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全空气系统设计说明

一．冷负荷计算：
1.条件：1. 教室的长、宽、高为：15m、8m、4m。
2. 外墙为内抹灰两砖外墙，浅色，属于Ⅱ型，传热系数为K1=1.27W/(m2. ℃)。
3. 内墙为两面抹灰一砖内墙，传热系数K3=1.72W/(m2. ℃)。
4. 外窗为双层窗，内设遮阳，3mm厚的普通玻璃，窗框为铝合金，80％玻璃,总面积Aw=4×3×3=36 m2传热系数K2=4.0W/(m2. ℃)。
5. 保定市夏季大气压力998.6kPa，空气调节日平均温度28.6℃， 夏季空气调节室外计算湿球温度26.4℃，室内空气干球温度26℃，室内空气相对≤65％。
6. 设计为舒适性空调。

2. 计算过程：
（1）由附录2-4查得Ⅱ型南外墙冷负荷计算温度，将其逐时值及计算结果列入表2-17中，计算公式：Q1c(τ)=KA▽t

南外墙冷负荷
时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
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
tc(τ)
35.3
35
34.6
34.2
33.9
33.5
33.2
32.9
32.8
32.9
33.1
33.4
33.9
34.4
34.9
35.3
35.7
36
tR
26
▽t
9.3
9
8.6
8.2
7.9
7.5
7.2
6.9
6.8
6.9
7.1
7.4
7.9
8.4
8.9
9.3
9.7
10
K
1.27
A
15×4-4×3×3=24
Q1c(τ)
283
274.3
262
249.9
240.8
228.6
219.5
210.3
207.3
210.3
216.4
225.6
240.8
256
271.3
283.5
295.7
304.8

（2）南外窗瞬时传热冷负荷
根据αi =8.7W/(m2•K)，αo =18.6 W/(m2•K)，由附录2-8查得Kw=3.01 W/(m2•K)。再由附录2-9查得玻璃窗传热系数的修正值Cw=1.2
南外窗瞬时传热冷负荷
时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
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
tc(τ)
25.4
26
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
30.8
29.9
29.1
28.4
27.8
tR
26
▽t
-0.6
0
0.9
1.9
3
3.9
4.8
5.5
5.9
6.2
6.2
6
5.6
4.8
3.9
3.1
2.4
1.8
Kw
3.01×1.2=3.612
Aw
4×3×3=36
Q2c(τ)
-78
0
117
247.1
390.1
507.1
624.2
715.2
767.2
806.2
806.2
780.2
728.2
624.2
507.1
403.1
312.1
234.1
（3）透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷
由附录2-15查得双层钢窗有效面积系数Ca=0.75，故窗的有效面积Aw=36×0.75=27m2。
由附录2-13查得遮挡系数Cs=0.86，由附录2-14查得遮阳系数Ci=0.5，于是综合遮阳系数Cc.s=0.86×0.5=0.43
再由附录2-12查得（保定纬度约为北纬38度，以40度的数值来参考），南向日射的热因数最大值Dj,max=114W/m2。保定属于北区，由附录2-17查得内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时CLQ。
计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷，列如下表中。
南窗透入日射得热引起的冷负荷
时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
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
CLQ
0.59
0.54
0.54
0.65
0.75
0.81
0.83
0.83
0.79
0.71
0.6
0.61
0.68
0.17
0.16
0.15
0.14
0.13
Dj,max
114
Cc.s
0.43
Aw
36×0.75=27
Q3c(τ)
586
536
536
645.2
744.5
804.1
823.9
823.9
784.2
704.8
595.6
605.5
675
168.8
158.8
148.9
139
129

（4）人员散热引起的冷负荷
教室属于极轻运动，查表2-13，当室温为26℃,每人散发的显热和潜热量为60.5W和73.3W，群集系数取0.96，由附录2-23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值，按公式：Q4c(τ)=qsnφCLQ计算人体显然散热逐时冷负荷，并列入下表。
人员散热引起的冷负荷
时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
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
CLQ
0.87
0.89
0.9
0.92
0.93
0.94
0.94
0.95
0.96
0.96
0.97
0.97
0.97
0.5
0.4
0.33
0.28
0.24
qs
60.5
n
120
φ
0.96
Q1c(τ)
6064
6203
6273
6412
6482
6551
6551
6621
6691
6691
6761
6761
6761
3485
2788
2300
1951
1673
ql
73.3
Q4c
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
8444
合计Qc
14508
14647
14717
14856
14926
14995
14995
15065
15135
15135
15205
15205
15205
11929
11232
10744
10395
10117

（5）照明散热形成的冷负荷
教室101的荧光灯安装，n1=1.0；n2=0.7；由Q5c=1000n1n2NCLQ,计算结果列入下表：
照明散热冷负荷
时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
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
CLQ
0.74
0.77
0.79
0.81
0.83
0.39
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
n2
0.7
N
32×0.040=1.280
Q5c(τ)
663
690
708
726
743.7
349.4
313.6
277.8
250.9
224
206.1
179.2
161.3
143.4
134.4
125.4
107.5
98.56

（6）其他散热设备：电脑一台功率200w，投影仪一台功率200w，音响功率200w。
散热设备总散热量Q6c(τ)=600w

（7）在工作时间段内，各分项逐时冷负荷汇总表
总冷负荷
时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
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
Q1c(τ)
283
274.3
262
249.9
240.8
228.6
219.5
210.3
207.3
210.3
216.4
225.6
240.8
256
271.3
283.5
295.7
304.8
Q2c(τ)
-78
0
117
247.1
390.1
507.1
624.2
715.2
767.2
806.2
806.2
780.2
728.2
624.2
507.1
403.1
312.1
234.1
Q3c(τ)
586
536
536
645.2
744.5
804.1
823.9
823.9
784.2
704.8
595.6
605.5
675
168.8
158.8
148.9
139
129
合计Qc
14508
14647
14717
14856
14926
14995
14995
15065
15135
15135
15205
15205
15205
11929
11232
10744
10395
10117
Q5c(τ)
663
690
708
726
743.7
349.4
313.6
277.8
250.9
224
206.1
179.2
161.3
143.4
134.4
125.4
107.5
98.56
Q6c(τ)
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
Qˊ总
16562
16747
16940
17324
17645
17484
17576
17692
17745
17680
17629
17596
17610
13721
12904
12305
11849
11483

由表可知工作时间段内最大冷负荷出现在14:00，Q冷负荷=17745W。

二．湿负荷计算
Mw=0.278nφg×10-6=0.278×120×0.96×68×10-6=0.0022 kg/s

三．热湿比：ε= Q冷负荷/mw=17.745/0.0022=8066KJ/Kg

四．新风量
按每人20m³/（h*人）的新风量计算，则总新风量为qv新风=20×120=2400 m3/h

五．气流组织计算

由焓湿图可确定送风状态点，送风温差为6℃,总送风量G=1.996kg/s=1.547m³/s，新风比为m=43％。
布置散流器，，选用6台散流器，每台承担的送风区域面积为20㎡，每台送风量为0.258
m3/s。
根据送风量选取φ340的圆形散流器，颈部面积为0.091m2。实际出口面积约为颈部面积的90％，则散流器出口的风速为：
V0=1.547/（6×0.091/0.9）=3.15m/s
射流末端速度为0.5m/s的射程：
X=K V0A1/2/Vx-X0=1.4×3.15×(0.091/0.9)0.5/0.5-0.07=2.45m
室内平均风速：
Vm=0.381×2.45/（52/4+42）0.5=0.2m/s

符合设计要求。

六．送、回风管的确定
（1）推荐风速2-3m/s，
回风量为1.547-2400/3600=0.88m³/s
选择风速为3m/s,3个回风口，每个风量大约为0.29m³/s。回风口面积A=0.10㎡
管段
流量
长*宽
管长（m）
V（m/s)
管段阻力(Pa)
局部阻力（Pa）
局部构件
1
0.88
800×400
7.5
2.75
1.26

阀门，两个回风装置，变径
2
0.29
400×250
5
0.29
1.76

回风装置

（2）送风管
管段
流量
长*宽
管长（m）
V（m/s)
管段阻力(Pa)
局部阻力（Pa）
局部构件
1
1.55
1000*400
2.5
3.87
0.62
7.84
变径，阀门
2
1.03
630*400
5
3.97
1.66
6.62
变径
3
0.52
400*400
11
3.13
3.03
113.08
90°弯头，两个散流器，阀门
1-1’
0.52
400*400
6
3.13
1.65
112
阀门，弯头三通，两个散流器
1-2-2’
0.52
400*400
6
3.13
1.65
112
阀门，弯头三通，两个散流器
阻力平衡计算：
最不利环路总阻力为△p=0.62+7.84+1.66+6.62+3.03+113.08=132.85Pa
支路1-1’阻力△p1-1’=112+1.65=113.65Pa
支路1-2-2’阻力△p1-2-2’=113.65Pa
不平衡率
x1-1’=（1.66+6.62+3.03+113.08-113.65）/(1.66+6.62+3.03+113.08)=8.7%<15%
符合要求。
x1-2-2’=（3.03+113.08-1.65-112）/(3.03+113.08)=2.1%<15%
符合要求。