舒适性空调毕业设计说明书.docx
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舒适性空调毕业设计说明书
前言
随着科技和经济的发展、社会的不断进步、人民生活水平的日益提高,人们对生活环境的要求也越来越高。
更加追求健康舒适的生活环境,因此空气调节的应用在人们的日常生活中应用日渐增多。
本设计是为北京康庭酒店舒适性空调设计,由于建筑本身的要求及空调各系统的特点,本设计大堂以及大堂楼上采用全空气系统,其它各层采用风机盘管加新风机组系统。
风机盘管加新风系统有调节灵活的特点,各个房间可独立调节,相互影响不是很大,是目前广泛采用的方式。
当房间面积较大时采用全空气系统,为防止房间噪声太大,使舒适性下降,新风机房内设置消声器,弯头均采用消声弯头。
这几年,国家电力资源很紧缺,降低空调系统中的电能消耗是本设计中优先考虑的问题,在选择设备时,在满足各个指标的情况下,选择了功率相对较小的设备,以使电能消耗降低到相对较低状态。
本设计主要目的是运用学过的基础理论和专业知识及以往实习中接触到的实例并结合相关的资料,将理论和实际有机结合起来。
在设计过程中,曾广泛咨询过各位专业老师,特别是刘老师的细致的指导,给本设计提供了宝贵意见,也向各位同学多次咨询和商讨,同样也获得了许多,在此一并致谢。
限于本人水平有限、实践经验的不足,设计中故会存在一定的缺点和错误,恳请各位老师在审阅中给予批评指正。
摘要
本设计为北京市康庭酒店舒适性空调设计,大堂以及大堂楼上全空气系统,一、二、三层其他房间已经四至六层采用风机盘管加新风系统。
全空气系统的空
调机组设置一台,采用组合式空调机组,放在一层的平台上。
风机盘管加新风系统的水系统采用同程式。
制冷机房设置在酒店外部。
关键词:
风机盘管、节能、经济性。
Abstract
ThedesignfortheKangTing,Beijing,cozyair-conditioningdesign,airsystemofthelobbyandthelobbyupstairs,one,two,threeotherroomshavefourtosixfancoilplusfreshairsystem.Airsystem,airconditioningunitstosetupamodularairconditioningunits,ontheflooroftheplatform.Thefancoilplusfreshairsystem,watersystemusesthesameprogram.Therefrigerationroomissetupoutsidethehotel.
Keywords:
Fancoil,energysavingandeconomy.
前言
…………………………………………………
1
第一章设计原始资料
…………………………………………………
4
第二章负荷计算
…………………………………………………
4
第三章确定空气处理方案
………………………………………………
18
第四章送风状态及送风量
…………………………………………………
20
第五章空调气流组织形式
…………………………………………………
24
第六章水力计算
…………………………………………………
27
第七章选择设备
…………………………………………………
30
第八章空调系统的防火排烟
…………………………………………………
30
第九章结论
…………………………………………………
33
第十章参考文献
…………………………………………………
34
第十一章谢辞
…………………………………………………
34
第十二章附录
…………………………………………………
35
附录一:
楼层负荷计算书…………………………………………………
附录二:
房间举例负荷计算书…………………………………………………\
附录三:
送风量计算书…………………………………………………
附录四:
风机盘管选择计算书…………………………………………………
附录五:
风管水力计算书…………………………………………………
附录六:
水管水力计算书…………………………………………………
附录七:
全空气系统水力计算书…………………………………………………
附录八:
风机盘管加新风系统风管水力计算编号图………………………
附录九:
风机盘管加新风系统水管水力计算编号图………………………
附录十:
全空气系统水力计算编号图………………………………
附录十:
全空气系统水力计算编号图………………………………
第一章设计原始资料
1.1设计原始资料。
本设计选取地区为北京
1.11气象资料(北京)
冬季室外参数
夏季室外参数
冬季室内参数建议值
℃
≯
夏季室内参考建议值
℃
≯
1.12动力资料
冷源:
选择一套冷水机组使冷水达到空调所需的温度。
热源:
0.3Mpa饱和蒸气,95℃/70℃的热水电源:
220/380V交流电。
1.13土建资料
外墙体:
混凝土加气混凝土,传热系数0.90W/M2.℃。
内墙体:
δ=240mm红砖抹灰。
屋面:
预制01-1-35-1,传热系数1.10W/M2.℃。
地面:
[采用大理石铺地(非保温地面)]
门窗:
双层铝合金窗,传热系数2.9W/M2.℃
第二章负荷计算
详情见附录一详细符合举例详情见附录二
计算公式
1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=K·F·Δtτ-ξ(1.1)
式中:
F-计算面积,㎡;
τ-计算时刻,点钟;
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=K·F·Δtpj(1.2)
式中:
Δtpj-负荷温差的日平均值,℃。
2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=a·K·F·Δtτ(2.1)
式中:
Δtτ-计算时刻下的负荷温差,℃;
K-传热系数;
a-窗框修正系数。
3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=F·Xg·Jwτ(3.1)
式中:
Xg-窗的构造修正系数;
Jwτ-计算时刻下,透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[2].当外窗只有内遮阳设施时
Qτ=F·Xg·Xz·Jnτ(3.2)
式中:
Xz-内遮阳系数;
Jnτ-计算时刻下,透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[3].当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jwτ+(F-F1)·Jwτ0]·Xg(3.3)
式中:
F1-窗口受到太阳照射时的直射面积,㎡。
Jwτ0-计算时刻下,透过无遮阳设施玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[4].当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jnτ+(F-F1)·Jnτ0]·Xg·Xz(3.4)
式中:
Jnτ0-计算时刻下,透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/㎡。
4内围护结构的传热冷负荷
[1].相邻空间通风良好时
当相邻空间通风良好时,内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式估算:
Q=K·F·(twp-tn)(4.1)
式中:
twp-夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;
[2].相邻空间有发热量时
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=K·F·(twp+Δtls-tn)(4.2)
式中:
Q-稳态冷负荷,下同,W;
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,℃。
5人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,按下式计算:
Qτ=φ·n·q1·Xτ-τ(5.1)
式中:
φ-群体系数;
n-计算时刻空调房间内的总人数;
q1-名成年男子小时显热散热量,W;
τ-计算时刻,h;
τ-人员进入空调区的时刻,h;
τ-τ-从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间,h;
Xτ-τ-τ-τ时刻人体显热散热的冷负荷系数。
6灯光冷负荷
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:
白炽灯散热形成的冷负荷
Qτ=n1·N·Xτ-τ(6.1)
镇流器在空调区之外的荧光灯
Qτ=n1·N·Xτ-τ(6.2)
镇流器装在空调区之内的荧光灯
Qτ=1.2·n1·N·Xτ-τ(6.3)
暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯
Qτ=n0·n1·N·Xτ-τ(6.4)
式中:
N-照明设备的安装功率,W;
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;
τ-计算时刻,h;
τ-开灯时刻,h;
τ-τ-从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;
Xτ-τ-τ-τ时刻灯具散热的冷负荷系数。
7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=qs·Xτ-τ(7.1)
式中:
τ-热源投入使用的时刻,h;
τ-τ-从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间,h;
Xτ-τ-τ-τ时间设备、器具散热的冷负荷系数;
qs-热源的实际散热量,W。
[1].电热工艺设备散热量
qs=n1·n2·n3·n4·N(7.2)
[2].电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量
qs=n1·n2·n3·N/η(7.3)
[3].只有电动机在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N·(1-η)/η(7.4)
[4].只有工艺设备在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N(7.5)
式中:
N-设备的总安装功率,W;
η-电动机的效率;
n1-同时使用系数,一般可取0.5-1.0;
n2-安装系数,一般可取0.7-0.9;
n3-负荷系数,即小时平均实耗功率与设计最大功率之比,一般可取0.4-0.5左右;
n4-通风保温系数;
8渗透空气显热冷负荷
渗透空气的显冷负荷Q,按下式计算:
Q=0.28·G·(tw-tn)(8.1)
式中:
G-单位时间渗入室内的总空气量,kg/h;
tw-夏季空调室外干球温度,℃;
tn-室内计算温度,℃。
9食物的显热散热冷负荷
进行餐厅冷负荷计算时,需要考虑食物的散热量。
食物的显热散热形成的冷负荷,可按每位就餐客人9W考虑。
10散湿量与潜热冷负荷
[1].人体散湿和潜热冷负荷
人体散湿量按下式计算
Dτ=0.001·φ·nτ·g(10.1.1)
式:
D-散湿量,kg/h;
φ-群体系数;
nτ-计算时刻空调区的总人数;
g-一名成年男子的小时散湿量,g/h。
人体散湿形成的潜热冷负荷Qτ(W),按下式计算:
Qτ=φ·nτ·q2(10.1.2)
式中:
q2-一名成年男子小时潜热散热量,W。
[2].渗入空气散湿量及潜热冷负
渗透空气带入室内的湿量D(kg/h),按下式计算:
D=0.001·G·(dw-dn)(10.2.1)
渗入空气形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:
Q=0.28·G·(hw-hn)(10.2.2)
式中:
dw-室外空气的含湿量,g/Kg;
dn-室内空气的含湿量,g/Kg;
hw-室外空气的焓,KJ/Kg;
hn-室内空气的焓,KJ/Kg。
[3].食物散湿量及潜热冷负荷
餐厅的食物散湿量Dτ(kg/h),按下式计算:
Dτ=0.012·nτ·φ(10.3.1)
式中:
nτ-就餐总人数。
食物散湿量形成的潜热冷负荷Qτ(W),按下式计算:
Qτ=700·Dτ(10.3.2)
[4].水面蒸发散湿量及潜热冷负荷
敞开水面的蒸发散湿量D(kg/h),按下式计算:
D=(a+0.00013·v)·(Pqb-Pq)·A·B/B1(10.4.1)
式中:
A-蒸发表面积,㎡;
a-不同水温下的扩散系数;
v-蒸发表面的空气流速;
Pqb-相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力;
Pq-室内空气的水蒸气分压力;
B-标准大气压,101325Pa;
B1-当地大气压(Pa)。
水面蒸发散湿量形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:
Q=(2500-2.35·t)·D·1000(10.4.2)
式中:
t-水表面温度,℃。
[5].水流蒸发散湿量及潜热冷负荷
有水流动的地面,其表面的蒸发水分应按下式计算:
D=G·c·(t1-t2)/γ(10.5.1)
式中:
G-流动的水量,kg/h;
c-水的比热,4.1868kJ/(kg.K);
t1-水的初温,℃;
t2-水的终温,排入下水管网时的水温,℃;
γ-水的汽化潜热,平均取2450kJ/kg。
水面蒸发散湿量形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:
Q=(2500-2.35·(t1+t2)/2)·D·1000(10.5.2)
[6].化学反应的散热量和散湿量
Q=n1·n2·G·q/3600(10.6.1)
W=n1·n2·g·w(10.6.2)
Qq=628·W(10.6.2)
式中:
Q-化学反应的全热散热量,W;
n1-考虑不完全燃烧的系数,可取0.95;
n2-负荷系数,即每个燃烧点实际燃料消耗量与其最大燃料消耗量之比,根据工艺使用情况确定;
G-每小时燃料最大消耗量,m3/h;
q-燃料的热值,kJ/m3;
w-燃料的单位散湿量,kg/m3;
W-化学反应的散湿量,kg/h;
Qq-化学反应的潜热散热量,W。
热负荷计算依据和公式
1围护物的基本耗热量QJ的计算
通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(也称围护物的基本耗热量)Qτ(W),按下式计算:
Qj=k·F·(tn-tw)·a(1.1)
式中:
k-该围护物的传热系数,W/(㎡·℃);
F-该面围护物的散热面积,㎡;
tn-室内空气计算温度,℃;
tw-供暖室外计算温度,℃;
a-温差修正系数。
[1].外墙,屋顶的热桥计算
外墙、屋顶的传热系数当考虑梁、楼板、柱等的热桥影响时,采用外墙平均传热系数Km。
按规定,取各成分面积的加权平均值。
[2].地面传热计算
当围护物是贴土的非保温地面时,其温差传热量Qj.d(W)用下式计算:
Qj.d=kpj.d·Fd·(tn-tw)(1.2)
式中:
kpj.d-非保温地面的平均传热系数,W/(㎡·℃);
Fd-房间地面总面积,㎡。
2附加耗热量
附加耗热量按基本耗热量的百分数计算。
考虑了各项附加后,某面围护物的传热耗热量Q1(W):
Q1=Qj·(1+βch+βf+βlang+βm)(1+βfg)(1+βjian)(2.1)
式中:
Qj-该围护物的基本耗热量,W;
βch-朝向修正;
βf-风力修正;
βlang-两面外墙修正;
βm-窗墙面积比过大修正;
βfg-房高修正;
βjian-间歇附加。
3通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量Q2(W)
Q2=0.28·Cp·V·ρw·(tn-tw)(3.1)
式中:
Cp-干空气的定压质量比热容,Cp=1.0Kj/(Kg·℃);
V-渗透空气的体积流量,m^3/h;
ρw-室外温度下的空气密度,Kg/m^3;
tn-室内空气计算温度,℃;
tw-室外供暖计算温度,℃。
[1].缝隙法
*忽略热压及室外风速沿房高的递增,只计入风压作用时的V的计算方法:
V=∑(l·L·n)(3.1.1)
式中:
l-房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度,m;
L-每米门窗缝隙的渗风量,m3/(m?
h);
n-渗风量的朝向修正系数。
*考虑热压与风压的联合作用,且室外风速随高度递增时的计算方法(暖通与空调设计规范规定之方法):
V=l1·L0·pow(m,b)(3.1.2)
式中:
l1-外门窗缝隙长度,m;
L0-每米门窗缝隙的基准渗风量,m^3/h.m;
m-门窗缝隙的渗风量综合修正系数;
b-门窗缝隙渗风指数,b=0.56~0.78当无实测数据的时候可以取b=0.67。
L0的确定:
L=a1·pow((v10·v10·ρw/2),b)(3.1.3)
a1-门窗缝隙渗系数,m^3/(m*h*Pab),注:
Pab代表:
Pa(帕)的b次方;
v10-基准高度冬季室外最多风向的平均风速,m/s。
M的确定:
m=Cr·Cf·(pow(n,1/b)+C)·Ch(3.1.4)
式中:
Cr-热压系数;
Cf-风压差系数,m/s,当无实测数据的时候,可取0.7;
C-作用于门窗分析两侧的有效热压差和有效风压差之比;
Ch-高度修正系数,可按下式计算。
Ch=0.3·pow(h,0.4)(3.1.5)
h-计算门窗的中心线的标高。
C的确定
C=70·{(hz-h)/[Cf·v10·v10·pow(h,0.4)]}·[(tn'-tw)/(273+tn')](3.1.6)
式中:
hz-热压单独作用下,建筑物中和界的标高,m;
tn'-建筑物内形成热压作用的竖井计算温度。
[2].换气次数法
V=K·Vf(3.2.1)
式中:
V-房间冷风渗透量,m3/h;
K-换气次数,1/h;
Vf-房间的净面积,m3。
单层工业厂房的门、窗缝隙冷风渗透耗热量Q2可按《实用供热空调设计手册》第二版中表5.1-16估定
多层工业车间的外门窗缝隙渗风耗热,当车间内无其他人工通风系统工作,无天窗,无大量余热产生时,每米缝隙渗风量可按民用多层建筑渗风量计算,用缝隙法合适,计算得渗风量后,再计算其耗热。
4外门开启冲入冷风耗热量Q3(W)
请参考《实用供热空调设计手册》第二版P314。
5单层厂房的大门开启冲入冷风耗热量Q3(W)
每班开启时间等于或者小于15min的大门,采用附加率法确定其大门冲入冷风耗热
附加在大门的基本耗热量上,附加率为200%~500%
每班开启时间大于15min的大门,按下面经验公式确定其大门开启冲入冷风量G(kg/s):
G=A+(a+N·vw)·F(5.1)
式中:
G-冲入冷风量,kg/s
a-常数
N-常数,当大门尺寸为3.0m×3.0m时,N=0.25
当大门尺寸为4.0m×4.0m时,N=0.2
当大门尺寸为4.7m×5.6m时,N=0.15
vw-冬季室外平均风速,m/s
F-车间上部可能开启的排风窗或排气孔的面积,m2
多层厂房大门开启冲入冷风耗热量可按民用多层建筑外门开启冲入冷风耗热量计算,条件是车间内无机械通风造成的余压(或正或负),无天窗,无大量余热。
第三章确定空气处理方案
1.3.1慨述
由于各类空调房间对空气的要求各不相同,因此空调系统的种类也是多种多样。
在工程设计中应按照空调对象的性质和用途,热湿负荷的特点,室内设计参数的要求,可能为空调机房及风管提供的建筑面积和空调间初投资和运行费用等许多方面的具体情况,经过技术经济的分析比较来选择合适的空调系统。
空调房间较多或空调面积较大,室内的空调要求温度灵敏度、使用时间、洁净度等级、单位送风量的热湿扰量等基本一致时,宜选择采用集中式全空气系统,且应优先考虑单风道低速送风系统。
空调面积较小,且位置分布较散,或使用时间要求与时间各不相同者,宜采用整体式空调器。
当室内要求全年进行空调而又无集中热源可利用时,宜采用热泵整体式空调器。
空调规模较大,房间较多,室内环境较干净。
且要求各个房间能单独调控时,宜采用“风机盘管机组加新风”的空调系统。
当集中式全空气空调系统为多个房间或多个区域服务时,若各个房间或区域的热湿扰量彼此间差异较大,而各个房间或区域对温度的要求又较为严格时,宜采用末端加热或多区机组的空调方式。
当空调房间内的散湿量较小或相对湿度的允许波动范围较大时,全年性集中式全空气空调系统宜采用改变一二次回风比或旁通调节方式,当不允许采用较大的送风温差时,可采用固定比例的二次回风方式。
全年性空调系统,应考虑在过度季节进行全新风运行的可能性,对于精度高的恒温恒湿空调系统,则应保持新风量全年固定。
采用“风机盘管机组加新风”的空调方式时,宜配置单独的新风和排风系统。
对于要求较低的建筑物允许不设单独的新风和排风系统。
“风机盘管机组加新风”空调系统的新风送风口应单独设置,或布置在风机盘管机组送风口的旁边,不应将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处。
1.3.2根据本工程实际情况确定以下空气处理方案:
大堂、大堂楼上均采用全空气系统,
一、二、三层其他房间以及二至十层客房采用风机盘管加新风系统;
采用全空气系统的房间,送风形式均采用一次回风。
一次回风系统是指空调房间的室内负荷由经过处理的空气来承担的空调系统。
当夏季空调房间内有余热量和余湿量时,用低于室内空气温度、含湿量的空气送入房间,吸收室内余热余湿后排出,就可以使室内空气的温度、湿度保持恒定。
由于空气的比热较小,需要用大量的空气才能达到消除余热余湿的目的。
因
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