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《暖通空调》课程设计说明书

《暖通空调》课程设计说明书

上海市某医院楼空调工程

设计说明书

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

完成时间：

成绩评定：

目录

一任务和目的3

二工程概况3

三设计概述3

四空调负荷计算4

4.1手算标准示范4

4.1.1上海市室外气象条件4

4.1.2.病房各项相关条件5

4.1.3.冷负荷计算5

4.2各层其他其余空调空间的冷负荷12

五、空调风系统13

5.1各房间新风量确定13

5.2新风管道选择14

5.2.1各新风干管管径选取15

5.2.2各房间的新风支管管径选取16

5.3新风管阻力计算16

5.4新风冷负荷计算17

5.6空调系统方案的确定19

5.7风机盘管选型19

5.8气流组织设计21

六、冷水系统23

6.1冷水机组的选型23

七、参考文献24

一任务和目的

通过本课程设计使学生在以下几个方面得到初步训练：

1、熟悉和掌握空调工程设计计算的基本方法；

2、较为合理地确定空调工程的设计方案，了解空调工程设计的主要步骤，较规范地绘制工程图；

3、熟悉和学会使用设计规范、设计手册、标准图、以及其它有关的参考资料，合理地选用空调、通风系统的定型产品。

二工程概况

该医院楼位于上海市，总共9层，主要房间朝南北向，首层层高为4.4m.其中第九层ICU空调由专业洁净公司设计。

该空调系统主要内容包括：

设计方案选择，负荷计算，末端设备的选型，气流组织设计，水系统设计，风系统设计等内容。

三设计概述

根据该建筑的建筑面积以及内部结构等因素考虑，该建筑性质为相对单一的办公建筑，从而将整个空调区划分为风机盘管加新风系统。

设计满足舒适性空调要求。

在冷负荷计算的基础上完成新风机组和风机盘管的选型，并通过风量计算、水量估算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机。

四空调负荷计算

4.1手算标准示范

典型房间取右上角电梯左边第二个病房（编号为2000）。

4.1.1上海市室外气象条件

4.1.2.病房各项相关条件

（1）层高为4.4m.

（2）楼板：

由于该办公室上面一层也为同一性质的空调病房，所以楼板的冷负荷忽略不计。

（3）西、东内墙及走廊：

内墙邻室为同一性质的病房，与其温度可视为相同，忽略温差所导致的冷负荷。

即两个内墙冷负荷忽略不计，同理，视走廊温度也与病房房温度相同。

（4）北外窗：

设计该北外窗为双层透明中空玻璃，金属窗框，挂白色内窗帘。

上海市夏季室外平均风速为3.2m/s.因此外表面放热系数为

，内表面放热系数取

，根据《暖通空调》附录2-8查得

。

设计窗高度为2.1m，根据图纸，面积分别为

。

（5）北外墙：

设计该外墙为水泥砂浆、砖墙、白色粉刷的构造，根据《暖通空调》附录2-3选用序号3的II型，传热系数

；面积为.

。

（6）厕所内墙：

100mm砖墙，两面20mm厚1:

3水泥砂浆抹灰，传热系数

，面积为

.厕所内门：

取

，面积为

按《采暖通风与空气调节设计规范》表6.2.4规定温差0∽2℃，取1℃计算冷负荷。

（7）空调室内计算参数，根据《暖通空调》表2-2：

房间名称

干球温度（℃）

相对湿度（%）

夏季

夏季

病房

25～27

65～45

1照明负荷近似取7W/㎡。

2工作时间：

全天。

3病房内没有电子设备符合。

4.1.3.冷负荷计算

（1）北外窗总冷负荷：

根据已知条件及夏季室外平均风速为3.2m/s.

表面放热系数为

，

内表面放热系数取

，

查《暖通空调》表2-8得外表面放热系数修正值

=0.97。

查《暖通空调》表2-9得吸收修正系数

=0.94

由《暖通空调》附录2-9查得对金属窗框双层窗的玻璃窗传热系数的修正值为1.2，故

面积分别为

。

取室内空气干球温度为26°C

查《暖通空调》附录2-11上海朝北修正值

=1

附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度

，根据公式

计算，计算结果列于下表中。

北外窗逐时传热冷负荷（0-11时）

时间（h）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

tc（τ）

27.20

26.70

26.20

25.80

25.50

25.30

25.40

26.00

26.90

27.90

29.00

29.90

△td

1.00

t'c（τ）

28.20

27.70

27.20

26.80

26.50

26.30

26.40

27.00

27.90

28.90

30.00

30.90

tR

26.00

Δt

2.20

1.70

1.20

0.80

0.50

0.30

0.40

1.00

1.90

2.90

4.00

4.90

K

3.74

A

4.41

Qc（τ）

36.30

28.05

19.80

13.20

8.25

4.95

6.60

16.50

31.35

47.86

66.01

80.86

北外窗逐时传热冷负荷（12-23时）

时间（h）

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

tc（τ）

30.80

31.50

31.90

32.20

32.20

32.00

31.60

30.80

29.90

29.10

28.40

27.80

△td

1.00

t'c（τ）

31.80

32.50

32.90

33.20

33.20

33.00

32.60

31.80

30.90

30.10

29.40

28.80

tR

26.00

Δt

5.80

6.50

6.90

7.20

7.20

7.00

6.60

5.80

4.90

4.10

3.40

2.80

K

3.74

A

4.41

Qc（τ）

95.71

107.26

113.87

118.82

118.82

115.52

108.91

95.71

80.86

67.66

56.11

46.21

（2）北外墙总冷负荷：

根据已知条件及夏季室外平均风速为3.2m/s.

表面放热系数为

，

内表面放热系数取

，

查表得

。

根据《暖通空调》附录2-3选用序号3的II型，传热系数

；面积分别为

。

取室内空气干球温度为26°C

查《暖通空调》附录2-6上海朝北修正值

=1.2

根据《暖通空调》附录2-4查得Ⅱ型外墙冷负荷计算温度

，用公式

计算，将其逐时值及计算结果列入下表：

北外墙逐时传热冷负荷（0-11时）

时间（h）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

tc（τ）

33.10

33.20

33.20

33.20

33.10

33.00

32.80

32.60

32.30

32.10

31.80

31.00

△td

1.20

kα

0.97

kρ

0.94

t'c（τ）

31.27

31.37

31.37

31.37

31.27

31.18

31.00

30.82

30.55

30.36

30.09

29.36

tR

26.00

Δt

5.27

5.37

5.37

5.37

5.27

5.18

5.00

4.82

4.55

4.36

4.09

3.36

K

0.90

A

10.99

Qc（τ）

52.17

53.07

53.07

53.07

52.17

51.27

49.47

47.66

44.96

43.15

40.45

33.23

北外墙逐时传热冷负荷（12-23时）

时间（h）

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

tc（τ）

31.40

31.30

31.20

31.20

31.30

31.40

31.60

31.80

32.10

32.40

32.60

32.90

△td

1.20

kα

0.97

kρ

0.94

t'c（τ）

29.72

29.63

29.54

29.54

29.63

29.72

29.91

30.09

30.36

30.64

30.82

31.09

tR

26.00

Δt

3.72

3.63

3.54

3.54

3.63

3.72

3.91

4.09

4.36

4.64

4.82

5.09

K

0.90

A

10.99

Qc（τ）

36.84

35.94

35.04

35.04

35.94

36.84

38.64

40.45

43.15

45.86

47.66

50.37

（3）厕所内墙，内门总冷负荷：

根据公式

，其中内墙

，面积为11.88㎡，内门

，面积为2.16㎡和2.42㎡。

=30.4°C

=1°C

=26°C

计算结果如下表：

内墙

内门1

内门2

tom

30.4

△ta

1

tR

26

Ki

2.01

3.346

3.346

Ai

11.88

2.16

2.42

Qc

128.95

39.03

43.73

（4）西、东、南外窗透入日射得热引起的冷负荷

根据《暖通空调》附录2-15查得双层钢窗的有效面积系数值

=0.75，故窗的有效面积

。

由附录2-13查得遮挡系数

，由附录2-14查得遮阳系数

，于是综合遮阳系数

。

再由附录2-12查得夏季纬度带30°时，西向日得热因数最大值

。

因上海纬度31°，属于北区，故由附录2-17查得北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值

。

用公式

计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷，列入下表

北外窗透入日射得热引起的冷负荷

时间（h）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

CLQ

0.12

0.11

0.11

0.10

0.09

0.09

0.59

0.54

0.54

0.65

0.75

0.81

Dj,max

115.00

Ccs

0.43

Aw

3.16

Qc（τ）

14.06

12.89

12.89

11.72

10.55

10.55

69.15

63.29

63.29

76.18

87.90

94.93

北外窗透入日射得热引起的冷负荷

时间（h）

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

CLQ

0.83

0.83

0.79

0.71

0.60

0.61

0.68

0.17

0.16

0.15

0.14

0.13

Dj,max

115.00

Ccs

0.43

Aw

3.16

Qc（τ）

97.27

97.27

92.59

83.21

70.32

71.49

79.69

19.92

18.75

17.58

16.41

15.24

（5）人员散热引起的冷负荷

该病房共三张病床，设计人员共6人，面积为21.12㎡，该区域人员密度为0.28人/

。

病房属于极轻劳动，根据《暖通空调》表2-13查得，当室内温度为26℃时，每人散发的显热和潜热为60.5W和73.3W，群集系数

，由附录2-23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值（假设病人、病人亲属在室内的时间数为18小时，早上八点为进入房间的第一个小时）用公式

计算人体显热散热逐时冷负荷，人体潜热引起的冷负荷计算公式为

，计算结果为下表

人员散热引起的冷负荷

时间（h）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

CLQ

0.97

0.97

0.50

0.40

0.33

0.28

0.24

0.21

0.66

0.74

0.79

0.82

qs

60.50

n

6.00

φ

0.93

Qc（τ）

327.46

327.46

168.80

135.04

111.40

94.53

81.02

70.89

222.81

249.82

266.70

276.82

ql

70.30

Qc

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

合计

719.74

719.74

561.07

527.31

503.68

486.80

473.30

463.17

615.08

642.09

658.97

669.10

人员散热引起的冷负荷

时间（h）

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

CLQ

0.85

0.87

0.89

0.90

0.92

0.93

0.94

0.94

0.95

0.96

0.96

0.97

qs

60.50

n

6.00

φ

0.93

Qc（τ）

286.95

293.70

300.46

303.83

310.58

313.96

317.33

317.33

320.71

324.09

324.09

327.46

ql

70.30

Qc

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

392.27

合计

679.23

685.98

692.73

696.11

702.86

706.23

709.61

709.61

712.98

716.36

716.36

719.74

（6）办公室照明散热形成的冷负荷

设计病房照明设备为明装荧光灯，镇流器装设在室内，因此镇流器消耗功率系数

取1.2。

灯罩隔热系数

取1.0。

照明灯具消耗功率设计为150W，空调设计运行时间24小时，开灯时数为8小时（17点开始开灯）。

由附录2-22查得照明散热冷负荷系数，根据公式

计算，其计算结果列入下表

照明散热形成的冷负荷

时间（h）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

CLQ

0.34

0.55

0.61

0.65

0.68

0.71

0.74

0.77

0.79

0.81

0.83

0.39

n1

1.2

n2

1

N

150

Qc（τ）

61.2

99

109.8

117

122.4

127.8

133.2

138.6

142.2

145.8

149.4

70.2

照明散热形成的冷负荷

时间（h）

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

CLQ

0.35

0.31

0.28

0.25

0.23

0.2

0.18

0.16

0.15

0.14

0.12

0.11

n1

1.2

n2

1

N

150

Qc（τ）

63

55.8

50.4

45

41.4

36

32.4

28.8

27

25.2

21.6

19.8

由于室内压力比室外大气压略高，不考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。

现将上述各分项计算结果列入下表中，并逐时相加，以便求得办公室内的冷负荷值。

各分项逐时冷负荷汇总表如下

各分项逐时冷负荷汇总

时间（h）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

外墙

52.17

53.07

53.07

53.07

52.17

51.27

49.47

47.66

44.96

43.15

40.45

33.23

北外窗

36.30

28.05

19.80

13.20

8.25

4.95

6.60

16.50

31.35

47.86

66.01

80.86

窗日射

14.06

12.89

12.89

11.72

10.55

10.55

69.15

63.29

63.29

76.18

87.90

94.93

内墙

128.95

内门

82.76

照明设备

149.4

151.2

52.2

46.8

41.4

36

34.2

30.6

27

25.2

21.6

19.8

人员

719.74

719.74

561.07

527.31

503.68

486.80

473.30

463.17

615.08

642.09

658.97

669.10

总计

1183.38

1176.66

910.74

863.81

827.76

801.27

844.41

832.92

993.39

1046.18

1086.63

1109.63

各分项逐时冷负荷汇总

时间（h）

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

外墙

36.84

35.94

35.04

35.04

35.94

36.84

38.64

40.45

43.15

45.86

47.66

50.37

北外窗

95.71

107.26

113.87

118.82

118.82

115.52

108.91

95.71

80.86

67.66

56.11

46.21

窗日射

97.27

97.27

92.59

83.21

70.32

71.49

79.69

19.92

18.75

17.58

16.41

15.24

内墙

128.95

内门

39.03

照明设备

18

16.2

14.4

12.6

10.8

66.6

120.6

127.8

133.2

136.8

142.2

145.8

人员

679.23

685.98

692.73

696.11

702.86

706.23

709.61

709.61

712.98

716.36

716.36

719.74

总计

1138.76

1154.36

1160.32

1157.47

1150.44

1208.38

1269.17

1205.20

1200.66

1195.96

1190.44

1189.05

由此可知，最大冷负荷（不包括新风负荷）出现在18点，为1269.17W

（7）新风冷负荷:

新风全冷负荷Qq=md

新风量

（iw-in）/3.6

其中:

md--夏季空调室外计算干球温度下的空气密度（1.13kg/m^3）

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）

根据上海夏季室外干球计算温度34°C，湿球计算温度28.4°C，由电子焓湿图查得：

iw=91.2kJ/kg；

根据空调室内设计参数标准，取病房室内干球温度为26°C，含湿量为60%，由电子焓湿图差的：

in=58.45kJ/kg；

病房新风量指标为50m3/（h·人）。

所以新风全冷负荷Qq=md

新风量

（iw-in）/3.6

=1.13x50x3x（91.2-58.45）/3.6=1542W

综合上述计算结果，该办公室最大冷负荷（包括新风冷负荷）出现在18点，为

1542+1269.17=2811.2W

（8）空调房间的湿负荷计算:

该建筑的湿负荷主要是人体散湿量。

人体散湿量：

D＝n×Ф×gg/h

式中

D——人体的散湿量，g/h；

g——成年男子的小时散湿量，g/h，取109g/h；

n——室内全部人数，人；

Ф——群聚系数；查表取0.93

故湿负荷=3×0.93

109=0.304kg/h

=0.084g/s

4.2各层其他其余空调空间的冷负荷

依据上面手算的典型示范所采用的方法，利用天正暖通负荷计算软件计算剩余空调房间的冷负荷（不包括新风负荷）和湿负荷。

计算结果具体如下表：

五、空调风系统

5.1各房间新风量确定

根据不同类型建筑空调新风量标准，选取病房新风指标为50m3/（h·人）。

根据《公共建筑节能设计标准（GB_50189-2005）》，各房间人员密度与设计建筑一致。

本设计中，建筑病房按设计床位计算。

当不能按照设计文件确定设计建筑各个房间的人员密度时，按表格选取，其中，普通办公室人均占有的使用面积为4㎡/人，会议室为2.5㎡/人。

则可得到各房间人数以及新风量

房间名

相同房间数

房间人数

房间面积（㎡）

新风量（m³/h）

2000（病房）

3

3

20.0

150

2001（病房）

2

3

20.0

150

2002（处置）

2

4

16.5

120

2003（病房）

1

3

20.5

150

2004（病房）

1

3

19.6

150

2005（病房）

10

2

20.0

100

2006（病房）

1

2

19.6

100

2007（套间）

1

1

20.5

50