CH暖通空调课程设计(节能1101).docx

南京工业大学土木学院
2013-2014学年 第一学期

暖通空调课程设计

设计题目 航站楼底层空调系统设计

班 级 节能１１０１
学生姓名 曹洪
学 号 1809110109
日 期 2013年12月
指导教师 张广丽

2013年12月
目录
课程设计任务书 3
第一章 绪论 6
1.1设计目的 6
1.2 设计要求 6
第二章 空调冷负荷的计算 8
2.1主要设计参数 8
2.2冷负荷与湿负荷的计算 9
2.3 一层左边国际营业厅冷、湿负荷计算 13
2.4
第三章 空调设备选择计算 15
3.1风机盘管的选择计算 15
3.2新风机组的选择计算 18
第四章 空气分布 19
4.1布置气流组织分布 19
4.2散流器布置的原则 19
4.3风系统水力计算 20
4.4风口布置 20
参考文献 21

课程设计任务书
一、 工程概况
按照分组要求，本工程分别位于西安、北京、上海和广州，占地面积7021平方米。建筑面积10886平方米，均为地上建筑，其中中转库面积6454平方米，办公楼4432平方米。航站楼底层层高5.10m，二到四层3.9m。底层包括国际营业厅、监控室、配载室、办公门厅等。
本栋建筑可接入市政热力供暖，蒸汽压力为0.6MPa。
本栋建筑可接入市政给水提供生活热水，供水温度为55℃，供水压力约350KPa。
空调冷热媒参数 冷水供回水温度：7-12℃；热水供回水温度：60-50℃。
要求进行地上一层的夏季空调系统设计。

二、 原始资料
1、 围护结构参数表
结构类型
类型
传热系数(w/m2)
标准规定值
外墙
按照公共建筑节能设计标准的要求，结合工程所在地自行确定
0.43
查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，《公共建筑节能设计标准》
屋面
按照公共建筑节能设计标准的要求，结合工程所在地自行确定
0.38
查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，《公共建筑节能设计标准》
外窗
铝合金中空断热单框中空玻璃窗
2.5
查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，《公共建筑节能设计标准》
内墙
粉煤灰砌块隔墙120mm厚
1.88

楼板
面层+钢筋混凝土楼板+反贴保温层(聚苯乙烯泡沫塑料25mm厚)
1.2

2、 人员密度：
办公室：4m2/人； 门厅、大堂：4m2/人；
其它房间：5m2/人；
3、电气设备使用功率：
办公室20 w/m²； 会议室5w/m2；
其他地方5w/m2； 走廊无电气设备使用负荷；
4、照明功率：
大堂及门厅15 w/m²； 办公室20 w/m²；
走廊5w/m²；
5、空调使用时间：
办公室：9:00～22：00
营业性建筑使用时间：9:00～23：00

三、 设计依据
1、民用建筑采暖通风与空气调节设计规范 (GB50736-2012)；
2、民用建筑热工设计规范 (GB50176－93)；
3、公共建筑节能设计标准 (GB50189－2005)；

四、 制图依据
1、建筑制图标准(GB/T 50104—2001)
2、房屋建筑制图统一标准 (GB/T 50001—2001)
3、暖通空调制图标准 （GB/T 50114-2001）

六、 施工验收依据
通风与空调工程施工质量验收规范 (GB50243—2002)

七、参考资料
1、全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调.动力） 建设部工程质量安全监督与行业发展司、 中国建筑标准设计研究所
2、赵荣义.空气调节（第四版）.中国建筑工业出版社
3、电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社
4、陆耀庆. 实用供热空调设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社

第一章 空调负荷的计算
1.1主要设计参数
1.1.1 围护结构的选取
结构
类型
材料名称
厚度（mm）
导热系数（w/(m*k)）
传热系数（w/(m²*k)）
外墙
7
涂料面层

0.43
EPS外保温
80
0.042
混凝土小型空心砌块
190
0.76
水泥砂浆
20
0.93
屋顶
8
细石混凝土
30
1.51
0.38
挤塑聚苯板
45
0.042
水泥焦渣
30
0.023
钢筋混凝土
100
1.74
结构
类型
传热系数（w/(m²*k)）
玻璃窗传热系数修正值
Cs
Ci
外窗
金属窗框，80％玻璃，双层3mm厚普通玻璃
2.5
1.2
0.86

内遮阳
活动百叶帘（中间色）

0.6

1.1.2室外气象参数
基本信息
城市 西安
经度 108.56

纬度 34.18

夏季参数
空调室外干球计算温度 35.0
空调室外湿球计算温度 25.8
室外通风计算温度 30.6
最热平均月相对湿度（%） 58
风速（m/s） 1.9
大气压力（Pa） 95980
1.1.3室内设计参数
房间名称
温度℃
相对湿度％
风速（m/s）
噪声
新风量 (m³/(h*人))
国际营业厅
25
60
0.2

30
办公门厅
25
60
0.2

30
其他房间

25
60
0.15

30
1.2 负荷计算
1.2.1空调房间负荷计算依据
1.外墙瞬变传热引起的冷负荷
（2-1）
（2-2）
式中：
Q c(t)—外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；
A—外墙的面积，ｍ²；
K—外墙的传热系数，W/（m²ºC）；
ｔR—室内计算温度，ºC
ｔc(t) —冷负荷计算温度逐时值，ºC；
ｋa—外表面放热系数修正值，ｋa=1；
ｋρ—吸收系数修正，查表取外墙：ｋρ=0.94
2.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
（2-3）
式中：
Q c(t)—外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；
Aw--窗口面积，ｍ²；
K—外玻璃窗的传热系数，W/m²ºC；
ｔc(t) —外玻璃窗的冷负荷计算温度逐时值，ºC
ｃw—玻璃窗传热系数修正值；金属窗框，80%玻璃双层窗，ｃw=1.20；
ｔd —窗玻璃地点修正值，ｔd =0；

3.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
（2-4）
式中
Ca—有效面积系数，双层钢窗Ca=0.75；
Cs—玻璃窗的遮阳系数，3 mm厚普通玻璃Cs=0.86；
Ci—窗内遮阳设施的遮阳系数，Ci=0.60；
Djmax —日射得热因数，W/m²；
CLQ—窗玻璃冷负荷系数，CLQ=1.00
Aw—窗口面积，ｍ²；

4.人员散热引起的冷负荷
Qc（t） =nΦ(qq+qx) （2-5）
式中：
n—房间人数
Φ—群集系数，这里取0.89
qq—显热, 这里取64W
qx—潜热, 这里取117W
5.照明散热引起的冷负荷
Qc(t) =1000n1n2N CLQ （2-6）
式中：
n1—整流器消耗功率的系数，取1.2
n2—灯罩隔热系数，取0.6
N—照明设备的安装功率（KW）
CLQ=1.00
6.设备散热引起的冷负荷
Qs=1000n1n2 n3 N （2-6）
式中：
n1—利用系数，取0.8
n2—电动机负荷系数，，取0.5
n3—同时使用系数，取0.6
N—电动设备的安装功率（KW）
7.房间的散湿主要是设备与人员散湿。相对于人员散湿，办公室等建筑设备的散湿量相对较小,故在此只计算人员散湿即可。
计算公式为：
(2-8)
式中：
mw—人体散湿量，kg/s
g—成年男子的小时散湿量g/h,取175g/h
n—室内全部人数
Φ—为群集系数，取0.89
8.新风量的计算公式为：
（4-1）
式中:
Gw—新风量m3/h
n—人数
gw—每人每小时新风量m3/h，取30(m³/(h*人))

6 / 19

1.2.2房间负荷的计算
以右侧国际营业厅1--2为例

南外墙冷负荷
时间

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)
32
31.8
31.8
32
32.3
32.9
33.6
34.2
34.9
35.4
35.8
36.1
36.2
36.1
36
kα
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
kρ
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
t′c(τ)
30.08
29.892
29.892
30.08
30.362
30.926
31.584
32.148
32.806
33.276
33.652
33.934
34.028
33.934
33.84
tR
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Δt
5.08
4.892
4.892
5.08
5.362
5.926
6.584
7.148
7.806
8.276
8.652
8.934
9.028
8.934
8.84
K
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
0.43
A
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
59.22
Qc(τ)
129.36
124.57
124.57
129.36
136.54
150.9
167.66
18202
198.78
210.75
220.32
227.5
229.89
227.5
225.11

南窗瞬时传热冷冷负荷
时间
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)
30.3
31.2
32
32.8
33.4
33.8
33.8
33.6
33.4
32.8
32
31.3
30.7
30.1
29.7
TR
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Δt
5.3
6.2
7
7.8
8.4
8.8
8.8
8.6
8.4
7.8
7
6.3
5.7
5.1
4.7
Kw
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
A
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
25.38
Qc(τ)
403.54
47207
532.98
593.89
639.58
670.03
670.03
654.8
639.58
593.89
532.98
479.68
434
388.31
357.86

南窗透入
时间
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
CclC
0.3
0.4
0.51
0.53
0.67
0.68
0.65
0.44
0.39
0.32
0.22
0.17
0.14
0.11
0.09
Djmax
243
243
243
243
243
243
243
243
243
243
243
243
243
243
243
Ccs
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
0.516
Aw
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
19.035
Qc(t)
716.03
954.7
1217.2
1265
1599.1
1623
1551.4
1050.2
930.84
763.76
525.09
405.75
334.15
262.54
214.81

该房间最大冷负荷出现在14:00，为7307.59w

第二章 空调设备的选择
2.1全空气系统中空调制冷设备提供的冷量
以一层右侧国际营业厅为例，房间的冷负荷为Q=7509.52w，湿负荷M=0.00091kg/s，室内空气计算温度 =25℃ ，相对湿度60％，室外干球温度 =35℃ ，室外湿球温度为25.8℃，该房间室内人员20人，总新风量为600ｍ3/h。
全空气系统

图 全空气系统焓湿图

（1）求热湿比

(2)确定送风点
在h-d 图上确定室内空气状态点N ，通过该点画出=8252.22的过程线。由下图所示，对应焓湿图从而得出：
由得
采用露点送风温差，取ε线与=90%的交点即为送风状态点S，得

（3）计算送风量
按全热平衡确定

2.2空调制冷设备需要提供的冷量及热量确定
（1）确定最小新风比
最小新风比
（2）查得混合点M参数
如上焓湿图

第三章 空气分布
空气分布又称气流组织，也就是设计者要组织空气合理的流动。大多数空调与通风系统都需要向房间或被控制区送入和排出空气，不同形状的房间、不同的送风口和回风口形式和布置、不同大小的送风量都影响室内空气的流速分布、温湿度分布和污染物浓度分布。室内气流速度、温湿度都是人体热舒适的要素，而污染物浓度时空气品质的重要指标。因此，要想使房间内人群的活动区域成为一个温湿度适宜，空气品质优良的环境，不仅要有合理的系统形式及对空气的处理方案，而且要有合适的空气分布。
3.1布置气流组织分布
此次设计属于舒适性空调设计，在此设计中气流组织采用如下形式：
散流器平送单层百叶回风的气流组织形式，送出的气流为贴附于顶棚的射流。射流下侧吸卷室内空气，射流在近墙下降，回风口远离散流器。工作区为回流区，该模式的通风效率低于侧送风，换气效率约为0.3-0.6。
3.2散流器布置的原则
（1） 布置时充分考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物（如柱）；
（2） 一般按对称布置或梅花形布置；
（3） 每个方行散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形；如果散流器服务区的长度比大于1.25时，宜选用矩形散流器;如果采用顶棚回风，则回风口应布置在距散流器最远处；
（4） 散流器送风气流分布计算，主要选用合适的散流器，使房间内风速满足设计要求。
3.3散流器送风

以房间1—1为例进行计算
面积：13.3×5.65，送风量：1701.6，净高6，吊顶2，送风温差，拟采用径向散流器，试确定有关参数并计算其气流分布
1） 布置散流器，采用对称布置方式，共布置8个散流器。=1.2，=1.0，=0.2，水平射程分别为1.4m及1.675m，平均取=1.5375m，垂直射程=6-2-2=2m
2） 每个散流器的送分量为=1701.6/8=212.7
3） 散流器的出风速度选定为3.0，这样
4） 检查：根据式

式中
—根据
查图，按在曲线8,9间插值得=0.58
—均取1.
代入各已知值得
5） 检查：

计算检查结果说明及均满足要求
6 检查射流贴附长度：

因此，贴附的射流长度基本上满足了要求

3.4风系统水力计算
3.4.1计算方法
在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基进行。
采用假定流速法，其计算和方法如下：
（1）绘制通风或空调系统轴测图，对个管段进行编号，标注长度和风量。
（2）确定合理的空气流速。
（3）根据各风管的风量和选择的流速确定个管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。
（4）并联管路的阻力平衡。
（5）计算系统的总阻力。
3.4.2计算结果
参见计算附表风管水力
3.5风口布置
风口对气流组织有着关键断作用，根据送回风量，选择合适的风口，均匀分配，同时避免柱和梁的阻挡。最大可能的减少风量扰动对气流产生的负面效应。在工程设计中采用了以下措施：
（1）新风口应尽量靠近风机盘管的送风口，目的让新风与室内回风混合均匀，此次设计采用新风口和风机盘管出风口为同一出风口。
（2）送风口尺寸放大。变风量末端在调节时产生的风速变化会使人感到不舒适，这在大风量送风口尤为明显。解决这个问题的最简单方法是加大吊顶风口的尺寸，尽可能减少出风速度，使这种风速的变化带来的影响微乎其微。一般可将送风口的额定流量加大一档。
（3）增强吊顶贴附效应。使吊顶平面保持平整，尽量使吊顶面的凸凹远离送风口。这其中主要包括灯具、水喷淋头和火灾报警探头，两者间须隔开一定的距离。
参考文献

1. 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003版）
2. 《暖空调制图标准》（GB/T 50114-2001）
3. 《民用建筑暖通空调设计技术措施》（第二版）顾兴莹
中国建筑工业出版社 1996年2月
4. 《简明空调设计手册》赵荣义
中国建筑工业出版社 1998年12月
5. 《建筑设备施工安装通用图集91SB6（通风与空调工程）》
华北地区建筑设计标准化办公室