卢建巍-某三层宿舍的全空气空调系统设计.doc
《卢建巍-某三层宿舍的全空气空调系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《卢建巍-某三层宿舍的全空气空调系统设计.doc（76页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
东海科学技术学院本科毕业论文摘要
目录
中英文摘要 1
1 工程的基本资料 3
1.1 工程概况 3
1.2 工程图简介：
3
1.3 设计依据 6
1.4 设计任务 6
1.5 设计说明 6
2 负荷计算 9
2.1 冷负荷的构成 9
2.2 冷负荷计算 9
2.2.1 外墙和屋顶传热引起的冷负荷：
9
2.2.2 外窗的冷负荷 9
2.2.3 照明散热形成的冷负荷 10
2.2.4 人体散热形成的冷负荷 10
2.2.5 设备冷负荷 11
2.2.6 附加耗热量 12
2.2.7 通过门窗缝隙的渗透耗热量 12
2.3 外维护结构负荷计算 15
2.4 设备散热冷负荷 18
2.4.1 电器设备冷负荷 18
2.4.2 照明散热形成的冷负荷 18
2.5 人员散热冷负荷 19
2.6 冷负荷汇总 19
各层汇总 20
3 空调系统的选择和气流组织计算 22
3.1 空调系统 22
3.2 系统方案比较及决定 22
3.3 风量的计算 24
3.3.1 确定送风点 24
3.3.2 风量的计算 25
3.3.3 计算新风量和回风量 26
3.3.4 气流组织计算 26
3.3.5 确定换气次数 27
3.3.6 确定送风速度 27
3.3.7 确定送风口数目 27
3.3.8 确定送风口尺寸 28
3.3.9 校核贴附长度 29
3.4 射程计算 30
3.5 校核房间高度 31
4 设备的选型 35
5 风管的布置及水力计算 36
5.1 空调管路系统的设计原则 37
5.2 计算依据 38
5.3 计算公式 39
5.4 局部阻力和摩擦阻力的计算 39
5.4.1 摩擦阻力部分 39
5.4.2 局部阻力部分 40
5.5 回风口的选择计算 47
6 管道的保温设计 49
6.1 管道的保温设计依据 49
6.2 风管的保温设计 50
7 系统效果测定漏风量的检查 53
8 空调系统消声与隔振 56
8.1 空调系统的消声设计 56
8.2 空调系统隔振设计 58
小结 61
[参考文献] 63
东海科学技术学院本科毕业论文摘要
某三层宿舍的全空气空调系统设计
卢建巍
（浙江海洋学院船舶与建筑工程学院，浙江舟山316004）
摘要
本次设计建筑为北京某三层宿舍，随着当今人们对生活工作环境要求的不断提高，设计合理的中央空调系统对一幢建筑物来说非常重要，只有合理的空调系统才能为室内人员提供最舒适的生活工作环境。
本次设计经过多方考虑，决定采用全空气空调系统。
本次设计的内容基本包括：
对建筑概况进行系统的了解分析，然后进行建筑各个房间冷热负荷的计算；根据负荷来确定空调系统方案；根据计算数据进行设备的选型；风系统的设计与计算：
室内送风方式与气流组织形式的选定；根据具体情况对各个房间进行风管和风口的布置，在图纸中选定最不利管路来进行水力计算；风管的保温设计；空调系统的防声隔振设计。
本次设计也针对空调系统的漏风问题进行了简单的分析。
[关键词]冷负荷；设备选型；水力计算；气流组织
Fullairconditioningsystemdesignforathree-tierbuilding
Lujianwei
SchoolofNavalArchitectureandCivilEngineering,ZhejiangOceanUniversity,Zhoushan,Zhejiang316004
[Abstract]Thedesignisforathree-tierbuildinginBeijing,withpeoplelivingandworkingenvironmentoftodayrequiresthecontinuousimprovement，thecentralair-conditioningsystemdesignedforabuildingisveryimportant,onlyreasonableforindoorairconditioningsystemtoprovidethemostcomfortableLivingandworkingenvironment.Thedesignaftercarefulconsideration,decidedtoadoptthewholeairconditioningsystem.Thebasicdesignofthecontentinclude:
Overviewofsystematicunderstandingofarchitecturalanalysis,andthenbuildingeachroomcoolingandheatingloadcalculation;underloadtodeterminetheairconditioningsystem;calculateddatabasedontheselectionofequipment;airsystemdesignandCalculation:
Indoorairwayandairflowintheformofselection;accordingtothespecificcircumstancesofeachroomandairductlayout,selectedinthedrawingforthemostunfavorablehydraulicpipingcalculations;airductinsulationdesign;air-conditioningsystemsAnti-noiseisolationdesign.Thedesignfortheairconditioningsystemairleakageproblemsaresimpleanalysis.
[Keywords]coolingload;equipmentselection;hydrauliccalculation;airflow
74
东海科学技术学院本科毕业论文正文
1工程的基本资料
1.1工程概况
本建筑位于北京市。
为三层建筑，层高3.8米。
对此建筑进行中央空调系统设计。
计算参数：
外墙：
砖墙（外墙保温,保温层用水泥膨胀珍珠岩40mm厚），传热系数，衰减系数，衰减度，延迟时间。
图1膨胀珍珠混凝土墙体结构图
内墙：
为120mm砖墙，内外粉刷，，传热系数，衰减系数，衰减度，延迟时间。
外窗：
均为单层玻璃钢窗，，挂浅色内窗帘，无外遮阳，Cn=0.5。
室内设计温度。
1.2工程图简介：
建筑外维护结构基本为窗结构，下面列出各层平面图，做细部介绍。
一层平面图：
图2
第一层大致被分为6个块，分别为工作室1、工作室2、工作室3、工作室4、贵宾室和接待大厅，为了使建筑更为美观，所以外维护结构基本为窗结构。
二层平面图：
图3
此建筑各层结构基本想同，一层接待大厅上面为中空，贵宾室上面为会议室。
二层设有展廊，展出公司产品。
三层平面图：
图4
1.3设计依据
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
学院对空调与供暖的使用要求（见中央空调工程设计方案招标书）
<<中国供暖通风空调设备手册>>（机械工业出版社）
房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）
<<简明空调设计手册>>（中国建筑工业出版社）
民用建筑采暖通风设计技术措施
1.4设计任务
根据设计任务书完成杭州某医院职工住宅楼中央空调的设计。
空调房的得热量由下列各项得热量组成：
1.通过围护结构传入室内的热量；
2．透过外窗进入室内的太阳辐射热量；
3．人体散热量；
4．照明散热量；
5．设备散热量；
6．伴随各种散湿过程产生的潜热量。
1.5设计说明
1.5.1室外设计参数：
夏季：
夏季大气压为：
99860Pa,空调室外干球温度为：
33.2℃，
室外相对湿度：
59%空调室外湿球温度为：
26.4℃。
冬季：
冬季大气压为：
102040Pa,室外供暖计算干球温度为：
-7℃。
室外相对湿度：
56%空调室外通风计算温度为：
-5℃。
地表面年平均温度为：
13.7℃。
地表面最冷月平均温度为：
-5.4℃，
地表面最热月平均温度为：
29.4℃。
年平均日照：
2780.2小时。
1.5.2维护结构构造
根据节能规范北京为寒冷地区，综合考虑建筑技术要求、公共建筑节能规范及相关国家规范标准要求:
表1.1寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位
体形系数0.3传热系数K
0.3体形系数0.4
传热系数K
屋面
0.55
0.45
外墙（包括非透明幕墙）
0.6
0.5
底面接触室外空气的架空或外挑楼板
0.6
0.5
非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板
1.5
1.5
外窗（包括透明幕墙）
传热系数K
遮阳系数SC（东、南、西、北）
传热系数K
遮阳系数SC（东、南、西、北）
单一朝向外窗（包括透明幕墙）
窗墙面积比0.2
3.5
——
3.0
——
0.2窗墙面积比0.3
3.0
——
2.5
——
0.3窗墙面积比0.4
2.7
0.7/—
2.3
0.7/—
0.4窗墙面积比0.5
2.3
0.6/—
2.0
0.6/—
0．5窗墙面积比0.7
2.0
0.5/—
1.8
0.5/—
屋顶透明部分
2.7
0.5
2.7
0.5
经计算的该建筑体形系数为0.16符合北京市地方标准《公共建筑节能设计标准》（DBJ01-621-2005）的要求，故本设计对该工程的围护结构选择为以下形式：
具体参数参见表3.2各围护结构传热系数判定。
表1.2各围护结构传热系数判定
名称
保温层厚度（mm）
围护结构传热系数
传热温差衰减系数
延迟时间
h
衰减倍数
热惰性指标
窗框比
上人屋平面
60
0.54
0.38
9
——
3.94
——
外墙（1到4）
35
0.53
0.13
11
——
4.01
——
外墙（5到14）
25
0.56
0..13
11
——
4.09
——
内墙（卫生间）
240
0.8
0.34
6
2.5
1.71
——
内墙（局部内墙）
240
0.62
0.9
3.2
1.4
3.55
——
外窗
——
2.6
——
——
——
——
1.3
玻璃幕墙
——
1.7
——
——
——
——
1.3
楼板
15
1.88
0.42
5
2.2
1.65
——
2负荷计算
2.1冷负荷的构成
（1）通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷；
（2）外窗瞬变传热和日射得热形成的冷负荷；
（3）人体散热量形成的冷负荷；
（4）照明散热量形成的冷负荷；
（5）设备散热量形成的冷负荷[4]；
（6）其它室内散热量形成的冷负荷。
2.2冷负荷计算
2.2.1外墙和屋顶传热引起的冷负荷：
（2-1）
式中——计算时间，h；
——围护结构表面受到周期为24h谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；
——温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构外表面的时间，h；
——围护结构传热系数，；
——围护结构计算面积，；
——作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。
2.2.2外窗的冷负荷
此冷负荷分为两部分：
窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷
窗户瞬变传导得热形成的冷负荷[1]
（2-2）
式中——玻璃窗的传热系数，；
——窗户面积，；
——计算时刻的负荷温差，。
室内照明设备散热属于稳定得热，只要电压稳定，这一得热量是不随时间变化的。
但照明所散出的热量同样由对流和辐射两种成分组成，照明散热形成的瞬时冷负荷同样低于瞬时得热。
式中F―玻璃窗的面积，m2；
Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数由附录2—8查得Cn=0.6；
Cs―窗玻璃的综合遮挡系数由附录查得Cs=0.89
xg—窗的有效面积系数，单层钢窗0.85
xd—地点修正系数，由附录2—13查得。
2.2.3照明散热形成的冷负荷
根据照明灯具的类型和安装方式不同，其冷负荷计算式分别如下：
白炽灯
萤火灯
式中N—照明灯具所需功率，W；
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；
n2—灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通；
风散热于顶棚内，取n2=0.5~0.6，而荧光灯罩无通风孔者，则视顶棚内通风情况，取n2=0.6~0.8；
2.2.4人体散热形成的冷负荷
人体散热形成的冷负荷为计算方便，人体散热形成的冷负荷以成年男子为基础，乘以群集系数[2]。
由显热散热造成的冷负荷=群集系数×计算时刻空调房间的总人数×一名成年男子小时的显热散热量×人体显热散热量的冷负荷系数
人体显热散热引起的冷负荷计算式为：
其中qs—不同室温和劳动性质成年男子显热散热热量W
N—室内全部人数；
n’—群集系数；
CLQ—人体显热散热冷负荷系数；这一系数取决于人员在室内停留时间及由进入室内时算起至计算时刻为止的时刻。
人体在室内温度为26，体力活动性质为“轻度劳动”的散湿量为184。
静坐时散湿量为45，极轻度劳动时散湿量为109。
人体潜热散热引起的冷负荷：
Qё=φnёq2（2-3）
式中：
CLs——人体显热散热引起的冷负荷，W；
Qё——人体潜热散热引起的冷负荷，W；
qs——不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量，W；
q2——不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量，W；
φ——群集系数；
n——室内全部人数；
CLQ——人体显热散热冷负荷系数，由附录27查取，对于人员密集的场所（如电影院，剧院，会堂等），由于人体对维护结构和室内物品的辐射换热量减少，故取CLQ=1.0；
nё——计算时刻空调区内的总人数
2.2.5设备冷负荷
电热设备的散热量：
式中N—电热设备的安装功率,kW；
—利用系数；
—电热设备负荷系数；
—同时使用系数；
—考虑排风带走的热量系数。
2.2.6附加耗热量
附加耗热量按基本耗热量的百分数计算。
考虑了各项附加后，某面围护物的传热耗热量Q1（W）：
（2-4）
式中：
—该围护物的基本耗热量，W；
—朝向修正；
—风力修正；
—两面外墙修正；
—窗墙面积比过大修正；
—房高修正；
—间歇附加。
表2.1墙体朝向系数表
墙体朝向
修正系数
东
-0.05
南
-0.25
西
-0.05
北
0.1
东南
-0.1
东北
0.1
西南
-0.1
西北
0.1
2.2.7通过门窗缝隙的渗透耗热量
计算公式：
（2-5）
式中：
—干空气的定压质量比热容,
—房间的冷风渗透体积流量,m3/h；
—室外采暖温度下的空气密度，Kg/m3；
—室内空气计算温度,℃；
—室外供暖计算温度,℃。
渗风量的确定：
（1）缝隙法
a.忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的V的计算方法：
（2-6）
式中：
—房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，m；
—每米门窗缝隙的渗风量，m3/（m•h）；
—渗风量的朝向修正系数。
b.考虑热压与风压的联合作用，且室外风速随高度递增时的计算方法（暖通与空调设计规范规定之方法）:
（2-7）
式中：
—房间某朝向上的可开启门窗缝隙的长度,m；
—每米门窗缝隙的基准渗风量,m3/（h·m）；
—渗风压差的综合修正系数；
—外窗、门缝隙渗风指数,据实测得值，一般钢窗可取为0.67（0.56～0.78）。
当无实测数据的时候可以取0.67[6]。
的确定:
（2-8）
—门窗缝隙渗系数,m3/（m·h·Pab）；
—冬季室外最多风向下的平均风速,m/s。
的确定
（2-9）
式中：
—热压系数；
—风压差系数,m/s,当无实测数据的时候,可取0.7；
—作用于门窗分析两侧的有效热压差和有效风压差之比；
—高度修正系数,可按下式计算。
（2-10）
式中h—计算门窗的中心线的标高。
的确定
（2-11）
式中：
—热压单独作用下,建筑物中和界的标高,m；
—建筑物内形成热压作用的竖井计算温度。
（2）换气次数法
（2-12）
式中：
—房间冷风渗透量，m3/h;
—换气次数，1/h;
—房间的净面积，m3。
2.3外维护结构负荷计算
本次计算以贵宾室为例，该室面积为80m2，外维护结构都由窗构成，西外窗面积21m2，西南外窗和西北外窗面积都为10.5m2。
西外窗冷负荷计算：
表2.2西外窗日射得热冷负荷计算表
时刻t
面积
F（m2）
遮挡
系数
内遮阳
系数
窗的有效
面积系数
瞬时负荷（W/m2）
时刻负荷（w）
8:
00
21
1
0.6
0.85
55
589
9:
00
66
726
10:
00
78
780
11:
00
85
850
12:
00
90
900
13:
00
190
1900
14:
00
243
2430
15:
00
327
3270
16:
00
374
3740
17:
00
370
3700
18:
00
312
3120
19:
00
127
1270
表2.3西南外窗日射得热冷负荷计算表
时刻t
面积
F（m2）
遮挡
系数
内遮阳
系数
窗的有效
面积系数
瞬时负荷（W/m2）
时刻负荷（w）
8:
00
10.5
1
0.6
0.85
52
278
9:
00
65
348
10:
00
76
407
11:
00
86
461
12:
00
138
739
13:
00
214
1146
14:
00
274
1467
15:
00
308
1649
16:
00
306
1639
17:
00
265
1419
18:
00
195
1044
19:
00
96
514
表2.4西北外窗日射得热冷负荷计算表
时刻t
面积
F（m2）
遮挡
系数
内遮阳
系数
窗的有效
面积系数
瞬时负荷（W/m2）
时刻负荷（w）
8:
00
10.5
1
0.6
0.85
51
273
9:
00
64
343
10:
00
76
407
11:
00
82
439
12:
00
88
471
13:
00
90
482
14:
00
178
953
15:
00
246
1317
16:
00
276
1478
17:
00
256
1371
18:
00
93
498
19:
00
67
359
表2.5西外窗瞬时传热冷负荷计算表
时刻t
K
W/（m2.k）
F（m2）
（k）
（w）
8:
00
4.54
21
0.8
76
9:
00
1.8
172
10:
00
2.9
276
11:
00
3.9
372
12:
00
4.9
587
13:
00
5.6
671
14:
00
6.2
743
15:
00
6.6
842
16:
00
6.6
842
17:
00
6.4
791
18:
00
5.9
673
19:
00
5.2
593
表2.6西南外窗瞬时传热冷负荷计算表
时刻t
K
W/（m2.k）
F（m2）
（k）
（w）
8:
00
4.54
10.5
0.8
38
9:
00
1.8
86
10:
00
2.9
138
11:
00
3.9
186
12:
00
4.9
294
13:
00
5.6
336
14:
00
6.2
372
15:
00
6.6
421
16:
00
6.6
升级会员 