北京市酒店空调工程设计毕业设计样本.docx
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北京市酒店空调工程设计毕业设计样本
毕业设计
北京市某酒店空调工程设计
theAir-conditioningEngineeringDesign
ofahotelinBeijing.
分院
专业建筑环境与设备工程
学号
学生姓名
指引教师
完毕日期6月日
第1章绪论
1.1本设计基本内容
1.1.1设计题目
北京市某酒店空调工程设计。
1.1.2工程概况
本工程为建筑面积20973m2一类高层建筑。
地下一层为设备层、职工食堂和宿舍；地上一至三层为洗浴、餐厅和休闲区域；四至七层为客房。
1.1.3重要设计内容
二层、三层、四～六层空调、屋顶设备和制冷机房设计。
设计计算某些：
房间冷（热）负荷及送风量计算；空调系统方式拟定及风系统、水系统阻力计算；空气解决机组选型计算；冷冻机房设计与计算（拟定冷水机组型号时需考虑其她楼层冷负荷估算量）。
图纸某些：
平面图（涉及：
机房平面图、二层平面、三层平面、原则层平面）；系统图（涉及：
冷却水系统图、冷冻水系统图、风道系统图）；必要详图。
1.2设计目
初步理解建筑空调系统设计全过程，熟悉空调设计环节与当代工程设计办法。
建筑空调系统是由空调通风设备、管道、各种附件等构成复杂系统，需要空调系统与建筑其她系统进行协调。
进一步进行与专业关于基本工程训练，例如：
提高运用CAD进行制图能力。
获得某些工程概念。
综合和深化技术基本课、专业课知识，培养分析问题和解决问题能力。
空调课程设计涉及从负荷计算、系统形式拟定到空调水系统、风系统、气流组织设计、末端装置设计和制冷机房设计。
需要各门知识综合。
1.3重要技术指标汇总
1、本空调工程建筑总面积20973m2
2、本空调工程空调面积15975m2
3、夏季设计冷负荷2152kW、空调房间中最大冷负荷指标289W/m2、空调房间中最小冷负荷指标92W/m2、空调房间中平均冷负荷指标134.7W/m2
4、冬季设计热负荷1396W、空调房间中平均热负荷指标87.4W/m2
5、设备设计负荷总用电量643.46kW、用水量汇总1033m3/h
第2章负荷计算
2.1原始资料
2.1.1北京市地区气象资料
夏季空调室外计算干球温度33.2℃
夏季空调室外计算湿球温度26.4℃
夏季空调计算日平均干球温度28.6℃
冬季空调室外计算相对湿度78%
夏季大气压力99.86KPa
夏季室外平均风速1.9m/s
冬季空调室外计算干球温度-12℃
冬季空调室外计算相对湿度45%
冬季室外大气压力102.04KPa
冬季室外平均风速1.9m/s
位置：
北纬40
，东经116.47
2.1.2室内设计所要达到气象资料［1］
表2-1室内空气设计参数
建筑类型
夏季
冬季
新风量
（m3/h）
v（m/s）
φ（%）
t（℃）
v（m/s）
φ（%）
t（℃）
客房
0.25
60
25
0.15
40
23
40
餐厅、宴会厅
0.25
65
25
0.15
40
21
30
美容、理发室
0.15
60
26
0.15
50
23
30
健身房
0.25
60
24
0.25
40
19
80
2.1.3建筑资料
此建筑有地下一层，地上有七层。
地下一层层高为6.6m,一层层高为5.75m
二、三层层高为4.78m
四到七层层高为3.60m
外墙：
采用混凝土墙_珍_85，厚度为δ=125mm，传热系数为K=1.329W/m2.℃。
围护构造类型为Ⅰ，墙体颜色为中色。
内墙：
采用加气混凝土板，厚度为δ=140mm，传热系数为K=3.0349W/m2.℃。
外窗：
采用双层钢窗，选用透明浮法玻璃，窗户内遮阳设施为活动百叶，白色，面积为2×2m2或1×2m2。
2.2冷负荷计算
2.2.1冷、湿负荷概念
为持续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间去除湿量称为湿负荷。
房间冷、湿负荷也是拟定空调系统送风量及各种设备容量根据。
重要冷负荷由如下几种：
1、外墙及屋面瞬变传热引起冷负荷；
2、玻璃窗瞬变传热引起冷负荷；
3、透过玻璃窗日射得热引起冷负荷；
4、人体散热引起冷负荷；
重要湿负荷有如下几种：
1、人体散湿；
2、工艺设备散湿；
2.2.2冷负荷计算办法
在空调工程设计中，存在两中冷负荷计算计算办法：
一为谐波反映法（负荷温差法），一为冷负荷系数法。
谐波反映法（负荷温差法）计算冷负荷形成涉及两个过程：
一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量过程（既内扰量）。
此一过程考虑外扰周期性以及围护构造对外扰量衰减和延迟性。
二是内扰量形成冷负荷过程。
此一过程是将该热扰量提成对流和辐射两种成分。
前者是瞬时冷负荷一某些，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。
两某些叠加即得各计算时刻冷负荷。
冷负荷系数法是在传递函数基本上为便于在工程中进行手算而建立起来一种简化计算法。
当计算某建筑物空调冷负荷时，则可按照条件查出相应冷负荷温度与冷负荷系数，用稳定传热公式形式即可算出经围护构造传入热量所形成冷负荷和日射得热形成冷负荷。
本设计采用冷负荷系数法。
2.2.2.1外墙负荷
（2-1）
——墙冷负荷计算温度逐时值,℃
——室内设计温度,℃
与外墙构造类型墙体朝向、各地气象条件关于。
计算时按外墙构造分为I～VI六种类型,并按地区和朝向对
值进行气象条件修正
此外，当外表面放热系数不等于18.6W/m2.℃时，
应乘以外表面放热系数修正值
；内表面放热系数不等于8.7W/m2.℃时，可不予修正；当围护构造表面有持久浅色或中色时
应当乘以吸取系数修正值
否则不予修正（即吸取系数
=0.90）
其综共计算公式：
2.2.2.2窗户负荷
1、窗户传热负荷：
（2-2）
——窗户面积,m2
——窗传热系数，W/m2.℃。
对有内遮阳设施玻璃窗，单层玻璃窗
值应减小25%,双层玻璃窗
值应减小15%
——玻璃窗冷负荷计算温度逐时值，℃2、玻璃窗日射得热引起冷负荷：
（2-3）
——玻璃窗净面积，m2
——玻璃窗综合遮挡系数
为玻璃窗遮挡系数，
为窗内遮阳设施遮阳系数
——最大日射得热因素,W/m2
——冷负荷系数
当有有外遮阳玻璃窗日射负荷为：
玻璃日射有外遮阳时可减少得热量近80%。
由于外遮阳作用,形成窗外遮阳阴影面积和照光面积。
3、阴影某些日射冷负荷为：
（2-4）
——北向日射得热因数最大值，W/m2
——北向玻璃窗冷负荷系数
——玻璃窗阴影面积，m2
4、照光某些日射冷负荷为：
（2-5）
——玻璃窗照光面积，m2
2.2.2.3人体冷负荷
人体冷负荷由显热散热和散湿形成潜热两某些形成。
1、人体显热散热形成计算时刻冷负荷：
（2-6）
——群集系数；
——计算时刻空调房间内总人数
——一名成年男子小时显热散热量，W
——人员进入空调房间时刻，点钟
——从人员进入房间时算起到计算时刻时间，h
——
时间人体显热散热量冷负荷系数2、人体散湿形成潜热冷负荷
（2-7）
q2——一名成年男子小时潜热散热量，W
2.2.2.4设备冷负荷
热设备及热表面散热形成计算时刻冷负荷
（2-8）
——热源投入使用时刻
——从热源投入使用时刻算起到计算时刻时间，h
——τ-T时间设备、器具散热冷负荷系数
——热源实际散热量，W
电热、电动设备散热量计算公式：
1.电热设备散热量
（2-9）
2.电动机和工艺设备均在空调房间内散热量
（2-10）
3.只有电动机在空调房间内散热量
（2-11）
4.只有工艺设备在空调房间内散热量
（2-12）
——设备总安装功率，
——电动机功率
——同步使用系数，普通可取0.5～1.0
——运用系数，普通可取0.7～0.9
——小时平均实耗功率与设计最大功率之比，普通可取0.5左右
——通风保温系数
——输入功率系数
2.2.2.5照明冷负荷
1、白炽灯和镇流器在空调房间外荧光灯
（2-13）
2、镇流器装在空调房间内荧光灯
（2-14）
3、暗装在吊顶玻璃罩内荧光灯
（2-15）
——照明设备安装功率，
——考虑玻璃反射,顶棚内通风状况系数,当荧光灯罩有小孔,运用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5～0.6,荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风状况取为0.6～0.8
——同步使用系数，普通为0.5～0.8
——开灯时刻,点钟
——从开灯时刻到计算时刻时间，h
——
时间照明散热冷负荷系数
2.2.2.6内围护构造冷负荷
1、当邻室为通风良好非空调房间时，通过内窗温差传热负荷
（2-16）
———计算时刻下负荷温差，℃；
——传热系数；
2、当邻室为通风良好非空调房间时，通过内墙和楼板温差传热负荷
（2-17）
——计算面积，m2
τ——计算时刻，点钟
τ-ξ——温度波作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧时刻，点钟；
——作用时刻下，通过外墙或屋面冷负荷计算温差，℃3、当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护构造温差传热负荷
（2-18）
——稳态冷负荷，W；
——夏季空气调节室外计算日平均温度,℃
——夏季空气调节室内计算温度,℃
——邻室温升，℃
2.2.2.7其他负荷
餐饮厅冷负荷重要是人员负荷和按人计算新风负荷。
此外，食物负荷也不能忽视。
本设计餐厅人员密度平均为0.5人/m2。
西餐菜肴冷负荷平均为17W/人，中餐菜肴冷负荷平均为43W/人，燃气火锅冷负荷平均为350W/人［2］。
本设计折合中餐菜肴冷负荷是人冷负荷2倍。
2.2.3计算实例
以4001房间为例来进行冷负荷计算。
房间为客房，三人间，面积为38.64m2,有西外墙，北外墙，外墙为一型外墙。
北外窗，其建筑材料已在第一章简介，外窗一种，面积为4m2。
1、外墙冷负荷
由参照文献附录2-5［2］查得冷负荷计算温度逐时值，按式（2-1）计算出西外墙与北外墙逐时冷负荷。
表2-2西外墙各时刻冷负荷
计算时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
冷负荷温度
37.1
36.9
36.6
36.4
36.2
36.1
36
35.9
36
地点修正值
0
Ka
1
Kp
0.9
计算温度
33.3
33.2
32.9
32.7
32.6
32.5
32.4
32.31
32.4
计算温差
8.39
8.21
7.94
7.76
7.58
7.49
7.4
7.31
7.4
传热系数
1.396
面积
33.12
冷负荷
387
379
367
358
350
346
342
337
342
表2-3北外墙各时刻冷负荷
计算时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
冷负荷温度
32.2
32.1
32
31.9
31.8
31.8
31.8
31.8
31.9
32
地点修正值
0
Ka
1
Kp
0.9
计算温度
28.9
28.8
28.8
28.7
28.6
28.6
28.6
28.6
28.7
28.8
计算温差
3.98
3.89
3.8
3.71
3.62
3.62
3.62
3.62
3.71
3.8
传热系数
1.396
面积
11.12
冷负荷
61
60
58.9
57
56
56
56
56
57.5
58.9
2、北外窗冷负荷
此房间为金属窗框，80%玻璃，传热系数修正值Cw=1.2，北外窗瞬变传热引起冷负荷。
表2-4北外窗传热各时刻冷负荷
时间
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
冷负荷温度
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
30.8
29.9
29.1
28.4
地点修正值
0
计算温度
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
30.8
29.9
29.1
28.4
计算温差
6.5
6.9
7.2
7.2
7
6.6
5.8
4.9
4.1
3.4
传热系数
1.786
传热系数修正值
1.2
面积
4
冷负荷
55
59
61.0
61.7
60
56
49
42
35
29
由附录2-15［2］查得双层钢窗有效面积系数Ca=0.75,故窗有效面积Aw=4×0.75=3m2
由附录2-13［2］查得玻璃窗遮挡系数Cs=0.84，附录2-14［2］窗内遮阳设施遮阳系数Ci=0.75，于是综合遮阳系数Cc,s=0.84×0.75=0.63
再由附录2-12［2］查得纬度40
时，北向日射得热因数最大值Dj,max=114W/m2.因北京地区属于北区，固由附录2-17［2］查北区有内遮阳玻璃窗冷负荷系数逐时值,
用公式（2-3）计算逐时进入玻璃窗日射得热引起冷负荷见下表。
表2-5玻璃窗日射得热引起冷负荷
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
窗玻璃冷负荷系数
0.83
0.79
0.71
0.6
0.61
0.68
0.17
0.16
0.15
0.14
日射得热因数最大值
114
综合遮阳系数
0.63
有效面积
3
冷负荷
178
170
152
129
131
146
36
34
32
30
3、人体散热引起冷负荷
宾馆属于极轻劳动，查表2-13［2］，当室温为25℃时，每人散发显热和潜热量为65W/m2和69W/m2,群集系数为0.93，人在室内时间16小时（16：
00——第二天8：
00）每间原则客房3人,由附录2-23［2］查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。
按式（2-6）计算人体显热散热逐时冷负荷。
人体潜热引起冷负荷为潜热散热乘以群集系数，计算成果记入表中。
表2-6人体散热冷负荷
计算时刻
13
14
15
16
17
18
1
20
21
22
人体显热冷负荷系数
0.7
0.75
0.79
0.82
0.85
0.87
0.88
0.9
0.91
0.92
每人显热散发量
65
室内所有人数
3
群集系数
0.93
人体显热散热冷负荷
126
136
143
148
154
157
159
163
165
166
每人潜热散发量
69
人体潜热散热冷负荷
192
192
192
192
192
192
192
192
192
192
人体总散热冷负荷
319
328
335
341
346
350
352
355
357
359
4、客房照明散热形成冷负荷
暗装在吊顶玻璃罩内荧光灯，灯罩隔热系数0.6，照明灯具功率1200W,开灯时间为（12：
00——24：
00）,查得照明散热冷负荷系数，根据公式（2-9）计算于下表中。
表2-7照明散热冷负荷
计算时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
照明冷负荷系数
0.1
0.34
0.55
0.61
0.65
0.68
0.71
0.74
0.77
0.8
同步使用系数
0.8
顶棚通风系数
0.8
照明设备功率
1200
照明冷负荷
84
261
422
468
499
522
545
568
591
606
5、设备冷负荷：
设备总安装功率，3kW
同步使用系数，普通可取0.6
运用系数，普通可取0.8
小时平均实耗功率与设计最大功率之比，取0.5
通风保温系数0.5
运营时间为（12：
00——24：
00）,查得设备显热散热冷负荷系数，根据公式
（2-15）计算于下表中。
表2-8设备冷负荷
计算时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
设备显热散热冷负荷系数
0.1
0.6
0.68
0.73
0.77
0.81
0.83
0.85
0.87
0.89
设备总安装功率
3000
同步使用系数
0.6
运用系数
0.8
小时耗功率与最大功率比
0.5
通风保温系数
0.5
冷负荷
21
216
244
262
277
291
298
306
313
320
4001房间各时刻总负荷汇总：
表2-94001房间冷负荷汇总
计算时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
西外墙冷负荷
387
379
367
358
350
346
342
337
342
346
北外墙冷负荷
61
60
58
57
56
56
56
56
57
58
北外窗冷负荷
234
229
214
191
191
203
86
76
67
59
人体散热负荷
319
328
335
341
346
350
352
355
357
359
照明冷负荷
84
261
422
468
499
522
545
568
591
606
设备冷负荷
21
216
244
262
277
291
298
306
313
320
总负荷
1109
1474
1643
1679
1721
1769
1680
1700
1729
1751
因此，4001房间最大冷负荷出当前18：
00，最大值为1769W.
2.2.4各房间冷负荷汇总
2-4层各房间逐时冷负荷计算表见附录B-1。
1-7层逐时冷负荷为：
表2-10各层总冷负荷（kW）
时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
第1层
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
第2层
576
589
592
594
595
592
590
590
591
592
第3层
336
342
344
346
347
347
347
348
349
350
第4层
129
133
134
134
134
134
130
129
129
130
第5层
129
133
133
134
134
134
130
129
129
130
第6层
129
132
133
134
134
134
130
129
129
130
第7层
142
159
147
147
148
147
143
142
142
143
总和
1553
1598
1595
1601
1605
1601
1581
1580
1583
1585
其中，第1层冷负荷指标为90W/m2，第一层空调面积为1227m2，估测冷负荷为110.4kW。
第七层是顶层，按原则层1.1倍计算冷负荷。
因此，整个建筑冷负荷（不含新风负荷）为1605kW。
并且，各层计算所得冷负荷指标符合规范规定
表2-11［8］冷负荷指标
建筑类型
旅游、旅馆客房
中餐厅、宴会厅
理发、美容室
健身房
休息厅
冷负荷指标（W/m2）
80—110
180—350
120—180
100—200
300—400
2.2.5湿负荷计算
本设计中湿负荷涉及人体散湿负荷，餐厅还涉及食物散湿负荷。
1、人体散湿量可按下式计算
（2-19）
——散湿量，kg/h；
——群集系数，由表2-12［2］查得为0.93；
——计算时刻空调房间内总人数；
——一名成年男子小时散湿量，由表2-13［2］查得。
2、菜肴散湿量以每人11.5g/h算［16］
（2-20）
——菜肴散湿量，kg/s
——室内所有人数
2.2.6新风量与新风负荷
1、新风量选用原则
空调系统新风量是指冬夏季设计工况下应向空调房间提供室外新鲜空气量，它大小与室内空气品质和能量消耗关于。
普通原则为：
（1）满足卫生规定：
普通是以稀释室内产生CO2,使室内CO2浓度不超过1000ppm为基准，由此拟定常态下每人新风量。
在实际工程中可按现行设计规范［4］规定采用。
对于人员密集和居留时间短暂建筑物（如会堂、体育馆），新风量所形成冷负荷比例甚高，拟定新风量是特别要慎重。
但对于办公室和旅馆客房新风量实际采用数值比国内现行规范要大。
旅馆则按级别而异，高档别客房可用50m³/（人·h）,本设计取40m³/（人·h）。
近年来，国外依照对室内空气品质研究进展提出新风量拟定应按人因素（不以CO2为原则）和客房因素（建材散发有害物）两者计算，这是值得注意问题。
（2）补充局部排风量
当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使房间产生负压，在系统中必要有相应新风量来补偿排风量。
（3）保证空调房间正压规定
为防止外界未经解决空气渗入房间，干扰室内空调参数，在空调系统中运用一定量新风来保持房间正压（室内空气压力>房间周边），这某些与新风量相称空气量在正压作用下有房间门窗缝隙等不严密处渗入出去。
这某些渗入空气量大小由房间正压、窗户构造形成缝隙状况（缝隙面积和阻力系数）所决定。
普通空调系统室内正压可取5～10Pa。
在实际工程设计只能感，新风量也可按总送风量百分数来设计，普通规定不不大于10%。
2、新风负荷计算
（2-21）
——夏季新风冷负荷，KW
——新风量，kg/s
——室外空气焓值，kJ/kg
——室内空气焓值，kJ/kg
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