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暖通空调计算书
环境工程学院
课程设计说明书
课程《暖通空调》
班级
姓名
学号
指导教师
2010年9月
第1篇采暖设计
1工程概况…………………………………………………………………………11
工程概况………………………………………………………………………...11
设计内容………………………………………………………..……………….11
2设计依据及基础数据………………………………………………………...….11
设计依据………………………………………………………………………...11
基础数据………………………………………………………………………...11
3负荷计算………………………………………………….……………………...11
采暖负荷………………………………………………………………………...11
负荷汇总………………………………………………………………………...11
4供暖系统设计……………………………………………………………………11
系统方案……………………………………...…………………………………11
散热设备选型……………………………...……………………………………11
系统水力计算…………………………………………………………………...11
5管材与保温………………………………………………………………………11
管材……………………………………...………………………………………11
保温………………………………………………….…………………………..11
第2篇空调设计
6工程概况…………………………………………………………………………11
工程概况……………………………………………………...…………………11
设计内容………………….……………………………………………………..11
7设计依据及基础数据……………………………………………………………11
设计依据………………………………………………………………………...11
基础数据
8负荷计算…………………………………………………………………………11
空调冷负荷…………………………………………………..………………….11
空热负荷调…………………………………………………..………………….11
空湿负荷调…………………………………………………..………………….11
9空调系统设计……………………………………………………………………11
系统方案………………………………………………………………………...11
空气处理及设备选型…………………………………………………………...11
空调风系统设计…………………………………………………………………11
空调水系统设计…………………………………………………………………11
气流分布…………………………………………………………………………11
消声减震…………………………………………………………………………11
自控设计…………………………………………………………………………11
节能措施…………………………………………………………………………11
运行调节…………………………………………………………………………11
10管材与保温………………………………………………………………………11
管材……………………………………………………………………………..11
保温……………………………………………………………………………..11
参考资料……………………………………………………………………………..11
课程设计总结………………………………………………………………………..11
第1篇采暖设计
1工程概况
工程概况
工程名称:
某公司办公楼采暖设计
地理位置:
咸宁市,地理纬度:
北纬29o59',东经113o55',海拔36m。
计算参数:
大气压:
夏季,冬季;冬季采暖室外计算温度℃;年平均温度℃
建筑面积:
1600m2;建筑功能:
办公、会议等;层数:
4层。
结构类型:
砖混结构;层高:
。
热源条件:
市政热网提供蒸汽,经换热站汽水换热为采暖提供85/60℃热水。
设计内容
某办公楼集中供暖系统设计
2设计依据及基础数据
设计依据
课程设计任务书
建筑设计方案
《采暖通风空调设计规范》GB50019-2003
《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》2009
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
基础数据
室外气象参数:
咸宁市冬季采暖室外计算温度℃。
室内设计温标准:
室内设计温度18℃,除走廊外所有房间均采暖。
热工参数:
外墙:
200空心砖墙,墙体传热系数1w/(m2·k)
内墙:
200空心砖墙,墙体传热系数.(m2·k)
屋顶:
楼板为现浇板,厚100mm,传热系数w/(m2·k)
门窗:
内门为木门,门高均为2m,外门为铝合金门,高;窗均为铝合金推拉窗,窗高均为,采用中空双层玻璃,,传热系数w/(m2·k)。
℃。
3负荷计算
采暖负荷
采暖负荷计算方法
1.围护结构耗热量
(1)维护结构基本耗热量
Q1j=αKF(tn+twn)
Q1j:
围护结构基本耗热量,W;
K:
围护结构传热系数,W/m2.℃;
F:
围护结构传热面积,m2;
tn:
采暖室内计算温度,℃;
twn:
采暖室外计算温度,℃;
α:
温差修正系数;
(2)维护结构附加耗热量
朝向修正率:
北、东北、西北:
0-+10%
东、西:
-5%
东南、西南:
-10%--15%
南:
-15%--30%
风力附加率:
本设计不考虑。
高度附加率:
本设计不考虑。
外门附加率:
本设计不考虑。
(3)维护结构耗热量
Q1=Q1j(1+n)
Q1:
围护结构基本耗热量,W;
n:
朝向修正率;
2.冷风渗透耗热量
Q2=ρwnL(twn-tn)
Q2:
冷风渗透耗热量,W;
cp:
空气定压比热容,cp=1kJ/kg.℃;
ρwn:
twn下空气密度,kg/m3;
L:
渗透的冷空气量,m3/h,本设计采用经验公式确定:
L=kV,
k:
换气次数,次/h;
V:
房间体积,m3。
3.热负荷
Q=Q1+Q2
算例:
以四层办公室(编号为401)为例
咸宁市为夏热冬冷地区,由《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005查得夏热冬冷地区外围护结构外墙的传热系数K≦1W/(m2·k),屋面传热系数≦W/(m2·k),窗墙面积比>,由《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005查得窗的传热系数K≦W/(m2·k).
负荷汇总
房间负荷汇总
四层供暖总负荷+++++++++=
建筑负荷汇总、建筑面积热指标
4供暖系统设计
系统方案
热媒设计参数:
市政热网提供蒸汽,经换热站汽水换热为采暖提供85/60℃热水。
系统形式:
共用立管系统:
采用双管下供下回同程式。
供水干管无效损失小、可减轻上供下回式双管系统的竖向失调。
因为通过上层散热器的环路的作用压头大,但管路长,阻力损失大,有利于水利平衡。
顶棚下无立管,比较美观,可以分层施工,分期投入使用。
底层需要设管沟布置两根干管,每个散热器设放气阀,立管顶设空气排气罐。
共设两对公用立管,一对公用立管连接一户。
户内系统:
采用水平双管同程式系统。
该系统大直径的干管少,穿楼板的管道少,有利于加快施工进度,室内无力管比较美观,便于分层控制和调节。
散热器选型及布置
一般应尽可能布置在外墙窗台下;
其次内墙侧;
散热效果好、防腐性能强;
承压能力和强度;
安装方便、外形美观管。
(3)散热器进出水管连接位置,有很多组合,一般应尽量采用同侧上进下出方式。
(5)散热器安装方式:
有明装和暗装两种方式,一般提倡明装。
(6)散热器散热面积、片数或长度计算
散热器选型负荷应计入户间传热;
按《教科书》、《暖通》公式计算,传热系数应由产品样本提供;
可以按产品样本直接计算,但注意散热器热媒平均温度与室内设计温度差的不同。
四柱640型TZ4-5-5型散热器,散热面积分别为片。
传热系数分别为K=m2℃、.散热器采用同侧上供下回,明装。
散热器选型计算:
A=Qβ1β2β3/k(tm-tr).
,tm=(85+60)/2=℃.
△t=tm-tn
其中A--散热器计算面积
Q---采暖设计热负荷
(tm-tn)--散热器热媒平均温度与室内空气温度的差
散热器组装片数修正系数,先假定
散热器连接形式修正系数,查供热工程附录2-4,
.
散器安装形式修正系数,查供热工程附录2-5,β3=
以办公楼四层为例
选择散热器型号为四柱640型,TZ4-5-5
K=,△t=tm-tn=℃。
A=Qβ1β2β3/k(tm-tr)=*1*1*1/*=。
每片散热面积为n=A/=22片
办公楼四层各房间散热器片数如下表
房间编号
401
402
403
404
405
406
407
热负荷
3296
散热面积A
片数
22
17
18
64
39
28
43
查《暖通空调》表得β1=1.则实际散热器片数=1×22=22片
系统水力计算
计算方法
采用控制Rpj值的方法,按Rpj=60~300pa/m选取管径,。
本设计供回水系统为垂直异程水平同程的双管系统,其一般水力计算步骤如下:
⑴确定最不利环路;
⑵进行管段编号,注明各管段的热负荷和长度;
⑶计算最不利环路;
⑷确定其他各管段的管径及其压力损失;
⑸进行压力损失平衡;
⑹计算系统总阻力。
管道的阻力分为管道的沿程阻力ΔPm和局部阻力ΔPj,管道的沿程阻力可按下式计算:
ΔPm=Rpj*L
式中ΔPm——管道沿程阻力,Pa
Rpj——管道平均比摩阻,Pa/m
L——管段长度,m
管道的局部阻力按下式计算:
Pa
式中ζ——局部阻力系数;
ρ——水密度,kg/m3;
υ——管内流速,m/s。
管道的总阻力为:
ΔP=ΔPm+ΔPj
ΔP——管道总阻力,Pa
ΔPj——管道局部阻力,Pa
计算简图及算例
⑴进行管段编号,注明各管段的热负荷和长度,确定最不利环路为1-2-3-4-5-……-13’-12’-…1’
⑵计算最不利环路
确定系统总流量,有系统总热负荷可以得出
对以管段一:
式中Q---管段的热负荷,W;
tg---系统的设计供水温度,℃;
th---系统的设计回水温度,℃。
根据G、Rpj,用热水采暖管道水力计算表,选择最接近Rpj的管径,即d=32mm,v=s、Rpj=kg,将查出的d、R、υ和G值列入表中。
管段1上有一个分流三通、三个弯头,折算为长度lzh=3m,求1管段压力损失当量长度Ld=L+Lzh=12m,
ΔP=Rpj×Ld=12×=Pa。
其他管段计算方法类同,计算结果列入表中。
水力计算结果见下表
5、管材与保温
管材:
拟采用氯化聚氯乙烯管(CPVC),又称聚二氯乙烯管,该管具有良好的强度和韧性,是一种阻燃性能好、耐热性好的塑料管材,在沸水中可保持不变形,耐温可高达100~110℃,并且该管平洁光滑,摩擦阻力小,重量轻,卫生性能符合国家卫生标准要求,施工安装方便,适合住宅建筑的管路沿地面的垫层敷设。
保温:
该栋建筑中,采暖立管敷设在暖井中,该部分的管道需要做保温处理,采用岩棉保温,外护层用镀锌铁皮;室内的采暖管道沿垫层敷设不需保温。
也就是说通过改变流量的方式来改变室内温度;在热力入口安装压差控制阀以适应整栋建筑的流量变化。
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第2篇空调设计
6工程概况
工程概况
工程名称:
某办综合楼空调设计
地理位置:
咸宁市
建筑面积:
1200m2;建筑功能:
宾馆、餐厅、办公、会议等;层数:
4层;总高度20m。
结构类型:
框架;层高:
一层,二-六层。
围护结构类型
外墙:
200空心砖墙,墙体传热系数1w/(m2·k)
内墙:
200空心砖墙,墙体传热系数.(m2·k)
屋顶:
楼板为现浇板,厚100mm,传热系数w/(m2·k)
门窗:
内门为木门,门高均为2m,外门为铝合金门,高;窗均为铝合金推拉窗,窗高均为,采用中空双层玻璃,,传热系数w/(m2·k)。
冷热源条件:
电制冷水冷螺杆机组为空调供冷提供7/12℃冷水。
设计内容
空调系统设计
7设计依据及基础数据
设计依据
设计任务书
建筑设计方案
《采暖通风空调设计规范》GB50019-2003
《建筑设计防火规范》GBJ16-87-2001
《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》2003
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《全国民用建筑工程设计技术措施节能技术专篇-暖通空调.动力》2007
基础数据
室外气象参数
室内设计温湿度标准、新风标准
房间名称
夏
冬
新风标准
换气次数
温度℃
相对湿度%
温度℃
相对湿度%
次/h
宾馆大堂
26
≤60
18
>35%
10
餐厅大堂
26
≤60
18
>35%
10
中餐厅
25
≤70
18
>35%
15
办公
25
≤60
22
>35%
30
棋牌
25
≤60
22
>35%
20
会议
25
≤65
20
>35%
20
台球
25
≤60
18
>35%
20
客房
25
≤60
22
>35%
30
服务间
26
≤60
20
>35%
15
热工参数
冷、热源参数
人员、照明条件
8负荷计算
空调冷负荷
空调冷负荷计算方法
冷负荷计算
1.北内墙冷负荷
通过空调房间隔墙、楼板、内窗等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷,可视为不随时间变化的稳定传热,按下式计算
Q(t)=KA(+ΔTa-Tr)
Q(t)=×8×4..2×(+2-26)=
2.西外墙冷负荷
由《供暖通风与空气调节设计规范》续表—3查得冷负荷计算温度逐时值,即可按课本公式2-7:
Qc(t)=AK((t))算出西外墙逐时冷负荷,计算结果如下表。
3.南外玻璃墙瞬时传热冷负荷
根据ai=(m2·K)、ao=+×=W/(m2·K),由附录2-8查得Kw=W/(m2·K),再由附录2-9查得玻璃窗传热系数修正值。
由附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度tc(t),根据暖通空调式(2-10)计算,计算结果如下表。
4.南外玻璃墙日射得热引起的冷负荷
由《暖通空调》附录2-15查得双层钢窗有效面积系数Ca=,所以窗的有效面积Aw=12××=m2.再由附录2-13查得遮挡系数Cs=,由附录2-14查得遮阳系数Ci=,所以综合遮阳系数=×=
5.人员散热引起的冷负荷
宾馆属于极轻劳动,查表2-13,当室温为26度,每人散发的潜热和显热量分别为86W和48W。
由表2-12查得宾馆旅店群集系数ψ=.再由附录2-23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。
按式(2-22)计算人体显热散热逐时冷负荷。
计算结果如下表。
6.照明散热形成的冷负荷
由于明装荧光灯,镇流器装设在客房内,所以镇流器消耗功率系数n1取1,灯罩隔热系数n2取。
由附录2-22查得照明散热冷负荷系数,按公式(2-21)计算,计算结果如下表。
将上述各表计算结果列如下表,并逐时相加,求得客房内冷负荷值。
1.宾馆一层冷负荷汇总如下表所示
2建筑总冷负荷、建筑面积冷指标
由上表可看出宾馆最大冷负荷值出现在12:
00,其值为,除去不供暖总建筑面积为,建筑面积冷指标=m2。
算例2(以宾馆二层小包厢201为算例)
1.北外墙冷负荷
由《供暖通风与空气调节设计规范》续表—3查得冷负荷计算温度逐时值,即可按课本公式2-7:
Qc(t)=AK((t))算出西外墙逐时冷负荷,计算结果如下表。
2.北外窗瞬时传热冷负荷
根据ai=(m2·K)、ao=+×=W/(m2·K),由附录2-8查得Kw=W/(m2·K),再由附录2-9查得玻璃窗传热系数修正值。
由附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度tc(t),根据暖通空调式(2-10)计算,计算结果如下表。
3北外窗日射得热引起的冷负荷
由《暖通空调》附录2-15查得双层钢窗有效面积系数Ca=,所以窗的有效面积Aw=12××=m2.再由附录2-13查得遮挡系数Cs=,由附录2-14查得遮阳系数Ci=,所以综合遮阳系数=×=
4西内墙和南内墙冷负荷
通过空调房间隔墙、楼板、内窗等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷,可视为不随时间变化的稳定传热,按下式计算
Q(t)=KA(+ΔTa-Tr)
西内墙
Q(t)=×××(+)=
南内墙
Q(t)=×4××(+)=
5.人员散热引起的冷负荷
宾馆属于极轻劳动,查表2-13,当室温为度,每人散发的潜热和显热量分别为86W和48W。
由表2-12查得宾馆旅店群集系数ψ=.再由附录2-23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。
按式(2-22)计算人体显热散热逐时冷负荷。
计算结果如下表。
6.照明散热形成的冷负荷
由于明装荧光灯,镇流器装设在客房内,所以镇流器消耗功率系数n1取1,灯罩隔热系数n2取。
由附录2-22查得照明散热冷负荷系数,按公式(2-21)计算,计算结果如下表。
将上述各表计算结果列如下表,并逐时相加,求得客房内冷负荷值。
冷负荷汇总
1.宾馆二层冷负荷汇总如下表所示
2建筑总冷负荷、建筑面积冷指标
由上表可看出宾馆最大冷负荷值出现在12:
00,其值为,总建筑面积为×=,建筑面积冷指标=m2。
空湿负荷调
计算内容及方法
算例
湿负荷:
Mw=Φg×10-6=×3××109×10-6=×10-4Kg/s
湿负荷汇总
9空调系统设计
系统方案
空调方式:
全空气一次回风系统和风机盘管加新风系统
系统划分:
中餐厅和餐厅大堂为一个系统,宾馆大堂和办公室为一个系统,用全新风系统,二楼的餐厅用风机盘管加新风系统
空调水系统形式;空调的水系统采取同侧双立管供回,每层的系统为水平水管同程布置。
空气处理及设备选型
系统一:
中餐厅和餐厅大堂的总余热Qo为35144w,总余湿为52×10-4Kg/s热湿比ε=35144w/52×10-4Kg/s=6758kJ/kg
室内状态点N为25℃/70%,iN=61kJ/kg;在焓湿图上利用热湿比线(过N点,斜率为
的直线)和90%相对湿度线的交点和得出机器露点L:
17℃/90%iL=50kJ/kg;室外状态点W为℃/58%,iW=92kJ/kg
系统风量G=Q0/(iN-iL)=35144W/(61-50)kJ/kg=s=9585
保证房间每小时所需的新风量G1=3780
由于补偿排风和保持室内正压所需的新风量比满足人员卫生标准的新风量小的多。
所以取系统新风量G偷W=3780
(大于总风量的10%)
Gh=G—GW=9585-3780=5805
由
可得
=kg
系统冷量:
Q=G(iC—iL)=9585/3600××=
根据冷量选麦克维尔公司生产的MSW150H柜式空调机组系列,其具体参数如下:
型号
额定风量
额定供冷量kW
额定供热量kW
冷水
机组余压
Pa
电机功率kW
噪音dB(A)
重量kg
流量L/s
阻力kPa
MSW150H
六排
12000
88
131
320
×2
60
370
额定冷量试验工况为:
进口空气干球温度27℃,湿球温度℃,进水温度7℃,进出水温差5℃。
冷量修正:
实际进风工况为:
进口空气干球温度25℃,湿球温度18℃,进水温度7℃,进出水温差5℃。
查样本的回风工况冷量修正系数表得修正系数为;修正后的供冷量为88×=,满足要求。
系统二用同样方法算的风量5012
,冷量
选择翰艺吊顶式空气处理机组,参数如下
型号
风量
冷量
水量
水阻
机组余压
电机功率
噪声
参考重量
kW
kPa
Pa
kW
dB(A)
kg
5000
≤52
200
风机盘管加新风系统
新风处理到室内状态等焓线,不担负室内负荷,风机盘管为湿工况
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(1)选型原则
根据新风处理的终态和新风与出风口的配合形式按中档负荷选。
按冷量选:
校核风量,潜冷量;按风量选:
校核全冷量,潜冷量。
进风工况与标准工况不一致时应进行修正。
(2)选型计算(一个算例)
小包厢201:
室内冷负荷Q0=,余湿w=×10-4Kg/s
热湿比ε=w/×10-4Kg/s=5770kJ/kg
室内状态点N为25℃/60%,iN=kg;在焓湿图上利用热湿比线(过N点,斜率为
的直线)和90%相对湿度线的交点和得出机器露点O:
℃/90%iO=kg;
房间风量G=Q0/(iN—iO)=(—)kJ/kg=s=460
满足人员卫生要求所需风量G1=10人×30
=300
房间正压需要G2=
××8×
=157
考虑过度季节最大新风比的新风量G3=3
××8×
=674
取新风量GW=300
(大于总风量的10%)
盘管风量GP=G-GW=460-300=160
由
可得
=kg
盘管冷量QP=GP(iN—iLP)=160/3600×
×kJ/kg=
根据盘管的风量按样本中档风量选择FP-34型风机盘管机组1台,其主要参数如下表:
机组
型号
风轮
冷量(w)
热量(w)
噪音dB(A)
型式
数量
风量
高
中
低
高
中
低
高
中
低
≤37
FP-34
双进风离心风机
1
350
260
180
2000
1800
1400
3000
2600
2000
其他房间的风机盘管选型如下:
房间号
最大冷负荷(KW)
风机盘管
型号
制冷量(KW)
水流量(kg/m)
风量(m3/h)
小包201
286
FP-34
小包202
286
FP-34
小包203
286
FP-34
小包204
286
FP-34
大包205
1570
FP-204
9
大包206
1570
FP-204
9
中包207
1278
FP-170
中包208
1278
FP-170
小包209
1080
FP-136
小包210
1080
FP-136
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- 暖通 空调 计算