办公楼空调制冷设计计算.docx

1、办公楼空调制冷设计计算1 工程概述本工程为杭州市学院办公楼，砖混结构共三层，建筑面积1381m2。底层为教室和机房，二、三层为办公室、会议室等。业主已给出建筑平面图和各个房间的功能，要求设计本办公楼的中央空调系统，实现每个有人员房间的夏季空调供冷。2 设计依据2.1设计任务书 2.2设计规范及标准（1）采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87 2001版)（2）房屋建筑制图统一标准（GB/T500012001）（3）采暖通风与空气调节制图标准（GBJ114-88）3 设计范围(1)中央空调系统选型，空气处理过程的确定。(2)组合式空气处理机、空调箱、风机盘管、送风口、回风口的选型，风管布置

2、。(3)冷冻机组、冷却塔、水泵、膨胀水箱的选型及水系统设计。4 设计参数14.1室外空气计算参数空调通风主导风向风速大气压力夏季干球温度35.7温度33C NNW2.2m/s100050Pa湿球温度28.54.2室内空气设计参数及有关指标房间名称夏季人员密度p/m2新风量m3/hp允许噪声dB(A)温度()相对湿(%)办公室26600.153055教室26600.72540会议室26600.52050走道及前厅26600.120505 空调冷负荷计算5.1相关参数的选取围护结构参数见下表34结构类型类型传热系数外墙石灰砂浆(20mm)加一砖半黏土实心砖墙(370mm)总厚度390 mm II型

3、墙1.79外窗普通钢窗3mm普通玻璃6.46外门单层3mm玻璃木门，结构修正0.72.00内墙内外抹面(各20mm)加一砖黏土实心砖墙(240mm)总厚度280 mmIII型墙1.97屋顶加气混凝土保温屋面 编号(1)0.8 其它的冷负荷相关参数:房间名称人员照明设备散热W/m2劳动强度群集系数类型功率W/m2办公室极轻0.93暗装荧光灯,灯罩有孔3025教室极轻0.89明装荧光灯,灯罩有孔5010公议室极轻0.93暗装荧光灯,灯罩有孔4020走道及前厅轻0.93一楼同教室,其它同办公室3010注: (1)电脑房、设备间、设备按实际发热量估算。(2)室内保持正压，不考虑空气渗透引起的冷负荷。(

4、3)教室、会议室工作时段取上午8：00到12:00，下午13:00到16:00，办公室工作时段取上午8：00到晚上21:00。(4)除机房外全部房间和走道都设置了空调，不考虑内围护结构的传热。5.2 冷负荷计算中所用到的公式5.2.1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： Q=nq1X-T 式中 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； T人员进入空调房间的时刻，点钟； -T从人员进入房间时算起到计算时刻的时间，h； X-T-时间人体显热散热量的冷负荷系数。人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算: Q=nq2 式中 q2一名成

5、年男子小时潜热散热量，W； 群体系数。5.2.2人体湿负荷 人体散湿量D(kg/h)按下式计算: D=0.001ng 式中 n房间人数； g一名成年男子的小时散湿量，g/h。5.2.3灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，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=1000n1NX-T 2.镇流器装在空调房间内的荧光灯 Q=1200n1NX-T 3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 Q=1000n0NX-T 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.

6、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； -T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h； X-T-T时间照明散热的冷负荷系数。 5.2.4设备冷负荷设备散热引起的冷负荷Q(W)按下式计算:Q=10000qX式中 q设备散热量，kg/h； X设备散热量的冷负荷系数g/h；其中设备散热量按每平米的设备散热量与空调面积估算。5.2.5新风冷负荷 新风全冷负荷Qq(W)按下式计算:Qq=mdmx(iw - in)/3.6式中 md - 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，1.13kg/m3； mx - 新风量，m3

7、/h； iw - 夏季室外计算参数下的焓值，kJ/kg； in - 室内空气的焓值，kJ/kg。其中新风量 = 空调房间人数 * 房间中的人均新风量5.2.6新风湿负荷 新风湿负荷Dx(kg/h)按下式计算:Dx=mdmx(dw-dn)0.001 式中 mx - 新风量，m3/h；dw - 夏季空调室外计算参数时的含湿量，g/kg；dn - 室内空气的含湿量，g/kg。5.2.7外墙和屋面冷负荷外墙和屋面冷负荷CL(W)按下式计算: CL=FK(tl+td)Ka-tn) 式中F - 外墙或屋面的面积，m2； K - 外墙或屋面的传热系数，W/（m2）； tl- 冷负荷计算温度的逐时值，； td

8、- 温度的地点修正值, ； Ka- 温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数； tn- 室内设计温度，。2.3.8 外窗冷负荷 该冷负荷可分为三部分: 直射冷负荷CL(W),散射冷负荷CL(W),传热冷负荷CL(W),其中: 直射冷负荷 CL=FzCzDj,maxCcl 式中Fz - 窗玻璃的直射面积，m2； Cz - 窗玻璃的综合遮挡系数； Dj, max - 日射得热因数的最大值，W/ m2； Ccl - 冷负荷系数。 散射冷负荷 CL=FsCzDj,maxCcl 式中Fs - 窗玻璃的散射面积，m2。 传热冷负荷 CL=FK(tl -tn)。5.3冷负荷计算使用鸿业冷负荷计算软件对

9、各个房间进行冷、湿负荷计算。由于篇幅有限，附录1只列出101教室的逐时负荷构成。下表列出同层面负荷最大出现时刻的各个房间负荷数据。房间号空调面积(m2)人数(人)负荷最大时刻房间内冷负荷(W)房间湿负荷(kg/h)新风量(m3/h)新风冷负荷(W) 总冷负荷(W)101教室43.23016点65512.910750806114611102教室43.23016点65512.910750806114611103电脑房82.76016点133805.82115001612229501104控制室21.6216点17540.209505372291105教室97.26815点144746.597170

10、01827132745106休息室21.61515点33161.45537540307347107接待室27.11816点37091.74645048368546109男厕21.6415点12470.68412012902537走道及门厅125.61216点66692.05324025799249一层小计16点201办公室21.6314点12070.304909672174202办公室21.6314点12070.304909672174203办公室21.6314点12070.304909672174205会议室61.13015点55803.041600644912028206藏书室21.629

11、点12260.203606451871207设备库21.6213点12300.203606451875208办公室32.4513点15480.50715016123161209办公室21.6313点12360.304909672203房间号空调面积(m2)人数(人)负荷最大时刻房间内冷负荷(W)房间湿负荷(kg/h)新风量(m3/h)新风冷负荷(W) 总冷负荷(W)210办公室21.6313点12360.304909672203211办公室21.6313点12360.304909672203212办公室21.6313点16320.304909672600213女厕21.6414点15560.6

12、8412012902846二层走道86.0816点27500.81116017204470二层小计417.17514点240587.88118702009744156301会议室43.22015点40722.02740042998371302休息室21.6314点13980.304909672365303控制室21.6214点12890.203606451934304活动室104.36010点1300310.26712001289725901305办公室32.4513点19010.50715016123513306办公室43.2613点26450.60818019354579307办公室43.

13、2613点30420.60818019354976308男厕21.6413点16920.68412012902982三层走道86.0816点39561.36916017205676三层小计417.111414点3299817.89225402730060297全楼总计131842811470750.158103452911842258916 系统方案及风量的确定一层房间空间大，人员密集，冷负荷密度大，室内热湿比小。选择一次回风的定风量单风道全空气系统。为节约能源和资投，只进行单参数的露点送风。二、三楼人房间较小，选择风机盘管加新风系统，新风处理到同室内点等焓的状态，然后同风机盘管的送风混合后送

14、入室内2。6.1全空气系统的空气处理过程一层全热冷负荷为57.651kW，人体的散发的湿负荷为6.77g/s(24.385kg/h)。热湿比8516，查焓湿图得送风温度为17.4。送、回风点的焓值分别为hs=46.18kJ/kg,hn=58.85kJ/kg。焓差12.67kJ/kg。总送风量3600 * 冷负荷/焓差16381kg/h(13651m3/h)。总新风量为5935m3/h，新风比43.5%，回风量为7716m3/h。混合点干球温度30.3，湿球温度24.2，焓值hm=73.5kJ/kg。由于新风比很大，一层在某些部位应设排风系统，本设计说明书中暂不涉及。6.2风机盘管加新风系统的空

15、气处理过程考虑到卫生和能效，选择处理后的新风和风机盘管处理过的空气混合后送入室内的方案2。采用新风不负担室内负荷的方式，即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点l(见焓湿图)。即下面以201为例计算风机盘管的处理状态和风量，201房间在下午14点出现最大负荷，此时参数为：全热1207W,湿负荷304g/h。取新风量为90m3/h，分析空气处理过程。 室内的热湿比为14293kJ/kg，取送风温差为8，室内状态点沿热湿比下降到26818即为送风状态点S。hs=48.8kJ/kg,焓差10.05kJ/kg。(送风温差也可按混合点相对湿度90%选取，本例选择先确定送风湿差，后效合相对湿度的

16、方法)总送风量3600 * 冷负荷 / 焓差432kg/h(360m3/h)。风机盘管送风量总送风量新风量270m3/h（276kg/h）。风机盘管空气出口温度为16.8，可以处理。风机盘管的冷量即为房间的冷负荷1.207kw。由于没有找到给出显热比(SHF)的风机盘管样本，暂不对风机盘管处理的热湿比进行效合。二层和三层各个房间的送风状态及送风量列于下表:房间名称最大负荷出现时刻房间内冷负荷(W)送风温差()送风点风机盘管送风温度()风机盘管送风量(m3/h)新风量总送焓(kJ/kg)焓差(kJ/kg)(m3/h)风量(m3/h)201办公室14点1207848.810.0516.8270 9

17、0360 202办公室14点1207848.810.0516.8270 90360 203办公室14点1207848.810.0516.8270 90360 204办公室14点1207848.810.0516.8270 90360 205会议室15点5657845.5513.314.9676 6001276 206藏书室9点1593750.97.9518.7541 60601 207设备库13点1252750.688.1718.6400 60460 208办公室13点1604848.2210.6316.3303 150453 209办公室13点1292848.949.9117301 90391

18、 210办公室13点1292848.949.9117301 90391 211办公室13点1292848.949.9117301 90391 212办公室13点1699849.399.4617.3449 90539 213女厕14点1556846.8811.9716.5270 120390 二层走道16点3008848.6510.217.2725 160885 二层小计14点24058-5348 18707218 301会议室15点4095846.1612.6915.6568 400968 302休息室14点1398849.099.7617.1340 90430 303控制室14点128975

19、0.718.1418.6415 60475 304活动室10点13261845.3913.4615.61756 12002956 305办公室13点1972848.7510.116.8436 150586 306办公室13点2778849.089.7717.1673 180853 307办公室13点3186849.39.5517.2821 1801001 308男厕13点1699847.2311.6216.7319 120439 三层走道16点4176848.110.7517.51005 1601165 三层小计14点32998-6332 25408872 注：对于304活动室，由于湿负荷太大

20、，降低湿度要求来确定送风状态。7 空调设备的选型及布置7.1全空气系统7.1.1各房间风量确定及风口的选型按负荷计算各房间风量，确定风口数量及尺寸。送风选择四面吹方形散流器。回风选择单层百叶回风口。送风散流器吼部风速取33.5m/s，回风百叶风口风速取45m/s。卫生间不回风。按房间大小及形状布置风口（见图纸）。按各房间负荷出现最大时刻选型，列于下表:房间号101102103104105106107109走道总计负荷(W)65516551133801754144743316370912476669送风量(m3/h)15511551316841534277858782951579送风口数(个)4

21、48282415送风口型(cm)18*1818*1818*1814*1420*2018*1814*1416*1616*16吼部风速(m/s)3.323.323.402.942.973.373.113.203.43回风量(m3/h)876876179023419364444960892回风口数(个)224141102回风口型(cm)10*3010*3010*308*2010*3010*3010*30-10*30吼部风速(m/s)4.064.064.144.064.484.114.59-4.13注：口型指吼部尺寸。7.1.2送、回风管的布置和管径的确定风管用镀锌钢板制作，用带玻璃布铝箔防潮层的离心

22、玻璃棉板材（容量为48kg/m3）保温，保温层厚度30mm。按房间的空间结构布置送回风管的走向（见图纸），并计算各管段的风量。吊顶中留给空调的高度约为1050mm。由于建筑空间的局限，回风管干管安置在送风干管上部。根据教室内允许噪声的要求，风管干管流速取56.5m/s，支管取34.5m/s来确定管径(见图纸)。7.1.3最不利管路的压力损失绘制全空气系统最不利环路的轴测图，标出各段标号、长度、流量、管径。镀锌钢板粗糙度K取0.15。列表计算压力损失(见附2)7，以来决定空气处理机组的余静压。相关计算公式及依据如下：当量管径2 * 管宽 * 管高 / (管宽 管高)；流速秒流量/管宽/管高*10

23、00000；单位长度沿程阻力由流速，管径，K查设计手册阻力线图；沿程阻力管段长度 * 单位长度沿程阻力；局部阻力系数根据局部管件的形状查设计手册；动压流速2 * 1.2/2；局部阻力局部阻力系数 * 动压；总阻力沿程阻力局部阻力。计算得沿程阻力为59.98Pa，局部阻力为143.30Pa。取法兰，软接头等其它阻力约50Pa，则组合式空气处理机组的余静压应为250Pa。7.1.4全空气系统空调机组的选型全空气系统的总送风量为13651m3/h。总冷量为：1.1*（房间内的冷负荷新风冷负荷）1.1 * 121.438133.6kW根据“清华同方”组合式空调机组样本选型，选择ZKW15-JT-Z6。

24、额定风量15000m3/h，左式，六排管额定冷量94.4kW，按新、回风混合温度为30.3，进水温度7进行修正，冷量为145.4kW。风量和冷量分别有9%，和8%的富余量。机组取混合段板粗过滤袋中过滤表冷段垂直风机段的组合形式。机组全长3040mm。宽高1660mm1510mm。风口尺寸及定位尺寸见图纸。7.2风机盘管加新风系统7.2.1 各房间风机盘管的选型选用卧式暗装风机盘管，因各房间所需处理的热湿比不同，实际选型中不可能配齐所有满足湿度要求的风机盘管。所以参考某厂家产品样本，主要通过冷量对风机盘管进行选型。吊顶中留给空调的高度约为650mm。风机盘管名义风量(m3/h)额定冷量(W)个数

25、高度(mm)出风口尺寸(mm)所用房间FP-2.5250158014246130*430201204,206,207,209211,213二层走道*2,302,303FP-3.5350203010246130*480205*2,208,212,301*2,305,三层走道*2,308FP-550030902246130*580306,307FP-10100058402246130*880304*2注：以上机外余压都为20Pa。7.2.2风管的布置和管径确定选择方型四面吹散流器作为送风口、单层回风百叶作为回风口。统计如下：风机盘管名义风量(m3/h)送风口个数送风口规格同类送风口总数回风口规格同类回风口总数备注FP-2.5250214*1444450*15014FP-3.5350216*1620500*15010FP-5500