华中科技大学空调课设.docx

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华中科技大学空调课设

上海某学校学生公寓空调系统设计

专业建筑环境与设备工程

班级

学生姓名

学号

指导教师

完成日期

一、空调系统设计原始资料1

1工艺资料1

2土建资料1

3室外气象参数1

4房间设计参数1

2、设计内容1

1空调负荷计算1

1.1围护结构得热形成的冷负荷1

1.2人体冷负荷5

1.3照明冷负荷5

1.4设备冷负荷6

1.5冷负荷湿负荷汇总6

2空调方案确定8

2.1送风状态及送风量8

2.2最小新风量8

2.3空调系统方式9

2.4空气处理过程计算及焓湿图9

3设备选型10

3.1室内风机盘管选型10

3.2新风机组选型10

3.3送风形式10

4管路设计10

4.1风道系统设计10

4.2水系统设计12

5制冷机组的选定12

三、心得与体会14

四、参考文献14

舒适性空调系统设计

一、设计原始资料

1、工艺资料：

人员情况：

人员密度0.2人/m^2

照明情况：

房间照明5W/m^2；

2、土建资料：

建筑尺寸参见图纸a2四号楼。

外墙构造

见《实用供热空调设计手册》·陆耀庆编P694，序号14

内墙：

传热系数k=1.5W/（m^2.K）

窗：

一层考虑外窗，为双层钢窗，内挂浅色帘；

3、室外气象资料：

地名

台站位置

年平均气温

北纬

东经

海拔

上海

31°10′

121°26′

4.5

15.7

室外计算（干球）温度

冬季

　　　　夏季

采暖

空气调节

最低日平均

通风

空气调节

空气调节日平均

计算日较差

-2

-4

-6.9

30.4

6.9

夏季空气调节室外计算湿球温度

最热月平均温度

室外计算相对湿度（%）

最冷月月平均

最热月月平均

最热月14时平均

28.2

27.8

4、室内设计参数t=26±1℃，相对湿度55±5%。

2、设计内容

1、空调负荷计算

1.1上海地区夏季围护结构得热形成的冷负荷。

1）外墙传热冷负荷计算

外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ（W），按下式计算：

Qτ=KFΔtτ-ξ

F—计算面积，㎡；

τ—计算时刻，点钟；

τ-ξ—温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻。

Δtτ-ξ—作用时刻下，通过外墙的冷负荷计算温差，简称负荷温差。

2）外窗瞬变传热得热形成冷负荷Qτ

Qτ=KFΔtτ

—计算时刻下的负荷温差，℃；K—传热系数。

3）外窗日射得热形成冷负荷Qτ

Qτ=xgxdCsCnFJjτ

Jjτ计算时刻时的负荷强度,W/㎡；Cs窗玻璃的遮挡系数；Cn窗内遮阳设施的遮阳系数；xg窗有效面积数；xd地点修正系数。

双层钢窗xg=0.75，地点修正系数xd=1，遮阳系数Cn=0.5，窗玻璃遮挡系数Cs=0.86

取单独一个寝室计算，房间类型轻型。

围护结构各部分的冷负荷分项计算如下：

北边

北外墙冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Δtτ-ε

0.59

7.311

CLQτ

25.88

北外窗冷负荷

（1）瞬变传热得热形成冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Δtτ

5.1

5.8

6.4

6.9

7.1

6.9

6.4

5.7

3.01

4.221

CLQτ

64.8

73.69

81.31

87.67

90.21

87.67

81.31

72.42

63.53

（2）日射得热形成冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Jj·τ

4.221

CLQτ

110.24

117.05

111.6

100.71

88.47

91.19

93.91

35.39

19.05

北边冷负荷的汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

外墙负荷

25.88

窗传热负荷

64.8

73.69

81.31

87.67

90.21

87.67

81.31

72.42

63.53

窗日射负荷

110.24

117.05

111.6

100.71

88.47

91.19

93.91

35.39

19.05

总计

200.92

216.62

224.24

225.15

216.8

204.56

204.74

201.1

133.69

108.46

南边

南外墙冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Δtτ-ε

0.59

7.311

CLQτ

25.88

30.19

南外窗冷负荷

（1）瞬变传热得热形成冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Δtτ

5.1

5.8

6.4

6.9

7.1

6.9

6.4

5.7

3.01

4.221

CLQτ

64.8

73.69

81.31

87.67

90.21

87.67

81.31

72.42

63.53

（2）日射得热形成冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Jj·τ

113

129

128

110

4.221

CLQτ

153.79

175.57

174.21

149.71

117.05

93.91

68.05

40.83

21.78

13.61

南边冷负荷的汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

外墙负荷

25.88

30.19

窗传热负荷

64.8

73.69

81.31

87.67

90.21

87.67

81.31

72.42

63.53

窗日射负荷

153.79

175.57

174.21

149.71

117.05

93.91

68.05

40.83

21.78

13.61

总计

244.47

275.14

281.4

263.26

233.14

210

181.6

148.02

120.08

107.33

东西边

西外墙冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Δtτ-ε

0.59

21.7

CLQτ

115.23

102.42

东外墙冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

Δtτ-ε

0.59

21.7

CLQτ

102.42

115.23

128.03

140.83

内墙负荷

过道内墙负荷

Q=KFΔt=1.5×3600×3100/1000000×（31.3—26）=88.722W

楼梯内墙负荷

Q=KFΔt=1.5×7000×3100/1000000×（31.3—26）=172.515W

人体、照明及设备冷负荷

人体、照明及设备冷负荷可以按照下式进行计算：

Qτ=QJXτ-T

式子中：

Q--设备、照明和人体的的热量

T--设备投入使用的时刻或开灯的时刻或人员进入房间的时刻。

τ--计算时刻。

JXτ-T--设备、照明或人体的负荷强度系数。

1.2人体冷负荷

人体冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

负荷系数JP

0.66

0.74

0.79

0.82

0.85

0.87

0.89

0.9

人体潜热

CLQ12

453.04

472.56

484.76

492.08

499.4

504.28

509.16

511.6

从上午12时到第二天6时在寝室，显热61W/人，潜热73W/人。

1.3照明冷负荷

照明冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

负荷系数JL

0.42

0.73

0.81

CLQ12

52.92

91.98

102.06

照明5W/m^2，房间25.2m^2，开灯时间17时到23时。

1.4设备冷负荷

设备冷负荷

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

负荷系数JE

0.58

0.83

0.88

0.91

0.93

0.94

0.95

0.96

CLQ12

208.8

298.8

316.8

327.6

334.8

338.4

342

345.6

4台电脑每台平均70W，饮水机及其他设备80W，从上午12时～晚上24时。

人员照明设备冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ12

661.84

771.36

801.56

819.68

834.2

895.6

943.14

959.26

1.5各寝室冷负荷汇总如下

北寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

288

304

813

904

1074

1093

1112

1172

1154

1148

最大负荷出现在18:

00，为1.172kW。

南寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

332

363

870

942

1091

1098

1089

1118

1141

1147

最大负荷出现在20:

00，为1.147kW。

西南角寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

447

478

985

1044

1193

1200

1191

1221

1243

1249

最大负荷出现在20:

00，为1.249kW。

东南角寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

434

465

972

1044

1206

1213

1204

1246

1269

1288

最大负荷出现在20:

00，为1.288kW。

东北角寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

391

406

915

1006

1189

1208

1227

1300

1283

1289

最大负荷出现在18:

00，为1.300kW。

西北角寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

404

419

928

1006

1177

1195

1214

1274

1257

1251

最大负荷出现在18:

00，为1.274kW。

北边靠楼梯寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

461

477

985

1076

1247

1265

1284

1344

1327

1321

最大负荷出现在18:

00，为1.344kW。

南边靠楼梯寝室冷负荷汇总

计算时刻τ

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

CLQ

504

535

1042

1114

1263

1270

1261

1291

1313

1319

最大负荷出现在20:

00，为1.319kW。

值班室考虑各种需要定为与南寝室等同。

湿负荷

查得成年男子散湿109g/（h×人），则每个房间湿负荷109×4/3600=0.121g/s。

2空调方案分析确定

2.1各寝室送风状态参数及送风量汇总（取送风温差6℃）

干球温度℃

焓kJ/kg

送风量kg/s

送风量kg/h

送风量m^3/h

Gw3

m^3/h

北寝室

47.4

0.139792

503.251

431.292

43.1292

南寝室

47.4

0.135752

488.707

418.828

41.8828

西南角寝室

47.6

0.152235

548.046

469.682

46.9682

东南角寝室

47.7

0.158538

570.735

489.128

48.9128

东北角寝室

47.7

0.160477

577.717

495.11

49.511

西北角寝室

47.7

0.156275

562.59

482.146

48.2146

北边靠楼梯寝室

47.8

0.167587

603.313

517.047

51.7047

南边靠楼梯寝室

47.8

0.163547

588.77

504.582

50.4582

送风量均大于5次/h，满足要求。

2.2确定最小新风量

Gw2=4×20=120m^3/h。

则所需最小新风量Gw=80m^3/h=96kg/h=0.0267kg/s。

2.3确定空调系统方式

选用半集中式空调系统，采用空气—水系统，采取风机+水盘管。

独立新风系统的优点：

由独立的新风系统供给室内新风，把新风处理到室内空气等焓值，不承担室内负荷。

这种方案既提高了系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管的结露现象可得到改善。

采用独立新风系统可以很好的保持室内正压,防止室内空气被外界空气污染.

风机盘管机组的空调系统已经成为时下广泛应用的空调方案。

本楼栋为节能型的学生宿舍楼，属于小型多室住宅建筑的集中空调场所。

风机盘管的优点：

噪声较小；具有个别控制的优越性；系统分区进行调节控制容易；风机盘管机组体型小，布置和安装方便，属于系统的末端机组类型；占建筑空间少；对于将来建筑物的扩建，而相应增设风机盘管机组，实现比较容易。

同时本方案也采用水冷式,为空气—水系统。

2.4空气处理过程计算及焓湿图

FCU冷量kW

FCU显热冷量kW

回风量m^3/h

北寝室

1.22719

0.753151

339.376

南寝室

1.20186

0.774383

327.256

西南角寝室

1.30419

0.828168

376.705

东南角寝室

1.32419

0.847654

395.613

东北角寝室

1.34419

0.867139

401.431

西北角寝室

1.32919

0.852525

388.825

北边靠楼梯寝室

1.39919

0.920725

422.761

南边靠楼梯寝室

1.37419

0.896368

410.642

新风不承担室内冷负荷,新风冷量0.93594kW。

根据冷冻水供回水温度分别为7度和12度，温差为5度。

考虑机组的盘管用后积垢积尘对传热的影响，要进行修正。

冷负荷应乘以修正系数，所以系数取1.20。

3设备选型

3.1室内风机盘管选型

室内选用YGFC风机盘管。

型号YGFC03CC2S。

3.2新风机组的选型

风量3440m^3/h,所需冷量0.93594×43×1.2=48.3kW。

选用zk04机组。

3.3确定送、回风口型式。

选用散流器作为送回风口，采用上送上回的送风形式。

4、管路设计

4.1风道系统设计

布局见图

新风风口应该设置在室外背阴洁净处，新风机组暗装设置。

故把新风机组放在中央楼梯对面的设备间。

采用矩形风管。

风管为普通钢板，粗糙度为0.15mm空气密度1.2Kg/m^3,运动粘滞系数1.506*10-5m^2/s

风道系统管路尺寸及水力计算（编号见图）：

西边最不利环路：

0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-14

总阻力157.9Pa。

东边最不利环路：

0-35-36-37-38-39-40-41-42-43-44-45-47

总阻力133.83Pa。

所以选用ZK046排机组。

两侧环路阻力平衡不用调节，但每个房间支管阻力不平衡，需要加新风阀。

4.2水系统设计

布局见图

水力计算：

冷冻水供回水温度分别为7度和12度，温差为5度，比热为4.2kJ/kg

计算可得每个房间所需冷冻水量。

冷冻水流量m^3/h

北寝室

0.252

南寝室

0.252

西南角寝室

0.264

东南角寝室

0.276

东北角寝室

0.276

西北角寝室

0.276

北边靠楼梯寝室

0.288

南边靠楼梯寝室

0.288

西边寝室总流量5.724m^3/h,东边寝室总流量5.484m^3/h。

总流量11.208m^3/h。

通向房间内支管管径取15mm，为无缝钢管。

由于同层之间采用异程式，故回水管段与供水管道相同区域的管长、流量、管径完全相同，此处不再单独列出其流量表。

西边最不利回路为主管至西北侧寝室的水路，计算如图：

总阻力为21136Pa。

东边最不利环路为主管至东北侧寝室的水路，计算如图：

总阻力为20098Pa。

冷凝水管道坡度取0.003，冷凝水管的管径是根据管段承担的制冷量来选择则冷凝水管东侧西侧冷负荷均小于17kW，冷凝水管道直径选择DN20。

新风机组的冷凝水管为北面中间楼道旁边的小设备间引出。

引出水管的管径为DN25。

水泵选择

总流量11.208m^3/h，水管阻力损失20kPa，设备损失10kPa，总计3m扬程，该层可选择水泵KQW50/150-2.2/2。

5确定制冷机组

整层楼的夏季室内冷负荷为64901W，新风负荷为48300W。

总负荷为113kW，选择制冷机组YSBABAS05CCE。

设楼每层参数相同

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