暖通课设说明书.docx
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暖通课设说明书
目录
第一章绪论…………………………………………………………2
第二章原始资料………………………………………………...3
第三章空调冷、热、湿负荷的计算……………………………...3
3.1夏季空调室内冷负荷的组成：
包括建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形成的冷负荷......................................................................................3
3.2夏季/冬季新风冷负荷/湿负荷的计算..............................................4
第四章空调方案/冷热源方案的比较和确定.................................6
4.1冷热源方案的比较和选择……………………………………….6
4.2空调系统形式的选择……………………………………………7
4.3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………...10
第五章空调风系统的设计与计算……………………………….14
5.1空气处理设备的选型……………………………………………14
5.2室内气流分布计算……………………………………………...17
第六章空调水系统的设计与计算………………………………..19
6.1冷冻水系统的选择……………………………………………...19
6.2冷冻水的水力计算……………………………………………...20
第七章冷热源机房的设计……………………………………….21
7.1冷热源台数的确定……………………………………………...21
7.2空调循环水泵的选择：
本设计采用一机对一泵对一塔………………22
7.3其他辅助设备的选择……………………………………………22
第八章总结………………………………………………………..24
参考文献………………………………………………………………..25
第一章绪论
建筑是人们生活和工作的场所，而建筑内的环境对人的寿命、工作效率、产品质量等起着极为重要的作用。
同时，由于多年来城市化工业化进程的不断加深，伴随着能源的大量开采及不合理利用，导致能源紧缺的问题日益严重。
为了响应国家节能减排的号召，设计良好的与低能耗运行的中央空调系统已成为普遍的需求，也对减少经济支出、保护地球的生态环境有着积极的意义。
而课程设计是把理论知识应用于实践工程的绝佳的锻炼机会。
在课程设计中不仅要求我们熟练掌握暖通空调科目所学的理论知识外，还要熟习和掌握国家有关的建设方针政策，综合运用所学的基础理论和专业知识，联系实际来解决工程设计问题。
通过课程设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的必要配合。
沈阳农业大学学生六舍空调系统设计，该建筑总建筑共6层，是一栋以住宿为主的建筑。
设计的主要目的是了解暖通空调设计的内容、程序和基本原则，学习设计计算的基本步骤和方法，巩固《暖通空调》课程的理论知识，培养独立工作能力和解决实际工程问题的能力。
满足建筑物对温、湿度以及新鲜空气要求的设计，即为常见的舒适型空调设计。
但这次设计的任务是艰巨的，对于我们都是一次全新的挑战，全面综合考验了自我设计的能力，团队的协作能力，对于基本知识的掌握能力，实践中学习的能力，此次课程设计对我们的实践能力有了很大的提高。
通过这次设计，我能对专业知识进行更有效的应用，把知识与实践结合起来，在设计中发现问题、解决问题，获得一定的实际设计能力，为以后学习和工作打下良好的基础。
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，要求绘出暖通空调平面图及系统原理图。
第二章原始资料
1.建筑平面尺寸以图纸为准，建筑层高为3.0m；2.每间宿舍夏季空调总冷负荷指标为90-110W/m2，冬季总热负荷指标为120-140W/m2；3.每间宿舍住4人，值班室住2人，卫生要求需要的最小新风量为每人30m3/h；4.每层宿舍楼的公共卫生间设有卫生间排风，公共卫生间排风量按换气次数不小于10次/h计算；每层水房设有排风，其排风量按换气次数5-10次/h计算；5.维持空调室内正压按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.室外气象参数见《室外气象参数》资料集。
沈阳：
夏季空调室外计算干球温度：
31.4℃，夏季空调室外计算湿球温度：
25.4℃，冬季空调室外计算干球温度：
-22℃，冬季空调室外计算相对湿度：
64%；8.城市热网提供0.8MPa的蒸汽。
第三章空调冷、热、湿负荷的计算
3.1夏季空调室内冷负荷的组成：
包括建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形成的冷负荷
3.1.1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
（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
（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
3.1.2内热源散热形成的冷负荷
（1）照明散热形成的冷负荷
（2）人体散热形成的冷负荷
（3）工艺设备散热形成的冷负荷
3.1.3渗透风耗冷量的考虑
3.2夏季/冬季新风冷负荷/湿负荷的计算
3.2.1各房间最小新风量的确定
（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，活动室20-25m3/h·人；
（2）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；
（3）各房间最小新风量取①和②两者中的最大值。
3.2.2各房间新风冷负荷的计算
冷负荷的计算
围护结构的导热量公式
式中
-----导热量
-----传热系数
-----传热面积
-----传热温差
计算包括外墙的传热、屋顶的传热、相邻房间不是空调房间的内墙传热。
外墙的传热考虑了朝向修正，修正率根据朝向而定。
南外墙取20%、北外墙取-10%、东外墙取-5%、西外墙取-5%。
3.2.3各房间夏季湿负荷的计算
只考虑人体散湿量，计算公式如下：
式中
-----人体散湿量，
；
-----成年男子的小时散湿量，
；
-----室内全部人数，群集系数。
式中
取8，
取0.93，夏季时
取115；冬季时取60。
3.2.4各房间冷、热、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。
3．2.5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）
3．2.6冬季新风热负荷的计算
各房间最小新风量同夏季
3.2.7各房间冬季湿负荷的计算
答：
和夏季相同
3.2.8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60-80W/m2计算各房间的总热负荷，本设计取70
3.2.9各房间附加热、湿负荷的计算
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，本案例取：
制冷：
K2=10%，制热K2=7%
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。
（计算结果见附表一）
第四章空调方案/冷热源方案的比较和确定
4.1冷热源方案的比较和选择
4.1.1常用的空调冷热源的组合形式及其特点的比较
一.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）
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
蒸气压缩式制冷循环中的压缩机称为主机，不同的
制冷压缩机形式构成了不同的冷水机组
二.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）
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。
溴化锂吸收式制冷机的工质：
是溴化锂-水溶液，水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。
溴化锂（LiBr）是一种具有强烈的吸水能力的无色粒状结晶物，其化学性质与食盐相似，性质稳定，在大气中不会变质分解或挥发，沸点为1265℃。
溴化锂吸收式制冷机的制冷温度在0℃以上，多用来制取空调用冷冻水或为其它生产工艺过程提供冷却水。
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。
工质：
蒸气压缩式制冷用的工质是：
纯物质；
吸收式制冷用的工质是：
两种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，通常称为“工质对”。
三、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）
以空气作为低位热源来吸收热量的热泵称为空气源热泵。
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
4.1.2本工程空调冷热源形式的确定
本工程使用空气源热泵型冷热水机组
4.2空调系统形式的选择
4.2.1全空气系统
1.定义：
全空气系统是完全由空气来担负房间的冷热负荷的系统。
一个全空气空调系统通过输送冷空气向房间提供显热冷量和潜热冷量，灬输送热空气向房间提供热量，对空气的冷却、去湿或加热、加湿处理完全由集中于空调机房内的空气处理机组来完成，在房间内不再进行补充冷却；而对输送到房间内空气的加热可在空调机房内完成，也可在各房间内完成。
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，因此常称为集中空调系统。
2.全空气空调系统根据不同的特征可以进行各种分类：
（一）按送风参数的数量分类
（1）单送风参数系统
机房内空气处理机组只处理出一种送风参数（温、湿度），供一个房间或多个区域应用。
也叫单风道系统，但应理解为送出一种空气参数的系统，而不是只有一条送风管的系统。
（2）多送风参数系统
机房内由空气处理机组处理出两种（或多种）不同的参数（温、湿度），供多个区域或房间应用。
有双风管系统和多区系统两种形式。
双风管系统分别送出两种不同参数的空气，在各个房间比例混合后送入室内；多区系统是在机房内根据各区的要求按一定比例将两种不同参数的空气混合后，再由风管送到各个区域或房间,该系统中的处理机组采用多区机组。
（二）按送风量是否恒定分类
（1）定风量系统：
送风量恒定的全空气系统。
（2）变风量系统：
送风量根据室内要求而变化的全空气系统。
（三）按所使用空气的来源分类
（1）全新风系统（直流式系统）：
全部采用室外新鲜空气（新风）的系统，新风经处理后送入室内，消除室内的冷、热负荷后，再排到室外。
（2）再循环式系统（封闭式系统）：
全部采用再循环空气的系统，即室内空气经处理后，再送回室内消除室内的冷、热负荷。
（3）回风式系统（混合式系统）：
采用部分新鲜空气和室内空气（回风）混合的全空气系统，介于前两种系统之间。
新风和回风混合并经过处理后，送入室内消除室内的冷、热负荷。
4.2.2空气-水系统：
是由空气和水共同承担空调房间冷、热负荷的系统，除了向房间内送入经处理的空气外，还在房间内设有以水作介质的末端设备对室内空气进行冷却或加热。
4.2.3冷剂式空调系统：
是空调房间的负荷制冷剂直接负担的系统。
制冷系统蒸发器或冷凝器直接从空调房间吸收热量。
冷剂式空调系统也称机组式系统。
这是一项室内热湿环境的有效控制技术。
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处理功能和较强的处理能力，尤其是有较强的除湿能力，因此适用于冷负荷密度大、潜热负荷大（室内热湿比小）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集中于机房内，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、候机大厅、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。
如果这些系统中有多个房间的负荷密度大、湿度负荷大，应选用单风道变风量系统或双风道系统。
空气—水风机盘管、空气—水辐射板系统和空气—水诱导器系统适用于负荷密度不大、湿负荷也比较小的场合，如客房、人员密度不大的办公室等。
（4）一个系统有多个房间，又需要避免各房间污染物相互传播时，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或空气—水辐射板系统。
设置于房间内的盘管最好干工况运行。
（5）旧建筑加装空调系统，比较适宜的系统是空气—水系统；一般不宜采用全空气集中空调系统。
因为空气—水系统中的房间负荷主要由水来承担，携带同样冷、热量的水管远比风管小得多，在旧建筑中布置或穿楼层较为容易；空气—水系统中的空气系统一般是新风系统，风量相对较少，且可分层、分区设置，这样风管尺寸很小，便于布置、安装。
如果必须采用全空气集中空调时，也应尽量将系统划分得小一些。
空气-水系统：
是由空气和水共同承担空调房间冷、热负荷的系统，除了向房间内送入经处理的空气外，还在房间内设有以水作介质的末端设备对室内空气进行冷却或加热。
冷剂式空调系统：
是空调房间的负荷制冷剂直接负担的系统。
制冷系统蒸发器或冷凝器直接从空调房间吸收热量。
冷剂式空调系统也称机组式系统。
这是一项室内热湿环境的有效控制技术。
（本工程采用风机盘管加独立新风系统空气—水半集中式空调系统。
）
4.3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
新风系统承担着向房间提供新风的任务。
风机盘管加独立新风系统一般用于民用建筑中，因此新风系统的主要功能是满足稀释人群及其活动所产生污染物的要求和人对室外新风的需求。
新风量可以根据规范和有关设计手册按人数或建筑面积进行确定。
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，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的送风量相比小很多，但系统也不宜过大，否则各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。
本工程采用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。
4.4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。
新风处理状态点
新风冷却去湿处理到室内空气的焓值，而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑维护结构冷负荷。
新风与风机盘管的空气处理过程及送风（风机盘管送风和新风）在室内的状态变化过程在h-d图上的表示见下图.室内新风O被冷却处理到机器露点D：
此点的温度根据设计的室内状态点的焓值线与相对湿度90%~95%线的交点确定，一般可取17~19℃。
实际工程中，就按确定的温度控制对新风的处理，而不因室内焓值的变化修正控制的温度。
风机盘管处理到F点，与新风混合后到M点。
MR为处理后空气送入室内的状态变化过程。
这种处理方案并不一定满足房间对温湿度的要求。
原因如下：
在已确定条件下，室内的冷负荷和湿负荷是一定的，即室内的热湿比（εR）是确定的，因此要求风机盘管处理后状态点F与新风处理后状态点D混合后的状态点M刚好落在室内εR线上，才有可能最终达到所要求的室内状态点R。
然后风机盘管处理过程的热湿比（εFC）在一定水温、水量、进风参数及风机转速下是一定的，并不一定满足上述要求。
如果混合点在εR左侧，室内相对湿度会比设计得低些，这在夏季是有利的；反之，混合点在εR的右侧。
室内相对湿度会比设计值高，太高就不能满足舒适的要求。
因此设计者必须对此进行校核。
计算表明（本节例6-3），对于旅馆客房、人员密度小的办公室等，这种处理方案可以达到室内的设计要求。
本工程采用新风与盘管送风并联送出方式。
4.5室内气流分布方式的比较和确定，送回风口形式的确定
4.5.1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。
4.5.2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：
上送下回、下送上回
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：
上送下回或上送下回
特点：
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
适用场合：
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。
风口类型：
方形、圆形、条缝型散流器等
3.孔板送风气流组织形式：
上送下回、一侧送一侧回、下送上回
特点：
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
适用场合：
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：
下送上回式
特点：
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
适用场合：
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
特点：
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。
适用场合：
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。
4.6空调水系统形式的选择和划分
4.6.1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。
对于建筑物内区和周边区有不同的供冷和供热要求的建筑物，可考虑采用内区和周边区分设系统，并采用分别并联到冷源和热源上的双管系统。
对于有同时供冷和供热要求，且对环境控制要求高的建筑物，建议采用四管系统。
2垂直连接系统常用在旅店客房的风机盘管系统中，立管通常设在管道竖井中，在立管的上部应设集气罐或自动放气阀，另外在风机盘管上都自带手动放气阀，用于系统和设备放气。
水平连接系统适用于办公楼等建筑物，这类建筑一般无专用的管道井，每层的风机盘管都用水平支管连接，然后再接到总立管上。
对于布置在窗台下的立式风机盘管，也宜采用水平连接方式，水平支管置于下一层顶棚下。
对于既有建筑物加设风机盘管空调系统时，也宜采用这种系统。
3同程式系统：
供、回水干管中的水流方向相同（顺流），经过每一环路的管路总长度相等。
采用同程式布置，便于达到水力平衡；
异程式系统：
供、回水干管中的水流方向相反（逆流），经过每一环路的管路总长度不相等。
采用异程式布置，水力平衡难控制，容易产生水力失调。
结论：
尽可能用同程系统
高层建筑或大型建筑物中，立管或水平支路很长，宜采用同程式系统的方案。
4定流量系统：
系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。
5变流量系统：
系统中供回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。
本工程采用双管式闭式循环水系统
4.6.2水系统的划分
风机盘管等末端装置与新风机组中盘管阻力、流量相差较大，不
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