空气调节课程设计.docx

乌鲁木齐市机关办公大楼的中央空调系统设计说明书专业班级：建环14-3班姓名:谢进学号：311407001425指导老师：赵伟龙设计日期：2017年6月指导教师评价结合以下几个方面写出评语.平时表现（遵守纪律，不迟到、早退，无旷课）；2.学习态度（查阅资料、学习主动性、与教师的沟通等）；3.知识掌握（专业知识掌握好，能够学以致用、理论联系实际）；4成果质量（课程设计是否全面、完整、图文并茂，重点突出；表达清晰、字迹工整、层次清楚；格式、字数符合要求/能提出问题、分析无问题、解决问题，理论应用实际）评语:成绩：指导教师签字:日期：-Z-刖百随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，空调已进入医院、宾馆、饭店、工矿企业、办公楼等各领域。常规中央空调系统是按照最大冷热负荷进行选型设计。而全年最热与最冷的天气只有几天，据统计，满负荷运行时间每年不超过10-20小时。因而中央空调大多数时间是在低于机组额定负荷即部分负荷状态下运行，造成了电能极大的浪费。我国是世界上仅次于美国的第二大能源消费国，其中空调能耗是导致我国出现季节性能源短缺的主要原因。据悉，我国在采暖和空调上的能耗占建筑总能耗的55%。因此，空调的节能问题引起了人们越来越高的重视。在我国西北地区，夏季制冷主要采用空调制冷系统，该系统能耗大，成本高，与国家现阶段大力提倡的“节能减排”理念相违背；制冷剂大多使用氟利昂、共沸混合物、碳氢化合物（丙烷、乙烷等）、氨、漠化锂等，这些工质发生泄露时会对环境造成污染，某些工质甚至会对人体造成伤害；同时，大多数的机械制冷系统需要消耗大量的电能。为了降低西北干旱地区夏季空调系统的能源消耗，有效利用自然能，本文提出了高温干燥地区的直接蒸发冷却装置的概念。该装置结构简单，成本低廉，冷媒介（水）不会造成环境污染，制冷过程只有水泵和风机消耗较少的高品质的电能，避免了传统制冷方式的高能耗、高成本与环境污染等问题。目录1工程概述与设计依据1Ll工程概况1L2设计依据11 .2.1原始资料12 .2.2围护结构的构造及物性参数1L2.3室外设计参数的确定2L2.4室内设计参数的确定3L2.5其他设计参数的选取32负荷计算52.1冷负荷计算52.L1冷负荷计算考虑因素52.L2冷负荷计算方法52.L3计算案例72. 2湿负荷计算101. 2.1夏季湿负荷的确定：102. 2.2人体散湿量计算公式103. 2.3湿负荷的计算102.4各房间夏季冷负湿负荷参数113空气处理133.1空调系统的分类133. 2空气处理过程143.1. 一次回风处理过程的计算143.1.1 空气处理流程143.1.2 空调房间送风量的计算164空调的送风口及气流组织224.1风口型式的选取224. 1.1送风口选取224. 2气流组织形式选取及计算224. 2.1气流组织形式选取224.2.2气流组织计算245空调风系统设计计算275. 1风管型式的选择276. 2风管的布置和制作要求275.3风管的水力计算27参考文献37总结391工程概述与设计依据1.1 工程概况本设计是某机关办公大楼的中央空调系统设计，该建筑位于乌鲁木齐市，总建筑面积约为平方米，地上共三层，总高1L4米。一二层为普通员工办公室和接待室等,三层为高层领导办公室。整栋建筑对空调和新风的要求较高。1.2 设计依据1.2.1 原始资料建筑图纸资料：本设计的建筑图纸包括该机关大楼的一、二、三层平面图以与该建筑立面图。建筑面积计算：(1)一层建筑面积:约811.2m2；(2)二层建筑面积：约811.2m2；(3)三层建筑面积：约811.2m2；建筑层高统计：(1)一、二、三层层高：5.4m1.2.2 围护结构的构造与物性参数本次设计所给定的的原始资料并不完善，因此在设计中对建筑物围护结构等物性参数按照实际情况和节能规范的要求进行假定：(1)外墙为40mm厚的保温外墙，保温材料为沥青、矿渣、棉毡，内墙粉刷，传热系数为K=O93Wm2K,衰减度V尸13延时时间rl3h；(2)屋顶为20Omm厚的加气混凝土，传热系数为K=0.79Wm2-K,衰减度Vd延时时间=10.1h；(3)内墙为20Omm厚的混凝土隔墙，传热系数为K=2.59Wm2-K,衰减度/k2。延时时间=6,9h；(4)楼板为125mm厚的钢筋混凝土楼板，传热系数为K=3.13Wm2-K1衰减度Vf=I.5,延时时间=4.1h；(5)外窗加玻璃幕墙采用品种为6CNY761的常用热反射镀膜玻璃，传热系数为K=5.28Wm2-K,遮阳系数为0.62,并设有深色布帘。(6)室内压力略高于室外压力；(7)人数：根据暖通空调2008年第38卷第10期，会议室的人员密度按0.4计算，办公室的人员密度按0。计算，门厅的人员密度按0.2计算，走道的人员密度按0.03计算；(8)照明、设备：根据暖通空调2008年第38卷第10期，会议室的照明负荷为HWm21设备负荷为5Wm2,办公室的照明负荷为18Wm2,设备负荷为20Wm2,门厅的照明负荷为15W11设备负荷为20Wm2,走道的照明负荷为5Wmz,无设备负荷。1.2.3室外设计参数的确定由于室内回风中湿度较高，不适宜人们正常生活，而室外新风温度较高，同样不适宜人们正常工作。如图1所示，新风状态点为X,回风状态点为N,现将两者混合达到状态点H,然后通过间壁式换热器将混合风等湿冷却到送风状态点S,送入室内。由于新风湿度较低、温度较高，与室内温度较低、湿度较高的回风混合时，可同时完成降温除湿的送风要求。夏季室外设计参数如表表乌鲁木齐夏季室外设计参数室外计算室外计算空调日平室外相对大气压力季节参数干球温度湿球温度均温度湿度kPa(C0)(C0)(C0)夏季33.518.228.324%91.12124室内设计参数的确定根据玉采暖通风与空气调节设计规范2015版确定各功能的空调房间室内计算参数如表1-2。表1-2乌鲁木齐夏季室内设计参数房间类型温度(Co)湿度风速(ms)新风量(m3h人)厕所2855%0.2520报名、接待室2655%0.2520普通办公室2655%0.2530高级办公室2455%0.2530设备控制室2655%0.2520大厅2855%0.2510楼梯间2855%0.2510会议室2455%0.2530注：由于该机关建筑房间功能较为单一，故可大致将该建筑各层划分为办公室、接待室、会议室、大厅等几大主要功能区并对其进行计算。1.2.5其他设计参数的选取在给定的原始资料图纸中未明确指出人员密度、照明密度、设备密度等相关参数,因此本设计根据公共建筑节能设计标准GB50189-2015围护结构的热工性能权衡计算，对该机关建筑不同功能房间的照明功率密度、电器功率密度和人均占有使用面积进行选取。选取情况如表l-3o表1-3照明、电器设备功率密度值与人均占有面积房间类型照明功率密度(Wm2)电器功率密度(Wm2)人均占有使用面积(m2A)厕所1055报名、接待室201010普通办公室25155高级办公室301510设备控制室5255大厅15530楼梯间5010会议室3020302负荷计算2.1冷负荷计算空调系统是为了平衡室内外热、湿干扰的影响。使房间基本保持恒温恒压的状态。目前对空调冷负荷的计算有多种方法，而目前应用最多的为以传递函数法为基础，通过研究和实验而得的冷负荷系数法。由于任意时刻的室内冷负荷不总是相等的，因此会得到不同的冷负荷系数。外围护结构则按逐时计算，内维护结构按稳定传热计算。在室内外热湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒湿恒温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加的湿量称为湿负荷。设备又分为照明设备和机器设备等，该建筑主要为为商用建筑，故照明设备为主要设备。综合建筑功能考虑，主要湿负荷为人体散湿。物散湿，水面蒸发，化学反应散湿均有，但湿量较少在此可忽略不计冷负荷计算考虑因素影响房间夏季冷负荷的因素可以从以下几方面考虑：(1)通过外围护结构向房间传入热量形成冷负荷；人体向房间内散热形成冷负荷；(3)通过外窗进入室内的太阳辐射热量形成的冷负荷；(4)照明散热量形成的冷负荷；设备、家用电器或房间其他热源所散出的热量形成的冷负荷；(6)加工食品或物料时散发的热量形成的冷负荷；(7)沿门窗渗透和外门开启进入室内的热量形成的冷负荷；2.1.2冷负荷计算方法(1)外墙、架空楼板或屋顶的传热冷负荷(谐波法)CKQr=KFAt-式中：K一传热系数，W/(m2-Co)F计算面积，m2T计算时刻，hTY温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻hALe作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称冷负荷温度(2)外窗传热部分CKQt=KFNt一式中：K传热系数，W/(m2-Co)F计算面积，m2T计算时刻，hTY温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，h加作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称冷负荷温度(3)外窗通过太阳辐射得热产生的冷负荷CLQ=xgxdCnCsFJj式中F窗上受太阳直接照射的面积，m2窗的有效面积系数Xd地点修正Cfl窗内里的所有遮阳设施的遮阳系数CS外窗的遮挡系数J,外墙、屋顶、地面传热形成的逐时冷负荷可按式2-1计算：(4)内墙形成的冷负荷可按下式计算Q=KF(tpw+tj+tn)式中：tpw夏季室外空调设计的计算日平均温度，Cotj考虑到太阳辐射热这些因素的附加温升，Cotn室内空调计算温度，C0(5)人体显热散热形成的冷负荷可按下式计算：CKQ=qnJP7式中：Q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；群集系数；可查看表2-1*7一人体负荷强度系数。(6)人体潜热散热形成的冷负荷可按下式计算：CKQ-qn式中：Q不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；N室内全部人数；群集系数。(7)照明散热形成的冷负荷可按下式计算：CKQ=QJPlt式中：Q照明的得热，WJEE照明负荷强度系数。负荷强度W/吊(8)夏季空调新风冷负荷，Q-GJhw-hn)式中Q夏季新风冷负荷，kW；GW房间新风量，kg/s；院室外空气始值kJ/kg；hn室内空气始值kJ/kg；2.1.3计算案例下面以一楼100l办公室冷负