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空气调节课程设计

课程设计

题目名称：

长沙市舒适性空调设计

编写教师：

专业：

建筑环境与设备工程

姓名：

班级：

建环1241

学号：

设计日期：

2014-09-30

一、设计任务：

本设计任务是中央空调系统设计，中央空调系统应能够满足各类房间对室内温湿度环境要求。

二、设计步骤（或技术路线）

1.负荷计算

夏季按不稳定传热计算，冬季按稳定传热计算

2.确定送风量、新风量

根据所计算的负荷，计算出房间所需要的送风量

为了保证房间换气次数，保证正压要求，人体呼吸需要，确定出所需最大新风量。

1）依据确定新风量的三个原则、计算出最大值。

2）此最大值应≮各房间送风量的10%，否则取送风量的10%。

3）列表整理出各房间的新风量，送风量、新风比。

3.确定空气处理方案

全空气系统

1）确定冬、夏季空气处理方案，依据已知条件定出室内、外状态点、画出焓湿图，将处理过程描述在上面。

并且定出室外新风是否需要预热。

2）空气处理设备的选择

依据处理过程，在焓湿图找出各状态点，并计算出各设备的处理能力。

即所需的加热量、再热量、冷量、预热量；加湿量、减湿量等。

3）气流组织确定

①确定送风形式

依据空调精度要求和房间各使用功能，做出方案比较，并确定出采有什么方式送风。

②确定回风方式

③定出全空气系统的新风入口设备

选定新风入口的位置，依据卫生等要求，并确定出所需的各个设备。

④气流组织计算

依据自已确定的送风及回风形式，计算看是否满足室内参数及卫生要求。

4）送回风道的布置及风道水力计算

①依送风道的布置原则及要求，画出布置草图，尽量沿柱，贴梁尽量使各分支达到平衡、各送风点均衡。

②回风道布置原则及要求，画出草图，要求同送风。

③送回风道的水力计算：

a依据规范的v和已知G（风量）确定送回风道尺寸；

b管道尺寸应按标准风道尺寸选择；

c尽量采用相应的节能措施或手段，以减少损失。

d画出计算完了的风道草图并列表汇总各段损失。

风机盘管加新风机组系统

如采用新风机组长加风机盘管系统，要依据要求定出新风是否承担室内负荷。

1）风机盘管的选择计算

布置风机盘管

依据选定的盘管型号及尺寸，将其放置在房间内。

原则同全空气系统中送风口的原则一致。

画出草图。

2）水路要求

采用什么样的水力系统。

连接并布置水路系统，画出草图。

依据采暖系统的管路计算原则来确定水路的管径。

3）汇总风机盘管加新风机组处各房间的新风量、送风量。

4.绘图

设计原始资料

土建材料

1.外墙体：

按《空调负荷专刊》15号Ⅱ型墙计算，即壁厚δ=240mm，保温材料为加气混泥土，其厚度为120mm，传热系数k=0.88w/㎡.℃，

2.内墙体：

δ=240mm红砖抹灰，传热系数k=1.76w/㎡.℃，

3.屋面：

（见《空调冷负荷专刊》6号Ⅲ型结构）壁厚δ=120mm，保温层材料为；水泥膨胀珍珠岩，厚度δ=125mm，传热系数k=0.67w/㎡.℃。

4.地面：

[采用大理石铺地（非保温地面）]

地理条件及气象参数

室内计算温度为26℃

地点：

长沙

纬度：

北纬27°51'~28°40'

经度：

东经111°53'~114°5'

室外计算干球温度：

夏季：

干球温度34℃.湿球温度27.7℃冬冬季：

干球温度-7℃

室外计算相对湿度：

夏季：

70%

冬季：

75%

室内气象参数

夏季冬季

干球温度相对湿度%干球温度相对湿度%

职工活动室：

26501850

机房：

26501850

值班室：

26501850

2负荷计算

2.1冷、湿负荷的概念

为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间去除的湿量称为湿负荷。

房间冷、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。

主要冷负荷由以下几种：

1.外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；

2.玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；

3.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；

4.人体散热引起的冷负荷；

5．照明冷负荷；

2.2冷负荷计算

职工活动室

2.2.1外墙的冷负荷壁厚δ=370mm，传热系数k=0.88w/㎡.℃，ka=0.94，kp=0.88南td=0.5

南外墙冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

34.6

34.2

33.9

33.5

33.2

32.9

32.8

32.9

33.9

33.4

33.1

34.4

t1′

31.4

30.7

30.4

29.8

29.5

29.4

29.5

30.4

29.7

30.9

97.785

0.88

465

430

404

379

344

327

301

293

301

379

344

318

422

北td=3.

北外墙冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

32.6

32.3

32.1

31.8

31.6

31.4

31.3

31.2

31.3

31.4

31.6

t1′

31.6

31.3

31.1

30.9

30.7

30.5

30.4

30.3

30.4

30.5

30.7

76.185

0.88

375

355

342

329

315

302

295

288

295

302

315

西td=2.4

西外墙冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

38.2

37.8

37.3

36.8

36.3

35.9

35.5

35.2

34.9

34.8

34.9

35.3

t1′

35.9

35.5

35.1

34.7

34.2

33.9

33.5

33.2

32.9

33.3

86.73

0.88

756

725

695

664

626

603

572

550

534

527

534

557

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

总

1596

1510

1441

1372

1285

1245

1175

1138

1123

1201

1166

1154

1294

屋面冷负荷6号3型结构，120mm混泥土屋面板加100mm水泥膨胀珍珠岩，k=0.67w/㎡.℃，屋面面积为19.94

屋面冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

35.5

34.1

33.1

32.7

35.8

38.1

40.7

43.5

46.1

48.3，

49.9

t1′

30.32

29.12

28.27

27.93

28.18

29.04

30.57

32.54

34.76

37.15

39.37

41.25

42.61

728.17

0.67

2099

1522

1107

942

1064

1483

2230

3191

4274

5440

6523

7440

810

玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷门按照窗户计算

这一层所有外窗均系单层玻璃木框窗，总面积为142.56+6.6=149.16m2，这种窗户在an=8.7w/㎡.℃和aw=18.6w/㎡.℃时的传热系数为k=5.94w/㎡.℃，由表3-10得玻璃窗传热系数的修正值为0.90.

K=5.94*0.9=5.35w/㎡.℃，由表3-11得窗玻璃的逐时冷负荷计算温度t1值。

玻璃窗瞬变冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

26.9

27.9

29.9

30.8

31.5

31.9

32.2

31.6

30.8

t1+td

29.9

30.9

32.9

33.8

34.5

34.9

35.2

34.6

33.8

149.16

5.35

2394

3112

3910

4788

5506

6224

6783

7102

7342

7182

6863

6224

透过窗玻璃进入的日射引起的冷负荷CLQt=FCzDj，maxCcl，Cz=CsCn，所有玻璃窗均系3mm普通木窗，南窗97.785+3.6=101.385m2，北窗76.185m2，西窗3㎡，由表2-4查的单层木窗

的有效面积系数值为0.70，Cs=1.0，,有内遮阳Cn=0.60（浅蓝布帘），所以Cz=0.6，长沙的地理纬度为28.12N，112.59E，查表2-1得Dj，max，南162，北123，西526，属于北区。

透过窗玻璃冷负荷

Ccl

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

南

0.18

0.26

0.4

0.58

0.72

0.84

0.8

0.62

0.45

0.32

0.24

0.16

0.1

北

0.54

0.65

0.75

0.81

0.83

0.79

0.71

0.6

0.61

0.68

0.17

西

0.11

0.14

0.17

0.18

0.19

0.20

0.34

0.56

0.72

0.83

0.77

0.53

0.11

CLQt

南

1774

2562

3942

5716

7096

8278

7884

6110

4435

3154

2365

1577

986

北

3036

3655

4217

4555

4667

4441

3992

3373

3429

3823

956

西

104

133

161

170

180

189

322

530

682

786

729

502

104

总

4914

5731

7758

10103

11831

13134

12873

11081

9109

7313

6523

5902

2046

人员散热引起的冷负荷职工活动室，值班室属于极轻活动类型，人员密度按5m2/人，所以人员人数为146人，当室温为26℃时，每人散发的显热和潜热量分别为61w和73w

（全热量为134w）。

群集系数为n1=0.92，人员在室内时间为上午8时到下午6时，工作时间为10h

人体显热散热引起的冷负荷;

式中

—人体显热散热形式的冷负荷（W）；

—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（W）；

n—室内全部人数；

—群集系数；

—人体显热散热冷负荷系数。

人体潜热散热引起的冷负荷：

式中

—人体显热散热形式的冷负荷（W）；

—不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量（W）。

人员冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

Ccq

0.07

0.06

0.53

0.62

0.69

0.74

0.77

0.8

0.83

0.85

0.87

0.89

0.42

显热负荷

574

492

4343

5080

5654

6064

6309

6555

6801

6965

7129

7293

3441

潜热负荷

9805

全负荷

574

492

14148

14885

15459

15869

16114

16360

16606

16770

16934

17098

13246

灯光散热引起的冷负荷照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩内无通风孔，其功率为30w，每5㎡一个灯，则146个灯室内照明开灯时间为8：

00~18：

00，开灯时数为10小时，表3.2.18查得照明散热冷负荷系数，按式计算照明散热形成的冷负荷：

式中

—照明设备散热形成的逐时冷负荷（W）；

N—照明设备所需功率（W）；

n1—镇流器消耗功率系数，明装时，n1=1.2，暗装时，n1=1.0；

n2—灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，n2=0.5—0.6；无通风孔时，n2=0.6—0.8；

—照明散热冷负荷系数；

灯光冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

Ccl

0.58

0.75

0.79

0.8

0.81

0.82

0.83

0.84

0.68

0.87

0.39

0.35

1524

1971

2076

2102

2129

2155

2181

2208

1787

2286

1025

920

各项总负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

外墙冷负荷

1596

1510

1441

1372

1285

1245

1175

1138

1123

1201

1166

1154

1294

屋面冷负荷

2099

1522

1107

942

1064

1483

2230

3191

4274

5440

6523

7440

810

窗瞬变冷负荷

2394

3112

3910

4788

5506

6224

6783

7102

7342

7182

6863

6224

窗日射冷负荷

4914

5731

7758

10103

11831

13134

12873

11081

9109

7313

6523

5902

2046

人员冷负荷

574

492

14148

14885

15459

15869

16114

16360

16606

16770

16934

17098

13246

灯光冷负荷

1524

1971

2076

2102

2129

2155

2181

2208

1787

2286

1025

920

总

13101

14338

30440

34192

37247

40084

41330

41053

40662

39853

40614

39482

24540

最大值为41330w，时间为下午13:

机房

外墙冷负荷壁厚δ=370mm，传热系数k=0.88w/㎡.℃，ka=0.94，kp=0.88

北td=3.

北外墙冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

32.6

32.3

32.1

31.8

31.6

31.4

31.3

31.2

31.3

31.4

31.6

t1′

31.6

31.3

31.1

30.9

30.7

30.5

30.4

30.3

30.4

30.5

30.7

37.8

0.88

186

176

170

163

156

150

146

143

146

150

156

东td=2.4

东外墙冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

36.4

35.2

38.1

35.2

35.6

36.1

36.6

37.1

37.5

37.9

t1′

34.3

33.9

33.2

35.8

33.2

33.6

34.5

34.9

35.3

35.6

25.065

0.88

183

174

159

216

154

159

168

176

187

196

205

212

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

总

366

350

329

379

310

309

314

319

330

342

355

368

屋面冷负荷6号3型结构，120mm混泥土屋面板加100mm水泥膨胀珍珠岩，k=0.67w/㎡.℃，屋面面积为56.868㎡

屋面冷负荷

时刻

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19；00

35.5

34.1

33.1

32.7

35.8

38.1

40.7

43.5

46.1

48.3，

49.9

t1′

30.32

29.12

28.27

27.93

28.18

29.04

30.57

32.54

34.76

37.15

39.37

41.25

42.61

56.868

0.67

165

119

116

174

249

334

425

509

581

633

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