暖通空调课程设计指导书

1建筑环境与设备工程专业暖通空调课程设计指导书华北科技学院土木工程系建筑环境与设备工程教研室2012年6月2一、课程设计准备阶段1、初步设计学生接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。根据有关设计规范及概算指标，对冷热负荷进行初步估算，初步确定冷热源方式、容量、台数、机房位置和面积并确定送、排风方式。2、施工图设计3、设计计算（1）．计算室内冷、热、湿负荷；（2）．确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总热量、总风量；（3）．根据冷量和风量确定选用空气处理设备和制冷设备、绘出空气处理系统草图；（4）．确定室内气流组织形式，进行气流组织计算；（5）．进行系统风道布置及管道水力计算；（6）．系统消声减振设计；（7）．对土建、水、电、动力专业的要求；4、绘图图纸应包括首页图：空调系统布置平面图、系统图、大样图：机房布置平面图、系统图、大样图。5、整理设计文件（1）．设计说明书及计算书；（2）．主要设备及材料明细表；（3）．全部设计图纸。二、课程设计工程及相关规范的熟悉阶段1、了解工程概况和原始资料：其中，原始资料包括：工程所在地的室外气象参数（位置、大气压力、室外温度、相对湿度、室外风速、主导风向）；室内设计参数；土建资料；其他资料（水源情况、电源供应等）。2、室外计算参数根据《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJl9--87)(以下简称规范)规定确定。3、温度和相对湿度34、民用建筑室内空调参数随着我国改革开放的不断深入和人民生活水平的逐步提高，民用建筑内的空调迅速增加。“规范”对舒适性空调(即民用空调)的室内参数曾作了总的规定：（1）．冬季温度——应采用18~22(℃)相对湿度——应采用40%60%风速——不应大于0.2m/s注：使用条件无特殊要求时，室内相对湿度可不受限制。（2）．夏季温度——应采用24~28℃相对湿度——应采用40％一65％风速——不应大于0.3m／s对于具体的民用建筑，我国建设部、国际贸易部、广播电影电视部、卫生部、国家游局等有关部门制定出具体的室内参数。三、建筑围护结构负荷计算室内冷负荷和湿负荷是决定空调系统风量、空调装置容量等的依据。负荷量的大小与建筑布置和围护结构的热工性能有很大关系．在设计时，首先要使建筑布置和围护结构的热工性能合理。围护结构的负荷计算冬季围护结构的负荷计算方法与采暖的计算方法相同。但冬季室外计算温度一般采用冬季空气调节室外计算温度，即采用历年干均不保证ld的日平均愠度。对于要求不高的民用建筑以及当冬季不用空气调节系统，用采暖散热器保证室温的空调房间，亦可采用采暖室外计算温度，即采用历年平均不保证5d的日平均温度。冬季空气调节系统能保持正压时，可不考虑冷风渗透的附加。透过玻璃窗的日射得热和冷负荷1．冷负荷的计算公式对于中、重型结构各小时的冷负荷按下式计算，对于轻型结构和间歇工作的空调系统，需另行附加安全系数。2.冷负荷系数CLC(1)无内遮阳时：4直射辐射照度由两部分组成，一部分为zJ直接透过，全为辐射热，另一部分zzNaJ为被玻璃吸收后传向室内的热量，以对流和辐射两种型式传向室内．直射辐射玻璃吸收所占的比例为/()zzNaNa，当入射角45°时为4.3％～5.1%，当45°时为5.1％～11.1%，而散射辐射，玻璃吸收部分所占的比例均为5.1％．由于入射角45°时直射热量较少，并考虑被玻璃吸收的部分也有一部分以辐射形式散入室内，故统一按5％作为对流部分，直接成为负荷，已足够安全。故取cdJ=0.05cJ。，即cfJ＝0.95cJ。．(2)有内遮阳时；有内遮阳时，透过窗子的辐射一部分加热内遮阳(窗帘等)，然后由遮阳再以辐射和对流方式散入室内，一部分辐射热透过内遮阳直接近入室内。其对流部分所占的比例与窗帘的密实厚薄程度和窗帘附近的风速等因素有关，一般取cdJ=0.5cJ。玻璃窗传热的冷负荷玻璃窗传到室内的热量，也按对流和辐射两种方式放入室内。由于玻璃窗传热温差的波动辐度较太阳辐射热的波动辐度小得很多，因而室内蓄热的温度液衰减对冷负荷影响很小，故可以认为玻璃窗传热的得热即为冷负荷。外墙和屋盖的得热和冷负荷（—)外墙和屋盖的冷负荷1.冷负荷计算公式’外墙和屋盖的冷负荷按下式计算：()2．外墙的简化计算当窗面积占外墙面积l／7以上，且外墙厚在240mm砖墙以上时(即延迟时间8小时，衰减度12)，由于最大负荷出现时间不会与外墙最大值出现时间相同，其wt值一般小于零，取wt＝0对负荷计算影响很小，偏于安全，即墙体按稳定传热计算。内墙、内窗、楼板、地面的冷负荷围护结构的总冷负荷空调房间的总冷负荷应采用房间各项冷负荷同时出现的综合最大值。由于有些计算负5荷在一天24小时内各不相同，需逐时进行比较，看哪个小时综合最大。需逐时进行比较的冷负荷有：l.窗的辐射热和窗的传热的冷负荷；2．屋盖的传热冷负荷；3．外墙的传热冷负荷；4．人体、照明和设备的冷负荷。其他冷负荷可以认为是稳定的，各小时均相等，不必参加比较。其中，人体、照明和设备的冷负荷，在设计时很难确定什么时间有多少人在室内，什么时间开多少台设备，照明也只能确定白天开不开灯，开多少灯。因此精确计算很困难。如有确切资料，也可逐时比较。如无确切资料，也只能按稳定冷负荷计算。所以在一般情况下，只要求出围护结构的综合最大冷负荷，加上其他稳定的冷负荷即可。空气渗透的冷负荷在计算渗透冷负荷时，如房间有正压，且大于0.5次换气时，则可不计算房间渗透风量；如房间为负压，且大于0.5次换气，则只计算负压的补充风量作为渗透量；负压小于0.5次换气，则应另外考虑一部分渗透风量；如房间为平压，则可按0.2～0.5次新风换气作为渗透风量，其中较小数字为窗缝较少且为单面外窗时，大的数字为窗缝较多且为多面外窗时。照明冷负荷1.照明设备散热形成的计算时刻的冷负荷Q(w)。2.当不能确定照明灯开关的确切时间时，照明的冷负荷。3.照明设备的散热量sQ的计算人体的冷负荷和湿负荷1．人体显热冷负荷人体的显热散热其辐射部分约占2／3，也有蓄热滞后的问题。人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q。对于人员特别密集的场所，如电影院、剧院，会堂等，人体对围护结构和室内家具的辐射热量相应较少，可取TX=1。对于轻型结构，亦可取TX=1。对于单位体积内人员很少．人体冷负荷占总负荷的比例很少，如人员数取最大班平均人数，则也可取TX＝l。62．人体全热冷负荷全热冷负荷为显热冷负荷与潜热冷负荷之和。潜热冷负荷按即时负荷考虑，即与潜热散热量相等。3．人体的湿负荷rW(kg／h)计算。四、空调系统1、制冷主机的选择（1）.根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算（2）.统计建筑空调总冷负荷（3）.大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。（4）.制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷既可选择制冷主机。2、空调系统的比较和选择（1）、确定空调系统方案的因素空调系统的方案确定与很多因素有关，在设计时，应与建筑、结构、工艺等专业密切配合，并与用户协商确定。确定方案以前，要了解下列内容：．外部环境．所设计的建筑物的特点（2）、各种空调方式的比较和选择各种空调方式有不同的优缺点和适用范围，各种空调方式的概略比较。3、空调风系统（1）空气处理系统分类集中式系统，按回风情况不同分为3类，即全新风系统，一次回风系统，和一、二次回风系统。无论冬季或夏季利用回风均可节约能量，当室内负荷变动时，全年使用二次回风均可节约能量。（2）风机盘管空调系统方案(A)风机盘管空调系统方案系统的方案一般应考虑如下几个问题：a.空调房间采用的新风补给方式；b．决定空调房间供给风机盘管机组的水系统；c．考虑冷源和热源；7d．根据建筑用途和形式考虑机组类型；e.考虑控制方法。(B)新风补给系统风机盘管机组空调系统采用的新鲜空气补给方式推荐采用——单独设新风系统和排风系统（或缝隙排风）。在要求卫生条件较严格的空调房间，采用单独的新风系统是合适的。我国近年新建的宾馆建筑大都采用单独新风系统。这种设置单独的空调处理机组，可随着室外气象参数变化进行调节，保证了室内参数，特别是房间的湿度。房间的新风量全年都可以得到保证。但投资大一些，占用空间较多。(C)风机盘管空调的气流分布（注意：这在系统设备布置时非常重要！！）风机盘管机组为了使噪声小，机组出口风速要小，此时应注意室内的气流分布。当机组高档运行时，出风速度一般在1.7～2.7m/s。室内气流分布，随着机组的布置、风量、送风温差的不同而变化。室内负荷的大小，对气流分布也有影响。当然室内的梁和电灯等突起物对气流分布的影响也是明显的。对于立式明装机组．注意送风风速和送风方向的正确，防止送冷风时发生短路现象和冷气流不能到达预期的距离。4、风机盘管机组选择计算选择机组的计算是比较简单的，一般包括程序如下：（1）．根据房间的用途，了解确定房间的各种要求参数，如室温等。（2）．计算空调房间的空调冷负荷。（3）.考虑机组的盘管用后积垢积尘对传热的影响，要进行修正。（4）.根据空调负荷选择机组台数，确定水温、水流量。（5）．计算水阻力。（60．冬季机组加热量计算。仅仅是校核性计算，一般冬季机组水流量不变，与夏季水流量相同。水温通常采用60℃左右，足以满足冬季采暖所需的加热量。存在的问题是往往冬季加热量过于富裕。此时，可以调低供给的热水温度，也可以采用机组间歇运行的方法解决。5、气流组织与风量计算（1）气流组织气流组织是室内空调的一个重要环节，它直接影响着空调系统的使用效果，尤其是在8有室温允许波动范围和洁净度要求以及高大空间的建筑中，合理的气流组织具有更重要的作用。一般的空调房间，主要是要求在工作区域内保持比较均匀而稳定的温湿度．而工作区风速有严格要求的空调，主要保证工作区域内风速不超过规定的数值。有室内温湿度允许波动范围要求的空调房间，主要是在工作区域内满足气流的区域温差，室内温湿度基数及其允许波动范围的要求。气流的区域温差是指工作区域内无局部热源时。由于气流而引起的不同地点的温差．（2）风量计算空调系统应有的送风量和新风量，必须根据不同生产工艺的特点，按照所要求的各项参数，通过计算确定。（A）、送风量的计算方法空调房间的送风量L通常按照夏季最大的室内冷负荷。空气调节系统的夏季送风温差t，应根据生产工艺的要求，结合送风口类型、安装高度、气流组织方式和建筑特点等因素确定。在满足舒适和工艺要求的条件下，应尽量加大送风温差。当采用人工冷源时，送风温差不宜大于15℃。当工作区处在下送气流扩散区时，送风温差应按计算确定。（B）、春、秋、冬季送风量的减少空调房间一般按照夏季最大的室内冷负荷计算确定送风量，由于春、秋季从围护结构传入的热量减少，而冬季不但不传入热量，反而要传出热量，因此，春、秋、冬季所需送风量比夏季可以减少，但不能影响室内气流组织，一般可减少20％～50％。（C）、新风量的确定对空调房间送入必需的新风量，是保证工作人员身体健康的重要措施。根据某些空调房间的调查，有些空调房间由于新风量不足，工作人员的患病率显著地增加。因此，设计时必须加以注意。6、送、回风末端设备选择与布置（1）、散流器下送根据实际测定和试验结果，要在工作区域内保持单向流流型满足洁净度要求，应当采用顶棚密集布置散流器的方式。（2）、条缝行送风条缝型送风口的宽长比大于l：20，可由单条缝、双条缝或多条缝组成，即单组型和9多组型。其特点；气流轴心速度衰减较快，适用于工作区允许风速0.25一0.5m／s，范围1～2℃的场合(舒适性空调)。如果将条缝型风口与采光带相互配合布置，可使室内显得整洁美观，因此在民用建筑(如办公室、会议主)中得到广泛的应用。7、回风口常用回风口型式：单层百叶风口、固定格栅风口、网板风口、篦孔或孔板风口等。也有与粗效过滤器组合在一起的网格