建环空调课设说明书.docx

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建环空调课设说明书

第1章工程概述

1.1建筑概况

本工程为上海市某军区办公楼，砖混结构共两层，一层建筑面积约1584m2，空调面积㎡。

一层为指挥作战室，会议室，值班室，大厅，大接待室，营房办公室，兵房，储藏室，小接待室，值班休息室和指挥器材室。

建筑简图如下：

图1.建筑平面简图

1.2设计内容

已给出建筑平面图和各个房间的功能，要求设计本办公楼夏季中央空调系统，使建筑的温度、湿度、风速满足需要，从而为整个建筑提供一个舒适的办公环境。

第2章设计依据

2.1设计参数

[1]．地理位置北纬——31°10′；东经121°26′；海拨——4.5m；

[2]．大气压力冬季——102510Pa；夏季——100530Pa；

[3].所处地区夏热冬冷地区

2.1.1室外设计参数

查《空气调节设计手册》得上海室外气象参数如下表

表2-1室外设计参数表

序号

空气参数

数值

序号

空气参数

数值

夏季空调室外计算干球温度tw

34℃

夏季空调室外计算湿球温度ts

28.2℃

夏季空调室外日平均温度twp

30.4℃

夏季通风室外计算温度

32℃

夏季室外平均风速

3.2m/s

夏季室外计算相对湿度

67%

全年主导风向

ESE

2.1.2室内设计参数

本建筑一层为办公区，室内设计温度为26℃，湿度为60%，风速为0.25m/s，二层为建筑顶层，设计噪声声级不高于55dB，室内空气压力稍高于室外大气压。

根据建筑功能可确定各房间计算人数如下表

表2-2房间计算人数

大厅

大接待室

会议室

149

小接待室

指挥作战室

115

储藏室

指挥器材室

营房办公室

值班室

士兵办公室

值班休息室

2.2土建条件

本建筑主体外墙为砌体结构，部分使用落地玻璃幕墙，屋顶为架空层屋面。

2.2.1维护结构材料及结构和热工指标

根据《公共建筑节能标准》查得各维护结构推荐传热系数K

表2-3维护结构推荐传热系数

维护结构部位

传热系数K[W/（㎡·K）]

屋面

≤0.7

外墙（包括非透明幕墙）

≤1.0

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

≤1.0

外窗（包括透明幕墙）

传热系数K[W/（㎡·K）]

遮阳系数SC（东、南、西向/北向）

单一朝向外窗（包括透明幕墙）

窗墙比面积≤0.2

≤4.7

—

0.2＜窗墙面积比≤0.3

≤3.5

≤0.55/—

0.3＜窗墙面积比≤0.4

≤3.0

≤0.50/0.60

0.4＜窗墙面积比≤0.5

≤2.8

≤0.45/0.55

0.5＜窗墙面积比≤0.7

≤2.5

≤0.40/0.50

屋顶透明部分

≤3.0

≤0.40

根据上述要求，选用维护结构如下表

表2-4选用维护结构

维护结构名称

类型

结构

传热系数

备注

外墙

04加气混凝土

1.外装饰层2.通气空气层3.保温层4.内墙面抹灰层15mm

0.59

衰减系数β=0.31

外窗

Low-E玻璃

1.7

铝合金窗框，修正系数a=1.16

屋顶

架空层屋面

1.混凝土板2.架空层3.防水层4.15厚水泥砂浆找平层5.最薄30厚轻集料混凝土找坡层6.100厚加气混凝土7.保温层8.150厚钢筋混凝土屋面板

0.60

衰减系数β=0.16

第3章夏季负荷及风量的计算

3.1夏季冷负荷的计算

3.1.1通过外维护结构传热形成的冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　（3—1）

式中K——传热系数，W/（㎡·℃）

F——计算面积，㎡

τ——计算时刻，h

τ-ξ——温度波的作用时刻，即温度波作用于维护结构外侧的时刻，h

tτ-ξ——作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，℃

△——负荷温度的地点修正值，℃（上海取值为0）

tn——室内设计温度，℃

3.1.2外窗、外门、玻璃幕墙日射得热冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—2）

式中　Xg——窗的构造修正系数

Xd——地点修正系数

Jwτ——计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度，W/㎡

3.1.3外窗、外门、玻璃幕墙传热形成的冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—3）

式中　a——窗框修正系数

K——窗玻璃的传热系数，W/（㎡·℃）

tτ——计算时刻下的冷负荷温度

δ——地点修正系数，（上海取值为0）

3.1.4通过内维护结构传热形成的冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—4）

式中　twp——夏季空调室外计算日平均温度，℃

3.1.5照明得热冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—5）

式中n1——同时使用系数，当缺少实测数据时，可取0.6——0.8

N——灯具的安装功率，W，当缺少数据时，可根据空调区的使用面积按表给出的照明功率密度指标推算

τ——计算时刻，h

T——开灯时刻，h

τ-T——从开灯时刻算起到计算时刻的持续时间，h

Xτ-T——τ-T时刻灯具散热的冷负荷系数

3.1.6人体散热形成的冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—6）

式中n——计算时刻内空调区内的总人数

φ——群集系数

q1——一名成年男子小时显热散热量，W

τ——计算时刻，h

T——人员进入空调区的时刻，h

τ-T——从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，h

Xτ-T——τ-T时刻人体显热散热的冷负荷系数

查得成年男子26℃时办公的显热散热量为61W,群集系数0.93

3.1.7设备散热形成的冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—7）

式中qs——热源的显热散热量，W

τ——计算时刻，h

T——热源投入使用的时刻，h

τ-T——从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间，h

Xτ-T——τ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数

3.1.8食物散热形成的冷负荷

本工程中没有餐厅不考虑食物散热形成的冷负荷。

3.1.9散湿形成的潜热冷负荷

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—8）

式中nτ——计算时刻空调区内的总人数

——一名成年男子小时潜热散热量，W

查得成年男子26℃时办公潜热散热量为73W

3.1.10空气渗透冷负荷

本建筑设计室内气压高于室外大气压，因此不考虑空气渗透冷负荷。

3.2夏季冷负荷计算值的确定

3.2.1空调房间计算冷负荷值的确定

以作战指挥室为例，经计算得房间各部分冷负荷如下表

表3-1房间冷负荷

维护结构

时刻

屋面

1712.44

1534.17

1388.32

1307.29

1372.12

1534.17

1761.05

2036.55

2328.25

2619.95

南

墙传热

41.22

38.54

36.54

33.87

31.86

29.86

29.19

29.86

31.19

33.20

36.54

南窗

1.08

5.11

9.54

13.17

16.80

19.62

21.23

22.44

21.63

20.02

南窗日射

92.43

118.00

135.69

151.43

171.10

165.20

145.53

129.80

106.20

74.73

39.33

东墙传热

364.64

344.08

331.74

323.52

331.74

348.19

368.76

389.32

409.88

426.33

北墙传热

107.93

104.25

98.73

84.02

91.83

89.54

87.70

89.54

91.38

95.06

北窗

2.79

13.25

24.76

34.17

43.59

50.91

55.10

58.23

56.148

51.96

北窗日射

135.23

139.10

148.75

158.41

164.21

162.27

156.48

150.68

148.75

144.89

108.20

照明负荷

1894.60

3599.73

3031.35

3599.73

1136.76

人体散热

7880.95

10736.52

9784.66

10736.52

6611.81

设备负荷

717.

1363.54

717.65

1363.54

430.59

总计

12959.18

18004.51

17882.09

17813.88

15691.62

15763.14

18085.59

18316.521

18590.22

18868.10

11584.75

3.2.2空调建筑物计算冷负荷值得确定

表3-2各房间计算冷负荷

房间

时刻

101

102

103

104

105

106

12959.18

18004.51

17882.09

442.39

929.27

19293.31

18004.51

23449.18

3900.25

595.43

1470.25

25503.00

17882.09

23300.64

4144.65

719.12

1795.43

28383.06

17813.88

23213.82

3811.08

754.48

1878.26

27395.68

15691.62

20468.10

3611.52

798.75

1970.14

26939.28

15763.14

20527.89

3642.2

830.94

2033.68

27597.38

18085.59

23480.65

3574.96

830.41

2043.11

28000.22

18316.521

23727.29

3449.94

814.01

2018.74

27956.40

18590.22

24032.62

3286.51

788.29

1983.73

27467.63

18868.10

24341.88

3155.67

781.19

1975.43

26501.82

11584.75

14876.77

2889.07

745.05

1921.97

24474.39

房间

时刻

107

108

109

110

111

总计

6269.78

7899.43

3070.65

442.39

929.27

19293.31

8216.5

10508.5

3900.25

595.43

1470.25

25503.00

9271.84

11482.54

4144.65

719.12

1795.43

28383.06

9229.81

10663.49

3811.08

754.48

1878.26

27395.68

9258.69

10151.89

3611.52

798.75

1970.14

26939.28

9363.58

10538.21

3642.2

830.94

2033.68

27597.38

9196.19

11214.29

3574.96

830.41

2043.11

28000.22

8894.91

11716.52

3449.94

814.01

2018.74

27956.40

8606.89

11809.09

3286.51

788.29

1983.73

27467.63

8293.37

11374.09

3155.67

781.19

1975.43

26501.82

7783.59

10318.18

2889.07

745.05

1921.97

24474.39

由上表可知，14时的建筑冷负荷最大，建筑物计算冷负荷为28000.22W

3.3夏季湿负荷的计算

3.3.1人体散湿量

　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—9）

式中Dτ——人体散湿量，kg/s

φ——群集系数

nτ——计算时刻空调区内的总人数

g——一名成年男子小时散湿量，g/h

查得成年男子26℃时办公潜热散湿量为109g/h

3.3.2食物的散湿量

本工程中没有餐厅不考虑食物散热形成的湿负荷。

3.3.3敞开水表面散湿量

本工程中不含大面积水表面，因此不考虑水表面散湿量。

3.4风量的计算

3.4.1送风状态和送风量的确定

考虑到卫生和能效，选择处理后的新风和风机盘管处理过的空气混合后送入室内的方案。

采用新风不负担室内负荷的方式，即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点D（见焓湿图）。

空调系统送风状态和送风量的确定可在i-d图上进行，具体步骤如下：

⑴在i-d图上找出室内状态点N，室外状态点W

⑵根据计算出的室内冷负荷Q和湿负荷W求出

，送风状态点通过N点画出

线，与φ=90℅线相交，即得送风点S

图2.焓湿图

⑶根据in等焓线，由新风处理后的机器露点相对湿度定出D点

⑷根据N、S两点确定房间总风量

⑸根据新风比确定风机盘管处理风量及终状态

图3.工况图

以作战指挥室为例进行设计计算。

1.确定N点，in=59.11kJ/kg,dn=12.89g/kg

2.确定送风点S

过N点画出

线与φ=90℅线相交，得送风点S

Ts=17.3℃,is=46.15kJ/kg，ds=11.32g/kg

3．送风量G

按下式计算送风量

㎏/s

=0.722kg/s（2170m3/h）

回风量GＦ=G-Gｗ=2170－1440=730m3/h

4.确定F点

根据新风比66％确定F点

iF=21.3kJ/kgtF=9.2℃

3.4.2新风量的确定

新风处理到与室内等焓

N--干球温度（℃）:

26湿球温度（℃）:

20.3露点温度（℃）:

17.6焓（kJ/kg.干空气）:

58.849含湿量（g/kg.干空气）:

12.786相对湿度（%）:

60密度（kg/m^3）:

1.171

W--干球温度（℃）:

33.2湿球温度（℃）:

28.2露点温度（℃）:

26.8焓（kJ/kg.干空气）:

91.545含湿量（g/kg.干空气）:

22.635相对湿度（%）:

69密度（kg/m^3）:

1.137

L--干球温度（℃）:

21.5湿球温度（℃）:

20.3露点温度（℃）:

19.8焓（kJ/kg.干空气）:

58.849含湿量（g/kg.干空气）:

14.632相对湿度（%）:

90密度（kg/m^3）:

1.188

K--干球温度（℃）:

21.5湿球温度（℃）:

20.3露点温度（℃）:

19.8焓（kJ/kg.干空气）:

58.849含湿量（g/kg.干空气）:

14.632相对湿度（%）:

90密度（kg/m^3）:

1.188

M--干球温度（℃）:

15.5湿球温度（℃）:

13.9露点温度（℃）:

13焓（kJ/kg.干空气）:

39.461含湿量（g/kg.干空气）:

9.419相对湿度（%）:

85密度（kg/m^3）:

1.216

O--干球温度（℃）:

18湿球温度（℃）:

16.8露点温度（℃）:

16.2焓（kJ/kg.干空气）:

47.746含湿量（g/kg.干空气）:

11.647相对湿度（%）:

88.96密度（kg/m^3）:

1.204

室内全热冷负荷（kW）:

18.868

室内显热冷负荷（kW）:

14.131

室内潜热冷负荷（kW）:

4.737

室内湿负荷（g/s）:

1.935

室内热湿比（kJ/kg）:

9750.9

新风带入室内全热冷负荷（kW）:

新风带入室内显热冷负荷（kW）:

-3.278

新风带入室内潜热冷负荷（kW）:

3.278

新风带入室内湿负荷（g/s）:

1.341

※注：

负值表示新风承担了室内部分的冷负荷或者湿负荷

新风处理机组全热冷负荷（kW）:

23.745

新风处理机组显热冷负荷（kW）:

9.59

新风处理机组潜热冷负荷（kW）:

14.155

新风处理机组湿负荷（g/s）:

5.811

新风处理机组热湿比（kJ/kg）:

4085.9

风机盘管承担全热冷负荷（kW）:

18.868

风机盘管承担显热冷负荷（kW）:

10.837

风机盘管承担潜热冷负荷（kW）:

8.031

风机盘管承担湿负荷（g/s）:

3.276

风机盘管承担热湿比（kJ/kg）:

5759.1

风量关系:

新风风量（m^3/h）:

2300

室内回风风量（m^3/h）:

3082.235

室内送风风量（m^3/h）:

5382.235

风机盘管送风风量（m^3/h）:

3082.235

点标识意义:

N--室内点

W--室外点

L--新风处理露点

K--新风管道温升点

M--风盘处理点

O--送风点

3.4.3

3.5新风负荷的计算

新风量M0=0.633kg/s

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3—11）

式中Qc.o——夏季新风冷负荷，KW；

iw——室外空气的焓值，kJ/kg；

in——室内空气的焓值，kJ/kg；

3.6空调系统的风量平衡

空调送风由两部分组成，一部分新风，另一部分为回风。

如图2，室外新风与回风混合后状态点为C，经处理达到O点进行送风。

确定新回风混合状态点C

由

=66%可用作图法在NW线上确定C点，ic=84.72Kj/kg

3.7回风量的确定

根据房间的送风量与新风量，可确定回风量。

以作战指挥室为例，回风量

G0=3082.235

m3/h

3.8空调系统计算冷负荷值的确定

空调系统计算冷负荷值为建筑物计算冷负荷与新风负荷之和，即

Q=Qc。

o+Qτ=21.9+28.0=49.9KW

第4章空调系统的设计

4.1空调系统的选择

4.1.1最常用的标准空调方式

目前最长用的标准空调方式为集中式中央空调系统，其优点是空调与制冷设备可集中布置在空调机房，便于管理和维修；可以根据室外气象参数的变化和室内负荷的变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风，减少与避免冷热抵耗，减少冷水机组的运行时间；可以严格地控制室内温度和相对湿度；可以采用粗效、中效、和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求；可以有效地采取校消声和隔离措施。

缺点是机房面积较大，层高较高，占用建筑使用面积；空调送回风管系统复杂，占用空间多，布置困难，支风管和风口较多时不易调节风量；对于热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间，室内温湿度不易控制且不经济；设备与风管的安装工作量大，周期长；空调房间之间有风管连通，易造成交叉感染，当发生火灾时，烟气会通过风管迅速蔓延。

4.1.2常用空调方式

常用空调方式的性能比较如下表：

表4-1常用空调方式的性能比较

空调方式

初

投

资

电力

消耗

机房

面积

风、水

管占有

空间

各房间的

个别控制

可达到

的温、湿

度精度

采用全新风

维修简繁

设计和施工技术

达到较低噪声

冷热混合损失

室内排风量大时

定风量、单风管、低速

中

中-大

难

中

可

简

中

可

小-中

可

定风量、单风管、高速

小-中

大

中

难

中

可

简

高

较繁

小-中

可

变风量、低速

中-大

大

中-大

可

中-高

可

简-中

高

可

小

可

双风道、低速

大

中-大

大

可

高

可

简-中

高

可

小

可

定风量、单风管、再热

中-大

中

中-大

可

高

可

简

高

可

中

可

分区机组系统

中

小-中

中-大

中

难

中

可

简-中

中

可

小-中

可

风机盘管加新风（二水机制）

小

小-中

小

冬、夏可

中

不可

繁

中

可

小

不可

同上（四水机制）

小-中

小

可

中

不可

繁

中

可

小

不可

诱导式系统

小

难

中

不可

中

难

小-中

不可

带风管的整体式空调

小-中

中

难

中

一般不行

中

简

可

小-中

新风机组可

分体式空调机组

小

小-中

小

难

中

一般不行

中

简

可

小-中

新风机组可

4.1.3空调系统的选择

经计算得，各房间送风温度不同，因此选用风机盘管加新风的空调系统。

4.2空调系统的计算

4.2.1风机盘管系统的计算

以作战指挥室为例做风机盘管系统的计算，最大房间负荷Q=18.87KW，回风量G0=3082m³/h，根据样本选用两台FP-16，两台FP-7.1WM。

其他各房间风机盘管选择如下表：

表4-2风机盘管选型表

房间名称

最大负荷出现时刻

房间内冷负荷（W）

送风温差（℃）

送风点

风机盘管送风温度（℃）

风机盘管送风量（m3/h）

新风量

（m3/h）

总送

风量（m3/h）

风机盘管型号

焓（kJ/kg）

焓差（kJ/kg）

101

17点

18868.10

47.75

3082

2300

5382

FP12.5，FP6.3（四台）

102

16点

24341.88

47.70

11.15

3930

2980

6910

FP16，F,7.1WM（四台）

103

17点

4144

6.1

52.10

6.75

19.9

6189

750

6939

BFPSQ4（两台）

104

17点

831

6.1

52.10

6.75

19.9

773

863

FP8

105

17点

2043

52.2

6.65

625

685

FP6.3

106

16点

1189

6.4

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