空调设计计算书.docx

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空调设计计算书

1工程概述

本建筑为广州一普通酒店。

共6层。

首层为公共层，层高为3.8米。

2—6层为标准层，层高为3.2米。

制冷机房设于首层。

本建筑全楼只作夏季通风空调。

冬季不考虑空调。

卫生间考虑平时通风。

2设计依据

（1）采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-872001版）

（2）房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）

（3）采暖通风与空气调节制图标准（GBJ114-88）

3设计范围

（1）中央空调系统选型，空气处理过程的确定。

（2）组合式空气处理机、空调箱、风机盘管、送风口、回风口的选型，风管布置。

（3）冷冻机组、冷却塔、水泵、膨胀水箱的选型及水系统设计。

4设计参数[1]

4.1室外空气计算参数

空调

通风

主导风向

风速

大气压力

夏季

干球温度35.7℃

温度33℃

C

NNW

2.2m/s

100050Pa

湿球温度28.5℃

4.2室内空气设计参数及有关指标

房间名称

夏季

人员密度

p/m2

新风量

m3/h·p

允许噪声

dB（A）

温度（℃）

相对湿（%）

办公室

26

60

0.15

30

55

教室

26

60

0.7

25

40

会议室

26

60

0.5

20

50

走道及前厅

26

60

0.1

20

50

5空调冷负荷计算

5.1相关参数的选取

围护结构参数见下表[3][4]

结构类型

类型

传热系数

外墙

石灰砂浆（20mm）加一砖半黏土实心砖墙（370mm）

总厚度390mmII型墙

1.79

外窗

普通钢窗3mm普通玻璃

6.46

外门

单层3mm玻璃木门，结构修正0.7

2.00

内墙

内外抹面（各20mm）加一砖黏土实心砖墙（240mm）

总厚度280mm　III型墙

1.97

屋顶

加气混凝土保温屋面编号

（1）

≤0.8

其它的冷负荷相关参数:

房间

名称

人员

照明

设备散热

W/m2

劳动强度

群集系数

类型

功率W/m2

办公室

极轻

0.93

暗装荧光灯,灯罩有孔

30

25

教室

极轻

0.89

明装荧光灯,灯罩有孔

50

10

公议室

极轻

0.93

暗装荧光灯,灯罩有孔

40

20

走道及前厅

轻

0.93

　一楼同教室,其它同办公室

30

10

注:

（1）电脑房、设备间、设备按实际发热量估算。

（2）室内保持正压，不考虑空气渗透引起的冷负荷。

（3）教室、会议室工作时段取上午8：

00到12:

00，下午13:

00到16:

00，办公室工作时段取上午8：

00到晚上21:

00。

（4）除机房外全部房间和走道都设置了空调，不考虑内围护结构的传热。

5.2冷负荷计算中所用到的公式

5.2.1人体冷负荷

人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算：

Qτ=φnq1Xτ-T

式中φ—群体系数；

n—计算时刻空调房间内的总人数；

q1—一名成年男子小时显热散热量，W；

T—人员进入空调房间的时刻，点钟；

τ-T—从人员进入房间时算起到计算时刻的时间，h；

Xτ-T—τ-Ｔ时间人体显热散热量的冷负荷系数。

人体散湿形成的潜热冷负荷Q（W），按下式计算:

Q=φnq2

式中q2—一名成年男子小时潜热散热量，W；

φ—群体系数。

5.2.2人体湿负荷

人体散湿量D（kg/h）按下式计算:

D=0.001φng

式中n—房间人数；

g—一名成年男子的小时散湿量，g/h。

5.2.3灯光冷负荷

照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ（W），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.镇流器装在空调房间内的荧光灯

Q=1200n1NXτ-T

3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯

Q=1000n0NXτ-T

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，点钟；

τ-T—从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；

Xτ-T—τ-T时间照明散热的冷负荷系数。

5.2.4设备冷负荷

设备散热引起的冷负荷Q（W）按下式计算:

Q=10000qX

式中q—设备散热量，kg/h；

X—设备散热量的冷负荷系数g/h；

其中设备散热量按每平米的设备散热量与空调面积估算。

5.2.5新风冷负荷

新风全冷负荷Qq（W）按下式计算:

Qq=mdmx（iw-in）/3.6

式中　md--夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，1.13kg/m^3；

mx--新风量，m^3/h；

iw--夏季室外计算参数下的焓值，kJ/kg；

in--室内空气的焓值，kJ/kg。

其中新风量=空调房间人数*房间中的人均新风量

5.2.6新风湿负荷

新风湿负荷Dx（kg/h）按下式计算:

Dx=mdmx（dw-dn）0.001

式中　mx--新风量，m^3/h；　

dw--夏季空调室外计算参数时的含湿量，g/kg；

dn--室内空气的含湿量，g/kg。

5.2.7外墙和屋面冷负荷

外墙和屋面冷负荷CL（W）按下式计算:

CL=FK（（tl+td）Ka-tn）

式中　　F--外墙或屋面的面积，m2；

K--外墙或屋面的传热系数，W/（m2·℃）；

tl--冷负荷计算温度的逐时值，℃；

td--温度的地点修正值,℃；

Ka--温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数；

tn--室内设计温度，℃。

2.3.8外窗冷负荷

该冷负荷可分为三部分:

直射冷负荷CL（W）,散射冷负荷CL（W）,传热冷负荷CL（W）,其中:

直射冷负荷CL=FzCzDj,maxCcl

式中　　　　Fz--窗玻璃的直射面积，m^2；

Cz--窗玻璃的综合遮挡系数；

Dj,max--日射得热因数的最大值，W/m^2；

Ccl--冷负荷系数。

散射冷负荷CL=FsCzDj,maxCcl

式中　　　Fs--窗玻璃的散射面积，m^2。

传热冷负荷CL=FK（tl-tn）。

5.3冷负荷计算

使用鸿业冷负荷计算软件对各个房间进行冷、湿负荷计算。

由于篇幅有限，附录1只列出101教室的逐时负荷构成。

下表列出同层面负荷最大出现时刻的各个房间负荷数据。

房间号

空调面积（m2）

人数

（人）

负荷最大时刻

房间内

冷负荷

（W）

房间

湿负荷（kg/h）

新风量

（m3/h）

新风

冷负荷（W）

总冷负荷（W）

101教室

43.2

30

16点

6551

2.910

750

8061

14611

102教室

43.2

30

16点

6551

2.910

750

8061

14611

103电脑房

82.7

60

16点

13380

5.821

1500

16122

29501

104控制室

21.6

2

16点

1754

0.209

50

537

2291

105教室

97.2

68

15点

14474

6.597

1700

18271

32745

106休息室

21.6

15

15点

3316

1.455

375

4030

7347

107接待室

27.1

18

16点

3709

1.746

450

4836

8546

109男厕

21.6

4

15点

1247

0.684

120

1290

2537

走道及门厅

125.6

12

16点

6669

2.053

240

2579

9249

一层小计

16点

201办公室

21.6

3

14点

1207

0.304

90

967

2174

202办公室

21.6

3

14点

1207

0.304

90

967

2174

203办公室

21.6

3

14点

1207

0.304

90

967

2174

205会议室

61.1

30

15点

5580

3.041

600

6449

12028

206藏书室

21.6

2

9点

1226

0.203

60

645

1871

207设备库

21.6

2

13点

1230

0.203

60

645

1875

208办公室

32.4

5

13点

1548

0.507

150

1612

3161

209办公室

21.6

3

13点

1236

0.304

90

967

2203

房间号

空调面积（m2）

人数

（人）

负荷最大时刻

房间内

冷负荷

（W）

房间

湿负荷（kg/h）

新风量

（m3/h）

新风

冷负荷（W）

总冷负荷（W）

210办公室

21.6

3

13点

1236

0.304

90

967

2203

211办公室

21.6

3

13点

1236

0.304

90

967

2203

212办公室

21.6

3

13点

1632

0.304

90

967

2600

213女厕

21.6

4

14点

1556

0.684

120

1290

2846

二层走道

86.0

8

16点

2750

0.811

160

1720

4470

二层小计

417.1

75

14点

24058

7.881

1870

20097

44156

301会议室

43.2

20

15点

4072

2.027

400

4299

8371

302休息室

21.6

3

14点

1398

0.304

90

967

2365

303控制室

21.6

2

14点

1289

0.203

60

645

1934

304活动室

104.3

60

10点

13003

10.267

1200

12897

25901

305办公室

32.4

5

13点

1901

0.507

150

1612

3513

306办公室

43.2

6

13点

2645

0.608

180

1935

4579

307办公室

43.2

6

13点

3042

0.608

180

1935

4976

308男厕

21.6

4

13点

1692

0.684

120

1290

2982

三层走道

86.0

8

16点

3956

1.369

160

1720

5676

三层小计

417.1

114

14点

32998

17.892

2540

27300

60297

全楼总计

1318

428

114707

50.158

10345

291184

225891

6系统方案及风量的确定

一层房间空间大，人员密集，冷负荷密度大，室内热湿比小。

选择一次回风的定风量单风道全空气系统。

为节约能源和资投，只进行单参数的露点送风。

二、三楼人房间较小，选择风机盘管加新风系统，新风处理到同室内点等焓的状态，然后同风机盘管的送风混合后送入室内[2]。

6.1全空气系统的空气处理过程

一层全热冷负荷为57.651kW，人体的散发的湿负荷为6.77g/s（24.385kg/h）。

热湿比8516，查焓湿图得送风温度为17.4℃。

送、回风点的焓值分别为hs=46.18kJ/kg,hn=58.85kJ/kg。

焓差12.67kJ/kg。

总送风量＝3600*冷负荷/焓差＝16381kg/h（13651m3/h）。

总新风量为5935m3/h，新风比43.5%，回风量为7716m3/h。

混合点干球温度30.3℃，湿球温度24.2℃，焓值hm=73.5kJ/kg。

由于新风比很大，一层在某些部位应设排风系统，本设计说明书中暂不涉及。

6.2风机盘管加新风系统的空气处理过程

考虑到卫生和能效，选择处理后的新风和风机盘管处理过的空气混合后送入室内的方案[2]。

采用新风不负担室内负荷的方式，即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点l（见焓湿图）。

即

下面以201为例计算风机盘管的处理状态和风量，201房间在下午14点出现最大负荷，此时参数为：

全热1207W,湿负荷304g/h。

取新风量为90m3/h，分析空气处理过程。

室内的热湿比为14293kJ/kg，取送风温差为8℃，室内状态点沿热湿比下降到26－8＝18℃即为送风状态点S。

hs=48.8kJ/kg,焓差10.05kJ/kg。

（送风温差也可按混合点相对湿度90%选取，本例选择先确定送风湿差，后效合相对湿度的方法）

总送风量＝3600*冷负荷/焓差＝432kg/h（360m3/h）。

风机盘管送风量＝总送风量－新风量＝270m3/h（276kg/h）。

风机盘管空气出口温度为16.8℃，可以处理。

风机盘管的冷量即为房间的冷负荷1.207kw。

由于没有找到给出显热比（SHF）的风机盘管样本，暂不对风机盘管处理的热湿比进行效合。

二层和三层各个房间的送风状态及送风量列于下表:

房间名称

最大负荷出现时刻

房间内冷负荷（W）

送风温差（℃）

送风点

风机盘管送风温度（℃）

风机盘管送风量（m3/h）

新风量

总送

焓（kJ/kg）

焓差（kJ/kg）

（m3/h）

风量（m3/h）

201办公室

14点

1207

8

48.8

10.05

16.8

270

90

360

202办公室

14点

1207

8

48.8

10.05

16.8

270

90

360

203办公室

14点

1207

8

48.8

10.05

16.8

270

90

360

204办公室

14点

1207

8

48.8

10.05

16.8

270

90

360

205会议室

15点

5657

8

45.55

13.3

14.9

676

600

1276

206藏书室

9点

1593

7

50.9

7.95

18.7

541

60

601

207设备库

13点

1252

7

50.68

8.17

18.6

400

60

460

208办公室

13点

1604

8

48.22

10.63

16.3

303

150

453

209办公室

13点

1292

8

48.94

9.91

17

301

90

391

210办公室

13点

1292

8

48.94

9.91

17

301

90

391

211办公室

13点

1292

8

48.94

9.91

17

301

90

391

212办公室

13点

1699

8

49.39

9.46

17.3

449

90

539

213女厕

14点

1556

8

46.88

11.97

16.5

270

120

390

二层走道

16点

3008

8

48.65

10.2

17.2

725

160

885

二层小计

14点

24058

-

-

-

-

5348

1870

7218

301会议室

15点

4095

8

46.16

12.69

15.6

568

400

968

302休息室

14点

1398

8

49.09

9.76

17.1

340

90

430

303控制室

14点

1289

7

50.71

8.14

18.6

415

60

475

304活动室

10点

13261

8

45.39

13.46

15.6

1756

1200

2956

305办公室

13点

1972

8

48.75

10.1

16.8

436

150

586

306办公室

13点

2778

8

49.08

9.77

17.1

673

180

853

307办公室

13点

3186

8

49.3

9.55

17.2

821

180

1001

308男厕

13点

1699

8

47.23

11.62

16.7

319

120

439

三层走道

16点

4176

8

48.1

10.75

17.5

1005

160

1165

三层小计

14点

32998

-

-

-

-

6332

2540

8872

注：

对于304活动室，由于湿负荷太大，降低湿度要求来确定送风状态。

7空调设备的选型及布置

7.1全空气系统

7.1.1各房间风量确定及风口的选型

按负荷计算各房间风量，确定风口数量及尺寸。

送风选择四面吹方形散流器。

回风选择单层百叶回风口。

送风散流器吼部风速取3～3.5m/s，回风百叶风口风速取4～5m/s。

卫生间不回风。

按房间大小及形状布置风口（见图纸）。

按各房间负荷出现最大时刻选型，列于下表:

房间号

101

102

103

104

105

106

107

109

走道

总计

负荷（W）

6551

6551

13380

1754

14474

3316

3709

1247

6669

送风量（m3/h）

1551

1551

3168

415

3427

785

878

295

1579

送风口数（个）

4

4

8

2

8

2

4

1

5

送风口型（cm）

18*18

18*18

18*18

14*14

20*20

18*18

14*14

16*16

16*16

吼部风速（m/s）

3.32

3.32

3.40

2.94

2.97

3.37

3.11

3.20

3.43

回风量（m3/h）

876

876

1790

234

1936

444

496

0

892

回风口数（个）

2

2

4

1

4

1

1

0

2

回风口型（cm）

10*30

10*30

10*30

8*20

10*30

10*30

10*30

-

10*30

吼部风速（m/s）

4.06

4.06

4.14

4.06

4.48

4.11

4.59

-

4.13

注：

口型指吼部尺寸。

4.2全空气系统的空气处理过程

对于室内温度取27℃的房间：

送、回风点的焓值分别为hs=47.7kJ/kg,hn=58.5kJ/kg。

焓差10.8kJ/kg。

对室内温度控制为25℃的房间hs=41.6hn=52.8kJ/kg，焓差11.2kJ/kg

总送风量＝3600*冷负荷/焓差。

可以算出各房间的送风量。

计算过程参看附表（）

.1.2送、回风管的布置和管径的确定

风管用镀锌钢板制作，用带玻璃布铝箔防潮层的离心玻璃棉板材（容量为48kg/m3）保温，保温层厚度δ＝30mm。

按房间的空间结构布置送回风管的走向（见图纸），并计算各管段的风量。

吊顶中留给空调的高度约为1050mm。

由于建筑空间的局限，回风管干管安置在送风干管上部。

根据教室内允许噪声的要求，风管干管流速取5～6.5m/s，支管取3～4.5m/s来确定管径（见图纸）。

7.1.3最不利管路的压力损失

绘制全空气系统最不利环路的轴测图，标出各段标号、长度、流量、管径。

镀锌钢板粗糙度K取0.15。

列表计算压力损失（见附2）[7]，以来决定空气处理机组的余静压。

相关计算公式及依据如下：

当量管径＝2*管宽*管高/（管宽＋管高）；

流速＝秒流量/管宽/管高*1000000；

单位长度沿程阻力由流速，管径，K查设计手册阻力线图；

沿程阻力＝管段长度*单位长度沿程阻力；

局部阻力系数根据局部管件的形状查设计手册；

动压＝流速＾2*1.2/2；

局部阻力＝局部阻力系数*动压；

总阻力＝沿程阻力＋局部阻力。

计算得沿程阻力为59.98Pa，局部阻力为143.30Pa。

取法兰，软接头等其它阻力约50Pa，则组合式空气处理机组的余静压应为250Pa。

7.1.4全空气系统空调机组的选型

全空气系统的总送风量为13651m3/h。

总冷量为：

1.1*（房间内的冷负荷＋新风冷负荷）＝1.1*121.438＝133.6kW

根据“清华同方”组合式空调机组样本选型，选择ZKW15-JT-Z6。

额定风量15000m3/h，左式，六排管额定冷量94.4kW，按新、回风混合温度为30.3℃，进水温度7℃进行修正，冷量为145.4kW。

风量和冷量分别有9%，和8%的富余量。

机组取混合段＋板粗过滤＋袋中过滤＋表冷段＋垂直风机段的组合形式。

机组全长3040mm。

宽×高＝1660mm×1510mm。

风口尺寸及定位尺寸见图纸。

7.2风机盘管加新风系统

7.2.1各房间风机盘管的选型

选用卧式暗装风机盘管，因各房间所需处理的热湿比不同，实际选型中不可能配齐所有满足湿度要求的风机盘管。

所以参考某厂家产品样本，主要通过冷量对风机盘管进行选型。

吊顶中留给空调的高度约为650mm。

风机盘管

名义风量

（m3/h）

额定冷量

（W）

个数

高度

（mm）

出风口

尺寸（mm）

所用房间

FP-2.5

250

1580

14

246

130*430

201～204,206,207,209～211,213

二层走道*2,302,303

FP-3.5

350

2030

10

246

130*480

205*2,208,212,301*2,305,

三层走道*2,308

FP-5

500

3090

2

246

130*580

306,307

FP-10

1000

5840

2

246

130*880

304*2

注：

以上机外余压都为20Pa。

7.2.2风管的布置和管径确定

选择方型四面吹散流器作为送风口、单层回风百叶作为回风口。

统计如下：

风机盘管

名义风量

（m3/h）

送风口

个数

送风口规格

同类送风口总数

回风口规格

同类回风口总数

备注

FP-2.5

250

2