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毕业设计说明书
第一章设计基础资料
1.1地点:
苏州市
1.2室外气象条件
夏季室外空气调节干球温度34.4
夏季室外空气调节湿球温度28.3
最热月平均相对湿度70%
夏季室外风速
夏季大气压力1003.7hpa
1.3室内设计计算参数
夏季室内设计计算干球温度25
夏季室内设计计算相对湿度55%
1.4土建条件
屋顶:
聚苯板
窗户:
外窗采用PA断桥铝合金辐射率小于等于0.25Low-E中空玻璃(空气9mm)内窗采用钢普通单框双玻璃6~12mm(推拉)
墙体:
多孔砖370
内墙和楼板:
内墙采用混凝土多孔砖,楼板采用钢筋砼现浇板
层高:
地下室4.8m二~九层3.9m
1.5设计依据
[1]GB50736-2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S],中国建筑工业出版社,2012;
[2]GB500189-2005,公共建筑节能设计标准[S],中国计划出版社,2005;
[3]陆耀庆,实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社,2008;
[4]唐中华、韩如冰,暖通空调[M],电子科技大学出版社,2009;
[5]高层民用建筑设计防火规范.2005;
[6]汽车库、修车库、停车场设计防火规范;
[7]风机盘管机组,2003.
第二章负荷计算
2.1夏季冷负荷计算
目前,我国常用冷负荷系数法计算空调冷负荷。
冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础上,是便于计算的一种简化的计算方法。
夏季建筑冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射的作用,通过围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。
2.11外墙和屋面传热冷负荷计算公式
外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W),按下式计算:
Qτ=KFΔtτ-ξ(2.1)
式中,
F—计算面积,㎡;
K—传热系数;
τ-ξ—温度波的作用时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻,点钟;Δtτ-ξ—作用时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,简称负荷温差,℃。
注:
例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=16-5=11。
这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。
当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时,可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ:
Qpj=KFΔtpj(2.2)
式中
Δtpj—负荷温差的日平均值,℃。
2.12外窗的温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算:
Qτ=KFΔtτ(2.3)
式中
Δtτ—计算时刻下的负荷温差,℃;
K—传热系数。
2.13外窗太阳辐射冷负荷
透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据不同情况分别按下列各式计算:
1.当外窗无任何遮阳设施时
Qτ=FCsCaJwτ(2.4)
式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡;
2.当外窗只有内遮阳设施时
Qτ=FCsCaCnJwτ(2.5)
式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡;
3.当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa(2.6)
注:
对于北纬27度以南地区的南窗,可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(2.1)计算。
4.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa(2.7)
式中
Jnτ—计算时刻下,标准玻璃窗的直射辐射照度,W/㎡;
Jnnτ—计算时刻下,标准玻璃窗的散热辐射照度,W/㎡;
F1—窗上收太阳直射照射的面积;
F—外窗面积(包括窗框、即窗的墙洞面积)㎡;
Ca—窗的有效面积系数;
Cs—窗玻璃的遮挡系数;
Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数;
注:
对于北纬27度以南地区的南窗,可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(2.5)计算。
2.14内围护结构的传热冷负荷
1.当邻室为通风良好的非空调房间时,通过内窗的温差传热负荷,可按式(2.3)计算。
2.当邻室为通风良好的非空调房间时,通过内墙和楼板的温差传热负荷,可按式(2.1)计算,或按式(2.2)估算。
此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj,应按"零"朝向的数据采用。
3.当邻室有一定发热量时,通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温
差传热负荷,按下式计算:
Q=KF(twp+Δtls-tn)(2.8)
式中
Q—稳态冷负荷,下同,W;
twp—夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;
tn—夏季空气调节室内计算温度,℃;
Δtls—邻室温升,可根据邻室散热强度采用,℃。
2.15人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qxτ,按下式计算:
Qxτ=nq
JPτ-T(2.9)
式中
—群体系数;
n—计算时刻空调房间内的总人数;
q一名成年男子小时显热散热量,W;
JPτ-T—人体显热散热冷负荷系数。
2.16照明冷负荷
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算:
1.白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯
Q=1000n1NXτ-T(2.11)
2. 镇流器装在空调房间内的荧光灯
Q=1200n1NXτ-T(2.12)
3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯
Q=1000n0NXτ-T(2.13)
式中
N —照明设备的安装功率,kW;
n0—考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔,利用自然通风散热于顶棚内时,取为0.5-0.6,荧光灯罩无通风孔时,视顶棚内通风情况取为0.6-0.8;n1同时使用系数,一般为0.5-0.8;
T—开灯时刻;
τ-T从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;
Xτ-Tτ-T时间照明散热的冷负荷系数。
2.17设备冷负荷
热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,按下式计算:
Qτ=QJXτ-T(2.14)
式中
T—热源投入使用的时刻;
τ-T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间,h;
Xτ-T—时间设备、器具散热的冷负荷系数;
Q—设备、照明和人体得热,W。
2.18冷负荷计算实例
以1001房间为例进行计算详解
北外墙冷负荷
由墙体材料知,K=0.54W/(m2·K),由规范查得外墙冷负荷计算温度逐时值,按式Qτ=KF△Tτ-ε,算出墙体逐时冷负荷值,将其值见表2-1中.
表2-1北外墙传热冷负荷单位:
W
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtτ-ξ
7
7
7
7
7
8
8
8
9
9
K
0.54
F
30.4
Qτ
115
115
115
115
115
131
131
131
148
148
西外墙冷负荷
表2-2西外墙传热冷负荷单位:
W
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtτ-ξ
9
9
9
9
9
9
9
9
10
11
K
0.54
F
8.5
Qτ
4.6
4.6
4.6
4.6
4.6
4.6
4.6
4.6
5.1
5.6
西外窗冷负荷
瞬变传热形成的冷负荷
由规范中查得个计算时刻负荷温差Δtτ-ξ,计算结果列于表2-3中
表2-3西外窗传热冷负荷单位:
W
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtτ
6.5
6.5
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
6.5
7.8
7.8
K
2.6
F
6.7
Qτ
113
113
91
91
91
91
91
113
136
136
日射得热形成的冷负荷
由规范查得各计算时刻负荷强度Jj,τ,窗面积6.7m2,有效面积系数为0.85,地点修正系数为1,窗户内遮阳系数Cn=1,遮挡系数Cs=1根据公式CLQτ=XgXdCsCnFJn,τ计算出结果,列于表2-4中。
表2-4西外窗日射得热冷负荷单位:
W
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Jn,τ
40
33
28
24
20
35
55
74
92
106
F
6.7
Qτ
228
188
159
137
114
199
313
421
524
604
人体冷负荷
由规范查得人体显热散热的负荷系数JPτ-T,按照公式Qτ=n
qJPτ-T计算,其中群集系数
=0.89,计算结果见下表
表2-5人体散热形成冷负荷单位:
W
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
JPτ-T
0.95
0.45
0.19
0.12
0.09
0.07
0.05
0.04
0.03
n
3
q
61
Qτ
155
73
31
20
15
11
8
7
5
照明散热形成冷负荷
由规范查得照明散热负荷系数JXτ-T,按照公式Qτ=QJLτ-T,计算结果见下表2-6。
表2-6照明散热形成冷负荷单位:
W
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
JXτ-T
0
0.43
0.74
0.82
0.86
0.89
0.91
0.93
0.94
0.54
Q
340
Qτ
0
146
252
279
292
303
309
316
320
184
一层冷负荷汇总
房间编号
冷负荷
房间编号
冷负荷
1001
7990.5
1020
1843.53
1002
3422.49
1021
5704.72
1003
3382.14
1022
5704.72
1004
3760.5
1023
1021.27
1005
4341.61
1025
6096.68
1006
3382.14
1026
3507.77
1007
2364.49
1028
7363.76
1008
5485.16
1029
12109.04
1009
1473.88
1030
1740.7
1011
3426.26
1031
1817.69
1012
2264.07
1033
1022.15
1013
2264.07
1035
6837.17
1014
2264.07
1036
15302.25
1015
3066
1037
7019.72
1016
3066
1038
5483.05
1017
2505.1
1039
5104.12
1018
2278.29
1019
3017.78
总负荷
147432.89
第三章空气处理过程及空调设备选型
3.1空气处理状态点的确定
该建筑采用风机盘管加新风机组处理形式,下面以1002房间夏季处理过程为例。
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