空调系统毕业设计计算说明书.docx
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空调系统毕业设计计算说明书
空调系统
毕业设计（论文）任务书
摘要
随着我国经济的逐步增长，人们对居住条件生活环境的舒适性的要求越来越高，对空调的需求越来越大，对空调系统的节能、舒适、环保更加关注。
本设计为广州市XX酒店空调系统设计。
酒店地下两层，地上二十六层，十二到二十五层为客房层，其他层为商业娱乐用房，主要为KTV，餐饮、棋牌、桑拿、会议等场所。
本设计主要针对地上一层到二十六层的空调系统设计以及防排烟设计。
根据合理利用能源的原则，因地制宜，在比较各种方案的可行性后，选择一个技术可靠，经济合理，管理方便的设计方案。
本次设计中，对于空间较大、运行班次相近及角系数相近的房间采用了一次回风全空气系统；对空间较小，需独立控制的房间采用了VRV系统；对防烟楼梯间、消防电梯间前室和合用前室进行加压送风设计；对走道进行排烟设计；对卫生间单独进行排风设计。
本设计中，最有特色的部分就是采用的大金水源热泵VRV。
关键词：
空调；一次回风全空气系统；VRV系统
第一章前言
1．1建筑概况
本设计为广州市XX酒店空调系统设计。
广州市为夏热冬暖地区，地理位置为东经113.31℃，北纬23.13℃。
XX酒店地下两层，地上二十六层，十二到二十五为客房层，其他层为商业娱乐用房，主要为KTV，餐饮、棋牌、桑拿、会议等场所，为一个二十。
本设计主要针对地上一层到二十六层的空调设计和排风设计以及防火防排烟设计。
本次设计中，对于空间较大、运行班次相近及角系数相近的房间采用了全空气系统；对空间较小，需独立控制的房间采用了VRV系统；对防烟楼梯间、消防电梯间前室和合用前室进行加压送风设计；对走道进行排烟设计；对卫生间单独进行排风设计。
1．2设计任务
根据确定的室内外气象条件，土建资料，人体舒适要求及热源情况设计该酒店的空调系统、排风系统及防排烟系统设计。
1．3设计目的
本次设计为大四毕业设计，要求根据专业有关规范和标准，综合应用所学知识在老师指导下独立分析解决专业工程设计问题，培养整体设计的观念，能够利用语言，文字和图形表达设计意图和技术问题。
第二章设计依据及指导思想
2．1设计基本参数
根据建筑物所在的地区是广州，按《空调设计手册》等有关规定确定。
太原地区的和空调室外参数：
室外计算温度：
:
冬季采暖计算温度:
7℃
冬季空调计算温度:
5℃
夏季空调室外干球温度:
33.5℃
夏季空调室外湿球温度:
27.3℃
室外计算相对温度:
冬季:
70%，夏季:
83%。
大气压:
冬季:
1019.5hPa，夏季:
1004.5hPa。
室外风速:
冬季:
3.5m/s，夏季:
1.8m/s。
室内设计参数为：
室内要求温度夏季保持26℃，冬季按各房间使用情况综合确定。
2．2国家主要规范和行业标准
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95）（2005年版）
《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）
《民用建筑热工设计规范》（GB50176—93）
《通风空调工程施工质量验收规范》（GB50243—2002）
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242—2002）
《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2005）
《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264—97）
《05系列建筑标准设计图集》（DBGT04—19—2005）采暖通风专业（上册下册）05N1—N3;05N4—N6
《建筑工程设计文件编制深度规定<2008年版>》中华人民共和国建设部2008年11月
《采暖通风与空气调节制图标准》（GB/T50114—2010）
《采暖通风与空气调节术语标准》（GB50155—92）
《不同气候区（或不同省）公共建筑节能设计地方规范和标准》
2．3设计指导思想
毕业设计是大学四年学习的一次全面总结，要综合运用所学的基础理论和专业知识以及贯彻科学、节能、绿色系统的总则，并联系实际来解决工程设计问题。
通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求。
并满足国家及行业有关规范﹑规定的要求，利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。
第三章空调系统设计
3.1土建资料
3.1.1体型系数及窗墙比
由本建筑基本参数可得本建筑物体形系数为0.1，小于0.3，符合节能标准。
窗墙比：
朝向
窗类型
窗面积
墙面积
窗墙比
传热系数
北
双层透明中空玻璃6mm
1686.43
6110.2
0.276
3.34
南
双层透明中空玻璃6mm
1624.09
3899.75
0.416
3.34
东
双层透明中空玻璃6mm
233.15
1149.75
0.203
3.34
西
双层透明中空玻璃6mm
219.39
1214.55
0.181
3.34
水平倾角：
0
塑钢中空玻璃窗
0
1457.6
0
2.61
3.1.2围护结构的选择：
外墙：
轻集料混凝土砌块框架填充墙-玻璃棉板60
材料名称
厚度mm
干密度kg/m^3
导热系数W/（m.K）
比热容kJ/（kg.K）
导热系数修正
热阻（㎡.K）/W
外装饰层
20
1900
1.1
1.05
1
0.02
通风空气层
50
1.16
0.95
1.1
1
0.05
玻璃棉板（矿棉、岩棉）
60
100
0.06
0.75
0.93
0.08
轻集料混凝土空心砌块
200
1500
0.76
0.88
1
0.23
15mm内墙面抹灰层
15
1600
0.81
0.84
1
0.02
各层之和
345
--
--
--
--
0.39
传热系数K
0.61
做法编号
做法名称
轻集料混凝土砌块框架填充墙-玻璃棉板60
传热系数W/（㎡K）
0.61
内墙：
砖墙（002002）
材料名称
厚度mm
干密度kg/m^3
导热系数W/（m.K）
比热容kJ/（kg.K）
导热系数修正
热阻（㎡.K）/W
水泥砂浆
20
1800
0.93
0.84
1
0.02
砖墙
180
1800
0.81
0.88
1
0.2
水泥砂浆
20
1800
0.93
0.84
1
0.02
各层之和
220
--
--
--
--
0.25
传热系数K
2.02
做法编号
做法名称
砖墙（002002）
传热系数W/（㎡K）
2.02
屋顶：
非上人加气混凝土砌块100-聚苯板50
材料名称
厚度mm
干密度kg/m^3
导热系数W/（m.K）
比热容kJ/（kg.K）
导热系数修正
热阻（㎡.K）/W
混凝土板
20
30
0.03
1.38
100
0.01
架空层
200
1.16
0.95
1.1
100
0.18
防水层
5
600
0.18
1.47
100
0
15厚水泥砂浆找平层
15
1800
0.93
0.84
1
0.02
最薄30厚轻集料混凝土找坡层
30
30
0.03
1.38
2
0.02
加气混凝土砌块500
100
500
0.21
0.84
1
0.12
聚苯板
50
30
0.04
2.09
2.7
0.02
钢筋混凝土屋面板
200
1000
1
0.88
1
0.23
各层之和
620
--
--
--
--
0.61
传热系数K
0.55
做法编号
做法名称
非上人加气混凝土砌块100-聚苯板50
传热系数W/（㎡K）
0.55
楼板：
楼面-38
材料名称
厚度mm
干密度kg/m^3
导热系数W/（m.K）
比热容kJ/（kg.K）
导热系数修正
热阻（㎡.K）/W
水泥刨花板
（二）
25
700
0.19
2.01
1
0.01
钢筋混凝土
80
2500
1.63
0.84
1
0.1
木丝板
50
400
0.16
2.09
1
0.02
各层之和
155
--
--
--
--
0.13
传热系数K
1.39
做法编号
做法名称
楼面-38
户门：
节能外门
材料名称
厚度mm
干密度kg/m^3
导热系数W/（m.K）
比热容kJ/（kg.K）
导热系数修正
热阻（㎡.K）/W
松木云杉热流方向垂直木纹
25
500
0.14
2.51
1.1
0.01
各层之和
25
--
--
--
--
0.01
传热系数K
3.02
外窗：
双层透明中空玻璃6mm
材料名称
厚度mm
干密度kg/m^3
导热系数W/（m.K）
比热容kJ/（kg.K）
导热系数修正
热阻（㎡.K）/W
平板玻璃
6
2500
0.76
0.84
1
0.01
热流水平（垂直）10mm
6
1.16
0.08
1.01
0.63
0.01
平板玻璃
6
2500
0.76
0.84
1
0.01
各层之和
18
--
--
--
--
0.02
传热系数K
3.34
3.1.3照明与人员密度的确定
人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的。
照明由建筑电气专业提供，照明设备为明装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，利用自然通风散热于顶棚内。
各类型房间人员与照明标准见下表。
房间类型
照明（W/人）
人员密度（人/m2）
接待室
60
0.13
大会议室
40
0.67
办公室
50
0.10
门厅
40
0.30
棋牌室
40
0.05
乒乓球室
40
0.32
娱乐室
40
0.70
3.1.4层高
该酒店地上一层的层高为4.8m，二层至十一层的层高均为4m，十二层到二十六层的层高为3.5m。
3．2冷负荷组成
（1）通过围护结构传入室内的热量
（2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量
（3）人体散热量
（4）照明散热量
（5）设备、器具、管道以及其他室内热源的散热量
（6）食品或物料的散热量
（7）渗透空气带入室内的热量
（8）伴随各种散湿过程产生的潜热量
3．3负荷计算
3.3.1冷负荷的计算
冷负荷计算是空调设计及合理选用空调设备的主要依据。
从性质上来看，空调冷负荷可分为围护结构冷负荷和室内冷负荷。
本设计中利用冷负荷系数法逐时计算空调冷负荷。
一.围护结构冷负荷
1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
（3-1）
（3-2）
式中：
QC（t）——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/（m²ºC）；可根据外墙和屋面的不同构造，由《暖通空调》附录2—2和附录2—3中查取；
ｔR——室内计算温度，ºC
——冷负荷计算温度逐时值，ºC；根据外墙和屋面的不同类型分别在《暖通空调》附录2—4和附录2—5中查取；
ｔd——地点修正值见表（1—1）；
ｋa——外表面放热系数修正值，外表面放热系数ａw=18.6W/m²ºC时，
ｋa=1.03；
ｋρ——吸收系数修正，查表取外墙：
ｋρ=0.97，屋面：
ｋρ=0.94。
2.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
（3-3）
式中：
Qc（t）——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；
Aw——窗口面积，ｍ²；
Kw——外玻璃窗的传热系数，W/m²ºC；根据ａi=8.7W/m².k，ａo=18.06W/m².k查得K=2.99W/m²ºC；
ｔc（t）——外玻璃窗的冷负荷计算温度逐时值，ºC，《暖通空调》附录2-10中查得：
ｃw——玻璃窗传热系数修正值；金属窗框，80%玻璃双层窗，ｃw=1.20；
ｔd——窗玻璃地点修正值《暖通空调》附录2-11查得ｔd=3ºC；
3.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
（3-4）
式中：
Ca——有效面积系数，《暖通空调》附录2-15查得，双钢窗Ca=0.75；
Cs——玻璃窗的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得，3mm厚普通玻璃Cs=0.96；
Ci——窗内遮阳设施的遮阳系数由《暖通空调》附录2-14查得；浅色，
Ci=0.5；
CLQ——窗玻璃冷负荷系数，无因次，北区内遮阳，由《暖通空调》附录2-17查取；
Djmax——日射得热因数，W/m²；由《暖通空调》附录2-12查得；
A——窗口面积，ｍ²。
4．内围护结构冷负荷
（3-5）
式中：
K——内围护结构（内墙、楼板等）的传热系数，W/m²ºC；
A——内围护结构的面积，ｍ²；
ｔo.m——夏季空调室外计算日平均温度，ºC；
Δta——附加温升，可按《暖通空调》表2-10选取Δta=1ºC；
ｔR——室内计算温度，ºC；
二.室内冷负荷
1.人员散热引起的冷负荷
（3-6）
（3-7）
式中：
——人体显热散热引起的冷负荷，W；
——不同室温和劳动性质成年男子显然散热量，W,见《暖通空调》表2-13；
n——室内全部人数；参见人员分布及照明；
——群集系数，见《暖通空调》表2-12，取Φ=0.93；
CLQ——人体显热散热热冷负荷系数，由附录2-23中查得。
QC——人体潜热形成的冷负荷，W；
——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W,见《暖通空调》表2-13。
人员散热引起的冷负荷
（3-8）
式中：
——人体显热散热引起的冷负荷，W；
n——室内全部人数；参见人员分布及照明；
q——室内人员的全热散热量（W）；
——群集系数，见《暖通空调》表2-12。
2.照明散热引起的冷负荷
（3-9）
式中：
——照明散热引起的冷负荷，W；
N——照明灯具所需功率，KW；
ｎ1——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间顶棚内时，n1=1.2；
ｎ2——灯罩隔热系数，利用自然通风散热于顶棚内时，ｎ2=0.5；
——照明散热冷负荷系数，可由《暖通空调》附录2-22查得。
3.3.2热负荷的计算
建筑物采暖设计的热负荷在《采暖通风与空气调节规范》中明确规定应当根据建筑物散失和获得的热量确定。
冬季热负荷包括围护结构的基本耗热量及加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的附加耗热量。
在工程实际中，围护结构的基本耗热量按一维稳定传热过程计算.即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其他传热过程参数都不随时间变化。
一.围护结构基本耗热量：
（3-10）
式中：
QJ——围护物的温差传热量，又称维护结构基本耗热量，W；
K——围护结构的传热系数，W/（m2.℃）；
A——围护结构的面积，m2；
ｔR——冬季室内计算温度，℃；
tw——冬季室外空气计算温度，℃；
a——围护结构的温差修正系数，取决于非供暖房间或空间的保温性能以及透气状况。
二.朝向附加耗热量：
朝向附加耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。
不同朝向的围护结构的修正率见下表。
项目朝向
修正率
北、东北、西北朝向
0
东、西朝向
－5％
东南、西南朝向
－10％～－15％
南向
－15％～－25％
本设计中，北向取0％，东、西朝向取－5％，南向取20％。
三.高度附加耗热量：
由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。
因此规定：
当房间净高超过4米时，每增加1米，附加率为2％，但最大附加率不超过15％。
应注意：
高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和上。
在本设计中，由于建筑物二至十一层层高均未超过4米。
因此高度附加率为零。
四.风力附加耗热量：
风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对维护结构基本耗热量的修正。
在计算基本耗热量时，外表面换热系数是对应风速约为4m/s的计算值。
我国大部分地区冬季平均风速为2～3m/s。
因此《规范》规定，一般情况下，不必考虑风力附加。
在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出，此部分耗热量为冷风渗透耗热量。
为防止外界环境空气进入空调房间，干扰空调房间内温湿度变化而破坏室内洁净度，需要在空调系统中由一定量的新风来保持房间的正压。
由于空调建筑室内通常保持正压，因而在一般情况下，不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气和由门，孔洞等侵入室内的冷空气引起的耗热量。
3.3.3湿负荷的计算
房间的散湿主要是设备与人员散湿。
相对于人员散湿，设备的散湿量相对较小故在此只计算人员散湿即可。
计算公式为：
（3-11）
式中:
g——成年男子的小时散湿量g/h,查《暖通空调》表2-13得g=109g/h；
n——室内全部人数；
——人体散湿量，kg/s；
——为群集系数，查《暖通空调》表2-12得
=0.92。
3.3.4新风负荷
一、新风量的计算
新风量主要作用满足下面三个条件：
1）满足卫生要求；
2）补充局部排风量；
3）保证空调房间内的“正压”要求。
在实际工程中，如前所述，对于大多数场合，当按上述方法得出的新风量不足总风量的10%时，应按10%计算，以确保卫生和安全。
（3-12）
式中：
Gw——新风量，m3/h；
n——人数；
gw——每人每小时新风量，m3/h。
故各房间的功能与风量如表4-3所示。
二、新风负荷计算
夏季：
（3-13）
式中：
Qc.o——夏季新风冷负荷，KW
M0——新风量kg/s
ho——室外空气焓值kj/kg
HR——室内空气焓值kj/kg
冬季：
（3-14）
式中：
Qh.o——冬季新风热负荷KW
cp——空气定压比热kj/（kg.ºC）,取1.005
to——冬季空调室外空气计算温度ºC
tR——冬季空调室内空气计算温度ºC
3.3.5计算举例
以一层商务中心为例，按各项条件，分项计算如表3.1：
表3.1一层商务中心负荷计算表
17019[豪华四套间19]
北外墙
长：
16.8
宽（高）：
3.5
面积：
42.84
传热系数：
1.47
传热负荷温差
8.99
8.74
8.52
8.35
8.26
8.23
8.26
8.35
8.48
8.66
8.87
9.11
9.36
总辐射照度W/㎡
202
194
170
178
180
178
170
194
202
189
94
0
0
冷负荷
567
552
538
527
521
519
521
527
535
546
560
575
591
北外窗
长：
8.4
宽（高）：
1.9
面积：
15.96
传热系数：
3.34
传热负荷温差
4.03
4.7
5.32
5.96
6.55
7.04
7.36
7.48
7.27
7.17
6.79
6.23
5.62
直射面积
15.96
15.96
15.96
0
0
0
15.96
15.96
15.96
15.96
15.96
0
0
辐射照度W/㎡（直|散）
28|94
8|121
0|136
0|146
0|148
0|146
0|136
8|121
28|94
54|65
41|24
0|0
0|0
冷负荷
1461
1556
1694
1800
1955
2067
2162
2181
2214
2282
1982
1128
970
西内墙
长：
9.9
宽（高）：
3.5
面积：
34.65
传热系数：
2.02
邻室温差
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
冷负荷
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
东内墙
长：
9.9
宽（高）：
3.5
面积：
34.65
传热系数：
2.02
邻室温差
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
冷负荷
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
568
南内墙
长：
16.8
宽（高）：
3.5
面积：
54.6
传热系数：
2.02
邻室温差
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
冷负荷
895
895
895
895
895
895
895
895
895
895
895
895
895
南内门
长：
2
宽（高）：
2.1
面积：
4.2
传热系数：
3.35
邻室温差
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
冷负荷
114
114
114
114
114
114
114
114
114
114
114
114
114
楼板
长：
74.19
宽（高）：
3
面积：
222.56
传热系数：
1.39
邻室温差
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
冷负荷
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
2513
人体
显热|全热
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
429|691
湿负荷
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
0.1084
新风[冷]
显热|全热
1738|4431
1738|4431
1738|4431
1738|4431
1738|4
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