空调工程课程设计上海市某宾馆空调工程设计.docx

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空调工程课程设计上海市某宾馆空调工程设计

各专业全套优秀毕业设计图纸

课程设计（学年论文）

说明书

课 题 名 称：

空调工程课程设计

学生学号：

01、02、03

专业班级：

建筑节能01班

学生姓名：

  A、B、C

学生成绩：

指导教师：

课题工作时间：

2014年6月16日至2014年6月26日

一、项目名称··················································3

二、课题背景··················································3

三、原始资料··················································3

四、负荷及风量计算············································4

4.1宾馆顶面冷负荷··········································4

4.2外墙冷负荷··············································5

································6

4.4外门传热冷负荷··········································7

············································8

4.6照明散热形成的冷负荷····································10

4.7人体显热冷负荷··········································10

4.8各分项负荷逐时汇总······································11

五、热负荷计算过程············································11

5.1设计说明及依据··········································11

5.2东外墙传热耗热量········································12

5.3东外门传热耗热量········································13

5.4南外墙传热耗热量········································13

5.5南外窗传热耗热量········································13

5.6南外门传热耗热量········································13

5.7西外墙传热耗热量········································14

5.8北外墙传热耗热量········································14

5.9北外窗传热耗热量········································14

5.10北外门传热耗热量·······································14

六：

湿负荷计算过程············································15

6.1设计依据················································15

6.2计算过程················································15

七．空调送风量确定············································15

7.1计算依据················································15

7.2计算用数据··············································16

7.3计算过程················································16

八、新风量的确定··············································16

8.1计算依据················································16

8.2计算过程················································17

九．空调系统确定及设备选型····································18

9.1空调方案的确定··········································18

9.2备选空调系统方案比较····································18

9.3空调方案热湿负荷分析····································19

9.4设备选型与冬季负荷校核··································22

十：

风管布置及风管············································23

10.1布置散流器·············································23

10.2初选散流器·············································23

10.3利用假定流速法进行风管水力计算·························24

十一、课程设计总结············································26

十二、每个组员的工作内容······································27

十三、参考文献················································28

设计说明正文：

一．项目名称：

上海市某宾馆空调工程设计

二．课题背景

三．原始资料：

1．制冷机房提供7℃的冷冻水，回水12℃。

2．锅炉房提供给60℃的热水，回水55℃。

3．会议室可以按容纳80人计算，灯光照明，有10盏40W日光灯。

4．木窗为3mm厚双层玻璃窗。

铝合金窗为5mm厚茶色玻璃窗（吸热玻璃），窗帘为黄色布帘。

5．空调设备运行时数为12小时、天，房间开等时数为10小时/天。

取14：

00-24：

00。

6．该建筑物所采用的外墙和屋面的吸收系数为ρ＝0.90。

7．室内允许噪声为35～50dB。

8．会议室与机房和配电室夏季温差＞3℃，冬季温差＜5℃。

因楼板构造不详，其传热系数不好确定，故采用一个系数来考虑楼板的传热冷负荷该系数取1.05，即将会议室其他围护结构的冷负荷乘以1.05的系数来考虑楼板的传热冷负荷。

9．会议室与楼梯间夏季温差＜3℃，冬季温差＞5℃。

10．会议室外墙构造为“外水泥砂浆抹灰+空心砖墙+白灰粉刷”，空心砖厚240mm；屋面构造为序号2，沥青膨胀珍珠岩厚度100mm。

11．会议室门窗表：

类别

设计号

标准图集名称及代号

门窗洞口尺寸

樘数

宽

高

门

M－5

单层平开木门J642

1200

2400

2

窗

C－1

双层铝合金窗

茶色玻璃（6mm）

3000

4900

1

C－2

双层铝合金窗

茶色玻璃（6mm）

1500

2400

1

C－6

双层木窗

普通玻璃（3mm）

1500

2400

4

3.计算方法说明

（1）围护结构冷负荷计算：

我国空调设计中围护结构冷负荷计算主要使用两种计算方法：

谐波反应法和冷负荷系数法。

本案的设计采用的是冷负荷系数法。

（2）本案空调房间设计负荷说明：

本案的设计是按照《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）（以下简称《采暖规范》）规定的计算参数来进行的负荷计算，即“设计工况”下的计算负荷，是全年负荷中最大的冷（热）负荷，将其作为选择设备最大容量的依据。

（3）空调房间热负荷计算：

热负荷计算是根据建筑物的失热量和得热量来确定，本案中冬季房间采暖形式为空调送热风采暖，故室外计算参数采用冬季空气调节室外计算温度。

考虑到空调房间送风采暖满足房间正压要求，故在进行冬季设计热负荷计算的时候忽略，通过门窗空洞的冷风渗透耗热量。

（4）室内空气设计参数：

依据《采暖规范》的规定，舒适性空气调节室内计算温度采用22～28℃，民用建筑的主要房间设计采暖时冬季室内计算温度宜采用16～24℃，辅助建筑中盥洗室、厕所的室内计算温度不应低于12℃。

故该冬季采暖会议室室内计算温度按照18℃，厕所按照12℃进行负荷计算；夏季会议室室内计算温度采用26℃，室内相对湿度冬夏保持在60%

（5）室外空气计算参数以及气象条件：

参照《采暖通风与空气调节室外气象参数》（GBJ19-872001年版），查的重庆地区的室外计算参数为：

地理位置北纬30°，东经106.4°，海拔259.1米；夏季空调室外计算干球温度是36.5℃，空调室外计算湿球温度是27.3℃；冬季室外计算干球温度是2℃，室外计算相对湿度是82%。

四：

负荷及风量计算

4.1宾馆顶面冷负荷

屋顶面积F=（12.4+0.12）×7.24=412.78m2;屋面构造为序号2，沥青膨胀珍珠岩厚度为100mm，查附录6屋面构造类型可知，屋面类型为Ⅱ，传热系数为0.55W/（m2·K）；查附录8，取11:

00到24:

00的屋面逐时冷符合计算温度；

并依据附录9查的，上海市的地点修正值屋面为1.7；上海市夏季室外平均计算风速为3.4m/s，则α0=3.5+5.6×3.4=22.54W/（m2·K），用差值法查表3-7可得，外表面放热系数修正值kα=1.10；围护结构吸收系数ρ=0.90，按照建议取外表面吸收系数修正值为kρ=1.0；

按照式Q=KF（twl’-tN）算出屋面逐时冷负荷，计算结果列于表一中。

4.2外墙冷负荷

外墙共有东、南、西、北四个方向，宾馆外墙构造为空心砖墙，采用Ⅱ型外墙的计算温度。

其结构由内到外依次是：

白灰粉刷层20mm，空心砖墙240mm，水泥砂浆20mm，传热系数为1.50W/（m2·K）；查附录7，取11:

00到24:

00的Ⅱ型外墙逐时冷符合计算温度；上海夏季室外平均计算风速为3.4m/s，则

α0=3.5+5.6×3.4=22.54W/（m2·K），用差值法查表3-7可得，外表面放热系数修正值kα=0.973；围护结构吸收系数ρ=0.90，按照建议取外表面吸收系数修正值为kρ=0.9；按照式Q=KF（twl’-tN）算出各方向的逐时冷负荷，修正系数td如表中所示。

计算结果列于计算表二中为东面墙，其余各面墙如表三、四、五。

4.3.会议室外窗传热形成冷负荷

4.31东外窗的传热冷负荷

东外窗为双层铝合金茶色玻璃窗C-6、C-2，双层木窗普通玻璃C-3、C-5，窗口面积为F=2.4×1.5+1.8×1.8+1.5×2.4×4+1.8×1.5×2=26.64m2；根据普通标准玻璃αi=8.7W/（m2·K），

α0=11.34W/（m2·K），由附录11查得KW=2.73W/（m2·K）；

查附录12得，金属双层窗的传热系数修正值CW=1.2；木窗修正系数为0.95，查附录13得，玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值twl;查附录15得，玻璃窗的地点修正系数td=1℃；

根据式Q=CWKWF（twl’-tN），将计算结果列于下表六中。

在计算南面窗和北面窗时，其地点修正系数一样，均为td=1℃，相应值如表中所示，则根据式Q=CWKWF（twl’-tN），将计算结果列于下表七、八中为北面窗和南面窗传热冷负荷。

4.4外门传热冷负荷

东面门一道门面积F=2.7×2.1=5.67m2，东面两道门面积F=3×1.5+2.1×1.5=7.65m2，金属门的传热系数取6.4W/（m2·K），Xch为朝向修正率，东面取-5%，除门-5为木门外，其余均取金属门，Xm为外门附加率，一道门为65%n,两道门为80%n，按公式：

LC=KF（tn-twl）（1+Xch+Xm）计算，其冷负荷如表九所示。

4.41北外门的面积

北外门面积F=1.2×2.4=2.88m2，木门传热系数K=4.5W/（m2·K）；Xch为朝向修正率，北面取8%；Xm为外门附加率，北门取80%，计算结果如表十。

4.42南外门面积

南外门面积为F=1.5×2×3=9m2，其朝向修正系数取-20%，外门附加率为80%×2，外门冷负荷按上述公式计算，如表十所示。

4.5.窗户日射负荷

4.51北面透过玻璃窗C-4日射得热冷负荷

上海地区处在北纬27°30’以北，属于北区，由附录21查的北区有遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ；再由附录16中查的纬度是30°时，北向日射得热因子最大值DJ,MAX=115W/m2;

外窗C-4为双层铝合金茶色玻璃窗，窗口面积为F=1.5×1.8×21=56.7m2；查附录17得，双层5mm厚普通玻璃窗玻璃的遮阳系数Cs=0.86，窗帘为深色，遮阳系数Ci=0.65，则综合遮挡系数Cc,s为0.559，查附录19得，双层铝合金窗有效面积系数为Ca=0.75，双层木窗有效面积为Ca=0.60；

按照式Q=CaCiCsFDJ,MAXCLQ算出各个方向的逐时冷负荷，计算结果列于下列表格十一中。

表十一北窗日射得热引起的冷负荷单位：

W

时间

11:

00

12:

00

13:

00

14:

00

15:

00

16:

00

17:

00

18:

00

19:

00

20:

00

21:

00

22:

00

23:

00

0.00

CLQ

0.61

0.64

0.66

0.66

0.63

0.59

0.64

0.64

0.38

0.35

0.32

0.3

0.28

0.26

Dj，max

115

Ccs

0.56

Fw

1.5*1.8*21=56.7

CL

813.7

895.7

952.5

952.5

867.9

761.2

895.7

895.7

315.8

267.9

223.9

196.8

171.4

163

4.52南面窗透过玻璃窗C-6日射得热冷负荷

南面窗的相关系数和北面窗的相关系数一样，南向日射得热因子最大值DJ,MAX=174W/m2;

南面窗既有金属窗又有木窗，金属窗面积为F=1.5×1.8×27+2.7×1.5=76.95m2，金属窗的面积为：

F=3×4.9=14.7m2，查附录17得，双层3mm厚普通玻璃的遮阳系数Cs=0.86;查附录18得，窗内遮阳设施的遮阳系数Ci=0.65；附录19得，双层木窗有效面积系数为Ca=0.60;

按照式Q=CaCiCsFDJ,MAXCLQ算出各个方向的逐时冷负荷，计算结果列于下列表十二中。

表十二南窗日射得热引起的冷负荷单位：

W

时间

11:

00

12:

00

13:

00

14:

00

15:

00

16:

00

17:

00

18:

00

19:

00

20:

00

21:

00

22:

00

23:

00

0.00

CLQ

0.49

0.54

0.65

0.6

0.42

0.36

0.32

0.27

0.23

0.21

0.2

0.18

0.17

0.16

Dj，max

174

Ccs

0.56

Fw

1.5*1.8*27+4.9*3+3*3+2.7*1.5=102.72

CL

2937

3237

3897

3597

2518

2158

1918

1619

1379

1259

1199

1079

1019

959

4.53东面透过玻璃窗C-1日射得热冷负荷

上海地区处在北纬27°30’以北，属于北区，由附录21查的北区有遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ；再由附录16中查的纬度是30°时，东向日射得热因子最大值DJ,MAX=539W/m2;东外窗C-6、C-2为双层铝合金茶色玻璃窗，窗口面积为F=2.4×1.5×5=18m2；C-3、C-5为木窗，窗户面积为：

F=1.2×2.4×2+1.8×1.8=9。

查附录17得，双层6mm厚茶色窗玻璃（吸热玻璃）的遮阳系数Cs=0.83，普通玻璃为0.86查附录18得，窗内遮阳设施的遮阳系数Ci=0.65；查附录19得，双层铝合金窗有效面积系数为Ca=0.75;

按照式Q=CaCiCsFDJ,MAXCLQ算出各方向的逐时冷负荷，计算结果列于表十三中。

表十三东窗日射得热引起的冷负荷单位：

W

时间

11:

00

12:

00

13:

00

14:

00

15:

00

16:

00

17:

00

18:

00

19:

00

20:

00

21:

00

22:

00

23:

00

0.00

CLQ

0.37

0.29

0.29

0.28

0.26

0.24

0.22

0.19

0.17

0.16

0.15

0.14

0.13

0.12

Dj，max

539

Ccs

0.56

Fw

2.4*1.5+1.8*1.8+1.5*2.4*4+1.8*1.5*2=26.64

CL

1782

1397

1397

1348

1252

1156

1059

915

818.7

770.5

722.4

674.2

626.1

578

4.6照明散热形成的冷负荷

按明装荧光灯灯光照明，照明设备按每个空调房间两盏灯，共有96盏灯，机房两盏灯，配电室无空调不计算，会议室10盏灯，阅览室8盏灯，值班室两盏灯，一共116盏灯，所需功率N=116×40W=4640W；日光灯采用明装灯罩无通风孔的形式，镇流器消耗功率系数取n1=1.2；取n2=0.6；空调设备运行时数为12小时/天，房间开灯时数为10小时/天，设房间开灯时段为14:

00-24:

00，查附录26得，照明散热冷负荷系数，按照式Q=1000n1n2NCLQ计算照明散热冷负荷，结果填入下表十四中;

照明散射形成的冷负荷单位：

W

时间

11:

00

12:

00

13:

00

14:

00

15:

00

16:

00

17:

00

18:

00

19:

00

20:

00

21:

00

22:

00

23:

00

0.00

CLQ

0

0

0

0.63

0.9

0.91

0.93

0.93

0.94

0.95

0.95

0.95

0.96

0.96

n1

1.2

n2

0.6

N

4640

CL

0

0

0

2105

3007

3040

3107

3107

3140

3174

3174

3174

3207

3207

4.7人体显热冷负荷

宾馆内人群的体力活动性质为静坐，。

查表3-15，当室温为26℃时，成年男子没人散发的显热和潜热量为63W和45W；查表3-14，阅览室取集群系数为φ=0.89，会议室群集系数取0.96，机房取集群系数为φ=0.89，阅览室60人，机房40人计算，空调住房加上值班室取96人。

由附录27查得人体显热散热冷负荷逐时值。

计算人体显热散热逐时冷负荷，将计算结果列入下表十五中。

4.8将各分项负荷逐时汇总

将各个分项的逐时冷负荷逐时相加，计算结果填入表十六中：

由表十六可以看出，此宾馆最大冷负荷出现在20:

00时，其值为39100.91W，以此作为设备选型的依据之一。

五：

热负荷计算过程

5.1设计说明及依据

设计说明：

该宾馆冬季空调热负荷计算采用冬季空调室外计算温度，并且由于室内正压的存在，不考虑通过门窗孔洞的渗透耗热量。

同时，根据已知条件，会议室与底层机房、上层阅览室房间的温差均小于5℃，不考虑通过楼板的传热耗热量。

因此，该宾馆的冬季房间失热量主要是围护结构热负荷计算过程。

1）室外气象参数：

查《采暖通风与空气调节室外气象参数》（GBJ19-872001年版），重庆市冬季空气调节室外计算温度是3.5℃，供暖室内计算温度是18℃。

2）设计依据：

建筑围护结构的基本耗热量，按一维稳态传热过程计算，即假定室内、外空气温度和其他影响传热过程的因素都不随时间变化，可按下式计算：

Q’=KF（tN-tW’）a

式中：

K——围护结构的传热系数，W/（㎡/℃）；

　　　F——围护结构的传热面积，㎡；

　　tn——冬季室内计算温度,℃；

　　tw’——供暖室外计算温度，℃；

　　　a——围护结构的温差修正系数。

在此基础上计算得到的耗热量需要进行修正，通常按照基本耗热量的百分率进行修正。

主要包括朝向修正、风力修正、外门附加和高度附加等。

5.2东外墙传热耗热量

东外墙的面积F=218.56-13.32-33.84=171.4m2;传热系数为K=1.97W/（m2·K）;

朝向修正系数查《供热工程》，表1-6得东向xch=-5%；

东外墙的传热耗热量为：

Q1=aKF（tn-tw’）（1+xch）

=1×1.97×171.4×（18-3.5）×（1-5%）=4651.2W

东外窗传热耗热量

东外窗的面积F=m2

窗玻璃的传热系数K=2.73W/（m2·K）；

朝向修正系数为xch=-5%；

东外窗的传热耗热量为：

Q2=aKF（tn-tw’）（1+xch）=1×2.73×26.64×（18-3.5）×（1-5%）=1001.81W

5.3东外门传热耗热量

东外门的面积是F=1.5×3+2.1×1.5+2.7×2.1=13.32m2；东外门的传热系数K=6.4W/（m2·K）；朝向修正系数xch=-5%；东外门的传热耗热量为Q9=aKF（tn-tw’）（1+xch+xm）=1×6.4×13.32×（18-3.5）×（1-5%+60%×3）=3399.26W

5.4南外墙传热耗热量

南外墙的面积是F=407.26-87.6-13.05=306.6m2；

南外墙的传热系数K=1.97W/（m2·K）；

朝向修正系数xch=-20%；

南外墙的传热耗热量为：

Q3=aKF（tn-tw’）（1+xch）

=1×1.97×306.6×（18-3.5）×（1-20%）=7006.42W

5.5南外窗传热耗热量

南外窗的面积F=m2；窗玻璃的传热系数由前面计算可得K=2.73W/（m2·K）；

朝向修正系数为xch=-20%；

南外墙的窗墙比=（3×4.9）/（7.12×4.9）=0.73＞0.5，依据《实用供热空调设计手册》，当采暖当窗墙（含窗）商积比大于0.5时，应对窗进行窗墙比附加