空调设计说明书.docx
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空调设计说明书
第一章：
工程概况
1.1设计概况
该建筑物是手表装配车间。
该建筑面积约360㎡。
层高4.2米，窗户高2米，其中一层有三房间。
本设计为该建筑设计空气调节。
1.2原始资料
1.2.1气象资料
汕头地区：
纬度23°22′，经度116°41′，海拔41m，
气压：
夏季10055Pa。
1.2.2土建参数
1．?
外墙体：
按《空调负荷专刊》7号Ⅱ型墙计算:
查得传热系数0.54
2．?
内墙体：
δ=240mm多孔砖
3．?
屋面：
（见《空调冷负荷专刊》6号Ⅱ型结构）：
查得传热系数0.76
4．?
地面：
[采用地板砖铺地（非保温地面）。
5．?
门窗：
由施工图上给出：
查得传热系数2.5
1.2.1设计参数
室外计算参数：
夏季空调室外计算干球温度：
32.80℃；
夏季空调室外计算湿球温度：
27.70℃。
夏季空调日平均温度：
29.80℃。
夏季采暖室外计算相对湿度：
64%。
夏季空调大气透明等级：
5。
室内计算参数：
室内设计相对湿度φ=55％，室内设计温度t=20℃，
查得有关参数---风速v=0.18～0.3m/s,v=2.5m/s，新风量30m3/h.人。
第二章：
负荷计算
2.1冷负荷计算
空气调节区的夏季计算得热量，应根据下列各项确定：
①通过围护结构传入的热量；
②通过外窗进入的太阳辐射热量；
③人体散热量；
④照明散热量；
⑤设备、器具，管道及其他内部热源的散热量；
⑥食品或物料的散热量；
⑦渗透空气带入的热量。
具体计算方法如下：
①外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
Qc（τ）=AK[（tc（τ）+td）kαkρ-tR]（1.1）
式中Qc（τ）——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；
A——外墙和屋面的面积，m2；
K——外墙和屋面的传热系数，W/（m2?
℃）；
tR——室内计算温度，℃；
tc（τ）——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，北方以北京为准计算℃；
td——地点修正值；
kα——吸收系数修正值，取kα=0.97；
kρ——外表面换热系数修正值，取kρ=0.94。
②内围护结构冷负荷
Qc（τ）=AiKi（to.m+Δtα-tR）（1.2）
式中Ki——内围护结构传热系数，W/（m2?
℃）；
Ai——内围护结构的面积，m2；
to.m——夏季空调室外计算日平均温度，℃；
Δtα——附加温升。
③外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
Qc（τ）=CwKwAw（tc（τ）+td-tR）（1.3）
式中Qc（τ）——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；
Kw——外玻璃窗传热系数，W/（m2?
℃）；
Aw——窗口面积，m2；
tc（τ）——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃；
Cw——玻璃窗传热系数的修正值；
td——地点修正值；
④透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
Qc（τ）=CαAwCsCiDjmaxC
（1.4）
式中Cα——有效面积系数；
Aw——窗口面积，m2；
Cs——窗玻璃的遮阳系数；
Ci——窗内遮阳设施的遮阳系数；
Djmax——日射得热因数；
C
——窗玻璃冷负荷系数，无因次；
⑤照明散热形成的冷负荷
白炽灯Qc（τ）=1000NC
（1.5.1）
日光灯Qc（τ）=1000n1n2NC
（1.5.2）
式中N——照明灯具所需功率，W；
n1——镇流器消耗功率稀疏，明装时，n1=1.2，暗装时，n1=1.0；
n2——灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，n2=0.5—0.6；无通风孔时，n2=0.6-0.8；
C
——
⑥人体散热形成的冷负荷
人体显热散热形成的冷负荷
Qc（τ）=qsnφC
（1.6.1）
式中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；
φ——群集系数；
C
——人体显热散热冷负荷系数；
人体潜热散热引起的冷负荷
Qc（τ）=qlnφ（1.6.2）
式中ql——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；
n，φ——同式1.6.1。
以101和102房间为算例，其它房间列表给出
根据节能标准查手册确定屋顶的传热系数K=0.6W/（m
?
℃）
0.762（W/㎡·K）
2.2湿负荷计算
建筑物的温负荷主要是由人员湿负荷构成。
人体散湿量mw1=0.278nφg×10-6（1.7）
式中mw1——人体散湿量，kg/s；
g——成年男子的小时散湿量，g/h；
n——室内全部人数；
φ——群集系数
人数散湿量
房间
人数
群集系数
g/h
成人男子小时散湿量g/h
湿负荷
kj/h
冷负荷
w
热湿比
Kj/kg
101
3
0.93
140
0.25
1437
43632
202
3
0.93
140
0.24
982
64348
103
15
0.93
140
1.14
5350
15444.2
201
3
0.93
140
0.25
1172
17580
203
3
0.93
140
1.14
5384
17000.5
2.3各房间冷负荷、湿负荷表：
见附表：
第三章：
空气处理过程
3.1全空气系统
3.1.1全空气处理过程的选择
通过一次回风系统和二次回风系统的比较选择空气处理过程。
一次回风系统处理流程简单，操作管理方便，运用于送风温差无严格限制的场合。
目前在民用建筑空调系统中广为采用。
二次回风系统处理流程较复杂，操作运行管理较繁琐。
通常应用在室内温度场要求较高，送风温差较小，风量较大而又不采用再热器的空调系统中，如某些工业厂房等。
对于洁净度要求极高的净化车间有时也采用二次回风系统。
以上两种回风方式的特点的比较，该商场选择一次回风处理过程。
3.2一次回风处理过程的计算（以103房间为算例）
（1）i-d图的绘制过程图过程
1在i-d图上找出室内状态点N，室外状态点W；
2根据所取送风温差
画出t
等温线，该线与ε线交于点O，O为送风状态点；
3过O点作等含湿量线与φ=90%-95%的等相对湿度线交于点L；
4由NC/NW=Gw/G确定新风与回风的混合状态点C，连接C点和L点。
（2）空气处理流程
图2.2全空气一次回风系统流程图
3.3送风量的确定
在已知空调房间冷负荷、湿负荷的基础上，进而确定消除室内余热、余湿及维持室内空气的设计状态参数所需的送风状态和送风量作为选择空调设备的依据。
（1）要想确定空调系统的送风状态和送风量，先要计算出热湿比。
根据计算出的各个空调房间的冷负荷Q和湿负荷D计算出热湿比ε，即
ε=
（2.1）
式中：
Q——总空气量在处理过程中所得到（或失去）的热量，kW；
W——总空气量在处理过程中所得到（或失去）的水蒸气量，kg/h.
（2）在i-d图上根据已知的室内空气状态参数确定室内空气状态点N，过N点作ε
（3）在i-d图上查得N点和O点的焓值h及含湿量d,则送风量G为：
G=
或G=
（2.2）
式中G——送风量，kg/s；
h
——N点的焓值，kJ/㎏；
h
——S点的焓值，kJ/㎏；
d
——N点的含湿量，g/kg；
d
——点的含湿量，g/kg；
房间103冷负荷：
5.35KW；湿负荷：
1.14kg/h
1计算热湿比ε：
ε=Q/W=5.35×3600/（1.141000）=16894.7kJ/㎏
2确定送风状态点：
室内设计状态点N：
t
=21℃，φ=55％，h
=63.4kJ/㎏
过N作ε=16894.7线
假设采用露点送风，取过程线与φ=90％的交点L作为送风状态点L
在焓湿图上查得L点：
t
=10.4℃，：
d
==8.4g/kg，h
=33.3kJ/㎏
3送风量：
G=Q/（h
-h
）=5.35/（63.4-33.3）=0.178kg/s=1478m3/h
4校核设计：
房间体积为V=514.08m3
换气次数n=
=
=3次/h<10次/h，满足要求，则设计合理。
3.4最小新风量的确定
新风是保障良好的室内空气品质的关键。
空调系统要在满足室内空气品质的前提下，应尽量选用较小的、必要的新风量。
否则，新风量过多，将会增加空调制冷系统与设备的容量。
确定最小新风量的原则：
（1）稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；
（2）保持正压新风量；
（3）总风量的10%。
取上述三项的最大值来确定最小新风量
例如:
103房间
1由新风量为g=20m3/h.人，房间人数为n=15人，则Gw=g×n=20×15=300m3/h；
2室内正压值为5Pa时，有外窗，房间封闭较好时换气次数为0.65次/时，
房间体积为V=A×H=514m3，则Gw=V·0.65=514×0.65=334.1m3/h；
3由总风量的10%，Gw=G×10%=1478.08×10%=147.80m3/h；
取上述三项的最大值来确定最小新风量：
Gw=500m3/h。
最小新风量
房间
人群对品质要求m3/h
5pa正压要求
总风量的10%
最小新风量
机房101
60
78.62
41.20
78.62
103
300
334.10
147.81
500
201
60
78.62
32.6
78.62
202
60
78.62
26.43
78.62
203
300
334.10
134.02
334.10
3.5确定新，回风混合状态点
由NC/NW=Gw/G=500/1478=34%,可用作图法在NW线上确定点C
C点的状态参数：
d
=10.6g/kg，h
=50.6kJ/㎏
3.6系统需要的冷量
Q
=G×（h
-h
）=1.478×（50.6-33.3）=25.570kw
焓湿图
送风量，新风量汇总
房间
室内冷负荷
w
送风量
m3/h
新风量m3/h
新风比
%
新风冷负荷
w
冷量
w
机房101
1437
412.06
60
12.13
641.479
2023.08
103
5350
1773.08
500
16.91
3207.39
8499.99
201
1172
326
60
10.09
641.479
1794.99
202
982
264.31
60
18.92
641.479
1631.77
203
5383.5
1340
500
18.65
3207.39
8135.33
第四章：
空调方案的确定
4.1空调方案的对比
4.1.1空调系统的分类形式
比较项
定风量全空气空气调节系统
变风量全空气空气调节系统
风机盘管加新风系统
适用空调场所
1、空间较大、人员较多；
2、温湿度允许波动范围小；3、噪声或洁净度标准高
1、同一个空气调节风系统中，各空调区的冷、热负荷变化大、低负荷运行时间长，且需要分
别控制各空调区温度；
2、建筑内区全年需要送冷风；
3、卫生等标准要求较高的舒适性空调系统。
空调区较多、各空调区要求单独调节，且建筑层高较低的建筑物
优点
全空气定风量系统易于改变新回风比例，必要时可实现全新风送风，能够获得较大的节能效果；
控制灵活、卫生、节约电能。
运行和管理都比较容易，施工方便，初投资小
当房间热湿负荷变化时能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时可自行调节，节约能源。
缺点
1、风管占用空间较大
2、系统冷热抵消，不节能
1、系统造价高,比风机盘管加新风系统占据空间大；
2、系统造价高,比风机盘管加新风系统占据空间大
3、末端装置噪音大
设备分散、运行，维修和管理都比较困难，施工复杂，系统形式复杂。
4.2空调方案的选择
根据空调系统的使用场所、处理设备、介质种类、空气来源以及各自优缺点等情况，考虑节能、满足卫生要求、补充局部排风所需风量，保持空调房间的正压要求等因素，选择采用定风量全空气空气调节系统。
第五章:
房间气流组织计算
5.1空调房间的送风方式及送风口的选型应符合下列要求：
气流分布计算的任务:
选择气流分布的形式，确定送风口的形式、数目和尺寸，使工作区的风速和温差满足设计要求。
工作区的流速：
舒适性空气调节室内冬季风速不应大于0.2m/s，夏季不应大于0.3m/s，工艺性空气调节工作区风速宜采用0.2~0.5m/s。
送风口的出流速度u0值应考虑高速气流通过风口所产生的噪声，因此在要求较高的房间应取较低的送风速度，一般的取值范围为2~5m/s。
排（回）风口的风速一般限制在4m/s以下，在离人较近时应不大于3m/s。
考虑到噪声因素，在居住建筑内一般取2m/s，而在工业建筑内可大于4m/s。
一般可以采用散流风口或条缝型风口等侧送风，有条件时，侧送气流宜贴附；工艺性空气调节房间，当室温允许波动范围≤0.5℃时，侧送气流宜贴附。
有吊顶可以利用时，应该根据房间高度及使用场所对气流的要求，分别采用圆形、方行和条缝型和孔板送风当单位面积送风量较大，并工作区内要求风速较小或区域温度要求严格时，应该采用孔板送风。
较大的公共建筑和室温允许波动范围≧±1℃的高大厂房，可以采用喷口或旋流送风口送风。
在该饭店的送风方式的选择侧送风。
在此处采用单独新风系统供给室内。
。
5.2客房气流组织计算如下（以房间103为例）：
将房间103，均划分成4×5.1的方区，将散流器设置在方区里。
以房间103为例：
由G=2186.88m3/h管道流速V=4.75m/sA=12mH=4.2m
室内无风感，取室内风速0.207m/s查《空气调节设计手册第二版》表5-7得出：
选用圆形散流器φ200
5.3所有房间散流器规格汇总（mm×mm）
机房101：
φ2001个
房间201：
φ2001个
房间203:
φ2004个
第六章：
风管的水力计算
6.1风管的水力计算
风管水利计算的原理及依据如下：
（1）风管沿程压力损失可按下式计算：
（9.2-1）
—单位管长沿程阻力，
；
—风管长度，m；
其中单位管长沿程阻力可按下式计算：
（9.2-2）
—摩擦阻力系数；
—空气密度，
；
—风管当量直径m；
（2）风管局部压力损失
（9.2-3）
—局部阻力系数；
—风管内局部压力损失发生处得空气流速，m/s；
—空气密度，
6.2水力计算的步骤
1）、对各管段进行编号，标出管段长度和各送风点的风量。
2）、选择最不利环路。
3）、根据各管段的流量，最不利环路（最远环路）上各管段的断面尺寸和局部摩擦阻
力，求出各管段阻力。
4）、最不利环路和最近环路不衡率计算：
X≤15%才符合要求。
6.3水力计算简图
送风简图
排风简图
6.5风管管水力计算表：
第七章：
空调设备选择
空调机组的选择
格力组合式空调机组可根据用户要求提供多种功能段组合，可广泛应用于电子仪表、精密机械制造、纺织、化工、卷烟、制药、食品、电站等工业性空调场所，也适用于商业大厦、饭店、超市、影剧院、展览中心、体育馆、商场、宾馆、办公大楼等商用及民用大中型公共建筑的空调场所。
根据设计参数要求，总风量G=4177.2m3/h，机组总冷量37.65KW，该建筑选用格力组合式空调机组，该机组型号为GZK1010H
该机组风量G=5658m3/h，回风工况冷量范围（Kw）为26~59，新风工况冷量范围（Kw）为59-126；送风余压（Pa）为200~600;机组供冷量为42KW，采用六排冷却器，压降为200Pa;机组供热量为76KW，压降为120Pa.
机组加湿功能段一般配置湿膜加湿，其压降为1178Pa.
湿膜加湿器是一种采用表面水分子自然蒸发而对空气进行加湿的设备，供水量约为加湿量的3倍。
标准工况：
供水20℃，进风空气干球40℃，相对湿度15％。
机组规格
风速对应机组风量（m3/h）
回风工况冷量范围（Kw）
新风工况冷量范围（Kw）
送风余压
2（m/s）
2.25（m/s）
2.5（m/s）
2.75（m/s）
3（m/s）
1010
4526
5092
5658
6224
6789
26-59
第八章:
风机的选择
8.1送风机的选择：
1总送风量G=4934.9m3/h
2总送风风压：
H=风管阻力+设备压降=174.3+400+164.4+149+177=1064.7Pa
根据上述条件，选用T4-72No6-1离心通风机
该通风机流量：
6352m3/h余压1142Pa传送方式A转速2900
8.2排风机的选择：
1总送风量G=4157.7m3/h
2总送风风压：
H=风管阻力=259.7Pa
根据上述条件，选用T4-72No4.6-6离心通风机
该通风机流量：
4440m3/h余压519Pa传送方式A转速1450
8.3新风机的选择：
1总送风量G=777m3/h
2总送风风压：
H=过滤器=400Pa
根据上述条件，选用T4-72No3-1离心通风机
该通风机流量：
794m3/h余压389Pa传送方式A转速1450
第九章：
空调系统的防腐、保温、消声、减振
9.1空调系统的防腐
在管道外壁涂刷防锈漆，或者其它保护材料。
9.2空调系统的保温
9.2.1保温的类型
?
保热：
热水系统，蒸汽管道等；
保冷：
新风系统风管，冷冻水供回水管等；
9.2.2?
保温的目的
?
（1）为了避免空调系统因冷、热损耗大，造成经济上的不合理；
（2）为了避免由于冷、热损失，使介质温度达不到要求温度，因而不能保证室内参数；
（3）为了避免当管道穿过室内参数要求严格的空调房间，而管道散出的冷热量对室内参数影响不利；
（4）为了避免管道的冷表面结露。
9.2.3空调系统使用的保温材料
?
常用的保温材料有：
岩棉、离心玻璃棉、橡塑海绵、阻燃聚乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料等.
种类
密度
kg/m3
导热系数
w/m-K
吸水率
g/100cm2
透湿系数
g/m2-s-Pa
防火性能
参考价格
元/m2
备注
岩棉
100
0.038
83.3
1.3x10-5
不燃烧
板材600
管壳900
防水防腐性较差
离心玻璃棉
48
0.031-0.038
25（%随重量增加）
4x10-5
不燃烧
棉毡750
管壳1250
橡塑海绵
87
0.038
0.4
-
阻燃性
FV-0级
11000
阻燃聚乙烯泡沫塑料
22
0.031
0.05
4x10-11
离火自息
900
损害环境
硬质聚氨酯泡沫塑料
33
0.018
0.8
2.2x10-7
可燃，加阻燃剂后离火2s内自息
2500
损害环境
抗老化性能差
在本空调系统中：
风管使用玻璃棉，机房的水管使用橡塑，除机房外系统的水管使用玻璃棉。
9.3空调系统的消声
空调系统中的主要噪声源是通风机。
通风机噪声的产生和许多因素有关，尤其与叶片形式、片数、风量、风压等参数有关。
风机噪声是由叶片上紊流而引起的宽频带的气流噪声以及相应的旋转噪声，后者可由转数和叶片数确定其噪声的频率。
在通风空调所用的风机中，按照风机大小和构造不同，噪声频率大约在200～800Hz（即主要噪声处于低频范围内）。
所以，可以在新风机组出口处安装一个共振型消声器以达到消除低频噪声的目的。
空调系统的噪声源除风机外，还有由于风管内气流压力变化引起钢板的振动而产生的噪声。
尤其当气流遇到障碍物（如阀门）时，产生的噪声更大。
在高速风管中这种噪声不能忽视，而在低速系统中，由于管内风速的选定已考虑了声学因素所以可不必计算。
此外，由于出风口风速过高也会有噪声产生，所以在气流分布中都适当限制出风口的风速。
9.4空调装置的防振
空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外，还能通过建筑物的结构和基础进行传播。
而要削弱由机器传给基础的振动，只能消除它们之间的刚性连接。
即在振源和它的基础之间安设避振构件（如弹簧减振器或橡皮、软木等），可使从振源传到基础的振动得到一定的减弱。
第十章：
设计总结
通过本次课程设计，我学到了很多知识，很多在课堂上容易被我们忽视的知识，我设计的是贵阳市某三层办公楼的空调设计在设计过程中，我经过了气象资料查询，冷热负荷计算，风口的计算，风机盘管等设备的选择，还有系统的选择，风管和水管的水力计算，CAD绘图等。
在这次设计中，我深刻的了解到了对一栋楼的空调系统并没有我们刚开始想象的这么简单，通过这三个多星期的努力，终于完成了这次办公楼空调系统的设计，虽然还存在很多问题，很多不合理的地方，但我相信通过明年的毕业设计，一定能很好的设计出一套空调系统，在这次设计中，我遇到了很多困难，但是通过和同学之间的相互探讨，使我很好的解决了很多问题，也使我明白了，很多东西都要通过自己的实践才能得到答案的。
感谢负责这次设计的老师，感谢您耐心为我们解答疑问。
第十一章：
参考文献
[1]GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].
[2]GB/T50114-2001，暖通空调制图标准[S].
[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：
中国建筑工业出版社，1993.
[4]赵荣义.简明空调设计手册[M].北京：
中国建筑工业出版社，1998.
[5]建筑工程常用数据系列手册编写组.暖通空调常用数据手册[M].第二版，北京：
中国建筑工业出版社，2002.
[6]杨昌智，刘广大，李念平.暖通空调工程设计方法与系统分析[M].北京：
中国建筑工业出版社，2005.
[7]李娥飞.暖通空调设计与通病分析[M].第二版，北京：
中国建筑工业出版社，2004.
[8]赵荣义等.空气调节[M].第四版，北京：
中国建筑工业出版社，2009.
[9]黄翔.空调工程[M].北京：
机械工业出版社，2006.
附表（负荷表）
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