完整版三层别墅中央空调系统说明书毕业设计论文.docx
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完整版三层别墅中央空调系统说明书毕业设计论文
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河南机电高等专科学校
毕业设计说明书
设计题目：
三层别墅中央空调系统
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摘要
家用中央空调是指根据国家空调设计规范的设计参数和要求进行选型设计、安装的，用于家庭的空调系统。
家用中央空调是由室外主机、室内风机盘管及其连接的风道送出冷热风以达到室内空气调节目的的空调系统，按工作原理可分为二种：
一种是由大型中央空调系统的设备演化而来的空调系统如小型风冷冷水机组，小型风管机组为主机的产品；另一种是由分体壁挂空调设备演化而来的空调系统如一拖小型风管机组属集中中央空调系统，此系统由室外机组，室内风机盘管及盘管连接的送风管道组成。
送风管道通向各个需要空气调节的房间，风道系统可安装流量调节阀、风口等配件，一台主机可控制多个不同房间并且可引入新风，有效改善室内空气品质。
步入21世纪,人们对生活品质要求不断提高,住宅面积不断地扩大,以窗机、分体挂壁机和柜机为代表的传统的家用空调已不能充分满足环境、能源的需要。
目前家用空调市场上的产品,从严格意义上讲只能称为“温调”,真正的”空调”应具备空气质量调节的功能,不仅调节空气冷暖,而且可以通风换气,调节空气湿度、有机挥发物含量、细菌含量等室内空气的综合品质。
从这个意义上,家用中央空调才把人们带入到“真正的空调时代”。
这种集大型中央空调和家用空调优点于一体的小型化独立空调系统恰到好处地适应了目前市场的需求,代表了21世纪人居空调的发展趋势,更重要的是,它跨越了我国空调产业长期以来存在的“中央空调”与“家用空调”间的界限,开辟出了一个崭新的市场空间。
关键词：
工作原理系统分类中央空调的现状前景家用中央空调的发展趋势
Summary
Homecentralairconditioningisbasedonthedesignparametersofthenationalair-conditioningdesignspecificationandrequirementsforselectionanddesign,installation,air-conditioningsystemforfamilies.Fromoutsidethecoilductconnectionsendscoldandordertoachievethepurposeofairconditioningindoorair-conditioningsystem,accordingtotheprinciplecanbedividedintotwokinds:
oneisthelargecentralair-conditioningsystemtheair-conditioningsystem,suchasasmallair-cooledchiller,smallwindpipemillequipmentevolvedaoutdoorunit,anindoorfancoilandthecoilconnectedtothesupplyduct.Supplyductleadingtovariousroomsneedairconditioningductsystemcanbeinstalledflowcontrolvalve,ventsandotheraccessories,acontrolanumberofdifferentroomsandtheintroductionofnewwindeffectivelyimproveindoorairquality.
Intothe21stcentury,thequalityofliferequirementscontinuetoincreaseresidentialareacontinuestoexpand,thethedomesticairconditionermarketinthestrictsensecanonlybecalled"warmtone"real"air-conditioned"airqualityregulationshould,adjusttheairthissense,thepeopleintorealairconditioningera.Theminiaturizationofsuchalargecentralairconditioningandupanewmarketspace.
Keywords:
=8.7Wm2·K，аw=18.6Wm2·K时,传热系数K=3.5Wm2·K，窗内装浅蓝布帘，遮阳系数Cn=0.6。
屋面：
属Ⅲ型屋面，传热系数K=0.72Wm2·K。
楼板：
楼板传热系数K=1.5Wm2·K。
照明、设备：
照明为暗装荧光灯，散流器设置在顶棚内，荧光灯罩
通风孔，功率为25wm²。
设备主要为300w计算机、80w电视机，2000w
电磁炉等。
2.5设计依据
本工程空调施工图设计根据甲方提供的委托设计任务书及建筑专业提供的图样，并依据暖通现行国家的有关规范、标准进行设计，具体为：
1.《采暖通风与空气调节设计规范》
2.《高层民用建筑设计防火规范》
3.《民用建筑建筑设计规范》
4．《建筑给水排水及暖通工程验收规范》
5.《通风与空调工程施工质量验收规范》
第3节负荷计算
目前国内采用较多的是冷负荷系数法，适用于计算民用和公用建筑物及类似的工业建筑物。
3.1负荷计算特点
空调冷负荷计算采用冷负荷系数法，适用于计算民用和公用建筑物及类似的工业建筑物空调工程设计冷负荷。
（1）通过维护结构传入室内的热量；
（2）透过外窗、天窗进入室内的太阳辐射热量；
（3）人体散热量；
（4）照明、设备等室内热源的散热量；
3.2冷负荷系数法公式
维护结构的冷负荷的计算方法有许多种,目前国内采用较多的是冷负荷系数法。
对墙体、外窗、屋顶，得热引起的冷负荷逐时进行计算,而对内墙、楼板、地面得热引起的冷负荷及人体散热和设备散热引起的冷负荷均按稳定传热计算。
最后把各项冷负荷计算结果逐时累加,求出冷负荷最大值及发生时间。
（1）墙体、屋顶、
（2）外窗，传热得热引起的冷负荷计算：
冷负荷=传热系数×传热面积×[（冷负荷逐时计算温度+本地修正值）-室内设计温度]
外窗辐射得热引起的冷负荷计算公式：
冷负荷=窗户面积×日射得热因子的最大值×冷负荷系数×窗户有效面积系数×窗户内遮阳系数×窗玻璃修正系数
（3）内墙、楼板等内围护结构稳定传热引起的冷负荷计算公式：
冷负荷=传热系数×传热面积×（夏季空调室外计算平均温度+邻室计算温差-室内计算温度）
舒适性空调房间夏季地面冷负荷一般不计算，对于工艺性空调房间：
地面冷负荷=传热系数×有效传热面积×计算温差
式中：
非保温地面的传热系数一般取0.47W（m2·℃）；有效传热面积指距外墙2.0m以内的地面面积。
计算温差=夏季空调室外计算日平均温度–室内设计温度。
（4）人体散热引进的冷负荷计算公式：
冷负荷=人数×群集系数×成年男子的全热散热量
湿负荷=人数×群集系数×成年男子的散湿量
（5）设备散热冷负荷计算公式：
冷负荷=设备功率（W）×1000
湿负荷=设备散湿量（kg]
式中:
Qc,τ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W；
F——外墙和屋面的面积，㎡；
K——外墙和屋面的传热系数，W（㎡·℃）
tn——室内计算温度,℃；
td——地区修正系数,℃;
ka——不同外表面换热系数修正系数
kp——不同外表面的颜色系数修正系数：
由文献查得，郑州地区南向的地点修正td=0.8℃。
8—18时的冷负荷计算温度tc,τ值，代入外墙计算式即可计算出修正后的外墙瞬时冷负荷计算温度tˊL,τ和外墙瞬时冷负荷Qc,τ。
主卧室南外墙冷负荷如下
表3-1主卧室101房间南外墙冷负荷
南外墙
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00
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00
tL,τ
34.6
34.2
33.9
33.5
33.2
32.9
32.8
32.9
33.1
33.4
33.9
td
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
tL,τˊ
35.4
35
34.7
34.3
34
33.7
33.6
33.7
33.9
34.2
34.7
tL,τˊ-tn
10.4
10
9.7
9.3
9
8.7
8.6
8.7
8.9
9.2
9.7
Ｋ
1.5
F（m2）
28.54
QC,τ（W）
433.65
411.75
403.54
395.23
372.66
365.86
355.55
361.35
371.95
386.54
409.65
3.3.2内墙,楼板等室内传热维护结构形成的瞬时冷负荷
当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3℃时,要考虑由内维护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,由文献查得传热公式计算：
Qc,τ=F·K·（tls-tn）W
式中：
F——内维护结构的传热面积，m²；
K——内维护结构的传热系数，W（m²·k）；
tn——夏季空调房间室内设计温度,℃；
tls——相邻非空调房间的平均计算温度,℃。
t'ls按下式计算t'ls=t+tls℃
式中：
t——夏季空调房间室外计算日平均温度,℃；
tls——相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日平均温度的差值,当相邻散热量很少（如走廊）时,tls取3℃,当相邻散热量在23～116Wm2时,tls取5℃
所以内墙及楼板冷负荷计算：
内墙及楼板冷负荷的计算公式为：
Q=KF（tls－tn）
式中：
tls=twp+△tls
tls——相邻非空调房间的平均计算温度；
twp——夏季空调室外计算日平均温度；
△tls——相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值。
由文献查得△tls=5℃
3.3.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
在室内外温差的作用下,玻璃窗瞬变热形成的冷负荷由文献查得下式计算：
Qc,τ=F·K·（tl–tn）W
式中：
F——外玻璃窗面积,m²；
K——玻璃的传热系数,W（m²·k）；
tl——玻璃窗的冷负荷温度逐时值,℃；
tn——室内设计温度,℃。
不同地点对t1按下式修正：
tl’=tl+td
式中：
td——地区修正系数,℃
所以外窗传热温差引起的冷负荷：
玻璃窗由温差引起的冷负荷计算公为：
Qc,τ=KF（tˊc,τ-tn）
其中：
tˊc,τ=（tc,τ+td）Kα
由朔钢窗的传热系数为3.5W（m2·℃），由文献[7]查得表3—8查得双层塑钢窗框的传热系数修正值为1.0，则有：
K=3.5W（m2·℃）
由文献查得，αw=18.6W（m2·℃）时，外表面传热系数修正值Kα=1.0。
由文献查得郑州地区玻璃窗冷负荷的地点修正td=2℃。
由文献可得8—18时玻璃窗的逐时冷负荷计算温度tˊc,τ和传热得热引起的冷负荷Qcˊ,τ。
表3-2南外窗传热温差引起的冷负荷
南外窗
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tL,τ
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
td
2
tL,τˊ
28.9
29.9
31
31.9
32.8
33.5
33.9
34.2
34.2
34
33.6
tL,τˊ-tn
3.9
4.9
6
6.9
7.8
8.5
8.9
9.2
9.2
9
8.6
Ｋ
3.5
F
13.64
QC,τ（W）
160.34
201.45
245.78
283.48
322.93
247.28
355.88
377.57
373.39
366、72
348.38
3.3.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷由文献查得下式计算：
Qc,τ=F·CZ·Dj.max·CLQW
式中：
F——玻璃窗的净面积,是窗口面积乘以有效面积系数Ca，
本设计双层钢窗Ca=0.75；
CZ——玻璃窗的综合遮挡系数CZ=Cs·Cn；
其中，Cs——玻璃窗的遮挡系数,6mm厚吸热玻璃Cs=0.87；
Cn——窗内遮阳设施的遮阳系数,中间色活动百叶帘Cn=0.6；
Dj.max——日射得热因数的最大值,Wm²
CLQ——冷负荷系数
所以南外窗日射得热引起的冷负荷：
玻璃窗由日射得热引起的冷负荷计算公式为：
Qf,τ=FCSCnDj,maxCL
其中：
Qf.Τ——透过玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷（W）；
Dj,max——不同纬度带各朝向七月份日射得热因素的最大值；
CS——窗玻璃的遮阳系数；
CL——冷负荷系数。
以北纬27030´为界，分为北区和南区；
Cn——窗内遮阳系数。
采用6㎜厚的玻璃，由文献查表查得双层钢窗的面积系数为Ca=0.75。
由文献查得玻璃窗的遮阳系数Cn=0.6。
由郑州地区纬度34043ˊ，由文献查得得各方向日射得热因素最大值Dj,max由于属于北区，则可由文献查取北区有内遮阳的玻璃窗逐时冷负荷系数CL，代入公式计算出Qf，
表3-3南外窗逐时冷负荷
南外窗
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CL
0.21
0.28
0.39
0.49
0.54
0.65
0.6
0.42
0.36
0.32
0.27
F
9.6
CS
0.78
Cn
0.6
Dj,max
251
Qf,τ（W）
211.32
285.73
390.67
492.95
541.59
651.49
603.31
423.81
367.63
321.34
276.45
3.3.5照明散热形成的冷负荷
根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式由文献[7]查得分别为：
白炽灯：
LQ=1000·N·CLQW
荧光灯：
LQ=1000·n1·n2·N·CLQW
式中：
LQ——灯具散热形成的冷负荷，W；
N——照明灯具所需功率，kW；
n1——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n1＝1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n1＝1.0；本设计取n1＝1.0；
n2——灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热与顶棚内时，取n2＝0.5～0.8；而荧光灯罩无通风孔时,取n2＝0.6～0.8；本设计取n2＝0.6；
CLQ——照明散热冷负荷系数。
（1）荧光灯引起的得热热量计算
主卧房间荧光灯的总功率为：
F=（1.5+4.6）×（4.3+3.6）+0.5×3.6+2×0.6=57.3W
P=25W㎡×53.9=1347.5
荧光灯采用明装时n1=1.2,无通风孔时n2=0.6则有：
Q=n1·n2·P=1347.5×1.2×0.6=907.2W
（2）照明得热引起的逐时冷负荷
照明得热引起的逐时冷负荷的计算公式为：
Qτ=Q·CL
由文献查得照明冷负荷系数CL，代入公式计算出Qτ。
表3-4照明引起的冷负荷
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CL
0.63
0.9
0.91
0.93
0.93
0.94
0.95
0.95
0.95
0.95
0.96
Q
966.45
Qτ（W）
613.3
869.2
879.5
899.5
899.5
908.5
916.4
916.4
916.4
916.4
923.4
3.3.6人体散热形成的冷负荷
人体散热引起的冷负荷计算式为：
Q＝qs·n·n’·CLQ+ql·n·n’W
式中：
Q——人体散热形成的冷负荷，W；
qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W
n——室内全部人数；
n’——群集系数
CLQ——人体显然散热冷负荷系数，人体显然散热冷负荷系数
所以人体散热引起的冷负荷：
人体散热引起的冷负荷的计算公式为：
Qτ=QS·CL+Qr
其中：
QS=n1n2qs Qr=n1n2qr
QS——人体或设备显热散热量；
Qr——人体或设备的潜热散热量；
n1——室内人数；
n2——群集系数。
别墅属于极轻劳动，由文献[7]查得表3—14，当室温为25℃时，成年男子散发的显热和潜热分别为：
qs=65W人qr=69W人
由文献查得取群集系数n2=0.93,且已知共有5人，则有：
QS=5×0.93×65=302.25
Qr=5×0.93×69=320.85
由文献查得人体散热冷负荷系数CL的逐时值，将各项值代入人体散热逐时冷负荷计算公式计算出Qτ。
3.3.7门引起的冷负荷
门安装在大厅与临室之间，两个房间内通过逐时冷负荷变化不大，
Q=KF（tls－tn）
K=3.5W（㎡℃）
F=1.5×2.5=3.75㎡
夏季空调节日平均温度为30.8℃
tls=twp+△tls=33.8℃Q=KF（tls－tn）=115.5W
表3-5人体散热引起的热负荷
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CL
0.06
0.53
0.62
0.69
0.74
0.77
0.8
0.83
0.85
0.87
0.89
QS
305.67
Qr
323.67
Qτ（W）
341.4
484.5
513.5
533.6
548.6
557.3
567.8
578.4
581.5
587.8
593.7
3.4负荷汇总
表3-6一层主卧室冷负荷
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18:
00
外墙（W）
966.5
947.86
923.58
895.67
883.67
876.35
885.65
907.65
938.65
969.51
1009.3
外窗传热（W）
143.66
188.35
229.65
263.57
296.38
325.67
339.24
355.68
357.24
347.52
333.24
外窗日射（W）
195.35
268.19
379.64
477.49
526.57
643.28
587.54
407.68
349.35
313.24
261.24
内
墙（W）
239.66
门（W）
103.34
照明（W）
603.58
867.58
876.39
894.76
862.65
905.62
917.25
917.35
917.65
917.35
927.65
人体（W）
328.75
477.64
497.58
517.39
542.62
548.54
557.38
567.25
576.24
579.65
581.27
设备（W）
38.4
房间负荷
2614.35W
3076.36W
3247.52W
3397.65W
3479.52W
3625.95W
3623.58W
3487.65W
3463.25W
3455.31W
3439.52W
表3-7建筑冷负荷汇总
一层房间
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
时间
13
17
18
18
18
17
18
18
19
18
17
18
最大负荷（单位W）
3625.95
2975.65
3217.25
1634.52
3458.25
2658.25
2926.35
1634.52
3592.52
2876.65
3147.25
1834.52
二层房间
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
时间
13
17
18
18
18
17
18
18
19
18
17
18
最大负荷（单位W）
3314.56
2654.35
3001.27
1126.56
3103.28
2235.68
2524.26
997.35
3014.25
2384.97
2856.47
1058.94
三层房间
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
时间
13
17
18
18
18
17
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18
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18
17
18
最大负荷（单位W）
3735.
59
3094.76
3217.25
1868.91
3574.25
2843.75
3102.57
1864.28
3679.33
2947.39
3325.94
2093.35
由以上表格数据可以计算出该三层别墅建筑最大总冷负荷为96.6kW
第4节空调系统方案的
升级会员 