空调与制冷技术课程设计任务书 推荐.docx
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空调与制冷技术课程设计任务书推荐
课程设计任务书
1．课程设计的内容和要求：
本课程设计是为某一民用住宅设计中央空调系统，建筑物的平面图见附录
（1）。
一、原始资料
设计用室外气象参数：
夏季空气调节室外计算干球温度：
35.6℃，夏季空气调节室外计算湿球温度：
28.3℃，夏季空气调节室外计算日平均温度：
32.2℃，夏季室外计算相对湿度：
61％；夏季室外平均风速：
2.3m/s；夏季空调室内计算参数见附录
（2）。
二、技术及工作要求
本课程设计要求进行如下工作:
1.方案选择
2.负荷计算
3.风机盘管选型
4.机组选型
5.水系统设计
6.风系统设计
课程设计任务书
2．对课程设计成果的要求：
1.编写课程设计计算书
2.画出水管平面图、风管平面图、水系统原理图
3.设计施工说明及设备明细表
3．主要参考文献：
1.《中央空调设计与施工》
2.《空气调节技术》
3.《工业通风空气调节》
4.《空气调节设计规范》
4．课程设计工作进度计划：
序号
起迄日期
工作内容
1
12月16-17日
了解任务和熟悉原始资料
2
12月18-20日
夏冬季冷热湿负荷计算
3
12月21-24日
确定设计方案及设备选型
4
12月25-26日
整理设计计算说明书
5
12月27-29日
绘制工程图及课程设计总结
主指导教师
日期：
年月日
附录1
附录2
名称
温度℃
相对湿度%
名称
温度℃
相对湿度%
客厅
27
60
西卧室
26
60
厨房
南卧室
26
60
餐厅
27
65
东卧室
26
60
西、南
卫生间
中通道
27
60
目录
第一章设计概况及原始设计数据
第一节设计概况
本课程设计是为某一民用住宅设计中央空调系统，建筑物的平面图见附录
（1）。
附录1
第二节原始设计数据
2.1室外气象参数
设计用室外气象参数：
夏季空气调节室外计算干球温度：
35.6℃，夏季空气调节室外计算湿球温度：
28.3℃，夏季空气调节室外计算日平均温度：
32.2℃，夏季室外计算相对湿度：
61％；夏季室外平均风速：
2.3m/s；
2.2室内设计参数
名称
温度℃
相对湿度%
名称
温度℃
相对湿度%
客厅
27
60
西卧室
26
60
厨房
南卧室
26
60
餐厅
27
65
东卧室
26
60
西、南
卫生间
中通道
27
60
第二章空调方案选择和负荷计算
第一节负荷计算
1.1空调冷负荷计算
由设计规范及参数得各个房间的负荷情况，见下表：
房间
面积（m2）
单位负荷（W/m2）
冷负荷（W）
客厅
25.2
220
5544
餐厅
11.34
200
2268
东卧室
16.8
180
3024
西卧室
10.8
180
1944
南卧室
12.15
180
2187
中通道
12.96
100
1296
西卫生间
5.4
南卫生间
4.5
厨房
12.1
合计
111.25
16263
计算得空调冷负荷为16.263KW,考虑到围护结构传热系数取1.1，则需要的制冷量为17.889KW。
1.2湿负荷计算
人体散湿量可按下式计算：
10-3kg/h
式中：
Q——人体散湿量，kg/h；
n——人数，此处取n=6；
n’——群集系数，民用住宅群集系数为0.91；
w——成年男子的小时散热量，kg/（h·p）；26℃时，极轻劳动成年男子的小时散热量为0.109kg/（h·p）。
由此可得人体散湿量：
Q=人数×0.91×0.109×10-3
=6×0.91×0.109×10-3
=0.60×10-3kg/h
第二节方案选择
2.1方案比较
表1：
空调系统的比较
使用指标
集中式系统
半集中式系统
分散式系统
单风管定风量
变风量
风机盘管
诱导器
单元式或房间空调器
初步投资
适中
适中
高
高
低
节能效果与运行费用
经济
经济
适中
不经济
适中
施工安装
方便
方便
适中
适中
不方便
使用寿命
长
长
适中
长
较短
使用灵活性
不灵活
不灵活
适中
适中
灵活
机房面积
面积大
面积大
适中
适中
面积较小
恒温控制
容易控制
适中
适中
不易控制
适中
恒湿控制
容易控制
不易控制
不易控制
不易控制
不易控制
消声
有效消声
有效消声
适中
不易消声
不易消声
隔振
容易
容易
适中
适中
不易
房间清洁度
高
高
低
低
低
风管系统
复杂
复杂
复杂
适中
比较简单
维护管理
容易
适中
适中
适中
不易
风管串通
易串通
易串通
适中
不会串通
不会串通
防火性能
差
差
适中
适中
好
表2：
各种空调系统的特点
空调系统
使用条件
空调装置
装置类别
使用特点
集中式空调系统
1、空调房间面积大或是多层、多室，且冷（热）负荷变化情况类似；
2、新风量变化大；
3、室内温度，湿度，洁净度，噪音震动指标要求严格；
4、全年多工况适应和节能；
5、可采用天然冷源；
6、维护、操作、管理方便；
7、运行费用低。
单风管定风量直流式
房间内产生有害物质不允许空气再循环使用
单风管定风量一次回风式
仅作夏季降温或室内相对湿度波动范围要求严格，且湿负荷变动较大。
单风管定风量一、二次回风式
室内散湿量小，且不允许选择用较大的送风温差。
变风量
室内允许波动范围T>=±1℃
冷却室
要求水系统简单，但是室内相对湿度温度。
喷水室
1.采用循环喷水蒸发冷却或天然冷源
2.室内相对湿度要求严格或相对湿度要求较大而且又有较大发热显著
3.喷水室又兼作辅助净化措施
半集中式空调系统
1.空调房间面积大但风管不易布置
2.多层多室，层高较低热湿负荷不一致或参数要求不高
3.室内温湿度要求t>=1℃
4.>=±10％,要求各室内空气不要串联
5.要求调节风量
风机盘管
1.空调系统较多，空间较小且各房间要求单独2、建筑面积较大但主管铺着困难
诱导器
多房间层次低且同时使用空气不允许串联，室内要求防爆
分散式空调系统
1.各房间工作班次不同且面积较小2、空调房间布置分散3、工艺变更可能性较大
冷风降温机组
仅用于夏季降温去湿
恒温恒湿机组
房间要求全年恒温恒湿
表3：
全空气系统与空气－水系统方案比较表
比较项目
全空气系统
空气－水系统
设备布置与机房
1．空调与制冷设备可以集中布置在机房
2．机房面积较大层高较高
3．有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上
1．只需要新风空调机房、机房面积小
2．风机盘管可以设在空调机房内
3．分散布置、敷设各种管线较麻烦
风管系统
1．空调送回风管系统复杂、布置困难
2．支风管和风口较多时不易均衡调节风量
1．放室内时不接送、回风管
2．当和新风系统联合使用时，新风管较小
节能与经济性
1．可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间
2．对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济
3．部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济
1．灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节
2．盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率
3．无法实现全年多工况节能运行
使用寿命
使用寿命长
使用寿命较长
安装
设备与风管的安装工作量大周期长
安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间
维护运行
空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护
布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水
温湿度控制
可以严格地控制室内温度和室内相对湿度
对室内温度要求严格时难于满足
空气过滤与净化
可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水
过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足
消声与隔振
可以有效地采取消防和隔振措施
必须采用低噪声风机才能保证室内要求
风管互相串通
空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延
各空调房间之间不会互相污染
表4：
风机盘管+新风系统的特点表[2]
优点
1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用
2）各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好
3）与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间
4）机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装
5）只需新风空调机房，机房面积小
6）使用季节长
7）各房间之间不会互相污染
缺点
1）对机组制作要求高，则维修工作量很大
2）机组剩余压头小室内气流分布受限制
3）分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便
4）无法实现全年多工况节能运行调节
5）水系统复杂，易漏水
6）过滤性能差
适用性
适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,
需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合
2.2方案的选择
本设计为办民用住宅的空调系统设计，由方案比较、负荷大小和实际情况，本次设计选择半集中式空调系统中的风机盘管系统，采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。
风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。
风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。
对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。
第三章机组选型
由计算得空调冷负荷为16.263KW,考虑到围护结构传热系数取1.1，则需要的制冷量为17.889KW。
因为制冷系统的冷负荷小于300KW,所以只考虑选用活塞式制冷机组。
所以本设计中的制冷机组选择活型号为NWS-6WC的水冷式制冷机组，其主要参数如下表：
第四章风系统设计
第一节风机盘管
1.1客厅风机盘管系统计算
空气处理方案及有关参数的查取，采用新风直入式空气处理方式，新风机组不承担室内负荷。
客厅的设计参数如下表：
表1：
名称
温度℃
相对湿度%
冷负荷（W）
客厅
27
60
5544
1.1.1人体散湿量计算
人体散湿量可按下式计算：
10-3kg/h
式中：
W——人体散湿量，kg/h；
n——人数，此处取n=6；
n’——群集系数，民用住宅群集系数为0.91；
w——成年男子的小时散热量，kg/（h·p）；26℃时，极轻劳动成年男子的小时散热量为0.109kg/（h·p）。
由此可得人体散湿量：
W=人数×0.91×0.109×10-3
=6×0.91×0.109×10-3
=0.60×10-3kg/h
1.1.2风机盘管系统选型计算
（1）热湿比计算
=
=
kJ/kg
=33264kJ/kg
采用可能达到的最低参数送风，过N点作
线与
=95%线相交，即得送风点O，O点的状态参数为：
ho=50.5kJ/kg
由h-d图得：
由tN=27℃,Φ=60%得hN=60.2kJ/kg；
由tw=32.2℃，Φ=61%得hw=79.8kJ/kg；
总送风量
=
=0.572kg/s
（2）风机盘管风量计算
根据我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则,此处民用住宅的新风量取30m³/（h·p），因此总新风量为180m³/h，即新风量GW=0.065kg/s
则风机盘管风量GF=G-GW==0.572-0.065=0.507kg/s
（3）新风冷负荷计算
夏季，空调新风冷负荷按下式计算：
CLW＝1.2·GW·（hW-hN）kW（2-15）
式中:
CLW——夏季新风冷负荷，kW；
GW——新风量，kg/s；
hW——室外空气的焓值，kJ/kg；
hN——室内空气的焓值，kJ/kg。
由此可得新风冷负荷：
CLW=1.2×0.065×（79.8-60.2）=1528.8W
（3）客厅所需冷量（包括新风）：
Q=5544W
（4）风机盘管所需冷量：
QF=Q-CLW=5544-1528.8=4015.2W
1.2客厅风机盘管系统选型
根据所需风量及制冷量的要求，初选型号为42CE-004型的标准型风机盘管2台，其额定风量为750m³/h，冷量为3740W，满足要求。
故选42C-004型的标准型风机盘管2台，其水压降为26kPa。
用同样方法确定其他房间风机盘管型号,见下表:
表1：
各房间风机盘管型号汇总表
房间名称
风机盘管型号
总负荷
W
新风负荷W
单台中速风量m3/h
单台全冷量W
水流量
L/min
水压降
KPa
台数
客厅
42CE-004
5544
1528.8
750
3740
11
26
2
餐厅
42CE-003
2268
1528.8
550
2820
8
16
1
东卧室
42CE-005
3024
562.3
900
4500
13
16
1
西卧室
42CE-003
1944
562.3
550
2820
8
16
1
南卧室
42CE-004
2187
562.3
750
3740
11
26
1
中通道
42CE-002
1296
752.6
340
1786
5.6
9
1
第二节新风系统机组选型
由所需的新风量选择新风系统机型，所以本设计中选择型号为XH-30D的新风机组。
其主要参数如下表：
所需要新风量m3/h
所需要新风负荷/W
型号
额定风
量m3/h
消耗
功率/KW
电压
/V
全压
/Pa
270
2281.4
XH-30D
300
200
220
90
第三节各风管尺寸计算
3.1送风管尺寸计算
送风管截面积可按下式计算：
F=
式中：
L--送风量m3/h；
V--流速m/s；
对于客厅，送风管截面积：
F=
=
=0.1965㎡
根据风管常用规格可选用630×320规格的矩形送风管，同理中通道可选择250×200规格的矩形风管。
3.2送新风风管管尺寸计算
新风风管管尺寸可按下式计算：
F=
=
㎡
根据风管常用规格可选用250×120规格的矩形送风管，同理中通道可选择160×120规格的矩形风管。
3.3风口的选择
本设计室内温湿度参数；夏季空调26-27℃，φ=50%-60%，房间送风高度不大于2.8米，设计的空调系统为舒适性空调，根据《实用供热空调设计手册》表11.9-1中所示气流组织的基本要求，本设计各房间气流组织选择侧送侧回送风方式。
3.4风口的布置
风机盘管加新风系统的送风口根据送风管尺寸新风量和风机盘管风量之和选择合适的双层百叶送风口（45度角），同时也要考虑送风距离、送风速度的影响。
新风送风口选择双层百叶风口。
新风入口注意事项
（1）新风进口位置：
本系统采用独立的新风系统，因此只须考虑风机盘管机组配置合理；布置时应尽量使排风口与进风口远离，进风口应尽量放在排风口的上风侧；为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部应距地面不宜低于2m。
（2）新风口其他要求：
进风口应设百叶窗，以防雨水进入，百叶窗应采用固定的百叶窗，在多雨地区，宜采用防水的百叶窗。
第五章水系统设计
5．空调水系统水力计算
5.1标准层风机盘管水系统水力计算
1）沿程阻力
△Pe=ξe·v2·ρ/2gmH2O（5.1）
沿程阻力系数ξe=0.025·L/d（5.2）
2）局部阻力
水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为：
△Pm=ξ·ρ·v2/2gmH2O（5.3）
3）水管总阻力
△P=△Pe+△PjmH2O（5.4）
4）确定管径
dv=mm（5.5）
式中：
Vj——冷冻水流量,m3/s；
vj——流速,m/s。
表6-1管内水流速推荐值（m/s）
管径㎜
15
20
25
32
40
50
65
80
闭式系统
0.4~0.5
0.5~0.6
0.6~0.7
0.7~0.9
0.8~1.0
0.9~1.2
1.1~1.4
1.2~1.6
开式系统
0.3~0.4
0.4~0.5
0.5~0.6
0.6~0.8
0.7~0.9
0.8~1.0
0.9~1.2
1.1~1.4
管径㎜
100
125
150
200
250
300
350
400
闭式系统
1.3~1.8
1.5~2.0
1.6~2.2
1.8~2.5
1.8~2.6
1.9~2.9
1.6~2.5
1.8~2.6
开式系统
1.2~1.6
1.4~1.8
1.5~2.0
1.6~2.3
1.7~2.4
1.7~2.4
1.6~2.1
1.8~2.3
表6.2水系统的管径和单位长度阻力损失
钢管管径/㎜
闭式水系统
开式水系统
流量/（m³/h）
kPa/100m
流量/（m³/h）
kPa/100m
15
0~0.5
0~60
--
--
20
0.5~1.0
10~60
--
--
25
1~2
10~60
0~1.3
0~43
32
2~4
10~60
1.3~2.0
11~40
40
4~6
10~60
2~4
10~40
50
6~11
10~60
4~8
--
65
11~18
10~60
8~14
--
80
18~32
10~60
14~22
--
100
32~65
10~60
22~45
--
125
65~115
10~60
45~82
10~40
150
115~185
10~47
82~130
10~43
200
185~380
10~37
130~200
10~24
250
380~560
9~26
200~340
10~18
300
560~820
8~23
340~470
8~15
350
820~950
8~18
470~610
8~13
400
950~1250
8~17
610~750
7~12
450
1250~1590
8~15
750~1000
7~12
500
1590~2000
8~13
1000~1230
7~11
空调系统的水系统的管材有镀锌钢管和无缝钢管。
当管径DN≤100mm时可以采用镀锌钢管，其规格用公称直径DN表示；当管径DN>100mm时采用无缝钢管，其规格用外径×壁厚表示，一般须作二次镀锌。
4．空调末端设备选择
冷却塔
冷却塔的选择首先要确定冷却水的量。
冷却塔冷却水量可按下式计算：
W=
kg/s
式中：
Q——冷却塔排走热量，kW；对于活塞式制冷压缩机，取制冷机负荷的1.32倍；
C——水的比热，kJ/（kg·℃）；
tw1-tW2——冷却塔的进出水温差，℃；对于活塞式制冷压缩机，取4.5℃。
则冷却水量：
W=
=
=1.36kg/s=4.90m³/h
LRT-10T型技术参数总表
技术编号:
LCT009A-12/08/26项目名称：
10吨方形冷却塔冷水塔
项目
内容
数据
备注
基
本
参
数
冷却塔类型
横流式方型冷却塔
冷却塔型号
LRT-10T
横流式方型塔
冷却循环水量
湿球温度28度300m3/h
湿球温度27度310m3/h
进水温度／出水温度
37℃／32℃
环境干球／湿球温度
31.8℃／28℃
冷却能力
1500000kcal/h
噪音值
62.5dB（A）
Dm米处
电源
380V／3PH／50Hz
水质要求
ＰＨ值＝６—８
设
计
参
数
气水比
0.68kg/kg
水阻
44.5kPa
飞水损失
≤0.005%
蒸发损失
≤0.833%
净重／运行重量
2520kg／5580kg
风
机
参
数
风扇形式
横流式
风量
风扇转速
风叶直径（Φ）
3000mm
电机形式
全封闭防水型
传动方式
皮带
电机功率
11KW
电机启动方式
主
要
尺
寸
长×宽×高（L×W×H）
3500×5590×4080mm
进水管尺寸（DN）
150mm*2个
出水管尺寸（DN）
200mm
溢水管／排水管尺寸（DN）
80mm／80mm
自动／手动补水尺寸（DN）
40mm／40mm
材
质
颈口
玻璃钢纤维
优质玻璃纤维毡和树脂合成
洒水系统
围板
水盆、水缸
皮带
复合材料
三星
风扇
铝合金,大弦弧
品牌“LIANGKEN”
电机
全封闭防水型,IP54,B级
品牌“LIANGKEN”
设
计
参
数
胶片
改性P.V.C.材料
难燃型
铁框架、电机架、管材
热浸镀锌钢
符合英国BSEN
ISO1461：
1999标准
气水比
0.68kg/kg
7.2冷冻水泵的选型和计算
根据选型原则，选择三台冷冻水泵（两用一备）。
水泵所承担的供回水管网最不利环路为沿走廊敷设的管道。
（1）水泵流量的确定
单台冷水机组的额定水流量为3.35
。
根据水泵工作时，取流量储备系数1β=1.1。
则单台水泵设计流量V=1.1×3.35=3.685m3/h。
（2）水泵扬程H的确定
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