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学位论文空调计算说明书

建筑环境与能源应用工程专业

工业通风课程设计

第一章原始资料

第二章工程概述与设计依据

1.1工程概述

1.2设计依据

1.2.1围护结构热工指标

1.2.2室外设计参数

1.2.3室内设计参数

1.2.4体力活动性质

第三章负荷计算

2.1夏季冷负荷的计算

2.1.1夏季冷负荷的组成

2.1.2空调冷负荷计算方法

2.2湿负荷的计算

2.2.1湿负荷的组成

2.2.2湿负荷的计算方法

2.3冬季热负荷的计算

2.3.1围护结构传热耗热量

2.3.2冷风渗透耗热量

2.3.3外门冷风侵入耗热量

2.3.4热负荷计算举例及汇总

第四章空调方案的确定

3.1空调系统的确定

3.1.1全空气系统方案的确定

3.1.2风机盘管加新风方式的确定

3.2空气处理过程设计

3.2.1全空气系统设计计算

3.2.2风机盘管加独立新风系统设计

第五章风系统的设计

4.1风管材料和形状的确定

4.2送、回风管的布置

4.3气流组织设计

4.3.1全空气系统

4.3.2风机盘管加新风系统

4.4风管设计

4.4.1风道水力计算步骤

4.4.2全空气系统的风道水力计算

4.4.3风机盘管加新风系统的新风管道水力计算

4.4.4新风机组的选型

参考文献

空调课程设计任务书

湖北省宜昌市九州大厦整体包括裙房与两座住宅塔楼。

一号住宅楼为五层至二十八层,二号住宅楼为五层至二十六层。

裙房共有四层，总建筑面积为15050.47平方米。

主要用于购物、餐饮、娱乐等商业用途。

另有二层地下层作机房使用。

本设计只考虑裙房一层的空调系统设计。

一、土建资料

1.建筑平面:

裙房一至四层的平面图。

2.建筑面积:

（1）裙房一层:

约3600平方米,购物区约为2450平方米；

（2）地下二层:

约4040平方米。

3.层高:

裙房一层层高H=5.55米,地下层H=4.80米。

裙房一层室内地面标高为±0.00m,地下二层室内地面标高为-9.60m。

4.结构:

全现浇钢筋混凝土框架剪力墙体系。

5.柱网:

为8.0米×8.0米与8.0米×6.0米两种。

柱子规格有1300×1300、1000×1000与700×700三种。

主梁净高650毫米，每两根立柱间均有主梁。

图1、各层剖面

6.裙房一层有吊顶，吊顶下净高3.9米。

7.围护结构的构造与物性参数

（1）外墙为加气混凝土砌块，两面抹石灰砂浆，按II类外墙考虑。

楼板厚200mm。

图2、外墙结构

（2）裙房一层幕墙用隐框吸热玻璃，玻璃厚δ=6mm，导热系数λ=0.76w/m·℃。

内设浅灰色活动百叶窗帘。

其他外窗及玻璃转门均按幕墙处理。

（3）吊顶为钢板喷塑吊顶，连同框架20mm厚。

二、工艺资料

1、建筑功能：

（1）裙房一层:

购物中心营业厅

（2）地下二层:

空调机房、用冷、热源机房，水泵房、控制

室、人防等。

2、一层购物中心室内设计标准

（1）夏季:

（2）冬季:

（3）最小新风量为15m3/p·h，换气次数>8次/h；

（4）室内最大风速为0.3m/s；

（5）噪声≤55dB；

（6）新风需要初效过滤。

3、负荷计算基础数据

（1）客流：

一层购物中心最大客流时：

1.35p/m2

客流随时间变化系数为:

时刻

系数

0.5

0.8

时刻

系数

0.8

0.5

0.8

0.7

（2）灯光:

一层购物中心照明密度:

50W/m2；

灯具类型:

暗装荧光灯，灯罩无通风孔；

照明时间:

00am~10:

00pm。

（3）设备:

负荷极小,可忽略不计

4、邻室情况

消防中心、管理室、值班室与收发室均另有手段进行环境控制，库房、垃圾间与地下一层均采用自然通风，卫生间采用机械排风，裙房二层的室内设计温度与一层相同。

邻室与购物区的温差均可认为不超过3℃。

第二章负荷计算

空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。

在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。

当得热量为负值时称为耗（失）热量。

在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。

2.1夏季冷负荷的计算

2.1.1夏季冷负荷的组成

夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成：

1）通过围护结构传入室内的热量

2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量

3）人体散热量

4）照明散热量

5）设备散热量

6）伴随人体散湿过程产生的潜热量

2.1.2空调冷负荷计算方法

冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。

本设计采用谐波反应法。

谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂，一般需用电子计算机。

为了便于手算，采用谐波法的工程简化计算方法。

以1006办公室为例：

1.外墙和屋顶

（2-1）

式中

—计算面积，m2；

—传热系数，W/（m2·℃）；

—计算时刻，h；

—温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h；

—作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，可通过《空气调节》查得。

南外墙（1006办公室）冷负荷表2-1

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

Δtx-τ

1.49

11.19

CLQτ

133

117

100

北外墙（1006办公室）冷负荷表2-2

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

Δtx-τ

1.49

CLQτ

148

131

115

131

148

屋顶（1006办公室）冷负荷表2-3

计算时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

Δtτ-ε

1.10

CLQτ

226

271

361

496

586

722

857

947

2.外窗

外窗的冷负荷包括两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷。

1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷

CLQτ=KFΔtτ（2-2）

式中Δtτ—计算时刻的负荷温差，℃，可通过《空气调节》查得；

K—传热系数，W/（m2·℃）；

—计算面积，m2。

南外窗（1006办公室）瞬变传热冷负荷表2-4

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

Δtτ

1.8

2.9

3.9

4.9

5.6

6.2

6.6

6.4

6.40

4.41

CLQτ

110

138

158

175

186

181

2）窗户日射得热形成的冷负荷

CLQτ=xgxdCnCsFJj·τ（2-3）

式中

—窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75；

—地点修正系数，可通过《空气调节》查得；

Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数，可通过《空气调节》查得；

Cs—窗玻璃的遮挡系数，可通过《空气调节》查得；

Jj·τ—计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/m2，可通过《空气调节》查得。

南外窗（1006办公室）日射得热冷负荷表2-5

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

Jj·τ

130

173

198

199

177

138

102

4.41

CLQτ

137

217

288

330

332

295

230

170

137

3.内围护结构

1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式（2-1）计算。

此时负荷温差

应按《空气调节》相应表中“零”朝向的数据采用。

2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算

内墙（1006办公室）冷负荷表2-6

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

Δtx-τ

2.59

15.6

CLQτ

121

4.地面

查舒适性空调，地面传热可忽略不计。

5.室内热源散热形成的冷负荷

设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。

1）设备

CLQτ=JEτ-TQ（2-4）

式中Q—设备得热，W；

T—设备投入使用时刻，h；

Eτ-T—

时间内的设备负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。

1006办公室有2台台式电脑，（功率约为400W），从早上9：

00工作到下午17：

00。

设备（1006办公室）负荷表2-7

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

JEτ-T

0.58

0.77

0.81

0.84

0.87

0.89

0.90

0.92

设备

功率Q

400×2=800

CLQτ

464

616

648

672

696

712

720

736

2）照明

CLQτ=JLτ-TQ（2-5）

式中Q—照明得热，W；

T—开灯时刻，h；

Lτ-T—

时间内的照明负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。

1006办公室安有2支40W的荧光灯，开灯时间从早上9：

00到下午17：

00。

照明（1006办公室）负荷表2-8

计算时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

JLτ-T

0.43

0.63

0.70

0.75

0.79

0.83

0.85

0.88

照明功率Q

40×2=80

CLQτ

3）人体

人体冷负荷包括人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。

ⅰ.人体显热冷负荷

CLQτ=JPτ-TQ（2-6）

式中Q—人体得热，W；

T—人员进入房间时刻，h；

Pτ-T—

时间内的人体负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。

1006办公室有2人工作，工作时间为早上9：

00到下午17：

00。

人体（1006办公室）显热负荷表2-9

计算时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

JPτ-T

0.53

0.71

0.77

0.81

0.84

0.86

0.89

0.90

人体显热Q

61×2=122

CLQτ

108

113

118

120

125

126

ⅱ.人体潜热冷负荷

（2-7）

式中

—不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W，可通过《空气调节》查得；

—室内全部人数；

—群集系数，可通过《空气调节》查得。

则1006办公室冷负荷汇总如下：

1006办公室冷负荷表2-10

房间号

1006办公室冷负荷

计算时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

南外墙

133

117

100

东外墙

148

131

115

131

148

北内墙

121

南外窗传热

110

138

158

175

186

181

南外窗日射

137

217

288

330

332

295

230

170

137

设备负荷

464

616

648

672

696

712

720

736

照明负荷

显热负荷

108

113

118

120

125

126

潜热负荷

131

总计

696

1321

1597

1714

1777

1789

1772

1767

1765

其他房间亦如上计算，汇总如下：

第一层各房间总冷负荷表2-11

房间号

第一层房间冷负荷汇总

计算时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

1005休息厅

1953

2681

3124

3408

3588

3561

3391

3304

3183

1006办公室

696

1321

1597

1714

1777

1789

1772

1767

1765

1007办公室

526

1171

1448

1565

1643

1655

1622

1614

1595

1008守卫室

453

696

839

924

980

970

922

905

872

1009办公室

526

1171

1448

1565

1643

1655

1622

1614

1595

1010办公室

526

1171

1448

1565

1643

1655

1622

1614

1595

1011办公室

526

1171

1448

1565

1643

1655

1622

1614

1595

1012办公室

526

1171

1448

1565

1643

1655

1622

1614

1595

1013办公室

526

1171

1448

1565

1643

1655

1622

1614

1595

1014办公室

821

1466

1743

1831

1909

1891

1888

1850

1802

总计

7079

13190

15991

17267

18112

18141

17705

17510

17192

汇总各层冷负荷可得五层总冷负荷表2-15

计算

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

一层

7079

13190

15991

17267

18112

18141

17705

17510

17192

二层

9463

19106

24177

24946

26473

26720

26453

26631

26349

三层

9463

19106

24177

24946

26473

26720

26453

26631

26349

四层

9463

19106

24177

24946

26473

26720

26453

26631

26349

五层

11506

21150

26617

28199

30942

32005

32955

34349

34883

总计

46974

91658

115139

120304

128473

130306

130019

131752

131122

根据计算得建筑物最大冷负荷出现在16：

00，数值为131752W。

2.3冬季热负荷的计算

2.3.1围护结构传热耗热量

1）围护结构的基本耗热量[3]

Q1=KF（tn-tw）α（2-9）

式中K—传热系数，W/（m2·℃），贴土非保温地面的传热系数K可通过《实用供热空调设计手册》查得；

α—温差修正系数，如下表2-17选取；

tn-tw—室内外计算温度差。

温差修正系数α表2-17

序号

围护结构特征

外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等

1.00

屋顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等

0.90

非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时

0.75

非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时

0.60

非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时

0.40

与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙

0.70

与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙

0.40

伸缩缝墙、沉降缝墙

0.30

防震缝墙

0.70

2）围护结构附加耗热量

围护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定。

各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用

①朝向修正

查《暖通规范》规定，选用朝向修正系数如下：

朝向修正系数表表2-18

Xch

南

-15~-30％

北、东北、西北

0~10％

东、西

-5％

东南、西南

-10%~-15%

在本次设计中朝向修正系数选定为：

东、西：

-5%；南：

-20%；北：

0%；东南：

-10%

②风力修正

因位于北京市中心，平均风速不大，对传热的影响不很显著，故一般情况下可忽略不予考虑。

③高度修正

层高在4m以下，可不考虑沿房屋高度室内温度上升对耗热量的影响。

2.3.2冷风渗透耗热量

1）冷风渗透量计算[3]

V=Lln（2-10）

式中L—每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，在冬季室外平均风速vpj=2.8m/s下，单层金属窗的L1=2.6m3/m·h，双层（金属框）外门L2=1.8m3/m·h[3]；

l—门、窗缝隙的计算长度，m；

n—渗入空气量的朝向修正系数，如下表2-19

渗透空气量的朝向修正系数表2-19

北

1.00

东、南

0.15

西

0.4

2）冷风渗透耗热量计算[3]

（2-11）

式中V—经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，如上计算；

ρw—供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；

cp—冷空气的定压比热，c=1kJ/kg·℃

2.3.3外门冷风侵入耗热量

外门冷风侵入耗热量公式[3]为：

（2-12）

式中N—外门附加率，N=80n％，其中n为建筑物的楼层数，所以n=1[3]；

—外门的基本耗热量，W

因此总热负荷为Q=

2.3.4热负荷计算举例及汇总

以1006办公室为例，假设走道、楼梯及厕所的温度均为18℃

1006办公室热负荷表2-20

房间编号

围护结构

传热

系数

室内外

计算

温度差

基本

修正

系数

基本

耗热量

耗热量修正

冷风渗透耗热量

冷风侵入耗热量

名称

面积

W/m2℃

tn-tw

℃

朝向修正

修正后耗热量

F/m2

Xch

1006

办公室

南外墙

8.46

1.49

403

-20%

323

东外墙

9.075

1.49

433

-5%

411

南外窗

4.41

6.4

903

-20%

722

北内门

2.4

2.91

0.4

北内墙

10.47

2.59

0.4

地面

23.4

0.48

359

Q=1882W

其他房间亦如上计算，汇总如下：

各房间热负荷表2-21

房间名称

热负荷（W）

房间名称

热负荷（W）

一层

1006办公室

1782

1007办公室

1348

1008-1013办公室

1348

1014办公室

1801

1015健身房

7391

1005休息厅

2882

1016更衣室

1396

1017更衣室

1484

二层（同三、四层）

2001办公室

3206

2002办公室

1428

2003-2005办公室

1496

2006副检察长办公室

1702

2007-2008办公室

1152

2009-2014办公室

1348

2015办公室

1840

2016舞厅

10431

五层

5001大办公室

4151

5002办公室

1950

5003-5005办公室

2218

5006副检察长办公室

2786

5007-5008办公室

2026

5009-5014办公室

1832

5015办公室

2229

5016舞厅

19583

第三章空调方案的确定

3.1空调系统的确定

3.1.1全

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