空气调节课程设计计算书.doc

暖通空调课程设计设计题目：武汉某办公楼空调系统设计班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 日 期： 2023年12月 目录第一章 工程概述与设计依据11.1 工程概述11.2 设计依据11.2.1 围护结构热工指标11.2.2 室外设计参数11.2.3 室内设计参数21.2.4 体力活动性质2第二章 负荷计算22.1 夏季冷负荷的计算22.1.1 夏季冷负荷的组成22.1.2空调冷负荷计算方法32.2 湿负荷的计算132.2.1 湿负荷的组成132.2.2 湿负荷的计算方法13第三章 空调方案的确定163.1 空调系统的确定163.1.1 全空气系统方案的确定163.1.2 风机盘管加新风方式的确定173.2全空气系统设计计算173.3 风机盘管加独立新风系统设计19参考文献31致谢32第一章 工程概述与设计依据1.1 工程概述本工程为武汉某政府办公大楼空调系统设计，总建筑面积约为600 m2，共三层，一层二层三层层高分别为4.2m，3.3m，3.3m，一层有值班室和会议室等；二层有办公室、会议室、接待室和陈列室等；三层有办公室和阅览室等。二楼三楼共用一台新风机组，新风机组置放于三楼走廊东墙外。一楼会议室设有全空气机组，其余房间均采用风机盘管加新风系统。屋顶设有制冷机房。1.2 设计依据1.2.1 围护结构热工指标外墙：选用240mm砖墙，外抹水泥砂浆，内抹灰，外表面放热系数修正值=1.0，吸取系数=0.94，K=1.97 内墙：选用240mm砖墙，双面抹灰，K1.97 W/m2K；屋面：选用200mm厚保温屋面，保温材料为水泥膨胀珍珠岩，为型屋面，K=0.41；外窗：C-1尺寸1200mm1750mm，C-2尺寸1800mm1750mm，C-3尺寸2100mm1750mm，C-4尺寸1800mm1750mm+915mm1750mm，C-5尺寸3000mm1750mm。选用单层玻璃钢框窗，K=5.94，修正系数=1。采用标准玻璃，遮挡系数Cs=1.00。选用浅色布帘，遮阳系数=0.50。窗的有效面积系数=0.85；楼板：从上到下依次为20mm厚水泥砂浆，100mm厚钢筋混凝土预制板，20mm厚混合砂浆。门：尺寸900mm2100mm；房间类型：房间类型为中型。1.2.2 室外设计参数武汉市夏季室外设计参数 表1-1 夏季空调室外计算（干球）温度35.2空调室外（湿球）温度28.4室外平均风速2.6m/s通风室外计算（干球）温度331.2.3 室内设计参数夏季空调设计温度：26，风速不大于0.3 m/s1.2.4 体力活动性质体力活动性质可分为1：静坐：典型场合：影剧院、会堂、阅览室等；极轻劳动：重要以坐姿为主，典型场合：办公室、旅馆等；轻度劳动：站立及少量走动，典型场合：实验室、商店等；中档劳动：典型场合：纺织车间、印刷车间、机加工车间等；重劳动：典型场合：炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。所以本设计中办公楼属于极轻劳动。第二章 负荷计算空调房间冷（热）、湿负荷是拟定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。 在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗（失）热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增长的湿量称为湿负荷。2.1 夏季冷负荷的计算2.1.1 夏季冷负荷的组成 夏季空调房间的冷负荷重要有以下组成： 1) 通过围护结构传入室内的热量 2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量 3）人体散热量 4）照明散热量 5）设备散热量 6）随着人体散湿过程产生的潜热量2.1.2空调冷负荷计算方法以205办公室计算为例，303办公室计算见附表。一、205办公室1.外墙和屋顶 =AK(+)-， （2-1）式中： 外墙或屋面的逐时冷负荷，W； A 外墙或屋面的面积，； 传热系数，W/(m2)； 外表面放热系数修正值； 吸热系数修正值； 外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度，； 地点修正值； 室内计算温度，。南外墙冷负荷 表2-1时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 31.530.930.530.430.631.332.333.534.936.337.438.138.638.738.538.1 0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.4 1111111111111111 0.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.94 29.98629.42229.04628.95229.1429.79830.73831.86633.18234.49835.53236.1936.6636.75436.56636.19 26262626262626262626262626262626K1.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.97A8.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.2058.20564.429155.312749.235147.715750.754561.390376.584394.8171116.089137.36154.074164.71172.307173.826170.787164.71 东外墙冷负荷 表2-2 时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 32.132.132.834.135.637.238.539.540.240.540.740.740.640.239.739.1 1.71.71.71.71.71.71.71.71.71.71.71.71.71.71.71.7 1111111111111111 0.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.9431.77231.77232.4333.65235.06236.56637.78838.72839.38639.66839.85639.85639.76239.38638.91638.352 26262626262626262626262626262626K1.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.971.97A15.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.8415.84180.114180.114200.647238.779282.778329.71367.842397.175417.707426.507432.374432.374429.44417.707403.041385.442 2.外窗外窗的冷负荷涉及两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷。1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷 =（+-） （2-2）式中 外玻璃窗的逐时冷负荷，W； 玻璃窗传热系数的修正值； 外玻璃窗传热系数，W/(m2)； 窗口计算面积，m2； 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，； 玻璃窗的地点修正值； 室内计算温度，。 南外窗瞬变传热冷负荷 表2-3时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 27.92929.930.831.531.932.232.23231.630.829.929.128.427.827.2 3333333333333333 30.93232.933.834.534.935.235.23534.633.832.932.131.430.830.2 262626262626262626262626262626261Kw5.885.885.885.885.885.885.885.885.885.885.885.885.885.885.885.88Aw3.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.6753.675105.884129.654149.102168.55183.677192.32198.803198.803194.481185.837168.55149.102131.815116.689103.72390.75782）窗户日射得热形成的冷负荷= （2-3）式中 通过玻璃窗进入室内的日射的热形成的逐时冷负荷，W； 有效面积系数； 窗口面积，； Cs 窗玻璃的遮挡系数，可通过空气调节查得； 窗内遮阳设施的遮阳系数； 日射得热因素最大值； 窗玻璃冷负荷系数，无因次。 南外窗日射得热冷负荷 表2-4时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 0.40.580.720.840.80.620.450.320.240.160.10.090.090.080.080.07 0.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.850.85 3.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.123753.12375 1111111111111111 0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5 174174174174174174174174174174174174174174174174 130.448189.149234.806273.94260.896202.194146.754104.35878.268752.179132.61229.350829.350826.089626.089622.8284 3.内围护结构1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式（2-1）计算。此时负荷温差应按空气调节相应表中“零”朝向的数据采用。本设计中所有房间均为空调房间，所以不予计算。2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算 4.地面查舒适性空调，地面传热可忽略不计。5.室内热源散热形成的冷负荷 设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。1）设备 =n （2-4）式中 设备和用品显热形成的冷负荷，W； n 设备数； 设备和用品的实际显热散热量，W； 设备和用品显热散热冷负荷系数，假如设备不连续运营，则=1。 301办公室有4台台式电脑，（功率约为280W），从早上9：00工作到下午0:00。 电脑冷负荷 表2-5时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 0.580.660.720.760.80.820.850.870.330.260.210.180.150.130.110.1n2222222222222222 280280280280280280280280280280280280280280280280324.8369.6403.2425.6448459.2476487.2184.8145.6117.6100.88472.861.6562）照明 =N （2-5）式中 灯具散热形成的逐时冷负荷，W； 镇流器消耗功率系数； 灯罩隔热系数； N 照明灯具所需功率，W； 照明散热冷负荷系数。 照明负荷 表2-6时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 0.340.550.610.650.680.710.740.770.790.810.830.390.350.310.280.25 1111111111111111 0.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.7N30030030030030030030030030030030030030030030030071.4115.5128.1136.5142.8149.1155.4161.7165.9170.1174.381.973.565.158.852.53）人体人体冷负荷涉及人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。.人体显热冷负荷 =n （2-6）.人体潜热冷负荷 =n （2-7）式中 人体显热散热形成的逐时冷负荷，W； 人体潜热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W； n 室内所有人数； 群集系数； 人体显热散热冷负荷系数。 人体散热引起的冷负荷 表2-7时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00 0.510.610.670.720.760.80.820.840.380.30.250.210.180.150.130.12 60.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.560.5n2222222222222222 0.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.93 57.390368.643375.395181.021685.522890.02492.274694.525242.761433.75928.132523.631320.255416.879514.628913.5036 73.373.373.373.373.373.373.373.373.373.373.373.373.373.373.373.3 136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338136.338合计193.728204.981211.733217.36221.861226.362228.613230.863179.099170.097164.471159.969156.593153.218150.967149.842则205办公室冷负荷汇总如下： 205办公室冷负荷 表2-8时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00外墙负荷244.5432235.4268249.882286.4948333.5324391.1002444.4265491.9918533.7962563.8676586.4475597.0833601.7471591.5335573.8284550.1513窗传负荷105.884129.654149.102168.55183.677192.32198.803198.803194.481185.837168.55149.102131.815116.689103.72390.7578窗日射负荷130.448189.149234.806273.94260.896202.194146.754104.35878.268752.179132.61229.350829.350826.089626.089622.8284设备负荷324.8369.6403.2425.6448459.2476487.2184.8145.6117.6100.88472.861.656照明负荷71.4115.5128.1136.5142.8149.1155.4161.7165.9170.1174.381.973.565.158.852.5人体负荷193.728204.981211.733217.36221.861226.362228.613230.863179.099170.097164.471159.969156.593153.218150.967149.842总计1070.81244.311376.821508.441590.771620.2816501674.921336.351287.681243.981118.211077.011025.43975.008922.079由表2-11可以看出，此办公室最大冷负荷值为1674.92W，在下午16点。二、303办公室计算见附表其他房间亦如上计算，最终将各房间的最大冷负荷汇总如下： 表2-9一层二层三层101102201202203204205206207208301302303304305306房间面积149.04 23.17 28.51 17.28 17.28 17.28 17.28 38.88 15.12 25.02 28.51 34.56 34.56 38.88 30.24 11.70 房间类型会议室值班室主任办公室办公室办公室办公室办公室会议室办公室接待室办公室办公室办公室阅览室办公室办公室房间总冷负荷(W)41731.22779.923421.442073.62073.62073.62073.610886.41814.43002.44095.024147.24147.24665.63628.81404由表2-9可看出该办公楼的最大冷负荷为10886.4W。 2.2 湿负荷的计算2.2.1 湿负荷的组成空调房间的湿负荷有以下组成：1）人体散湿量；2）渗透空气带入室内的湿量；3）化学反映过程的湿量；4）各种潮湿表面、液面或流液的散湿量；5）食物或其他物料的散湿量；6）设备散湿量。2.2.2 湿负荷的计算方法 本次设计湿负荷重要考虑的是人体散湿量。人体湿负荷Wr（kg/h）可按下式计算：=ng （2-8）式中 人体散湿度量，kg/h； 计算时刻空调房间内的总人数； 群体系数，可通过空气调节查得，本设计中为0.93 g 一名成年男子的每小时散湿量，g/h，可通过空气调节查得，本设计中为60.5。各房间湿负荷汇总如下： 房间湿负荷 表2-13一层二层三层101102201202203204205206207208301302303304305306房间面积149.04 23.17 28.51 17.28 17.28 17.28 17.28 38.88 15.12 25.02 28.51 34.56 34.56 38.88 30.24 11.70 房间类型会议室值班室主任办公室办公室办公室办公室办公室会议室办公室接待室办公室办公室办公室阅览室办公室办公室房间人数601422221621444241人体湿负荷(Kg/h)6.087 0.101 0.406 0.203 0.203 0.203 0.203 1.623 0.203 0.101 0.406 0.406 0.406 0.203 0.406 0.101 2.3 新风负荷的计算夏季新风负荷可按右式计算：=（-）式中：夏季新风冷负荷，kW； 新风量，kg/s； 室外空气的焓值，kJ/kg； 室外空气的焓值，kJ/kg。各个房间最终新风负荷汇总如下：一层二层三层101102201202203204205206207208301302303304305306房间类型会议室值班室主任办公室办公室办公室办公室办公室会议室办公室接待室办公室办公室办公室阅览室办公室办公室空气密度（Kg/m）1.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.2总新风量（m/h）1500301206060606016060301201201206012030室内空气焓值（KJ/kg）58.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.5室外空气焓值（KJ/kg）90.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.85新风负荷(KW)16.18 0.32 1.29 0.65 0.65 0.65 0.65 1.73 0.65 0.32 1.29 1.29 1.29 0.65 1.29 0.32 2-4 各个房间负荷汇总房间人数：每个房间的人数根据房间的功能拟定人均占用面积，由房间的面积大小拟定。 新风量：新风量拟定期，各个房间按照每人的新风量按30m/h计算。冷负荷：除了301室的冷负荷采用冷负荷系数法具体计算，其他的房间的冷负荷根据各房间的使用功能按照冷负荷面积计算拟定，其中会议室在焓湿图上读得=22.2,=15.1g/kg，找到室内状态点N, 并从此点做热湿比为无穷大的过程线，取热湿比线与=90%线的交点O为送风状态点S,在焓湿图上查得=55.4 KJ/kg，=20.5。送风量：=/，其中为房间冷负荷减去新风负荷。最终汇总如下：一层二层三层房间号101102201202203204205206207208301302303304305306房间类型会议室值班室主任办公室办公室办公室办公室办公室会议室办公室接待室办公室办公室办公室阅览室办公室办公室房间面积（）149.04 23.17 28.51 17.28 17.28 17.28 17.28 38.88 15.12 25.02 28.51 34.56 34.56 38.88 30.24 11.70 人均占有面积（）2.520888882.58208882088房间人数601422221621444241层高（m）4.24.23.33.33.33.33.33.33.33.33.33.33.33.33.33.3房间体积（m3）625.97 97.30 94.09 57.02 57.02 57.02 57.02 128.30 49.90 82.57 94.09 114.05 114.05 128.30 99.79 38.61 冷负荷(W)41731.22779.923421.442073.62073.62073.62073.610886.41814.43002.44095.024147.24147.24665.63628.81404湿负荷（人体）6.0870.1010.4060.2030.2030.2030.2031.6230.2030.1010.4060.4060.4060.2030.4060.101新风量(m/h)1500301206060606016060301201201206012030室内空气焓值（KJ/kg）58.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.558.5室外空气焓值（KJ/kg）90.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.8590.85新风负荷(KW)16.180.321.290.650.650.650.651.730.650.321.291.291.290.651.290.32第三章 空调方案的拟定3.1 空调系统的拟定3.1.1 全空气系统方案的拟定会议室和阅览室等房间空间大，人员密集，冷负荷密度大，室内热湿比小，综合会议室的各个因素采用一次回风定风量全空气系统。其理由如下：1） 适合于室内负荷较大时；2） 与二次回风相比，解决流程简朴，操作管理简朴；3） 设备简朴，最初投资