某宿舍楼风冷空调系统设计毕业设计.docx
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某宿舍楼风冷空调系统设计毕业设计
某宿舍楼风冷空调系统设计毕业设计
摘要
伴随着社会的发展进步,人们愈发的追求生活环境的舒适。
此论文以南京一栋高层宿舍楼的空调系统为例简析宿舍楼的风冷空调系统设计。
该建筑共十五层,每层高3m,总建筑面积为10763㎡。
里面有淋浴室、洗漱室、卫生间,但是大多数是男女宿舍。
为了满足空调系统的舒适性要求,空调房间要求要夏天制冷、冬天供暖。
该设计的空调系统采用的是风机盘管——新风系统,选用风冷机组制冷冻水供冷,与传统的风冷相比,模块式风冷冷热水机组的热源是空气,可以无偿使用且不用担心能把它用完,并且一机两用,完美的把冷、热源合二为一,夏季提供7℃冷冻水,冬季提供45℃到50℃热水;该机组也高效节能且夏季制冷时省去了冷却水系统,冬季供热也不用锅炉且与其他的冷、热源方式初期投资较低、运行成本低;它的体积小,安装、运行管理都很方便,省去了一些其他机组所必需的的土建费用以及冷却系统投资费用,可以布置在房顶等地;它的制冷剂是R22,属于环保制冷剂;从噪音与cop考虑,几乎没有什么噪音而且它的COP比较高、自动化程度高。
空调水系统采用异程式布置。
该建筑的空调系统设计说明书详细的介绍了以下内容:
1.该建筑的工程概况、土建资料、水源条件、电源条件、室外气象参数、室内设计参数。
2.该建筑的冷负荷计算。
3.该建筑的新风湿负荷计算。
4.该建筑的热负荷的计算。
5.空调系统的划分介绍以及空调机组的选用。
6.该建筑风系统的设计内容。
7.该建筑的水系统的设计内容。
8确定并选用冷、热源系统的相关内容等等。
关键词:
空调系统;负荷计算
第一章、建筑环境与原始资料
1.1工程概况
1.1.1设计名称
南京某高层宿舍楼风冷空调设计。
1.1.2设计地区
南京,位于北纬31°10´,东经121°26´。
1.1.3建筑资料
该宿舍楼为男女混合宿舍楼,内设男淋浴室,女淋浴室,机房,男卫生间,女卫生间,洗漱室,管理室等等。
共有15层,从地面一到15层。
层高为3米,总建筑面积为10763m2,结构形式为砌体结构。
1.2原始资料
1.2.1空调室内的设计参数
夏季室内26℃,相对湿度63%,新风量为30m3/h.人.管理员室人员密度为:
2人/间照明功率为80W其他空调房间人员密度为:
4人/间照明功率为80W冬季室内18℃相对湿度55%
1.2.2室外的设计参数
夏季室外平均风速3.0m/s,大气压力为100.25Kp,干球温度为34.8℃,湿球温度为28.5℃,相对湿度61%,夏季日平均计算温度34℃。
冬季室外平均风速为3.2m/s,冬季室外大气压力为102.09Kp,冬季室外干球温度为-6℃,相对湿度为55%。
1.2.3围护结构的相关资料参数
外墙:
采用KP1页岩粉煤灰多孔砖,墙厚360.查空气调节课本附录2-9可查的K为0.84,β为0.19,ν为53.85,ε(h)为11.0,vf为1.2,ε′f(h)为1.2。
内墙:
采用KP1页岩粉煤灰多孔砖,墙厚240.查空气调节课本附录2-9可查的K为1.76,β为0.28,ν为17.56,ε(h)为9.0,vf为2.0,ε′f(h)为2.0。
窗户:
单层玻璃钢窗,面积为1.5×2.5,缝隙长度为13m,K为6.40,挂白布帘,无外遮阳,有效面积系数为0.85,窗户内遮阳系数为0.5。
屋面:
采用沥青膨胀珍珠岩,查空气调节课本附录2-9可查的K为0.63,β为0.44,ν为31.57,ε(h)为7.8,vf为1.9,ε′f(h)为2.9。
地面:
底层为贴地非保温地面第一地带,K为0.47。
第二地带,K为0.27。
第三地带,K为0.12。
第四地带,K为0.07。
底层地面与室外地面相差1.5m。
外门M1:
M1为不锈钢玻璃门,其尺寸为3.2×2.4。
K为6.40。
内门M2、M3、M4:
M2尺寸为0.9×2.5,K为4.65。
M3尺寸为0.9×2.5,K为4.65。
M4尺寸为0.9×2.5,K为4.65。
1.2.4动力资料
(1)水源:
以城市自来水为本宿舍大楼设计的水源。
(2)电源:
城市电源为本宿舍大楼设计的电源。
为220/380V,50Hz
(3)冷热源:
拟采用SG-50ASH系列模块化风冷热泵机组作为冷热源,夏季冷水供回水温度为7/12℃,冬季提供45~50℃热水。
第二章负荷的计算
2.1夏季冷负荷计算
为了确定空调设备的容量以及空调系统的送风量,我们便需要计算出空调区域的冷(热)、湿负荷。
下面,小编就对湿、冷、热负荷做一个简单的介绍!
某一时刻,在室内外湿、热扰量的作用之下,进入一个恒湿恒温房间里的总湿量和总热量,我们将之称为在这一时刻的得湿量和得热量。
耗(失)热量是指为负值的得热量。
湿负荷是指,在某一时刻,为了维持房间内的相对湿度,在房间增加或者出去的湿量。
当然,在某一时刻,为了保持室内的恒温恒湿,需要往室内供应的冷量,我们便称之为冷负荷;反之,为了补偿室内失热而需要向室内供应的热量,我们称之为热负荷。
得热量一般包括由于空调区域内外温差从围护结构传入的热量,由于太阳辐射进入空调区域的热量以及照明设备、人体、各类工艺设备和电气设备散入空调区域的热量。
得湿量主要是人体散湿量、工艺设备和工艺过程散出的湿量。
空调区域的的冷(热)、湿负荷必须根据室内要求维持的气象条件和室外气象参数计算。
2.1.1外墙或屋面的冷负荷计算
外墙:
根据《实用供热空调设计手册》,采用KP1页岩粉煤灰多孔砖,墙厚360.查空气调节课本附录2-9可查的K为0.84,β为0.19,ν为53.85,ε(h)为11.0,vf为1.2,ε′f(h)为1.2。
内墙:
查《实用供热空调设计手册》P701,采用KP1页岩粉煤灰多孔砖,墙厚240.查空气调节课本附录2-9可查的K为1.76,β为0.28,ν为17.56,ε(h)为9.0,vf为2.0,ε′f(h)为2.0。
屋面:
采用沥青膨胀珍珠岩,查空气调节课本附录2-9可查的K为0.63,β为0.44,ν为31.57,ε(h)为7.8,vf为1.9,ε′f(h)为2.9。
外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷QC( τ),按下式计算:
CLQ τ=KF△t τ-ε式(2.1.1)
其中:
F表示计算面积,单位㎡; τ表示计算时间,单位h;τ-ε表示温度波的作用的时间,即温度波作用于外墙或屋面外侧等围护结构外表面的时间,单位h;ε温度波从围护结构外表面传到内表面的时间延迟,单位h;△t τ-ε表示作用时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,称负荷温差;F表示围护结构的计算面积,单位是㎡;K表示围护结构的传热系数,单位是W/(㎡·℃)。
本设计中设定淋浴室、卫生间、洗漱室、大厅、走廊、电梯间、冷风机房的夏季日平均温度为28℃,冬季为2℃。
根据《空气调节》查得该房间类型为中型。
下面以房间1501为例:
由其平面图算得其北外墙面积F为7.05m2,根据《实用供热空调设计手册》查得其K值为0.84,β为0.19,ν为53.85,ε(h)为11.0,vf为1.2,ε′f(h)为1.2。
由此可从空气调节附录2-10可查得τ-ε时,上海市北向外墙的逐时温差值△t τ-ε。
而当室内温度为26℃时,南京市的修正值为2℃。
计算结果列于下表当中
北外墙
计算时刻
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Δtτ-ε
9
9
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
K
0.84
F
7.05
CLQτ
53.3
53.3
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
47.38
由其建筑平面图可算得1501屋顶计算面积为21.024㎡,查空气调节课本附录2-9可查的K为0.63,β为0.44,ν为31.57,ε(h)为7.8,vf为1.9,ε′f(h)为2.9。
由此可从空气调节附录2-11查得τ-ε时,上海市北向外墙的逐时温差值△t τ-ε。
而当室内温度为26℃时,南京市的修正值为2℃。
计算结果列于下表当中
屋顶冷负荷
计算时刻
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Δtτ-ε
11
10
9
9
9
10
11
13
15
17
19
20
22
K
0.63
F
21.024
CLQτ
145.7
132.45
119.21
119.21
119.21
132.45
145.7
172.79
198.68
225.17
251.66
264.9
291.39
对于外墙来说它的延迟时间为7.8小时,假设该时刻为13点,那么作用时刻τ-ξ则为13-8=5,通过查表的此时△t τ-ε为9,南京的修正值为2℃,则此时的△t τ-ε为11。
2.1.2外窗的冷负荷计算
1、窗户瞬变传导得热形成的冷负荷
窗户瞬变传导得热形成的冷负荷,按下式进行:
CLQc· τ=KF△tτ公式(2.1.2.1)
其中:
△tτ表示计算时刻的负荷温差;F表示窗户的计算面积,单位㎡; τ表示计算时间,单位h;K表示围护结构的传热系数,单位是W/(㎡·℃)。
下面以1501房间为例,计算1501的窗户瞬变传导得热的冷负荷。
窗户为单层玻璃钢窗,面积为3.75㎡,K为6.40,挂白布帘,无外遮阳,房间类型为中型,根据《空气调节》附录2-12查得各计算时刻的负荷温差△tτ。
计算结果如下表。
北
外窗
瞬
时
传
热
冷
负荷
计算时刻
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Δtτ
3.6
4.3
5.1
6
6.7
7.5
8
8.5
8.8
8.9
8.7
8.3
7.7
K
6.4
F
3.75
CLQτ
86.4
103.2
122.4
144
160.8
180
192
204
211.2
213.6
208.8
199.2
184.8
2、窗户日射得热形成的冷负荷
窗户日射得热形成的冷负荷计算,按下列公式进行计算。
CLQj· τ=xgxdCnCsFJj· τ公式(2.1.2.2)
其中:
xd表示地点修正系数;xg表示窗户的有效面积系数。
Jj· τ表示计算时刻时,通过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷,称之为负荷强度,单位为W/m2。
K为传热系数,单位为w/(m2·℃)。
对于房间1501,窗户:
单层玻璃钢窗,面积为3.75,K为6.40,挂白布帘,无外遮阳,有效面积系数为0.85,窗户内遮阳系数为0.5。
由《空气调节》附录查得各计算时刻的负荷强度Jj· τ,地点修正系数为1.06。
计算结果如下表。
表2.1.2.2房间1501北外窗瞬时传热冷负荷
北
外窗
瞬
时
传
热
冷
负荷
计算时刻
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Jj· τ
49
48
56
66
73
78
79
77
71
64
67
69
29
K
6.4
F
3.75
CLQτ
529.79
518.98
605.47
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