广州市某宾馆空调系统空调工程课程设计说明书.docx
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广州市某宾馆空调系统空调工程课程设计说明书
空气调节
课程设计说明书
专业建筑环境与能源应用
班级建能B131
学号201305014115
学生姓名刘治廷
指导教师刘光军
2016年6月30日
目录
一．空气调节课程设计大纲2
二．设计目的4
2.1设计任务5
2.2工程概况5
三．设计依据5
3.1气象资料5
3.2室内设计参数6
四．空调负荷计算6
4.1外墙和屋面传热冷负荷计算7
4.2外窗的温差传热冷负荷9
4.3人体冷负荷10
4.4灯光冷负荷11
4.5设备冷负荷13
4.6外窗太阳辐射冷负荷14
4.6湿负荷15
五．风机盘管选型16
六．空气处理过程17
六．空调水管路的水力计算18
6.1水管管径和管内流速比摩阻18
6.2沿程阻力的计算21
七．参考资料24
一．空气调节课程设计大纲
课程名称：
暖通空调
课程设计授课单位：
建筑工程学院建筑环境与设备工程教研室
指导方式：
集体辅导
课程设计时间：
2周
适用专业：
建筑环境与设备工程
一、设计目的
暖通空调课程设计，是学习供热工程、暖通空调和制冷技术（热泵）后的一次工程设计的综合性训练。
课程设计要求较高，内容涉及到冷（热）负荷计算、水力计算、管道安装、气流组织、制冷技术（热泵）。
通过运用所学到的理论知识，对给定建筑物进行空气调节的设计计算、方案选择、施工图绘制，掌握空调系统的设计方法，以巩固所学理论知识和培养解决实际问题能力，达到综合训练的目的。
二、设计题目
广州市某宾馆空调系统
三、基础资料
1．该建筑物地处北京（石家庄、西安、上海、长沙、广州等地）
2．建筑物周围有城市供热系统，可提供95℃热水。
3．建筑物平面图、剖面图、立面图等建筑图纸。
采用双层普通玻璃塑钢窗，内有浅绿色窗帘，内门为保温木门，外门为玻璃门。
4．照明容量：
20W/m2，均采用暗装荧光灯照明。
5．室外设计参数参见有关手册。
6．室内设计要求：
夏季：
温度（26±1）℃相对温度（50±10）%
7．要求新鲜空气量为20m3/人·h。
四、设计内容
1．冷、湿负荷的计算
a通过围护结构的传热量；
b人员的散热量与散湿量；
c照明的散热量；
d设备的散热量。
2．确定空气的处理方案并计算所需的送风量。
a确定夏季空气处理的方案；
b选择空调系统；
c确定送风温差和送风量；
d计算新风量、回风量和处理风量。
3．空调设备初选。
确定方案和设备选型时要综合考虑运行调节、节能、控制、噪声、设备减振、环保、造价等因素。
4．空调系统设计
a风管的设计计算；
b系统的水力计算；
c风口的选择计算；
以上设备均需确定容量、型号、规格以及设计工况下的运行参数。
5．施工图绘制。
五、设计步骤：
1．建筑图纸的识读。
详细了解建筑物的构造，房间功能。
注意层高、窗户的位置、梁柱的大小位置、管道井及设备层的设置，从而初步决定空调系统的设置处管线的定位。
2．设计参数的选择。
主要有室内计算温度、相对温度、风速，空调室外计算干、湿球温度、夏季空调日平均温度等。
3．空调夏季冷负荷计算。
4．空调房间送风的计算。
5．空调系统的方案设计。
根据建筑物结构、功能特点、冷负荷等要求设计一合理的方案，该方案内容包括冷水系统、气流组织、机房布置等。
方案出台后经指导教师审核后方可进行下一步设计。
6．空调系统图、平面图的绘制。
方案确定后，绘制平面图和系统图，原理图等，确定系统的具体尺寸，为下一步的计算打下基础。
7．空调系统水力计算、空调系统风管计算、设备（制冷机组或热泵、水泵、水处理设备等）选型计算。
8．首页设计。
六、设计任务
1．设计计算书
包括目录、说明、计算过程、有关表格、设备选型等，不少于20页，应附有水力计算简图及空气处理过程焓湿图。
2．图纸首页
3．空调各层平面图
4．空调剖面图*
5．空调水系统图
6．空调风系统图
7．机房平面图*
8．机房系统图*
9．空调原理图（冬夏季转换、介质流向、设备）*
（注：
*为选作内容）
七、设计要求
1．计算书要清晰工整，数据准确，引用的公式、数字要有依据。
2．图纸绘制及图例应符合现行制图标准及工程设计习惯用法，尺寸、标注和文字等要用工程字体。
3．图纸标注一定要完整准确，包括管径、风管断面尺寸、标高和定位尺寸等。
4．设计方案及计算过程符合现行有关设计规范和规定。
八、参考进度
共12天，1天布置题目、借阅资料，2~3天负荷计算，2~3天系统布置，3~4天绘图，1天整理计算书。
九、主要参考书目
1．《空气调节》（教材）
2．《暖通空调设计技术措施》
3．《空气调节设计手册》
二．设计目的
培养学生运用《通风与空气调节工程》课程学习中所掌握的理论和技术知识解决实际工程问题，进一步其提高设计计算、制图、使用设计参考资料和规范的能力。
同时还将培养我们的信息获取能力、问题分析能力、知识综合应用能力、语言组织和表达能力，而且我们要应用一些办公软件，像word、excel，熟练应用这些软件将对于我们更快、更好编辑说明书和进行大量的数据计算处理有很大帮助，并且在以后的工作、生活当中，我们也将用到这些东西；在设计过程中，我们还要学习应用CAD，天正暖通等专业设计软件，这些软件为我们提高画图的效率和进行一些修改提供了很大的方便性通过设计，我们会遇到很多实际的问题，通过老师和同学的帮助，我们对此类问题会有深刻的印象，为以后的学习和工作积累的宝贵的经验。
2.1设计任务
广州市某三层宾馆（一层为门面房）空调系统设计，包括：
建筑物冷负荷计算，送分量的确定，排风量和空调系统设计计算，气流组织的设计计算以及管道的水力计算等。
2.2工程概况
本工程在广州市内，一层为7间门面房，二层为6间客房，其中一间为贵宾间，含两居室，还有二层会议室。
三层8间客房，
一层西南角为机房。
三．设计依据
3.1气象资料
广州市室外设计参数（夏季）如下表：
表2-2夏季室外计算参数表
干球温度（℃）
湿球温度（℃）
相对湿度（％）
室外计算温度
日平均温度
通风
27.7
80
34.00
30.10
33.0
3.2室内设计参数
按照《采暖通风与空气调节设计规范》的规定，对于舒适性空调，所有房间均采用表1-2所示室内设计参数。
表1-2室内设计参数
温度（℃）
相对湿度（%）
夏季
26
55
冬季
20
45
四．空调负荷计算
空调负荷是指空调房间冷（热）负荷和湿负荷。
空调房间冷（热）负荷、湿负荷是确定空调系统送风量及空调设备容量的基本依据。
室内冷热负荷、湿负荷的计算是以室外气象参数和室内要求保持的空气参数为依据。
夏季冷负荷计算
空调房间的得热量由下列各项得热量组成：
1.通过围护结构传入室内的热量；
2.透过外窗进入室内的太阳辐射热量；
3.人体散热量；
4.照明散热量；
5.设备、器具、管道及其他室内热源的散热量；
确定房间计算冷负荷时，应根据上述各项得热量的种类和性质，以及房间的蓄热特性，分别逐时计算，然后逐时叠加，找出综合最大值
下面为208室的详细计算过程：
4.1外墙和屋面传热冷负荷计算
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=K·F·Δtτ-ξ
式中：
F-计算面积，单位㎡；
τ-计算时刻，点钟；
K-传热系数，W/（㎡·℃）
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，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。
由《空气调节》查得加气混凝土内保温的墙体衰减系数β=0.08，延迟系数16.8。
K=0.59，F=8.63
=26;
Δtτ-ξ由《空气调节》查得，无屋面。
非稳态逐时计算如下：
4.2外窗的温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算：
Qτ=·K·F·Δtτ-ξ
式中：
Δtτ-ξ-计算时刻下的负荷温差，℃；
K-传热系数；
F-有效面积
由规范得双层透明中空玻璃的衰减系数1，延迟系数0.4
K=3.11，F=9.36,
=24;
Δtτ-ξ由规范查得，通过外窗的逐时负荷计算如下
4.3人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷，按下式计算：
式中：
CL-人体散热形成的逐时冷负荷，W
φ-群体系数；
-人体冷负荷系数，有规范确定
-人体散热量，W
φ=0.93，
=134W/h，按照人在宾馆的工作时间是14个小时，从19时开始，人体逐时冷负荷计算结果如下：
4.4灯光冷负荷
灯为荧光灯，安装在空调房间吊顶玻璃罩之内，所以由使用空调设计手册，计算公式：
Q-灯具散热形成的逐时冷负荷，W
-同时使用系数，0.6~0.7,
-考虑玻璃反射及灯具内通风情况的系数，0.5~0.8
N-灯具的安装功率，p=20W/
面积24
-τ-t时刻灯具散热的冷负荷系数，参见使用手册
按照照明连续4个小时，从18时开始，计算结果如下：
4.5设备冷负荷
设备显热散热形成的计算时刻冷负荷按下式计算：
-热源显热散热量，p=15W/
，面积24
-
时间设备、器具散热的冷负荷系数，参见设计手册
设备连续运行5个小时，从18时开始，逐时冷负荷计算如下
4.6外窗太阳辐射冷负荷
计算公式由手册得到，如下
-窗的构造修正系数，见手册，取0.6
-地点修正系数，见手册，取1.0
-计算时刻下，透过无遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度，见手册
逐时冷负荷计算如下
负荷计算总表如下：
北外墙冷负荷（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
β
0.08
ν
177.94
ε
16.8
△tτ-ε
8
8
8
8
8
8
7
7
7
7
6
6
K
0.59
F
8.63
CLQτ
40.7
40.73
40.73
40.73
40.74
40.74
35.6
35.6
35.6
35.6
30.6
30.55
西外墙冷负荷（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
β
0.08
ν
177.94
ε
16.8
△tτ-ε
11
11
11
11
11
11
10
10
10
9
9
8
K
0.59
F
9.83
CLQτ
63.8
63.8
63.8
63.8
63.8
63.8
58
58
58
52.2
52.2
46.4
各项冷负荷的总汇（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
外墙负荷
105
104.5
104.5
104.5
104.5
104.5
93.6
93.6
93.6
87.8
82.7
76.95
总计
105
104.5
104.5
104.5
104.5
104.5
93.6
93.6
93.6
87.8
82.7
76.95
设备冷负荷（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
JEτ-ε
0.58
0.83
0.88
0.91
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.97
Q
400
CLQτ
232
332
352
364
372
376
380
384
384
388
388
照明冷负荷（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
JLτ-ε
0.44
0.75
0.83
0.87
0.9
0.92
0.94
0.95
0.95
0.96
0.96
n（灯数）
6
Q
40
CLQτ
105.6
180
199.2
208.8
216
221
226
228
228
230
230.4
人体冷负荷（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
n（人数）
3
Q显
61
Q潜
73
JPτ-ε
0.53
0.8
0.86
0.9
0.92
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.97
CLQτ
316.0
365.4
376.4
383.7
387.4
391
393
395
395
397
396.5
设备照明人体总冷负荷（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
CLQτ
653.6
877.4
927.6
956.5
975.4
988
998
1007
1007
1015
1015
房间总冷负荷（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
CLQτ
105
758.1
981.9
1032
1061
1080
1081
1092
1100
1095
1098
1092
五．风机盘管选型
风机盘管不承担新风负荷。
直接根据房间的总冷负荷来确定风机盘管承担的冷量。
采用卧式暗装风机盘管12pa，选取型号为FP34wa-3，参数如下
风量
负荷W
功耗w
水阻
kPa
水量
L/min
外形尺寸mm
高风
中风
低风
冷量
热量
62
18
12
宽
高
深
700
594
347
4000
6810
927
240
472
数据来源：
美的空调k系列风机盘管，在软件的风机盘管中添加相对应的型号，并应用
六．空气处理过程
送风量kg/h:
310.447
新风量kg/h:
180
回风量kg/h:
130.447
新风比%:
57.9809
热湿比:
13095.2
-------------------------
FCU冷量kW:
1.09995
FCU显热冷量kW:
0.556951
新风AHU冷量kW:
1.64354
房间冷负荷kW:
1.1
注:
新风不承担室内冷负荷.
-------------------------
送风点-O:
大气压力Pa:
101000
干球温度℃:
16.0
湿球温度℃:
14.4
相对湿度%:
84.1
含湿量g/kg:
9.6
焓kJ/kg:
40.3
露点温度℃:
13.2
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
露点-L:
大气压力Pa:
101000
干球温度℃:
19.8
湿球温度℃:
18.7
相对湿度%:
90.0
含湿量g/kg:
13.1
焓kJ/kg:
53.1
露点温度℃:
17.9
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
回风点-M:
大气压力Pa:
101000
干球温度℃:
10.7
湿球温度℃:
7.0
相对湿度%:
59.2
含湿量g/kg:
4.7
焓kJ/kg:
22.7
露点温度℃:
3.1
六．空调水管路的水力计算
进行水管路的设计计算时要遵循两个原则：
（1）保证管路的输送设计水流量，合理选择管径，达到减小阻力损失和噪声的效果。
（2）进行水力计算时保证各环路之间的水利平衡，从而保证空调系统有良好的水利工况。
6.1水管管径和管内流速比摩阻
水管管径由d可由下式计算：
式中，
——管内水流量，m³/s；
——管内水流速，m/s。
所用水管材料是镀锌钢管
6.2沿程阻力的计算
水系统的阻力一般可以包括设备阻力、沿程阻力和局部阻力，设备阻力可以由选取的样本直接读取，沿程阻力和局部阻力需要经过计算。
水在管道内流动的沿程阻力可按下式计算：
其中比摩阻可按下式计算：
式中，
——摩擦阻力系数，无因次量；
——管道内径，m；
——直管断长度，m；
——水的密度，1000kg/m³。
6.3局部阻力的计算
水流动时遇到弯头、三通及其它异形配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为：
式中，
——管件局部阻力系数可查表26.5-2[2]和表26.5-3[2]；
——管道内径，mm。
总阻力数
等于沿程阻力与局部阻力之和
详细计算表格如下：
供、回水管水力计算
编号
流量kg/h
流量L/s
管径mm
管长m
R（Pa/m）
v（m/s）
Py（Pa）
ζ
Pj（Pa）
Py+Pj（Pa）
1
5507
1.53
50
3.6
142
0.7
511.2
0.1
24.5
535.7
2
4049
1.12
40
3
288.5
0.85
865.5
0.1
36.13
901.625
3
2157
0.60
32
3.5
176
0.6
616
1.6
288
904
4
1925
0.53
32
3.7
140.3
0.53
519.11
0.1
14.05
533.155
5
1640
0.46
32
3.6
107.8
0.46
388.08
0.1
10.58
398.66
6
1362
0.38
25
3.6
313.7
0.67
1129.32
0.1
22.45
1151.77
7
1084
0.30
25
3.7
195
0.52
721.5
0.1
13.52
735.02
8
806
0.22
25
3.5
104
0.38
364
0.1
7.22
371.22
9
528
0.15
20
8.8
169.3
0.43
1489.84
4.1
379
1868.89
10
272
0.08
20
4.1
57.5
0.225
235.75
14
354.4
590.125
11
272
0.08
15
4.1
244
0.4
1000.4
20
1600
2600.4
12
528
0.15
20
8.8
169.3
0.43
1489.84
4.1
379
1868.89
13
806
0.22
25
3.5
104
0.38
364
0.1
7.22
371.22
14
1084
0.30
25
3.7
195
0.52
721.5
0.1
13.52
735.02
15
1362
0.38
25
3.6
313.7
0.67
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