空调工程课程设计电子稿.docx

1、空调工程课程设计电子稿空调工程课程设计课题名称：某办公楼空调系统设计学生学号：09450114专业班级：建环091学生姓名：孙德智指导教师：陶丽课题工作时间:2012.11.262012.12.5第二部分方案设计1. 设计总说明本设计是北京市某办公楼空调系统设计， 拟为其设计一套既合理实用， 又能兼顾节能要求的空调系统,在为工作人员提供舒适环境的同时尽量节约能源。设计的主要内容有：空调冷、热负荷的计算；空调系统方案的确定；空调末端处理设备的选型；风系 统的设计与计算等。根据建筑物本身的特点、功能需要和有关规范要求，确定本建筑会议室采用风机盘管 加新风调节系统。关键词：办公楼 风机盘管加新风系统

2、2. 设计题目及相关参数2.1设计题目：某办公楼空调系统设计22设计原始资料：2.2.1工程概况、设计依据、室内设计参数见空调制冷专业课程设计指南 。2.2.2 土建资料：(空调工程附录)(1) 北京外墙：2号，H类(2) 内墙：按实用供热空调设计手册中表 11.4-1至表11.4-4中的2号(3) 楼板：按实用供热空调设计手册中表 11.4-1至表11.4-4中的36号(4) 屋面1号，保温层采用沥青膨胀珍珠岩，北京保温层厚度 150mm表面为中等颜色(p =0.75 )2(5) 内门：K=2.9W/( m/K)(6) 北京外窗：铝合金 3mm双层玻璃，窗内侧装活动百叶窗帘2(7) 外门：K

3、=4.65W/( m2/K)(8) 层高：3.5m；门高2.1m;窗高：1.5m；窗宽：1.2m，0.8m;灯具全部为日光灯暗装，灯罩上有孔 2.2.3冷热源：(1 )冷源：制冷机组获取冷冻水， 7/12 C(2) 热源：锅炉提供热水 95/70 C3 2 2 2224新风量取25m /(h*p)；人员密度：0.1 人/ m ；照明密度：20W/m ；设备散热：iiw/m2.2.5 其他参数见建筑图：外墙 300m,内墙200m,窗宽1200、800，走廊1500,柱子600*6002.3室外气象资料:2.3.1地理位置：地点：中国 北京经纬度：经度 116.46 纬度：39.422.3.2夏

4、季参数:表一1夏季室外计算参数大气压室外日平均温度室外计算相对湿度室外干球温度室外湿球温度室外平均风速99987Pa29.1 C58%33.6 C26.3 C2.2m/s2.3.3冬季参数:表一2冬季室外计算参数大气压室外计算温度室外计算相对湿度风力修正高度修正室外平均风速102573Pa-9.8 C37%由于房间高度不高，不作考虑由于房间高度不高，不作考虑2.7m/s2.4室内设计参数:(1)夏季室内设计计算参数:t0=26 C,书 0=55%, hNx=56.7kJ/kg , dNx=11.7 g/kg(2)冬季室内设计计算参数:to=20 C,书 0=55%, hNd=40.7kJ/kg

5、 , dNd=8.1 g/kg3. 冷负荷、热负荷、湿负荷的计算（14号房）3.1夏季冷负荷计算3.1.1屋顶冷负荷由空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）附录 8查得北京屋顶的冷负荷计算温度逐时值 twi,即可 按式CL =KF （twi -tNx）和式tw（twi td）k k;?算出屋顶逐时值冷负荷，屋顶地点修正值 td在空 调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）附录 9中查得，北京的修正值为 td=OC外表面放热系数修正值 ka 在空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）表 3-7中查得ka =1.04，外表面吸收系数修正值 k。在空调 工程（黄翔主编，机械工业岀版社）表 3-8中查得，k p=

6、0.94计算结果列于下表中表一3屋顶冷负荷屋顶冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tw134.1033.1032.7033.0034.0035.8038.1040.7043.5046.1048.30td0.00k a1.04k p0.94twl33.3432.3631.9732.2633.2434.9937.2539.7942.5245.0847.22tnx26.00k0.43F20.79CL65.6256.8653.3755.9664.7280.37100.57123.28147.68170.57189.703.

7、1.2南外墙冷负荷由空调制冷专业课程设计指南表 3-2 （c）查得山型外墙冷负荷计算温度逐时值 twl,外墙地点修正值 td在空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）附录 9中查得，北京的修正值为td=0C外表面放热系数修 正值ka在空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）表 3-7中查得ka =1.04，外表面吸收系数修正值 k 在空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）表 3-8中查得，kp =0.94，将其计算结果列入下表中表一4南外墙冷负荷南外墙冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tw138.1037.0036.103

8、5.6035.6036.0037.0038.4040.1041.9043.70td0.00k a1.04k p0.97twl38.4337.3336.4235.9135.9136.3737.3338.7440.4542.2744.08tnx26.00k1.50F3.15CL58.7353.5349.2346.8246.8249.0053.5360.2068.2876.8885.433.1.3内墙内门内窗冷负荷由空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）附录 4查岀北京地区夏季空气调节室外计算日平均温度twp=29.C和夏季空气调节室内计算温度 tnx=26 C,查空调工程（黄翔主编，机械工业出版社）

9、表 3-9得岀 tls，由空调工程（黄翔主编，机械工业岀版社）附录 5和附录6查岀内墙，内门，内窗的传热系 数K，分别为2.01,2.90,5.80,将其计算结果列入下表中表一5内墙内门内窗冷负荷内墙冷负荷内门冷负荷内窗冷负荷twp29.1029.1029.10 tls1.001.001.00tls30.1030.1030.10tnx26.0026.0026.00k2.012.905.80F43.531.581.80CL358.6918.7342.803.1.4照明散热形成的冷负荷由于灯具全部为日光灯暗装，灯罩上有孔。镇流器消耗功率系数取 叫=1,灯罩隔热系数取n2=0.5。根据室内开灯照明时

10、间为 8:0018:00，开灯时数为10小时，由空调工程（黄翔主编，机械工业出版社）附录26查得照明散热冷负荷系数，按式 CL =1000口n2NCLQ计算，计算结果列入下表中表一6照明冷负荷照明冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00ClQ0.690.860.890.900.910.910.920.930.940.950.95n11.00n20.50N415.80CL143.45178.79185.03187.11189.19189.19191.27193.35195.43197.51197.513.1.5设备散热形

11、成的冷负荷根据室内设备运行时间为 8:0018:00，运行时数为10小时，由空调工程（黄翔主编，机械工业出版社）附录25查得设备显热散热冷负荷系数，按式 CL二QsClq计算，计算结果列入下表中表一7设备冷负荷设备冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CIQ0.080.330.460.550.620.680.720.760.790.810.84Qs228.69105.2125.7141.7155.5173.8180.6185.2192.1CL18.3075.470891164.6607403.1.6人体散热引起的冷负

12、荷办公室属于极轻劳动。查空调工程 （黄翔主编，机械工业岀版社）表 3-15，当室内温度为26C时, 成年男子每人散发的显热和潜热量为 60.5W和73.3W，群集系数取书=0.9。根据每间办公室1人，在办公 室时间为8:0018:00，共10小时，由空调工程（黄翔主编，机械工业出版社）附录 27查得人体的显热 散热冷负荷系数逐时值。按式 CL = nqsCLQ计算人体显热散热逐时冷负荷，按式 Q n.q?计算人 体潜热散热引起的冷负荷，然后将其计算结果列入下表中表一8人体散热冷负荷人体散热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00

13、18:00ciq0.060.530.620.690.740.770.800.830.850.870.89qs60.50n2.000.90CIs6.5357.7267.5275.1480.5983.8587.1290.3992.5794.7496.92q173.50CL1132.30138.8190.0199.8207.4212.8216.1222.6224.8227.0229.2合计322495219.4297423.1.7各项逐时冷负荷汇总表一9各项逐时冷负荷汇总各项逐时冷负荷汇总时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:001

14、23.2147.6170.5189.7屋顶65.6256.8653.3755.9664.7280.37100.578870外墙58.7353.5349.2346.8246.8249.0053.5360.2068.2876.8885.43内窗42.80内门18.73内墙358.69人体6.5357.7267.5275.1480.5983.8587.1290.3992.5794.7496.92143.4178.7185.0187.1189.1189.1193.3195.4197.5197.5照明593199191.275311设备105.2125.7141.7155.5173.8180.6185.

15、2192.118.3075.470891164.660740七层712.8842.5880.5911.0943.3978.11017.31061.1104.1145.1181.合计597434723841587163883.4714.4963.5130.5271.5386.5500.75627.5742.5847.5953.层合计394021456562973915004注：由上表可以看出，此办公室最大冷负荷值出现在 18时，其值为1181.8W3.2冬季热负荷计算由公式HL =FK（tN -tW ）计算d d（1）屋顶：HL=1*20.79*0.43* （ 20+9.8）=266.403w（

16、2 ）南外墙:HL=1*3.15*1.5* （ 20+9.8）=140.805w（3） 内墙 a： HL=0.7*2.01*7.35*3.5*（20+9.8）=1078.6w（4） 内墙 b： HL=0.4*4.8*2.01*3.5*29.8=402.51w（5） 修正：南外墙 HL=140.805*85%=119.684w总计：HL=1867.2w3.3湿负荷计算办公室属于极轻劳动。查空调工程 (黄翔主编，机械工业岀版社)表 3-15，当室内温度为26C时, 成年男子每人散湿量为 109g/h,当室内温度为20C时，成年男子每人散湿量为 69g/h群集系数取屮=0.9。 根据每间办公室2人

17、人体的散湿量可按式 D =0.001-： n .g计算夏季 D =0.0001*0.9*2*109=0.20 kg/h=0.0555g/s冬季 D =0.0001*0.9*2*69=0.124 kg/h=0.03g/sX4.送风状态、送风量、新风量的确定以第7层14号房为例：(1)夏季室内设计状态：10=26 C,书 0=55% hzx=56.7kJ/kg , dzx=11.7 g/kg因为送风口温度v=5m故送风温度取tOx=18 C用公式Q=21685.76由于使用定风量设计W用公式Q 1000W doxqm , qm , hx =1.01tx (2500 1.84tx)-计算得出hy -

18、 hox dzx -dox 1000hox=46.22kJ/kg , ds=11.22g/kgqm=0.11kg/s=330m3/h(2)冬季室内设计状态：10=20C,书 0=55% hNd=40.7kJ/kg , dNd=8.1 g/kg热湿比Q=-54115由于使用定风量设计W用公式Q 1000W 计算得qm = h h , qd d ，计算得hNd hd dNd ddh。尸57.67kJ/kg , d。尸7.83g/kg , t =31.3 C(3 )单个房间空调系统最小新风量满足卫生要求 qmW2 = nqm,W,p =2* 25 = 50m/h满足总风量10%的要求qm,W3 =0

19、.1qm =33nVh5.空气处理方案分析，确定空调系统形式，计算空气处理过程5.1风机盘管加新风空调系统的空气处理过程在风机盘管加新风空调系统中，新风在夏季要经过冷却减湿处理，在冬季要经过加热或加热加湿处理。为了分析方便，可让风机盘管承担室内冷、热负荷，新风机组只承担新风本身的负荷。5.1.1夏季空气处理过程夏季空气处理过程 h-d图见图1hmxA.根据设计条件，确定室外状态点Wx和是内状态点Nx。Nx： tNX =26 ChNX =56.7kJ/kg dNX =11.7g/kgWx: tWX =33.6Chwx =82.7kJ/kgdNx =19.01g/kgB.确定机器露点Lx和考虑温升

20、后的状态点Kx从Nx点引hNx线，取温升为1.5 C的线段KxLx，使KLx与等焓线hNx线和 =90%线分别交于Kx、Lx。连接 WxLx，WxLx是新风在新风机组内实现的冷却减湿过程。L: hlx=56.1kJ/kgKx: tkX =22.1 ChkX =57.6kJ/kgd kx =13.9g/kgC. 确定室内送风状态点 Ox从Nx点作；x线，该线与 =90%勺线相交于送风状态点 OxOx确定之后，即可计算出空调房间送风量（ kg/s ）为qmhNx - hOxCp(tNX - tOX )= 1.182 -0.07351.01*(26-17.3)=0.126=378.4m 3/hD.

21、确定风机盘管处理后的状态点 Mx连接KxOx并延长到Mx点，Mx为经风机盘管处理后的空气状态， 风机盘管处理的风量 qmF=qm-qmw由混合原理可求出hmx=44.47kJ/kg ，hmx线与KxOx的延长线相交得 Mx点。连接NxMx ， Nxt Mx是在风机盘管内实现的冷却减湿过程。E. 确定新风机组负担的冷量和盘管负担的冷量新风机组负担的冷量（KW为Qo,W 二 qm,W hWx - hLx 二 0.44kW盘管负担的冷量（KW为Qo,F = qm,F hNx 一 hMx 二 1 .34kW其空气处理过程为5.1.2冬季空气处理过程冬季新风处理到室内比焓值的过程h-d图见图3。MdA.

22、根据设计条件，确定室外状态点Wd和室内状态点 Nd。Wd twd =-9.8 Chwd =-8.4kJ/kgd Wd =0.6g/kgNd: tNd =20 ChNd =40.6kJ/kgdNd =8.1g/kgB. 确定室内送风状态点 Od。在冬季工况下，由于空调房间所需要的新风量和风机盘管机组处理的风量与夏季相同，因而，空调房间送风量（kg/s ）为3q qm,w qm,F 二 378.4m /h是空调房间冬季的热湿比 d线。C. 确定风机盘管处理后的空气状态点的送风温度不宜高于40C，建议取式中tmd 风机盘管处理后的空气状态点温度（C）tnd 室内设计状态点温度（C）D. 确定新风加热

23、后的状态点 W。冬季采用喷蒸汽加湿时，空气在h-d图上的状态变化是一等温过程。 因此，新风加热后的状态带你 W的温度应该等于状态点Ed的温度，由混合原理， 二MdOd二也 应，计算出hed=27.3kJ/kqm,F OdEd hod - hEdg,等焓线hed与MdOd的延长线交于Ed，可得ted=23.5 C。用tw =ted可确定状态点 W。由于空气的加热是一个等含湿量过程，即dw* 二 dwdE. 确定风机盘管机组的加热量Qf 二 qm,FCp(tMd - tw) = 199kwF. 确定新风机组的加热量Qw = qm,WCP(tWtwd )二 0.56kwG. 确定新风机组的加湿量w

24、= qm,w(dEd 一 dwd)二 0.0255kg/s其空气处理过程为5.2风机盘管选型风机盘管选择TCR 300C中档吊顶暗装风机盘管（两排管）参数如下：表一10 TCR 300C中档吊顶暗装风机盘管（两排管）额定风量m3 / h450总风量w2025显冷量w1460风机形式前曲多翼镀锌钢板离心式双吸风机数量2电机形式单相电容运转式电机绝缘等级B电源220V/1/50Hz数量1高档输入功率w低静压（12Pa）4530Pa静压5550Pa静压62换热器结构形式铜管串套高效双翻边铝翅片，胀紧成一体最大工作压力MPa2.0进岀水管管径Rc3/4（锥管内螺纹）水流量kg/h460水流量kPa12

25、机组重量kg14外形尺寸mm长805宽470高240高档噪声dB（ A）低静压（12Pa）3730Pa静压4050Pa静压43凝结水管R3/4（锥管外螺纹）6.气流组织设计与计算6.1送风方式上送上回送风，散流器平送6.2回风口选择单层百叶风口为回风口，回风速度为 4m/s6.3散流器的设计与计算6.3.1布置散流器2房间面积为20.79 m，所以采用一个方形散流器，高度 2.5m 6.3.2散流器计算计算如下Vdn(2)(3)选用喉部尺寸为180*180m m的方形散流器，则喉部实际风速为3澄詁4m/s(4)散流器实际出口面积约为喉部面积的 90%则散流器的有效流通面积v0 4.4m/ s9

26、0%(6 )散流器中心到区域边缘距离为 1.8m，根据要求，散流器的射程应为散流器中心到房间货区域边缘距离的75%所需最小射程为：1.8*75%=1.35m2.02m,因此，射程满足要求。计算室内平均风速3m/s的要求校核轴心温差衰减满足舒适型空调温度波动范围土 1.5 C的要求7.空调风系统设计7.1风管水力计算7.1.1绘制系统轴测图，如图 5所示。并对各管段进行编号，标注管段长度和风量。A.选定管段10-11-12-13-14-15-16-17-7-8-9 ，逐段计算摩擦阻力和局部阻力。（1）管段 10-11 :（风量 L=110m3/h，管段长 l=6.65m）摩擦阻力部分：初选流速为 4m/s,风量为110m3/h，算得风道断面面积为110 2F 0.007m3600*4将F规格化为120*120mm F