扬州大学暖通空调课程设计Word文件下载.docx
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11
（三）房间中的新风供给方式的比较和确定：
（四）室内气流分布方式的比较和确定，送回风口形式的确定：
（五）空调水系统形式的选择和水系统的划分13
（六）管道、设备、风口等布置方案：
可用示意图表示。
14
（七）冷热源方案的比较及选择：
15
六、空调风系统的设计计算15
（一）空气处理设备的选型：
（二）室内气流分布计算17
（三）新风系统的水力计算18
七、空调水系统的设计计算（空调水系统形式已定，水系统划分已完成）19
（一）布置空调循环水管、冷凝水管，画出水力计算草图19
（二）确定各管段的水流量（按负担几个风机盘管定水流量的大小），按比摩阻120-400Pa/m确定空调循环水管管径的大小19
（三）空调循环水系统排气和泄水的考虑19
（四）空调冷凝水管管径大小的确定：
按负担的机组冷负荷定19
（五）、冷热源机房的设计19
（六）冷却水系统的设计（略）20
（七）其它辅助设备的选择（略）20
八、通风系统的设计：
各标准间卫生间排风量及公共卫生间排风量大小的确定；
卫生间通风器的选择。
20
九、室内温、湿度控制方案，空调系统的运行调节方案：
（一）风机盘管的控制方案：
（二）新风系统的控制方案21
（三）变流量系统的运行调节：
22
十、管路及设备的保温22
（一）确定哪些管路和设备需要保温22
（二）保温材料的选择，保温层厚度的确定，保温结构的做法（略）22
附录：
23
参考书目23
《暖通空调》课程设计任务书
一、题目：
南京鸿翔酒店暖通空调设计（设该建筑共12层）
二、设计目的
本课程设计是《制冷技术》课程的重要教学环节之一，通过这一环节达到了解常规空调用冷源设计的内容、程序和基本原则，学习设计计算的基本步骤和方法，巩固《制冷技术》课程的理论知识，熟悉相关的规范，培养独立工作能力和解决实际工程问题的能力。
三、设计内容和要求
整个设计要求完成南京（上海）某酒店或某高校研究生公寓楼（按规定的轴线范围）暖通空调设计。
应将设计结果整理成设计计算说明书，其中包括：
原始资料、设计方案、计算公式、数据来源、设备类型、主要设备材料表。
设计成果还应能用工程图纸表达出来，要求绘出某酒店或某高校研究生公寓楼标准层暖通空调风平面图、水平面图及空调水系统原理图。
四、设计原始资料
1.建筑物的平、立剖面图见建筑图，建筑平面尺寸以图纸为准，建筑层高为3.6m；
走廊吊顶净高2.3米、卫生间及房间小走道吊顶净高2.5米。
2.按建筑物空调房间面积估算指标为：
旅馆客房标准层：
夏季空调冷负荷指标均为80-110W/m2；
冬季按建筑总面积考虑的热负荷指标为：
旅馆均为60-80W/m2。
3.旅馆：
客房标准层每个标准间住2人，鸿翔酒店候梯厅设2-4人；
公寓楼每标准间按实际情况考虑2人（或1人），休闲厅设2-4人，卫生要求需要的最小新风量为：
标准房间30m3/h.人，其它为15-25m3/h.人。
4.酒店标准房卫生间均设排风有系统，其排风量按换气次数5-10次/h计算；
公共卫生间按不小于10次/h计算；
5.维持空调室内正压所需的换气次数按0.5-0.7次/h计算；
6.室内设计参数：
夏季：
tR=26—27℃φR=40%—65%；
冬季：
tR=18—20℃φR≥30%；
7.城市热网提供0.8MPa的蒸汽。
8.室外气象参数见《室外气象参数》资料集。
南京：
夏季空调室外计算干球温度：
34.8℃，夏季空调室外计算湿球温度：
28.1℃，夏季空调室外计算日平均温度：
31.2℃；
冬季空调室外计算温度：
-4.1℃，冬季空调室外计算相对湿度：
76%；
五、设计任务与内容：
1、收集相关资料，查阅相关规范，并熟悉规范条文。
2、根据工程实际情况，通过简单的技术经济比较，优选一个方案进行设计。
3、完成上海市某校学生公寓楼暖通空调设计，具体包括：
（1）空调负荷的计算；
（2）空调方案、冷热源方案的比较及选择；
（3）空调风系统的设计及计算；
（4）空调水系统的设计及计算；
（5）空调冷热源机房设计；
（6）通风系统的设计；
（7）室内温、湿度控制方案，空调系统的运行调节方案的选择。
六、撰写设计计算说明书。
七、绘图
各层通风空调（风、水）平面图，空调水系统原理图。
空调风系统图（选做），空调水系统图（选做）风机盘管安装详图（选做）。
空调课程设计指示书
一、阅读设计任务书
二、熟悉有关建筑图纸，收集有关设计资料（建筑、气象、工艺等）
三、参观空调工程，以取得一定的工程实践知识（已在课程参观中完成）。
四、空调冷、热、湿负荷的计算
房间平面图
大厅平面图
建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形成的冷负荷
1．建筑围护结构的冷负荷
（1）通过外墙和屋面瞬时传热而形成的冷负荷
Qc（
）=AK（tc（
）-tR）
（2）通过外窗内外温差的瞬时传热和透过窗玻璃的日射得热而形成的冷负荷
通过外窗内外温差的瞬时传热的冷负荷:
）=AWKW（tc（
透过窗玻璃的日射得热而形成的冷负荷:
）=CaAwCsCjDjmaxCLQ
（3）通过内墙、内门、等内维护结构和地面传热而形成的冷负荷
通过内墙、内门、等内维护结构的冷负荷:
Qc（
）=KiAi（to.m+△t-tR）
地面传热而形成的冷负荷:
）-tR）
规范中规定距外墙2m范围内的地面须计算传热形成的冷负荷。
传热系数通常取为：
非保温地面0.47;
保温地面0.35
2．内热源（工艺设备、人体、照明等）散热形成的冷负荷
（1）照明散热形成的冷负荷
白炽灯：
）=1000NCLQ
荧光灯：
）=1000n1n2NCLQ
（2）人体散热形成的冷负荷:
人体显热散热形成的冷负荷:
）=qsnφCLQ
人体潜热散热形成的冷负荷:
Qc=qlnφ
（3）工艺设备散热形成的冷负荷:
当工艺设备及其电动机都放在室内时，设备冷负荷为Qs=1000n1n2n3N/
3.渗透风耗冷量的考虑
（二）、夏季新风冷负荷的计算
1.各房间最小新风量的确定
房间的面积计算：
共21间面积近似相等的标间，面积取5×
10=50m2
其中卫生间3×
2.5=7.5m2
其他区域3×
2.5+7×
5=42.5m2
大厅：
10.94×
4.5+10.7×
13.24=190.898m2
（1）卫生要求：
即按规范规定需要的最小新风量为：
标准间30m3/h·
人，其它：
15-25m3/h·
人；
标间：
卫生要求：
每间2×
30=60m3/h
局部排风及正压要求：
卫生间7.5×
2.5=18.75m3
总共3×
5×
3.5=160m3
新风量18.75×
5+163.5×
0.5=175.5m3/h
取较大值175.5m3/h
0.5×
2.3×
（10.96×
4.5+10.8×
13.2）=220.662m3/h
补偿局部排风及保持室内正压要求（要求室内正压维持9.8Pa）：
标准间的局部排风量按各卫生间换气次数5-10次/h计算；
维持空调室内正压按各房间换气次数0.5-0.7次/h计算；
一层新风量21×
175.5+220.662=3906.162m3/h
取空气密度1.2kg/m3
房间新风量0.0563kg/s，大厅0.0718kg/s，总共1.2541kg/s
2.各房间新风冷负荷的计算
室外状态点tO=34.8℃，φO=60%，hO=90kJ/kg；
室外状态点tR=26.0℃，φR=50%，hR=53kJ/kg。
0.0563×
（90-53）=2.0831kW；
0.0718×
（90-53）=2.6566kW；
总共：
1.2541×
（90-53）=46.4017kW。
（三）、各房间夏季湿负荷的计算
湿负荷：
n=2，φ=0.93，g=109g/h，得房间湿负荷5.64×
10-5kg/s=202.90g/h。
标间内送风量2.3355/（53-41）=0.1946kg/s=583.9m3/h
（四）、各房间冷、湿负荷汇总
因时间关系，本课程设计略去室内冷负荷的计算过程，按建筑物空调房间面积估算各房间的冷负荷，即按冷负荷指标90-110W/m2计算各房间瞬时综合总冷负荷。
（走道负荷可分别算到相应房间）
鸿翔酒店标准间夏季空调总冷负荷指标取95W/m2
大厅Q总=8.2*11.4*95=8880.6W
标间Q总=5.2*9.6*95=4742.4W
表1各房间冷、湿负荷汇总
单间总冷负荷/KW
单间新风量m3/h
单间总送风kg/s
夏季单间新风冷负荷/KW
单间湿负荷/g/s
每层数量
鸿翔酒店标准间（2人）
4.423
160
213.23
2.0831
0.0378
21
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）
9.621
220.662
325.12
2.6566
0.1023
1
（五）冬季空调室内热负荷的构成
1．围护结构的基本耗热量（墙、吊顶、门、窗、地面）
2．附加耗热量（考虑朝向、风力及高度等修正）
3．冷风渗透耗热量（空调室内正压，一般不考虑）
（六）、冬季新风热负荷的计算
各房间最小新风量同夏季，新风热负荷的计算见教材P24式2-29。
新风热负荷公式Qh.o=MOCP（tR-tO）
Qh.o=1.005×
（220.662×
1.2/3600）×
（26-（-4））=2.2176531kW
（160×
（26-（-4））=1.608kW
（7）、各房间冬季湿负荷的计算（是否同夏季？
）
大厅：
6×
10-6=0.1023g/s
10-6=0.0378g/s
所以各房间冬季湿负荷与夏季相同
八）各房间热、湿负荷汇总
同样因时间关系，本课程设计略去室内热负荷的计算过程，按建筑物空调房间面积估算各房间的热负荷，即按热负荷指标为70W/m2计算各房间的总热负荷。
鸿翔酒店标准间冬季空调总热负荷指标取65W/m2
Q总=5.2*11.6*95=5730.4W
Q总=5.2*9.6*65=3244.8W
表2各房间的总热负荷汇总
房间类型
单间总热负荷/KW
单间新风热负荷/kw
单间湿负荷kg/s
标间
3.2448
1.608
大厅
5.7304
2.218
（九）建筑物总冷、热负荷汇总及空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量
1.建筑物的总冷、热负荷为各房间所得负荷相加；
2.空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量应以建筑物总冷、热负荷为基础，加上:
（1）通风机机械能转变为热量、风管温升（或温降）漏风等引起的附加冷（热）负荷，：
风系统的冷（热）量附加—以附加系数K1表示，一般取：
制冷：
K1=5%-10%，制热K1=3%-6%
（2）水泵机械能转变为热量、冷冻水管温升（热水管温降）等引起的附加冷（热）负荷（即：
间接制冷系统的冷损失），简言之：
水系统的冷量附加，以附加系数K2表示，一般取：
K2=7%-15%，制热K2=5%-10%
（3）计算空调冷源设备需要提供的的总供冷量时，要考虑同时使用系数（因冷指标的是基于夏季冷负荷得到的，而夏季冷负荷计算采用的是动态算法）以同时使用系数K3表示，一般取：
K3=70%-90%；
计算空调热源设备需要提供的的总供冷热量时，不需要考虑同时使用系数（因热指标的是基于冬季热负荷得到的，而冬季热负荷计算采用的是稳态算法）
（4）因本工程为舒适型空调的类型，空调风系统夏季应采用最大送风温差送风，即：
应直接采用机器露点送风，而不应采用再热式系统，故不需要考虑再热冷负荷。
即：
Q冷=（1+K1）（1+K2）K3QCQ热=（1+K1）（1+K2）Qh
5、空调方案、冷热源方案的比较和确定
（一）冷热源方案的比较及选择：
1.常用的空调冷热源的组合形式及其特点的比较。
主要比较：
①压缩式冷水机组加汽—水热交换器组合（冷水机组夏季提7℃冷水，冬季城市热网蒸汽作热媒，加热空调末端50℃的回水，升至60℃再送至末端，如此循环）
②蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组加汽—水热交换器组合（冬夏季需要的热源均来自城市热网的蒸汽，溴冷机夏季提供7℃冷水，特别注意：
溴冷机COP值比电制冷机低，节电不节能）
③空气源热泵型冷热水机组（一机两用，夏季提供7℃冷水，冬季提供40—45℃热水）
1）蒸气压缩式制冷是电力驱动的以消耗机械能作为补偿，利用液体气化的吸热效应实现制冷的。
制冷系统主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要设备组成，并用管道相连接，构成一个封闭的循环系统。
2）溴化锂吸收式的工作原理
吸收式制冷：
与蒸气压缩式制冷一样，都是利用液体在汽化时要吸收热量这一物理特性来实现制冷的，不同的是蒸气压缩式制冷是以消耗机械能作为补偿，而吸收式制冷是消耗热能作为补偿，完成热量从低温热源转移到高温热源这一过程的。
溴化锂吸收式制冷装置，是利用溴化锂水溶液具有在常温下强烈地吸收水蒸气，在高温下又能将所吸收的水分释放出来的特性，以及水在真空状态下蒸发时，具有较低的蒸发温度来实现制冷的。
吸收式制冷装置的优点是设备简单、造价低廉、其工质对大气环境无害，而且可以利用工业余热（or太阳能等）作为发生器热源，能耗较低，但热能利用系数比较小。
3）空气源热泵
以空气作为低位热源来吸收热量的热泵称为空气源热泵（AirSourceHeatPump）。
空气源热泵的主要系统形式
①空气-空气热泵（冷剂系统）
②空气-水热泵
空气-空气热泵（冷剂式系统）在住宅、商店、学校、写字间等小型建筑物中应用十分广泛。
空气-水热泵的系统组成与空气-空气热泵一样，只是将空气-空气热泵的室内侧换热器的载热介质由空气换成水。
该机组夏天可以为空调系统提供冷水，冬天可以提供热水，也称空气源热泵（风冷式）冷热水机组。
2.本工程空调冷热源形式的确定
本工程采用空气-水热泵机组（一机两用）
3.本工程空调冷热源容量大小的确定
夏季空调总冷负荷
标间取90W/m2，大厅取80W/m2，
50×
90=4500W
192.4×
80=15392W
21×
4500+15392=109.9kW
（2）空调系统形式的选择：
全空气系统：
完全由空气来负担房间的冷热负荷的系统。
因为全空气空调系统的空气处理基本上集中于空调机房内完成，因此又称为集中空调系统。
空气-水系统：
由空气和水来共同担负房间的冷热负荷，分为空气-水风机盘管系统，空气-水诱导器系统和空气-水辐射板系统。
冷剂式空调系统：
房间的冷、热、湿负荷由制冷剂直接负担的系统（机组式系统）。
缺点：
新风供给难以实现，卫生要求难以保证；
VRV系统也难以解决新风问题，代价大。
系统形式的选择：
（1）全空气系统在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有多种有多种处理功能和较强的处理能力，尤其是具有较强的除湿能力。
因此适用于冷负荷密度大，潜热负荷大或对室内含尘浓度有严格控制要求的场所，例如：
人员密度大的大餐厅、火锅餐厅、剧场、商场、有净化要求的场所等。
系统经常需要维修的是空气处理设备，全空气系统的空气处理设备机房内，维修方便，且不影响空调房间的使用，因此全空气系统也适用于房间装修高级、常年使用的房间，例如候机大厅、宾馆的大堂等。
但是全空气系统有较大的风管及需要空调机房，在建筑层高低、建筑面积紧张的场所，它的应用受到了限制；
（2）高大空间的场所宜选用全空气定风量系统，在这些场所，为使房间内温度均匀，需要有一定的送风量，故应采用全空气系统中的定风量系统。
因此，像体育馆比赛大厅、大车间等宜用全空气定风量空调系统；
（3）一个系统有多个房间或区域，各房间的负荷参差不齐，运行时间不完全相同，且各自有不同要求时，宜选用全空气系统中的变风量系统、空气-水风机盘管系统、空气-水诱导器系统等；
（4）空气-水系统适用于负荷密度不大、湿负荷也较小的场合，如客房、人员密度不大的办公室等；
（5）一个系统有多个房间，又需要避免个房间的污染相互传播时，如医院病房的空调系统，应采用空气-水风机盘管系统、一次风为新风的诱导器系统、空气-水辐射板系统；
本工程是上海市某高校学生公寓的暖通空空调设计，即一个系统有多个房间或区域，所以采用风机盘管加独立新风系统空气-水半集中式空调系统。
（三）新风系统的功能与划分，新风机房的位置及新风处理设备的形式：
风盘加独立新风系统一般用于民用建筑中。
新风系统承担着向房间提供新风的任务，其主要功能是
（1）满足释放人群及其活动产生的污染；
（2）人对室外新风的需求。
空气-水系统中的空气系统一般都是新风系统，这种系统实质上是一个定风量系统，它的划分原则是功能相同、工作班次一样的房间可划分为一个系统；
虽然新风量与全空气系统中的送风量相比小很多，但系统也不宜过大，否则个房间或区域的风量分配很困难；
有条件时可分层设置，也可以多层设置一个系统。
结合本工程实际，新风机房的位置及新风处理设备的形式：
每层设置一个新风系统，因为无独立的新风机房，新风机组宜采用吊顶式（薄形）机组，吊装在各层的走道内
（四）房间中的新风供给方式的比较和确定：
房间中新风供应有以下两种方式：
（1）直接送到风机盘管吸入端，与房间的回风混合后，再被风机盘管冷却（或加热）后送入室内。
这种方式的优点是比较简单，缺点是一旦风机盘管停机后，新风将从回风口吹出，回风口一般都有过滤器，此时过滤器上灰尘将被吹入房间；
如果新风已经冷却到低于室内温度，导致风盘管进风温度降低，从而降低了风机盘管的出力。
因此，一般不推荐采用这种送风方式。
（2）新风与风机盘管的送风并联送出，也可以各自单独送入室内。
这种系统从安装稍微复杂一些，单避免了上述两条缺点，卫生条件好，应优先采用这种方式。
本工程采用新风与盘管送风并联送出方式。
（五）室内气流分布方式的比较和确定，送回风口形式的确定：
气流分布流动模式的影响因素，几种典型的气流分布方式及其特点和适用场合比较（PPT第9章9.2），结合实际，确定本工程的气流分布方式，画出方案示意图；
选择送回风口的形式。
（结论：
标准间公寓气流分布方式：
上侧送上回式，双层百叶送风口（P295有原因），单层百叶或格栅回风口（P297有原因））
气流分布流动模式的影响因素:
送回风口的位置、送风口的形式等因素。
其中送风口（位置、形式、规格、出风速度等）是气流分布的主要影响因素。
几种典型的气流分布方式及其特点和适用场合比较：
1.侧送风气流组织方式：
上送上回；
上送下回。
特点：
侧向送风设计参考数据：
（1）送风温差一般在6～10℃以下；
（2）送风口速度在2～5m/s之间；
（3）送风射程在3～8m之间；
（4）送风口每隔2～5m设置一个；
（5）房间高度一般在3m以上，进深为5m左右；
（6）送风口应尽量靠近顶棚，或设置向上倾斜15～20°
的导流叶片，以形成贴附设流。
适用场合：
跨度有限、高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭等一般空调系统；
以及空调精度△t=±
1℃的工业建筑。
风口类型：
常用双层百页风口。
2.顶送风气流组织方式：
上送下回或上送上回
平送：
送风温差≤6~10℃
喉部风速=2~5m/s
散流器间距3~6m，中心距墙≥1m。
下送：
房间高度3.5~4.0m
喉部风速=2~3m/s
散流器间距＜3m
大跨度、高空间，如购物中心，大型办公室，展馆等一般空调；
空调精度△t=±
1℃或△t≤±
0.5℃的工艺性空调。
方形、圆形、条缝型散流器等
3.孔板送风气流组织方式：
上送下回（最常见）；
一侧送另一侧回；
下送上回（应用较少）
房间高度＜5m；
空调精度△t=±
1℃；
空调精度△t≤±
0.5℃；
单位面积送风量大，工作区要求风速小
适用于高精度恒温恒湿空调或净化空调。
4.喷口送风气流组织方式：
上送下回式。
出口风速高，射程长，一般同侧
回风，工作区在回流区。
送、回风口布置在同一侧；
出风速度一般为：
4～10m
空间较大的公共建筑物如影剧院、体育场馆。
5.置换通风气流组织方式：
下送风
送风温差小，送风温差一般以2～3℃为宜；
送风速度小，送风速度一般不超过0.5～0.7m/s。
节能舒适。
（Ev、ηa较高）
气流组织方式：
下送上回。
有夹层地板可供利用。
6.个性化送风气流组织方式：
岗位送风
本工程采用：
上次送上侧回气流分布方式
送回风口形式：
双层百叶风口
原因：
双层百叶风口有两曾可调节角度的活动百叶，短叶片用于送风气流的扩展角，也可用于改变气流的方向，而调节长叶片可以是送风气流贴着附顶棚或下倾一定角度。
（六）空调水系统形式的选择和水系统的划分
1.水系统形式的选择：
（1）双管系统由一条供水管和一条回水管构成，供水管根据季节统一向房间供给冷冻水或热水。
难于满足过渡季有些房间要求供冷、又有些房间要求供热，即同一时间即供热水又供冷水的要求。
但由于其系统简单、初投资低，目前用得最普遍。
四管制系统由两条供水管和两条回水管构成。
两条供水管和两条回水管分别由于供冷冻水和供热水。
冷、热水有两套独立的系统，可满足建筑物内同时供冷和供热的要求，控制方便，但管路复杂，管路占用建筑空间比双管大系统，初投资较高，多用于舒适性要求较高的建筑内。
对于只供冷或供热的风机盘管系统应采用双管系统。
若建筑物中基本上无同时供冷和供热的要求，也应采用双管系统。
对于建筑物内
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