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空调课程设计说明书

石家庄铁道大学课程设计

空气调节课程设计

2014级机械工程分院（系）

专业建筑环境与能源应用工程

学号

学生姓名赵梦娇

指导教师李亚宁

完成日期2017年7月8日

第一章工程概况及主要参数

1.1工程设计标题

北京市某宾馆舒适性空调设计

1.2工程概况

本设计目标建筑位于北京市，建筑地下一层地上十三层。

该建筑总高度62m,总宽度47.17m，总建筑面积12171.8㎡。

设计计算第六层。

1.3基本设计参数[1]

城市：

北京市经度：

116.47度纬度：

39.80度位于寒冷地区

（1）夏季空调室外干球温度33.6℃

（2）夏季空调室外湿球温度26.30℃

（3）夏季空调室外日平均温度29.10℃

（4）大气压力99987.00Pa

（1）夏季室内计算温度25℃

（2）夏季室内计算相对湿度60%

参数

围护结构夏季传热系数（W/（㎡·K））

围护结构延迟（h）

围护结构衰减

外墙

粘土多孔砖、空心砖墙240（挤塑聚苯板）

0.82

10.7

0.15

外窗

单层塑钢窗

4.7

0.3

1

外墙

混凝土加气混凝土280（087001）

0.71

10.7

0.31

内墙

加气混凝土板（008001）

1.37

4.9

0.73

内门

双层金属门板,中间填充15～18厚玻璃棉板

2.52

0.4

1

第二章空调设计任务书

空气调节课程设计任务书

一．题目：

某宾馆舒适性空调设计

二．建筑资料：

见平面图

三．宾馆使用要求：

1.冬夏过渡季室内空气要求符合我国有关设计规范技术措施要求。

（本设计可不做冬季工况）

2.空调系统必须提供足够的新鲜空气量。

四．水暖电气方面资料：

1.室内采光采用荧光灯，5W/M2。

2.室内设备发热为15W/M2。

3.除人体散湿外，无其他湿源。

4.各房间人员数量见建筑平面图。

5.楼内提供冷冻水源（7℃~12℃）、三相380V交流电源和管井。

五．设计内容：

1.确定室内、外计算参数；

⑴:

查阅有关手册确定夏季室内外计算温度、湿度

⑵:

确定房间新风量

2.计算房间的冷负荷；

1：

围护结构冷负荷

2：

人员、照明、设备冷负荷

3：

新风冷负荷

3.确定空调方案；

选用风机盘管加独立新风系统

4.选择风机盘管、新风机型号，布置设备；

5.进行新风系统或冷冻水系统水力计算，确定风管或冷冻水、凝结水水管管径；

6.绘制空调系统平面图、水管路平面布置图、系统图；

7.编制设计计算说明书

⑴：

内容包括：

封面；目录；设计任务书；设计参数的选择及设计计算的依据、计算过程及计算结果；方案的比较及最终确定的方案优、缺点说明；以及参考书目、参考资料等。

⑵：

书写字体要求认真、整洁，用纸要统一。

六：

进度安排：

熟悉设计任务、收集有关资料0.5天

空调负荷计算1天

设计方案选择1天

水、风系统水力计算1天

绘制施工图4天

编制说明书及修改设计2.5天

第三章建筑负荷计算

3.1以六楼客房3为典型房间进行手动负荷计算

房间名称

面积（㎡）

照明功率（W/㎡）

设备功率（W/㎡）

房间人数

人均新风量（m3/h）

夏季空调设计温度（℃）

夏季相对湿度（%）

客房3

31.78

5

15

2

54.4

25

60

房间的冷负荷由四部分组成分别为外围护结构的冷负荷、照明及设备的负荷、人体的内热湿源冷负荷。

用谐波法进行示例的计算。

[1]

其中，

——计算时间（h）；

Z——围护结构表面受到周期为24h谐性温度怕、波作用，温度波传到内表面的时间延迟（h）；

-z——温度波作用时间，即温度波作用于维护结构外侧的时间i（h）；

K——维护结构表面传热系数，（W/㎡

℃）；

F——围护结构计算面积，（㎡）；

——作用时刻下，冷负荷计算温度，简称冷负荷温度（℃）；

——室内计算温度（℃）。

根据实用供热空调设计手册查得，衰减系数0.15，延迟时间10.7h。

当外墙的衰减系数小于0.2时，可近似使用平均冷负荷

（W）代替各计算时刻的冷负荷

。

北外窗瞬变传热得热冷负荷

计算公式为：

式中

——计算时刻下的冷负荷温度（℃）

——地点修正系数，取0

K——窗玻璃的传热系数（W/㎡

℃），取4.7

——窗框修正系数，取0.7

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

2

2

3

4

5

6

7

7

7

7

7

7

6

K/（W/㎡

℃）

4.7

F/㎡

3.42

Q/W

22

22

33

45

56

67

78

78

78

78

78

78

67

3.1.3外窗辐射冷负荷

外窗无任何遮阳设施的辐射负荷

式中

——窗的构造修正系数，取

——地点修正系数，取

——计算时刻下，透过无遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度，W/㎡

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

52

56

69

80

90

98

103

106

105

100

94

10

74

0.8

F/㎡

3.42

Q/W

142

153

188

218

246

268

281

290

287

273

257

27

202

客房3的人数为2人，根据规范查得群集系数为0.93。

计算时刻人体潜热负荷计算公式：

式中，

——群集系数；

n——计算时刻空调区总人数；

——每个成年男子每小时的显热散热量；

T——人员进入空调区时刻，（h）;

——从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，（h）;

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0.98

0.98

0.98

0.51

0.23

0.15

0.11

0.09

0.07

0.06

0.05

0.04

0.04

66

0.93

n

2

120

120

120

62.6

28.2

18.4

13.5

11

8.6

7.4

6.1

4.9

4.9

镇流器设在空调区之内的荧光灯形成的冷负荷：

式中，

——同时实用系数，取0.6；

N——灯具的安装功率，（W）；

——计算时刻，（h）；

T——开灯时刻，（h）；

——从开灯时刻算起计算时刻的持续时间，（h）；

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0.95

0.61

0.4

0.32

0.27

0.22

0.19

0.16

0.13

0.11

0.1

0.43

0.64

0.6

N

5

109

70

46

37

31

25

22

18

15

13

11

49

73

——

时刻灯具散热的冷负荷系数；

式中，

——热源的显热散热量，取476.7w；

——

时间设备的冷负荷系数；

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

476.7

0.12

0.1

0.09

0.07

0.06

0.05

0.04

0.04

0.04

0.03

0.79

0.89

0.91

57

48

42

33

29

24

19

19

19

14

377

424

434

式中，G——新风量，取130.632

——室外新风焓值，w/h

——室内设计焓值w/h

式中，

——群集系数，取0.93

——计算时刻空调区内的总人数

——一名成年男子小时潜热散热量，取68w

由此整个房间的计算最大冷负荷为1842.86w，出现最大冷负荷时刻为下午19:

00与鸿业的客房的1688w之间的差值小于10%，证明软件计算无误。

3.2六层每个房间的冷负荷总和

房间

房间面积

夏季总冷负荷（含新风/全热）

夏季室内冷负荷（全热）

夏季总湿负荷（含新风）

夏季室内湿负荷

夏季新风量

夏季新风冷负荷

夏季总冷负荷建筑指标（含新风）

夏季总冷负荷建筑指标（含新风）

㎡

W

W

Kg/h

Kg/h

M3

W

W/㎡

W/㎡

客房1

31.78

1645

746

0.936

0.095

108.9

900

51.8

0.029

客房2-6

31.78

1669

769

0.936

0.095

108.9

900

52.5

0.029

客房7

42

7784

6884

0.936

0.095

108.9

900

185.3

0.022

客房9-11、16

34.75

2956

2056

0.936

0.095

108.9

900

85.1

0.0277

客房13、14

31.78

4433

3533

0.936

0.095

108.9

900

105.5

0.022

客房8、15

34.75

2543

1643

0.936

0.095

108.9

900

62.5

0.027

客房12

34.75

1436

536

0.936

0.095

108.9

900

45.2

0.029

客房17

34.75

3376

2476

0.936

0.095

108.9

900

97.1

0.027

豪华客房

63.57

2591

665

1.932

0.133

233

1926

40.8

0.03

值班室

19.5

842

440

0.508

0.133

48.6

402

43.2

0.026

走廊及前室

152.3

3713

3713

0

0

0

0

24.4

0

第四章空调系统设计及设备选型

4.1空调系统形式的选择

本建筑为宾馆，多为客房，小房间数量占大多数，每个房间的使用情况不同所以为了每个房间能单独控制采用风机盘管加新风系统进行送风。

4.2风机盘管加新风系统型号设备的选型

根剧每个房间的冷量来进行风机盘管的选择，尽量选择类型相同的设备对冷量大的房间，可以布置多个设备来提供冷量，最后用风量来校核。

通过鸿业软件得负荷最大的方间的冷负荷为6883.64w，其次为2952.96w，由于两者相差较大，故采用在负荷最大的房间布置两个风机盘管的方案。

由此选用FP-68型风机盘管，单台制冷量为4000w，额定风量为577m3/h，水阻力为16kpa。

[2]

房间

冷负荷（w）

型号

压降（kpa）

水量（L/min）

实际冷负荷（w）

客房1

745.55

FP-68WA

16

12

4000

客房2-6

768.76

FP-68WA

16

12

4000

客房7

6883.64

FP-68WA

16

12

4000

客房9-11、16

2055.76

FP-68WA

16

12

4000

客房13、14

2952.96

FP-68WA

16

12

4000

客房8、15

2365.78

FP-68WA

16

12

4000

客房12

2242.94

FP-68WA

16

12

4000

客房17

2475.9

FP-68WA

16

12

4000

豪华客房

1198.95

FP-68WA

16

12

4000

值班室

587.76

FP-68WA

16

12

4000

走廊及前室

3176.86

FP-68WA

16

12

4000

风机盘管安装采用吊顶卧式暗装，空调的风管尽量布置于上方，减少对其它管道的影响。

风机盘管供回水系统采用双水管系统布置，其布置的安全距离一定要好好考虑以免影响安全运行，留有充分的空隙也让后面的维护操作更加方便。

在水系统的水平管段和风机盘管的最高点应设有排气阀。

4.3新风机组的选择

根据该层的风量来选择，然后再根据冷量来校核。

利用鸿业软件算出该层的总的新风量为2132.22m3/h，新风冷负荷为17kw。

故采用下面型号的新风机组。

品牌

型号

风量（m3）

冷量（kw）

水流（L/min）

水阻（kpa）

长度（mm）

宽度（mm）

高度（mm）

美的

MKSII-030D

3000

17.1

12

18

1010

1300

555

4.4水力计算

1.压损平均法：

其前提是单位长度的风管有相同的摩擦压力的损失，将总的压力按干管长度平均分配给每一管段，再根据每一管段的风量和分配到的作用压力，确定风管的尺寸。

2.假定流速法：

风管内空气流速被用作控制指标，根据风管的风量和选定的流速，确定下来风管的断面尺寸，然后对压力损失进行计算，再按各环路的压力损失进行调整，使其达到平衡。

3.静压复的法：

原理是根据在某一断面上流体的全压为一个不变定值，动压减少的数量变为静压增加的那一部分。

在忽略摩擦阻力及局部阻力的前提下，动压和静压相互转化。

其中一个的减少量等于另一个的增加量。

4.我采用假定流速法进行风管的水力计算，将干管的流速控制在5m/s以下，将支管的流速控制在3m/s以下，通过改变管子的宽与高来控制流速达到要求。

风管的高度最好不要超过250mm，为了施工安装方便将干管的标高都设置为250mm，通过改变管子的宽度来控制流速。

故在风管的绘制之前要先进行管段的水力计算。

风管各管段的水力计算结果如下表：

风管水力计算表

序号

风量（m3/h）

宽/直径（mm）

高（mm）

管长（m）

v（m/s）

R（Pa/m）

ΔPy（Pa）

ζ

动压（Pa）

ΔPj（Pa）

总阻力（Pa）

1

3000

800

250

1.302

4.167

0.542

0.705

0.04

10.398

0.416

1.121

2

2853.194

800

250

0.428

3.963

0.494

0.211

0.04

9.405

0.376

0.587

3

2706.338

800

250

2.426

3.759

0.448

1.086

0.04

8.462

0.338

1.424

4

2559.582

800

250

1.072

3.555

0.404

0.433

0.04

7.569

0.303

0.735

5

2412.776

800

250

0.16

3.351

0.362

0.058

0.04

6.725

0.269

0.327

6

2265.97

800

250

3.167

3.147

0.322

1.021

0.04

5.932

0.237

1.258

7

2265.97

630

250

1.071

3.996

0.541

0.58

0.13

9.565

1.243

1.823

8

2119.164

630

250

0.37

3.738

0.478

0.177

0.04

8.366

0.335

0.512

9

1972.358

630

250

0.977

3.479

0.419

0.409

0.04

7.247

0.29

0.699

10

1825.552

630

250

0.154

3.22

0.363

0.056

0.04

6.208

0.248

0.304

11

1678.746

630

250

6.815

2.961

0.311

2.12

0.08

5.25

0.42

2.54

12

1385.134

630

250

0.815

2.443

0.219

0.178

0.04

3.574

0.143

0.321

13

1238.328

630

250

0.429

2.184

0.178

0.076

0.04

2.857

0.114

0.191

14

1091.552

630

250

3.052

1.925

0.142

0.432

0.04

2.22

0.089

0.521

15

1091.552

400

250

1.428

3.032

0.392

0.559

0.13

5.506

0.716

1.275

16

944.716

400

250

0.182

2.624

0.3

0.055

0.04

4.124

0.165

0.22

17

797.911

400

250

1.067

2.216

0.221

0.236

0.04

2.942

0.118

0.353

18

651.104

400

250

3.868

1.809

0.153

0.59

0.04

1.959

0.078

0.669

19

564.558

400

250

2.714

1.568

0.118

0.32

0.04

1.473

0.059

0.379

20

417.752

400

250

1.223

1.16

0.069

0.084

0.04

0.806

0.032

0.116

21

270.946

400

250

1.941

0.753

0.032

0.062

0.04

0.339

0.014

0.075

22

270.946

160

160

5.351

2.94

0.836

4.472

1.48

5.176

7.661

12.133

23

146.806

120

120

5.884

2.832

1.122

6.599

3.81

4.803

18.299

24.899

24

146.806

120

120

1.694

2.832

1.122

1.9

5.03

4.803

24.159

26.059

25

146.806

120

120

2.705

2.832

1.122

3.034

4.03

4.803

19.356

22.39

26

146.806

120

120

2.729

2.832

1.122

3.061

4.03

4.803

19.356

22.417

27

146.806

120

120

2.711

2.832

1.122

3.041

4.03

4.803

19.356

22.397

28

146.806

120

120

2.815

2.832

1.122

3.157

3.53

4.803

16.955

20.112

29

146.806

120

120

2.194

2.832

1.122

2.461

3.23

4.803

15.514

17.974

30

146.806

120

120

2.814

2.832

1.122

3.156

3.03

4.803

14.553

17.709

31

146.806

120

120

2.738

2.832

1.122

3.071

2.53

4.803

12.152

17.624

32

146.806

120

120

2.81

2.832

1.122

3.152

2.53

4.803

12.152

15.303

33

146.806

120

120

2.8

2.832

1.122

3.14

2.53

4.803

12.152

15.292

34

146.806

120

120

2.813

2.832

1.122

3.155

2.53

4.803

12.152

15.307

35

146.806

120

120

3.111

2.832

1.122

3.489

2.73

4.803

13.112

16.01

36

146.806

120

120

2.91

2.832

1.122

3.264

2.03

4.803

9.75

13.014

37

146.806

120

120

2.925

2.832

1.122

3.281

2.03

4.803

9.75

13.031

38

146.806

120

120

2.911

2.832

1.122

3.265

2.03

4.803

9.75

13.015

39

146.806

120

120

2.933

2.832

1.122

3.29

2.03

4.803

9.75

13.04

40

146.806

120

120

2.911

2.832

1.122

3.265

2.03

4.803

9.75

13.015

41

146.806

120

120

4.167

2.832

1.122

4.674

1.73

4.803

8.309

12.983

总计

37173.463

96.587

77.372

41.59

207.361

201.222

278.594

风管的各管段编号如图所示：

环路计算结果如下表：

环路

总阻力

最不利环路

并联环路

不平衡率

22

27.583

12.983

12.208

23

26.02

27.237

24.899

24

27.767

26.65

26.059

0.02217636

25

25.522

25.226

22.39

26

26.284

24.491

22.417

0.08468417

27

26.591

24.164

22.397

0.07312531

28

27.387

21.083

20.112

29

25.761

20.571

17.974

30

23.063

1