暖 通 空 调 设 计 说 明 书剖析.docx

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暖通空调设计说明书剖析

暖通空调设计说明书

目录

1工程概述

2设计依据

2.1设计任务书

2.2设计规范及标准

3设计范围

4设计参数

4.1空调设计室外空气计算参数

4.2室内空气设计参数及有关指标

4.3其它

5空调负荷计算

5.1空调冷负荷计算方法

5.2相关参数的选取

5.3空调冷负荷的计算

5.3.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

5.3.2内墙、地面引起的冷负荷

5.3.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

5.4冬季热负荷的计算

6空调方案的设计

 6.1冷热源的确定

 6.1.1冷热水机组的选型

 6.2热负荷的校核

7.水系统的设计

7.1水系统方案的确定

 7.1.1两管制系统的优点

 7.1.2闭式系统的优点

 7.1.3同程和异程系统的选择

 7.1.4一次泵定流量系统的选择依据

7.2冷冻水管路的设计

 7.2.1设计说明

 7.2.2水管水力计算方法

 7.2.3水系统水力计算基本公式

 7.2.3.1沿程阻力计算公式

 7.2.3.2局部阻力计算公式

 7.2.4冷冻水最不利环路水力计算

8.管道保温设计的考虑

 8.1保温材料的选用

 8.2保温管道的防结露

 8.3保温材料的经济厚度

1工程概述

本工程为长春某别墅，砖混结构共2层，有车库，层高均为3.025m。

总建

筑面积约323.54m2

。

业主已给出建筑平面图，立面图和各个房间的功能，要求

设计本别墅冬季暖通空调系统。

2设计依据

2.1设计任务书

大型建筑暖通空调课程设计任务书

设计时间

x年x月X日—x年x月x日

设计题目

 某别墅暖通空调课程设计

设计任务

㈠供暖工程部分

1、采暖室内外参数的确定

如《设计手册》有关规定。

长春tw’=-23℃，冬

季室外平均风速v=4.2m/s，tn=18℃

2、供暖系统设计热负荷计算

在设计过程中，可计算两个以上典型房间的设计热

负荷，其余房间可按热指标方法计算。

⑴采暖系统形式确定

⑵散热设备选型、散热器布置、散热设备计算

⑶采暖系统水力计算

⑷采暖系统附属设备的设置、选择计算

⑸坡度、坡向，排气泄水设备。

管路支架设备形成的负荷。

⑹采暖平面图、系统图绘制。

 ㈡空调工程部分

1、确定室内外设计参数，包括冬、夏季室内外设

计计算参数，室内的温度、湿度、风速、新风量、噪

声、含尘量等参数。

2、确定采暖负荷，包括围护结构传热

3、冷、热源主机的配置方案，包括供热主机类型选择比较。

4、供暖系统的划分与组成，包括全空气系统与空

气，水系统等方案。

5、水系统的水力计算�确定管径、定压方式及其

装置、水泵的选择计算。

设计条件

1、地点：

长春市。

2、建筑结构、平面布置及使用性质�见土建条件

图。

3、设计依据�我国有关暖通空调专业的现行设计

标准、设计规范。

4、设计资料�相关的设计指南、设计手册及实习收集的资料和教师协助提供的参考图、相关设计样本

等。

 5、气象资料

长春室外计算参数�

 北纬44�东经125.21�海拔41.6米�

 大气压力�冬季994.0mbar�

 年平均温度�4.8℃�

 室外计算�干球�温度�采暖-23℃�

 室外计算相对湿度�最冷月平均68%

 室外风速�冬季平均4.2m/s�

 最多风向及其频率�冬季N13%

 冬季日照率55��

 最大冻土深度158cm�

 6、动力与能源资料

 ⑴动力�工业动力用电�

 ⑵能源�采暖热媒为95-70℃热水�由集中锅炉房供给

设计要求

 一�对设计说明书内容的要求

内容应包括�设计任务书、设计构想、系统型式确

定、冬季采暖热负荷计算表、采暖系统水力计算表等。

�二�图纸要求

 供暖工程部分

1、平面图�底层、顶层、标准层��

2、采暖系统图。

进度计划

设计资料、采暖热负荷计算、采暖系统形式确

定、采暖系统水力计算。

采暖平面、系统图绘制，方案确定。

供暖系统设计、设备选择、水利计算、绘图。

绘图、整理说明书、准备及进行答辩。

参考资料

1、《暖通空调》中国建筑工业出版社�

2、《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社�

3、《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社�

4、《暖通设计规范》中国建筑工业出版社�

5、《暖通设计资料便览》中国建筑工业出版社�

6、《暖通设计技术措施》中国建筑工业出版社�

7、《暖通空调制图标准》中国建筑工业出版社

8、《流体输配管网》中国建筑工业出版社�

9、《供热工程》中国建筑工业出版社�

10、《热质交换原理与设备》中国建筑工业出版社。

2.2设计规范及标准

�1�采暖通风与空气调节设计规范（GBJ50019�2003版）

�2�房屋建筑制图统一标准�GB/T50001�2001�

�3�采暖通风与空气调节制图标准�GBJ114-88�

3设计范围

（1）暖通空调系统选型�空气处理过程的确定。

（2）吊顶式空气处理器、风机盘管、送风口、回风口的选型�风管布置及水

力计算。

（3）冷热源选择、水泵、膨胀水箱的选型及水系统设计。

（4）管路保温和消声减振设计暖同空调设计说明书

4设计参数

4.1采暖设计室外空气计算参数�

⑴�地理位置北纬44°�经度125.21°�海拨—210m�

⑵�大气压力冬季—99400Pa

⑶�室外空气参数�见表�一�

室外空气参数表�一�

序号空气参数数值空气参数数值

3冬季空调室外计算干球温度�23℃冬季通风室外计算温度�16℃

4冬季室外计算相对湿度68%冬季室外平均风速4.2m/s

6全年主导风向西南冬季日照率55%

4.2室内空气设计参数及有关指标见表

4.3其他

空气中含尘量不大于0.30mg/m³;

 室内空气压力稍高于室外大气压。

5空调负荷计算

5.1空调冷负荷计算方法

在空调工程设计中�存在两中冷负荷计算的计算方法�一为谐波反应法

�负荷温差法��一为冷负荷系数法。

谐波反应法�负荷温差法�计算的冷负荷

的形成包括两个过程�一是由于外扰�室外综合温度�形成室内得热量的过程

�既内扰量�。

此一过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟

性。

二是内扰量形成冷负荷的过程。

此一过程是将该热扰量分成对流和辐射两

种成分。

前者是瞬时冷负荷的一部分�后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化

为瞬时冷负荷。

两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。

冷负荷系数法是在传递

函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。

通过冷

负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。

本设计采用

冷负荷系数法冷负荷的计算。

5.2相关参数的选取

围护结构参数见表�三�

围护结构参数表�三�

结构类型类型传热系数

外墙1外水泥砂浆�2砖墙�3内白灰粉刷。

厚度370

mmII型墙

1.50

外窗单层透明玻璃�3mm�5.9

外门单层3mm玻璃木门�结构修正0.72.00

内墙内外抹面（各20mm）加一砖黏土实心砖（240mm）

总厚度280mmIII型墙

1.97

屋顶加气混凝土保温屋面厚度200mm0.49

5.3冷负荷的计算

5.3.1、外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷

Qc（τ）=AK[（tc+td）kαkρ-tR]（5-1）

式中�Qc（τ）-------外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷�W�

A-------外墙和屋面的面积�m

2

�

 K-------外墙和屋面的传热系数�W/（m

2

·℃

）�

 tR-------室内计算温度�℃�

tc-------外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值�℃�

由《暖通空调》附录2-4和附录2-5查取�

 td-------地点修正值�由《暖通空调》附录2-6查取�

 kα-------吸收系数修正值�

 kρ-------外表面换热系数修正值�

5.3.2、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

Qc（τ）=cwKwAw（tc（τ）+td�tR）�5-3�暖同空调设计说明书

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式中�

 Qc（τ）-------外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷�W�

 Kw-------外玻璃窗传热系数�W/（m

2

·℃

）�Kw=5.9W/（m

2

·℃

）

 Aw-------窗口面积�m

2

�

 tc（τ）-------外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值�℃�

由《暖通空调》附录2-10查得�

 cw-------玻璃窗传热系数的修正值�

由《暖通空调》附录2-9查得�单层金属窗框cw=1.0

 td-------地点修正值�

5.3.3、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

Qc（τ）=CαAwCsCiDjmaxCLQ（5-4）

式中�Cα-------有效面积系数�由《暖通空调》附录2-15查得�

Aw-------窗口面积�m

2

�

Cs-------窗玻璃的遮阳系数�由《暖通空调》附录2-13查得�

Ci-------窗内遮阳设施的遮阳系数�由《暖通空调》附录2-14

查得�

Djmax-------日射得热因数�由《暖通空调》附录2-12查得30纬

度带的日射得热因数�

CLQ-------窗玻璃冷负荷系数�无因次�

5.4、冬季空调热负荷的计算

空调热负荷是指空调系统在冬季里�当室外空气温度在设计温度条件时�

为保持室内的设计温度�系统向房间提供的热量。

 围护结构的基本耗热量

Q1=aFK（tn.-tw.）�5�9�

式中:

a---------温差修正能够系数�W�

 F----------围护结构传热面积�m

2

�

 K----------围护结构冬季传热系,W/（m

2

.℃）�

tn---------冬季室内计算温度,℃�

 tw.---------冬季室外空气计算温度,℃

包括基本耗热量和附加耗热量�附加耗热量按基本耗热量的百分率确定。

此建筑

只考虑朝向修正率。

北�0�东西�-5��南�-20�。

注�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。

6空调方案设计

6.1、冷热源的确定

本工程可以考虑采用风冷热泵作为冬季的热源。

另

外由于我国地下水资源的利用受技术、经济和国家一些制度的制约�故以空气

作为热泵的热源最容易实现�而且又环保。

空气源热泵冷热水机组作为空调冷

热源�一机两用。

如果选用水冷冷水机组�除需要冷却水泵�冷却塔等辅助设

备外�冬季还需要另设锅炉�或接城市热网�这不仅增大了初投资和后期的运

行费用而且还不环保。

选用空气源冷热水机组作为中央空调的冷热源�其优势

如下�

1）用空气作为低位热源�取之不尽�用之不竭�处处都有�可以无偿的获取。

2）空调系统的冷源和热源合二为一�夏季提供7℃冷冻水�冬季提供45�50℃暖同空调设计说明书

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热水�一机两用。

3）机组整体性好�结构紧凑�安装方便�施工周期短�通常均置于屋顶�省

去制冷机房建设投资。

4）不需要另设锅炉或热力站。

5）不污染使用场所的空气�有利于环保。

故本设计采用空气源热泵冷热水机组作为空调冷热源。

6.1.1、冷热水机组的选型

全楼室内冷负荷和新风负荷总计18511W。

考虑机组本身和介质在泵、风机、

管道中升温及泄露的损失�取1.1系数�制冷系统总制冷量取230.717*1.1�

254kW。

取冷冻水进出口温度为12℃、7℃时�冷冻水流量为

12.10kg/s（43.54T/h）。

冬季总供热量取123.01*1.1�135.31KW�根据以上负

荷选择约克AWHC-L75机组一台.

6.2冬季热负荷的校核

 冬季只需要校核风机盘管提供的热量是否满足房间要求即可。

仍以301室为

例。

冬季热负荷Q=4.78×1.1=5.258<19.78kw,故选用风机盘管合理。

通过其

它房间冬季热负荷的校核�结果均满足要求。

7水系统的设计

7.1水系统方案的确定

本设计采用两管制、闭式、一次泵定流量系统�各层水管同程布置。

7.1.1、两管制系统的优点

两管制水系统是采用同一套供回水管路�冬季供热水、夏季供冷水。

由运

行人员依据多数房间的需要决定�实行供热与供冷的转换。

两管系统具有管理暖同空调设计说明书

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方便�一次性投资较小等优点。

本设计对空调精度要求不是很高�故采用两管

制。

而三管制是共用一根回水管�因此冷热有混合损失�运行效率不高�而且

系统水力工况复杂�难于运行。

四管制初投资较高且多占空间