四层商业建筑暖通空调课程设计.docx

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四层商业建筑暖通空调课程设计

课程设计说明书

建筑概述：

（地点：

）建筑为一栋四层商业建筑，详情参见所提供的房屋土建图。

设计依据：

1）业主设计委托书

2）采暖通风空气调节设计规范（GB50029-2003）

3）建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）

4）通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）

5）现行其它有关国家规范。

设计参数：

1）室外暖通设计参数：

按《空调设计规范GBJ19－87》选取

2）室内设计参数：

按《空调设计规范GBJ19－87》选取

2.课程设计的内容和要求（包括技术要求、图表要求以及工作要求等）：

要求：

为四层商业大楼办公区域设计空调系统（夏季）。

主要内容有：

1）建筑物空调区域所需夏季冷负荷的计算。

2）确定空调方案（主要包括：

空调系统的形式、空调风系统形式、室内送风形式、运行调节形式等）

3）根据空调方案对制冷设备的选取空调风系统的设计

4）空调水系统的设计

5）制冷系统设计

3.课程设计应完成的技术文件：

应完成的主要技术文件：

1）课程设计说明书

2）图纸总说明

3）空调冷源制冷系统原理图

4）空调风系统平面图、轴侧图

5）空调水系统平面图、轴侧图

4.设计参数：

建筑物层高H=3.5米

外墙为砖墙,外粉刷+砖墙+内粉刷,厚度为

南方地区：

280mm（20+240+20）

北方地区：

410mm（20+370+20）

内墙为砖墙,粉刷+砖墙+粉刷,厚度为220mm（20+180+20）

窗户面积:

2，4

2（m2/扇）,

南方地区：

单层玻璃

北方地区：

双层玻璃

门:

单开门面积:

2.16平方米

双开门面积:

4.32平方米

5.设计内容：

一，室外设计参数

1，室外计算参数

<1>,夏季：

空气调节干球温度34.0，计算日较差6.9，室外风速3.2m/s,相对湿度83%

<2>,冬季：

空气调节干球温度-4，平均风速3.1m/s,相对湿度75%

2，室内设计参数

季节

夏季

冬季

新风量

空调房间用途

干球温度相对湿度

M3/h.人

办公室

25-27C50-60%

19-21C>=40%

会议室

25-2750-60%

19-21C>=40%

电脑间

25-2750-60%

19-21C>=40%

二，空调区域冷负荷计算

1，通过围护结构得热量（以小会议室为代表）

外墙δ=240mm,k=1.95w/m2.k,β=0.35，ν=12.9，ε（h）=8.5,V（f）=2.0

εf（h）=2.0,α（n）=8.72w/m2.k

内墙δ=180mm,k=2.01w/m2.k,β=0.41，ν=10.57，ε（h）=8.5,V（f）=1.9

εf（h）=2.3,α（n）=8.72w/m2.k

房间类型：

重型，内墙Vf=1.9楼板Vf=2.0

屋顶：

K=0.49衰减系数β=0.33ε（h）=10.1

窗户：

Cs=1.00Cn=0.5

门：

K=5.0

①屋顶冷负荷

CLQτ=KFΔTτ-t上海市屋顶的负荷温差

计算时刻

KFΔTτ-t

0.49

9*12.5=112.5

CLQτ

772

717

662

606

551

496

717

827

937

②南外墙冷负荷

CLQτ=KFΔTτ-t上海市墙体的冷负荷温差

计算时刻

KFΔTτ-t

1.95

9*3.5-2*2*2=23.5

CLQτ

275

229

275

321

367

③南外窗冷负荷

（1）瞬变传热得热形成的冷负荷

CLQτ=KFΔTτ上海市玻璃窗温差传热的负荷温差

计算时刻

KFΔTτ-t

1.5

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

4.54

2*2*2=8

CLQτ

116

145

171

196

214

229

240

243

236

225

203

（2）日射得热形成的冷负荷

CLQjτ=XgXdCnCsFJjτXg=0.85Xd=1

上海市单层玻璃钢窗的日射负荷强度

计算时刻

Jj*τ

108

2*2*2=8

CLQτ

116

170

244

320

368

328

268

224

180

130

④西外墙冷负荷

CLQτ=KFΔTτ-t上海市墙体的冷负荷温差

计算时刻

KFΔTτ-t

1.95

12.5*3.5-2*2*2=35.75

CLQτ

697

627

558

488

558

697

⑤西外窗冷负荷

（1）瞬变传热得热形成的冷负荷

CLQτ=KFΔTτ上海市玻璃窗温差传热的负荷温差

计算时刻

KFΔTτ-t

1.5

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

4.54

2*2*2=8

CLQτ

116

145

171

196

214

229

240

243

236

225

203

（2）日射得热形成的冷负荷

CLQjτ=XgXdCnCsFJjτXg=0.85Xd=1

上海市单层玻璃钢窗的日射负荷强度

计算时刻

Jj*τ

124

214

287

327

316

251

109

2*2*2=8

CLQτ

122

164

198

228

252

266

420

728

976

1112

1174

854

370

⑥内墙和门

CLQ=KF（Tom+ΔTa-Tn）

ΔTa附加温升取0℃

Tom夏季空调室外计算日平均温度34℃

CLQ=（9*3.5-4.32*2）*2.01*4.4+95.04*2=392

⑦小会议室围护结构的冷负荷总计

计算时刻

屋顶

772

717

662

606

551

496

717

827

937

南外墙

275

229

275

321

367

窗户传热

108

130

174

232

290

342

392

428

445

480

486

472

450

406

南窗日射

116

170

244

320

368

328

268

224

180

130

西窗日射

122

164

198

228

252

266

420

728

976

1112

1174

854

370

西外墙

697

627

558

488

558

697

内墙和门

392

总计

2372

2345

2410

2385

2422

2519

2631

2821

3104

3530

3583

3714

3578

3261

2，室内热源形成的冷负荷（以小会议室为代表）

查资料，对室内人员数，台数，电热设备一级电脑数进行估算

办公室统计最大值9.1m2/人最少0.15人/m2

小会议室>=1.8m2/人30人以下30m2使用面积

大会议室3030人以上

一般办公室500-750lx

办公室10-18w/m211w/m2300lx

高档办公室18-20w/m218w/m2500lx

会议室10-18w/m211w/m2300lx

假定小会议室20人40盏40w的荧光灯1台电脑500w电热设备而且工作时间为朝九晚五

①设备冷负荷CLQτ=QJEτ-t

设备JEτ-t

0.58

0.73

0.78

0.81

0.84

0.86

0.88

0.90

设备冷负荷

290

365

390

405

420

510

440

450

②照明冷负荷CLQτ=QJL-t

JLτ-t

0.45

0.63

0.68

0.72

0.75

0.78

0.81

0.83

照明冷负荷

720

1008

1088

1152

1200

1248

1296

1328

③人体冷负荷

差得成年男子散热散失量为：

显热63w/人潜热45w/人散湿68g/h.人

CLQτ=QJPτ-t+潜热

计算时刻

JPτ-t

0.54

0.69

0.74

0.78

0.81

0.83

0.85

0.87

人体冷负荷

1580

1769

1832

1883

1921

1946

1971

1996

④电脑冷负荷300w

⑤室内热源形成的冷负荷总计

时刻

设备

290

365

390

405

420

510

440

450

照明

720

1008

1088

1152

1200

1248

1296

1328

人体

1580

1769

1832

1883

1921

1946

1971

1996

电脑

300

总计

2890

3442

3610

3740

3841

4004

4007

4074

3小会议室冷负荷总计

计算时刻

围护结构冷负荷

2422

2519

2631

2821

3104

3530

3583

3714

室内热源冷负荷

2890

3442

3610

3740

3841

4004

4007

4074

冷负荷总计

5312

5961

6241

6561

6945

7534

7590

7788

4，其他各典型房间的冷负荷

（1），同样方法，对各房间情况估算假定

房间类型

人数

灯数

电脑台数

电热设备

南办公室

500

北办公室

500

电脑间

500

小会议室

500

大会议室

500

（2），各房间冷负荷总计

计算时刻

南办1

8564

9207

9467

9770

10142

10668

10661

10704

南办2

7646

8239

8460

8591

9753

8807

8761

8815

总计

南办3

8098

8691

8912

9043

9105

9266

9220

9281

北办

11586

11844

11927

12275

12742

13275

13355

13416

电脑间

19156

19422

19519

19841

20317

20846

20094

21204

大会议室

9503

10719

11202

11507

11659

11710

12153

12520

Q点=1478.6+2417.5+1497.5+1190.7+=6584.4

2.其它典型房间冬季热负荷

方法和过程与小会议室一样

南办1热负荷

5393.7W

北办

8899.54W

南办2热负荷

2759.3W

电脑间

10492.43W

南办3热负荷

4477.69W

大会议室

9851.03W

3.大楼空调室内冬季总热负荷

Q=【（5393.7+2759.3+4477.69+8899.54）*3+10492.43+6584.4+9051.03】*115%

=72538.05*1.15

=83418.76W

四.湿负荷计算

<1>南办Wr=109*14=1526

<2>北办Wr=109*16=1744

<3>电脑间Wr=184*30=5520

<4>小会议室Wr=68*20=1360

<5>大会议室Wr=68*50=3400

<6>总计Wr=29246

五．空调方式的确定

办公大楼属于民用建筑中的公共建筑，其特点是使用时的人员密度较高，使用的实践性较强，机电设备比较容易集中管理，办公室的内部的冷负荷较大。

考虑到管理方便，投资节省，节省能源，此设计选用集中管理，办公室的内部冷负荷较大。

考虑到管理方便，投资节省，节省能源，此设计选用集中式空调系统。

循环式系统（一次回风）

对于空间较大，人员较多，温度和的温度允许波动范围小（一般指允许温度波动<=+-10%）噪声或洁净度标准高的房间，宜采用全空气定风量空气调节系统。

全空气空气调节系统应采用单风式系统

各房间室内温度要求相同，热湿比虽不同，但相对湿度允许有较大偏差时，可以采用统一状态点送风保证相对湿度在允许的范围内就可以了。

六．空气非系统的确定

1.空调风系统的构成

选定空调箱，离心或风机

2夏季运行工况的计算

<1>根据室内冷负荷及余湿量，求热湿比ε

ε=zQ/w/15

=[（10704/1526/3600+8815/1526/3600+9281/1526/3600+13416/1744/）*3+7788/1360/3600+12520/3400/3600+21294/5520/3600]/15=22311

去送风温差8℃画出t0等温线，该线与E线交于送风状态点O，过O点坐等含湿量线与P=95%的等相对湿度线交于点L

<2>求系统总送风量

1>现求出个房间的送风量

G=Q/In-Io=Q/56-46.3=Q/56-46.3*3600/1.2

南办1

南办2

南办3

北办

小会议室

大会议室

电脑间

1.7

0.91

0.96

1.38

0.8

1.29

3.12

3300

2730

2880

4140

2400

3870

9360

<2>根据新风量确定原则，求出最大新风量比

一般办公室25-30

高级办公30-50

会议室50

电脑间>17

因大小会议室的新风比比其他房间大很多，故采用分区处理，把大楼分两个系统设计，1。

2。

3层加电脑间为A系统，大小会议室为B系统

新风比Gwa=0.1GA,Gwb=0.6Gb

Ga=（1.5+0.91+0.96+1.38）*3+3.12=48510

Gb=0.8+1.2=2.09Kg/S=6270M3/h

Gwa=1.62Kg/s=485M3/h,Gwb=0.21Kg/s=627M3/h

<3>计算混合点C点，求总耗冷量Qo

Ica=In+（Iw-In）*0.1=61Kj/Kg

Qoa=Ga（Ica-In）*0.6=260.34Kw

Icb=In+（Iw-In）*0.6=86

Qob=Gb（Icb-Il=85.9

<4>在热量的计算

Gza=Ga（Io-Il）=16.17*（46.3-44.9）=22.64Kw

Gzb=Gb（Io-Ic）=2.09（46.3-44.9）=2.93Kw

3.冬季运行工况的计算

在设计中通常空调机组冬季，夏季采用统一设计送风量。

由冬季热负荷Q`及湿负荷W`，求热湿比ε，在焓湿图上过室内设计状态点N画出过程线ε。

方法过程同夏季时。

取ε平均值：

ε=10273.25

<2>求冬季送风焓值：

Δi=Q`/G有次在ε线上找出送风点O

Q`a=（5393.7+2759.3+4477.69+8899.54）*3+10492.43=75083.12W

Q`b=6584.4+9751.03=46335.43W

Ga=16.17Kg/s,Gb=2.09Kg/s

ΔIa=4.64Kj/kg,ΔIb=7.82Kj/kg

Ioa=39.64Kj/kg,Iob=42.82Kj/.kg

<3>求混合点C点

因A系统采用同夏季相同新风比无法满足要求，该取Gwa=0.2Ga

B系统仍按夏季新风比0.6方法及公式与夏季相同

Ica=（Iw-In）*0.2+In=28.3Kj/g

Icb=（Iw-In）*0.6+In=14.9Kj/kg

<4>从C1,c2点采取绝热加湿，故Ic1=Ioa,Ic2=Iob,Qpa=Ga（Ic1-Ica）=183.37KwQrb=Gb（Ic2-Icb）=58.35Kw

七，风道设计

1风口其气流组织设计

选用上松下回，散流器下送和网版回风口

<1>散流器的布置及选型

以南办公1为代表,其他房间从同样方法选取.

1>安排散流器间距,计算混合层高度Hw选用圆形直片散流器,不知横向间距4米,局墙1米,则要用4个散流器.

2>如选用Ds=260,R=2m的,H=3.5符合要求.2>根据表5-7,查的Vx=0.2M/S,复核工作要求的风速

3>Ls=3300/9=367m3/h<382m3/h可用

4>按Ls和室内冷负荷计算Δts,Δts=3600*10.704/9*382*1.2*1.02=9.25`C

5>求Δts南办1，选取Ds=260,R=2m南办2.3选取Ds=260,R=2m

北办，电脑间选取Ds=260,R=1.5

小会议室选取Ds=200,R=1.5

大会议室选取Ds=240,R=2m

<2>回风口的选型及布置

根据风量及假定流速在表中选取网板风口规格

会议室层250*2004个，南办三个房间400*2008个

北办630*5001个或400*4002个：

电脑间500*5001个。

2风道水力计算

采用空调系统轴测图，并对各段风管进行编号，标注长度和风量，管段长度一般按两个管件的中心长度计算

<2>确定风管内的合理流速。

采用低速风管推荐风度的公共建筑风速。

新风入口2.5M/S，风机入口4.0m/s,风机出口6.5~10m/s

主风道5~6.5吗、水平支风道3~4.5m/s

垂直支风道3~3.5m/s,送风口1.5~3.5m/s

<3>根据个风道的风量和选定流速，选取个管段的尺寸.如A系统总管G=48510m3/h,选2000*1250规格的钢板矩形风管，并校核其风速是否在5~6.5m/s之间

A主管5.4m/s200012500.17Pa/m17.78Pa动压

同样的方法选取其他个管段尺寸

<4>根据风量L或实际流速V和断面尺寸查的单位长度摩擦阻力Pm

<5>计算沿程阻力和局部阻力损失

选择最不利管路进行计算

以A系统总管为代表，Pm=pml=0.17*3.5=0.595Pa

同样方法球的整个最不利管路的沿程阻力损失Pm,Pm=18.289Pa

Pmab=3.5*0.23+3.5*0.18+3.5*0.16+23*0.16+9*0.24+7.5*0.443=11.1575Pa

Pma=Pma送+pma回=29.45Pa

同样算法求出Pmb=23.205Pa

ΔP=Pml（1+k）

ΔPa=29045*（1+5）=176.7Pa

ΔPb=139.23Pa

九，空调设备选型

选择上海新晃SGT型组合式空气处理机组

系统

型号

盘管排数

迎面风速

表面风速

风量

配用风机

H、

A系统

7100

43.1

5.73

2.5

51570

2360

3240

B系统

340

63.1

0.798

2.25

6460

1080

1290

机组安排在楼顶

九，冷热源方案确定

选择冷热两用的冷热源装置，都安排在楼顶

A系统选择南京添加生产TCA402B（R）模块化风冷式水机组

名义制冷量：

264KW，风量：

48200m3/h

名义制热量：

288KW，冷媒;R2240*2KG

长：

3500mm,宽：

2560mm,高：

2537m

重;6500*2

B系统选择海尔LSQW（R）F98风冷模块冷

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