1.《采暖通风及空气调节设计规范》（GB 50019—2003）

2．《采暖通风与空气调节制图标准》GB/T 50114-2001

3.《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社

4.《民用建筑采暖通风空气调节技术措施》中国建筑工业出版社

5.《空气调节》万建武主编科学出版社

6.《高层民用建筑空调设计》潘云钢主编中国建筑工业出版社

7.《民用建筑空调设计》马最良主编化学工业出版社

8.《HVAC暖通空调设计指南》陆耀庆中国建筑工业出版社