南京某机械厂恒温车间空调工程暖通空调课程设计书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流南京某机械厂恒温车间空调工程暖通空调课程设计书.精品文档.第一章 设计任务1.1 设计题目南京某机械厂恒温车间空调工程1.2 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。1.3 设计要求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、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

2、平、剖面图、系统图及机房详图。1.4 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 该厂所在地区气象资料为 南京 夏季空调室外计算干球温度 35 夏季空调室外计算湿球温度 28.3 夏季空调外计算日平均温度 31.4 冬季空调室外计算温度 -6 冬季空调室外计算相对湿度 73% （三）工艺资料恒温车间的设备人员，照明等情况见附

3、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：tR=201,R =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1-1。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。 各房间设备人员 、照明情况 附表1-1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398001011

4、52800103精磨间620001586415001.5 设计任务完成南京某机械厂恒温车间（一层）空调工程设计。具体包括：（1）空调冷、热、湿负荷的计算；（2）空调方案的比较和确定；（3）空调系统的设计计算；（4）室内气流分布的设计计算（5）空气处理设备的选择计算（6）空调风系统管路的设计计算及风机选择；（7）空调机房内的冷冻水管路、蒸汽管路的设计计算；（8）管道和设备的保温第二章 空调冷、热、湿负荷的计算为了保持建筑物的热湿环境，在单位时间内需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热在单位时间内需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度，在单位时间内需从房间除去的湿量称为湿

5、负荷。热负荷、冷负荷与湿负荷是暖通空调设计的基本依据，暖通空调设备容量的大小主要取决于热负荷、冷负荷与湿负荷的大小。因此，尽管空调负荷形成的原因、室内产热产湿量、典型负荷计算方法原理等问题在建筑环境学中已有阐述，但本章有必要从采暖通风与空调工程设计的角度，对热负荷、冷负荷与湿负荷的计算方法作一介绍。热负荷、冷负荷与湿负荷的计算以室外气象参数和室内要求保持的空气参数为依据。2.1 夏季空调室内冷负荷计算2.1.1 建筑围护结构的冷负荷2.1.1.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷=Ak(t/c()tR) （式2-1)k外墙、屋面的传热系数 tR室内气温t/c()=（tc()+td）kkptc()

6、时刻冷负荷计算温度 td地点修正 kp外表面p0.9时修正 k外表面w18.6w/m2.c时修正n=8.722.1.1.2 内围护结构传热引起的冷负荷不考虑太阳辐射，为稳定传热邻室通风差 =kiAi(t邻tR) （式2-2） t邻由热平衡确定温度t邻 邻室通风良好，发热量少 =kiAi(to.mtR) （式2-3）to.m夏季室外日平均温度邻室通风良好，且有发热量 =kiAi(to.m+tatR) （式2-4）ta附加温升 2.1.1.3 透过玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷=CwkwAw(tc()+tdtR) （式2-5）Cw窗框不同，传热系数修正值 kw窗玻璃的传热系数 tc()外玻璃窗的冷负荷

7、温度的逐时值 td 地点修正2.1.1.4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 =CaAwCsCiDjmaxCLQ （式2-6）Ca有效面积系数 Aw窗口面积（）Cs-窗玻璃的遮阳系数Ci-内遮阳设施的遮阳系数CLQ窗玻璃冷负荷系数2.1.2 内热源散热形成的冷负荷2.1.2.1设备散热引起的冷负荷 = （式2-7）CLQ冷负荷系数,空调不连续运行 CCL=1.0 -显热散热量电动设备：工艺设备在室内，电机在室内=1000n1n2n3N/ 工艺设备在室内，电机在外=1000n1n2n3N 工艺设备在室外，电机在内=1000n1n2n3N安装功率 铭牌值 n1=利用系数 0.70.9 n2=负荷系数

8、 精密机床 0.140.4 普通机床0.5 n3=同时使用系数 0.50.8 电机效率电热设备 =1000n1n2n3 n4N n4排风带走热量的系数 0.5左右电子设备 =1000n1n2n3 n2、电脑 1.0 一般电力设备 0.50.92.1.2.2 照明散热形成的冷负荷白炽灯 =1000N CLQ W （式2-8）荧光灯 =1000N n1 n2CLQ （式2-9） N灯具功率 KW n1滇流器消耗功率系数,明装n1=1.2,暗装在非空调区 n=1.0 n2灯罩隔热系数 有通风孔 n2=0.50.6 无通风孔 n2=0.60.8 无灯罩 n2=1.0 CLQ照明散热冷负荷系数 2.1.

9、2.3 人体散热形成的冷负荷人体显热散热冷负荷=qs n CLQ （式2-10） qs成年男子显热散热量 n室内人数 群集系数 CLQ显热散热冷负荷系数 人体潜热散热冷负荷=ql n w （式2-11） q1成年男子潜热散热量2.1.3 渗透风耗冷量由于本系统为空调房间，一直维持正压，故不考虑。如下过程为各个房间夏季室内冷负荷的详细计算过程：101室夏季冷负荷计算一、 通过围护结构冷负荷计算1. 通过内墙、内门、吊顶、地面的传热形成的冷负荷（1） 内墙、内门冷负荷由于101室和102室的室内温湿度要求相同，并不考虑由此形成的冷负荷（2） 吊顶冷负荷忽略吊顶冷负荷，不予计算（3） 地面传热形成的

10、冷负荷Ai=（12+12+12)2=72m2根据公式2-4可得Qc()=KiAi（to,m+ta-tR)=0.872（31.4+16-20）=1578.2W2. 通过外墙传热形成的冷负荷由暖通空调附录2-4查得型外墙冷负荷计算温度，并根据公式2-1计算，将南、西、北外墙逐时值及计算结果分别列入表2-1-1、2-1-2、2-1-3。（1） 南外墙冷负荷 表2-1-1时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()32.932.832.933.133.433.934.434.935.335.736td 1.0K 0.99K

11、0.97tc（）32.632.532.632.73333.53434.534.935.235.5tR 20t12.612.512.612.71313.51414.514.915.215.5K 0.9A 126-21.53=63Qc()714.4708.8714.4720.1737.1765.5793.8882.6844.8861.8878.9（2） 西外墙冷负荷 表2-1-2时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()35.535.234.934.834.834.935.335.836.537.338td 2.1K

12、0.99K 0.97tc（）36.135.835.535.435.435.53636.43737.838.5tR 20t16.115.815.515.415.415.51616.41717.818.5K 0.9A 126=72Qc()1043.31023.81004.4997.9997.91004.41036.81062.71101.61153.41198.8（3） 北外墙冷负荷 表2-1-3时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()31.331.231.231.331.431.631.832.132.432.63

13、2.9td 2.7K 0.99K 0.97tc（）32.732.632.632.732.732.933.133.433.733.934.2tR 20t12.712.612.612.712.712.913.113.413.713.914.2K 0.9A 126-21.53=63Qc()720.1714.4714.4720.1720.1731.4742.8759.8776.8788.1805.13. 通过外窗传热形成的冷负荷瞬时传热冷负荷：根据i=8.7W/(m2.K)、o=18.62W/(m2.K)，由暖通空调附录2-8查得Kw=3.01W/(m2.K)。再由暖通空调附录2-9查得金属框双层窗应

14、乘1.2的修正系数得Kw=3.612W/(m2.K)。由暖通空调附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度tc()，根据公式2-5计算南北外窗瞬时传热冷负荷，计算结果分别列于表2-2-1、表2-2-2。（1） 南外窗瞬时传热冷负荷 表2-2-1时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()31.531.932.232.232.031.630.829.929.128.427.8td 334.534.935.235.235.034.633.832.932.131.430.8tR 20t14.514.915.215.215.014

15、.613.812.912.111.410.8Kw 3.612Aw 21.53=9Q（w）471.4484.4494.1494.1487.6474.6448.6419.4393.3370.6351.1（2）北外窗瞬时传热冷负荷 表2-2-2时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()31.531.932.232.232.031.630.829.929.128.427.8td 334.534.935.235.235.034.633.832.932.131.430.8tR 20t14.514.915.215.215.014

16、.613.812.912.111.410.8Kw 3.612Aw 21.53=9Q（w）471.4484.4494.1494.1487.6474.6448.6419.4393.3370.6351.1日射得热引起的冷负荷：由暖通空调附录2-15查得双层钢窗的有效面积系数Ca=0.75，故窗的有效面积Aw=90.75=6.75m2。由暖通空调附录2-13查得遮阳系数Ci=0.5，于是综合遮阳系数Cc,s=0.780.5=0.39。再由暖通空调附录2-12查得北纬30时南向日射得热因数最大值Dj,max=174W/m2、北向日射得热因数最大值Dj,max=115W/m2。因南京地区北纬32，属于北区

17、，故由暖通空调附录2-17查得北区有内遮阳的玻璃冷负荷系数逐时值CLQ。根据公式2-6计算南北外窗日射得热形成的冷负荷，计算结果分别列于表2-2-3、表2-2-4。（3）南外窗日射得热形成的冷负荷 表2-2-3 时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.800.620.450.320.240.160.100.090.090.080.08Dj,max 174Cc,s 0.39Aw 6.75Q（w）366.4284206.1146.6109.973.345.841.241.236.636.6（4）北外窗日射得热形成的

18、冷负荷 表2-2-4时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.830.790.710.600.610.680.170.160.150.140.13Dj,max 115Cc,s 0.39Aw 6.75Q（w）251.3239.2214.9181.6184.7205.951.548.445.442.439.4二、 工艺设备、人体、照明等散热产生的冷负荷1. 照明散热形成的的冷负荷由于暗装荧光灯，镇流器消耗功率系数n1=1.0，灯罩隔热系数n2取0.6。由暖通空调附录2-22查得照明散热冷负荷系数。根据公式2-9计算冷

19、负荷，计算结果分别列于表2-3-1。 表2-3-1时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.820.830.840.860.870.880.890.900.910.920.93n1 1.0n2 0.6N 1152Qc()566.8573.7580.6594.4601.3608.3615.2622.1629635.9642.82.人体散热引起的冷负荷厂房内人员劳动强度为中等，全部为男职工，查暖通空调表2-13，当室温为20时，每人散发的显热和潜热量为117W和118W，由暖通空调表2-12查出群集系数。由暖通空调附

20、录2-23查得人体显热散热冷负荷逐时值。根据公式2-10、2-11计算冷负荷，计算结果分别列于表2-3-2。 表2-3-2时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.800.820.840.510.610.670.720.760.800.820.84qs 117n 10 1.0Qc()936959.4982.8596.7713.7783.9842.4889.2936959.4982.8ql 118Qc 1180合计21162139.42162.81776.71893.71963.92022.42069.421162

21、139.42162.83. 设备散热引起的冷负荷由于工艺设备及电动机都放在室内，N=43.1KW，=0.8，n1=0.8，n2=0.4，n3=0.6。根据公式2-7可得Qc()=QsCLQ=n1n2n3N/CLQ=0.80.40.643100/0.8=10344W102室夏季冷负荷计算一、通过围护结构冷负荷计算1.通过内墙、内门、吊顶、地面的传热形成的冷负荷（1）内墙、内门冷负荷（根据公式2-4计算）内墙冷负荷：门厅Qc()=KiAi（to,m+ta-tR)=0.5（6.96-6）（31.4+2-20）=237.2W机房Qc()=KiAi（to,m+ta-tR)=0.5（5.16）（31.4+

22、7-20）=281.5W合计518.7W内门冷负荷：Qc()=KiAi（to,m+ta-tR)=1.16（31.4+2-20）=88.4W（2）吊顶冷负荷忽略吊顶冷负荷，不予计算（3）地面传热形成的冷负荷Ai=（12+12)2=48m2根据公式2-4可得Qc()=KiAi（to,m+ta-tR)=0.848（31.4+16-20）=1052.2W2.通过外墙传热形成的冷负荷由暖通空调附录2-4查得型外墙冷负荷计算温度，并根据公式2-1计算，将南、北外墙逐时值及计算结果分别列入表2-5-1、2-5-2。（1）南外墙冷负荷 表2-5-1时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0

23、019:0020:0021:0022:0023:00tc()32.932.832.933.133.433.934.434.935.335.736td 1.0K 0.99K 0.97tc（）32.632.532.632.73333.53434.534.935.235.5tR 20t12.612.512.612.71313.51414.514.915.215.5K 0.9A 126-21.53=63Qc()714.4708.8714.4720.1737.1765.5793.8882.6844.8861.8878.9（2）北外墙冷负荷 表2-5-2时间13:0014:0015:0016:0017:0

24、018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()31.331.231.231.331.431.631.832.132.432.632.9td 2.7K 0.99K 0.97tc（）32.732.632.632.732.732.933.133.433.733.934.2tR 20t12.712.612.612.712.712.913.113.413.713.914.2K 0.9A 126-21.53=63Qc()720.1714.4714.4720.1720.1731.4742.8759.8776.8788.1805.13.通过外窗传热形成的冷负荷瞬时传热冷负荷：根据i=8

25、.7W/(m2.K)、o=18.62W/(m2.K)，由暖通空调附录2-8查得Kw=3.01W/(m2.K)。再由暖通空调附录2-9查得金属框双层窗应乘1.2的修正系数得Kw=3.612W/(m2.K)。由暖通空调附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度tc()，根据公式2-5计算南北外窗瞬时传热冷负荷，计算结果分别列于表2-6-1、表2-6-2。（1）南外窗瞬时传热冷负荷 表2-6-1时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()31.531.932.232.232.031.630.829.929.128.427.8td

26、 334.534.935.235.235.034.633.832.932.131.430.8tR 20t14.514.915.215.215.014.613.812.912.111.410.8Kw 3.612Aw 21.53=9Q（w）471.4484.4494.1494.1487.6474.6448.6419.4393.3370.6351.1（2）北外窗瞬时传热冷负荷 表2-6-2时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc()31.531.932.232.232.031.630.829.929.128.427.8td

27、 334.534.935.235.235.034.633.832.932.131.430.8tR 20t14.514.915.215.215.014.613.812.912.111.410.8Kw 3.612Aw 21.53=9Q（w）471.4484.4494.1494.1487.6474.6448.6419.4393.3370.6351.1日射得热引起的冷负荷：由暖通空调附录2-15查得双层钢窗的有效面积系数Ca=0.75，故窗的有效面积Aw=90.75=6.75m2。由暖通空调附录2-13查得遮阳系数Ci=0.5，于是综合遮阳系数Cc,s=0.780.5=0.39。再由暖通空调附录2-1

28、2查得北纬30时南向日射得热因数最大值Dj,max=174W/m2、北向日射得热因数最大值Dj,max=115W/m2。因南京地区北纬32，属于北区，故由暖通空调附录2-17查得北区有内遮阳的玻璃冷负荷系数逐时值CLQ。根据公式2-6计算南北外窗日射得热形成的冷负荷，计算结果分别列于表2-6-3、表2-6-4。（3）南外窗日射得热形成的冷负荷 表2-6-3 时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.800.620.450.320.240.160.100.090.090.080.08Dj,max 174Cc,s 0

29、.39Aw 6.75Q（w）366.4284206.1146.6109.973.345.841.241.236.636.6（4）北外窗日射得热形成的冷负荷 表2-6-4时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.830.790.710.600.610.680.170.160.150.140.13Dj,max 115Cc,s 0.39Aw 6.75Q（w）251.3239.2214.9181.6184.7205.951.548.445.442.439.4二、工艺设备、人体、照明等散热产生的冷负荷1.照明散热形成的的冷负荷由于暗装荧光灯，镇流器消耗功率系数n1=1.0，灯罩隔热系数n2取0.6。由暖通空调附录2-22查得照明散热冷负荷系数。根据公式2-9计算冷负荷，计算结果分别列于表2-7-1。 表2-7-1时间13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00CLQ0.820.830.840.860.870.880.890.900.910.920.93n1 1.0n2 0.6N 1152Qc()566.8573.7580.6