通风空调课程设计.doc

邯郸职业技术学院专科生课程设计

空调工程课程设计

姓名： 孙松
班级： 11级建筑设备
学号： 45
指导教师： 王京

目 录
第一章 绪论............................................................................3
1.1工程概况...........................................................3
1.2设计内容.................................................3
1.3设计采用的室外空气计算参数....................... 3
1.4建筑参数及其他计算参数.............................................3
1.5其它说明...........................................................3
第二章 设计计算....................................................................5
2.1空调房间的冷负荷计算...............................................5
2.1.1空调冷负荷具体计算方法..................................................5
2.1.2装配车间冷负荷计算......................................................6
2.2空调房间的湿负荷计算................................................9
2.2.1空调冷负荷具体计算方法..................................................9
2.2.2装配车间湿负荷计算.....................................................10
2.3空调房间的热负荷估算..............................................10
第三章 空调系统的设计......................................................11
3.1确定该空调房间的送风状态和送风量...................................11
3.2空调车间所需要的新风量.............................................12
3.3一次回风式空气调节系统.............................................13
第四章 参考文献.................................................................16

第1章   绪论 

1.1 工程概况
北京地区某手表装配车间体积为600m2,本次设计内容为该手表装配车间的通风、空调系统。

1.2设计内容
(1)冷热负荷及湿负荷计算：
(2)通过焓湿图的应用确定一次回风系统的空气处理过程，由能量平衡公式、及已经求出的冷负荷和湿负荷确定送风量，用焓湿图确定送风状态点，并计算系统所需冷量和一次回风的加热量。

1.3设计采用的室外空气计算参数

1.4 建筑参数及其他计算参数
屋顶结构，保温层为25mm厚泡沫混凝土，属Ⅲ型，。
外窗：双层玻璃钢窗，挂浅色内窗帘。
外墙：砖墙，Ⅱ型。
内墙：临室包括走廊，温度与车间相同。
室内设计参数：、。
新风量：每人30m³/h。
室内有8人工作，工作时间从8时至18时。车间内密闭工作台的排风量为，车间要求维持正压的渗风量相当于一次换气次数。
1.5 其它说明
1.冷负荷逐时计算时段为00：00～23：00，时间间隔为1小时。
2.照明设备未给出条件所以不计算照明散热引起的冷负荷。
3.电动设备、电热设备、电子设备等没給出参数条件所以不进行工艺设备散热引起的冷负荷。
4. 在27℃时，极轻强度下，成年男子散湿量为115g/h，散发的显热和潜热量分别为57W和77W。
5.内墙、楼板等内围护结构的传热冷负荷
内墙、内窗、楼板等其邻室为空气调节房间时，其室温基数小于3℃时，不计算。
6.空调系统设计里面的数据是使用《ID-DiaGram 暖通辅助设计软件》得出的。

第二章 设计计算

2.1空调房间的冷负荷计算

空调房间冷负荷主要由以下热量引起：
（1）通过围护结构传入室内的热量；
（2）透过外窗进入室内的温差传热量；
（3）透过外窗进入室内的太阳辐射热量；
（4）人体散热量；
（5）照明散热量；
（6）设备、器具、管道及其他室内热源的散热量；

照明条件，设备及其他室内热源没有条件不进行它们的计算。

2.1.1空调冷负荷具体计算方法

①通过外墙和屋面传热形成的冷负荷
(2-1)
式中 CLq—— 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；
K—— 外墙和屋面的传热系数，W/(m2·℃ )；
F—— 外墙和屋面的面积，m2；
tN——室内计算温度，℃；
tcl——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃；
②通过外窗得热形成的冷负荷
(2-2)
式中 CLc——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；
K——外玻璃窗传热系数，W/( m2 ·℃ )；
F——窗口面积，m2；
tcl——玻璃窗冷负荷计算温度；
td——地点修正值，℃；
tN——室内计算，℃；

③透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷
(2-3)
式中 CL——透过玻璃窗日射得热形成的冷负荷，W；
F——窗玻璃的净面积，㎡，为窗口面积乘以有效面积系数Ca；
Cz——窗玻璃的综合遮挡系数，为窗玻璃的遮阳系数Cs与窗内遮阳设施的遮阳系数Cn的乘积（即Cz=CsCn)；
Djmax——不同纬度带日射得热因数最大值，W/㎡；
Ccl——冷负荷系数；
④人体散热形成的冷负荷
人体显热散热形成的冷负荷
(2-4)
式中 CL——人体显热散热引起的冷负荷，W；
qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；
n——室内全部人数；
μ——群集系数；
Ccl——人体显热散热冷负荷系数；
人体潜热散热引起的冷负荷
(2-5)
式中 CL——人体潜热散热引起的冷负荷，W；
ql——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；
μ——群集系数。

2.1.2装配车间冷负荷计算

（1) 屋顶冷负荷
由附录9-9查得冷负荷计算温度逐时值，即可按公式 （9-6） 算出屋顶逐时冷负荷，计算结果列于表2.1中。
表2.1 屋顶冷负荷

(2) 南外墙冷负荷
由附录9-8查得外墙冷负荷计算温度，即可按公式 （9-6）算出外墙逐时冷负荷，计算结果列于表2.2中。
表2.2 南外墙冷负荷

(3) 南外窗瞬时传热冷负荷
当=8.7w/(㎡·K） =18.6W/( ㎡·K) 双层玻璃窗的传热系数K=3.01W/(㎡×K），根据表9-10查得玻璃窗差传热系数修正值为1.20.根据表9-9查得玻璃窗冷负荷计算温度，按式（9-8）计算，计算结果列入表2.3中。
表2.3 南外窗瞬时传热冷负荷

(4) 南外窗日射得热引起的冷负荷
由表9-11查得双层玻璃窗有效面积系数=0.75，由表9-12查得玻璃窗遮挡系数=0.86，表9-13查得遮阳系数=0.60，表9-14查得南向日射得热因数最大值=258.2W/㎡。因北京属于北区（北纬39°48′，东经116°28′），由附录9-14查得北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值,用公式（9-9）计算，计算结果列入表2.4。
表2.4 南外窗日射得热引起的冷负荷
(5) 人体散热引起的冷负荷
手表装配属极轻劳动，查表9-15可知，当室温为27℃时，每人散发的显热和潜热量分别为57W和77W，由表9-16查得群集系数μ=0.93，由附录9-17查得人体显热散热冷负荷系数逐时值，按式（9-18）计算人体显热散热冷负荷，按式 （9-19）计算人体潜热散热冷负荷，计算结果列入表2.5。
表2.5 人体散热引起的冷负荷

由于室内压力高于大气压力，所以不需考虑有室外空气渗透所引起的冷负荷。
现将上述各分项计算结果汇总列入表6，并逐项相加，求得客房的冷负荷值。
表2.6 各分项逐时冷负荷汇总表

从表2.6可以看出，此客房最大冷负荷值出现在13:00时，其值为2790.3W。

2.2空调房间的湿负荷计算

空调房间散湿量主要由下列各项散湿量构成：
（1）人体散湿量；
（2）敞开水槽表面散湿量；
车间里没有敞开水槽条件故不进行计算。

2.2.1空调冷负荷具体计算方法

人体散湿量
(2-6)
式中 W——人体散湿量，kg/s；
n——室内全部人数；
ω——成年男子的散湿量；

2.2.2装配车间湿负荷计算

由题知 室内全部人数n=8 ， 查表9-16的群集系数μ=0.93，
按式（9-20）计算人体散湿量。
W=8×0.93×115÷3600=0.2377g/s

2.3空调房间的热负荷估算

冬季热负荷估算，采暖热指标使用70W/㎡。建筑面积使用屋顶的面积40㎡。
则热负荷估算值为
Q热 =70×40=2800W

第三章 空调系统的设计

3.1确定该空调房间的送风状态和送风量
夏季

夏季送风状态计算

（1） 求热湿比
ε=Q/W= 2790.3÷0.2377=11738.7kj/kg
（2） 在i-d图（见上图图）上确定出室内状态点N，作过N点的热湿比线ε=11738.7 的过程线，取送风温差△t0=7℃，则送风温度t0=27-7=20℃，由送风温度与热湿比线的交点，可确定送风状态点O，在i-d图上查得：
in=59kj/kg, i0=49.6kj/kg
dn=12.4g/kg, d0=11.6g/kg
（3） 计算送风量：
按消除余热计算：
G=Q /(in-io)=2.7903÷（59-49.6）=0.297kg/s=1288.4m³/h
按消除余湿计算：

G=W/(dn-do)=0.2377÷（12.4-11.6）=0.297kg/s=1288.4m³/h

按消除余热和余湿求出的送风量相同，说明计算正确。

冬季 （取与夏季相同的送风量）
冬季送风状态计算
（1） 求冬季热湿比
ε=Q/W=-2800÷0.2377=-11779.6kj/kg
（2） 由于冬、夏季室内散湿量相同，因而，冬季送风状态的含湿量应当与夏季相同，即：
do’=do=11.6g/kg
过室内状态点N做热湿比线ε=-11779.6kj/kg的过程线，与d0=11.6g/kg的等含湿量线的交点即是所求的冬季送风状态点o’，从i-d图上可查得：
i0’=67.3kj/kg
t0’=37.1℃
实际上，由于冬季送风量与夏季相同，可直接通过计算求出冬季送风状态点的焓值：
i0’=in-Q/W=59+2.8÷0.297=67.3kj/kg
在i-d图上可查得：t0’=37.1℃

3.2空调车间所需要的新风量

(1)室内卫生要求的新风量GW1=8×30=240m³/h
(2)局部排风量GP=350m³/h
维持正压所需的新风量GS=1×600=600m³/h
GW2=350+600=950m³/h
(3)当房间的送风量为1288.4m³/h时
GW3=0.1G=0.1×1288.4=128.8m³/h
所以此时车间的新风量
GW=max{GW1，GW2，GW3}=950m³/h
新风比为
GW/G=950÷1288.4×100%=73.7%

3.3一次回风式空气调节系统
夏季
采用集中式空气调节系统里面的露点送风的一次回风系统

一次回风系统夏季处理方案
处理过程表示如下

计算过程如下
（1） 热湿比ε
ε=Q/W=2790.3÷0.2377=11738.7kj/kg

（2） 确定送风状态点O
根据已知条件在i-d图上找出室内空气状态点N，过N点作ε=11738.7kj/kg 的直线与等相对湿度线ψ=92%曲线交于L点（机器露点），得tL=17.2℃，iL=46.3kj/kg.
按空调精度Δt=±1℃，取送风温差Δt0=7℃，得送风温度t0=tn-Δt0=27-7=20℃。作t0=20℃等温线与ε=11738.7kj/kg 线的交点0身即为送风状态点。i0=49.6kj/kg。
（3） 求送风量G

（4） 确定室外空气状态W
首先由ts=26.4℃做等温线与ψ=100%饱和线交于点B，过B点作ε=0（等焓）线与t=33.2℃的等温线的交点即为所求的室外空气状态
i=82.8kj/kg干空气，d=19.2g/kg干空气

（5） 确定新回风混合点C
根据已知新风比为73.7%，GW/G=0.737.得线段比按此比例在i-d图上求得C点位置 ic=76.5kj/kg。
（6） 空调系统所需冷量
0.297×（76.5-46.3）=8.9694kw=8969.4w
冬季

一次回风系统冬季处理方案
处理过程表示如下

计算过程如下
（1） 热湿比ε’
ε’==-11779.6kj/kg
（2） 确定送风状态点O’
采用与夏季相同的风量。又因冬、夏季余湿量相同，故冬、夏季含湿量相等，即d0=d0’。在i-d图上找出ε’线与d0’线的交点即为冬季送风状态点O’。查得i0’=67.3kj/kg。
（3） 确定室外空气状态W’
由冬季室外计算干球温度-12℃和冬季室外计算相对湿度45%在焓湿图上可查得
i= -10.7kj/kg干空气，d=0.6g/kg干空气
（4） 求一次回风混合点C’
由于N状态点与夏季N点相同，这使得一次混合过程与夏季相同。因此可按夏季相同混合比求一次回风混合点C’
ic’=7.6kj/kg ic’=iL’
（5） 求加热量Q
一次混合后的加热量：
Q=Gw（io’-iL’)=0.297×（67.3-7.6）=17.7309kw=17730.9W

第四章 参考文献

(1)《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003 中国计划出版社
(2)《通风与空气调节工程》机械工业出版社。
(3)《ID-DiaGram 暖通辅助设计软件》

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