暖通空调课设说明书.docx
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暖通空调课设说明书
学号：
1*********
成绩：
课程设计说明书
设计名称
大型公共建筑暖通空调课程设计
设计题目延安市某办公楼暖通空调工程设计
学
院
市政与环境工程学院
建筑环境与设备工程1303班
戴鹏飞
敖永安
专业班级
学生姓名
指导老师
延安某办公楼暖通空调工程设计
摘要：
本设计为延安市某办公楼采暖和空调工程设计，按照一般计算负荷的方法，采用热负荷法计算建筑物的热负荷，采用冷负荷系数法计算建筑物的热、湿负荷，考虑到建筑物的结构和使用功能方面，在设计采暖系统时，采用上供下回单管同程的采暖系统；在设计空调水系统时，采用风机盘管加独立新风系统一种。
然后，进行风机盘管、新风处理设备和风管和水管的水力计算，系统压损等等。
课程设计是教学计划中一个重要的教学环节，是培养我们运用所学的基础理论、基本知识和基本技能分析解决实际问题能力的一个重要环节。
通过设计综合运用和深化所学专业理论知识，培养独立工作能力，分析解决一般工程实际问题的能力，使我们受到工程技术和科学研究的基本训练。
关键词：
空调系统；冷负荷；水力计算；独立新风系统；风机盘管
第一章工程概况
1.1引言
随着我国经济的发展，人民生活水平大幅提高，对空调的需求也越来越大。
空调不再是过去奢侈品的象征，而是成为人们生活质量提高的重要标志之一。
因此，人们对暖通空调系统及工程设计也提出了更高的要求，所以在设计的过程中，舒适性、经济性和节能性成为首要考虑的因素。
如今城市中汇集各种功能的大中型建筑如雨后春笋般发展迅速，无论人们的工作学习，还是生活休闲，大部分的时间都是在钢筋水泥般的室内度过，人们从过去单一的对室内温度的要求，进一步提升到对室内相对湿度，室内换气通风，室内空气品质等多方面的需求。
因此本设计充分考虑到各方面的因素对空气品质的影响，保证人们生活和工作的舒适性。
我国现有散热器生产企业约一千多家,是一个散热器生产大国,1999年总产量达2.5亿片“760”标准片（每片散热量128W）,年总产值达50亿元以上。
目前,我国仍以灰铸铁散热器为主,产销量最大,约占总产量的65%,年耗生铁约100万吨。
我国的出口.片不少户主要是灰铸铁散热器;钢制散热器由于运行管理、腐蚀渗漏等原因,目前国内使用量仍不大,约占总产量的30%左右;轻型美观的铝制散热器近几年发展很快,新产品不断涌现。
散热器产品归建设部主管,具体由中国建筑金属结构协会采暖散热器委员会进行行业管理。
我国供暖散热器的类型：
1、铸铁—柱型、柱翼型、长翼型、管翼型（圆翼、方翼、矩翼、异形翼、针翼）、板翼型、定向对流型；2、钢制—板型、柱型、柱翼型、串片型、扁管型、翅片管型、管栅型、组合型；3、铝制—柱翼型、管翼型、板翼型、牵拉型、复合型；4、其它—铜制、铜管铝串片对流器、塑料、陶瓷、辐射板、辐射管、电热膜、电热缆、地板型等。
空气调节,简称空调。
用人为的方法处理室内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度的技术。
可使某些场所获得具有一定温度和一定湿度的空气，以满足使用者及生产过程的要求和改善劳动卫生和室内气候条件。
一般比较合理的流程是:
先使外界空气与控制温度的水充分接触，达到相应的饱和湿度，然后将这饱和空气加热使其达到所需要的温度。
当某些原始空气的温度和湿度过低时，可预先进行加热或直接通入蒸汽，以保证与水接触时能变为饱和空气。
最初的空调、电冰箱使用氨、氯甲烷之类的有毒气体。
这类气体泄露后会酿成重大事故。
ThomasMidgley,Jr.在1928年发明了氯氟碳气体（chlorofluorocarbongas），并将其命名为氟利昂。
这种制冷剂对人类安全得多，但是对大气臭氧层有害。
氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC类冷冻剂的商标，其中每一类冷冻剂名称还包括一个数字，以表示其成分的分子组成（例如R-11,R-12,R-22,R-134）。
其中，在直接蒸发式适度冷却产品领域应用最广的R-22HCFC制冷剂将于2010年起停止用于新生产的设备中，并于2020年彻底停止使用。
R-11和R-12在美国已经停产。
作为替代品，一些对臭氧层无害的制冷剂已投入使用，包括商品名为“Puron”的制冷剂R-410A。
空调工程师们通常把空气调节的应用大致分为“舒适性应用”和“工艺过程性应用”。
空调技术近几年在我国迅猛发展，空调再也不是只有富裕人家能用的奢侈产品，随着空调的普及，空气调节技术也日渐成熟，成为我们有一种大量投入使用的设备。
1.2设计任务
大型公用建筑暖通空调课程设计任务书
设计时间
2015年10月19日—2014年11月13日
设计题目
大型公用建筑暖通空调课程设计
设计条件
1、地点：
延安市。
2、建筑结构、平面布置及使用性质：
见土建条件图。
3、设计依据：
我国有关暖通空调专业的现行设计标准、设计规范。
4、设计资料：
相关的设计指南、设计手册及实习收集的资料和教师协助提供的参考图、相关设计样本等。
5、气象资料（参考各地参数）
延安室外计算参数：
北纬36.6'，东经109.5'，海拔953.6米；
大气压力：
夏季90.3kpa，冬季91.33kpa；
年平均温度：
9.9℃；
室外计算（干球）温度：
采暖-19℃；
冬季空调-22℃；
冬季通风-12℃；
夏季通风28℃；
夏季空调31.4℃；
夏季空调日平均27.2℃；
夏季空调室外计算湿球温度22.8℃；
室外计算相对湿度：
最冷月平均64％；
最热月平均52％；
最热月14时平均64％；
室外风速：
冬季平均3.1m/s；
夏季平均2.9m/s；
最多风向及其频率：
冬季Ｎ13％；
夏季Ｓ17％；
全年Ｓ12％；
冬季日照率58％；
最大冻土深度148cm；
6、动力与能源资料
动力：
工业动力用电；
能源：
采暖热媒为95-70℃热水，由集中锅炉房供给；冷媒为7-12℃冷水，由自备集中冷冻机房供给。
设计任务
供暖工程部分
1、采暖室内外参数的确定
如：
设计手册，有关规定。
延安：
tw’=-19℃，冬季室外平均风速v=3.2m/s，tn=18℃
2、供暖系统设计热负荷计算
在设计过程中，可计算两个以上典型房间的设计热负荷，其余房间可按热指标方法计算。
采暖系统形式确定；
散热设备选型、散热器布置、散热设备计算；
采暖系统水力计算；
采暖系统附属设备的设置、选择计算；
坡度、坡向，排气泄水设备，管路支架；
采暖平面图、系统图绘制。
空调工程部分
1、确定室内外设计参数：
包括冬、夏季室内外设计计算参数；室内的温度、湿度、风速、新风量、噪声、含尘量等参数。
2、确定空调负荷：
包括围护结构传热及太阳辐射、新风负荷，人体及照明设备形成的负荷。
3、冷、热源主机的配置方案：
包括制冷与供热主机类型选择比较，空调系统供冷热原理图图，水泵、冷却塔、换热器的配置。
4、空调系统的划分与组成：
包括全空气系统与空气－水系统等方案，空调送、回风管道布置方案。
5、空气处理过程（包括冬、夏季空调过程）
送风状态的确定；
送风量计算；
新风量、回风量计算；
冷量计算与除湿量计算；
加热与加湿量的计算。
6、空气处理设备的选择：
包括空调机组、风机盘管。
7、气流组织设计：
送、回风口布置及其选择计算。
8、风道水力计算及送、排风设备选择。
9、水系统的水力计算：
确定管径、定压方式及其装置、水泵的选择计算。
设计要求
（一）对设计说明书内容的要求
内容应包括：
设计任务书、设计构想、系统型式确定、冬季采暖热负荷计算表、夏季空调负荷计算表、采暖系统水力计算表、空调风系统水力计算表、空调水系统水力计算表等。
（二）图纸要求
供暖工程部分
1、平面图（底层、顶层、标准层）；
2、采暖系统图。
空调工程部分
1、空调风系统平面图；
2、空调水系统平面图。
图纸一律按相关的制图标准绘制。
第二章供暖系统设计
2.1房间热负荷计算
供暖系统设计热负荷是指在某一是外温度下，为了达到要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
它是设计供暖系统基本依据。
冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量来确定。
失热量有：
（1）维护结构传热耗热量Q1；
（2）加热由门、窗缝隙渗入的冷空气的耗热量Q2，称为冷风渗透耗热量；
（3）加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3；
（4）水分蒸发的耗热量Q4；
（5）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；
（6）通风耗热量。
通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量Q6；
得热量有：
（7）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7；
（8）非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量Q8；
（9）热物料的散热量Q9；
（10）太阳辐射进入室内的热量Q10；
此外，还有通过其他途径散失或获得的热量Q11。
对没有装置机械通风系统的建筑物，供暖系统的设计热负荷可用下式表示：
在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分几部分进行计算。
式中
—维护结构的基本耗热量；
—维护结构的附加（修正）耗热量。
维护结构的基本耗热量，可按下式计算
式中
—维护结构的传热系数，
；
—维护结构的面积，m2；
—冬季室内计算温度，℃；
—供暖室外计算温度,℃；
—维护结构的温差修正系数。
整个建筑物或房间的基本耗热量：
冷风渗透耗热量：
式中
为房间内部体积，
冷风侵入耗热量：
—外门基本耗热量
N—考虑冷风侵入的外门附加率
门厅：
N=80n%，n=1，
餐厅：
N=80n%，n=1，
卫生间：
N=80n%，n=0.2
以1001房间为例，
1．维护结构的基本耗热量：
北外墙面积为28.8㎡，北外窗面积为19.80㎡传热系数K=0.54
传热系数K=2.60
=413.3w/㎡
2．冷风渗透耗热量：
南外窗为1.9w北外窗为3.0w北外门为7.2w
=147w
3．冷风侵入耗热量：
4.总耗热量为Q=Q1+Q2+Q3=2457.6w
计算1002的房间热负荷：
1．维护结构的基本耗热量：
北外墙面积为28.08㎡北外窗面积为10.5㎡传热系数K=0.54
南外窗面积为3.6㎡传热系数K=2.60
被外门面积为2.1㎡传热系数K=2.5
=3140.8w/㎡
2．冷风渗透耗热量：
南外窗为1.9w北外窗为3.0w北外门为6.6w
=13.4w
3．冷风侵入耗热量：
4.总耗热量为Q=Q1+Q2+Q3=4079w
5.各层房间负荷汇总表：
参数
面积（㎡）
采暖围护结构基本耗热量
冬季采暖围护结构附加耗热量
冬季采暖围护结构耗热量
冬季采暖缝隙渗透耗热量
冬季采暖空气渗透耗热量
冬季采暖外门开启冲入冷风耗热量
采暖负荷统计
1001[卫生间,2]
12
4079
64
480
28
0
0
1002[警史陈列厅]
270
7386
452
8528
306
0
0
1003[安全科]
60
2744
-278
2465
20
0
0
1004[巡防队,2]
31
1231
-242
989
15
0
0
1005[值班室]
31
1231
-242
989
15
0
0
1006[收发室]
31
1231
-242
989
15
0
0
1007[前厅]
275
12564
-1984
10091
0
0
4635
1008[消防控制室]
91
3867
-585
3106
46
0
0
1009[办公室]
20
0
0
0
0
0
0
2001[会议室]
135
4767
-278
4496
29
0
0
2002[会议室]
62.1
2299
-288
1846
29
0
0
2003[会议室]
62.1
2299
-288
1846
29
0
0
2004[会议室]
62.1
2299
-288
1846
29
0
0
2005[会议室]
62.1
2299
-288
1846
29
0
0
2006[会议室]
135
4767
-278
4496
71
0
0
2007[会议室]
57.6
2299
226
2654
95
0
0
2008[会议室服务处]
27.5
1135
176
1311
48
0
0
2009[会议室]
86.4
3448
275
3981
143
0
0
3001[情报室]
40.2
1835
7
1843
5
0
0
3002[保密室]
84.6
3508
214
3860
102
0
0
3003[资料室]
84.6
3508
214
3860
102
0
0
3004[保密机房]
84.6
3508
214
3860
102
0
0
3005[公共安全存放处]
40.2
1835
7
1843
20
0
0
3006[基础防控队]
91
5223
-318
4729
51
0
0
3007[值班室,3]
31
1586
-219
1366
15
0
0
3008[综合队]
62.1
3173
-263
2734
31
0
0
3009[特警管理队]
62.1
3173
-263
2734
31
0
0
3010[法轮功案件管理队]
62.1
3173
-263
2734
31
0
0
3011[有害气体管理队]
62.1
3173
-263
2734
31
0
0
3012[宗教管理队]
62.1
3173
-263
2734
31
0
0
3013[案件分析研判室]
60
2852
-278
2574
15
0
0
2.2散热器片数计算
计算散热器片数，根据房间热负荷和以及平均热煤温度，散热器的传热系数、散热器的安装方式、连接方式等确定。
设供回水温度为95/70℃采用柱翼780型散热器，支管与散热器连接为同侧上进下出,散热器的传热系数表达式为:
散热器组装片数修正系数
先假定为1.0
散热器连接形式修正系数
，
=1.0
散热器安装形式修正系数
，
2.3采暖系统水力计算
系统的初步设计完成后，要进行进一步的水力计算，目的在于初步了解各管段的压力损失，观察各个环路是否平衡，易于各并联环路的平衡。
水力计算的情况通常有三种：
1.也用在已知各管段的流量和选定的比摩阻值或流速值的场合，此时选定的R值和v值常采用经济值，称经济比摩阻或经济流速；
2.第二种情况的比摩阻用于校核计算；
3.通过管段的管径d和该管段的允许压降P来确定通过该管段的流量。
采暖系统水力计算见附录。
第三章空气调节方案的比较和选择
3.1集中式空调系统的比较
（一）集中式空调系统的特点
（1）机房面积较大，层高较高；
（2）有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上；
（3）空调送风管系统复杂，布置困难；
（4）支风管和风口较多时不易均衡调节风量；
（5）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，充分利用室外信风，减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间；
（6）对于热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间，不经济；
（7）部分房间停止工作不需空调时，整个空调系统仍须运行，不经济；
（8）空调与制冷设备集中安设在机房，便于管理和维修
（9）可以严格的控制室内温度和室内相对湿度；
（10）可以有效的采取消声和隔振措施；
（11）空调房间之间有风管连通，使各房间相互污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延。
（二）集中式空调系统的使用条件
（1）房间面积大或多层，多室而热湿负荷变化情况类似；
（2）新风量变化大；
（3）室内温度，湿度，洁净度，噪声，振动等要求严格；
（4）全年多工况节能；
（5）采用天然冷源
（三）风机盘管空调系统的特点
（1）只需要新风空调机房，机房面积小；
（2）风机盘管可以安设在空调房间内；
（3）分散布置，敷设各种管线较麻烦；
（4）放室内时，不接送回风管；
（5）当和新风系统联合使用时，新风管较小；
（6）灵活性大，节能效果好，可根据各室负荷情况自行调节；
（7）盘管冬夏兼用，内壁容易结垢，降低传热效率；
（8）无法实现全年多工况节能运行调节；
（9）布置分散，维修管理不方便，水系统复杂，易漏水；
（10）对室内温湿度要求较严时，难于满足；
（11）必须采用低噪声风机，才能保证室内要求；
（12）各空调房间之间不会互相污染。
（四）全空气系统特征
（1）室内负荷全由处理过的空气负担；
（2）空气比热、密度小，需空气量多，风道断面大，输送耗能大。
（五）集中混合式一次回风系统的特征
（1）除部分新风外使用相当多数量的循环空气（回风）；
（2）在空气处理箱前进行混合，该系统是普通应用最多的全空气系统；
空气-水系统即风机盘管加新风系统分为两种：
新风负担室内负荷和新风不负担室内负荷。
空气-水系统:
由处理过的水和新风共同负担室内负荷或只有水负担室内负荷。
风机盘管新风供给方式有房间缝隙自然渗入；机组背面墙洞引入新风；单设新风系统独立供给室内；单设新风系统供给风机盘管。
3.2方案的选择
空气调节系统的划分应根据空气调节房间的使用特点，并考虑系统运行及调节的灵活和经济性，经过技术经济比较后确定。
一般空气调节系统不宜过大。
空气调节系统可按下列条件划分：
1.气调节房间的设计参数（主要是温度、湿度等）接近，使用时间接近时，宜划分为同一系统。
同一系统的各空气调节房间应尽可能靠近。
2.空气调节房间的瞬时负荷变化差异较大时，应分设系统。
可根据空气调节房间的朝向划分系统。
同一时间内分别需要供热和供冷的房间，宜分别划分系统。
3.空气调节房间所需新风量占送风量的比例相差悬殊时，可按比例相近者分设系统。
4.有消声要求的房间不宜与无消声要求的房间划分为同一系统，如必须划为同一系统时，应作局部处理。
5有空气洁净要求的房间不应与空气污染严重的房间划分为同一系统，也不宜与无空气洁净度要求的房间划为同一系统，如与后者划为同一系统时，应作局部处理。
6．空调房间面积很大时，应按内、外区分设系统。
一般距外围护结构4～6m范围内的面积为外区，其余面积为内区。
7．划分系统时，应使同一系统的风管长度尽量缩短，减少风管重迭，便于施工、管理、调试和维护。
高层民用建筑在其层高条件允许时，宜分层设置空调系统。
当需要在垂直方向分设空气调节系统（如新风系统）时，每个系统所辖层数一般为5～10层。
空调系统分类：
1．集中式→全空气，水—空气；全空气→定风量，变风量；定风量→单风道，双风道。
水—空气→FCU+PAU，诱导器。
2.式→窗式，分体式，柜式，户用热泵式。
一幢建筑物或一个空气调节区域采用哪种空气调节系统，应经过认真的技术经济比较后确定。
1.全空气定风量单风道系统可用于需要恒温、恒湿、无尘、无噪音等的高级环境的场合，如净化房间、医院手术室、电视台、播音室等；也可用于空调房间大或居留人员多，且房间温湿度参数、洁净度要求、使用时间等基本一致的场所，如商场、影剧院、展览厅、餐厅、多功能厅、体育馆等。
2.全空气定风量双风道系统可用于需要对空调区域内的单个房间进行温湿度控制，或由于建筑物的形状或用途等原因，使得其冷热负荷分布复杂的场所。
这种系统的设备费和运行费高，耗能大，一般不宜采用。
3.全空气变风量系统可用于空调区域内的各房间需要分别调节室温，但温度和湿度控制精度不高的场所，如高档写字楼和一些用途多变的建筑物。
变风量系统尤其适用于全年都需要供冷的大型建筑物的内区。
4.风机盘管加新风系统的空气调节系统能够实现居住者的独立调节要求，它适用于旅馆客房、公寓、医院病房、大型办公楼建筑，同时，又可与变风量系统配合使用在大型建筑的外区。
5.诱导机式系统可用于多房间需要单独调节控制的建筑；也可用于大型建筑物的外区。
6.窗式空调机式系统和分体空调机式系统的独立性强，适用于建筑物内空调房间布置分散、面积较小，要求运行时间不同的场合。
7.柜式空调机式系统可用于独立小型建筑物。
在设有集中冷源的大型建筑物中，少数因使用温度或使用要求不一致而需要单独运行空气调节的场合，如出租商店、餐厅、小型计算机房、电话机房、消防控制室等，也可采用柜式空调机。
8.各种热泵式系统独立性强，它可用于全年需要空气调节、冷热负荷接近的场所。
高大空间（房间高度超过10m，房间体积大于10000m3）的建筑物，应尽量采用分层空气调节方式。
当室内产生有害气体而不能使用循环空气，或全年都需要全部采用新鲜空气时，可选择直流式空气调节系统。
直流式空气调节系统运行时耗能大，应经过认真分析后再选用这类系统。
确定空气调节系统的运行工况时府考虑：
1.应尽量避免在空气处理过程中出现冷热抵消现象。
2.充分利用室外空气的自然调节能力，凡有条件者，都应考虑在过渡季使用全新风的可能。
3.在保证必须的新风量的条件下，空气调节系统在冬季和夏季应尽量采用较大的回风百分比，以节约能源。
室内散湿量较小，且全年使用的集中式系统，应考虑有变动一次回风比的可能性。
仅作夏季降温用的空气调节系统，一般不采用二次回风。
4.在大型民用建筑物的内区，当空气调节房间内冬季仍有余热时，应首先考虑充分利用室外低温空气进行降温处理，新风量和回风量的比例应可调节，以利节能。
5.在不影响空气调节效果的前提下，在不同季节，可采用不同的室内设计参数。
空气调节机房的布置原则：
1.调节机房应尽量邻近空气调节房间，以减少风管长度。
同时，离冷冻机房的距离不宜太远，以减少冷量损失。
必要时，空气调节机房可按集中与小分散相结合的原理布置。
2.空气调节机房的门、窗、基础、墙面和屋顶均应考虑隔声措施。
机房内所有转动设备均应考虑减振措施。
3.空气调节机房不宜与空调房间共用一个出人口，空调机房的门一律朝外开放。
机房内应设有地漏。
4.空气调节机房的面积和净高应按系统负荷的大小和参数要求而选定的设备及风管尺寸决定，并保证有足够的操作空间及检修通道。
5.无窗的空调机房，应有通风措施。
6.大型空调机房应有独立通往室外及搬运设备的出人口。
如设备构件过大不能由门搬人时，应予留安装孔洞。
7.大型空调机房应设置必要的管理室（或值班室）及厕所间。
管理室（或值班室）内应设电话。
高层或超高层民用建筑中的空气调节机房可布置在建筑物的地下室、顶层
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