空气调节专业课程设计完整版.doc
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1、目录 1工程概述12设计根据12.1设计目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空调热湿解决设备选取22.2.4送风系统设计22.2.5空调水系统设计22.2.6空调系统消声减震设计42.3设计规范及原则43设计参数43.1围护构造热工参数43.2室内设计参数54空调冷、湿负荷计算54.1围护构造瞬变传热形成冷负荷计算54.2设备、照明和人体散得热形成冷负荷计算74.3设备散热冷负荷74.4空调总冷负荷计算84.5空调湿负荷计算85空调方案设计95.1空调方式拟定95.1.1 全空气空调系统:(方案一)95.1.2 新风加风机盘管系统:(方
2、案二)95.2空气解决过程设计95.3. 空调系统方案拟定及风量计算96送风系统设计116.1送风系统设计116.2散流器选取126.3送风管道阻力计算126.3.1 运用假定流速法126.3.2 选取风管流速136.3.3 计算风道总阻力136.4风机选型157水系统设计167.1水系统方案拟定167.1.1空调冷水系统竖向分区167.1.2空调冷却水系统167.2制冷机组制冷量拟定177.3制冷机组选取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管径选取187.5.1冷冻水管径187.5.2循环水管径187.5.3冷却水管径187.6水泵选型198空调
3、系统消声减振设计方案208.1空调系统消声系统设计208.1.1消声器选取应按照如下原则208.2空调系统噪声源及控制208.2.1通风机噪声218.2.3风管部件中噪声衰减218.3空调系统减振设计219设计总结22参照文献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,商场工作时间普通从早上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白炽灯200个。2设计根据2.1设计目 空气调节与净化课程设计是
4、安全工程专业课程教学重要环节与内容,是安全工程专业学生在完毕该门专业课之后进行一次重要实践训练,是理论联系实际重要阶段,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基本理论和基本设计程序及环节,同步也使学生学会查阅和使用设计资料办法,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计算可采用谐波反映法或冷负荷系数法。本工程空调设计重要是针对夏季。如下内容计算都默认是夏季,不再单独阐明。重要涉及:A、建筑围护构造传热计算B、人体散热、散湿量计算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,
5、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取,设备选取过程中,普通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空调热湿解决设备选取拟定系统送风量及制冷量等之后,需要对空气解决设备进行选取,本设计重要是设计夏季空调系统,针对不同地理位置室外计算参数,决定是需要冷却减湿还是冷却加湿。2.2.4送风系统设计 重要涉及送风口和回风口设计,管道阻力计算以及风机选型。2.2.5空调水系统设计重要设计冷水系统和冷却水系统。(1)冷水系统:涉及方案拟定,水管流速选取,制冷量和制冷机组
6、拟定,水泵选取。(2)冷却水系统:涉及冷却水量拟定、管路布置和管径拟定以及冷却水泵选取。1、水系统选取:闭式等温变流量形式,运用集水器和分水器之间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方案比较。2、水管流速选取: 由于管道直径和管件比价:随着直径增大,管道自身和阀门等配件价格以及安装费用都大幅度上升。因而,对大直径管道,流速宜选取接近上限数值。3、管路布置和管径拟定: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/
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,普通管道取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)依照K、流速、管径查设计手册水力计算表。4、水管保温层厚度拟定5、水环路阻力损失计算及水泵选型膨胀水箱选用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,不具备条件时可以依照公式进行粗略评估其声功率级,而在空气沿程输送过程中有自然衰减作用存在,因此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设计规范及原则(1)采暖通风与空气调节设计规范(
8、GB50019-)(2)房屋建筑制图统一原则(GB/T50001)(3)采暖通风与空气调节制图原则(GB/T 50114-)(4)公共建筑节能设计原则(GB50189-)3设计参数3.1围护构造热工参数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240mm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
9、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)围护构造面积记录: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围护构造瞬变传热形成冷负荷计算1) 外墙及屋顶温差传热冷负荷式中:计算时刻,h ; 围护构造表面受到周期为24小时谐性温度波传到内表面时间延迟,h ; -温度波作用时间,级温度波作用于围护构造内表面时间
10、,h ; K维护构造传热系数,W/m2K; F围护构造计算面积, ; t-作用时刻下,维护构造冷负荷计算温差,简称符合温差,见附录2-10(墙体),附录2-11(屋顶)。 (计算成果见附录)2) 窗户瞬时传到得热形成冷负荷: 式中:CLQ通过外墙和屋面得热量所形成冷负荷,W; F窗口面积,单位:; K玻璃窗传热系数,取3.01 W/(m2K); t 计算时刻下构造负荷温差,见附录2-12; (计算成果见附录)3) 窗户日射得热形成冷负荷式中: xg 窗有效面积系数,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 窗玻璃遮挡系数,见附录2-7.选,0.
11、89Cn 窗内遮阳设施遮阳系数。设计中采用深黄色布帘内遮阳。选0.65F 窗面积,54m2Jj 计算时刻时,透过单位窗口面积太阳总辐射热形成冷负荷,简称负荷强度,W/m2,见附录2-13。 Jj 计算时刻时,透过单位窗口面积太阳总辐射热形成冷负荷,简称负荷强度,W/,见附录2-13。 (计算成果见附录)4.2设备、照明和人体散得热形成冷负荷计算1)设备、照明和人体散得热形成冷负荷式中:CLQ设备照明和人体散得热形成冷负荷(W); Q设备、照明和人体得热,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时间,h;JX-T(JE-T,JL
12、-T,JP-T)-T时刻设备负荷强度系数(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。(计算成果见附录)4.3设备散热冷负荷此设计中没有说到设备状况,因此不计算设备散热引起冷负荷。本设计中将忽视设备散热冷负荷计算。4.4空调总冷负荷计算空调总冷负荷=围护构造冷负荷计算+人体散热形成冷负荷+照明散热形成冷负荷(汇总成果见附录)由计算成果可知,负荷最大值出当前下午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,因此在各层商场湿负荷
13、计算中,只考虑了人员,而忽视了其他散湿。湿负荷计算公式:式中:D人体散湿量,g/h; g成年男子小时散湿量; 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,成年男子小时散湿量为150g/h,群集系数=0.89。商场人体散湿量,就为D=480*150*0.89=17.8 g/s。5空调方案设计5.1空调方式拟定5.1.1 全空气空调系统:(方案一)全空气系统空气解决设备设立在专用空调机房,管理和维修比较以便,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是空气,如果风量大,则风道面积也相应较大,因此全空气系统所占建筑空间也较大,合用与解决空气量多,服务面积比较大建筑
14、,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,因而新风加风机盘管系统合用于其房间用途和使用者规定不同,并且规定灵活性高建筑,如旅馆、办公楼等。通过对比分析方案(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. 空调系统方案拟定及风量计算5.3.1夏季送风量及送风状态拟定通过冷负荷计算成果可以看出,该空调房间最大冷负荷
15、(不含新风)出当前: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通过上述几方面计算可以得出空调冷负荷状况:夏季:tW=33.2,kJ/kg,tn=22, kJ/kg,=60%,冷负荷:Q=101913.3448W,湿负荷:W= 17.8g/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
16、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) 新风量拟定 (5.3)系统新风量不应不大于其总风量10%,因此新风满足规定;GW=4m3/s(4) 拟定新、回风混合状态点 (5.4)求得ic=72.32kj/kg作ic等焓线,交线为C点。(5) 系统冷量 (5.5)6送风系统设计6.1送风系统设计室内气流速度、温湿度是人体热舒服要素,因而必要对房间进行合理空气解决方式和合理气流组织方式。气流分布设计目是风口布
17、置,选取风口规格,校核室内气流速度、温度等等。因而,一种合理空气解决方式和合理气流组织对于室内空气质量有着直接和重要影响,送风口以安装位置分,有侧送风口、顶送风口、地面风口;按照送出气流流动状况有扩散型风口、轴向型风口和孔板送风。扩散型风口具备较大诱导室内空气作用,送风温度衰减快,但射程较短;轴向型风口诱导室内气流作用小,空气温度、速度衰减慢,射程远;孔板送风口是在平板上满布小孔送风口,速度分布均匀,衰减快。在设计中,采用了方形散流器,采用是顶送风。6.2散流器选取选取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
18、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。由于每个风机解决风量为21.8kg/s,也就是18.17/s,因此由公式: G=nFoUo可得:n=18.17/(0.128*4)=35个,因而需要35个方型散流器。6.3送风管道阻力计算6.3.1 运用假定流速法依照实用供热空调设计手册拟定各个管段管径和阻力大小,对不平衡管段进行阻力调节,或者运用增设减压阀门来平衡阻力。6.3.2 选取风管流速总风管:7.5m/s,送风口支管:2.5m/s。6.3.3 计算风道总阻力沿程阻力可依照风道断面尺寸和实际流速,查阅“风道单位长度沿程阻力压力
19、损失计算表”求出单位长度摩擦阻力损失R,再依照公式以及管长,进一步求出管段摩擦阻力损失。1) 沿程压力损失基本计算公式:长度为L(m)风道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;空气密度,原则状况下,1.2 kg/m3;v 风道内空气平均流速,m/s;de风道当量直径,m;圆形风道当量直径ded,d为风道直径;矩形风道当量直径de2ab/(ab),a、b分别为矩形风道两个边长;摩擦阻力系数, 值可按下式计算:=0.11(K/de)0.25K风道内壁当量绝对粗糙度;取0.15mmRe雷诺数;Revd e/ 空气运动粘度,原则状况下, 15.061
20、0-6 m2/s。2)局部压力损失基本计算: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成果如下:风管最不利压力损失表管段号管径de(m)长度L(m)(m/s)R(Pa/m) Py(Pa)动压U(Pa) Pj(Pa)管段阻力P (Pa)12*146.210.2280.910.523.411.712.6131.25*11.895.350.2160.410.1917.213.273.6941*0.633.45.360.3281.120.1517.262.593.7051*0.633.94.780.2671.040.1513.62.043.0861*0.
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