空调课程设计说明书样本.doc

石家庄铁道大学课程设计

空气调节课程设计

2023级 机械工程 分院（系）
专 业 建筑环境与能源应用工程
学 号 20230939
学生姓名 赵梦娇
指导教师 李亚宁

完毕日期 2023年 7月8日

目录

第一章工程概况及重要参数 3
1.1工程设计标题 3
1.2工程概况 3
1.3基本设计参数 3
1.3.1地理位置 3
1.3.2室外计算参数 3
1.3.3室内计算参数 4
1.3.4围护结构参数 4
第二章空调设计任务书 5
空气调节课程设计任务书 5
第三章建筑负荷计算 7
3.1以六楼客房3为典型房间进行手动负荷计算 7
3.1.1北外墙瞬时变热引起的冷负荷 7
3.1.2北外窗引起的冷负荷 8
3.1.3外窗辐射冷负荷 9
3.1.4人体内热湿源冷负荷 9
3.1.5荧光灯散热形成的冷负荷 10
3.1.6设备散热形成的冷负荷 11
3.1.7新风冷负荷 11
3.1.8人体散失量形成的潜热冷负荷 12
3.2六层每个房间的冷负荷总和 12
第四章空调系统设计及设备选型 14
4.1空调系统形式的选择 14
4.2风机盘管加新风系统型号设备的选型 14
4.2.1风机盘管的选型 14
4.2.2风机盘管的布置规定 15
4.3新风机组的选择 16
4.3.1新风机组的选择原则 16
4.3.2新风机组的选型 16
4.4水力计算 16
4.4.1水力计算的方法 16
4.4.2风管的水力计算结果 17
4.4.3水管路的水力计算 20
第五章课程设计总结 25

第一章工程概况及重要参数
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
本设计目的建筑位于北京市，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]
1.3.1地理位置
城市：北京市 经度：116.47度 纬度：39.80度 位于寒冷地区
1.3.2室外计算参数
（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
1.3.3室内计算参数
（1）夏季室内计算温度25℃
（2）夏季室内计算相对湿度60%
1.3.4围护结构参数
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．宾馆使用规定：
1.冬夏过渡季室内空气规定符合我国有关设计规范技术措施规定。（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15 W/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.拟定室内、外计算参数；
⑴:查阅有关手册拟定夏季室内外计算温度、湿度
⑵:拟定房间新风量
2.计算房间的冷负荷；
⑴ ：围护结构冷负荷
⑵ ：人员、照明、设备冷负荷
⑶ ：新风冷负荷
3.拟定空调方案；
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，拟定风管或冷冻水、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：内容涉及：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；方案的比较及最终拟定的方案优、缺陷说明；以及参考书目、参考资料等。
⑵：书写字体规定认真、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。
3.1.1北外墙瞬时变热引起的冷负荷
[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。
3.1.2北外窗引起的冷负荷
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
3.1.4人体内热湿源冷负荷
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连续时间，（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

3.1.5荧光灯散热形成的冷负荷
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连续时间，（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；
3.1.6设备散热形成的冷负荷

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
3.1.7新风冷负荷

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
3.1.8人体散失量形成的潜热冷负荷

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认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
4.2.1风机盘管的选型
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，另一方面为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

4.2.2风机盘管的布置规定
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营，留有充足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
4.3.1新风机组的选择原则
根据该层的风量来选择，然后再根据冷量来校核。
4.3.2新风机组的选型
运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
4.4.1水力计算的方法
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派给每一管段，再根据每一管段的风量和分派到的作用压力，拟定风管的尺寸。
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，拟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，使其达成平衡。
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长的那一部分。在忽略摩擦阻力及局部阻力的前提下，动压和静压互相转化。其中一个的减少量等于另一个的增长量。
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成规定。
风管的高度最佳不要超过250mm，为了施工安装方便将干管的标高都设立为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。

4.4.2风管的水力计算结果
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
0.
23
26.02
27.237
24.899
0.
24
27.767
26.65
26.059
0.02217636
25
25.522
25.226
22.39
0.11242369
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
0.
29
25.761
20.571
17.974
0.
30
23.063
19.872
17.709
0.
31
26.414
19.568
17.624
0.
32
26.633
17.028
15.303
0.
33
26.622
17.028
15.292
0.10194973
34
26.958
16.707
15.307
0.
35
27.852
16.516
16.01
0.
36
26.652
14.751
13.014
0.
37
27.911
14.5
13.031
0.
38
27.226
14.147
13.015
0.
39
27.92
13.478
13.04
0.
40
28.274
13.099
13.015
0.
41
28.358

注：上表中环路编号以每个环路的设备所在之路的管段编号为依据，加粗字体的为最不利环路，故最不利环路为41环路。
4.4.3水管路的水力计算
各管段的水力计算结果如下表所示：
序号
负荷(kW)
流量(m3/h)
公称直径
管长(m)
v(m/s)
R(Pa/m)
ΔPy(Pa)
ζ
动压(Pa)
ΔPj(Pa)
总阻力(Pa)
1
87.904
15.12
80
3.315
0.825
116.701
386.864
1.5
340.419
510.629
897.493
2
83.718
14.4
80
1.467
0.786
106.306
155.941
0.1
308.77
30.877
186.818
3
79.532
13.68
80
2.809
0.747
96.389
270.758
0.1
278.665
27.867
298.624
4
75.347
12.96
80
3.522
0.707
86.951
306.241
0.1
250.104
25.01
331.252
5
71.161
12.24
80
0.5
0.668
77.991
38.996
0.1
223.087
22.309
61.304
6
66.975
11.52
70
3.728
0.881
164.194
612.115
0.1
388.118
38.812
650.927
7
62.789
10.8
70
0.5
0.826
145.106
72.553
0.1
341.119
34.112
106.665
8
58.603
10.08
70
3.531
0.771
127.183
449.082
0.1
297.153
29.715
478.797
9
54.417
9.36
70
0.5
0.716
110.424
55.212
0.1
256.218
25.622
80.834
10
50.231
8.64
70
3.278
0.661
94.831
310.856
0.1
218.316
21.832
332.688
11
46.045
7.92
70
0.5
0.606
80.405
40.202
0.1
183.446
18.345
58.547
12
41.859
7.2
50
3.522
0.907
238.979
841.686
0.1
410.824
41.082
882.768
13
37.673
6.48
50
0.5
0.816
195.326
97.663
0.1
332.767
33.277
130.94
14
33.487
5.76
50
3.278
0.725
156.018
511.426
0.1
262.927
26.293
537.719
15
29.301
5.04
50
0.5
0.635
121.06
60.53
0.1
201.304
20.13
80.66
16
25.116
4.32
50
3.531
0.544
90.458
319.407
0.1
147.897
14.79
334.197
17
20.93
3.6
40
4.009
0.757
236.544
948.303
0.1
286.79
28.679
976.982
18
16.744
2.88
32
0.269
0.797
311.797
83.873
0.1
317.523
31.752
115.626
19
12.558
2.16
32
4.081
0.598
180.557
736.853
0.1
178.607
17.861
754.713
20
8.372
1.44
25
0.757
0.699
351.259
265.903
0.1
243.985
24.399
290.302
21
4.186
0.72
20
9.093
0.564
322.352
2931.144
119.73
158.973
19033.834
21964.978
22
87.904
15.12
80
45.695
0.825
116.701
5332.655
2.4
340.419
817.006
6149.661
23
83.718
14.4
80
1.051
0.786
106.306
111.728
0.1
308.77
30.877
142.605
24
79.532
13.68
80
1.051
0.747
96.389
101.305
0.1
278.665
27.867
129.172
25
75.347
12.96
80
3.785
0.707
86.951
326.109
0.1
250.104
25.01
354.12
26
71.161
12.24
70
0.569
0.936
184.446
104.95
0.1
438.148
43.815
148.764
27
66.975
11.52
70
4.009
0.881
164.194
658.254
0.1
388.118
38.812
697.066
28
62.789
10.8
70
0.5
0.826
145.106
72.553
0.1
341.119
34.112
106.665
29
58.603
10.08
70
3.231
0.771
127.183
410.927
0.1
297.153
29.715
440.642
30
54.417
9.36
70
3.578
0.716
110.424
395.097
0.1
256.218
25.622
420.719
31
50.231
8.64
70
0.5
0.661
94.831
47.416
0.1
218.316
21.832
69.247
32
46.045
7.92
70
3.321
0.606
80.405
267.024
0.1
183.446
18.345
285.369
33
41.859
7.2
50
0.5
0.907
238.979
119.49
0.1
410.824
41.082
160.572
34
37.673
6.48
50
3.578
0.816
195.326
698.876
0.1
332.767
33.277
732.152
35
33.487
5.76
50
0.5
0.725
156.018
78.009
0.1
262.927
26.293
104.302
36
29.301
5.04
50
3.24
0.635
121.06
392.234
0.1
201.304
20.13
412.364
37
25.116
4.32
40
0.5
0.909
335.162
167.581
0.1
412.977
41.298
208.879
38
20.93
3.6
40
3.758
0.757
236.544
888.931
0.1
286.79
28.679
917.61
39
16.744
2.88
32
0.5
0.797
311.797
155.898
0.1
317.523
31.752
187.651
40
12.558
2.16
32
3.222
0.598
180.557
581.754
0.1
178.607
17.861
599.615
41
8.372
1.44
25
2.809
0.699
351.259
986.688
0.1
243.985
24.399
1011.086
42
4.186
0