某建筑物空调系统设计毕业论文.docx
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某建筑物空调系统设计毕业论文
某建筑物空调系统设计毕业论文
1引言
空调的发源地在美国。
美国的空调文化以舒适性为主题，对于能源的消耗关注得较少。
因为美国的资源很丰富，人口也相对较少，所以从当初发展空调系统的时候对于空调能耗就不是很关注，而更关注空调舒适效果。
后来空调技术进入日本，空调文化的主题才开始发生转变。
由于日本这个国家的土地面积非常有限，而人口与美国相比却少不了多少，在这种情况下，日本的空调文化主题就侧重于节能，尽量少用能源，尽量使最少的能源发挥最大的空调效果，而且要尽量多使用高效的能源。
在这种背景下，多联空调机组应运而生。
1969年，日本大金开发出第一台家用多联式中央空调机组。
其后，大金分别于1982年和1986年开发出第一台VRV空调（变制冷剂流量系统）和变频VRV空调。
至今，大金公司已经对中央空调VRV技术进行了10多次的技术改良，从最初的非变频型的产品到交流变频多联产品，再到直流变速多联产品，目前己经形成了以直流变速为核心技术、最大到48饰的一拖多系列产品可以满足任何不同面积、不同装演、不同节能方面的要求。
近几年国中小型中央空调，尤其是多联机市场发展的速度非常快。
据中国制冷空调工业协会公布的数据显示，在、、等城市，约有26%的消费者愿意安装中央空调。
中央空调的需求量正以60%-70%的速度递增。
在这一增长数字中，多联机因其技术特性表现尤为突出。
根据目前家用中央空调的主推情况以及市场表现，多联机即将主导家用中央空调市场。
在分析家用中央空调为何短时期取得如此巨大的增长时，业人士习惯于将其归因于两点原因:
其一，我国房地产正逐渐升温，尤其是200平方米以上的大户型多居室的单元房、复式建筑、别墅群、高档公寓楼、商住楼等的大量发展，促使家用中央空调市场容量快速增长；其二，户式中央空调机组的容量大致在7-80千瓦之间，适合于单元住房面积在80-600平方米的住宅或别墅使用，它兼具传统中央空调和房间空调器两者的优点，具有舒适、节能、容量调节方便、保证全居室所有房间的空调效果、不破坏建筑外观、物业管理方便、随用随开、易于引入新风等突出的优点。
家用中央空调在欧美、日本的公寓、住宅、别墅己普遍使用，美国使用率超过70%，日本也超过50%，而我国家用中央空调使用率仅占5%左右，甚至更低。
这意味着我国在家用中央空调领域将有着较大的市场增长空间。
从主流家用中央空调企业的表现可以很明显地看出，多联机己经明显占据主导地位。
目前，在市场上表现较为强势的家用中央空调品牌中，主推多联机者己经占有较大比重，比如国产品牌代表例如美的、海尔、格力、海信日立、志高等以及外资品牌代表大金、东芝开利等。
2设计概况
2.1概况
本次设计为我校一南教学楼空调系统设计，建筑总面积约为4923.84m2，地理位置是市，市位于省北部，地势平缓，每年会刮比较多的风。
该教学楼教室有三种普通教室、阶梯教室、合班教室。
本系统管线布置简单，施工步骤少，本次设计的容主要是夏季空调系统，不管是从经济性、适用性、使用时间长短，还是从外观布局、干净程度的角度来看，系统设计都能满足教学楼用途的要求。
此次设计打算对普通教室、阶梯教室、合班教室使用风机盘管加新风系统。
2.2设计所需参数
通过上网和查阅参考文献可得市室外气象参数和确定空调房间室计算参数，分别列入表2.1和表2.2。
表2.1市室外气象参数[1]
大气压/Pa
室外计算干球温度/℃
夏季室外计算湿球温度/℃
室外平均风速/（m/s）
夏季空调室外计算日平均温度℃
99853
34.4
27.6
2.2
30.4
表2.2各空调房间室计算参数
夏季
新鲜空气量
噪声标准
温度（℃）
相对湿度（%）
m3/h•人
db（A）
25
40%
30-40
45
3空调系统负荷计算
一南教学楼一层有两种教室，一种是比较大的阶梯教室另一种是普通教室，首先以一南101（记为101教室）和107教室（计为107教室）为例计算夏季冷负荷，取下午三点的参数来计算，并把101教室和107教室在该时刻的负荷统计成表。
其他各层各房间计算结果计算过程中都有列出。
各参数及公式主要来自文献1。
3.1外墙和屋顶传热以及墙瞬变传热形成的冷负荷
选取一个当量室外温度——冷负荷计算温度
来表示所有室外作用。
（3.1）
式中
—外墙和屋顶得热形成的逐时冷负荷（W）；
—外墙或屋顶的传热系数[W/（m2·℃）]，外墙取1.97W/（m2·℃）；
—外墙和屋顶的面积（m2）；
—外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值（℃）；
—冷负荷计算温度tlf关于地区的修正值（℃）；
由于一到五层靠南墙的教室需要计算外墙的逐时冷负荷以及围护结构的冷负荷。
而靠北的合班教室因为没有外墙所以只需呀计算围护结构的冷负荷，六层的计算是外墙与屋顶的冷负荷。
一层教室的逐时冷负荷的计算：
表3.1室外温度逐时计算系数β[2]
时刻
1:
00
2:
00
3:
00
4:
00
5:
00
6:
00
7:
00
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
β
-0.35
-0.38
-0.42
-0.45
-0.47
-0.41
-0.28
-0.12
0.03
0.16
0.29
0.40
时刻
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
23:
00
24:
00
β
0.48
0.52
0.51
0.43
0.39
0.28
0.14
0.00
-0.10
-.17
-0.23
-0.47
101教室的几何参数：
长12.65m，宽9m，高3.8m。
表3.2101教室外墙逐时冷负荷的计算[3]
K
外墙或屋顶的传热系数[W/（m2•℃）]
外墙取1.97W/（m2·℃）从参考资料书3中查得
F
外墙和屋顶的面积（m2）
F=12.85×3.8+9×3.8-3×3.5×2.2=59.93
tlf
外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值（℃）
tlf=30.4℃
to.s
夏季空调室外计算干球温度
to.s=34.4℃
td
冷负荷计算温度tlf关于地区的修正值（℃）
td=β△td=β（to.s-tlf）／0.52=0.51×（34.4-30.4）÷0.52=3.9
tN
室空气设计温度（℃）
tN=25℃
LQw
外墙和屋顶得热形成的逐时冷负荷（W）
LQw=KF[（tlf+td）-tN]=1.97×59.93×[（30.4+3.9）-25]=1097.98
3.2墙瞬变传热引起的冷负荷
墙、楼板等室结构瞬变传热形成的逐时冷负荷计算公式：
（3.2）
式中：
—围护结构传热面积，（m2）；
—围护结构传热系数，（W/m2·K）
—室设计温度，（℃）；
—相邻非空调房间的平均计算温度，（℃）；可以用下式计算：
式中：
—夏季空调室外计算日平均温度，（℃）；
—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。
其中：
查取夏季空调室外计算日平均温度
=30.4℃
根据说明选取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
=2℃
由上述公式计算得
=32.4℃
表3.3101教室墙瞬变传热形成的冷负荷计算
围护结构传热系数[W/（m2•℃）]
查参考资料书3得墙传热系数为1.07W/（m2·℃）
墙的面积（m2）
=12.85×3.8-2×3-3=39.83
室空气设计温度（℃）
=25℃
相邻非空调房间的平均计算温度（℃）
=32.4℃
墙瞬变传热形成的冷负荷
=1.07×39.83×（32.4-25）=
315.37
表3.4107合班教室外墙逐时冷负荷的计算
K
外墙或屋顶的传热系数[W/（m2•℃）]
外墙取1.97W/（m2·℃），从参考资料书3中查得
F
外墙去掉窗户的面积（m2）
F=12.85×3.8-3.6×2.2-1.8×2.2-2.4×2.2=31.67
tlf
外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值（℃）
tlf=30.4℃
to.s
夏季空调室外计算干球温度
to.s=34.4℃
td
冷负荷计算温度tlf关于地区的修正值（℃）
td=β△td=β（to.s-tlf）／0.52=0.51×（34.4-30.4）÷0.52=3.9
tN
室空气设计温度（℃）
tN=25℃
LQw
外墙和屋顶得热形成的逐时冷负荷为
LQw=KF[（tlf+td）-tN]=1.97×31.67×[（30.4+3.9）-25]=580.23
表3.5107合班教室墙瞬变传热形成的冷负荷计算
K
围护结构传热系数[W/（m2•℃）]
查参考资料书3得墙传热系数为1.07W/（m2•℃）
F
墙的面积（m2）
F=12.85×3.8+2×9×3.8-2×3-3=108.23
tN
室空气设计温度（℃）
tN=25℃
tls
相邻非空调房间的平均计算温度（℃）
=32.4℃
LQN
教室墙瞬变传热形成的冷负荷
=1.07×108.23×（32.4-25）=856.97
106教室冷负荷的计算
106教室长11.95m,宽9m,高3.8m,
窗户面积为：
3×3.5×2.2=23.1m2,
门的面积为：
2×3+3=9m2
外墙面积：
F=11.95×3.8-23.1=22.31m2
外墙冷负荷：
LQw=1.97×22.31×（34.1-25）=399.95W
墙面积
F=11.95×3.8-9=36.41m2
墙瞬变传热形成的冷负荷
LQN=36.41×（32.4-25）=269.43W
阶梯教室外墙逐时冷负荷的计算
阶梯教室长18m，宽10.5m，高6.2m，窗户面积为60m2，门的面积为6m2。
与以上的计算方法相同：
阶梯教室外墙与屋顶（不计窗户）的面积：
F=18×6.2×2+10.5×6.2+18×10.5-60-2×3=411.3m2
阶梯教室的外墙与屋顶冷负荷为：
LQw=1.97×411.3×（34.1-25）=7373.38W
阶梯教室墙面积：
F=10.5×6.2-2×3×3=45.1m2
阶梯教室墙瞬变传热形成的冷负荷
LQw=45.1×（32.4-25）=333.74W
306教室冷负荷的计算：
三楼306教室因窗户的面积与其它教室不同，所以也要单独计算306教室的长为11.95m,宽为9m,高为3.8m,窗户面积为：
4×2.2×2.4=21.12m2,,门的面积为2×3+3=9m2
外墙面积：
F=11.95×3.8-21.12=24.29m2
外墙冷负荷
LQw=1.97×24.29×（34.1-25）=435.45W
墙面积
F=11.95×3.8-9=36.41m2
墙瞬变传热形成的冷负荷
LQN=36.41×（32.4-25）=269.43W
六楼的教室因为是处在顶楼所以多了一个屋顶的冷负荷，六楼单独的外墙屋顶冷负荷计算如下：
601教室外墙和屋顶冷负荷的计算：
601教室长12.85m,宽9m,高3.8m,
窗户面积为：
3×3.5×2.2=23.1m2,
外墙和屋顶的面积为：
F=12.85×3.8+9×3.8+12.85×9-3×3.5×2.2=175.58m2
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