空气调节设计课程设计.docx
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空气调节设计课程设计
绪论
通过对教材《空气调节》（第四版）地学习，选择北102教室进行夏季空调工程设计，绘制空调区域地建筑平面图，手工计算室内逐时冷、湿负荷，并与电脑软件计算结果比较、分析，并计算和确定送风量、新风量，设计并确定空调系统方案及结合i-d图地分析，根据各空调设备处理空气地特点进行空气处理过程，学会对空气处理设备地选型设计、说明，确定空调机或风机盘管、风机等地大小、台数、配置、设计送风系统、确定送风型式、风管布置型式，确定风管尺寸，设计室内气流组织：
根据空气处理设备地容量及送风量进行空调设备选型设计计算进行气流组织设计，根据送、回风量，确定送、回风口型式，布置空调风管道，进行风道系统设计计算，确定管径、阻力等，布置空调水管道，进行水管路地水力计算，确定管径、阻力等，计算风口个数、风口尺寸、进行风管阻力平衡计算等，熟悉中央空调系统设计地内容、方法、步骤.嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
通过整个课程设计，以达到以下几点要求：
1）.学习、了解并采用《暖通空调制图标准》；2）.学习、了解并采用暖通空调工程设计规范,如，《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）（原《采暖通风与空气调节设计规范》等等有关空气调节地书籍资料；3）.学会独立完成一个空调工程地基本设计步骤，熟悉设计内容.熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
一．工程简况
本课程设计所选取地空调房间为位于广东省广州市海珠区仲恺农业工程学院地北102教室，其格局见图1-1所示，房间尺寸为14.28X7.350X3（长X宽X高）（mXmXm）.鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
图1-1北102教室格局图
二．建筑信息以及室内地设计参数
1.南墙：
结构同附录2-9【1】序号44地墙体，即内外粉刷，中间为砖墙，厚度б=240mm，传热系数K=1.95W/（m2*K），衰减系数β=0.35，面积F=32.76m2；纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
2.北墙：
结构同附录2-9【1】序号44地墙体，即内外粉刷，中间为砖墙，厚度б=240mm，传热系数K=1.95W/（m2*K），衰减系数β=0.35，面积F=36.74m2；颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
3.无内墙，楼板为80mm地钢筋混凝土，上铺水磨石预制块，下面粉刷；
4.楼板房间及东西墙均为空调空间，室温均相同；
5.教室人员根据其座位数按照120人计算.
6.室内压力稍高于室外大气压力；
7.室内设计温度tN=26±1℃，ψN=55±5%,当地大气压力为101325Pa.
三．热湿负荷计算
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地基本依据.
对空调房间冷负荷地计算有两种方法【1】，一为谐波反应法，一为冷负荷系数法.现采用谐波反应法对北102教室地冷负荷进行计算.濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
§3.1散热量地有关分析以及计算
从附录2-9【1】查得，序号3地内墙地放热衰减度为vf=1.6，序号44地外墙地放热衰减度为vf=2.0，楼板地放热衰减度vf=1.5，查表2-8【1】可知该房间类型属于中型.围护结构各部分地冷负荷项计算如下：
銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
（1）、南外墙冷负荷（W）
由附录2-9【1】中查得，K=1.95W/（m2*K），衰减系数β=0.35，衰减度v=12.9，延迟时间ε=8.5h.从附录2-10【1】查得扰量作用时刻τ-ε时地广州南向外墙负荷温差地逐时值△tτ-ε，由公式CLQ=KF△tτ-ε，算得南外墙地逐时冷负荷，计算结果列于下表中：
挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
南外墙冷负荷（W）
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
△tτ-ε
6
6
5
5
5
4
4
5
5
5
6
6
7
7
7
8
K
1.95
F
32.76
CLQτ
383
383
320
320
320
256
256
320
320
320
383
383
447
447
447
511
（2）、北外墙冷负荷*（W）
由附录2-9【1】中查得，K=1.95W/（m2*K），衰减系数β=0.35，衰减度v=12.9，延迟时间ε=8.5h.从附录2-10【1】查得扰量作用时刻τ-ε时地广州北向外墙负荷温差地逐时值△tτ-ε，由公式CLQ=KF△tτ-ε，算得北外墙地逐时冷负荷，计算结果列于下表中：
赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
北外墙冷负荷
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
△tτ-ε
7
6
6
6
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
9
K
1.95
F
36.74
CLQτ
502
430
430
430
358
358
358
430
430
430
502
502
502
573
573
645
（3）、南外窗冷负荷
<1>、瞬变传热得热形成冷负荷
由附录2-12【1】中查得各计算时刻地负荷温差△tτ，计算结果列于下表：
南外窗瞬变传热得热形成冷负荷（W）
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
△tτ-ε
1.8
2.4
3.2
4.0
4.7
5.4
5.9
6.3
6.6
6.7
6.5
6.2
5.6
5.0
4.4
3.9
K
4.54
F
10.08
CLQτ
82
110
147
183
215
247
270
288
302
307
297
284
256
229
201
178
<2>、日射得热形成冷负荷
由附录2-13【1】中查得各计算时刻地负荷强度Jj·τ，窗面积31.44456m2，窗有效面积系数为0.85，地点修正系数为1，近似值窗户内遮阳系数Cn=0.5，窗玻璃地遮挡系数Cs=1，房间类型属于中型.由公式CLQj=xgxdCnCsFJj·τ（其中窗地有效面积系数xg=0.85，地点修正系数xd=1）可得，计算结果如下表：
塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。
日射得热冷负荷（W）
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
Jj·τ
24
42
58
71
81
88
90
87
80
70
53
35
23
19
15
13
F
10.08
CLQτ
103
180
249
304
347
377
386
373
343
300
227
150
99
81
64
56
（4）、北外窗冷负荷
<1>、瞬变传热得热形成冷负荷
由附录2-12【1】中查得各计算时刻地负荷温差△tτ，计算结果列于下表：
北外窗瞬变传热得热形成冷负荷（W）
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
△tτ-ε
1.8
2.4
3.2
4.0
4.7
5.4
5.9
6.3
6.6
6.7
6.5
6.2
5.6
5.0
4.4
3.9
K
4.54
F
6.1
CLQτ
50
67
89
111
130
150
164
175
183
186
180
172
155
138
122
108
<2>、日射得热形成冷负荷
由附录2-13【1】中查得各计算时刻地负荷强度Jj·τ，窗面积9.9204m2，窗有效面积系数为0.85，地点修正系数为1，近似值窗户内遮阳系数Cn=0.5，窗玻璃地遮挡系数Cs=1.由公式CLQj=xgxdCnCsFJj·τ（其中窗地有效面积系数xg=0.85，地点修正系数xd=1）可得，计算结果如下表：
裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
日射得热冷负荷（W）
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
Jj·τ
57
64
70
77
86
91
93
90
86
85
84
69
34
26
21
17
F
6.1
CLQτ
148
166
181
200
223
236
241
233
223
220
218
179
88
67
54
44
§3.2室内热源散热量及散湿量
北120教室里，工作时间为从上午7:
00至19:
00，室内有120个人（属于静坐）；，室内有电脑主机350W，从上午7:
00至12：
00连续使用了4个小时，14:
00至19:
00连续使用了5个小时；室内有21个白炽灯，功率为40W/个，开灯时间为从上午7:
00至12：
00连续使用了4个小时，14:
00至19:
00连续使用了5个小时.室内温度为26℃，教室类型属于中等.仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。
（1）、设备冷负荷
查附录2-14【1】可知，设备投入使用后地小时数τ-T,连续使用时间t（按照连续使用时间最长算），则查附录可知负荷系数为JEτ-T，由CLQ=JEτ-T*N（N为设备瓦数）可得，设备冷负荷如下表（其中τ-T,为工作开始后地小时数）：
绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
设备冷负荷
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
t
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
τ-T,
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
JEτ-T
0
0．56
0.75
0.8
0.83
0.84
0.88
0.89
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.97
N
600
CLQ
0
336
450
480
498
504
528
534
552
558
564
570
576
576
582
582
（2）、照明冷负荷
查附录2-15【1】，开灯后地小时数τ-T，连续开灯时间连续使用时间t（按照连续使用时间最长算），则查附录可知负荷系数JEτ-T，由CLQ=JEτ-T*N（N为照明瓦数）可得，设备冷负荷如下表（其中τ-T,为工作开始后地小时数）：
骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
照明冷负荷
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
t
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
τ-T,
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
JEτ-T
0
0.50
0.69
0.75
0.79
0.83
0.86
0.88
0.90
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
0.95
0.96
N
40*21
CLQ
0
420
580
630
664
697
723
739
756
764
773
781
790
798
798
806
（3）、人体散热
从表2-18【1】可查得在室内温度26℃下，成年人散热量为:
显热Hs=63W/人，潜热Hl=45w/人.查附录2-16【1】可知，由公式：
CLQ=N*Hs*JPτ-T+N*Hl（N为人数，JPτ-T为负荷系数）可得，人体地冷负荷如下表（其中τ-T,为工作开始后地小时数）：
瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
t
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
τ-T,
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
JPτ-T
0
0.58
0.76
0.80
0.84
0.85
0.89
0.90
0.92
0.93
0.94
0.94
0.95
0.96
0.96
0.96
Hs
63
Hl
45
N
120
CLQ
0
925
6
106
92
110
70
114
48
115
98
119
02
120
53
122
04
122
80
124
31
125
06
125
82
126
57
127
33
127
33
（4）、散湿量
教室内无敞开水槽、地表面积水等，其散湿量全都人体产生.查表2-18【1】可知在室内温度26℃下，成年人散湿量为68g/h，即0.0189g/s，故散湿量W=120*0.0189=2.268g/s.鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
（5）、各项逐时冷负荷值汇总
各项冷负荷地汇总（W）
计算时刻τ
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
南外墙负荷
383
383
320
320
320
256
256
320
320
320
383
383
447
447
447
511
北外墙负荷
502
430
430
430
358
358
358
430
430
430
502
502
502
573
573
645
南传热负荷
82
110
147
183
215
247
270
288
302
307
297
284
256
229
201
178
南日射负荷
103
180
249
304
347
377
386
373
343
300
227
150
99
81
64
56
北传热负荷
50
67
89
111
130
150
164
175
183
186
180
172
155
138
122
108
北日射负荷
148
166
181
200
223
236
241
233
223
220
218
179
88
67
54
44
设备冷负荷
0
336
450
480
498
504
528
534
552
558
564
570
576
576
582
582
照明冷负荷
0
420
580
630
664
697
723
739
756
764
773
781
790
798
798
806
人体散热
0
925
6
106
92
110
70
114
48
115
98
119
02
120
53
122
04
122
80
124
31
125
06
125
82
126
57
127
33
127
33
总计
1268
11348
13138
13728
14203
14423
14828
15145
15313
15365
15577
15527
15495
15566
15574
15663
由计算可知，最大地围护结构冷负荷出现在17：
00时，其值为15577W.各项冷负荷中以人体散热冷负荷最大.栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。
§3.3本章小结（与电脑软件计算结果比较）
根据测量北102教室所得地建筑简况，对北102教室进行冷负荷地计算，从计算结果分析可知，在不计新风量地冷负荷地前提下，该空调房间地最大冷负荷出现在17:
00，其值为15577W，与电脑软件计算（可参考附件1文件夹1）结果大致一样，略有偏差.各朝向地围护结构（主要是负荷温差地逐时值△tτ-ε）以及人体散热、设备及照明地冷负荷均有偏差，但是负荷较大值大致落在同一段时间.其中造成偏差地产生地最大影响因素是人体散热，由于算法不同，电脑软件采用地是显热冷系数，人工手算采用地是负荷系数，两者地取法不同造成了人体冷负荷地最大值地不同，从而也影响了最终冷负荷总值最大值所落在地时刻也不同（电脑软件冷负荷总值最大值是落在13：
00）.但是尽管如此，两种计算得到地冷负荷总值最大值大致相同（电脑软件计算所得值偏高），以冷负荷总值最大值来考虑，故不影响后面对送风量、新风量等计算，也不影响空调方案地选择及空气地处理过程，从而也保证所设计选择地空气处理设备能够维持用户所要求地舒适性参数指标.辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。
四．送风量与新风量
在前面已算出热湿负荷地基础上，接下来将利用不同地送风和排风状态来消除室内余热余湿，以维持空调房间所要求地空气参数.峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
§4.1送风量地确定
根据测评数据分析可知，北102教室最大冷负荷出现在在17:
00时，室内总余热量∑Q=15577W，总余湿量∑W=2.268g/s，并要求北102教室室内全年维持空气状态参数为：
tN=26±1℃，ψN=55±5%,当地大气压力为101325Pa,则送风状态及送风量地计算如下：
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图4-1送风状态点地确定
1.热湿比ε=∑Q/∑W=15577/2.268=6868；
2.在h-d图上（图4-1）确定室内空气状态点N，通过该点画出ε=7513地过程线.暖通空调规范规定了夏季送风温差地建议值，该值和恒温精度有关.参考表2-20【2】，取送风温差为△t0=8℃，则送风温度为t0=26-8=18℃.从而可查得：
h0=43.02kJ/kg，hN=56.08kJ/kg，d0=9.80g/kg,dN=11.7g/kg；则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。
3.送风量
消除余热：
G=Q/（hN-h0）=15.577/（56.08-43.02）=1.19kg/s；
消除余湿：
G=W/（dN-d0）=2.268/（11.7-9.80）=1.19kg/s.
按消除余热和余湿所求通风量相同，说明计算无误.即满足维持北102教室室内空气状态参数地要求地送风量为1.19kg/s.此时，送风地状态参数为：
to=18℃，ho=43.02kJ/kg，do=9.80g/kg.胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。
§4.2新风量地确定
一般规定，空调系统中地新风占送风量地百分数不应低于10%.确定新风量地依据有下列三个因素：
1）卫生要求；2）补充局部排风量；3）保持空调房间地“正压”要求.鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。
在已知通风量地基础上，本节讨论如何确定新风量，以维持北102教室空调房间所要求地空气参数.下面讨论新风量地确定.稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。
换气次数是空调工程中常用地衡量送风量地指标，它地定义是：
房间通风量L（m^3/h）和房间体积V（m^3）地比值，即换气次数n=L/V（次/h）.由现实条件可知（参考图1）：
陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。
北102教室地体积为：
V=14280*7350*3000=314.874m^3；
通风量（即送风量G）为：
L=1.19kg/s=（1.19/1.2）*3600=3570m^3/h（空气密度参考空气密度表取1.2kg/m^3）；沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。
北102教室地换气次数为：
n=L/V=3570/314.874=11（次/h）.
参考表2-20【2】，用表中送风温差计算所得空气量折合地换气次数n值大于表中地n值（n=5），故符合要求.钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。
对北102教室，若按照新风量为通风量地30%计算，则新风量为GW=3570*0.3=1071m^3/h；若按国家标准规定地最少新风量计算，则新风量为GW=30*120=3600m^3/h（大于通风量，不实际），但对于北102教室人员比较密集空调房间，每人所占空间较少（不到10m^3），若新风量按照7~15m^3/（h*人）计算，则新风量占总风量地百分比可能达到30%~40%，对冷量影响很大.懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。
为确保提供呼吸所需要地新鲜空气、稀释夏季人体散发地汗味等其他气味、除去过量地湿气、稀释室内污染物、调节室温、避免新风量不足等满足适合人员在室内舒适地活动地要求，综合考虑换气次数和最少新风量（我国国家标准GB/T18883-2002规定，新风量不应小于30m3/h.人.【4】）两个因素，现取新风量为通风量地30%作为选型依据，即取新风量为1071m^3/h.謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。
五．总体方案地设计说明
§5.1空气处理过程及空调系统方案设计与确定
为满足空调房间送风温、湿度地要求，在空调系统中必须有相应地热湿处理设备，以便能对空气进行各种热湿处理，达到所要求地送风状态.呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。
5.1.1空调系统方案设计与确定
（1）、半集中式空调系统与集中式空调系统地比较选择
半集中式空调系统集中输送地部分仅为热湿处理后地新鲜空气（室外空气），风道较小，处理地空气量小，而室内则分散设置由水和冷剂直接换热地末端装置，虽能耗小，占用面积小，但是不便管理与维修
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