空气调节课程设计完整版.doc
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1、目录 1工程概述12设计依据12.1设计目的12.2设计任务书12.2.1 空调冷、湿负荷计算12.2.2 空调过程设计计算22.2.3空调的热湿解决设备选择22.2.4送风系统的设计22.2.5空调水系统的设计22.2.6空调系统消声减震设计42.3设计规范及标准43设计参数43.1围护结构的热工参数43.2室内设计参数54空调冷、湿负荷计算54.1围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算54.2设备、照明和人体散得热形成的冷负荷的计算74.3设备散热冷负荷74.4空调总冷负荷的计算84.5空调湿负荷计算85空调方案的设计95.1空调方式的拟定95.1.1 全空气空调系统:(方案一)95.1.2 新
2、风加风机盘管系统:(方案二)95.2空气解决过程设计95.3. 空调系统的方案拟定及风量计算96送风系统的设计116.1送风系统的设计116.2散流器的选择126.3送风管道的阻力计算126.3.1 运用假定流速法126.3.2 选择风管流速136.3.3 计算风道的总阻力136.4风机的选型157水系统的设计167.1水系统方案的拟定167.1.1空调冷水系统的竖向分区167.1.2空调冷却水系统167.2制冷机组制冷量的拟定177.3制冷机组的选择177.4冷冻水量及循环水量177.4.1冷冻水量177.4.2循环水量187.5管径的选择187.5.1冷冻水管径187.5.2循环水管径18
3、7.5.3冷却水管径187.6水泵的选型198空调系统消声减振的设计方案208.1空调系统消声系统设计208.1.1消声器的选择应按照以下原则208.2空调系统的噪声源及控制208.2.1通风机的噪声218.2.3风管部件中的噪声衰减218.3空调系统的减振设计219设计总结22参考文献24设计题目南京市某综合大楼商场空调设计1工程概述本工程是南京市某综合大楼商场空调设计,商场工作时间一般从早上8:00到晚上22:00。该商场东西方向长30.0m,南北方向宽20.0m,高4.0m,南北分别开有六个窗,窗底标高2.1m,面积9m2;。商场人员密度为0.6-0.8人/m2.商场内照明设备为30W的
4、白炽灯200个。2设计依据2.1设计目的 空气调节与净化课程设计是安全工程专业课程教学的重要环节与内容,是安全工程专业的学生在完毕该门专业课之后进行的一次重要实践训练,是理论联系实际的重要阶段,通过这一实践性教学环节,使学生掌握空气调节与净化课程的基本理论和基本设计程序及环节,同时也使学生学会查阅和使用设计资料的方法,培养和提高学生运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力。2.2设计任务书2.2.1 空调冷、湿负荷计算空调冷负荷的计算可采用谐波反映法或冷负荷系数法。本工程的空调设计重要是针对夏季。以下内容的计算都默认是夏季,不再单独说明。重要涉及:A、建筑围护结构的传热计算B、人体散热、散湿量
5、计算C、照明设备散热量D、热、湿负荷汇总2.2.2 空调过程设计计算采用全空气空调系统,新风量按30m3/h。重要涉及拟定空气解决过程中各种状态参数;房间及系统的送风量、新风量、回风量、制冷量和供热量等。拟定上述参数后,需要对空气解决设备进行选择,设备选择过程中,一般需要按实际使用条件做校核计算,必要时应做设计计算。2.2.3空调的热湿解决设备选择拟定系统的送风量及制冷量等之后,需要对空气解决设备进行选择,本设计重要是设计夏季空调系统,针对不同的地理位置的室外计算参数,决定是需要冷却减湿还是冷却加湿。2.2.4送风系统的设计 重要涉及送风口和回风口的设计,管道阻力的计算以及风机的选型。2.2.
6、5空调水系统的设计重要设计冷水系统和冷却水系统。(1)冷水系统:涉及方案的拟定,水管流速选择,制冷量和制冷机组的拟定,水泵的选择。(2)冷却水系统:涉及冷却水量的拟定、管路的布置和管径的拟定以及冷却水泵的选择。1、水系统选择:闭式等温变流量的形式,运用集水器和分水器之间的压差旁通阀调节负荷。冷冻水从制冷机组出来后进入分水器后按空调分区供水。集水器回水后再由冷冻水泵泵入冷冻机组的蒸发器。冷冻水泵前连接膨胀水箱。水路采用同程序或异程序的方案比较。2、水管流速选择: 由于管道直径和管件的比价:随着直径的增大,管道自身和阀门等配件的价格以及安装费用都大幅度上升。因此,对大直径管道,流速宜选择接近上限的
7、数值。3、管路的布置和管径的拟定:冷冻水供回水管DN50时采用镀锌钢管;50时采用无缝钢管。空调凝结水管建议采用UPVC管。冷冻水按供回水7/12计算流量,水泵压出口流速取2.4-3.6m/s,吸入口取1.2-2.1m/s,主干管流速取1.2-4.5m/s,一般管道取1.5-3m/s,闭式系统选表面当量绝对粗糙度K0.2mm,拟定重要管段流量、流速、管径。比摩阻(Pa/m)根据K、流速、管径查设计手册水力计算表。4、水管保温层厚度的拟定5、 水环路阻力损失的计算及水泵的选型膨胀水箱选用2.2.6空调系统消声减震设计设计中最佳能对选用通风机进行实测,不具有条件时可以根据公式进行粗略评估其声功率级
8、,而在空气沿程输送过程中有自然衰减的作用存在,所以只有在衰减不能满足消声规定期才会考虑装置消声器。2.3设计规范及标准(1)采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2023)(2)房屋建筑制图统一标准(GB/T500012023)(3)采暖通风与空气调节制图标准(GB/T 50114-2023)(4)公共建筑节能设计标准(GB50189-2023)3设计参数3.1围护结构的热工参数1) 外墙为厚240mm砖墙,属教材附录表2-9中序号44,K=1.95 W/(K),。2) 屋顶采用教材附录表2-9中序号9,保温材料为水泥膨胀珍珠岩,厚90mm,K=0.93 W/(K) ,。3) 内墙为24
9、0mm砖墙,内外表面分别抹20mm厚白灰。4) 窗:玻璃为3mm厚浅蓝色吸热玻璃,K=3.01W/(K),单层钢窗,80%玻璃,窗内遮阳设施为深黄色布窗帘,遮阳系数0.65。3.2室内设计参数 1)室内设计温度22,相对湿度为60%。2)室外空气参数(北京): 夏季空调室外计算干球温度tw 33.2; 夏季空调室外计算湿球温度ts 26.4; 夏季室外平均风速v:1.9m/s。3)围护结构面积记录:屋 顶:600 窗:9,南北各开6个东外墙:80 西外墙:80 南外墙:66 北外墙:664)人员密度:0.6-0.8人/5)照明设备为30W白炽灯200个4空调冷、湿负荷计算4.1围护结构瞬变传热
10、形成冷负荷的计算1) 外墙及屋顶温差传热冷负荷式中:计算时刻,h ; 围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波传到内表面时间延迟,h ; -温度波的作用时间,级温度波作用于围护结构内表面的时间, h ; K维护结构传热系数,W/m2K; F围护结构计算面积, ; t-作用时刻下,维护结构的冷负荷计算温差,简称符合温差,见附录2-10(墙体),附录2-11(屋顶)。 (计算结果见附录)2) 窗户瞬时传到得热形成的冷负荷: 式中:CLQ通过外墙和屋面的得热量所形成的冷负荷,W; F窗口面积,单位:; K玻璃窗传热系数,取3.01 W/(m2K); t 计算时刻下结构的负荷温差,见附录2-12; (
11、计算结果见附录)3) 窗户日射得热形成的冷负荷式中: xg 窗的有效面积系数,单层钢窗取0.85。xd 地点修正系数,见附录2-13。该工程设计为北京,选Xd =1Cs 窗玻璃的遮挡系数,见附录2-7.选,0.89Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数。设计中采用深黄色布帘内遮阳。选0.65F 窗的面积,54m2Jj 计算时刻时,透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷,简称负荷强度,W/m2,见附录2-13。 Jj 计算时刻时,透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷,简称负荷强度,W/,见附录2-13。 (计算结果见附录)4.2设备、照明和人体散得热形成的冷负荷的计算1)设备、照明和人体散得热形
12、成的冷负荷式中:CLQ设备照明和人体散得热形成的冷负荷(W); Q设备、照明和人体的得热,W T设备投入使用时刻或人员进入房间时刻,h; -T从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时间的时间,h;JX-T(JE-T,JL-T,JP-T)-T时刻的设备负荷强度系数(附录2-14),照明负荷强度系数(附录2-15),人体负荷强度系数(附录2-16)商场人员密度为0.60.8人/,按取最大值0.8计算室内人数为480人。(计算结果见附录)4.3设备散热冷负荷此设计中没有说到设备情况,所以不计算设备散热引起的冷负荷。本设计中将忽略设备的散热冷负荷的计算。4.4空调总冷负荷的计算空调总冷负
13、荷=围护结构冷负荷的计算+人体散热形成的冷负荷+照明散热形成的冷负荷(汇总结果见附录)由计算结果可知,负荷最大值出现在下午20点,其值为101913.3443.4W。4.5空调湿负荷计算商场由于人员多,湿负荷重要是由人员散湿引起的,所以在各层商场的湿负荷计算中,只考虑了人员,而忽略了其它散湿。湿负荷计算公式:式中:D人体散湿量, g/h; g成年男子的小时散湿量; n室内所有人数; 群集系数。商场工作属于轻度劳动,当室温22时,成年男子的小时散湿量为150g/h,群集系数=0.89。商场的人体散湿量,就为D=480*150*0.89=17.8 g/s。5空调方案的设计5.1空调方式的拟定5.1
14、.1 全空气空调系统:(方案一)全空气系统的空气解决设备设立在专用的空调机房,管理和维修比较方便,使用寿命长,初投资和运营费用比较低,由于全空气系统管道输送的是空气,假如风量大,则风道的面积也相应较大,所以全空气系统所占建筑的空间也较大,合用与解决空气量多,服务面积比较大的建筑,如纺织厂、百货商场、影剧院等工业和民用建筑。5.1.2 新风加风机盘管系统:(方案二)新风加风机盘管系统克服了全空气系统由于有风道截面积大、占用建筑面积和空间较多以及系统灵活性差等缺陷,在这个系统既有水,又有空气,因此新风加风机盘管系统合用于其房间的用途和使用者的规定不同,并且规定灵活性高的建筑,如旅馆、办公楼等。通过
15、对比分析方案(一)和方案(二),拟定此综合楼商场空调系统采用方案(一),即全空气系统并且拟定为冷却加湿方案。5.2空气解决过程设计由已知条件知新风量为30m3/人h:5.3. 空调系统的方案拟定及风量计算5.3.1夏季送风量及送风状态的拟定通过冷负荷的计算结果可以看出,该空调房间最大冷负荷(不含新风)出现在: 20:00点钟,最大冷负荷(不含新风)为:101913.3448W,总余湿量为17.8kg/h 面积:600通过上述几方面的计算可以得出空调的冷负荷情况:夏季:tW=33.2,kJ/kg,tn=22, kJ/kg,=60%,冷负荷:Q=101913.3448W,湿负荷:W= 17.8g/
16、s 图6-1 全空气一次回风系统焓湿图(夏季)(1) 计算热湿比 (5.1)在h-d图上拟定室外状态点w(干球温度33.2,湿球温度为26.4,相对湿度58.54%)并拟定室内状态点N(tn=22及相对湿度得 iN=48kJ/kg,dN=10g/kg过N点作 =5725.49kJ/kg线与相对湿度线相交得送风状态点O;取送风温差to=8,则送风温度to=22-8=14, iN=33kJ/kg,dN=7.5g/kgkJ/kg,(2) 总送风量 (5.2)新风量:Gw=30m3/h人*480人=4m3/s=4.84kg/s(3) 新风量的拟定 (5.3)系统的新风量不应小于其总风量的10%,所以新
17、风满足规定;GW=4m3/s(4) 拟定新、回风混合状态点 (5.4)求得ic=72.32kj/kg作ic的等焓线,交线为C点。(5) 系统的冷量 (5.5)6送风系统的设计6.1送风系统的设计室内气流速度、温湿度是人体热舒适的要素,因此必须对房间进行合理的空气解决方式和合理的气流组织方式。气流分布设计的目的是风口布置,选择风口规格,校核室内气流速度、温度等等。因此,一个合理的空气解决方式和合理的气流组织对于室内的空气质量有着直接和重要的影响,送风口以安装的位置分,有侧送风口、顶送风口、地面风口;按照送出气流的流动状况有扩散型风口、轴向型风口和孔板送风。扩散型风口具有较大的诱导室内空气的作用,
18、送风温度衰减快,但射程较短;轴向型风口诱导室内气流的作用小,空气温度、速度的衰减慢,射程远;孔板送风口是在平板上满布小孔的送风口,速度分布均匀,衰减快。在设计中,采用了方形散流器,采用的是顶送风。6.2散流器的选择选择方行散流器作为送风口,其风口尺寸为400*400mm,有效面积系数为0.8,则FO=0.128。取工作区高度为2m,风口中心距顶棚0.6m,楼层净高为4m,则x=4-2.0-0.6=1.4m。则取Uo=4m/s,则Ux=1.36m/s。由于每个风机解决的风量为21.8kg/s,也就是18.17/s,所以由公式: G=nFoUo可得:n=18.17/(0.128*4)=35个,因此
19、需要35个方型散流器。6.3送风管道的阻力计算6.3.1 运用假定流速法根据实用供热空调设计手册拟定各个管段的管径和阻力的大小,对不平衡的管段进行阻力的调节,或者运用增设减压阀门来平衡阻力。6.3.2 选择风管流速总风管: 7.5m/s,送风口支管: 2.5m/s。6.3.3 计算风道的总阻力沿程阻力可根据风道的断面尺寸和实际流速,查阅“风道单位长度沿程阻力压力损失计算表”求出单位长度摩擦阻力损失R,再根据公式以及管长,进一步求出管段的摩擦阻力损失。1) 沿程压力损失的基本计算公式:长度为L(m)的风道的沿程压力损失可按下式计算:Py单位管长沿程压力损失,也称为单位管长摩擦阻力损失,Pa/m;
20、空气密度,标准状况下,1.2 kg/m3;v 风道内空气的平均流速,m/s;de风道的当量直径,m;圆形风道的当量直径ded,d为风道直径;矩形风道的当量直径de2ab/(ab),a、b分别为矩形风道的两个边长;摩擦阻力系数, 值可按下式计算:=0.11(K/de)0.25K风道内壁的当量绝对粗糙度;取0.15mmRe雷诺数;Revd e/ 空气的运动粘度,标准状况下, 15.0610-6 m2/s。2)局部压力损失的基本计算:Pj =*U动压3)总阻力=沿程+局部:P =(Py +Pj )风道阻力各个参数取值和计算结果如下:风管最不利压力损失表管段号管径de(m)长度L(m)(m/s)R(P
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