gjx暖通空调课程设计报告.docx

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gjx暖通空调课程设计报告

扬州大学水利与能源动力工程学院

本科生课程设计

课程：

暖通空调课程设计

题目：

南京鸿翔酒店暖通空调设计

专业：

建筑电气与智能化

班级：

建电1102班

姓名：

葛嘉新

学号：

111705205

指导老师：

丁兴凤

时间：

2013.12~2014.1

目录

1.设计任务-1-

1.1设计题目-1-

1.2设计目的-1-

1.3设计要求-1-

1.4原始资料-1-

1.5设计任务-2-

2.空调冷、热、湿负荷的计算-3-

2.1夏季空调室内冷负荷计算-3-

2.1.1建筑围护结构的冷负荷-3-

2.1.2内热源散热形成的冷负荷-3-

2.1.3渗透风耗冷量-3-

2.2夏季新风冷负荷的计算-3-

2.2.1最小新风量的确定-3-

2.2.2新风冷负荷的计算-4-

2.3夏季湿负荷的计算-4-

2.4冬季空调室内热负荷计算-4-

2.5冬季新风热负荷的计算-4-

2.6冬季湿负荷的计算-4-

2.7各房间冷、热、湿负荷汇总-5-

2.8空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量-5-

3.空调方案、冷热源方案的确定-7-

3.1空调方案的确定-7-

3.1.1空调系统的分类、特点及适用场合-7-

3.1.2本工程空调系统形式的确定-8-

3.2新风系统的功能与划分及房间新风供给方式-8-

3.2.1新风系统的功能-8-

3.2.2新风系统的划分、处理设备形式及其位置-8-

3.2.3各房间新风供给方式-8-

3.3室内气流分布方式的确定-9-

3.3.1典型的气流分布方式、特点及适用场合-9-

3.3.2常用送风口、回风口-10-

3.3.3本工程气流分布方式及送回风口形式的确定-10-

3.4空调水系统形式和水系统的划分-11-

3.4.1空调水系统分类及本工程水系统形式的确定-11-

3.4.2本工程水系统的划分-12-

3.5冷热源方案的比较及选择-12-

3.5.1常用的空调冷热源的组合形式及其特点-12-

3.5.2本工程空调冷热源形式的确定-12-

4.空调风系统的设计计算-13-

4.1空气-水风机盘管空调系统的设计计算-13-

4.1.1风机盘管的选型-13-

4.1.2新风机组的选型-13-

4.2室内气流分布计算-14-

4.2.1送风口的布置及尺寸的确定-14-

4.2.2回风口的布置及尺寸的确定-14-

4.3新风系统的水力计算-14-

4.3.1布置新风管路、确定风管形状-14-

4.3.2确定风管尺寸及新风入口大小-14-

5.空调水系统的设计计算-15-

5.1空调冷热水系统的水力计算-15-

5.1.1布置水管-15-

5.1.2空调冷热水管管径的确定-15-

5.1.3空调循环水系统排气和泄水-15-

5.2空调冷凝水管管径的确定-15-

5.3冷热源机房的设计-15-

5.3.1冷水机组和热交换器台数的确定-15-

5.3.2空调循环水泵的选择-15-

5.3.3本工程空调水系统原理图-15-

6.通风系统的设计-16-

6.1卫生间排风量的计算-16-

6.2卫生间通风器的选择-16-

7.室内温、湿度控制方案及空调系统的运行调节方案-17-

7.1风机盘管的局部调节-17-

7.2变流量系统的运行调节-18-

8.设备和管道的保温-19-

8.1保温的目的-19-

8.1确定需要保温的设备和管道-19-

8.2设备和管道的保温要求-19-

9.设计总结-20-

9.1感想与体会-20-

9.2参考文献-20-

9.3附CAD图-20-

1.设计任务

1.1设计题目

南京鸿翔酒店暖通空调设计

1.2设计目的

暖通空调课程设计是《暖通空调》课程的重要教学环节之一，通过这一环节达到了解暖通空调设计的内容、程序和基本原则，学习设计计算的基本步骤和方法，巩固《暖通空调》课程的理论知识，培养独立工作能力和解决实际工程问题的能力。

1.3设计要求

整个设计要求完成南京（上海）某酒店或某高校研究生公寓楼（按规定的轴线范围）暖通空调设计。

应将设计结果整理成设计计算说明书，其中包括：

原始资料、设计方案、计算公式、数据来源、设备类型、主要设备材料表。

设计成果还应能用工程图纸表达出来，要求绘出某酒店或某高校研究生公寓楼标准层暖通空调风平面图、水平面图及空调水系统原理图。

1.4原始资料

1.建筑物的平、立剖面图见建筑图，建筑平面尺寸以图纸为准，建筑层高为3.6m；走廊吊顶净高2.3米、卫生间及房间小走道吊顶净高2.5米。

2.按建筑物空调房间面积估算指标为：

旅馆客房标准层、学生公寓楼标准层：

夏季空调冷负荷指标均为80-110W/m2；冬季按建筑总面积考虑的热负荷指标为：

旅馆和公寓均为60-80W/m2。

3.旅馆：

客房标准层每个标准间住2人，鸿翔酒店电梯厅及休闲厅设4-6人，鸿翔酒店候梯厅设2-4人；公寓楼每标准间按实际情况考虑2人（或1人），休闲厅设2-4人，卫生要求需要的最小新风量为：

标准房间30m3/h·人，其它为15-25m3/h·人。

4.酒店和公寓标准房卫生间均设排风有系统，其排风量按换气次数5-10次/h计算；公共卫生间按不小于10次/h计算；

5.维持空调室内正压所需的换气次数按0.5-0.7次/h计算；

6.室内设计参数：

夏季：

tR=26-27℃，φR=40%-65%；

冬季：

tR=18-20℃，φR≥30%；

7.室外气象参数见《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范《GB50736-2012》。

（现直录如下）

①上海：

夏季空调室外计算干球温度：

34.4℃，夏季空调室外计算湿球温度：

27.9℃，夏季空调室外计算日平均温度：

30.8℃；冬季空调室外计算温度：

-2.2℃，冬季空调室外计算相对湿度：

75%；

②南京：

夏季空调室外计算干球温度：

34.8℃，夏季空调室外计算湿球温度：

28.1℃，夏季空调室外计算日平均温度：

31.2℃；冬季空调室外计算温度：

-4.1℃，冬季空调室外计算相对湿度：

76%；

8.城市热网提供0.8MPa的蒸汽。

1.5设计任务

1、收集相关资料，查阅相关规范，并熟悉规范条文。

2、完成（某）酒店（公寓楼）暖通空调设计，具体包括：

（1）空调负荷的计算；

（2）空调方案、冷热源方案的比较及选择；

（3）空调风系统的设计及计算；

（4）空调水系统的设计及计算；

（5）空调冷热源机房设计；

（6）通风系统的设计；

（7）室内温、湿度控制方案，空调系统的运行调节方案的选择。

4、撰写设计计算说明书。

5、绘图：

标准层风平面图，标准层水平面图，空调水系统原理图。

2.空调冷、热、湿负荷的计算

图2.1标间形状示意图

图2.2大厅形状示意图

2.1夏季空调室内冷负荷计算

夏季空调室内冷负荷包括：

建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形成的冷负荷。

2.1.1建筑围护结构的冷负荷

建筑围护结构的冷负荷包括：

（1）通过外墙和屋面瞬时传热而形成的冷负荷；

（2）通过外窗内外温差的瞬时传热和透过窗玻璃的日射得热而形成的冷负荷；（3）通过内墙、内门、等内维护结构和地面传热而形成的冷负荷。

2.1.2内热源散热形成的冷负荷

内热源（工艺设备、人体、照明等）散热形成的冷负荷包括：

（1）照明散热形成的冷负荷；

（2）人体散热形成的冷负荷；（3）工艺设备散热形成的冷负荷。

2.1.3渗透风耗冷量

有空调的房间，其室内与室外应该保持5-10Pa的压差，所以此时空气只有通过门窗缝隙由室内渗透到室外，而不会有热空气从室外渗入室内，因而可不考虑渗透风带入的耗冷量。

2.2夏季新风冷负荷的计算

2.2.1最小新风量的确定

（1）卫生要求：

即按规范规定需要的最小新风量为：

标准间30m3/h·人，其它：

15-25m3/h·人；

（2）补偿局部排风及保持室内正压要求（要求室内正压维持9.8Pa）：

标准间的局部排风量按各卫生间换气次数5-10次/h计算；维持空调室内正压按各房间换气次数0.5-0.7次/h计算；

（3）各房间最小新风量取

（1）和

（2）两者中的最大值。

房间的面积计算：

共21间面积近似相等的标间，面积取5×10=50m2，其中卫生间3×2.5=7.5m2，其他区域3×2.5+7×5=42.5m2，大厅：

10.95×4.5+10.8×13.25=192.4m2。

标间：

卫生要求：

每间2×30=60m3/h；

局部排风及正压要求：

卫生间7.5×2.5=18.75m3，总共3×5×2.5+7×5×3.6=163.5m3。

新风量18.75×5+163.5×0.5=175.5m3/h。

取较大值175.5m3/h

大厅：

0.5×2.3×（10.95×4.5+10.8×13.25）=221.23m3/h（>5×30m3/h）。

标准层一层总新风量21×175.5+221.23=3906m3/h，取空气密度1.2kg/m3

房间新风量0.0585kg/s，大厅0.0737kg/s，总共1.302kg/s

2.2.2新风冷负荷的计算

夏季新风冷负荷：

。

室外状态点tO=34.8℃，φO=60%，hO=90kJ/kg；室外状态点tR=26.0℃，φR=50%，hR=53kJ/kg。

标间：

0.0585×（90-53）=2.1645kW；大厅：

0.0737×（90-53）=2.7269kW；总共：

1.302×（90-53）=48.174kW。

2.3夏季湿负荷的计算

湿负荷：

。

取n=2，φ=0.93，g=109g/h，得每个标间的湿负荷5.64×10-5kg/s=202.90g/h；取n=5，φ=0.93，g=109g/h，得大厅湿负荷1.409×10-4kg/s=507.26g/h；一个标准层湿负荷4.768kg/h。

2.4冬季空调室内热负荷计算

（1）围护结构的基本耗热量（墙、吊顶、门、窗、地面）；

（2）附加耗热量（考虑朝向、风力及高度等修正）；（3）冷风渗透耗热量（空调室内正压，一般不考虑）。

2.5冬季新风热负荷的计算

各房间最小新风量同夏季，但新风热负荷计算公式变为

，故标间：

0.0585×1.005×（18.9+4.1）=1.3522kW；大厅：

0.0737×1.005×（18.9+4.1）=1.7036kW；总共：

1.302×1.005×（18.9+4.1）=30.0957kW。

2.6冬季湿负荷的计算

同夏季湿负荷。

2.7各房间冷、热、湿负荷汇总

表2.1冷、热、湿负荷汇总

夏季冷负荷

总冷负荷（kW）

新风冷负荷（kW）

室内冷负荷（kW）

湿负荷（g/h）

一个标间

4.5

2.16

2.33

202.90

大厅

15.4

2.73

12.67

507.26

一层楼

109.9

48.17

63.63

4768

冬季热负荷

总热负荷（kW）

新风热负荷（kW）

室内热负荷（kW）

湿负荷（g/h）

一个标间

3.5

1.35

2.15

202.90

大厅

11.54

1.70

9.84

507.26

一层楼

85.04

30.10

54.94

4768

说明：

夏季空调总冷负荷：

标间取90W/m2，大厅取80W/m2；冬季空调总热负荷：

标间取70W/m2，大厅取60W/m2。

2.8空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量

1.建筑物的总冷、热负荷为各空调房间所得负荷相加；

2.空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量应以建筑物总冷、热负荷为基础，加上：

（1）风系统附加系数K1：

通风机机械能转变为热量、风管温升（或温降）漏风等引起的附加冷（热）负荷，风系统的冷（热）量附加—以附加系数K1表示，一般取：

制冷：

K1=5%-10%，制热：

因风管温降的热损与风机散热影响可抵消，K1=0%；

（2）水系统附加系数K2：

水泵机械能转变为热量、冷冻水管温升（热水管温降）等引起的附加冷（热）负荷（即：

间接制冷系统的冷损失），简言之：

水系统的冷量附加，以附加系数K2表示，一般取：

制冷：

K2=7%-15%，制热：

因水管温降热损与水泵散热影响可抵消K2=0%

（3）同时使用系数K3：

计算空调冷源设备需要提供的的总供冷量时，要考虑同时使用系数。

因为夏季空调冷负荷计算法应该采用采用动态计算法，而估算冷指标的是基于夏季冷负荷得到的，即以各房间出现的最大冷负荷为基准得到的建筑物单位空调面积指标，就是以估算冷指标乘以各空调房间面积计算出的各房间冷负荷是逐时冷负荷的最大值，它是用于选末端设备容量的依据。

而制冷系统的总装机容量并不是所有空调房间最大冷负荷的叠加。

因为各空调房间的朝向、工作时间并不一致，它们出现最大冷负荷的时刻也不会一致，简单的将各房间的最大冷负荷相叠加势必造成制冷系统总装机容量过大，所以必须考虑同时使用系数K3，一般取：

K3=70%-90%。

计算空调热源设备需要提供的的总供冷热量时，不需要考虑同时使用系数K3，因为热指标的是基于冬季热负荷得到的，而冬季热负荷计算采用的是稳态算方法。

另外，夏季的新风冷负荷部分也不需要考虑K3，因为新风机组是连续运行的。

（4）因本工程为舒适型空调的类型，空调风系统夏季应采用最大送风温差送风，即：

应直接采用机器露点送风，而不应采用再热式系统，故不需要考虑再热冷负荷。

即：

Q冷=K3（1+K1）（1+K2）QC；Q热=（1+K1）（1+K2）Qh。

（新风机组不考虑K3）

以此数据作为选择空调冷热源容量的大小，不应另作附加。

夏季，每层新风冷负荷48.17kW，室内冷负荷63.63kW，冷水机组的总供冷量：

Q冷=12×（1.05×1.1×48.17+1.05×1.1×0.8×63.63）=1377.32kW；冬季，每层新风热负荷30.10kW，室内热负荷54.94kW，热交换器的总供热量：

Q热=12×（30.10×1.0×1.0+54.94×1.0×1.0）=1020.48kW。

3.空调方案、冷热源方案的确定

3.1空调方案的确定

3.1.1空调系统的分类、特点及适用场合

（1）全空气系统：

完全由空气来负担房间冷热负荷的系统。

分类：

按送风参数分为单送风参数系统和双（多）送风参数系统；按送风量是否恒定分为定风量系统和变风量系统；按使用空气来源分为全新风系统、再循环系统和回风式系统。

特点：

在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有多种处理功能和较强的处理能力，尤其是较强的除湿能力。

系统维修方便，不影响空调房间正常使用。

适用：

适用于冷负荷密度大、潜热负荷大（室内热湿比小）、或对室内含尘浓度有严格控制要求的场所；高大空间的场所；一个系统有多个负荷参差不齐、运行时间不完全相同的房间或区域；一个系统的多个房间之间要避免污染物传播的；旧建筑物加装空调系统。

但该系统需要空调机房及布置较大风管，故在建筑层高低、建筑面积紧张的场所收到限制。

（2）空气-水系统：

由空气和水共同承担空调房间冷热负荷的系统。

分类：

按末端设备形式分为空气-水风机盘管系统、空气-水诱导器系统和空气-水辐射板系统。

空气-水风机盘管系统与全空气系统相比的优点：

1）各房间的温度可独立调节，当房间不需要空调时，可关闭风机盘管（关闭风机），节约能源和运行费用；2）各房间的空气互不串通，避免交叉污染；3）风、水系统占用建筑空间小，机房面积小（因为新风系统风量小，仅为全空气系统的15%~30%），水的密度比空气大，输送同样能量时水的容积流量不到空气流量的千分之一，水管比风管小得多；4）水、空气的输送能耗比全空气系统小（原因同上）。

缺点：

1）末端设备多且分散，运行维护工作量大；2）风机盘管运行时有噪声；3）对空气中悬浮颗粒的净化能力、除湿能力和对湿度的控制能力比全空气系统弱

空气-水诱导器系统与空气-水风机盘管系统相比优点：

1）诱导器不需要消耗风机电功率；2）喷口小的诱导器噪声比风机盘管低；3）诱导器无运行部件，设备寿命比较长。

缺点：

1）相同制冷量下，诱导器体积比风机盘管大；2）由于诱导器无风机，盘管前只能用效率低的过滤网，盘管易积灰；3）一次风系统停止运行，诱导器就无法正常工作；4）采用高速喷嘴的诱导器，一次风系统阻力比风机盘管的新风系统阻力大，功率消耗多。

空气-水辐射板系统优点：

室内环境舒适度较高，可以应用自然冷源，比较节能；缺点：

供冷能力弱，只能用于单位面积冷负荷比较小的场所。

（3）冷剂式系统：

空调房间的负荷由制冷剂直接负担的系统，制冷系统的蒸发器或冷凝器直接从空调房间吸收/放出热量，又称机组式系统。

特点：

1）体积小，自动化程度高，节能，但基本上只能选择电能；2）分散布置，满足各房间的不同需要，灵活方面，各房间不会串污染、串声，火灾时抑制火灾蔓延，但维修管理麻烦；3）寿命短，对建筑外观有影响；4）新风供给难以实现，卫生要求难保证。

3.1.2本工程空调系统形式的确定

为了满足各房间不同时刻不同需要，为了集约化管理，本工程采用空气-水系统中的空气-水风机盘管系统，即风机盘管加独立新风系统空气-水半集中式空调系统。

3.2新风系统的功能与划分及房间新风供给方式

3.2.1新风系统的功能

新风系统承担着向房间提供新风的任务。

风机盘管加独立新风系统一般用于民用建筑中，因此新风系统的主要功能是满足稀释人群及其活动所产生污染物的要求和人对室外新风的需求。

3.2.2新风系统的划分、处理设备形式及其位置

新风系统的划分原则：

1）按房间功能和使用时间划分系统；2）有条件时，分楼层设置新风系统；3）高层建筑中可以若干楼层可用一个系统，但不能太大，否则各个房间风量分配很困难。

本工程中空气-水系统中的空气系统是新风系统，这种系统实质上是一个定风量系统，划分原则是功能相同、工作班次一样的房间可划分为一个系统；虽然新风量与全空气系统的送风量相比小很多，但系统也不宜过大，否则各房间或区域的风量分配很困难；有条件时可分层设置，也可以多层设置一个系统。

本工程采用每层设置两个新风机组，因为无独立的新风机房，新风机组宜采用吊顶式（薄形）机组，吊装在各层的走道内。

3.2.3各房间新风供给方式

房间中新风供应有以下两种方式：

（1）新风管直接送到风机盘管吸入端，与房间的回风混合后，再被风机盘管冷却（或加热）后送入室内。

这种方式的优点是比较简单，缺点是一旦风机盘管停机后，新风将从回风口吹出，回风口一般都有过滤器，此时过滤器上灰尘将被吹入房间；如果新风已经冷却到低于室内温度，导致风盘管进风温度降低，从而降低了风机盘管的出力。

因此，一般不推荐采用这种送风方式。

（2）新风与风机盘管的送风并联送出，也可以各自单独送入室内。

这种系统从安装稍微复杂一些，但避免了上述两条缺点，卫生条件好，应优先采用这种方式。

图3.1新风与风机盘管的送风并联送出图3.2新风管直接送到风机盘管吸入端

3.3室内气流分布方式的确定

气流分布的流动模式取决于送回风口的位置、送风口的形式等因素，其中送风口（位置、形式、规格、出风速度等）是气流分布的主要影响因素。

3.3.1典型的气流分布方式、特点及适用场合

（1）侧送风气流组织方式：

上送上回或上送下回。

特点：

侧向送风设计参考数据：

1）送风温差一般在6~10℃以下；2）送风口速度在2~5m/s之间；3）送风射程在3~8m之间；4）送风口每隔2~5m设置一个；5）房间高度一般在3m以上，进深为5m左右；6）送风口应尽量靠近顶棚，或设置向上倾斜15~20°的导流叶片，以形成贴附设流。

适用场合：

跨度有限、高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭等一般空调系统；以及空调精度Δt=±1℃的工业建筑。

风口类型：

常用双层百页风口。

（2）顶送风气流组织方式：

上送下回或上送上回。

特点：

1）平送：

送风温差小于等于6~10℃，喉部风速2~5m/s，散流器间距3~6m，中心距墙大于等于1m。

2）下送：

房间高度3.5~4.0m，喉部风速2~3m/s，散流器间距小于3m。

适用场合：

大跨度、高空间，如购物中心，大型办公室，展馆等一般空调；空调精度Δt=±1℃或Δt≤±0.5℃的工艺性空调。

风口类型：

方形、圆形、条缝型散流器等

（3）孔板送风气流组织方式：

上送下回（最常见）；一侧送另一侧回；下送上回（应用较少）。

特点：

房间高度小于5m；空调精度Δt=±1℃或Δt≤±0.5℃；单位面积送风量大，工作区要求风速小。

适用场合：

高精度恒温恒湿空调或净化空调。

（4）喷口送风气流组织方式：

上送下回式。

特点：

出口风速高，射程长，一般同侧回风，工作区在回流区，送、回风口布置在同一侧；出风速度一般为：

4~10m。

适用场合：

空间较大的公共建筑物如影剧院、体育场馆。

（5）置换通风气流组织方式：

下送上回。

特点：

送风温差小，送风温差一般以2~3℃为宜；送风速度小，送风速度一般不超过0.5~0.7m/s；节能舒适（Ev、ηa较高）。

适用场合：

有夹层地板可供利用。

（6）个性化送风气流组织方式：

岗位送风。

3.3.2常用送风口、回风口

常用送风口有活动百叶风口、远程送风的喷口、散流器、条形散流器旋流式风口、置换送风口。

常用回风口有隔珊式风口、开式百叶回风口。

3.3.3本工程气流分布方式及送回风口形式的确定

本工程采用：

标准房间气流分布方式：

上侧送上回式，双层百叶送风口，单层百叶或格栅回风口其它地方：

采用顶送顶回的方式，用散流器送风口，单层百叶或格栅回风口。

上侧送上侧回气流分布方式。

原因：

双层百叶风口有两曾可调节角度的活动百叶，短叶片用于送风气流的扩展角，也可用于改变气流的方向，而调节长叶片可以是送风气流贴着附顶棚或下倾一定角度；格栅回风口风口内用薄板隔成小方格，流通面积大，外形美观。

图3.3本工程气流分布方式图3.4双管制系统原理图

3.4空调水系统形式和水系统的划分

3.4.1空调水系统分类及本工程水系统形式的确定

（1）双管系统（如图3.4）由一条供水管和一条回水管构成，供水管根据季节统一向房间供给冷冻水或热水。

难于满足过渡季有些房间要求供冷、又有些房间要求供热，即同一时间即供热水又供冷水的要求。

但由于其系统简单、初投资低，目前用得最普遍。

四管制系统由两条供水管和两条回水管构成。

两条供水管和两条回水管分别由于供冷冻水和供热水。

冷、热水有两套独立的系统，可满足建筑物内同时供冷和供热的要求，控制方便，但管路复杂，管路占用建筑空间比双管大系统，初投资较高，多用于舒适性要求较高的建筑内。

对于只供冷或供热的风机盘管系统应采用双管系统。

若建筑物中基本上无同时供冷和供热的要求，也应采用双管系统。

对于建筑物内区和周边区有不同的供冷和供热要求的建筑物，可考虑采用内区和周边区分设系统，并采用分别并联到冷源和热源上的双管系统。

对于有同时供冷和供热要求，且对环境控制要求高的建筑物，建议采用四管系统。

本工程没有同时供冷和供暖的需求，故采用双管制系统。