空气调节专业课程设计.doc

摘 要本设计对象是一九层假日酒店，位于武汉市。涉及重要内容有：负荷计算、新风量拟定、空气解决过程设计、气流组织设计与计算、设备选型、水系统及风系统水力计算、系统控制方案拟定等。结合建筑特点与实际，制定空调设计方案。在符合实际基本上尽量使系统有更强功能性和操作性，因此本设计采用风机盘管加新风系统，人员少或者停留时间不长且不易送新风小房间则靠自然通风来达到换气目。从第一层至第九层均采用吊顶式空调机组，风机盘管采用下送风方式。而新风则在客房采用侧送风，其她房间采用下送风第一层新风机组置于厨房某些室外，可最大化减少机组噪音对大厅人员影响，而从第二层至第九层新风机组则置于相应机房里，制冷机房设于地面一层最西面，选用一台螺杆式冷水机组，夏季供冷冻水，冷冻水泵选取是两用一备，冷却水泵选取也是两用一备，冷却塔置于屋顶。 核心字：风机盘管加新风系统；送风方式；制冷机房；水泵 AbstractThe object of this design is a lholidayinn construction which is located in Wuhan. The main content includes:the load computation，the amount determination of new wind，the air treating processes design，the suppose counts with the computation of air current organization，the equipment shaping，the water power computation of aqueous system and the wind system，the systems control plan,and so on.Combine the practice and the characteristic of architecture,establish the plan of the air condition design. On the basis of truthfulness,making the systerm more functionality and more operationality.So we design the Fan coil and fresh air system ,The small room with little people or short residence time and the small room that is not easy to send a fresh air will rely on the natural ventilation to achieve the purpose of the air exchange.From the first level to the ninth level are use of ceiling air conditioning units，fan coil are used the way of downward air supply.Guest Rooms are use the way of Side air supply，the other room to send the wind use the way of downward air supply. The fresh air unit of first layer is placed in the kitchen of outdoor ，it can maximum reduce the effect of noise，and from the second layer to the ninth floor of fresh air unit is placed in the appropriate room ,Refrigeration room is located in the ground floor of the west，the choice of a screw chillers in summer for chilled water，chilled water pump selection is a dual-use equipment，cooling water pump of choice is a dual-use equipment，cooling tower are placed on the roof.Key words：blower fan coil with new wind；Air supply mode；Refrigeration room；Water pump 目 录1 设计条件1 1.1 工程概况1 1.2设计采用气象数据1 1.3空调房间设计条件1 1.4维护构造热工性能2 1.5室内照明2 1.6室内设备3 1.7 室内人员散热32 系统方案初步拟定4 2.1 系统方案4 2.2 初选系统方案43 负荷计算4 3.1 冷负荷计算4 3.1.1外维护构造冷负荷计算4 3.1.2 内围护构造冷负荷5 3.2湿负荷计算6 3.3新风负荷计算74 送风量拟定75 室内气流组织计算8 5.1 气流组织形式8 5.2 散流器送风86 水力计算11 6.1 风管材料和形状11 6.2风管内风速11 6.3 风管布置11 6.4风管水力计算11 6.4.1 沿程阻力计算11 6.4.2 局部阻力计算12 6.5水管材料和形状12 6.5.1空调管路系统设计原则12 6.5.2管路系统管材13 6.5.3冷冻水温度拟定13 6.5.4.管径和流速拟定14 6.5.5.冷凝水管设计15 6.6水管水力计算15 6.6.1沿程阻力计算15 6.6.2 局部阻力计算16 6.6.3 水系统不平衡率167 空调设备选型17 7.1空气解决机组选型17 7.2制冷机组选型18 7.3风机选型18 7.4水泵选型198. 其她设备20 8.1 消声20 8.2 减振与隔振20 8.3 保温219 道谢2210 参照文献：23 第一章 设计条件1.1 工程概况本工程为武汉市某九层假日酒店空调系统设计，总建筑面积2108m2 ，客房共9层，建筑高度为33.2m。第一层层高为4.2m，分为大厅，制冷机房，厨房，和客房几大某些，第二层层高也是4.2m，分为餐厅，办公空间，客房几大某些第三层为办公空间和客房，四层之后只有客房；除第一层以外每层设有新风机组室。1.2设计采用气象数据 表1-1 室外气象参数（一）序号地名 台站位置 室外计算干球温度夏季室外平均每年不保证50小时湿球温度 北纬 东经 海拔夏季通风夏季空气调 节夏季空气调节日平均 1 2 3 4 5 6 7 8 9 17 武汉30o38114o04 23.3 3 35.2 32 28.2 依照（1）空调夏季室外计算干球温度：35.2 （2）夏季空调室外日平均温度： 28.2 （4） 夏季大气压力：0.100530MPa （5） 夏季室外相对湿度为79% 1.3空调房间设计条件 表1-2 旅馆客房空调设计计算参数房间类型 夏季 冬季新风量空气含尘量空气温度相对湿度风速空气温度相对湿度风速 t RH V t RH V L G oC % m/s oC % m/s m3/h*人mg/m3客房一级 24550.25 24500.15500.15二级 25600.25 23400.1540三级 26650.25 22300.1530四级 27 - - 21 - - - 依照可得如下数据 表1-3 本旅馆客房空调设计计算参数夏季温度 260C空调运营时间24h湿度 60%新风量30m3/人风速 0.25m/s备注室内压力稍高于室外压力 1.4 围护构造热工性能 （1） 外墙 ：250mm厚钢筋混凝土剪力墙。 传热系数： 2.67w/(m2.k) 类型： 重型 延迟时间为： 8.1h 衰减系数： 0.31 查 （2）屋顶 ：120mm厚混凝土板加50mm厚加膨胀树脂珍珠岩保温层，1.2mm三元乙醇防水卷材 传热系数：0.74w/(m2.k) 延迟时间为：7.3h 衰减系数为：0.46 吸取系数为：0.45 查 （3） 玻璃窗和外门 构造：采用断热铝合金型材，6+9+6低辐射中空玻璃。 窗宽度1.8m及高度为1.6m，门高度为4.5m，宽为4.5m 传热系数： 4.54w/(m2.k) 內遮阳设施：淡色窗帘 Cn=1.00 外遮阳设施：Cs=1.00 窗有效面积系数Xg=0.85 地点修正系数Xd=1 查 (4)内墙 构造：内墙为200mm厚剪力墙。 传热系数：2.59w/(m2.k) 类型：重型 查 （5）普通房间外门断热铝合金型材，1.5室内照明 表1-4 照明功率密度指标建筑类别房间类别照明功率密度 W/m2建筑类别房间类别照明功率密度 W/m2办公建筑普通办公室 11宾馆建筑客房 15餐厅 13高档办公室 18会议室 18会议室 11走廊 5门厅 15走廊 5商场建筑普通商店 12其她 11高档商店 19 查实用供热空调设计手册综上可得，各某些照明密度如下：（1）厨房为13W/m2；（2）客房为11 W/m2；（3）餐厅为13W/m2；（4）门厅为15W/m2；（5）一二楼办公室为18W/m2；（6）厕所为15 W/m2，；各某些构造开灯时间：（1）客房持续开灯时间：6小时- 从18：00到24：00持续运营；（2）门厅持续开灯时间：12小时-从18：00到6：00持续运营；（3）厕所持续开灯时间：12小时-从18：00到6：00持续运营；（4）餐厅持续开灯时间：3小时- 从06：00到09：00持续运营； 从11：00到14：00持续运营； 从17：00到20：00持续运营；（5）办公室持续开灯时间：10小时- 从08：00到18：00持续运营；（6）厨房持续开灯时间：3小时- 从06：00到09：00持续运营； 从11：00到14：00持续运营； 从17：00到20：00持续运营；1.6室内设备 表1-5 电器设备功率密度建筑类别房间类别功率密度W/m2建筑类别房间类别 功率密度 W/m2办公建筑普通办公室 20宾馆建筑普通客房 20高档客房 13高档办公室 13会议室 5会议室 5走廊 0其她 5走廊 0商场建筑普通商店 13其她 5高档商店 13 查实用供热空调设计手册综上可得，各某些设备功率密度如下：（1） 厨房设备安装功率：5w/m2；（2） 客房设备安装功率：20w/m2；（3） 厕所设备安装功率：5w/m2；（4） 楼办公室设备安装功率：13w/m2；（5） 二楼餐厅安装功率：5w/m2； 1.7 室内人员散热 表1-6 不同类型房间人均占有使用面积指标建筑类别房间类别功率密度W/m2建筑类别房间类别 功率密度 W/m2办公建筑普通办公室 4宾馆建筑普通客房 15高档客房 30高档办公室 8会议室 2.5会议室 2.5走廊 50其她 20走廊 50商场建筑普通商店 3其她 20高档商店 4 查实用供热空调设计手册综上可得，各某些构造人均占有面积指标如下：（1）餐厅人均面积指标为2.5m2/人，（2）厨房人均面积指标为20m2/人，（3）厕所人均面积指标为20m2/人,（4）客房人均面积指标为15m2/人,（5）大厅人均面积指标为15m2/人，（6）办公室全设为高档办公室，人均面积指标为8m2/人， 人员显热为61w，潜热为73w。 第二章 系统方案初步拟定2.1 系统方案 （1）全空气空调系统 全空气空调系统长处是:设备集中、系统简朴,维修和管理都比较以便，施工以便，初投资小，可以实现全年多工况节能运营调节，经济性好，使用寿命长，在过度季节能全新风运营。其缺陷是：风道断面大，风管系统复杂，布置困难，一种系统供应各种房间，当各房间负荷变化不一致时，无法进行精准调节，并且当一某些房间不再需要空调或负荷变化时而整个系统还在继续运营，导致能源挥霍；空调房间之间有风管连通，使房间互相污染；设备与风管安装工作量大，周期长。合用于建筑空间大、易于布置风道、室内温度、湿度、干净度等控制规定严格，全年多工况节能以及负荷大或潜热负荷大场合。 （2）：新风加风机盘管系统 新风加风机盘管系统克服了全空气系统由于有风道截面积大、占用建筑面积和空间较多以及系统灵活性差等缺陷，在这个系统既有水，又有空气，因而新风加风机盘管系统合用于其房间用途和使用者规定不同，并且规定灵活性高建筑，如旅馆、办公楼等。 2.2 初选系统方案依照上面分析比较：本工程武汉市某九层假日酒店空调系统设计，新风加风机盘管系统合用于其房间用途和使用者规定不同，满足灵活性高规定，因此选取新风加风机盘管系统。 第三章 负荷计算3.1 冷负荷计算 （1）空调房间冷负荷涉及：由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑围护构造传入室内热量形成冷负荷；人体散热、散湿形成冷负荷；灯光照明形成冷负荷；其她设备散热形成冷负荷。空调房间冷负荷是拟定送风系统风量和空调设备根据。由于室内外温差和太阳辐射热作用,通过围护构造传入室内热量形成冷负荷与室外气象参数(太阳辐射热、室内外温度)、围护构造和房间热工性能关于，传入室内热量并不一定及时成为室内冷负荷。其中对流形成得热量及时变成室内冷负荷，辐射某些得热量通过室内围护构造吸热放热后，有时间衰减和数量上延迟。因而，必要采用相应冷负荷系数。本设计中采用就是冷负荷系数法。（2）制冷系统负荷制冷系统负荷等于室内负荷、新风负荷和其她热量形成冷负荷之和；也就是说空调制冷系统供冷能力除了要补偿室内冷负荷外，还要补偿空调系统新风量负荷和抵消冷量再加热等其她热量形成冷负荷。制冷系统负荷是拟定空调制冷设备容量根据。3.1.1外维护构造冷负荷计算 （1）外墙，屋顶冷负荷计算 通过墙体、天棚得热量形成冷负荷，可按下式计算： CLQ=KFt- W 式中 K围护构造传热系数，W/m2K； F墙体面积，m2； 衰减系数； 围护构造外侧综合温度波幅与内表面温度波幅比值为该墙体传热衰减度； 计算时间，h； 围护构造表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面时间延迟，h； -温度波作用时间，即温度波作用于围护构造内表面时间，h； t-作用时刻下，围护构造冷负荷计算温差，简称负荷温差。（2）窗户冷负荷计算通过窗户进入室内得热量有瞬变传热得热和日射得热量两某些，日射得热量又提成两某些：直接透射到室内太阳辐射热qt和被玻璃吸取太阳辐射热传向室内热量q。 （a）窗户瞬变传热得形成冷负荷本次工程窗户为3.0mm厚玻璃，重要计算参数K=3.5 W/m2K。工程中用下式计算： CLQ=KFt W 式中 K窗户传热系数，W/m2K； F窗户面积，m2； t计算时刻负荷温差，。 （b）窗户日射得热形成冷负荷日射得热取决于诸多因素，从太阳辐射方面来说，辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间不同而不同。从窗户自身来说，它随玻璃光学性能，与否有遮阳装置以及窗户构造（钢、木窗，单、双层玻璃）而异。此外，还与内外放热系数关于。工程中用下式计算： CLQj= xg xd Cs Cn Jj W 式中 xg窗户有效面积系数； xd地点修正系数； Jj计算时刻时，透过单位窗口面积太阳总辐射热形成冷负荷，简称负荷，W/m2； Cs窗玻璃遮挡系数； Cn窗内遮阳设施遮阳系数。3.1.2 内围护构造冷负荷会议室左右邻室（即东西墙）和楼下为空调房间，室温均相似，通过围护构造温差不大于3，由内围护构造温差传热引起冷负荷可忽视不计。 南内墙邻室为通风良好走廊，走廊不空调，通过内墙温差传热引起冷负荷 其中：传热系数K=1.76 附加温升取ta=2 夏季空调室外计算日平均温度to,m=30.7 A为传热内墙面积 （a）电子设备冷负荷电子设备发热量按下式计算： Q=1000n1n2n3N W 式中 Q电子设备散热量，W； N电子设备安装功率，kW； n1安装系数。电子设备设计轴功率与安装功率之比，普通可取0.70.9； n2负荷功率。电子设备小时平均实耗功率与设计轴功率之比，依照设备运转实际状况而定。 n3同步使用系数。房间内电子设备同步使用安装功率与总功率之比。依照工艺过程设备使用状况而定。对于电子计算机，国外产品普通都给出设备发热，可按其给出数字计算。本次设计每台计算机Qs=150W。 （b）照明设备 照明设备散热量属于稳定得热，普通得热量是不随时间变化。依照照明灯具类型和安装方式不同，其得热量为： 白炽灯 Q=1000N W 荧光灯 Q=1000 n1n2N W 式中 N照明灯具所需功率，kW； n1镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯镇流器装在空调房间内时，取 n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器设在顶棚内时，可取n1=1.0； n2灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部有小孔（下部为玻璃板），可运用自然通风散热与荧光灯顶棚内时，取n2=0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者，则视顶棚内通风状况，n2=0.60.8。 （c）人体散热 人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周边环境条件等各种因素关于。人体散发潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发热量将会形成滞后冷负荷。实际计算中，人体散热可以以成年男子为基本，成以考虑了各类人员构成比例系数，称群集系数。对于不同功能建筑物中各类人员（成年男子、女子、小朋友等）不同构成进行修正，下表给出了某些建筑物中群集系数，作为参照。于是人体散热量为： Q=qnn W 式中 q不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W； n室内所有人数； n群集系数。*（采光天井按始终向阳计算，即把时间按中午正对太阳算）3.2湿负荷计算 该工程为酒店，工程图有宿舍，大厅和餐厅以及厨房等构件，因此除去水面散湿，只有食品散湿以及人体散湿量是存在。 （a）人体散湿量 人体散湿量应同人体散热量同样考虑，计算过程如下： 查资料得，成年男子散热散湿量为：显热61W/人，潜热73W/人，109g/h人；房间人数为n人。 Q=qnn=109n0.93=101.37n （b）食品散湿量 餐厅食品散湿量可按就餐总人数每人10g/h考虑。 以二楼餐厅为例，计算过程如下： 已拟定餐厅人数为120人。则Q=10120=1200g/h=0.00033kg/s3.3新风量及新风负荷计算 Q = M 0（ h 0 - hR ） 式中 M 0新风量 kg /s h 0室外空气焓值 kj /kg hR 室内空气焓值 kj /kg 依照已知条件，每人新风量按30m3/h计算，且需要满足总送风量10%计算，如果每人30m3/h不满足10%条件，则按10%计算送风量。如果空气密度为1.2kg/m3，由湿空气焓湿图查得：室内空气焓值为 58.849kJ/kg(tR=26, =60%)；室外空气焓值为110.554kJ/kg (tO=35.2,tO,S=31.8)例如以一楼大厅为例可得： Q =（14471.2/3600)(110.554-58.849)=25kW 第四章 风机盘管加新风总送风量拟定规定室内空气维持状态参数为：tn=260.50C，n=605%，本地大气压力为101325pa，如一楼大堂 （a）求热湿比 =Q/W=31913/0.79 =40396.20 （b）在id图上拟定室内空气状态点N，通过该点画出=40396.20过程线，取送风温差为60C，则送风温度t0=26-6=200C。从而得出： h0= 52.232kJ/kg hn=58.849 kJ/kg d0= 12.622 g/kg dn=12.786g/kg （c）计算送风量 按消除余热： 4.82/1.2*3600=14469m3/h 按消除余湿：14469m3/h按消除余热和余湿所求通风量基本相似，阐明计算无误，取G=938.98m3/h 将按此办法计算出各层各房间送风量填于表中，详细见附表。 第五章 室内气流组织计算5.1 气流组织形式 室内气流速度、温湿度是人体热舒服要素，因而必要对房间进行合理空气解决方式和合理气流组织方式。气流分布设计目是风口布置，选取风口规格，校核室内气流速度、温度等等。因而，一种合理空气解决方式和合理气流组织对于室内空气质量有着直接和重要影响，送风口以安装位置分， 有侧送风口、顶送风口、地面风口；按照送出气流流动状况有扩散型风口、轴向型风口和孔板送风。扩散型风口具备较大诱导室内空气作用，送风温度衰减快，但射程较短；轴向型风口诱导室内气流作用小，空气温度、速度衰减慢，射程远；孔板送风口是在平板上满布小孔送风口，速度分布均匀，衰减快。 本设计送风选取四周吹方形散流器，依照空气调节设计手册，用散流器上送上回方式空调房间，为了保证射流有必须射程， 并不产生较大噪声，风口风速控制在34m/s 之间，最大风速不得超过6m/s， 回风风口吸风风速取45m/s。 5.2 散流器送风 以一楼大厅为例：一楼大厅面积为417m2，层高为H=4.2m，总送风量14469m3/h，回风量为13022m3/h，送风温差6。采用散流器下送，进行气流组织校核计算。（1） 送风口 新风采用散流器下送，由于风机盘管是卧式暗装，因此风机盘管送风则采用散流器向下送，风机盘管布置两个送风口，新风也同样布置两个送风口 风机盘管散流器送风口 风机盘管出风量为13022m3/h四分之一，即3256m3/h由于要和风机盘管相匹配，因此选取方形散流器，送风方式为下送风。 选取两个480x480为风机盘管送风口 风机盘管风口尺寸为480x480方矩形器散流， 查实用供热空调设计手册 则颈部风速为： 散流器实际出口面积约为颈部面积90%，即 散流器出口实际风速为： 表5-1 散流器颈部最大送风速度（m/s） 建筑物类别容许噪声 室内净高度（m）（dB） 3 4 5 6 7广播室 32 3.9 4.2 4.3 4.4 4.5剧场，住宅，手术室33-39 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2旅馆，饭店，个人办公室40-46 5.2 5.4 5.7 5.9 6.1商店，银行，餐厅，百货公司47-53 6.2 6.6 7.0 7.2 7.4公共建筑，普通办公，百货公司底层54-606.56.87.17.57.7 查实用供热空调设计手册由表中得颈部宾馆送风口最大风速为5.2m/s，最大噪音分贝为46分贝因此颈部送风速度符合规定。 求射流末端速度为0.5m/s射程即 散流器中心到区域边沿距离为2m，依照规定，散流器射程应为散流器中心到房间或区域边沿距离75%，所需最小射程为：2.5mx0.75=1.875m。2m1.875m,因而射程满足规定。 计算室内平均风速 表5-2 散流器送风速度规定 空调房间长度A=20.0mH（m）2.753.003.253.504.005.00V（m/s）0.250.250.240.240.220.20 查实用供热空调设计手册 长度为20m，高度为4.2m房间平均风速为0.22，因而满足规定。 新风散流器送风口 对房间101，新风风量为74m3/h，选取120x120方形散流器，送风方式为下送风。按上式方式校核，成果符合规定，因此选取120x120方形散流器。所有房间散流器型号及个数见附录。 第六章 水力计算6.1 风管材料和形状 风管材料选取镀锌薄钢板 矩形风管由于空间小、美观、易于布置等，空调风管用较多，因此本设计中均采用矩形风管，其占有效空间较小，易于布置、明装较美观。 6.2风管内风速 表6-1 低速风管内风速（m/s）室内容许噪声级dB（A）主管风速支管风速新风入口25-35 3-4 2 335-50 4-7 2-3 3.550-65 6-9 2-5 4-4.565-85 8-12 5-8 5 依照空调调节设计手册提供资料，对于噪声原则在40-46dB（A）之间风管，其风速按下列原则选用，主管风速为4-7m/s，支管风速为2-3m/s，新风入口风速为3.5m/s。 因此本设计在选取主风管时取速度为5m/s，支管风速取2.5m/s，新风入口速度为3.5m/s。6.3 风管布置 布置风管时应注意布置整洁、美观和便于检修、测试。应与其她管道统一考虑。设计时应考虑各种管道装拆以便。 风管布置时，应尽量减少局部组力。对于方形风管，三通或四通弯管应有与弯管相似曲率半径。弯管和三通背面，以有45个当量直径直管再接支管为好。 风管变径作成渐扩管或渐缩管。渐扩管每边扩展角度不不不大于15，详细布置见施工图纸。6.4风管水力计算6.4.1 沿程阻力计算 式中 -管段摩擦阻力 -单位长度摩擦阻力，pa/m例：对于管段a-b，运用假定流速法，则管道断面应为： 断面尺寸为：320x250mm，则实际流速为 按流速当量直径及实际流速查摩擦阻力线解图得单位长度摩擦阻力，故该管段摩擦阻力为0.42x1=0.42pa6.4.2 局部阻力计算 式中 Z局部构件局部阻力，Pa； 局部阻力系数，由局部阻力系数表查得； 动压，Pa； n 管段内空气流速，m/s； r 空气密度，kg/m3，取1.71kg/m3。 在管段ab上有两个蝶阀，查阀门设计手册，拟定蝶阀局部阻力系数为0.52，一种防火阀阻力系数为0.19，其阻力系数为查设备参数得新风机组总阻力为100pa，静压箱阻力系数取0.4.，一种渐缩管，其系数为0.1.，从而可得其局部阻力为： 蝶阀： 防火阀： 渐缩管： 总局部阻力：7.59 pa6.5空调水系统设计和计算阐明 空调水系统设计涉及冷热媒水系统设计、冷却水系统设计、冷凝水系统设计及其有关设备选取。 6.5.1 水系统方案选取 表6-2空调管路系统形式划分原则 系统形式 特性特点按介质（如水）与否与