暖通空调课程设计培训教材

空气调节课程设计说明书课题名称：济南市某街道办公楼空调系统学生学号： 131807011专业班级：建筑环境与能源应用工程学生姓名：蔡世坤学生成绩：指导教师：崔鹏教师职称：设计日期： _ 2017年1月________第一章设计资料41.1设计题目41.2设计基本参数41.2.1室外参数41.2.2 土建参数5第二章负荷计算62.1负荷计算基本公式62.1.1外墙、屋顶的瞬变传热的冷负荷62.1.2内围护冷负荷72.1.3外窗玻璃瞬变传导得热形成的的冷负荷72.1.4玻璃窗日射得热形成的冷负荷82.1.5设备散热冷负荷82.1.6灯光照明散热形成的冷负荷82.1.7人体散热形成的冷负荷9第三章空调方案确定和设备选型16第四章夏季空调过程设计204.1送风状态确定184.2汇总于下表194.3送风量计算204.4新风量计算204.5总排风量的计算21第六章房间的气流组织计算246.1气流组织计算24第七章布置风管、进行风管水力计算，水管水力计算267.1风管的布置267.2风道的设计及水力计算27参考文献29摘要本设计是济南市某街道办公楼空调工程设计，根据此楼功能要求，本建筑需要夏季提供冷负荷。

以长远利益为出发点，力求达到技术可靠，经济合理，节能环保、管理方便，功能调整的灵活性及使用安全可靠。

在比较各种方案的可行性及水系统形式后，此工程设计采用风机盘管加独立新风系统；水系统采用一次泵、双管制系统：为满足整栋大楼需求，并且为了在运行过程中的节能，本设计冷热源采用风冷热泵模块机组。

根据夏季空调计算负荷依次选择机组、末端设备、新风机组、风口，最后还要对空调系统的设备和管路采取消声、防振和保温等措施。

第一章设计资料1.1设计题目济南市某街道空调工程设计1.2设计基本参数1.2.1室外参数纬度：28.13 度经度：112.55度海拔高度：68mAS冬季大气压力：1018.3 pa夏季大气压力：995.6 pa冬季通风室外计算干球温度：3.5℃冬季空调室外计算干球温度：-0.8℃夏季通风室外计算干球温度：32.2℃夏季空调室外计算干球温度：36.5℃夏季空调室外计算湿球温度：29℃夏季空调室外计算日平均温度：32.5 ℃冬季空调室外相对湿度：90%夏季通风室外相对湿度: 63%冬季室外平均风速：2.4m/s夏季室外平均风速：2.4 m/s1.2.2 土建参数1外墙参数：通过查资料，选择23号外墙，其基本构造为：1、水泥砂浆抹灰加浅色喷浆；2、砖墙；3、保温层为硬质聚氨酯板；δ=50mm，K=0.51 W/( ⋅㎡K), 衰减系数B=0.19,延迟时间为8h.2内墙参数：选择10号墙砖, δ=140mm，K=1.78 W/( ⋅㎡K),衰减系数为0.29 , 延迟时间为7h.3屋面参数:选择10号保温层面，基本结构，1、混凝土板；2、架空层；3、防水层；4、找平层；5、找坡层；6、加气混凝土7、保温层8、钢筋混凝土屋面板。

其中保温层为挤塑聚苯板，δ=40mm，K=0.59 W/( ⋅㎡K), 衰减系数为0.22，延迟时间为8h。

4楼板参数:选择3号钢筋混凝土楼板，由面层、钢筋混凝土楼板、吊顶空间、钢板网抹灰、浊漆组成。

5外窗参数:选择6mm 厚度单层铝合金框架玻璃窗传热系数K=3.3 W/( ⋅㎡K )，内遮阳系数Cn=0.5，地点修正系数：南面 1.08d x =北面 1.00dx =，东面和西面 1.05dx =，0.75g x =，遮挡系数0.78sC =。

第二章负荷计算2.1负荷计算基本公式内墙、內窗、地板等其邻室为空调房间时，其室温基数差小于3℃时，不计算冷负荷。

所以负荷计算时，室温基数差小于3℃的都不用考虑楼板和内墙的传热。

2.1.1外墙、屋顶的瞬变传热的冷负荷根据《实用供热空调设计手册》得，在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按式2.1计算。

)(CLQ τn t t KF -∆+=-ετ（公式0.1）式中：计算时间，h ；ε——围护结构表面受到周期为24h 谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h ；τε-——温度波的作用时间，即温度作用于围护结构外表面的时刻，h ；K ——围护结构传热系数，()2W/m K⋅；F ——围护结构计算面积，m 2；ετ-t —作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，℃；∆—负荷温度地点修正值，℃，+1；n t —室内设计温度，℃。

2.1.2内围护冷负荷由于相邻空间通风良好，临室发热量很少，仅由于温差形成内围护冷负荷，属于稳定传热，根据参考资料[1]可得计算公式2.2。

)(n wp t t KF Q -=（公式0.2）式中：K ——围护结构传热系数，()2W/m K ⋅；F ——围护结构计算面积，m 2；wp t ——夏季空调室外计算日平均温度，℃；n t ——室内设计温度，℃。

2.1.3外窗玻璃瞬变传导得热形成的的冷负荷在室内外温差的作用下,玻璃窗瞬传热形成的冷负荷可按式2.3计算。

(t)Q aKF t τς=+δ-（公式0.3）式中：K ——窗玻璃的传热系数，()2W/m K ⋅；F ——窗的计算面积，m 2；τt ——计算时刻下的冷负荷温度，℃；δ——地点修正系数，℃；n t ——室内设计温度，℃；a ——窗框修正系数。

2.1.4玻璃窗日射得热形成的冷负荷透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按式2.4计算。

ςτ,n z d g FJ X X X Q =（公式0.4）式中：g X ——窗的构造修正系数；d X ——地点修正系数；z X ——内遮阳系数；τn J ——计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度，2m W 。

2.1.5设备散热冷负荷fQ Fq =（公式0.5）式中：F ——空调区面积，m 2。

q f ——电器设备功率密度，W/m 2。

2.1.6灯光照明散热形成的冷负荷白炽灯散热形成的冷负荷按照式2.6计算。

T 1t TQ n NX -=（公式0.6）式中：1n ——同时使用系数，由于缺少实测数据，取1n =0.6～0.8；τ——计算时刻，h ；T ——开灯时刻，h ；T -τ——从开灯时刻算起到计算时刻的持续时间，h ；T X -τ——T -τ时刻灯具显热散热的冷负荷系数；N ——照明灯具所需功率，缺少数据时，可根据空调使用面积推算功率指标W 。

2.1.7人体散热形成的冷负荷人员的冷负荷包括人员显热和潜热部分，显热部分需要进行逐时计算，而潜热由于变化范围较小，按稳定传热计算。

根据参考资料得：a. 人体显热形成的计算时刻冷负荷按照公式2.7计算公式。

T X nq Q -=ττϕ1（公式0.7）式中：1q ——不同室温和劳动性质时一名成年男子小时显热散热量，W ；n ——计算时刻空调区内的总人数；ϕ——群集系数；τ——计算时刻，h ；T ——人员进入空调区的时刻，h ；T -τ——从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间h ；T X -τ——T -τ时刻人体显热散热的冷负荷系数。

b. 人体散湿形成的潜热冷负荷τQ （W ）计算公式：2nq Q ϕτ=（公式0.8）式中：q——不同室温和劳动性质时一名成年男子小时潜热散热量，2W；n——计算时刻空调区内的总人数；——群集系数。

济南市在西安市修正+1101房间负荷计算室内人员散热冷负荷第三章空调方案确定和设备选型空调系统的分类方案确定空调系统按负担室内空调负荷所用介质分类，可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂式系统。

一、全空气系统是指室内空调负荷全部由处理过的空气负担。

系统适用性：1、建筑空间大，易于布置风道；2、室内温、湿度、洁净度控制要求严格；3、负荷大或潜热负荷大的场合。

二、全水系统是指室内空调负荷全部由水来负担。

系统适用性：1、建筑空间小，不宜于布置风道；2、不需通风换气的场所。

三、空气-水系统是指室内空调负荷由空气和水共同负担。

1、室内温、湿度要求一般的场合；2、层高较低的场合；3、冷负荷较小、湿负荷也较小的场所。

四、冷剂式系统是指空调房间负荷由制冷剂直接承担。

1、空调房间布置分散；2、要求灵活控制空调使用时间；3、无法集中设置冷热源。

全空气一次回风系统的空调机组送风量是恒定的，系统的夏季冷量由室内冷负荷、新风负荷和再热负荷组成，对于送风温差无严格要求的舒适性空调，如采用大温差送风即露点送风的一次回风系统，可不需要消耗再热量，因此可节省能耗。

但送风温差过大，往往会造成送风口解霜现象，为避免此类现象的发生，采用一次回风空调系统需利用再热来解决送风温差受限制的问题，即为了保证必须的送风温差，一次回风系统在夏季需要再热，从而产生冷热抵消的现象风机盘管加新风系统是空气-水系统的一种主要形式，也是我国民用建筑中采用最普遍的一种空调方式，它的投资少，使用灵活和节省建筑空间等优点被广泛应用于各类建筑中。

该系统具有以下特点：本设计为培训中心，通过对上述空调系统的分析，本设计采用空气-水系统。

新风系统的形式采用分楼层水平式，每层设置新风系统，采用风机盘管加新风系统，新风处理方式不一样，对室内空气品质有很大的影响。

风机盘管加新风系统的空气处理方式有：（1）新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内负荷；（2）新风处理到低于室内空气的焓值，并低于室内空气的含湿量，承担部分室内负荷。

这里选用不承担室内冷负荷方案，在每层的空调机房处设置一新风处理机组，负担新风负荷，新风不与风机盘管回风混合，新风口单独送风。

第四章夏季空调过程设计4.1送风状态确定空气—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过处理的空气外，还在房间内设有以水作为介质的末端设备对室内空气进行冷却或加热。

新风将不在承担室内负荷，将新风处理到室内空气的焓值，而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑维护结构冷负荷。

气——水系统送风状态的确定可在i-d图上进行，具体步骤如下：1）在i-d图上找出室内状态点N，室外状态点W。

2）根据计算出来的室内冷负荷Q和湿负荷W求出ε,过N点作ε线与ϕ=90%相交，即得送风点S。

3）根据等焓线，由新风处理后的机器露点相对湿度定出D点。

4）根据N、S两点确定房间总风量。

5）根据新风比确定风机盘管处理风量即终状态。

其中，人体散湿量M w =0.278nϕg×10-6M w ——人体散湿量，kg/s；g ——c成年男子小时散热量，g/h。

4.2汇总于下表4.3送风量计算送风量的计算公式为：sh h Q M R cs-=&& M s ——送入房间的风量，kg/s ； Q c(τ)——全热冷负荷，KW ； h R ——室内空气的比焓，k J /k g ； hs ——送风的比焓，k J /k g 。