扬州大学暖通空调课程设计报告.doc
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扬州大学
能源与动力工程学院
本科生课程设计
题目：
南京鸿翔酒店暖通空调设计
课程：
暖通空调
专业：
建筑电气与智能化
班级：
建电1102
姓名：
黄伟
学号：
111705206
指导教师：
丁兴凤
完成日期：
2014年1月5日
目录：
一：
阅读任务设计书 2
二、熟悉有关建筑图纸，收集有关设计资料 2
三、参观空调工程，以取得一定的工程实践知识 2
四、空调冷、热、湿负荷的计算 2
（一）、夏季空调室内冷负荷的构成 3
（二）、夏季新风冷负荷的计算 4
（三）、各房间夏季湿负荷的计算 4
（四）、各房间冷、湿负荷汇总 4
（五）冬季空调室内热负荷的构成 5
（六）、冬季新风热负荷的计算 5
（七）、各房间冬季湿负荷的计算 5
（八）各房间热、湿负荷汇总 5
（九）建筑物总冷、热负荷汇总及空调冷热源设备需要提供的总供冷量和总供热量 5
五、空调方案、冷热源方案的比较和确定 6
（一）空调方案及空调系统形式的比较和选择：
6
（二）新风系统的功能与划分，新风机房的位置及新风处理设备的形式：
8
（三）房间中的新风供给方式的比较和确定：
8
（四）室内气流分布方式的比较和确定，送回风口形式的确定：
8
（五）空调水系统形式的选择和水系统的划分 10
（六）管道、设备、风口等布置方案 11
（七）冷热源方案的比较及选择：
12
六、空调风系统的设计计算 12
（一）空气处理设备的选型：
12
（二）室内气流分布计算 14
（三）新风系统的水力计算 15
七、空调水系统的设计计算 16
（一）布置空调循环水管、冷凝水管，画出水力计算草图 16
（二）确定各管段的水流量 16
（三）空调循环水系统排气和泄水的考虑 16
（四）空调冷凝水管管径大小的确定 16
（五）、冷热源机房的设计 16
（六）冷却水系统的设计 17
（七）其它辅助设备的选择 17
八、通风系统的设计 17
九、室内温、湿度控制方案，空调系统的运行调节方案：
17
（一）风机盘管的控制方案：
17
（二）新风系统的控制方案 18
（三）变流量系统的运行调节：
19
十、管路及设备的保温 19
（一）确定哪些管路和设备需要保温 19
（二）保温材料的选择，保温层厚度的确定，保温结构的做法（略） 19
附录：
19
参考书目 19
一：
阅读任务设计书。
二、熟悉有关建筑图纸，收集有关设计资料（建筑、气象、工艺等）
三、参观空调工程，以取得一定的工程实践知识（已在课程参观中完成）。
四、空调冷、热、湿负荷的计算
典型房间平面布置
（一）、夏季空调室内冷负荷的构成：
包括：
建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形成的冷负荷
1．建筑围护结构的冷负荷
（1）通过外墙和屋面瞬时传热而形成的冷负荷
Qc（τ）=AK（tc（τ）—tR）
（2）通过外窗内外温差的瞬时传热和透过窗玻璃的日射得热而形成的冷负荷
Qc（τ）=KwAw（tc（τ）—tR）
（3）通过内墙、内门、等内维护结构和地面传热而形成的冷负荷
Qc（τ））=KiAi（to.m+△ta—tR）
2．内热源（工艺设备、人体、照明等）散热形成的冷负荷
（1）照明散热形成的冷负荷
白炽灯Qc（τ）=1000NCLQ
荧光灯Qc（τ）=1000n1n2CLQ
（2）人体散热形成的冷负荷
Qc（τ）=qsnφCLQ
（3）工艺设备散热形成的冷负荷
Qc（τ）=QsCLQ
3.渗透风耗冷量：
有空调的房间，其室内与室外应该保持5-10Pa的压差，所以此时空气只有通过门窗缝隙由室内渗透到室外，而不会有热空气从室外渗入室内，因而可不考虑渗透风带入的耗冷量。
（二）、夏季新风冷负荷的计算
1.各房间最小新风量的确定
（1）卫生要求：
即按规范规定需要的最小新风量为：
标准间30m3/h·人，其它：
15-25m3/h·人；
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人） MO=30m3/h×6=180m3/h
鸿翔酒店标准间（2人）：
MO=30m3/h×2=60m3/h
（2）补偿局部排风及保持室内正压要求（要求室内正压维持9.8Pa）：
标准间的局部排风量按各卫生间换气次数5次/h计算；维持空调室内正压按各房间换气次数0.5-0.7次/h计算；
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
Mo=M房间间=0.6×13.3×10.8×3.6=310.26243/h
鸿翔酒店标准间（2人）：
Mo=M房间+M卫生间=5×2.5×3.4×2.5+0.6×5.3×6.3×3.6=178.3724m3/h
（3）各房间最小新风量取①和②两者中的最大值。
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
MO=max{M正压+局排:
M卫生}=310.2624m3/h
鸿翔酒店标准间（2人）：
MO=max{M正压+局排:
M卫生}=178.3724m3/h
2.各房间新风冷负荷的计算
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
Q新=M（hO-hR）=310.2624×（94-61）×1.2/3600=3.4128kW
鸿翔酒店标准间（2人）：
Q新=M（hO-hR）=178.3724×（94-61）×1.2/3600=1.9109kW
（三）、各房间夏季湿负荷的计算
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
MW=0.278nφy×10-6=0.278×6×68×10-6=0.0756g/s
鸿翔酒店标准间（2人）：
MW=0.278nφy×10-6=0.278×2×68×10-6=0.0378g/s
（四）、各房间冷、湿负荷汇总
鸿翔酒店标准间夏季空调总冷负荷指标取95W/m2
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
Q总=13.3*10.8*95=13645.8W
鸿翔酒店标准间（2人）：
Q总=5.3*9.5*95=4783.25W
表1各房间冷、湿负荷汇总
单间总冷负荷/KW
单间新风量m3/h
单间总送风kg/s
夏季单间新风冷负荷/KW
单间湿负荷/g/s
每层数量
酒店标准间（2人）
4.783
178.3724
213.23
1.9109
0.0378
21
酒店电梯厅及休闲厅（6人）
13.645
310.2624
360.26
3.4128
0.0756
1
（五）冬季空调室内热负荷的构成
1．围护结构的基本耗热量（墙、吊顶、门、窗、地面）
Qj=AjKj（tR—to.w）a
2．附加耗热量（考虑朝向、风力及高度等修正）
3．冷风渗透耗热量（空调室内正压，一般不考虑）
Qi=0.278Lρaocp（tR—to.h）
（六）、冬季新风热负荷的计算
新风热负荷公式Qh.o=MOCP（TR-TO）
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
Qh.o=1.005×（310.2627×1.2/3600）×（26-（-4））=3.1155kW
鸿翔酒店标准间（2人）：
Qh.o=1.005×（178.3724×1.2/3600）×（26-（-4））=1.7926kW
（七）、各房间冬季湿负荷的计算（是否同夏季？
）同
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
MW=0.278nφy×10-6=0.278×6×68×10-6=0.0756g/s
鸿翔酒店标准间（2人）：
MW=0.278nφy×10-6=0.278×2×68×10-6=0.0378g/s
（八）各房间热、湿负荷汇总
鸿翔酒店标准间冬季空调总热负荷指标取65W/m2
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）：
Q总=13.3*10.8*65=9336.6W
鸿翔酒店标准间（2人）：
Q总=5.3*9.5*65=3272.75W
表2各房间的总热负荷汇总
房间类型
单间总热负荷/KW
单间新风热负荷/kw
单间新风量m3/h
单间湿负荷kg/s
鸿翔酒店标准间（2人）
3.2727
1.7926
178.3724
0.0378
鸿翔酒店电梯厅及休闲厅（6人）
9.3366
3.1155
310.2627
0.0756
（九）建筑物总冷、热负荷汇总及空调冷热源设备需要提供的总供冷量和总供热量
1.建筑物的总冷、热负荷为各房间所得负荷相加；
2.空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量应以建筑物总冷、热负荷为基础，加上:
（1）通风机机械能转变为热量、风管温升（或温降）漏风等引起的附加冷（热）负荷，：
风系统的冷（热）量附加—以附加系数K1表示，一般取：
制冷：
K1=5%-10%，制热K1=3%-6%
（2）水泵机械能转变为热量、冷冻水管温升（热水管温降）等引起的附加冷（热）负荷（即：
间接制冷系统的冷损失），简言之：
水系统的冷量附加，以附加系数K2表示，一般取：
制冷：
K2=7%-15%，制热K2=5%-10%
（3）计算空调冷源设备需要提供的的总供冷量时，要考虑同时使用系数（因冷指标的是基于夏季冷负荷得到的，而夏季冷负荷计算采用的是动态算法）以同时使用系数K3表示，一般取：
K3=70%-90%；计算空调热源设备需要提供的的总供冷热量时，不需要考虑同时使用系数（因热指标的是基于冬季热负荷得到的，而冬季热负荷计算采用的是稳态算法）
（4）因本工程为舒适型空调的类型，空调风系统夏季应采用最大送风温差送风，即：
应直接采用机器露点送风，而不应采用再热式系统，故不需要考虑再热冷负荷。
即：
Q冷=（1+K1）（1+K2）K3QCQ热=（1+K1）（1+K2）Qh
以此数据作为选择空调冷热源容量的大小，不应另作附加。
五、空调方案、冷热源方案的比较和确定
（一）空调方案及空调系统形式的比较和选择：
1.）全空气系统
（1）形式：
按送风参数：
单送风参数系统和双（多）送风参数系统
按送风量是否恒定：
定风量系统和变风量系统
按使用空气来源：
全新风、再循环系统和回风式系统
（2）特点：
全空气系统在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有较强的除湿能力，维修方便。
（3）适用场合：
大餐厅、火锅餐厅、剧场、商场、候机大厅、宾馆大堂等
2.）空气-水系统
（1）形式：
按末端设备形式：
空气-水风机盘管系统、空气-水诱导器系统和空气-水辐射板系统
（2）特点：
优点：
各房间的温度可独立调节，当房间不需要空调时，可关闭风机盘管，节约能源和运行费用。
。
各房间的空气互不串通，避免交叉污染。
风、水系统占用建筑空间小，机房面积小。
水、空气的传送能耗比全空气系统小。
缺点：
末端设备多且分散，运行维护量大。
风机盘管运行时有噪声。
对空气中悬浮颗粒物的净化能力、除湿能力和对湿度的控制能力比全空气系统弱。
（3）适用场合：
客房、人员密度不大的办公室、旧建筑等
3.）冷剂式系统：
（1）形式：
按外形:
1）单元柜式空调机组冷量7～116kw
2）窗式空调器 冷量1.5～7kw
3）分体式空调器
按制冷系统工作情况分热泵式单冷式
按冷凝器型式分水冷式风冷式
（2）特点：
空调机组具有结构紧凑，体积小，占地面积小，自动化程度高等优点。
空调机组可以直接设置在空调房间内，也可安装在空调机房内，所占机房面积较
小，只是集中空调系统的50%，机房层高也相对低些。
由于机组的分散布置，可以使各空调房间根据自己的需要启停各自的空调机组，
以满足不同的使用要求，因此，机组系统使用灵活方便。
同时，各空调房间之间也不会互
相污染，串声．发生火灾时，也不会通过风道蔓延，对建筑防火有利。
但是，分散布置，
使维修与管理较麻烦。
机组安装简单、工期短、投产快。
对于风冷式机组来说，在现场只要接上电源，
机组即可投入运行。
近年来，热泵式空调机组的发展很快。
热泵空调机组系统是具有显著节能效益和
环保效益的空调系统。
（-般来说，机组系统就地制冷、制热，冷、热量的输送损失少。
机组系统的能量消费计量方便，便于分户计量，分户收费。
空调机组能源的选择和组合受限制。
目前，普遍采用电力驱动。
空凋机组的制冷性能系数较小，一般在2.5-3。
同时，机组系统不能按室外一般气象参数的变化和室内负荷的变化实现全年多工况节能运行调节，过渡季也不能用全新风。
整体式机组系统，房间内噪声大，而分体式机组系统房间的噪声低。
设备使用寿命较短，一般约为10年。
部分机组系统对建筑物外观有一定影响。
安装房间空调机组后，经常破坏建筑物原有的建筑立面。
另外还有噪声、凝结水、冷凝器热风对周围环境的污染。
（3）适用场合：
分体式空调器：
旧建筑
单元柜式：
商业建筑、工业建筑
本工程中，新风供给难以实现，卫生要求难保证，由于成本的问题，VRV也难解决新风问题。
故本工程中，各个房间应使用风机盘管加独立新风系统空气—水半集中式空调系统。
（二）新风系统的功能与划分，新风机房的位置及新风处理设备的形式：
新风系统承担着向房间提供新风的任务。
风机盘管加独立新风系统一般用于民用建筑中，因此新风系统的主要功能是满足稀释人群及其活动所产生污染物的要求和人对室外新风的需求。
新风量可以根据规范和有关设计手册按人数或建筑面积进行确定。
空气—水系统中的空气系统一般都是新风系统，这种系统实质上是一个定风量系统，划分原则是功能相同、工作班次一样的房间可划分为一个系统；虽然新风量与全空气系统的送风量相比小很多，但系统也不宜过大，否则各房间或区域的风量分配很困难；有条件时可分层设置，也可以多层设置一个系统。
本工程应采用每层设置一个或两个新风系统，按建筑实际情况：
有独立新风机房的，新风机放在机房内；无独立新风机房的，新风机组宜采用吊顶式（薄形）机组，吊装在各层的走道内的两端。
（三）房间中的新风供给方式的比较和确定：
房间中新风供应有以下两种方式：
（1）直接送到风机盘管吸入端，与房间的回风混合后，再被风机盘管冷却（或加热）后送入室内。
这种方式的优点是比较简单，缺点是一旦风机盘管停机后，新风将从回风口吹出，回风口一般都有过滤器，此时过滤器上灰尘将被吹入房间；如果新风已经冷却到低于室内温度，导致风盘管进风温度降低，从而降低了风机盘管的出力。
因此，一般不推荐采用这种送风方式。
（2）新风与风机盘管的送风并联送出，也可以各自单独送入室内。
这种系统从安装稍微复杂一些，单避免了上述两条缺点，卫生条件好，应优先采用这种方式。
综上所述，本工程应采用标准房间新风与盘管送风并联送出的方式
这种方式的原理图如上图
（四）室内气流分布方式的比较和确定，送回风口形式的确定：
气流分布流动模式的影响因素:
气流分布流动模式的影响因素有送回风口的位置、送风口的形式等因素。
其中送风口（位置、形式、规格、出风速度等）是气流分布的主要影响因素。
几种典型的气流分布方式及其特点和适用场合比较：
1.侧送风气流组织方式：
上送上回；上送下回。
特点：
侧向送风设计参考数据：
（1）送风温差一般在6～10℃以下；
（2）送风口速度在2～5m/s之间；
（3）送风射程在3～8m之间；
（4）送风口每隔2～5m设置一个；
（5）房间高度一般在3m以上，进深为5m左右；
（6）送风口应尽量靠近顶棚，或设置向上倾斜15～20°的导流叶片，以形成贴附设流。
适用场合：
跨度有限、高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭等一般空调系统；以及空调精度△t=±1℃的工业建筑。
风口类型：
常用双层百页风口。
2.顶送风气流组织方式：
上送下回或上送上回
特点：
平送：
送风温差≤6~10℃
喉部风速=2~5m/s
散流器间距3~6m，中心距墙≥1m。
下送：
房间高度3.5~4.0m
喉部风速=2~3m/s
散流器间距＜3m
适用场合：
大跨度、高空间，如购物中心，大型办公室，展馆等一般空调；
空调精度△t=±1℃或△t≤±0.5℃的工艺性空调。
风口类型：
方形、圆形、条缝型散流器等
3.孔板送风气流组织方式：
上送下回（最常见）；一侧送另一侧回；下送上回（应用较少）
特点：
房间高度＜5m；
空调精度△t=±1℃；
空调精度△t≤±0.5℃；
单位面积送风量大，工作区要求风速小
适用场合：
适用于高精度恒温恒湿空调或净化空调。
4.喷口送风气流组织方式：
上送下回式。
特点：
出口风速高，射程长，一般同侧
回风，工作区在回流区。
送、回风口布置在同一侧；
出风速度一般为：
4～10m
适用场合：
空间较大的公共建筑物如影剧院、体育场馆。
5.置换通风气流组织方式：
下送风
特点：
送风温差小，送风温差一般以2～3℃为宜；
送风速度小，送风速度一般不超过0.5～0.7m/s。
节能舒适。
（Ev、ηa较高）
气流组织方式：
下送上回。
适用场合：
有夹层地板可供利用。
6.个性化送风气流组织方式：
岗位送风
本工程房间采用：
上次送上侧回气流分布方式，示意图如下
送回风口形式：
双层百叶风口
原因：
双层百叶风口有两曾可调节角度的活动百叶，短叶片用于送风气流的扩展角，也可用于改变气流的方向，而调节长叶片可以是送风气流贴着附顶棚或下倾一定角度。
单层百叶或格栅回风口，原因：
格栅式的风口用薄板隔成小方格，流通面积达，外形美观。
其它地方：
采用顶送顶回的方式，用散流器送风口，单层百叶或格栅回风口
（五）空调水系统形式的选择和水系统的划分
1.水系统形式的选择：
（1）双管系统由一条供水管和一条回水管构成，供水管根据季节统一向房间供给冷冻水或热水。
难于满足过渡季有些房间要求供冷、又有些房间要求供热，即同一时间即供热水又供冷水的要求。
但由于其系统简单、初投资低，目前用得最普遍。
四管制系统由两条供水管和两条回水管构成。
两条供水管和两条回水管分别由于供冷冻水和供热水。
冷、热水有两套独立的系统，可满足建筑物内同时供冷和供热的要求，控制方便，但管路复杂，管路占用建筑空间比双管大系统，初投资较高，多用于舒适性要求较高的建筑内。
对于只供冷或供热的风机盘管系统应采用双管系统。
若建筑物中基本上无同时供冷和供热的要求，也应采用双管系统。
对于建筑物内区和周边区有不同的供冷和供热要求的建筑物，可考虑采用内区和周边区分设系统，并采用分别并联到冷源和热源上的双管系统。
对于有同时供冷和供热要求，且对环境控制要求高的建筑物，建议采用四管系统。
本系统由于对供冷水无要求，又要节约成本，故选择双管水系统。
（2）垂直连接系统常用在旅店客房的风机盘管系统中，立管通常设在管道竖井中，在立管的上部应设集气罐或自动放气阀，另外在风机盘管上都自带手动放气阀，用于系统和设备放气。
水平连接系统适用于办公楼等建筑物，这类建筑一般无专用的管道井，每层的风机盘管都用水平支管连接，然后再接到总立管上。
对于布置在窗台下的立式风机盘管，也宜采用水平连接方式，水平支管置于下一层顶棚下。
对于既有建筑物加设风机盘管空调系统时，也宜采用这种系统。
本系统是酒店的供水系统，故选择垂直连接系统。
（3）同程式系统：
供、回水干管中的水流方向相同（顺流），经过每一环路的管路总长度相等。
采用同程式布置，便于达到水力平衡；
异程式系统：
供、回水干管中的水流方向相反（逆流），经过每一环路的管路总长度不相等。
采用异程式布置，水力平衡难控制，容易产生水力失调。
结论：
尽可能用同程系统
高层建筑或大型建筑物中，立管或水平支路很长，宜采用同程式系统的方案。
由于建筑比较高，所以本系统采用同程式系统
（4）定流量系统：
系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。
变流量系统：
系统中供回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。
本工程采用双管式闭式循环水系统。
2.水系统的划分：
风机盘管等末端装置与新风机组中盘管阻力、流量相差较大，不宜并联在同一分支管路上，即本工程宜将新风机组和风机盘管分为两个水系统，分别接至分、集水器。
（六）管道、设备、风口等布置方案：
可用示意图表示。
风口布置方案：
（七）冷热源方案的比较及选择：
1.常用的空调冷热源的组合形式及其特点的比较。
常用的空调冷热源的组合方案有如下几种：
①水冷电动压缩式冷水机组加汽—水热交换器组合，特点：
冷水机组夏季提7℃冷水，冬季城市热网蒸汽作热媒，加热空调末端50℃的回水，升至60℃再送至末端，如此循环。
②蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组加汽—水热交换器组合，特点：
冬夏季需要的热源均来自城市热网的蒸汽，溴冷机夏季提供7℃冷水，但溴冷机COP值比电制冷机低，节电不节能，不建议采用
③空气源热泵型冷热水机组，特点：
一机两用，夏季提供7℃冷水，冬季提供40—45℃热水
2.本工程空调冷热源形式的确定：
（1）本工程空调冷热源容量大小的确定。
Q冷=（1+K1）（1+K2）K3QCQ热=（1+K1）（1+K2）Qh
房间的单间冷负荷4.783kw/h热负荷3.272kw/h
本工程空调冷热源形式的确定：
对旅馆酒店，冬夏季要保证24小时的供冷和供热，本工程又有城市蒸汽热网，故本工程采用水冷电动压缩式冷水机组加汽—水热交换器组比较合适
六、空调风系统的设计计算
（一）空气处理设备的选型：
1.风机盘管的选型：
（1）确定新风和盘管的冷负荷分配比例，即：
新风机组将新风处理何种状态送到室内，常采用将新风处理到室内的等焓机器露点再独自送到室内，新风不承担室内冷负荷，而风机盘管承担室内冷负荷和部分新风湿负荷的方案。
新风冷却去湿处理到室内空气的焓值，而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑维护结构冷负荷。
新风与风机盘管的空气处理过程及送风（风机盘管送风和新风）在室内的状态变化过程在h-d图上的表示见下图.室内新风O被冷却处理到机器露点D：
此点的温度根据设计的室内状态点的焓值线与相对湿度90%~95%线的交点确定，一般可取17~19℃。
实际工程中，就按确定的温度控制对新风的处理，而不因室内焓值的变化修正控制的温度。
风机盘管处理到F点，与新风混合后到M点。
MR为处理后空气送入室内的状态变化过程。
这种处理方案并不一定满足房间对温湿度的要
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