暖通空调课设说明书

空气调节课程设计说明书2015年9月第一章设计资料1.1 设计课题长沙时代剧院空调系统设计1.2 室外设计参数地点：长沙市纬度：28°12’室外设计参数：室外夏季空调计算干球温度：35.8℃室外夏季空调计算湿球温度：27.7℃室外夏季空调计算日平均温度：32.0℃室外冬季空调计算干球温度：-3℃室外供暖计算干球温度：0.0℃夏季室外平均风速：2.6 m/s夏季大气压力： 99940.0Pa夏季通风室外相对湿度：65%1.3 室内设计参数1)夏季：t=26±1.5℃,ψn=55%±10%n2)冬季：=18±1.5℃,ψn=55%±10%tn1.4 设计要求1)新风标准：最小新风比25%2)室内噪声允许值：N(R)351.5 土建资料1)平面图图1 剧场平面图2)结构：层高6m，上下共四层3)围护结构：a)墙体：南北墙：外墙2型（见文献[1]P131或文献[2][3]），δ=240，K=1.97东西墙：保温外墙4型（见文献[1]P133或文献[2][3]），δ=370，保温层为水泥膨胀珍珠岩，ι=60，K=0.97，内墙装修，贴纤维类吸音材料（厚度不超过5mm）b)屋顶：屋面2型（见文献[1]P133或文献[2][3]），δ=120，ι=100，K=0.62c)窗：单层普通茶色玻璃+铝合金框，玻璃厚3mm，挂紫色布帘d)门（M1）：6mm厚透明玻璃门1.6 设备功率：每层灯光功率（其它设备功率均按灯光功率计入）0.016kW/m2，灯光均按有罩白炽灯考虑1.7定员：剧院室内每间120人1.8开放时间：9:00~24:00)'(n t t KA Q -=ττ()ραττk k t t t d ∆+='1.9 冷热源；由本剧院建筑外的空调制冷机房集中供冷供热（本课程设计不做选型设计，只按需求计算冷热源所需容量）第二章：空调房间冷负荷计算2.1夏季围护结构、人员、灯光设备的冷负荷 2.1.1围护结构冷负荷我国常用冷负荷系数法计算空调冷负荷，外墙（或屋面）的传热冷负荷 (W)，可按下式（2-1）计算：式中τQ -外墙或屋面逐时冷负荷，WK —传热系数（W/㎡·℃）； A —计算面积，（㎡）； τ—计算时刻，（h ）； τt —作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度 d t ∆—负荷温度的地点修正值，℃；n t —室内计算温度，℃。

k α-外表面放热系数修正值 k ρ-吸收系数修正值 1)屋面冷负荷：查《暖通空调》附2-6，取d t ∆（水平）=1.3（无长沙，按武汉取）， α0=3.5+5.6v=3.5+5.6*2.6=18.06 W/㎡·℃ 查表2-8，近似取k α=1.0；屋面中色，取k ρ=0.94；查附录2-5，得冷负荷计算温度逐时值，算出屋顶逐时冷负荷，计算结果如表2-1所示（以第四层为例，详见附表1）：2）外墙冷负荷由附录2-4查得IV 型外墙冷负荷计算温度，将逐时值及计算结果列入表中，按式2-1计算.（无IV 型，按II 型计算）3）外窗瞬时传热冷负荷在室内温差作用下，通过外玻璃窗传热形式的冷负荷计算如下：)(n d w w t t t A K Q -∆+=ττ （2-2）τQ -外玻璃窗逐时冷负荷，WKw —外玻璃窗传热系数（W/㎡·℃）； Aw —窗口面积τt —外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃根据αi=8.7 W/（㎡·℃），αo=18.06 W/（㎡·℃）， 查附录2-7得Kw=5.88 W/（㎡·℃）由附录2-9查得玻璃窗传热系数的修正值，对金属单窗修正系数1.02.1.2 透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷由附录2-15查得双层钢窗有效面积系数Ca=0.85， 故窗的有效面积Aw=14.4*0.85=12.24m 2， 由附录2-13，查得遮挡系数Cs=0.96,； 由附录2-14查得遮阳系数Ci=0.65 综合遮阳系数Cc.s=0.96*0.65=0.624 由附录2-12查得纬度28°（取30°） 南向日射热因数最大值D J.max =174W/m 2, 因长沙地区北纬28°12’,属于北区。

由附录2-17查得北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值C LQ 用公式LQ J i S w C D C C A Q max .=τ(2-3) 计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷。

2.1.3人员散热引起的冷负荷1） 人体显热冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷τQ （W ），按下式计算：LQs C nq Q ϕτ=（2-4）式中τQ -人体显热散热形成的逐时冷负荷，Wϕ—群体系数；n —计算时刻空调房间内的总人数；S q —一名成年男子小时显热散热量，W ；LQ C —人体显热散热冷负荷系数.。

2） 人体潜热冷负荷人体散湿形成的潜热冷负荷，按下式计算： l nq Q ϕτ=（2-5） 式中 l q —一名成年男子小时潜热散热量剧院属于静坐，查表2-13，当室温为27℃时，每人散发的显热和潜热量为58W 和50W ，由表2-12查取群集系数ϕ=0.89.由《暖通空调》附录2-23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。

（9:00为人进入室内后的第1小时数）2.1.4 照明散热形成的冷负荷影院灯光均按有罩白炽灯考虑，白炽灯逐时冷负荷计算式LQ NC Q 1000=τ （2-6）τQ -灯具散热形成的逐时冷负荷，WLQ C —照明散热冷负荷系数 N —照明灯具所需功率，kW由附录2-22查得照明散热冷负荷系数LQ C ，按式2-6计算2.1.5 设备显热冷负荷设备显热散热形成的计算时刻冷负荷，可按下式计算： T s X q Q -=ττ（2-7）式中S q —热源的显热散热量，W ； τ —计算时刻，h ；T —热源投入使用的时刻，h ；T -τ—从热源投入使用的时刻起到计算时刻的持续时间，h ； T X -τ—T -τ时间设备、器具散热的冷负荷系数注：本设计中剧院其他设备功率按灯光功率计入，设备主要考虑荧幕与音响设备，由于影片放映时（设备工作），剧场内要求熄灯，因此，为简化处理，设备冷负荷和照明冷负荷只取其一，故不再计算设备显热散热形成的计算时刻冷负荷。

2.1.6 新风冷负荷夏季空调新风冷负荷，可按下式计算： )(n w w h h G Q -= （2-8）式中Q —夏季新风冷负荷，kW ；w Q —新风量，s kg /； w h —室外空气焓值kg kJ /； n h —室内空气焓值kg kJ /；2.1.7 冷负荷计算过程举例第三章热负荷计算冬季热负荷的计算方法与供热工程课程设计计算方法基本一致，此处不再赘述，以第4层冬季热负荷的计算为例如下所示经校核，空调方案满足冬季要求。

第四章工况分析4.1 夏季工况分析在焓湿图上标出室内状态点N，过N点作室内热湿比线（ε线），根据选定的送风温差ot∆，画出ot 线，该线与ε的交点S即为送风状态点。

为了获得S点，常用的方法是将室内、外混合状态点C的空气经表冷器冷却减湿处理到L点（L点称机器露点，它一般位于90%95%ϕ=-线上），再从L加热到S点，然后送入房间，吸收房间的余热余湿后变为室内状态N，一部分室内排风直接排到室外，另一部分再回到空调室和新风W混合。

处理过程如下图2所示：（图2）4.2冬季工况分析根据《暖通空调》，对于全年应用的全空气空调系统，冬季的送风量就取夏季设计条件下的送风量，这时只需要确定冬季的送风状态点。

在冬季，室外空气参数将移到h-d 图的左下方，室内热湿比'ε因房间有建筑耗热而减小（也可能成为负值）。

假设室内余湿量为W （Kg/s ）,同时，一般工程中冬季往往与夏季采用相等的风量，则送风状态点含湿量od 可确定如下：由于 ×1000o N o Wd d d G ∆=-=（4-1）故 ×1000o N Wd d G =-（4-2）因此，冬季送风点就是OL 线与ε线的交点'O 的交点，这时的送风温差与夏季不同。

若冬季的室内余湿量W 不变，则CL 线与90%ϕ=的交点L 将与夏季相同，如果把CL 与WN 线的交点C 作为冬季的混合点，则可以看出：从'C 到L 的过程，采用绝热加湿即可达到，这时如果'×100%m%'C NW N ≥（新风百分比），那么这个方案完全可行。

冬季处理过程如下图3所示：（图3）第五章 空调系统方案的选择5.1系统方案的对比5.1.1空调系统分类按承担负荷的介质不同，空调系统分为全空气系统和空气-水系统。

全空气系统是完全由空气来负担房间冷热负荷的系统。

对空气的冷却、去湿、加热、加湿处理完全由集中于空调机房内的空气处理机组来完成，在房间内不在进行补充冷却；而对输送到房间内空气的加热可在空调机房内完成，也可在各房间内完成。

全空气系统的空气处理基本上集中于空调机房内完成。

空气-水系统是由空气和水共同来承担空调房间冷、热负荷的系统，除了向房间内送入经处理的空气外，还在房间内设有以水作介质的末端设备对空气进行冷却或加热。

5.1.2空调设备的集中分类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）半集中式空调系统（3）分散式空调系统对各系统进行比较分析如表5-1.5.1.3 全空气系统与风机盘管系统的对比：1）全空气空调系统（集中式）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，造成能源的浪费。

2）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。

5.1.4再热式空调系统与露点送风空调系统的比较参考《暖通空调》P132，再热式空调系统与露点空调系统相比的优点：1）调节性能好，可实现对温湿度较严格的控制，也可对各个房间进行分别控制；2）送风温差较小，送风量大，房间温度的均匀性和稳定性较好；3）空气冷却处理所达到的露点较高，制冷系统的性能系数较高。

主要缺点是冷、热量抵消，因此能耗较高。

5.2 系统方案的选择一般情况下，大型建筑如宾馆、医院、办公楼等建筑的房间多、层数多，可采用集中式空调系统。

结合本例中实际情况，为简单起见，并查阅《暖通空调工程设计方法与系统分析》，影剧院一般采用全空气系统。