河南城建学院空调工程课程设计.docx
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河南城建学院空调工程课程设计
空调工程课程设计
课 题名称：
某办公楼空调系统设计
学生学号：
041410118
专业班级：
建环10级
学生姓名：
程嘉利
指导教师：
李奉翠
课题工作时间：
2013.11.22
第1章绪论
1.1设计目的
“空调工程”是建筑环境与设备工程专业的一门重要专业课。
本课程的课程设计也是专业课学习的重要环节。
在做设计的过程，通过查阅各种规范和资料，使我们的专业知识更加扎实。
为以后的工作和学习打下坚实的基础。
在设计的过程中，不仅将使我们对专业知识有更进一步理解掌握，同时还将培养我们的信息获取能力、问题分析能力、知识综合应用能力、语言组织和表达能力，而且我们要应用一些办公软件，像word、excel，熟练应用这些软件将对于我们更快、更好编辑说明书和进行大量的数据计算处理有很大帮助，并且在以后的工作、生活当中，我们也将用到这些东西；在设计过程中，我们还要学习应用CAD，鸿业，天正暖通等专业设计软件，这些软件为我们提高画图的效率和进行一些修改提供了很大的方便性，同时也为今后的工作打下一定的制图基础。
通过设计，我们会遇到很多实际的问题，通过老师和同学的帮助，我们对此类问题会有深刻的印象，为以后的学习和工作积累的宝贵的经验。
1.2设计任务
福州市某酒店的一二层中央空调设计，包括：
建筑物冷、湿负荷计算，送分量的确定，排风量和空调系统设计计算，气流组织的设计计算以及管道的水力计算，施工图的绘制，设计及施工说明的编制等工作。
1.3工程概况
本工程地下一层为设备机房，地上一层为大堂、西餐厅、保龄球馆等，二层为餐饮、康乐等，三层为多功能厅、KTV等，四层至十二层为客房，地上部分建筑面积约12000m2，建筑高度为44.7米。
本次设计内容为地下一层和地上一层的通风、空调系统。
第2章设计依据
2.1气象资料
由福州属于夏热冬暖地区，在鸿业软件负荷菜单工程地点气象参数中查得福州市气象参数如下表：
表2-1室外气象参数表
地理位置
大气压力（kpa）
室外平均风速（m/s）
东经
北纬
冬季
夏季
冬季
夏季
119.28
26.08
101.26
99.74
2.70
2.90
室外设计参数（夏季）如下表：
表2-2夏季室外计算参数表
干球温度（℃）
湿球温度（℃）
相对湿度（％）
室外计算温度
日平均温度
通风
28.10
60
36.0
30.70
33.0
2.2房间参数说明
各房间人员密度和照明密度如表中所列，人员体力活动性质参见表3-15[1]选取不同室温和不同劳动性质的散热量和散失量。
不同房间室内计算参数（夏季）如下表所示：
表2-3各房间人数及面积统计表
房间名称
面积m2
人员密度人/m2
人数（取整）
照明密度w/m2
更衣室
21
0.3
6
30
办公室1
15
0.12
2
60
保龄球场
82
0.71
58
30
西餐、咖啡厅
150
0.71
107
17
大堂
650
0.1
65
30
商务部
57
0.1
6
60
办公室2
26
0.12
3
60
消防控制室
32
0.1
3
30
2.3室内设计参数
根据《室内空气质量标准》（GB/T1883-2002）以及《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003），不同房间室内计算参数（夏季）如下表所示：
表2-4室内设计参数
房间名称
温度（℃）
风速（m/s）
相对湿度（%）
更衣室
27
0.2
50
办公室1
26
0.3
60
保龄球场
24
0.3
60
西餐、咖啡厅
25
0.4
60
大堂
27
0.5
60
商务部
26
0.4
60
办公室2
26
0.3
60
消防控制室
25
0.2
60
2.4建筑参数及其他计算参数
1．由建筑高度为44.7米,一共十二层，层高为3.6m。
2．由《空调负荷使用计算方法》查得：
本大楼外墙属于Ⅱ型，墙厚240mm，传热系数为
=1.02
，由外至内分别为：
1）水泥砂浆材质、喷浆。
2）砖墙。
3）防潮层。
4）保温层。
5）水泥砂浆抹灰加油漆。
3．保龄球场的西面墙设为玻璃幕墙，采用玻璃厚6mm的双层普通玻璃，高度为3.6m。
=3.3w/m2•℃。
又由附录12查的玻璃窗的传热系数修正值
=1.2.
其余外窗采用3mm厚的普通平板单层玻璃窗；窗框为铝合金，玻璃比例为80%；窗帘为白色（浅色）。
外窗高度是2100mm；传热系数
=6.5
2.5其它说明
1.冷源：
，在本设计中，因是局部设计，不考虑冷源设计，需要时直接取用，冷冻水供、回水温度分别为7、12℃。
2.冷负荷逐时计算时段为10：
00～21：
00，时间间隔为1小时。
3.大堂空调运行时间为24小时，开灯时数为18：
00至7：
00，包厢和宴会厅空调运行时间为16小时，开灯时数为11：
00至24：
00。
4.照明设备均按荧光灯计算。
5.在25℃时，重度劳动强度下，成年男子散湿量为391g/h；在26℃时，极轻劳动强度下，成年男子散湿量为109g/h；在24℃，散失量为96g/h；在25℃时，散失量为109g/h；在27℃时，散失量为115g/h。
第3章冷、湿负荷计算
3.1冷负荷计算
在设计中，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），一为冷负荷系数法。
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。
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。
本设计采用冷负荷系数法计算冷负荷。
3.1.1外墙瞬变传热形成的冷负荷计算方法
在日射和室外的气温综合作用下，外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计
算：
（3-1）
（3-2）
式中：
---------外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷，W；
----------外墙传热系数
；根据外墙和屋顶的不同构造，由附录5[1]和附录6[1]中查取；
-------外墙的传热面积（m2）；
------外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（℃）；
-------夏季空气调节室内计算温度（℃）；
-------以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（℃），根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录7[1]和附录8[1]中查取；
--------不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（℃），根据不同的涉及地点在《空调负荷使用计算法》表3-5中查取；
-------外表面放热系数修正值，在表3-7[1]中查取
（
-------外表面吸收系数修正值，在表3-8[1]中查取，考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差，建议吸收系数一律采用ρ=0.90，
=1.0。
3.1.2内维护结构冷负荷
计算内围护结构冷负荷时，当邻室与空调区的夏季温差大于3℃时，宜按下式进行计算通过空调房间隔墙、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）
（3-4）
式中：
、
、
、
————同式（3-1）
————邻室计算平均温度（℃）
————邻室计算平均温度与夏季温度空气调节室外计算平均温度的差值（℃），由表3-9查的。
————夏季空气调节是室外计算日平均温度（℃）
3.1.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷计算发方法
在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热的冷负荷可按下式计算：
（3-5）
式中：
、
————同公式（3―1）；
————外玻璃窗传热系数，w/m2•℃；
————窗口面积，m2；
————外玻璃窗冷负荷度的逐计算温时值，℃，查附录13[1]；
————玻璃窗传热系数的修正值，根据窗框类型从中附录12[1]中查得
————玻璃窗的地点修正值，可从中附录15[1]中查得。
根据附录14查的，本大楼采用玻璃厚6mm的双层普通玻璃，
=3.3w/m2•℃.
3.1.4透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷计算方法
透过玻璃窗进入室内的日射得热分为两部分，一部分是透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热，另一部分是玻璃窗吸收太阳辐射后传入室内的热量。
由于窗户的类型、遮阳设施、太阳入射角及太阳辐射等因素的各种组合太多，最后根据公式：
（3-6）
式中：
————窗口面积，（m2）；
————窗玻璃的遮阳系数，有附录17[1]查的。
————窗内遮阳设施的遮阳系数，由附录18[1]查的。
————有效面积系数，由附录19[1]查得；
————窗玻璃冷负荷系数，由附录至附录23[1]查得。
Dj.max————夏季各纬度带的日射得热因数最大值（W/m2）,由附16[1]查得。
3.1.5设备显热冷负荷计算方法
办公设备散热量，空调区办公室设备的散热量
可按下式计算：
（3-7）
式中：
p————设备的种类数；
————第i类设备的台数；
————第i类设备的单台散热量，见表[1]3-12；
3.1.6照明设备冷负荷计算方法
由于明装荧光灯，镇流器装设在客房内，故镇流器消耗功率系数
取1.2。
灯罩隔热系数
取0.6。
根据室内开灯时间为14:
00~21:
00，开灯时数为8小时，由附录26[1]查的照明散热冷负荷系数。
照明设备冷负荷按下式计算：
（3-8）
式中：
——照明散热引起的冷负荷，W；
——照明散热的冷负荷系数，可由附录26[1]查得；
——照明所需要的功率，KW；
——镇流器消耗功率系数；
——灯罩得隔热系数。
3.1.7人员散热形成的冷负荷计算方法
查3-15[1]表，当室温为24℃时，成年男子每人散发的显热
和潜热量
分别为145W和262W，由表3-14[1]查的群集系数
=0.92.由保龄球场的开放时间14:
00~21:
00,在球场的时间为8h，由附录27[1]查得人体显热散热冷负荷系数逐值。
分别按下面公式可计算：
人体散热引起的冷负荷包括显热冷负荷和潜热冷负荷，即：
（3-9）
人体显热散热引起的冷负荷：
（3-10）
人体潜热散热引起的冷负荷：
（3-11）
式中：
————人体显热散热引起的冷负荷，W；
————人体潜热散热引起的冷负荷，W；
————不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量，由表3-15[1]查得；
————不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量，由表3-15[1]查得；
————群集系数，由表3-14[1]查取；
n————室内全部人数（取58人）；
————计算时刻空调区内的总人数；
————人体显热散热冷负荷系数，由附录27[1]查取。
3.2各空调区的负荷计算
运用上述公式，计算各空调区域的负荷。
3.2.1保龄球场的负荷计算
保龄球是一项有一定运动量的康乐活动，活动量大，应属重度劳动。
西面是玻璃幕墙，玻璃幕墙采用的是玻璃厚6mm的双层普通玻璃，东南北是一般的砖墙结构。
通过资料《空调工程》查取相应的数据。
根据公式（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算相应的负荷。
其计算结果见表3-1。
表3-1各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
窗传热负荷
1472
1661
1850
1998
2082
2145
2145
2103
2019
1850
1661
1493
窗日射负荷
1350
1425
1500
2100
3000
3750
2700
4575
3750
1800
1725
1575
人员负荷
12382
9541
7594
10392
13111
14626
15987
13730
7761
8347
6755
6446
灯光负荷
159
142
124
106
655
1187
1258
1311
1346
1399
1437
1470
总计
15363
12769
11068
14596
18848
21708
22090
21719
14876
13396
11578
10984
由上表可以看出，保龄球最大冷负荷值出现在16：
00时，其值为22090W.
3.2.2办公室的负荷计算
根据建筑参数，其中办公室配备了电脑和打印机。
由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4分别计算各部分的负荷，其结果见表3-2、3-3。
表3-2办公室1各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
墙传热负荷
78.7
74.8
74.8
77.9
85.4
96.1
109
123
136
149
159
165
窗传热负荷
62
74
85
94
99
102
102
100
95
85
74
64
窗日射负荷
90
96
101
104
104
104
105
105
92
61
56
53
室内散热
810
315
276
275
313
812
515
711
644
654
790
716
总计
1040
560
537
551
601
1114
注：
其中室内散热包括：
室内人员负荷，灯光照明散热负荷，设备散热负荷
表3-3办公室2各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
墙传热负荷
87.9
83.6
83.6
87.0
95.5
107
122
137
152
167
178
184
窗传热负荷
87
103
119
131
138
143
143
140
133
119
103
89
窗日射负荷
90
96
101
104
104
104
105
105
92
61
56
53
室内散热
810
315
276
275
313
812
515
711
644
654
790
716
总计
944
450
409
406
442
938
790
1130
1054
1074
1218
1154
注：
其中室内散热包括：
室内人员负荷，灯光照明散热负荷，设备散热负荷。
3.2.3商务室的负荷计算
根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-4。
表3-4商务室各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
外墙传热负荷
176
168
168
175
192
215
244
275
305
334
356
369
外窗传热负荷
216
255
294
324
342
355
355
346
329
294
255
221
外窗日射负荷
479
510
529
522
504
485
479
466
348
112
106
100
内墙负荷
586
586
586
586
586
586
586
586
586
586
586
586
室内散热
701
712
499
492
482
680
1450
1987
1924
1970
2001
2061
总计
2158
2231
2076
2099
2106
2321
3114
3660
3492
3296
3304
3337
注：
其中室内散热包括：
室内人员散热负荷，灯光照明散热负荷。
3.2.4西餐、咖啡厅的负荷计算
根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-5。
其中其中食物显热冷负荷。
进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热性。
食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人45W考虑。
表3-5西餐、咖啡厅各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
外墙传热负荷
496
474
457
441
435
441
452
468
496
518
545
567
内墙传热负荷
690
690
690
690
690
690
690
690
690
690
690
690
室内散热
701
712
499
492
482
680
1450
1987
1924
1970
2001
2061
食物负荷
5201
7456
8738
7015
6754
7002
7127
9285
6428
6440
6130
2321
照明负荷
202
184
165
147
129
110
679
1230
1304
1359
1395
1450
总计
7290
9516
10549
8785
8490
8923
10398
13660
10842
10977
10761
7089
3.2.5消防室的负荷计算
根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-6。
表3-6消防控制室各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
外墙传热负荷
374
364
364
373
393
420
435
480
504
530
550
563
外窗传热负荷
105
120
136
148
155
161
161
157
150
136
120
107
外窗日射负荷
193
206
213
211
203
196
193
188
141
45
43
40
内墙传热负荷
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
室内散热
135
152
163
172
179
186
189
193
112
98
89
82
照明负荷
71
65
58
52
45
39
240
434
460
480
492
512
总计
988
1017
1044
1066
1085
1112
1328
1562
1477
1399
1404
1414
3.2.7更衣室的负荷计算
根据公式（3-3）、（3-4）、（3-8）、（3-9）（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-7。
表3-7更衣室各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
内墙传热负荷
421
421
421
421
421
421
421
421
421
421
421
421
室内散热
449
519
561
596
624
832
937
1041
717
661
626
598
照明负荷
48
44
40
35
31
26
163
295
313
326
335
348
总计
918
984
1022
1052
1076
1279
1521
1757
1451
1408
1382
1367
3.2.8大堂的负荷计算
根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-8。
表3-8大堂各分项逐时冷负荷汇总表（单位：
W）
时间/h
10：
00
11：
00
12：
00
13：
00
14：
00
15：
00
16：
00
17：
00
18：
00
19：
00
20：
00
21：
00
内墙传热负荷
105
105
105
105
105
105
105
105
105
105
105
105
室内散热
2288
3138
3349
3274
3414
3554
升级会员 