空调系统设计说明书资料.docx

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空调系统设计说明书资料

1设计依据

1.1设计任务书

了解和掌握暖通空调的相关资料、暖通空调的设计规范以及掌握暖通空调设计的基本知识、设计方法和步骤，培养学生解决实际问题的能力。

严格按照任务书的要求，设计并完成所有的毕业设计，详细内容可见任务书。

1.2建筑平面图和剖面图

根据负荷计算的结果，选取合适的机型，然后在老师给的原图上，进行风管和供水回水管道的排管，详细图形可见autocad图纸。

1.3国家主要规范和行业标准

⑴《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003；

⑵《高层民用建筑设计防火规范》GB50045－95；

⑶《公共建筑节能设计标准》GB50189－2005；

⑷《地源热泵系统工程技术规范》GB50366－2005；

⑸《建筑设计防火规范》GB50016－2006。

1.4北京市设计计算参数

夏季：

空调计算干球温度　　　　33.6

　　空调计算湿球温度　　　　26.3

空调计算日平均温度　　　29.1

　　通风计算干球温度　　　　30.0

　　空调计算相对湿度　　　　50%

　　大气压力　　　　　　　　99.86

　　平均风速　　　　　　　　2.2

冬季：

空调计算干球温度　　　　-12

　　通风计算干球温度　　　　-5

　　空调计算相对湿度　　　　37%

大气压力　　　　　　　　102.57

平均风速　　　　　　　　2.7

1.5建筑围护结构的热工性能

根据查阅得建筑结构的热工性能如下表所示：

表1.1建筑围护结构的热工性能

围护结构名称

外窗

外墙

屋面

地面楼板

传热系数

2.6

1.79

0.83

0.66

1.6设计范围

本设计为北京市西山机械运动有限公司办公楼地源热泵空调设计，建筑面积6000㎡。

建筑一共为六层，其中一至五层层高为3.5米，六层层高为4米，建筑高度约22米。

各层主要房间均为办公室，另兼有会议室、休息室及餐厅等。

1.7设计原则

设计原则上充分满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术和设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。

合理的、科学的设置舒适性空调，会使建筑物提高一个档次。

随着人们生活水平的逐步提高，对周围生活和工作环境的舒适程度也提出了新的标准。

鉴于国家电力资源的日渐紧张，在这里，这份设计采用的是地源热泵空调设计，合理的选用设备，降低能耗和采购、维护成本也是重要的设计部分。

2负荷计算

2.1夏季空调冷负荷计算

冷负荷计算是空调设计及合理选用空调设备的主要依据。

从性质上来看，空调冷负荷可分为围护结构冷负荷和室内冷负荷。

本设计中利用冷负荷系数法逐时计算空调冷负荷。

2.1.1围护结构冷负荷

（1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷，是指在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷，可按下式计算：

（2.1）

式中——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，；

——外墙和屋面的面积，；

——外墙和屋面的传热系数，，取外墙，屋面；

——室内设计温度，，；

——外墙和屋面的冷负荷温度逐时值，；

——外墙和屋面的冷负荷计算温度地点修正值，。

外墙构造类型为加气混凝土墙，壁厚；屋顶构造类型为加气混凝土，厚度。

表2.1地点修正值（单位：

）

地点

南

西

北

东

水平

北京

-0.8

0.5

1.2

0.5

0.1

（2）内围护结构冷负荷

内围护结构是指内墙及内楼板，它们的冷负荷也是通过温差传热（即与邻室的温差）而产生的，可视作稳定传热，不随时间变化。

通过内围护结构冷负荷可按下式计算：

（2.2）

式中——内围护结构的面积，；

——内围护结构（内墙、楼板等）的传热系数，；

——夏季空调室外计算日平均温度，；

——附加温升，取邻室平均温度与室外平均温度的差值，，取；

——室内计算温度，，。

（3）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，是指在室内、外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷，可按下式计算：

（2.3）

式中——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，；

——外窗传热系数修正值；

——窗口面积，；

——玻璃窗的传热系数，；

——玻璃窗的冷负荷计算温度逐时值，；

——室内设计温度，；

——外窗冷负荷计算温度地点修正值，。

（4）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

透过玻璃窗进入室内的日射得热引起的冷负荷，可按下式计算：

（2.4）

式中——日射得热引起的空调冷负荷，；

——有效面积系数；

——玻璃窗的遮阳系数；

——窗内遮阳设施的遮阳系数，无内遮阳，；

——窗玻璃冷负荷系数；

——太阳辐射得热因数的最大值，；

——窗口面积，。

北京地理位置在北纬，值按南北区的划分而不同。

南北区划分标准为：

建筑地点在北纬以南的地区为南区，以北的地区为北区，故北京为北区。

表2.2夏季北京的日射得热因数最大值（单位：

）

纬度带

南

东

北

西

水平

174

539

115

539

833

2.1.2室内热源散热形成的冷负荷

室内热源包括工艺设备散热、照明散热以及人体散热等。

（1）设备和用具显热散热形成的冷负荷

设备和用具显热散热形成的冷负荷可按下式计算：

（2.5）

式中——设备和用具的实际显热散热量，；

——设备和用具显热散热冷负荷系数，如果空调系统不连续运行，则取为1.0。

当工艺设备及其电动机都放在室内时：

（2.6）

取,,,,。

（2）照明散热形成的冷负荷

室内照明设备散热属于稳定得热，只要电压稳定，这一得热量是不随时间变化的。

但照明所散出的热量同样由对流和辐射两部分组成，照明散热形成的瞬时冷负荷同样低于瞬时得热。

照明设备散热形成的计算时刻冷负荷，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：

白炽灯（2.7）

荧光灯（2.8）

式中——照明散热引起的冷负荷，；

——照明灯具所需功率，；

——照明灯具镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取；当暗装荧光灯镇流器装在顶棚内时，取；

——灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取；而荧光灯罩无通风孔时，则视顶棚内通风情况，取；

——照明散热冷负荷系数，根据明装和暗装荧光灯及白炽灯，按照不同的空调设备运行时间和开灯时间及开灯后的小时数确定。

（3）人体散热形成的冷负荷

人体散热与人的性别、年龄、衣着、劳动强度以及环境条件（温、湿度）等多种因素有关。

在人体散发的热量中，辐射成分约占，对流成分约占，其余则为潜热。

这一潜热量可认为是瞬时冷负荷，对流热也形成瞬时冷负荷，至于辐射热与前述各种情况相同，形成滞后冷负荷。

人体显热散热引起的冷负荷计算公式为：

（2.9）

式中——人体显热散热引起的冷负荷，；

——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，，；

——室内全部人数；

——群集系数，取；

——人体显热散热热冷负荷系数，这一系数取决于人员在室内停留的时间，即由进入室内时算起至计算时刻为止的时间。

人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：

（2.10）

式中——人体潜热形成的冷负荷，；

——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，，；

——室内全部人数；

——群集系数，取。

由于室内压力略高于室外大气压力，因此不考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。

将上述各分项逐时冷负荷计算结果汇总，并逐时相加，可以得到最大冷负荷值出现在14:

00时。

2.2冬季热负荷的计算

建筑物采暖设计的热负荷在《采暖通风与空气调节规范》中明确规定应当根据建筑物散失和获得的热量确定。

冬季热负荷包括围护结构的基本耗热量及加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的附加耗热量。

在工程实际中，围护结构的基本耗热量按一维稳定传热过程计算，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其他传热过程参数都不随时间变化。

2.2.1围护结构基本耗热量

（2.11）

式中——围护物的温差传热量，又称维护结构基本耗热量，；

——围护结构的传热系数，，；

——围护结构的面积，；

——冬季室内计算温度，；

——冬季室外空气计算温度，；

——围护结构的温差修正系数，取决于非供暖房间或空间的保温性能以及透气状况，。

2.2.2围护结构的修正耗热量

传热条件会受到气象条件以及建筑物情况等各种因素的影响。

由于这些因素的影响，必须对房屋围护结构传热基本耗热量进行修正。

这些修正的耗热量称为围护结构的修正耗热量。

一般按基本耗热量的百分率进行修正。

（1）朝向修正耗热量

朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。

当太阳照射建筑物时，阳光直接透过玻璃窗而使室内得到太阳的辐射热。

同时由于受阳面的围护结构比较干燥，外表面温度升高和附近气温升高会使围护结构向外传递的热量减少。

因此，选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。

根据我国《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》采用的修正方法，规定朝向修正率可按下列数值选用：

表2.3朝向修正率

朝向

修正率

北、东北、西北

东、西

东南、西南

南

（2）风力修正耗热量

风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。

在计算基本耗热量时，外表面换热系数是对应风速约为的计算值。

我国大部分地区冬季平均风速为。

因此一般情况下，不必考虑风力附加。

在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出，此部分耗热量为冷风渗透耗热量。

为防止外界环境空气进入空调房间，干扰空调房间内温湿度变化而破坏室内洁净度，需要在空调系统中由一定量的新风来保持房间的正压。

由于空调建筑室内通常保持正压，因而在一般情况下，不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气和由门，孔洞等侵入室内的冷空气引起的耗热量。

（3）高度附加耗热量

由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。

因此规定：

当房间净高超过4米时，每增加1米，附加率为，但最大附加率不超过。

应注意：

高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和上。

在本设计中，由于建筑物一至六层层高均未超过4米。

因此高度附加率为零。

2.3湿负荷计算

空调房间的湿负荷和冷负荷一样，对空调系统的规模有着决定性的影响。

它们是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。

人体的湿负荷可按下式计算：

（2.12）

式中——每名成年男子的散湿量，，取；

——室内全部人数；

——群集系数，取。

2.4负荷计算数据汇总

考虑到本设计的空调使用特点，所以计算负荷时，取的时间段为8时—20时。

计算得到北京西山运动机械有限公司办公楼建筑空调总冷负荷为，热负荷为。

夏季各楼层的冷负荷如下:

一层面积为1319.4，最大冷负荷为214645；二层面积为539.8，最大冷负荷为70981；三层面积为539.8，最大冷负荷为70981；四层面积为539.8，最大冷负荷为70981,；五层面积为539.8，最大冷负荷为70981；六层面积为576.8，最大冷负荷为118813。

冬季各楼层的热负荷如下：

一层面积为1319.4，最大热负荷为280051；二层面积为539.8，最大热负荷为48958；三层面积为539.8，最大热负荷为48958；四层面积为539.8，最大热负荷为48958,；五层面积为539.8，最大热负荷为48958；六层面积为576.8，最大热负荷为105937。

具体的夏季冷负荷计算以及冬季热负荷计算可见附表。

3系统选择

3.1冷热源选择

冷热源是空调系统的核心