《暖通空调》课程设计上海某高校研究生公寓楼Word格式文档下载.docx
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Qc（t）=AK（t´
c（t）-tR）t´
c（t）=（tc（t）+△td）ka*kp
（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
（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
1）当空气调节区域与临室的夏季温差是3oC以内时，不予以计算。
当空气调节区域与临室的夏季温差大于3oC以内时，这部分冷负荷应按公式（2-4）进行计算：
Q=KF△t
2）当邻室为通风良好的空调房间时，其形成的冷负荷可视作稳态传热，不随时间变化，其计算公式为
Q=Kn
Fn
（twp+△t
-t
）
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
Qc（t）=AQS*CLQ²
1）人体显热散热形成的计算时刻冷负荷则为：
Qc（t）=qsnφCLQ
2）人体潜热散热形成的冷负荷
Qc（t）=qlnφ
（3）工艺设备散热形成的冷负荷
Qc（t）=QS*CLQ
3.渗透风耗冷量的考虑：
因空调房间室内维持正压，只有室内冷空气通过门窗缝隙渗出室外而室外热空气不会渗入室内，故不需要计算渗透风所形成的冷负荷。
（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；
Mo=30*2=60m3/h=0.02kg/s
（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5-10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；
MO=M排风+M渗透=5*3.4*4.4+（29.92-4.4）*3.4*0.5=118.184m3/h=0.039kg/s
（3）各房间最小新风量取①和②两者中的最大值。
Mo=118.184m3/h=0.039kg/s
2.各房间新风冷负荷的计算
Qc.o=Mo（h－hR）=0.039×
（91.6-61.2）=1.1856kw
（3）、各房间夏季湿负荷的计算
Mw=0.278nφg×
10-6=0.278×
2×
0.93×
115×
10-6=59.4642*10-6kg/s
（四）、各房间冷、湿负荷汇总
单间总冷负荷/KW
单间新风量kg/s
夏季单间新风冷负荷/KW
单间湿负荷g/s
房间数量
总冷负荷/KW
宿舍
2.3936
0.039
1.1856
0.059
4
9.5744
（五）冬季空调室内热负荷计算：
1．围护结构的基本耗热量（墙、吊顶、门、窗、地面）
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）
（六）、冬季新风热负荷的计算
各房间最小新风量同夏季，各房间新风热负荷的计算
Qh.o=MOCP（tR-tO）=118.184m3/h=0.039kg/s
（7）、各房间冬季湿负荷的计算
10-6=0.059g/s
与夏季相同
（八）各房间热、湿负荷汇总
单间总热负荷/KW
夏季单间新风热负荷/KW
数量
总热负荷/KW
1.795
0.8623
7.18+13.0356=20.2156
（9）建筑物总冷、热负荷汇总及空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量
建筑物总冷负荷（kw）
建筑物总热负荷（kw）
单层
26.94
21.56
6层
161.64
129.36
1.建筑物的总冷、热负荷为各空调房间所得负荷相加；
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）风系统附加系数K1：
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：
因风管温降的热损与风机散热影响可抵消，K1=0%
（2）水系统附加系数K2：
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：
K2=7%-15%，制热：
因水管温降热损与水泵散热影响可抵消K2=0%
（3）同时使用系数K3：
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。
因为夏季空调冷负荷计算法应该采用采用动态计算法，而估算冷指标的是基于夏季冷负荷得到的，，即以各房间出现的最大冷负荷为基准得到的建筑物单位空调面积指标，就是以估算冷指标乘以各空调房间面积计算出的各房间冷负荷是逐时冷负荷的最大值，它是用于选末端设备容量的依据。
而制冷系统的总装机容量并不是所有空调房间最大冷负荷的叠加。
因为各空调房间的朝向、工作时间并不一致，它们出现最大冷负荷的时刻也不会一致，简单的将各房间的最大冷负荷相叠加势必造成制冷系统总装机容量过大，所以必须考虑同时使用系数K3，一般取：
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K3，因为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方法。
（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）（1+K3）QCQ热=（1+K1）（1+K2）（1+K3）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：
（一）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。
主要比较：
（PPT空调冷热源）
①压缩式冷水机组加汽—水热交换器组合（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①压缩式冷水机组加汽—水热交换器组合（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）
组合（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，特别注意：
溴冷机COP值比电制冷机低，节电不节能）
③空气源热泵型冷热水机组（一机两用，夏季提供7℃冷水，冬季提供40—45℃热水）
1）蒸气压缩式制冷是电力驱动的以消耗机械能作为补偿，利用液体气化的吸热效应实现制冷的。
制冷系统主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要设备组成，并用管道相连接，构成一个封闭的循环系统。
2）溴化锂吸收式的工作原理
吸收式制冷：
与蒸气压缩式制冷一样，都是利用液体在汽化时要吸收热量这一物理特性来实现制冷的，不同的是蒸气压缩式制冷是以消耗机械能作为补偿，而吸收式制冷是消耗热能作为补偿，完成热量从低温热源转移到高温热源这一过程的。
溴化锂吸收式制冷装置，是利用溴化锂水溶液具有在常温下强烈地吸收水蒸气，在高温下又能将所吸收的水分释放出来的特性，以及水在真空状态下蒸发时，具有较低的蒸发温度来实现制冷的。
吸收式制冷装置的优点是设备简单、造价低廉、其工质对大气环境无害，而且可以利用工业余热（or太阳能等）作为发生器热源，能耗较低，但热能利用系数比较小。
3）空气源热泵
以空气作为低位热源来吸收热量的热泵称为空气源热泵（AirSourceHeatPump）。
空气源热泵的主要系统形式
①空气-空气热泵（冷剂系统）
②空气-水热泵
空气-空气热泵（冷剂式系统）在住宅、商店、学校、写字间等小型建筑物中应用十分广泛。
空气-水热泵的系统组成与空气-空气热泵一样，只是将空气-空气热泵的室内侧换热器的载热介质由空气换成水。
该机组夏天可以为空调系统提供冷水，冬天可以提供热水，也称空气源热泵（风冷式）冷热水机组。
2.本工程空调冷热源形式的确定，
3.本工程空调冷热源总容量大小的确定。
（四：
（九）2（4））（按每层冷负荷×
6，即假设为六层楼）
Q总=26.96×
6=161.76KW
（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。
本工程采用每层设置一个新风系统，因为无独立的新风机房，新风机组宜采用吊顶式（薄形）机组，吊装在各层的走道内。
（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。
新风处理状态点
本工程采用新风与盘管送风并联送出方式。
（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:
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
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
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。
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）
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。
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
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
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。
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
本工程采用：
上次送上侧回气流分布方式
（五）空调水系统形式的选择和水系统的划分
11.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。
（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。
（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。
（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（P326图13-1）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。
（6）管道、设备、风口等布置方案：
可用示意图表示。
（七）冷热源方案的比较及选择：
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
②蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组加汽—水热交换器组合③空气源热泵型冷热水机组
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。
（2）本工程空调冷热源形式的确定：
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：
（提示：
先画出FP+独立新风系统的空气处理方案的h-d图，然后求需要的风量和冷量。
注意：
风量、冷量的修正）
（三）新风系统的水力计算
（各房间室内冷负荷=各房间总冷负荷-各房间新风冷负荷）
室内冷负荷：
宿舍（2人）：
Q冷=Q总-Q新=2393.6-1181=1208W
室内湿负荷：
10-6=0.0594g/s
（3）各房间总送风量为多少Kg/S?
Ms=Qc/（hR-hS）=1.208/（61.2-55.2）=0.201kg/s=604m3/h
（4）房间总送风量是否满足换气次数n≥5次/h的要求?
N=Vs（m3/h）/V房（m3）=m3/ρ·
V=604/（29.92*3.4）=5.94>
5
（5）风机盘管需要的送风量为多少Kg/S?
MF=MS-MO=0.201-0.039=0.162kg/s=486m3/h
（6）风机盘管需要承担的冷量为多少W?
QF=MS（hR-hS）（1+β1+β2）1.208×
（1+0.2+0.2）=1.6912KW
0.043*6+0.039*4=0.414kg/s=1242m3/h
（7）按风机盘管需要承担的风量、冷量，选择合适的风机盘管型号。
2.新风机组的选型。
（1）每层需要的新风量为多少m3/h?
（2）每个新风机组需要承担的冷量为多少KW?
1.208*4+1.524*6=11.398kw
按新风机组需要承担的风量、冷量，选择合适的新风机组型号。
（3）按新风机组需要承担的风量、冷量，选择合适的新风机组型号。
规格型号
风量
m3/h
余压
Pa
冷量
kW
热量
水量
水阻
KPa
噪声
dBA
功率
重量
kg
15XBD
1500
120
20.6
21.1
3.54
7
<
58
0.2
175
室内气流分布计算
1.（室内气流分布形式，送、回风口的形式已确定）主要是：
布置送、回风口，计算送回风口尺寸的大小。
已知各风口的送风量，侧送风口的送风速度为2-5m/S,散流器的喉部风速在2-5m/S之间。
（1）送风口：
宿舍（2,4人）：
130*910
V实2=1.77V实4=2.24
（2）回风口
宿舍（2人）730*200宿舍（4人）830*200
V实2=1.16V实4=1.32
表送回风口尺寸大小的计算汇总表格
房间类型
送风量（m3/s）
选择尺寸
实际风速（m/s）
回风量（m3/s）
四人间
0.254
910*130
2.24
0.211
830*200
1.32
二人间
0.201
1.77
0.162
730*200
1.16
1.空调风管形状的选择：
空调风管一般用矩形
2.确定新风管截面尺寸大小，用假定流速法定截面尺寸大小，即：
按各管段输送的风量及管内流速范围定风管尺寸。
（PPT13.5表5-3a）
（1）风管型号的确定S1=L/v×
3600=1500/3600/3=0.139m2
选用400*400mm型号的风管
v实=L/3600×
S选=1500/（3600×
0.4×
0.4）=2.08m/s
满足要求
（2）S2=（0.417-2×
0.043）/3=0.110m2
选用400×
320mm型号的风管
v实=（0.417-2×
0.043）/（0.4*0.32）=2.59m/s
（3）S3=（0.417-4×
0.043）/3=0.0817m2
选用320×
v实=（0.417-4×
0.043）/（0.32*0.32）=2.40m/s
（4）S4=（0.417-6×
0.043）/3=0.053m2
选用250×
250mm型号的风管
v实=（0.417-6×
0.043）/（0.25*0.25）=2.54m/s
（5）S5=（0.417-6×
0.043-2*0.039）/3=0.027m2
选用200*120mm型号的风管
0.043-2*0.039）/（0.2*0.2）=2.02m/s
3.新风口大小的选择计算
宿舍（2人）：
S1=L/（v×
3600）=81.8/（1.2×
3×
3600）=0.006m2
选用120×
120mm型号的风管
v实=L/3600×
S选=81.8/（3600×
0.12×
1.2）=1.31m/s
5.新风系统的阻力计算并较核新风机组的余压（略）
七、空调水系统的设计计算（空调水系统形式已定，水系统划分已完成）
确定各管段的水流量（按负担几个风机盘管定水流量的大小），按比摩阻120-400Pa/m确定空调循环水管管径的大小
按负担几个风机盘管定水流量的大小，按比摩阻120-400Pa/m确定空调循环水管管径的大小
供标准间
水管管段
水流量（kg/h）
水流量（L/s）
循环水管管径
各房间供水
814
0.226
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