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1、目 录目 录1第一章 前 言4第二章 工程资料及设计说明521 工程名称522 工程概况523 设计依据524 设计范围625 设计参数626 土建参数8第三章 空调负荷计算931 空调冷负荷计算方法932 冷负荷的计算93.2.1 外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷93.2.2 内围护结构冷负荷93.2.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷103.2.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷103.2.5 照明散热形成的冷负荷113.2.6 人体散热形成的冷负荷113.2.7 食物散热形成的冷负荷123.2.8 设备散热形成的冷负荷1233 湿负荷的计算1234 新风冷负荷计算1235 夏季空调计算结果
2、汇总1736 热湿比计算233.6.1 热湿比计算公式233.6.2 冬、夏季各个空调房间热湿比汇总23第四章 空调冷热源的选择2741 冷热源的确定2742 制冷系统负荷的确定2743 冷热水机组的选型28第五章 空气处理方案与处理设备选择计算3151 常见空调系统的主要分类及特点315.1.1 按空气处理设备的集中程度分类315.1.2 按承担室内热湿负荷介质分类3252 空调方式的确定3453 空气处理过程设计345.3.1 全空气系统设计计算345.3.2 风机盘管加独立新风系统设计计算385.3.3 新风机组的选型42第六章 空调风系统设计及计算4461 房间气流组织的形式446.1
3、.1 气流组织计算4462 各种风系统设与计风口选型486.2.1送风系统486.2.2 回风系统496.2.3 排风系统516.2.4 新风系统5163 风管系统的设计计算516.3.1 风管材料和形状的确定526.3.2 风管的布置和管径的确定526.3.3 风管最不利点压力损失计算536.3.4 风道保温59第七章 空调水系统的设计及计算6071空调水系统的设计原则6072 空调水系统形式的确定607. 3 冷冻水管路的设计627.3.1 管材的选择和连接627.3.2 水管管径的确定637.3.3 水系统水力计算6474 冷却水管路的设计717.4.1系统冷却水717.4.2冷却塔的选
4、择727.4.3冷却水泵的选型7375 冷凝水管路的设计7476 水系统的设备和附件757.6.1 膨胀水箱757.6.2 分水器和集水器777.6.3 过滤器787.6.4压力表和温度计787.6.5 集气罐7877 水管的保温隔热设计79第八章 空调系统的消声和隔振设计考虑8181 空调系统的噪声源8182 消声措施8283 空调系统的减振设计83结 语85参考文献86致谢87第一章 前 言通过本次设计要学会进行空调工程设计的基本技能，掌握基本的设计思路和设计方法，具备一位空调工程师的基本素质，达到综合运用所学专业知识和培养独立的工作能力的设计目标。本设计综合前期毕业实习的相关成果，通过对
5、建筑物的实际用途的考察，对建筑的空调系统进行全面的、科学的分析，从而确定合理的设计方案。本设计主要采用新风机组加风机盘管系统，这样可以充分发挥建筑的灵活性和实用性，也可以满足商家的不同要求。人类改造客观环境的能力，是随着社会生产力和科学技术的发展而逐渐发展的。空气调节技术也是同样随着国民经济的的发展和人民生活水平的提高而发展的。空气调节从原来主要解决空间环境的温度和湿度的控制问题，即所谓温、湿环境工程，发展到对今天空间环境的质量的全面调节与控制问题，即所谓的人工环境工程。这一发展过程既包含着诸多研究工作成果，也包含着将这些成果加以实际的应用。如，从前几年的“冰蓄冷空调技术”的研究和VAV空调系
6、统研究，到今天的“室内空气品质”的研究等，空气调节技术已经在其相关领域取得了很大的发展。尤其是空调工程技术在国内的公共与民用建筑当中的应用也变得相当普遍，作为公共与民用建筑中的空调技术所面临的问题就是如何提高整个空调系统的能量的综合利用，如何寻求合理的运行规律，如何制定优良的空调方案，即要达到经济、实用、舒适、环保和高效设计目标。本设计是做宾馆的空调设计，主要涉足的是暖通空调，暖通空调技术在国外主要是以美国为主的欧美国家中已经比较成熟，该领域内研究的比较深入透彻，目前仍然处于遥遥领先于我国，我国在该领域的发展相对落后，但在中国良好的政治、经济、文化的背景下，及本国人民生活水平日益提高的前提下，
7、中国的该领域在短短一段时间之内已经有了突飞猛进的进展。但由于本国该领域发展时间相对较短及各方面条件的制约，使得我国在部分技术上仍有很多需要提高的地方，比如在能源的节约上，自然能源的充分利用等方面，我国在这些方面仍与国外有一定的差距。但是，在我国领导的高度重视下，科技人员的勤劳努力下，在不久的将来，我相信我国将一定可以克服现在存在的种种问题，在该领域内定能够成为暖通空调大国。冯检2011年6月8日第二章 工程资料及设计说明21 工程名称 广州汉森宾馆空调系统。22 工程概况 此建筑物位于广州市市区，交通方便，环境优美；广州市位于东经112度57分114度03分，北纬22度35分23度35分，属南
8、亚热带季风气候区。广州地处低纬,地表接受太阳辐射量较多，同时受季风的影响,夏季海洋暖气流形成高温、高湿、多雨的气候；冬季北方大陆冷风形成低温、干燥、少雨的气候。 太阳辐射年平均太阳辐射值为4 367.2-4 597.3兆焦耳/平方米，分布是南高北低。年内太阳辐射以2月最低，7月最高。日照时数年平均日照时数为1 820-1 960时，年日照百分率为41%-44%，南多北少。季节上以夏季最多，秋季次之，冬季再次，春季最少。因受季风的影响，年内冬季（1月）华南受冷高压控制，多偏北风和东北风；春季（4月）风向较零乱，而以东南风较多；夏季（7月）受副热带高压和南海低压的影响，以偏南风为主；秋季（10月）
9、由夏季风转为冬季风，以偏北风为主。 在平均风速方面，以冬、春季节风速较大，夏季风速较小。但夏季间常有热带气旋侵袭，风速可急剧增大到8级以上的大风。该建筑为一幢砖混结构14层三星级宾馆，地下一层，总建筑高度约为62m。地下一层和1到4层高为4.5m，5到12层层高3.6m，14层层高4m，主要功能房有前台接待大厅、音乐大厅、营业厅、客房、商务中心、餐厅和厨房等。餐厅最大容纳的人数250人，总建筑面积约为12171.8。业主已给出建筑平面图，要求设计本宾馆夏季和冬季中央空调系统和部分房间的通风换气。23 设计依据 1 任务要求空气调节工程毕业设计任务书 2 设计规范及标准（1）采暖通风与空气调节设
10、计规范(GB50019-2003)；（2）民用建筑设计防火规范（GBJ16-87）(2001年)；（3）民用建筑热工设计规范（GB50176-93）；（4）采暖通风与空气调节术语标准（GB50155-92）；（5）旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准（GB50189-93）；（6）通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）；（7）全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调.动力-2003）。（8）采暖通风与空气调节制图标准（GBJ114-88）24 设计范围(1)中央空调系统的设计(2)餐厅、卫生间的排风25 设计参数1空调设计室外气象参数：地理位置 北纬23；经度113.31；海拨
11、6.3m；大气压力 冬季101950Pa； 夏季100450Pa； 室外空气参数，见表2.1 表2.1室外空气参数表序号空气参数数值空气参数数值1夏季空调室外计算干球温度tw33.5夏季空调室外计算湿球温度ts27.72夏季空调室外日平均温度twp30.1夏季通风室外计算温度313冬季空调室外计算干球温度5冬季通风室外计算温度134冬季室外计算相对湿度70%夏季室外计算相对湿度83%5夏季室外平均风速1.8m/s冬季室外平均风速2.4m/s6全年主导风向CN冬季日照率43%2室内设计参数选取 室内设计参数按房间功能从设计规范上选取，并符合节能规范的要求，结果列于表3.2表2.2室内设计参数表类
12、型 季节夏季冬季新风量（3/人.）温度湿度%风速（m/s）温度湿度%风速大厅餐厅、餐厅包间26600.2518500.1530宾馆大厅26600.318500.1520KTV包间26600.318500.1520会议室26600.318500.1520客房26600.2518500.1530套房26600.2518500.1530门厅、中庭、走廊26600.318500.1515休息室26600.2518500.1520营业厅26600.318500.1520音乐茶厅26600.2518500.1520办公室26600.2518500.1520多功能厅26600.2518500.1530库房2
13、6600.2518500.1515卫生间26600.318500.15303 其他噪声声级不高于45dB;空气中含尘量不大于0.30 mg/m;室内空气压力稍高于室外大气压。内墙，领室包括走廊,均与客房温度相同;空调设计运行时间24小时;26 土建参数1、外墙结构II型2、屋面：加气混凝土保温屋面 ，II型，k0.83W/m2k；3、外窗：采用塑钢窗，单层透明玻璃，k5.9 W/m2k；4、内墙：采用200厚KP1型空心砖，k0.58W/m2k，两侧各抹20厚水泥砂浆；5、楼板：120厚钢筋混凝土楼板，40厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k2.0W/m2k；第三章 空调负荷计算31 空调冷负荷计算方法在
14、空调工程设计中，存在两中冷负荷计算的计算方法：一为谐波反应法（负荷温差法），二为冷负荷系数法。谐波反应法（负荷温差法）计算的冷负荷的形成包括两个过程：一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量的过程（既内扰量）。此一过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟性。二是内扰量形成冷负荷的过程。此一过程是将该热扰量分成对流和辐射两种成分。前者是瞬时冷负荷的一部分，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。为
15、了简化计算，对日射得热所形成的冷负荷，冷负荷系数法利用传递函数法的基本方程和相应的房间传递函数形成了冷负荷系数。对维护结构传入热形成的冷负荷，冷负荷系数法利用相应传递函数形成了冷负荷温度。这样，当计算某建筑物空调冷负荷时，则可按照相应条件查出冷负荷系数与冷负温度，用一维稳定热传导公式即可计算出日射得热形成的冷负荷和维护结构出入热所形成的冷负荷。 本设计采用冷负荷系数法进行冷负荷的计算。计算具体方法如下。32 冷负荷的计算3.2.1 外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算 (3-1)式中： - 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷
16、，W；K墙体或屋面的传热系数，W/.；F墙体或屋面的传热面积，；作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。3.2.2 内围护结构冷负荷 当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热而产生的冷负荷可按33式计算。当邻室与空调区的夏季温差大于3时，宜按下式通过空调房间、楼板、内窗、内门等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷 (3-3) 式中： 内围护结构传热系数，W/(m2 )；地面：0.47，W/(m2)； 内围护结构的面积，m2；夏季空调室外计算日平均温度，； 邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值；注：由于该建筑为全空调房间，在此次的设计中没有计算该项负荷
17、。3.2.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算 3-4）式中 ： 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； K窗的传热系数，W/(.)； F窗的传热面积，； 计算时刻的负荷温差，3.2.4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 (35)式中 ： 不同维度带各朝向7月份日射得热因数的最大值，W/；F玻璃窗的有效面积，是窗的面积乘有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75，单层木窗0.7，双层木窗0.6； 玻璃窗遮挡系数和窗内遮阳设施的遮挡系数； 玻璃窗冷负荷系数，以北纬2730为界限划分为南、北两区；3.2.5 照明散热形成的冷负荷当电压一定
18、时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热方式仍以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形成的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。 明装荧光灯(镇流器装在空调房间内) (3-6) 式中 ： 荧光灯的功率，W； 镇流器消耗的功率系数，明装时1.2，暗装时1.0； 考虑灯罩反射、吊顶内通风情况等系数；若荧光灯罩上部穿有小孔，则0.50.6；若暗装且灯罩上无孔，则视吊顶内的通风情况，取0.60.8； 照明散热冷负荷系数，根据灯具类型和安装情况，按照不同的空调设备运行时间和开关灯时间以及开灯后的小时数选用。3.2.6 人体散热形成的冷负荷人体向室内空气散发的热量有显然和潜热两种形式。
19、前者通过对流、传导或辐射等方式散发出来，后者是指人体散发的水蒸气所包含的汽化潜热。人体散发的潜热量和显热量中的对流部分直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷。因此采用相应的冷负荷系数进行计算。 人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温、湿度等）多种因素有关。为了实际计算方便，计算以成年男子散热量为基础。而对于不同功能的建筑物中有各类人员（成年男子、女子、儿童等）不同组成进行修正，为此，引入人员“群集系数” ，系指人员年龄构成、性别构成以及密集程度等情况的不同而考虑的折减系数。年龄不同和性别不同，人员的小时散热量就不同。例如成年女子的散热量约为成年男子散热量的85，
20、儿童散热量相当于成年男子散热量的75。人体散热形成的冷负荷按下式计算： (3-7)式中： 空调房间内的人数，人； q不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W； 群集系数；本工程取0.93。3.2.7 食物散热形成的冷负荷本工程一层进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量和散湿量。其中包括显热和潜热，要分别计算，食物的散热形成的冷负荷，食物全热取17.4W/人，食物显热取8.7W/人，食物潜热取8.7W/人，食物散湿量11.5g/(h.人)考虑。3.2.8 设备散热形成的冷负荷计算照明冷负荷时，根据空调房间的功能特点，单位面积照明冷负荷均为20 W/m233 湿负荷的计算散湿量计算 （3-8）式
21、中： 人体散湿量，kg/s； 成年男子的小时散湿量，g/h； n室内全部人数； 群集系数；34 新风冷负荷计算 (3-9)式中： 夏季新风冷负荷，KW；L新风量，kg/s；室外空气的焓值，kj/kg；室内空气的焓值，kj/kg；现以空调房间312为例进行冷负荷计算。已知条件：间的平面尺寸见施工图，层高为4500mm；房间面积为59.8；内墙：邻室包括走廊，均与客房的温度相差不大，均不计；房间的人数、照明负荷、新风量均按面积指标来确定：人数单位面积人数面积0.2359.814人；照明负荷单位面积照明面积2059.81200W；新风量人均新风量人数2014280；空调设计运行时间为24小时；其它参
22、数的选取参照前面的说明分项计算如下：南外墙冷负荷按式（3-1）算出南外墙逐时冷负荷，计算结果列于表3-1从附表2-9中查得，K=1.49 W/（.K），衰减系数=0.15，衰减度=38.6，延迟时间，=12.7h。从附表2-10查得扰量作用时刻广州南外墙负荷温差的逐时值，计算结果列于下表。表3.1 南外墙冷负荷（单位：W）时间T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:007666665555555K1.49F36.7119937676971402032793644364915255382.西外墙冷负荷计算公式同南
23、外墙，计算结果列于表3.2表3.2西外墙冷负荷（单位：W）时间T8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:0011101010998888888K1.49F29.72922552312152152232432713203934905956973西外窗瞬时传热冷负荷根据式（3-4）计算，计算结果列于表3.3中。表3.3 西外窗瞬时传热冷负荷（单位：W）时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00
24、20:002.43.244.75.45.96.36.66.76.56.25.65K5.9F7.2270350431494.4540825.41444208122172098975.9353.83134.透过玻璃窗进入日射得热引起的冷负荷单层钢窗有效面积系数=0.85。故窗的有效面积=31.80.85=4.59m2， 由空气调节设计手册查得遮阳系数Cn=0.6，遮挡系数Cs=0.93，于是综合遮阳系数=0.930.6=0.558。用公式(3-5)计算进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷，列于表3.4表3.4 西外窗日射得热引起的冷负荷（单位：W）时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:0
25、0 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:008591137223293323300220100776451430.5584.59217233350.8571.1750.4827.2768.3563.4256.1197.2163.9130.6110.15.照明散热形成的冷负荷由于明装荧光灯，镇流器装在房内，故镇流器消耗功率系数n1取1.2。灯罩隔热系数n2取1.0。根据开灯时间为16：0024：00，开灯时数为8小时，查得照明散热冷负荷系数，按式 (3-6）计算，其计算结果列于表3.5中。表3.5 照明散热形成的冷负荷（单位：W） 时间8:0
26、0 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:000.10.090.080.070.060.370.670.710.760.790.810.830.841.21.0N30010619320421321822723323924124783.574.966.26.人员散热引起的冷负荷 宾馆属于极轻劳动，当室温为26时，查表得，每人散发的显热和潜热量为60.5W和73.3W，群集系数0.93。根据每间客房2人，在客房内的总小时数为16h,(16:00至第二天的8：00)，查表得人体显热冷负荷系数逐时值。按式
27、（3-7）计算，并将结果列于表3-6中。人体散热形成的潜热量 =n每人散发的潜热量；N人数；群集系数表3.6 人员散热引起的冷负荷（单位：W）时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:000.280.240.20.180.160.620.70.750.790.820.850.870.8860.5n20.933227232018707984899296979973.3136136136136136136136136136136136136136显热463.5463.5554.4608.9654.3690.7727
28、745.2763.4345.3272.6227.2190.8全热1916.51916.52007.42061.92107.42143.72180.12198.22216.41798.41725.71680.21643.9湿负荷2.172.172.172.172.172.172.172.172.172.172.172.172.177各分项逐时冷负荷汇总由于室内压力稍高于大气压力，所以不考虑室外空气渗透所引起的冷负荷。现将空调房312上述各分项计算结果列入 表3.7中，并逐时相加，便求得客房内的冷负荷值。表3.7 各分项逐时冷负荷汇总表（单位：W）时间8:00 9:00 10:00 11:00 1
29、2:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00西外墙负荷292.2255.7231.4215.2215.2223.3243.6271.9320.5393.4490.6595.9697.1南外墙负荷119.193.776.876.897.9140.3203.7279.9364.6436.5491.5525.4538.1窗传热负荷115.2 132.4 144.6 154.5 161.8 164.3 159.4 152.0 137.3 122.6 107.9 95.6 83.4 窗日射负荷217.7 233.1 350.9 571.2 75
30、0.4 827.3 768.4 563.5 256.1 197.2 163.9 130.6 110.1 人员负荷1916.51916.52007.42061.92107.42143.72180.12198.22216.41798.41725.71680.21643.9灯光负荷106.6193204.5213.1218.9227.5233.3239241.9247.783.574.966.2新风3128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.93128.9总负荷6819.36924.17117.5726
31、3.77409.67814.58575.49357.196599280.27989.57404.47396.6由表可以看出，此312最大冷负荷值出现在16：00时，其值为为9659W。，其他空调房间冷负荷计算方法同312室，采用天正暖通8.2软件对整栋建筑的各个房间进行计算，只对计算结果汇总。35 夏季空调计算结果汇总根据以上各项计算公式，得到夏季空调冷湿负荷结果于表（3.8），详细计算过程请参考附录：共有房间数目: 133表3.8 各空调房间夏季空调负荷表房间名称负荷最大时刻房间冷负荷（W）房间湿负荷m3/h新风量(m3/h)新风冷负荷（W）总负荷（W）10116:002757.60.221
32、06.58942757.610216:0038786.79.5122013633.138786.710316:009053.11.82803128.99053.110416:0037374.68.8120013409.637374.610516:0011872.11.134004469.911872.110616:002952.40.14127.6670.52952.410716:001893.10.22808941893.110816:003597.40.22147.78943597.420116:003644.40.22147.78943644.420216:00230615.557208
33、045.82306120316:001996.20.36808941996.220416:003541.50.611401564.53541.520516:008591.31.222803128.98591.320616:0038697.49.48120013409.638697.420716:0092932.152803128.9929320816:004634.41.071401564.54634.420916:004634.41.071401564.54634.421016:003597.40.22147.78943597.430116:008416.522502011.48416.53
34、0216:0059871.441802011.4598730316:0059871.441802011.4598730416:0059871.441802011.4598730516:0059871.441802011.4598730616:0059871.441802011.4598730716:0058601.441802011.4586030816:0058601.441802011.4586030916:0059871.441802011.4598731016:0059871.441802011.4598731116:0059871.441802011.4598731216:00965
35、92.152803128.9965931316:002173.60.63808942173.631416:004752.11.071401564.54752.131516:004752.11.071401564.54752.131616:008188.62.152803128.98188.631716:008188.62.152803128.98188.631816:003597.40.22147.78943597.431916:0011763.33.594605140.411763.340116:008416.51.44341.22011.48416.540216:0059871.44180
36、2011.4598740316:0059871.441802011.4598740416:0059871.441802011.4598740516:0059871.441802011.4598740616:0059871.441802011.4598740716:0058601.441802011.4586040816:0058601.441802011.4586040916:0059871.441802011.4598741016:0059871.441802011.4598741116:0059871.441802011.4598741216:0096592.152803128.99659
37、41316:002173.60.63808942173.641416:004752.11.071401564.54752.141516:004752.11.071401564.54752.141616:009297.32.152803128.99297.341716:009297.32.152803128.99297.341816:003597.40.22808943597.441916:0011763.33.594605140.411763.350116:0096592.152803128.9965950216:002173.60.63808942173.650316:002173.60.63808942173.650416:008983.72.152803128.98983.750516:0018608.84.45606257.818608.850616:003597.40.22808943597.450716:0018003.92.25005587.418003.950816:0019462.72.686006704.819462.750916:0019462.72.686006704.819462.751016:0011763.33.59
