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空气调节课程设计

专业：

建筑环境与能源应用工程

第1章空调冷负荷计算

1.1负荷计算方法及公式

1.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式

1.1.2外窗的温差传热冷负荷

1.1.3外窗太阳辐射冷负荷

1.1.4内围护结构的传热冷负荷

1.1.5人体冷负荷

1.1.6灯光冷负荷

1.1.7设备冷负荷

1.1.8渗透空气显热冷负荷

1.2各房间冷负荷计算

1.3各层房间冷负荷计算汇总

第2章空调系统方案的比较选择

2.1空调系统方案选择

2.2空调水系统的设计

第3章送风量的确定和机组的选型

3.1送风量的确定

3.2风机盘管选型

3.3空气处理机组选择

第4章空调风系统的设计

4.1气流组织形式

4.1.1确定送风方式4.1.2送风口形状

4.1.2送风口形状

4.1.3回风口布置方式与型式

4.2风系统设计方案

4.2.1风管材料

4.2.2风管的形状与尺寸

4.2.3风管内的风速

4.2.4风管的布置

4.2.5风管阀门

4.3风管水力计算（假定流速法）

4.3.1采用假定流速法计算管径.

4.3.2最不利环路阻力计算

第5章空调水系统的设计

5.1水系统管路布置

5.2管径确定

5.3水力计算阻力平衡

5.4冷凝水管的设计

5.5系统供回水立管设计：

参考文献

第一章空调冷负荷计算

1.1负荷计算方法及公式

1.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式

外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ（W），按下式计算：

CLQτ=KFΔtτ-ξ （1-1）

式中F—计算面积，㎡；

τ—计算时刻，点钟；

τ-ξ—温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，点钟；

Δtτ-ξ—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。

1.1.2外窗的温差传热冷负荷

通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算：

CLQτ=KFΔtτ（1-3）

式中 Δtτ—计算时刻下的负荷温差，℃；

K—传热系数。

1.1.3外窗太阳辐射冷负荷

透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：

1.当外窗无任何遮阳设施时

Qτ=FCsCaJwτ（1-4）

式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；

2.当外窗只有内遮阳设施时

Qτ=FCsCaCnJwτ（1-5）

式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；

3.当外窗只有外遮阳板时

4.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时

Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa（1-6）

式中 Jnτ—计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/㎡；

Jnnτ—计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/㎡；

F1—窗上收太阳直射照射的面积；

F—外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）㎡

Ccl、CclN—冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），按纬度取值；

Ca—窗的有效面积系数；

Cs—窗玻璃的遮挡系数；

Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数；

1.1.4内围护结构的传热冷负荷

1.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式（1-1）计算。

2.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式（1-1）计算，或按式（1-2）估算。

此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj，应按"零"朝向的数据采用。

2.当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：

Q=KF（twp+Δtls-tn）（1-8）

式中 Q—稳态冷负荷，下同，W；

twp—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；

tn—夏季空气调节室内计算温度，℃；

Δtls—邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。

1.1.5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=nq1CclrCr（1-9）

式中 Cr—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；

Cclr—人体显热散热冷负荷系数。

1.1.6灯光冷负荷

照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，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（1-10）

2.镇流器装在空调房间内的荧光灯

Q=1200n1NXτ-T（1-11）

3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯

Q=1000n0NXτ-T（1-12）

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。

1.1.7设备冷负荷

热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：

Qτ=qsXτ-T（1-13）

式中 T—热源投入使用的时刻，点钟；

τ-T—从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，ｈ；

Xτ-T—τ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数；

qs—热源的实际散热量，W。

电热、电动设备散热量的计算方法如下：

1.电热设备散热量

qs=1000n1n2n3n4N（1-14）

2.电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量

qs=1000n1aN（1-15）

3.只有电动机在空调房间内的散热量

qs=1000n1a（1-η）N（1-16）

4.只有工艺设备在空调房间内的散热量

qs=1000n1aηN（1-17）

式中 N—设备的总安装功率，kW；

η—电动机的效率；

n1—同时使用系数，一般可取0.5-1.0；

n2—利用系数，一般可取0.7-0.9；

n3—小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右；

n4—通风保温系数；

a—输入功率系数。

1.1.8渗透空气显热冷负荷

1.渗入空气量的计算

（1）通过外门开启渗入室内空气量G1（kg/h），按下式估算：

G1=n1V1pw （1-18）

式中 n1—小时人流量；

V1—外门开启一次的渗入空气量，m^3/h；

pw—夏季空调室外干球温度下的空气密度，kg/m^3。

（2）通过房间门、窗渗入空气量G2（kg/h），按下式估算：

G2=n2V2pw（1-19）

式中n2—每小时换气次数；

V2—房间容积，m3。

2.渗透空气的显冷负荷Q（W），按下式计算：

Q=0.28G（tw-tn）（1-20）

式中 G—单位时间渗入室内的总空气量，kg/h；

tw—夏季空调室外干球温度，℃；

tn—室内计算温度，℃。

1.2各房间冷负荷计算

由于外墙为内抹灰，外抹水泥沙浆的37实心砖墙，属Ⅱ型，K=1.5W/㎡·℃。

屋面为300mm厚混凝土板加12.5mm厚加气混凝土保温层，属Ⅱ型，K=1.08W/㎡·℃。

外窗为采用标准玻璃的单层铝合金窗，全部挂淡色窗帘。

查《空气调节》附录2-9得外墙衰减系数β=0.15，衰减度ν=38.6，延迟时间ε=12.7h。

屋面衰减系数β=0.44，衰减度ν=19.24，延迟时间ε=8h。

外窗内遮阳系数Cn=0.50，窗玻璃的遮挡系数Cs=1.00。

属于中型房间

水资源机关办公室①房西外墙冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

1.5

19.35

CLQτ

377.33

348.30

319.28

290.25

水资源机关办公室①房北外墙冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

1.5

29.88

CLQτ

403.38

358.56

水资源机关办公室①房西外窗瞬时传热冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

3.3

4.1

6.8

7.7

8.3

8.8

9.2

9.3

9.1

8.6

4.54

7.56

CLQτ

113.26

140.72

171.61

205.93

233.39

264.28

284.88

302.04

315.77

319.20

312.33

295.17

274.58

水资源机关办公室①房西外窗日射得热引起的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

32.64

45.9

58.14

68.34

75.48

80.58

131.58

227.46

308.04

349.86

337.62

268.26

114.24

7.56

CLQτ

104.87

147.48

186.80

219.58

242.52

258.90

422.77

730.83

989.73

1124.10

1084.77

861.92

367.05

水资源机关办公室①房北外窗瞬时传热冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

3.3

4.1

6.8

7.7

8.3

8.8

9.2

9.3

9.1

8.6

4.54

14.58

CLQτ

218.44

271.39

330.97

397.16

450.11

509.69

549.40

582.50

608.98

615.60

602.36

569.26

529.55

水资源机关办公室①房北外窗日射得热引起的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

50.47

49.44

57.68

67.98

75.19

80.34

81.37

79.31

73.13

65.92

69.01

71.07

29.87

14.58

CLQτ

312.74

306.35

357.41

421.24

465.91

497.83

504.21

491.44

453.15

408.47

427.62

440.39

185.09

水资源机关办公室①房屋顶冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

1.08

78.66

CLQτ

679.62

594.67

509.72

594.67

679.62

849.53

934.48

1019.43

1104.39

1189.34

水资源机关办公室①房人体散热形成的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-T

0.89

0.9

0.41

0.23

0.19

0.15

0.13

0.11

0.09

0.07

0.06

0.05

73.3

0.93

Qτ

606.70

613.52

279.49

156.79

129.52

102.25

88.62

74.99

61.35

47.72

40.90

34.08

水资源机关办公室①房照明散热形成的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-T

0.85

0.88

0.49

0.3

0.24

0.2

0.16

0.18

0.11

0.09

0.08

0.07

0.06

200

0.5

Qτ

85.00

88.00

49.00

30.00

24.00

20.00

16.00

18.00

11.00

9.00

8.00

7.00

6.00

水资源机关办公室①房分项逐时冷负荷汇总表

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

西外墙

377.33

348.30

319.28

290.25

北外墙

403.38

358.56

西外窗瞬时传热

113.26

140.72

171.61

205.93

233.39

264.28

284.88

302.04

315.77

319.20

312.33

295.17

274.58

西外窗日射得热

104.87

147.48

186.80

219.58

242.52

258.90

422.77

730.83

989.73

1124.10

1084.77

861.92

367.05

北外窗瞬时传热

218.44

271.39

330.97

397.16

450.11

509.69

549.40

582.50

608.98

615.60

602.36

569.26

529.55

北外窗日射得热

312.74

306.35

357.41

421.24

465.91

497.83

504.21

491.44

453.15

408.47

427.62

440.39

185.09

屋顶

679.62

594.67

509.72

594.67

679.62

849.53

934.48

1019.43

1104.39

1189.34

人体散热

606.70

613.52

279.49

156.79

129.52

102.25

88.62

74.99

61.35

47.72

40.90

34.08

照明散热

85.00

88.00

49.00

30.00

24.00

20.00

16.00

18.00

11.00

9.00

8.00

7.00

6.00

总计

2901.34

2942.84

2750.66

2692.09

2762.04

2925.46

3138.38

3557.25

3938.32

4107.38

4144.23

3961.02

3234.50

该房间最大冷负荷处在17:

00，为4144.23w

仓库、荣誉室北外墙冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

1.5

16.2

CLQτ

218.70

194.40

仓库、荣誉室北外窗瞬时传热冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

3.3

4.1

6.8

7.7

8.3

8.8

9.2

9.3

9.1

8.6

4.54

7.2

CLQτ

107.87

134.02

163.44

196.13

222.28

251.70

271.31

287.65

300.73

304.00

297.46

281.12

261.50

仓库、荣誉室北外窗日射得热引起的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

50.47

49.44

57.68

67.98

75.19

80.34

81.37

79.31

73.13

65.92

69.01

71.07

29.87

7.2

CLQτ

154.44

151.29

176.50

208.02

230.08

245.84

248.99

242.69

223.78

201.72

211.17

217.47

91.40

仓库、荣誉室屋顶冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-ε

1.08

41.4

CLQτ

357.70

312.98

268.27

312.98

357.70

447.12

491.83

536.54

581.26

625.97

仓库、荣誉室人体散热形成的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-T

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

73.3

0.93

Qτ

6.82

5.45

4.09

2.73

1.36

仓库、荣誉室照明散热形成的冷负荷

计算时刻τ

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

Δtτ-T

0.07

0.05

0.04

0.03

0.02

0.05

0.01

200

0.5

Qτ

7.00

5.00

4.00

3.00

2.00

5.00

1.00

仓库、荣誉室分项逐时冷负荷汇总表

计算时刻τ

10:

11:

12:

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