空调工程课程设计计算.docx
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空调工程课程设计计算
xx医药综合楼·空调工程课程设计
1.工程概述
本工程位于郑州市。
名为：
郑州xx医药综合楼。
其由7#、8#楼组成，六层建筑，层高3.9m。
这里只要求对第六层进行空调系统设计，设计面积分别为7#：
1347.84m2、8#：
1284.36m2。
冷源：
风冷式热泵制冷方式
水系统：
双管制系统,冷水同程设置,高位膨胀水箱定压方式.
风系统:
风机盘管加新风系统.
本层包括病房、值班室、大厅、配药室等。
现已有建筑平面图和各个房间的功能，要求设计本层各个房间的空调系统，实现每个有人员房间的夏季空调供冷。
2.设计依据
本工程空调初步设计根据提供的设计任务书（见附录）和建筑专业提供的建筑平面图，并依照暖通现行国家颁发的有关规范、标准进行设计。
具体相关规范、标准等：
（1）采暖通风与空气调节设计规范（GB50019—2003）
（2）民用建筑热工设计规范（GB50176—93）
（3）民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ26—95）
（4）夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ134—2001）
（5）旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准（GB50189—93）
（6）洁净厂房设计规范（GBJ50073—2001）
（7）工业设备及管道绝热工程设计规范（GB50264—97）
（8）建筑设计防火规范（GBJ16—87）（2001年版）
（9）高层民用建筑设计防火规范（GB50045—95）（2001年版）
（10）工业企业噪声控制设计规范（GBJ87—85）
（11）城市区域环境噪声标准（G3096—93）
（12）环境空气质量标准（GB3095—1996）
（13）商场（店）、书店卫生标准（GB9670—1996）
（14）暖通空调制图标准（GB／T50114—2001）
（15）采暖通风与空气调节术语标准（GBJ155－92）
（16）建筑气候区划标准（GB50178—93）
（17）采暖通风与空气调节净化术语（GB／T16803—97）
（18）建筑采暖、通风、空调、净化设备计量单位及符号（GB／T16732—97）
（19）建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242—2002）
（20）通风及空调工程施工质量验收规范（GB50243—2002）
（21）洁净室施工及验收规范（JCJ71—90）
（22）层流洁净工作台检验标准（GB6168—85）
（23）城市供热管网工程施工及验收规范（CJJ28—2004）
（24）制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范（GB50274—98）
3.设计范围
（1）本层冷负荷计算；
（2）中央空调系统选型，空气处理过程的确定；
（3）空气处理机、冷水机组、风机盘管、风管布置；
（4）水系统设计及水泵选型。
4.设计参数
4.1室外空气计算参数
空调
通风
相对湿度
大气压力
夏季
干球温度33.9℃
温度33.5℃
69%
98610Pa
湿球温度27.0℃
4.2室内空气设计参数及有关指标
房间名称
夏季
平均风速m/s
新风量
m3/h·p
最大允许噪声
dB（A）
干球温度（℃）
相对湿度（%）
护士值班间
26
55
0.20
40
30
病房
26
45-65
0.20
50
40
办公室
26
65
0.20
25
50
诊室
26
40--60
0.20
40
30
大厅
26
50
0.25
50
40
配药室
26
40
0.25
30
50
5空调冷负荷计算
5.1相关参数的选取
围护结构参数见下表[1]2][3]
结构类型
类型
传热系数
外墙
水泥沙浆抹灰20mm加轻混凝土墙240mm加白灰粉刷20mm
1.833
外窗
双玻璃铝合金窗
4.20
门
单层3mm木门，结构修正0.7
2.00
内墙
内外水泥沙浆（各20mm）加砖墙（180mm）
2.02
其它的冷负荷相关参数
房间名称
人员
照明
劳动强度
群集系数
类型
功率W/m2
值班室
轻
0.93
镇流器在空调房间的荧光灯
20
病房
极轻
0.93
镇流器在空调房间的荧光灯
20
大厅
轻
0.93
镇流器在空调房间的荧光灯
20
配药室
轻
0.93
镇流器在空调房间的荧光灯
20
注:
室内保持正压，不考虑空气渗透引起的冷负荷。
5.2冷负荷计算中所用到的公式
5.2.1人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算：
Qτ=φnq1Xτ-T
式中φ—群体系数；
n—计算时刻空调房间内的总人数；
q1—一名成年男子小时显热散热量，W；
T—人员进入空调房间的时刻，点钟；
τ-T—从人员进入房间时算起到计算时刻的时间，h；
Xτ-T—τ-Ｔ时间人体显热散热量的冷负荷系数。
人体散湿形成的潜热冷负荷Q（W），按下式计算:
Q=φnq2
式中q2—一名成年男子小时潜热散热量，W；
φ—群体系数。
5.2.2人体湿负荷
人体散湿量D（kg/h）按下式计算:
D=0.001φng
式中n—房间人数；
g—一名成年男子的小时散湿量，g/h。
5.2.3灯光冷负荷
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ（W），应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：
1.白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯
Q=1000n1NXτ-T
2.镇流器装在空调房间内的荧光灯
Q=1200n1NXτ-T
3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯
Q=1000n0NXτ-T
式中N—照明设备的安装功率，kW；
n0—考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔，利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；
n1—同时使用系数，一般为0.5-0.8；
T—开灯时刻，点钟；
τ-T—从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；
Xτ-T—τ-T时间照明散热的冷负荷系数。
5.2.4设备冷负荷
设备散热引起的冷负荷Q（W）按下式计算:
Q=10000qX
式中q—设备散热量，kg/h；
X—设备散热量的冷负荷系数g/h；
其中设备散热量按每平米的设备散热量与空调面积估算。
5.2.5新风冷负荷
新风全冷负荷Qq（W）按下式计算:
Qq=mdmx（iw-in）/3.6
式中 md--夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，1.13kg/m^3；
mx--新风量，m^3/h；
iw--夏季室外计算参数下的焓值，kJ/kg；
in--室内空气的焓值，kJ/kg。
其中新风量=空调房间人数*房间中的人均新风量
5.2.6新风湿负荷
新风湿负荷Dx（kg/h）按下式计算:
Dx=mdmx（dw-dn）0.001
式中 mx--新风量，m^3/h；
dw--夏季空调室外计算参数时的含湿量，g/kg；
dn--室内空气的含湿量，g/kg。
5.2.7外墙和屋面冷负荷
外墙和屋面冷负荷CL（W）按下式计算:
CL=FK（（tl+td）Ka-tn）
式中F--外墙或屋面的面积，m2；
K--外墙或屋面的传热系数，W/（m2·℃）；
tl--冷负荷计算温度的逐时值，℃；
td--温度的地点修正值,℃；
Ka--温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数；
tn--室内设计温度，℃。
5.2.8外窗冷负荷
该冷负荷可分为三部分:
直射冷负荷CL（W）,散射冷负荷CL（W）,传热冷负荷CL（W）,其中:
直射冷负荷CL=FzCzDj,maxCcl
式中Fz--窗玻璃的直射面积，m^2；
Cz--窗玻璃的综合遮挡系数；
Dj,max--日射得热因数的最大值，W/m^2；
Ccl--冷负荷系数。
散射冷负荷CL=FsCzDj,maxCcl
式中Fs--窗玻璃的散射面积，m^2。
传热冷负荷CL=FK（tl-tn）。
5.3冷负荷计算
使用冷负荷计算软件对各个房间进行冷、湿负荷计算。
附录列出两栋楼同层各房间的逐时负荷构成。
下表列出7#、8#同层负荷最大出现时刻的各个房间负荷数据。
7#楼各个房间的负荷如下表：
房间名称
空调面积（m2）
人数
（人）
负荷最大时刻
房间内
冷负荷
（W）
房间
湿负荷（kg/h）
新风量
（m3/h）
总冷负荷（W）
601
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
602
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
603
13.68
2
17点
1699
0.6405
100
1699
604
13.68
2
17点
1699
0.6405
100
1699
605
13.68
2
17点
1699
0.6405
100
1699
606
14.82
2
17点
1728
0.6405
100
1728
607
14.82
2
17点
1728
0.6405
100
1728
608
70.56
12
15点
4651
2.4647
300
4651
609
28.08
6
13点
3834
2.5639
300
3834
610
28.08
6
13点
3834
2.5639
300
3834
611
0
28.08
6
13点
3834
2.5639
300
3834
612
28.08
6
13点
3834
2.5639
300
3834
613
28.08
6
13点
3834
2.5639
300
3834
护士值班
28.60
4
13点
3834
1.9528
200
3834
615
20.88
2
13点
1746
0.9764
100
1746
616
20.88
6
16点
3465
1.3573
200
3465
617
20.88
6
16点
3465
1.3573
200
3465
618
20.88
6
16点
3465
1.3573
200
3465
619
20.88
6
8点
3362
2.5107
200
3362
620
20.88
6
8点
3362
2.5107
200
3362
621
20.88
6
8点
3362
2.5107
200
3362
8#楼各个房间的负荷如下表：
房间名称
空调面积（m2）
人数
（人）
负荷最大时刻
房间内
冷负荷
（W）
房间
湿负荷（kg/h）
新风量
（m3/h）
总冷负荷（W）
601
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
602
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
603
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
604
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
605
20.88
6
17点
3874
1.9216
300
3874
606
20.88
6
17点
4494
1.9216
300
4494
607
26.00
4
17点
3665
1.5254
200
3665
护士值班间
42.75
6
15点
4391
2.5036
300
4391
609
18.36
2
13点
1746
0.9746
100
1746
610
20.88
6
13点
3834
2.5639
300
3834
611
0
20.88
6
13点
3834
2.5639
300
3834
612
20.88
6
13点
4386
2.5639
300
4386
613
20.88
6
13点
4386
2.5639
300
4386
614
20.88
6
13点
4386
1.9528
300
4386
615
48.96
8
16点
6582
3.2028
400
6582
616
18.36
6
16点
5076
2.0360
300
5076
617
19.44
6
16点
5076
2.0360
300
5076
618
19.44
6
16点
5076
2.0360
300
5076
619
19.44
6
9点
4096
3.5829
300
4096
620
19.44
6
9点
4096
3.5829
300
4096
621
19.44
6
9点
4096
3.5829
300
4096
622
38.88
8
14点
3834
2.1566
200
3834
5.4冷水机组的选型
两栋楼的系统均采用风冷，可以选用海尔公司的风冷模块式冷水机组如下表：
楼号
系统所需冷量
所选机组型号
名义冷量
外形尺寸
7#
61.87kw
LSQWF65
65kw
长
1210mm
宽
2125mm
高
1880mm
8#
94.57kw
LSQWF98
98kw
长
2700mm
宽
2125mm
高
1880mm
其中LSQWF65的压缩机台数为2台，额定功率为20.2kw；风机为2台，额定功率为0.75*2kw；水管通径为DN65，额定水流量12m3/h，机组噪声70dB。
制冷名义工况：
进水温度12℃，出水温度7℃，环境温度35℃。
其中LSQWF9的压缩机台数为3台，额定功率为30.3kw；风机为3台，额定功率为0.75*3kw；水管通径为DN65，额定水流量18m3/h，机组噪声71dB。
制冷名义工况：
进水温度12℃，出水温度7℃，环境温度35℃。
6.系统方案及风量的确定
6.1风机盘管加新风系统的空气处理过程
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[2]。
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。
先以7#601值班室计算风机盘管的处理状态和风量，601房间在下午17点出现最大负荷，此时参数为：
全热7661W,湿负荷4773g/h。
取新风量为300m3/h.人。
室内的热湿比为5778.26kJ/kg，取送风温差为7.0℃，室内状态点沿热湿比下降到26－7＝19℃即为送风状态点。
总送风量＝3600*冷负荷/焓差＝2124kg/h（1770m3/h）。
风机盘管送风量＝总送风量－新风量＝1470m3/h（1764kg/h）。
风机盘管空气出口温度为19℃，可以处理。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
7661W
对于602风机盘管送风量=总送风量-新风量=746.3m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
3874W
对于603到605风机盘管送风量=总送风量-新风量=418.2m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
1699W
对于606到607风机盘管送风量=总送风量-新风量=430.3m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
1728W
对于608风机盘管送风量=总送风量-新风量=910.7m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
4651W
对于609到613风机盘管送风量=总送风量-新风量=542.3m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
3834W
对于614风机盘管送风量=总送风量-新风量=441.5m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
2920W
对于615风机盘管送风量=总送风量-新风量=339.6m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
1746W
对于616到618风机盘管送风量=总送风量-新风量=842.1m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
3465W
对于619到621风机盘管送风量=总送风量-新风量=462.0m3/h。
风机盘管的冷量即为房间的冷负荷：
3362W
7#6层各个房间的送风状态及送风量列于下表:
房间名称
最大负荷出现时刻
房间内冷负荷（W）
送风温差（℃）
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）
601
17点
3874
7.0
19.0
746.3
300
1046.3
602
17点
3874
7.0
19.0
746.3
300
1046.3
603
17点
1699
7.0
19.0
418.2
100
518.2
604
17点
1699
7.0
19.0
418.2
100
518.2
605
17点
1699
7.0
19.0
418.2
100
518.2
606
17点
1728
7.0
19.0
430.3
100
530.3
607
17点
1728
7.0
19.0
430.3
100
530.3
608
15点
4651
7.0
19.0
910.7
300
1210.7
609
13点
3834
7.0
19.0
542.3
300
842.3
610
13点
3834
7.0
19.0
542.3
300
842.3
611
13点
3834
7.0
19.0
542.3
300
842.3
612
13点
3834
7.0
19.0
542.3
300
842.3
613
13点
3834
7.0
19.0
542.3
300
842.3
护士值班间
13点
3834
7.0
19.0
542.3
300
842.3
615
13点
1746
7.0
19.0
339.6
100
439.6
616
16点
3465
7.0
19.0
842.1
200
1042.1
617
16点
3465
7.0
19.0
842.1
200
1042.1
618
16点
3465
7.0
19.0
842.1
200
1042.1
619
8点
3362
7.0
19.0
462.0
200
662.01
620
8点
3362
7.0
19.0
462.0
200
662.01
621
8点
3362
7.0
19.0
462.0
200
662.01
同样8#6层各个房间的送风状态及送风量列于下表:
房间名称
最大负荷出现时刻
房间内冷负荷（W）
送风温差（℃）
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）
601
17点
3874
7.0
19.0
822.4
300
1122.4
602
17点
3874
7.0
19.0
822.4
300
1122.4
603
17点
3874
7.0
19.0
822.4
300
1122.4
604
17点
3874
7.0
19.0
822.4
300
1122.4
605
17点
3874
7.0
19.0
822.4
300
1122.4
606
17点
4494
7.0
19.0
1118.4
300
1418.4
607
17点
3665
7.0
19.0
971.6
200
1171.6
护士值班间
15点
6582
7.0
19.0
1644.5
400
1944.5
609
13点
1746
7.0
19.0
373.0
100
473.0
610
13点
3834
7.0
19.0
737.6
300
1037.6
611
13点
3834
7.0
19.0
737.6
300
1037.6
612
13点
4386
7.0
19.0
849.7
300
1149.7
613
13点
4386
7.0
19.0
849.7
300
1149.7
614
13点
4386
7.0
19.0
1009.9
300
1309.9
615
16点
6582
7.0
19.0
1644.5
400
1944.5
616
16点
5076
7.0
19.0
1349.0
300
1649.0
617
16点
5076
7.0
19.0
1349.0
300
1649.0
618
16点
5076
7.0
19.0
1349.0
300
1649.0
619
9点
4096
7.0
19.0
383.2
300
683.2
620
9点
4096
7.0
19.0
383.2
300
683.2
621
9点
4096
7.0
19.0
383.2
300
683.2
622
23点
3834
7.0
19.0
737.6
300
1037.6
7.空调设备的选型及布置
7.1各房间风机盘管的选型
选用卧式暗装风机盘管，因各房间情况不同，实际选型中不可能配齐所有满足湿度要求的风机盘管。
所以参考某厂家产品样本，主要通过各房间的风量对风机盘管进行选型。
以下房间可选海尔风机盘管机组：
7#房间的选型如下：
房间名称
所需风量（m3/h）
选用型号
额定风量（m3/h）
制冷量（KW）
水流量（L/min）
接管管径
外型尺寸
601
1046.3
FP-13.6WA
1120
8.3
23
进出口
3/4内螺纹
长
1634mm
凝结水
3/4内螺纹
宽
466mm
高
220mm
602
1046.3
FP-13.6WA
1120
8.3
23
进出口
3/4内螺纹
长
1376mm
凝结水
3/4内螺纹
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