空调设计课程设计计算书

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课程设计计算书

设计名称 空调制冷设计 学 院 软件学院 楼宇智能化工程技术工程专 业

（安全方向 ）

班 级 101 姓 名 吴楠 学 号 101410008

指导教师 马永红 2012年10月1—2012年10设计时间

月18日

摘 要

本次设计的是锦州市岳麓办公大厦空调系统。针对该办公大厦的功能要求和特点，以及该地区气象条件和空调要求，参考有关文献资料对该楼的中央空调系统进行系统规划、设计计算和设备选型。对其进行了冷、热、湿负荷的计算，还对各室的所需的新风量进行了计算。考虑到建筑本身的特点，在楼层较高的一层和二层采用全空气系统，三楼和三楼以上采用了风机盘管加新风系统，该系统具有投资低，调节灵活，运行管理方便等优点。对于冷热源的选择，考虑建筑周边没有固定的热源供给、建筑的负荷相对较小，同时由于所在的城市在能源方面非常缺乏，电力部门又有实施分峰谷、分时电价政策。因此对该建筑的冷源选择采用制冷机组加部分冰蓄冷系统，热源采用小型的燃油锅炉，以满足建筑冷热负荷的需要。并把机房布置在地下一层的设备间。同时对该系统的风管、水管，制冷、供热系统等进行了设计计算。由于建筑结构的特点，将冷却塔放在建筑两层高的裙房上，来满足制冷系统的需求。

根据计算结果，对性能和经济进行比较和分析，对设备的选择、材料的选用，确保了设备在容量、减震、消声等方面满足人们的要求,并使系统达到了经济、节能的目的，按照国家相关政策做到了环境保护。

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目录

摘要

第一章 绪论———————————————————————4 第二章 设计概述—————————————————————5 2.1工程概况 2.2设计及气象参数 2.3围护结构参数

第三章 空调系统冷、热、湿负荷的计算———————————9 3.1冷、热、湿负荷的概念 3.2主要计算公式 3.3计算结果 3.4 逐时计算结果

第四章 空调房间送风量确定————————————————21 4.1 概念 4.2计算公式 4.3送风量的计算 4.4焓湿图

第五章 风管道的选择计算以及设备选择———————————25 5.1风机盘管布置原则 5.2气流组织的分布 5.3风管道布置原则 5.4风管道设计

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第六章 水管道的选择计算—————————————————27 6.1水系统的设计选择 6.2系统水管水力计算 6.3冷凝水的排除 6.4水系统的水质处理

第七章 制冷机房的设置——————————————————32 7.1循环水泵的选择 7.2冷水机组的选择

第八章 参考文献—————————————————————33

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第一章 绪论

随着21世纪的到来，人们对人类的生存和地球环境的问题空前的关注，现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过，人们已经逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命，工作效率，产品质量起着极为重要的作用。以满足人类自身生活，工作对环境的要求，和满足生产，科学实验对环境的要求。人们对现代建筑的要求，不只有挡风遮雨的功能，而且还应该是一个温湿度适宜的，空气清新，光照柔和，宁静舒适的环境。生产与科学实验对环境提出了更为苛刻的条件。

在建筑微环境内，室内空气调节已经成为控制建筑温湿环境和室内空气品质的重要技术和主要手段。

空气调节能实现对某一房间或空间温湿度，洁净度和空气流动速度等进行调节和控制，并提供足够的空气。未来空调技术的发展方向，“节约能源，保护环境和获取趋近于自然条件的舒适健康”必是空调的发展目标。

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第二章 设计概述 2.1工程概况：

1. 建筑物名称 长春远景健身中心通风制冷设计 2. 地理位置 吉林省-长 春 3. 建筑物楼层数 5 4. 建筑物楼层高度 m 4.5

5. 建筑物总冷负荷 W 86083.61*5=430418 6. 建筑物冷负荷指标 W/m2 91.97 7. 总建筑面积 m^2 89250

设计特点 空调系统的选择

空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，他可组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。

根据负担室内热湿负荷所用的介质不同分为全空气系统、全水系统、空气-水系统，冷剂系统。按热量移动（传递）的原理来分可分为对流式空调和辐射式空调，按被处理空气的来源来分又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，二是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式也可通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。

中央空调和局部空调相比，具有以下优点：

1．空气调节效果好，可以严格的控制室内温度和室内的相对湿度，并能满足室内空气清洁度的不同要求；

2．可向室内送新风，保证室内空气新鲜度；并且可以进行理想的气流分布设计；

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3．机组相对故障少，运行管理方便，运行费用低； 4．空调与制冷设备集中安设在机房，便于管理与维修； 5．设备使用寿命长；

6．可以有效的采取消声和隔振措施，故噪声小；

7．宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。 通过对该楼采用集中供冷的中央空调和采用房间窗式空调器的局部空调在能耗、造价方面的比较证明，中央空调的耗电明显降低，大约节电30％左右。从造价比较看，窗式空调造价稍低于集中供冷的中央空调。综合耗电、造价两因素，优先考虑采用冷水机组集中供冷的中央空调。

但是对于该建筑的使用房间面积大，并且大部分房间所要求的处理效果差不多。针对楼层低的房间风管不易布置所采用的中央空调方式，又以采用半集中式空调较多，而其中首选的为风机盘管加新风空调系统，风机盘管的空调方式是空气—水系统中的一种主要形式,主要是由风机与冷热交换盘管组成，他的功能主要是在空气进入被调房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统的优点是：

1．与全空气系统比较，可节省空间。

2．布置灵活，具有个别控制的优越性，各房间单独调节温度，房间不入住人时，可关调机组，不影响其他房间的使用。

3．节省运行费用,运行费用与单风道系统相比约低20～30%,比诱导器系统低10～20%,而综合投资费用大体相同,甚至略低。

4．机组定型化，规格化，易于选择安装。 5．有较好的供热能力。 风机盘管机组的缺点是：

1. 作为空气-水系统，潜在漏水的可能性； 2. 机组可能产生凝雾；

3. 冷凝水盘可能滋生影响人体健康的微生物； 4. 需要单独设立新风系统解决室内新风问题； 5. 风机盘管机组过滤效率差，影响到室内空气品质。

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因此综上考虑及分析，本次设计针对本设计的健身房间,更衣室使用风机盘管加新风空调系统的空气处理方式。使其调节灵活，运行管理方便等优点，还能很好的控制室内的空气参数。

冷、热、湿负荷的概念

为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：

1． 外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷； 2． 内围护结构冷负荷；

3． 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷； 4． 设备散热引成的冷负荷； 5． 人体散热引起的冷负荷； 6． 照明散热引起的冷负荷；

在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。 主要热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。在热负荷的计算方法上，也采用热负荷系数法计算空调热负荷。

主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。

2.2设计及气象参数

1. 夏季室外计算干球温度 ℃ 30.40 2. 夏季室外计算湿球温度 ℃ 24.20 3. 夏季大气压力 Pa 97680 4. 夏季室外平均风速 m/s 3.50 5. 健身房间设计温度为℃ 24 6. 更衣室设计温度℃ 26 7. 房间设计相对设计湿度% 60 8. 气流平均速度≤0.3m/s。

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2.3围护结构参数

1.外墙：多孔砖370(聚苯板)，结构如图2-1所示，外墙传热系数K=0.545 W/(m2 ℃)

专用饰面砂浆与涂料玻璃纤维网格布膨胀聚苯板烧结多孔砖石灰,水泥,砂,砂浆

图2-1 2.屋顶：钢筋砼板(聚苯板)，结构如图2-2所示，屋顶传热系数K= 0.495W/(m2 ℃)

防水层C15砼水泥加气混凝土膨胀聚苯板锅炉渣钢筋混凝土石灰,水泥,砂,砂浆

图2-2

3.内墙：混凝土多孔砖，结构如图2-3所示，内墙传热系数K= 1.886W/(m2 ℃)

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石灰,水泥,砂,砂浆普通混凝土多孔砖墙石灰,水泥,砂,砂浆

图2-3

4.窗户为PA断桥铝合金辐射率≤0.25Low-E中空玻璃(空气9mm)，传热系数K=2.6 W/(m2 ℃)

5.内门为木(塑料)框双层玻璃门，传热系数K=2.5 W/(m2 ℃

第三章 空调系统冷、热、湿负荷的计算

3.1 冷、热、湿负荷的概念

为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：

1.外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷； 2内围护结构冷负荷； 3人体散热引起的冷负荷； 4照明散热引起的冷负荷；

在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。 主要热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗

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缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。在热负荷的计算方法上，也采用热负荷系数法计算空调热负荷。

主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。

3.2 主要计算公式 3.2.1 冷负荷

1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷[3]

QcτAKtcτtdkαkρtR (3-1)

式中 Qcτ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

A——外墙和屋面的面积，m2；

K——外墙和屋面的传热系数，W/(m2 ℃)，由《暖通空调》附录2-2和

附录2-3查取；

tR——室内计算温度，℃；

tcτ——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，由《暖通空调》附录

2-4和附录2-5查取；

td——地点修正值，由《暖通空调》附录2-6查取；

kα——吸收系数修正值，取k=1.0；

kρ——外表面换热系数修正值，取k=0.94； 2.内围护结构冷负荷[3]

QcτKiAito.mtatR (3-2)

式中 Ki——内围护结构（如内墙、楼板等）传热系数，W/(m2 ℃)；

Ai——内围护结构的面积，m；

to.m——夏季空调室外计算日平均温度，℃； ta——附加温升，可按《暖通空调》表2-10查取。

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3.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷[3]

（3-3） QcτcwKwAwtcτtdtR

式中 Qcτ——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；

Kw——外玻璃窗传热系数，W/(m ℃)，由《暖通空调》附录2-7和附录

2-8查得；

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Aw——窗口面积，m；

2

tcτ——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃，由《暖通空调》附录2-10

查得；

cw——玻璃窗传热系数的修正值；由《暖通空调》附录2-9查得； td——地点修正值，由《暖通空调》附录2-11查得； 4.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷[3]

Qc(τ)CaAwCsCiDjmaxCLQ (3-4)

式中 Ca——有效面积系数，由《暖通空调》附录2-15查得；

Aw——窗口面积，m；

Cs——窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得； Ci——窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-14查得；

Djmax——日射得热因数，由《暖通空调》附录2-12查得；

2

CLQ——窗玻璃冷负荷系数，无因次，由《暖通空调》附录2-16至附录

2-19查得；

5.设备散热引起的冷负荷[3]

（3-5） Qc(τ)QsCLQ

式中 Qcτ——设备和用具显热形成的冷负荷，W；

Qs——设备和用具的实际显热散热量，W；

CLQ——设备和用具显热散热冷负荷系数，可由《暖通空调》附录2-20

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至附录2-21查得。如果空调不连续，则CLQ=1.0。

6.人体散热形成的冷负荷[3] (1)人体显热散热形成的冷负荷

Qc(τ)qsnCLQ (3-6)

式中 qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由《暖通空调》表

2-13查得；

n——室内全部人数；

——群集系数，由《暖通空调》表2-12查得；

CLQ——人体显热散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-23查得； (2)人体潜热散热形成的冷负荷

Qcqln (3-7)

式中 Qc——人体显热散热形成的冷负荷，W；

ql——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，由《暖通空调》表2-12查得；

7.照明散热形成的冷负荷[3]

白炽灯 Qc(τ)1000NCLQ (3-8) 日光灯 Qc(τ)1000n1n2NCLQ (3-9) 式中 N——照明灯具所需功率，W；

n1——镇流器消耗功率系数，明装时，n1=1.2，暗装时，n1=1.0； n2——灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，n2=0.5～0.6；无通风孔时，

n2=0.6～0.8；

CLQ——照明散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-22查得。

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3.2.2 湿负荷

人体散失量： mw0.278ng106 (3-10) 式中 mw——人体散湿量，kg/s；

g——成年男子的小时散湿量，g/h；

[3]

n——室内全部人数；

——群集系数，由《暖通空调》表2-12查得。

3.3 计算结果

------标准层最大冷负荷出现在13点 ------ 冷负荷为93669.08W ------ 房间号 设计室内温度 ℃ 最大负荷出现时刻 最大冷负荷 W 1001 24.0 14 17597.04 1002 24.0 13 2456.77 1003 24.0 13 1926.10 1004 24.0 13 2364.90 1005 24.0 13 1470.43 1006 24.0 13 12805.86 1007 26 13 4822.76 1008 26 13 4344.23 1009 24.0 14 4261.38 1010 24.0 14 15718.09 1011 24.0 14 15734.63 1012 24.0 14 6141.82 1013 24.0 14 4367.58

3．4 逐时计算结果

========标准层======== 1001房间

时刻 冷负荷 湿负荷

0 3168.79 0.97 1 2775.06 0.97 2 2488.11 0.97 3 2303.52 0.97 4 2133.54 0.97 5 1958.55 0.97 6 2353.94 0.97 7 2415.61 0.97 8 14464.19 0.97 9 15054.29 0.97 10 16017.42 0.97 11 16751.76 0.97

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12 17265.54 0.97 13 17580.35 0.97 14 17597.04 0.97 15 17295.54 0.97 16 16980.86 0.97 17 16780.69 0.97 18 16514.04 0.97 19 15628.72 0.97 20 15620.90 0.97 21 15633.20 0.97 22 15652.64 0.97 23 13198.39 0.97

1002房间 时刻 0 710.27 0.24 1 665.19 0.24 2 632.53 0.24 3 611.60 0.24 4 591.82 0.24 5 573.09 0.24 6 625.63 0.24 7 642.34 0.24 8 1974.81 0.24 9 2067.29 0.24 10 2215.73 0.24 11 2332.73 0.24 12 2411.04 0.24 13 2456.77 0.24 14 2425.48 0.24 15 2334.69 0.24 16 2266.05 0.24 17 2222.41 0.24 18 2184.92 0.24 19 2087.15 0.24 20 2083.32 0.24 21 2084.11 0.24 22 2086.79 0.24 23 1794.17 0.24

1003房间 时刻 0 797.56 0.19 1 760.76 0.19

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冷负荷 湿负荷

冷负荷 湿负荷

2 733.89 0.19 3 714.83 0.19 4 697.62 0.19 5 677.94 0.19 6 732.05 0.19 7 751.06 0.19 8 1485.51 0.19 9 1574.02 0.19 10 1706.93 0.19 11 1815.78 0.19 12 1886.03 0.19 13 1926.10 0.19 14 1888.98 0.19 15 1796.04 0.19 16 1726.78 0.19 17 1683.38 0.19 18 1646.31 0.19 19 1550.62 0.19 20 1550.45 0.19 21 1551.79 0.19 22 1555.52 0.19 23 1320.48 0.19

1004房间 时刻 0 648.41 0.19 1 604.64 0.19 2 570.81 0.19 3 547.40 0.19 4 527.70 0.19 5 507.44 0.19 6 588.49 0.19 7 620.96 0.19 8 1733.56 0.19 9 1879.96 0.19 10 2061.71 0.19 11 2209.74 0.19 12 2306.18 0.19 13 2364.90 0.19 14 2312.58 0.19 15 2181.64 0.19 16 2079.84 0.19 17 2014.80 0.19 18 1959.04 0.19

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冷负荷 湿负荷

19 1818.29 0.19 20 1810.72 0.19 21 1805.82 0.19 22 1802.68 0.19 23 1563.66 0.19

1005房间

时刻 冷负荷 湿负荷

0 466.60 0.12 1 439.16 0.12 2 417.93 0.12 3 403.15 0.12 4 391.04 0.12 5 378.24 0.12 6 416.71 0.12 7 431.30 0.12 8 1124.15 0.12 9 1209.45 0.12 10 1306.91 0.12 11 1385.86 0.12 12 1437.99 0.12 13 1470.43 0.12 14 1446.93 0.12 15 1383.52 0.12 16 1334.26 0.12 17 1303.79 0.12 18 1276.93 0.12 19 1207.99 0.12 20 1205.22 0.12 21 1204.20 0.12 22 1203.66 0.12 23 1055.76 0.12

1006房间 时刻 0 2361.82 0.73 1 2065.03 0.73 2 1845.88 0.73 3 1705.56 0.73 4 1576.26 0.73 5 1444.69 0.73 6 1592.79 0.73 7 1620.32 0.73 8 10610.47 0.73

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冷负荷 湿负荷

9 11002.41 0.73 10 11671.42 0.73 11 12202.46 0.73 12 12577.26 0.73 13 12805.86 0.73 14 12755.97 0.73 15 12483.16 0.73 16 12282.31 0.73 17 12174.25 0.73 18 12062.10 0.73 19 11738.35 0.73 20 11746.67 0.73 21 11762.55 0.73 22 11781.96 0.73 23 9945.48 0.73

1007房间 时刻 0 1045.65 0.73 1 887.68 0.73 2 763.24 0.73 3 680.02 0.73 4 600.89 0.73 5 529.44 0.73 6 709.12 0.73 7 771.25 0.73 8 3017.95 0.73 9 3442.29 0.73 10 3959.92 0.73 11 4374.19 0.73 12 4651.25 0.73 13 4822.76 0.73 14 4719.23 0.73 15 4414.84 0.73 16 4179.39 0.73 17 4033.26 0.73 18 3908.56 0.73 19 3568.81 0.73 20 3564.58 0.73 21 3564.45 0.73 22 3571.31 0.73 23 2777.42 0.73

1008房间 17

冷负荷 湿负荷

时刻 冷负荷 湿负荷

0 889.15 0.73 1 747.07 0.73 2 638.53 0.73 3 564.49 0.73 4 502.36 0.73 5 436.86 0.73 6 580.81 0.73 7 629.86 0.73 8 2836.98 0.73 9 3197.18 0.73 10 3624.29 0.73 11 3968.05 0.73 12 4199.56 0.73 13 4344.23 0.73 14 4264.56 0.73 15 4020.84 0.73 16 3833.14 0.73 17 3721.22 0.73 18 3618.76 0.73 19 3348.59 0.73 20 3342.51 0.73 21 3344.03 0.73 22 3346.82 0.73 23 2552.37 0.73

1009房间 时刻 0 1359.19 0.49 1 1246.61 0.49 2 1161.92 0.49 3 1104.07 0.49 4 1056.24 0.49 5 1004.08 0.49 6 1261.39 0.49 7 1279.89 0.49 8 3194.40 0.49 9 3496.24 0.49 10 3806.10 0.49 11 4025.07 0.49 12 4176.08 0.49 13 4252.79 0.49 14 4261.38 0.49 15 4168.36 0.49

18

冷负荷 湿负荷

16 4021.22 0.49 17 3915.21 0.49 18 3864.32 0.49 19 3447.79 0.49 20 3435.41 0.49 21 3432.80 0.49 22 3430.34 0.49 23 2836.80 0.49

1010房间 时刻 0 2849.20 0.97 1 2450.46 0.97 2 2158.29 0.97 3 1977.88 0.97 4 1800.92 0.97 5 1629.15 0.97 6 1801.38 0.97 7 1736.34 0.97 8 13602.87 0.97 9 13909.89 0.97 10 14554.44 0.97 11 15021.66 0.97 12 15380.07 0.97 13 15582.22 0.97 14 15718.09 0.97 15 15711.59 0.97 16 15647.99 0.97 17 15622.26 0.97 18 15615.59 0.97 19 15238.55 0.97 20 15268.95 0.97 21 15305.84 0.97 22 15346.16 0.97 23 12905.33 0.97

1011房间 时刻 0 2865.73 0.97 1 2467.00 0.97 2 2174.83 0.97 3 1994.42 0.97 4 1817.46 0.97 5 1645.69 0.97

19

冷负荷 湿负荷

冷负荷 湿负荷

6 1817.92 0.97 7 1752.87 0.97 8 13619.41 0.97 9 13926.43 0.97 10 14570.97 0.97 11 15038.20 0.97 12 15396.60 0.97 13 15598.75 0.97 14 15734.63 0.97 15 15728.12 0.97 16 15664.53 0.97 17 15638.80 0.97 18 15632.13 0.97 19 15255.09 0.97 20 15285.49 0.97 21 15322.38 0.97 22 15362.70 0.97 23 12921.87 0.97

1012房间 时刻 0 1253.82 0.34 1 1109.31 0.34 2 1002.82 0.34 3 934.85 0.34 4 873.32 0.34 5 810.24 0.34 6 963.04 0.34 7 957.04 0.34 8 5176.71 0.34 9 5376.65 0.34 10 5664.31 0.34 11 5871.11 0.34 12 6023.15 0.34 13 6105.61 0.34 14 6141.82 0.34 15 6099.50 0.34 16 6020.25 0.34 17 5968.05 0.34 18 5942.89 0.34 19 5672.89 0.34 20 5672.44 0.34 21 5678.13 0.34 22 5684.05 0.34

20

冷负荷 湿负荷

23 4824.72 0.34

1013房间

时刻 冷负荷 湿负荷

0 1214.63 0.19 1 1126.59 0.19 2 1061.53 0.19 3 1018.72 0.19 4 978.36 0.19 5 939.01 0.19 6 1117.98 0.19 7 1124.65 0.19 8 3595.83 0.19 9 3791.57 0.19 10 4026.82 0.19 11 4190.30 0.19 12 4303.44 0.19 13 4358.31 0.19 14 4367.58 0.19 15 4301.77 0.19 16 4199.53 0.19 17 4124.43 0.19 18 4091.31 0.19 19 3795.38 0.19 20 3790.48 0.19 21 3793.78 0.19 22 3799.54 0.19

23 3310.84 0.19

第四章 空调房间送风量确定 4.1 概念

室外新鲜空气是保障良好的室内空气品质的关键，因此，空调系统中引入室外新鲜空气（简称新风）是必要的。由于夏季室外空气焓值和气温比室内空气焓值和气温要高，空调系统下界为处理新风势必要消耗冷量。但是空调处理新风所消耗的能量是比较大的，所以，空调系统中新风量的大小要满足空气品质的前提下，应尽量选用较小必要的新风量，否则，新风量过多，将会增加空调制冷系统与设备的容量。

4.2计算公式

夏季，空调新风冷负荷按下式计算：[3]

21

Qc.oMohohR (4-1)

式中 Qc.o——夏季新风冷负荷，kW；

Mo——新风量，kg/s；

ho——室外空气的焓值，kJ/kg；

hR——室内空气的焓值，kJ/kg；

4.3送风量的计算

1.热湿比： Qc [3] (4-2)

Mw式中 Qc——房间全冷负荷，kW； Mw——房间湿负荷，kg/s；

2.送风量 MsQc式中 Ms——送风量，kg/s；

hRhS [3] (4-3)

Qc——室内全冷负荷，kW；

hR、hS——分别为室内空气和送风的比焓，kJ/kg；

3.确定各个状态点

更衣室：tR=26℃、R=60%、hR=58.46kJ/kg、dR=12.64g/kg； 健身房间：tR=24℃、R=60%、hR=52.72kJ/kg、dR=11.19g/kg； 室外：to=30.4℃、o=78%、ho=85.71kJ/kg、do= 21.52g/kg；

4.新风量的计算

1.最小新风量确定原则：

(1)稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求； (2)补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量；

22

(3)保证房间的正压。在全空气系统中，通常取上述要求计算出新风量中的最大值作为系统的最小新风量。

如果计算所得的新风量不足系统送风量的10%，则取系统送风量的10%，送风量特大的系统不在此列。

本设计的最低新风分量为30m^3/（h·人） 2.保持正压新风量，可按下式计算：

[3]

ViAc(p)n (4-4)

式中 Vi——从房间缝隙渗出的风量，也就是正压风量，m3/s；

Ac——缝隙（门、窗等）面积，m2；

p——房间内正压，缝隙两侧的压差，一般取5～10Pa； ——流量系数，0.39～0.64；

n——流动指数，0.5～1，一般取0.65；

4．4 焓湿图

空气-水风机盘管系统

新风处理到室内的焓值，而风机盘管承担室内人员、建筑围护结构冷负荷。新风与风机盘管的空气处理过程及送风（风机盘管送风和新风）在室内的状态变化过程在hd图上的表示见图4-1。室外的新风O被冷却处理到机器露点D；此点的温度根据设计的室内状态点的焓值盘管加独立新风系统空气处理过程线与相对湿度90%～95%线交点确定。

图4-1 空气-水风机盘管系统处理过程

23

风机盘管系统

以建筑标准层的1001房间为例，房间的冷负荷为Qcτ=17597.04W，湿负荷：

mw0.278ng106=0.97×103kg/s；

(1) 热湿比：QcMw=18141.3kJ/kg；

(2) 根据室温允许波动范围，确定送风温差：得送风温度tm=16℃。t08℃，在大气压力B=97680Pa的hd图上（如图6-2所示），通过R点做

=18141.3kJ/kg的直线与t0=16℃相交，其交点即送风状态M：hm42.92

kJ/kg，dm10.52g/kg，m=91.8%。

(3) 总送风量：MQc=1800gs=5400 m3/h。

shRhM(4) 新风量按每人30mh计算，则新风量:Mo=30×40=1200 m3/h。 新风机组冷负荷：（85.71-52.72）=13.2KW/h。 Qc.oMohohR=0.4×(5) 风机盘管风量：MF=Ms-Mo=4200 m3/h。 (6) 风机盘管机组出口的焓值：

MhMOhO1.842.920.452.72 hFSM40.12kJ/kgMF1.43故风机盘管的冷负荷：Qc.FMFhRhF=1.4×（52.71-40.12）=17.6KW/h 新风机组冷负荷(KW) 风机盘管冷负荷(KW) 新风风量(m3/h) 24

风机盘管加新风空调系统的各值计算结果一览表 1001 1002 1003 1004 1005 1006 13.2 3.3 3.3 3.2 1.7 9.9 1007 8.2 17.6 1200 2.5 300 2.5 240 3.4 240 1.5 150 13.7 900 4.8 900 风机盘管风量(m3/h) 总送风量(m3/h) 最小新风比 新风冷负荷(KW) 风机盘管冷负荷(KW) 新风风量(m3/h) 风机盘管风量(m3/h) 总送风量(m3/h) 最小新风比 3200 5400 22% 1008 8.2 4.8 900 213.9 1113.9 80% 399 699 43% 1009 6.6 4.3 600 534 1134 53% 301.2 541.2 44% 1010 13.2 20.6 1200 3732.6 4932.6 24% 453.6 693.6 35% 1011 13.2 16.1 1200 3780 4980 24% 271.2 3060.6 213.9 1113.9 80% 1013 421.2 3960.6 36% 23% 1012 13.9 20.2 420 1580.7 2000.7 21% 2.6 4.4 240 1260 1500 16%

第五章 风管道的选择计算以及设备选择 5.1风机盘管布置原则

1．满足室内设计温湿度及其精度、工作区允许的气流速度、噪声标准及防尘要求；

2．气流分布均匀，避免产生短路及死角； 3．与建筑装饰有较好的配合；

5.2气流组织分布

1.全空气系统的气流组织：空调房间的送风形式采用上送上回，送风口采用方型四面吹散流器，均匀布置在空调房间的吊顶上。回风口采用单层百叶回风口（自带调节阀），布置在每个空调房间吊顶的边缘。

2．风机盘管加新风系统的气流组织：为保持室内空气均匀，送风口和回风

25

口均匀的布置在吊顶上，风机盘管的送风口采用双层百叶送风口（自带调节阀），回风口采用单层百叶回风口（自带调节阀）。

3．由于厕所须保持负压，因而在男女厕所各设置一个圆形排气扇，直接将空气排到竖井风道里，并且再不设置风机盘管和送风口。其风量主要是由走廊风经过门下面的百叶风口因正压压入到厕所。

计算新风管道在房间内的气流分布举例：

1001房间：

风机盘管的布置是双侧送风，切其风速由风机盘管可通过其自身调节装置进行风俗的调节，故不进行计算。

需要的新风量为1200 m3/h，布置方式也是双侧送风。故按照《空调工程》中P399的计算方式，算出要采用的风口形状尺寸以及实际风口的出风速度。

步骤：

（1）设出风口沿房间长度为12.3m，双侧送风6.1m。且出风口距离墙面0.5m，则要求贴附射流长度x=(6.1-0.5)=5.6m

（2）取tx=1°C，则tx/to=1/8=0.125 查《空调工程》P398-图8-73得相对射程最小值

x=24 d0（3）由（1），（2）计算结果得d0.max=5.6/24=0.23m.

d0=1.128FO1.1283.140.1150.1150.23m

故选用风口为300mm×200mm的百叶风口。

（4）有两个风口切为相对称的，风口的实际出风速度：

oqv0.335.2m/s Fon0.80.042同理可推出其它房间的新风管道的风口尺寸以及实际出风速度。具体见图纸。

5.3风管道布置原则

1.合理利用空间，并同建筑结构配合，尽量考虑到美观； 2.不能影响工艺及操作；

26

3.管路应尽量短，且转弯少，便于施工与制作； 4.考虑到运行调节的灵活性。

5.4风管道设计

风管材料的选用：采用镀锌钢板制作，其优点是不燃烧、易加工、耐久，也较经济。空调风管保温材料采用带铝箔的离心超细玻璃棉板，厚度为40mm（用塑料钉固定在风管上），外缠玻璃布保护层。

矩形风管具有易布置，弯头及三通等部件的尺寸较圆形风管的部件小，且容易加工的优点。所以在本设计中的所有风管都为矩形方管。

第六章 水管道的选择计算 6.1水系统的设计选择

1.空调工程中水管系统的功能是为各种空气处理设备和空调终端设备输送冷。对水管系统的要求是：

1)具有足够的输送能力，能满足空调系统对冷﹑热负荷的要求； 2)具有良好的水力工况稳定性；

3)调节灵活，能适应多种负荷工况的调节要求； 4)投资省﹑运行经济，便于维修管理。 2.水系统的设计类型及特点

空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统两个部分，它们可以设计成不同的类型。根据本设计的建筑特点和空调系统的布置，对于冷却水系统采用机械通风冷却循环系统，利用机械通风冷却塔，将来自冷凝器的冷却回水由上部被喷淋在冷却塔内的填充层上，以增大水与空气的接触面积，被冷却后的水从填充层至下部水池内，通过水泵再送回冷水机组的冷凝器中循环使用。这种冷却塔的冷却效率较高，结构紧凑，适合范围广，并有定型产品可供选用。

对于冷冻水系统采用闭式的、变水量系统，用户端由于系统为风机盘管加新风系统，因此设立集分水器，空调机组与风机盘管、新风机组单独从集分水器接出水管。为达到末端设备的水量分配及调节方便，便于水力平衡，在建筑左侧较大风机盘管系统中，采用同程式两管制系统，右侧较小的风机盘管系统中采用异程式两管制系统。

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6.2系统水管水力计算

水力计算的主要目的是根据要求的流量分配，确定管段的管径和阻力，进而确定动力设备(水泵等)的型号和动力消耗，或根据已定的动力设备，确定保证流量分配的管道尺寸。

本次设计中是根据要求的流量分配，来确定管径和阻力。阻力管段中流体流动的阻力分为沿程阻力和局部阻力。

供、回水管的管径按比摩阻120～400Pa/m来选取。供回水冷水温度为7/12℃。

冷冻水系统的水力计算步骤： 1．计算流量，有以下公式计算： QGct （6-1） Q-房间冷负荷，kw； G-冷冻水流量，L/s,kg/s； t-冷冻水供回水温差，t=5°C；

冷冻水管路比摩阻宜控制在120—400Pa/m,本设计预计取200P/m。当量绝对粗糙度：闭式系统K=0.2mm，开始系统K=0.5mm。再根据式（6-1）中所求出的水量，查水管摩擦阻力计算表，进行管径的选择。

2.计算管路的沿程阻力和局部阻力，并平衡各并联环路，其压力损失差额不应大于15%。

本设计空调水系统用PP-R塑铝稳态管，查询《使用供热空调手册》P1983的表26.4-7，而每段的局部阻力损失取沿程的60%。

28

支管： 编号 冷负荷流KW 4.4 2.5 2.5 3.4 1.5 4.6 4.8 4.8 4.3 5.2 5.2 4.0 4.0 5.1 量流速管径DN比摩阻管长 （mm） Pa/m 32 25 25 32 20 32 32 32 32 40 40 32 32 32 45.6 55.2 55.2 28 62.7 49 53.6 53.6 45.6 21 21 41.3 41.3 57.1 m 2.3 3.2 3.6 3.8 3.7 3.8 3.8 3.8 2.4 5.8 2.5 5.8 2.5 5.8 管道阻力Pa 168 282.6 318 170.2 371.2 297.9 325.9 325.9 175.1 194.9 84 383.3 165.2 529.9 L/s(m^3/h) m/s 0.21(0.76) 0.26 0.12(0.43) 0.24 0.12(0.43) 0.24 0.16(0.58) 0.2 0.07(0.25) 0.22 0.22(0.79) 0.27 0.23(0.83) 0.29 0.23(0.83) 0.29 0.21(0.76) 0.26 0.25(0.9) 0.25(0.9) 0.2 0.2 a b c d e f g h i j J’ k k’ l 0.20(0.72) 0.25 0.20(0.72) 0.25 0.24(0.86) 0.3 29

l’ m n 5.1 2.2 100.5 主干管：

0.24(0.86) 0.3 0.1(0.36) 0.2 32 25 110 57.1 40 31.1 2.5 6.4 3.9 228.4 409.6 194.1 4.81(17.3) 0.51 编号 冷负荷流KW 218.2 112.5 107.7 97.3 92.5 82.1 82.1 69.5 64.9 52.3 50.8 40.6 27 27 20.1 13.2 8.8 4.4 量流速管径DN比摩阻管长 （mm） Pa/m 160 110 110 110 110 110 110 90 90 90 90 75 63 63 63 50 40 20 20.3 38.6 35.6 29.4 26.5 21.5 21.5 42.2 37 24.5 23 38 42.8 42.8 25.8 37.6 52.1 418.4 m 12.8 9.1 3 4.8 2.9 4.3 2.9 6.7 2.5 3.3 2.4 3.2 5.9 3.8 12.2 6.3 17.5 6.3 管道阻力Pa 259.8 351.3 106.8 141.1 76.9 92.5 62.4 282.7 92.5 80.9 55.2 121.6 252.5 162.6 314.8 236.88 911.8 2636 6239 L/s(m^3/h) m/s 10.41(37.5) 0.52 5.39(19.4) 0.57 5.16(18.6) 0.54 4.66(16.8) 0.49 4.43(15.9) 0.47 3.93(14.2) 0.42 3.93(14.2) 0.42 3.31(11.9) 0.52 3.09(11.1) 0.49 2.47(8.9) 2.4(8.6) 1.92(6.9) 1.28(4.6) 1.28(4.6) 0.96(3.5) 0.63(2.3) 0.42(1.5) 0.21(0.7) 0.39 0.38 0.43 0.41 0.41 0.3 0.33 0.33 0.62 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 

6.3冷凝水的排出

组合式空调机组、风机盘管、新风机组在运行过程中产生的冷凝水由冷凝水

30

管排出。风机盘管的凝结水都是自流排出的,凝水盘很浅,排水余压很小,因而要做好排水管的坡度,以防排水不畅凝水溢出,湿损吊顶装修。本设计中冷凝管沿水流方向保持0.5％的坡度，且保证没有积水部位，就近排入卫生间立管，空调机组的冷凝水直接排入机房的地漏，排水须作存水弯后排入地漏，水封高度：130mm水柱（大于室内的风压）。冷凝水管采用采用镀锌钢管，螺纹连接，在实际应用过程中，若冷凝水盘处于机组的负压段，凝水盘出口处应设置出口与大气相通的水封，其高度比凝水盘处的负压大50％左右。连接到设备冷凝水管的尺寸由设备决定。

一般情况下，每1kW的冷负荷每小时约产生0.4kg左右的冷凝水，在潜热负荷较高的情况下，每1kW冷负荷约产生0.8kg的冷凝水。通常，可以根据机组的冷负荷QkW，按下列数据近似选定冷凝水的公称直径：

Q≤7kW时，DN＝20mm；

Q＝7.1～17.6kW时，DN＝25 mm； Q＝17.7～100kW时，DN＝32 mm； Q＝101～176kW时，DN＝40 mm。

每一层的冷凝水统一汇集到一起，从该层的女更衣室的底楼中排放。而每一个风机盘管所在标高都是其层的4m位置，而管道的坡度为0.5%。这样可以保证冷凝水不至于反溢出风机盘管的冷凝水集水盘。

6.4水系统的水质处理

水系统管道的结垢、腐蚀可导致水管局部腐蚀，该腐蚀速度是正常腐蚀速度的4－5倍，会使管路穿孔而损坏。同时污垢在管道内的沉积降低了水管的流通截面，增大了水阻力，因此对空调循环水进行水质处理十分必要。常用的水处理方法有：化学处理法、静电处理法、磁化水处理、离子水处理、电子水处理等。通常优先选择化学处理法和电子水处理。考虑到本系统的总水量较小和水源水质的问题，水系统中就增加了Y型过滤器。

6.5设备的选择计算 6.5.1风机盘管的选择：

根据送风量和冷负荷选择风机盘管的型号。

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1001房间选用4台HFCF2排管05型高速风机盘管。 1002房间选用1台HFCF2排管03型高速风机盘管。 1003房间选用1台HFCF2排管03型高速风机盘管。 1004房间选用1台HFCF2排管04型高速风机盘管。 1005房间选用1台HFCF2排管03型高速风机盘管。 1006房间选用3台HFCF2排管06型高速风机盘管. 1007房间选用1台HFCF2排管05型高速风机盘管. 1008房间选用1台HFCF2排管05型高速风机盘管. 1009房间选用1台HFCF2排管05型高速风机盘管 1010房间选用4台HFCF2排管06型高速风机盘管. 1011房间选用4台HFCF2排管06型高速风机盘管 1012房间选用4台HFCF2排管06型高速风机盘管 1013房间选用2台HFCF2排管04型高速风机盘管

6.5.2新风机组的选择：

选用新风水平吊顶式空气处理机组LWHA100型。其送风量为9500m^3/h,128.8kw

第七章 制冷机房的设置 7.1循环水泵的选择 7.1.1循环水泵：

最不利管路的沿程阻力和局部阻力之和为10000pa。 水泵压力（扬程）h（m）的确定：

P1.2(PmPj)

hP gP——水泵压力，Pa；

(PmPj)——系统沿程阻力和局部阻力损失的总和，Pa；

——水的密度，kg/m3； g——重力加速度；

经计算得出为1.2m水柱。

水泵流量的确定：将各个设备加到一起，得出总流量为37.5m3/h 选择水泵为IS100-80-125型号的水泵。

7.1.2补给水泵：

补给水泵是要负责最不利点的高度，因为层高为4.5m，共5层，所以最不利点的高度为22.5m。

故：选择定压补水水泵为40DL，一共两台，一备一用。

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技术参数：流量：4.9t/h，扬程：24.8m 效率：37%，电机功率：1.5KW

7.2冷水机组的选择

根据主干管冷负荷来选择冷水机组，选用两台涡旋式风冷冷水机组YLAA515型号并联，其出水温度为7°C。进入冷凝器盘管的空气温度为30°，制冷量551KW，压缩机输入功率142KW。

第八章 参考文献

1.《空调工程》，机械工业出版，主编黄翔。

2.《实用供热空调设计书册》第二版，中国建筑工业出版社，主编路耀庆。

3.《中华人民共和国国家标准.采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003。北京，中国计划出版社，2003。

4.《简明空调设计手册》，中国建筑工业出本社，主编赵荣义，1998。

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