暖通设计概述.docx

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1、指导老师：马荣生 丁兴凤绪论 设计目的空调课程设计是暖通空调课程的重要教学环节之一，通过这一环节达到了解空调设计的内容、程序和基本原则，学习设计计算的基本步骤和方法，巩固暖通空调课程的理论知识，培养独立工作能力和解决实际工程问题的能力。同时，利用与之相关的软件，增强应用与创造能力。如用于辅助设计的CAD，用于编写文档的WORD，用于数据统计的 EXCEL，都是帮助我们高效工作的工具，故此，此次课程设计不仅是对空调工程的专业知识的应用，也是对当代的我们应用各种计算机软件的一个考验。 设计任务整个设计要求完成恒温车间（一层）的空调设计。应将设计结果整理成设计计算说明书，其中包括：原始资料、设计方案

2、、计算公式、数据来源、设备类型、主要设备材料表。设计成果还应能用工程图纸表达出来，必须提供空调平、剖面图、系统图及机房详图。目录一、原始资料1（一）建筑及结构1（二）气象资料1（三）工艺资料1二、冬夏季室内冷热负荷的计算2（一）围护结构传热系数的确定2（二）夏季空调冷负荷的计算21、围护结构冷负荷的计算2（2）人体散热引起的冷负荷3（3）工艺设备散热引起的冷负荷4（4）各房间冷负荷汇总4（三）夏季各房间湿负荷计算20三、冬季空调热、湿负荷计算21（一）需要计算的部分211、基本耗热量计算（墙、吊顶、门、窗、地面）212、附加耗热量（考虑朝向、风力及高度等修正）213、冷风渗透、浸入耗热量21（

3、二）冬季热湿负荷汇兑221、各房间热负荷汇总222、冬季湿负荷计算（同夏季）26四、空调方案的确定27（一）确定空调方式27（二）系统的划分27（三）空气处理设备的选择方案27（四）管道、设备、风口等布置方案28五、空调系统的设计计算29（一）确定送风状态点，送风温差29（二）计算各房间送风量及系统总风量29（三）校核冬、夏季设计工况下的室内参数30（四）确定新风量30（五）确定回风量31（六）空气处理设备的选择计算31表面式冷却器的选择：31空气加热器的选择计算33（七）室内空气分布计算351、确定送回风口的型式和空气管路的布置352、各房间送回风口的选择计算353、新风口的选择计算37（八

4、）空气管路的阻力计算及风机选择371、确定送回风道系统，并画出系统的轴测草图372、确定风管尺寸，进行最不利管路的阻力计算373、选风机38六、参考书目40一、原始资料（一）建筑及结构恒温车间为双层建筑，每层吊顶为技术夹层，车间内主要为精密机床和三座标测量机室；二楼为计量室（空调），外窗为金属窗框双重窗，80%玻璃，5mm厚普通玻璃，内装浅色窗帘，无外遮阳，外墙构造（由外到内）分别为20mm中色水泥粉刷、240mm砖墙、100mm泡沫混凝土、木丝板白灰粉刷。（二）气象资料AB该厂所在地区气象资料为南京上海夏季空调室外计算干球温度34.834.4夏季空调室外计算湿球温度28.127.9夏季空调外

5、计算日平均温度31.231.2冬季空调室外计算温度-4.1-2.2冬季空调室外计算相对湿度76%75%（三）工艺资料恒温车间的设备人员，照明等情况见附表，车间生产时间为二班制7:0023:00，人员劳动强度为中等，全部为男职工。恒温车间要求全年空调、夏季、冬季各房间对室内空气温、湿度要求均为：tN=201,N =605%。照明均为暗装的荧光灯，罩上带有通风孔，设备的效率与功率有关，n1=0.8 n2=0.4 n3=0.6，电机的平均效率为y=0.8，车间内设有局部排风、排风量见附表。厂区锅炉房提供P=0.5MPa表压的蒸汽作热源，夏季冷冻站提供7的冷冻水作冷源。附表：各房间设备人员 照明情况

6、A组房间编号房间名称设备功率W人员数量照明功率W局部排风量M3/h101光曲磨间431001011521000102精镗间39800101152800103精磨间62000158641500第10页/共40页二、冬夏季室内冷热负荷的计算 （一）围护结构传热系数的确定（1）吊顶K=0.4W/m2(2)内墙K=0.5W/m2（3）门K=1.1W/m2(4)地面K=0.8W/m2（5）外墙K=0.9W/m2（二）夏季空调冷负荷的计算冷负荷系数法是建立在传递函数基础上，是便于在工程上进行手工计算的一种简化方法。此设计即采用冷负荷系数法来计算空调冷负荷。1、围护结构冷负荷的计算（1）通过内墙、内门、吊顶

7、、地面的传热而形成的冷负荷内围护结构的冷负荷：当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热而产生的冷负荷可按计算。当邻室与空调区的夏季温差大于3 时，宜按下式计算：CL=KF(tls-tNx )TLS =tWP+TLS式中TLS邻室计算平均温度TLS邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值（）（2）通过外墙和屋顶传热而形成的冷负荷公式在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：CL=KF（tw1-tNx）tw1=(tw1+td)kakp式中 CL外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷（W）；K外墙和屋顶的传热系数W/m2；F外墙和屋顶的传热

8、面积；tw1外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值()；tNx夏季空气调节室内计算温度（）;tw1以北京地区为气象条件为依据计算出的屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）；td不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（）；ka外表面换热系数修正值；kp外表面吸收系数修正值；二、冬夏季室内冷热负荷的计算（3）通过外窗传热而形成的冷负荷CL=CWKWFW(tw1+td-tNx)式中kw外玻璃窗传热系数W/m2；FW窗口面积；tw1外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值（）;CW玻璃窗的传热系数的修正值；Td玻璃窗的地点修正。（4）通用玻璃窗的日射得热形成冷负荷CL=CaCsCiFwDjmaxCLQ式中Fw窗口面积；Cs有效面

9、积系数；CLQ窗玻璃冷负荷系数；2、工艺设备、人体、照明等散热而产生的冷负荷（1）照明散热引起的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式不同，其冷负荷计算式分别为：白炽灯：CL=1000P CLQ荧光灯：CL=1000n1n2N CLQ本例中，照明设备为暗装荧光灯，罩上带有通风孔。（2）人体散热引起的冷负荷人体散热形成的冷负荷分为显热冷负荷和潜热冷负荷。a）人体显热散热引起的冷负荷计算式为CLS=nqsCLQ式中：CLS人体显热散热形成的冷负荷；N室内全部人数；群集系数；Qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量；CLQ人体显热散热冷负荷系数；b）人体散湿形成的潜热冷负荷计算式为Qt=nq2式中Qt人

10、体散湿形成的潜热冷负荷群集系数；n计算时刻空调区内的总人数；q21名成年男子小时潜热散热量（W）。（3）工艺设备散热引起的冷负荷电动设备：当工艺设备及电动机都放在室内时Qs=1000n1n2n3P/当工艺设备在室内，而电动机不在室内时Qs=1000n1n2n3P当工艺设备不在室内，而电动机在室内时Qs=1000n1n2n3p（4）各房间冷负荷汇总各房间夏季冷负荷计算表：101室夏季冷负荷西外墙冷负荷：二型外墙，根据附录查出墙体的冷负荷计算温度逐时值(以北京地区的气象每件为依据); 中色外表面,所以外表面吸收系数修正取0.97；外表面换热系数修正值取0.97。地点修正td为2.1数据计算表如下：

11、西外墙冷负荷单位（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tw138.237.837.336.836.335.935.535.234.934.834.834.935.335.836.537.338.0td2.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.1ka0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97

12、 0.97 kp0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 tw137.92 37.54 37.07 36.60 36.13 35.75 35.38 35.10 34.81 34.72 34.72 34.81 35.19 35.66 36.32 37.07 37.73 tNx20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 K0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.

13、90.9F4848484848484848484848484848484848CL774.07757.81737.49717.16696.84680.58664.32652.13639.93635.87635.87639.93656.19676.52704.97737.49765.94南外墙冷负荷二型外墙，根据附录查出墙体的冷负荷计算温度逐时值(以北京地区的气象每件为依据); 中色外表面,所以外表面吸收系数修正取0.97；外表面换热系数修正值取0.97。地点修正td为1.0，传热面积为墙体面积减去两个窗户的面积。数据计算表如下：南外墙冷负荷单位（W）时间7:008:009:0010:0011:

14、0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tw135.034.634.233.933.533.232.932.832.933.133.433.934.434.935.335.736.0td1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0ka0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.97kp0.970.970.970.970.970.970.970.970.970.970.

15、970.970.970.970.970.970.97tw133.8733.5033.1232.8432.4632.1831.9031.8031.9032.0832.3732.8433.3133.7834.1534.5334.81tNx2020202020202020202020202020202020K0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9F3939393939393939393939393939393939CL486.92473.71460.50450.59437.38427.48417.57414.26417.57424.17

16、434.08450.59467.11483.62496.83510.04519.95北外墙冷负荷二型外墙，根据附录查出墙体的冷负荷计算温度逐时值(以北京地区的气象每件为依据); 中色外表面,所以外表面吸收系数修正取0.97；外表面换热系数修正值取0.97。地点修正td为2.7，传热面积为墙体面积减去两个窗户的面积。数据计算表如下：北外墙冷负荷(W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tw132.632.332.131.831.631.431.331.231.231

17、.331.431.631.832.132.432.632.9td2.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.72.7ka0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 kp0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 tw133.21 32.93 32.74 32.46 32.27 32.08 31.9

18、9 31.90 31.90 31.99 32.08 32.27 32.46 32.74 33.03 33.21 33.50 tNx20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 K0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9F3939393939393939393939393939393939CL463.80 453.90 447.29 437.38 430.78 424.17 420.87 417.57 417.57 420.87 424.17 430.78 437.38 447.

19、29 457.20 463.80 473.71 吊顶冷负荷吊顶冷负荷按内围护结构的冷负荷计算，邻室计算平均温度加上一个差值就是邻室计算平均温度。吊顶冷负荷（W）KFT lsTnxTwpTlsCL0.4144.0033.22031.22760.32地面冷负荷地面冷负荷按内围护结构的冷负荷计算，邻室计算平均温度加上一个差值就是邻室计算平均温度；传热面积为距离外墙2M范围内的地面。地面冷负荷（W）KF T lsTnxTwpTlsCL0.872.00 47.22031.2161566.72北外窗瞬时传热冷负荷由附录查出外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值；窗户为金属窗框双重窗，80%玻璃，所以玻璃窗的传热系

20、数修正值取1.20；玻璃窗的地点修正值查得取3北外窗瞬时传热冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00TW126.0 26.9 27.9 29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0 31.6 30.8 29.9 29.1 28.4 27.8 Td33333333333333333TW1+Td29.0 29.9 30.9 32.0 32.9 33.8 34.5 34.9 35.2 35.2 35.0 34.6 33.8 32

21、.9 32.1 31.4 30.8 Tnx20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 T9.0 9.9 10.9 12.0 12.9 13.8 14.5 14.9 15.2 15.2 15.0 14.6 13.8 12.9 12.1 11.4 10.8 Cw1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 Kw3.01 3.01 3.01 3.01 3

22、.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 CwKw3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 Fw99999999999999999CL292.57 321.83 354.34 390.10 419.35 448.61 471.37 484.37 494.12 494.12 487.62 474.62 448.61 419.35 393.35 370.59 351.09 南外窗瞬时传热

23、冷负荷由附录查出外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值；窗户为金属窗框双重窗，80%玻璃，所以玻璃窗的传热系数修正值取1.20；玻璃窗的地点修正值查得取3。南外窗瞬时传热冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00TW126.0 26.9 27.9 29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0 31.6 30.8 29.9 29.1 28.4 27.8 Td33333333333333333TW1+Td29.0 29.9 30.9 3

24、2.0 32.9 33.8 34.5 34.9 35.2 35.2 35.0 34.6 33.8 32.9 32.1 31.4 30.8 Tnx20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 T9.0 9.9 10.9 12.0 12.9 13.8 14.5 14.9 15.2 15.2 15.0 14.6 13.8 12.9 12.1 11.4 10.8 Cw1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.

25、20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 Kw3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 3.01 CwKw3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 3.61 Fw99999999999999999CL292.57 321.83 354.34 390.10 419.35 448.61 471.37 484.37 494.12 494.12 487.6

26、2 474.62 448.61 419.35 393.35 370.59 351.09 北窗日射得热冷负荷南京北纬3114至3237之间，所以属于北区，玻璃窗冷负荷系数通过查北区有内遮阳的附录得到；玻璃为5mm厚普通玻璃，所以玻璃窗遮阳系数为0.93；窗内遮阳设施的遮阳系数，因为是有浅色布帘，所以取0.50；北窗日射得热冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.54 0.54 0.65 0.75 0.81 0.83 0.83 0.79 0.71 0

27、.60 0.61 0.68 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 Dj.max115115115115115115115115115115115115115115115115115Cs0.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.93Ci0.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.50Ccs0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0

28、.47 0.47 0.47 0.47 0.47 Ca0.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.75Fw99999999999999999CL 197.01 197.01 237.14 273.63 295.52 302.82 302.82 288.22 259.03 218.90 222.55 248.09 62.02 58.37 54.73 51.08 47.43 南窗日射得热冷负荷南京北纬3114至3237之间，所以属于北区，玻璃窗冷负荷系数通过查北区有内遮阳的附录得到；玻璃为5mm厚普通玻璃，所以玻

29、璃窗遮阳系数为0.93；窗内遮阳设施的遮阳系数，因为是有浅色布帘，所以取0.50；南窗日射得热冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.18 0.26 0.40 0.58 0.72 0.84 0.80 0.62 0.45 0.32 0.24 0.16 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08 Dj.max174174174174174174174174174174174174174174174174174Cs0.930.930.930.93

30、0.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.930.93Ci0.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.50Ccs0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 Ca0.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.750.75Fw99999999999999999C

31、L 99.36 143.52 220.81 320.17 397.45 463.69 441.61 342.25 248.41 176.64 132.48 88.32 55.20 49.68 49.68 44.16 44.16 照明散热形成的冷负荷照明设备为暗装荧光灯，开灯时间定为10个小时，由此查出冷负荷系数；罩上带有通风孔，所以灯罩隔热系数取0.5；镇流器的功率系数取1.0（暗装荧光灯镇流器装在顶棚内）。计算表格如下：照明散热形成的冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00

32、22:0023:00CLQ0.180.160.150.140.120.110.340.550.610.650.680.710.740.770.790.810.83N11.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 N20.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5N11521152115211521152115211521152115211521152115211521152115211521152CL103.6892.1686.480.6469.12

33、63.36195.84316.8351.36374.4391.68408.96426.24443.52455.04466.56478.08电机散热形成的冷负荷n1=0.8 n2=0.4 n3=0.6，电机的平均效率为y=0.8；有罩设备和用具显热冷负荷系数查附录得到，连续使用小时数为16小时。计算表格如下：电机散热形成的冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.450.570.650.70.750.780.810.840.860.870.890.9

34、0.920.930.940.940.69N10.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.8N20.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.4N30.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6P43100431004310043100431004310043100431004310043100431004310043100431004310043100431000.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.

35、80.80.80.80.80.8Qs1034410344103441034410344103441034410344103441034410344103441034410344103441034410344CL4654.805896.086723.607240.807758.008068.328378.648688.968895.848999.289206.169309.609516.489619.929723.369723.367137.36人体散热形成的冷负荷人体散热形成的冷负荷分为显热和潜热两部分。由附录查到显热冷负荷系数；由中等劳动查出不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，室内人数为1

36、0人；群集系数为0.9。计算表格如下：人体散热形成的冷负荷（W）时间7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.620.70.750.790.820.850.870.880.90.910.920.930.940.950.950.960.49qs117117117117117117117117117117117117117117117117117n101010101010101010101010101010101011111111111111111CLs725.4819877.5924.3959.4994.51017.91029.610531064.71076.41088.11099.81111.51111.51123.2573.3q11181181181181181181181