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课程设计说明书
郑州轻工业学院
课程设计任务书
题目天津某商住综合建筑空调设计
专业、班级建环10-1学号47姓名杨彦涛
主要内容、基本要求、主要参考资料等:
一、原始条件:
1.地点:
天津
2.室外气象条件:
查相关资料
3.室内条件:
夏季:
t=26~28℃,ψ=60~80%
冬季:
t=18~20℃,ψ=40~60%
4.项目简介
本建筑物为天津地区某商场+住宅建筑,建筑面积约为10000m2,使用区域为办公室、商场、活动站等,共23层,其中1至2层为商场,1#楼3—21、2#楼的3—22层为住宅建筑,-1、-2层位疏散层和变电所。
建筑层高:
住宅区层高为2.9米,层高详见立面图。
设计第四层。
外窗及门高:
详见立面图
5.土建条件:
详见建筑图
外墙类型(自外至内):
内墙面刮腻子(20mm)+200mmkp1空心砖+15mm喷涂硬泡聚氨酯+20mm聚苯颗粒保温+20mm聚合物砂浆加强面层+20mm外涂材料装饰。
K=0.733W/(m2.K);
内墙类型:
20mm水泥砂浆+200mm砖墙+20mm水泥砂浆,K=2.186W/(m2.K);
屋面类型:
60mm双面彩钢板聚笨保温夹心板,K60=0.9×1.05=0.95W/(m2·K)
楼板材料:
7mm五夹板+370mm热流向下(水平、倾斜)60mm以上+80mm钢筋混凝土+25mm水泥砂浆+25mm大理石,K=0.508W/(m2·K);
外窗类型:
PVC框+Low-E中空玻璃6+12A+6遮阳型,传热系数2.444W/(m2.K)自身遮阳系数0.55,内遮阳系数0.60,无外遮阳;.
外门系列:
节能外门,传热系数3.02W/(m2.K);
内门系列:
木框夹板门,传热系数2.504W/(m2.K);
玻璃幕墙:
6钢+9A+6钢,12mm平板玻璃+8mm热流水平+12mm平板玻璃,K=3.009W/(m2·K)。
二、设计内容:
(一)计算:
1)冬、夏两季冷(热)湿负荷计算;
2)确定送风状态、送风量、新风量及换气次数;
3)确定冬、夏两季的空气处理过程;
4)布置空调末端设备---室内机,选型,确定台数;确定室内机出风口空气状态参数;
5)布置新风供给管路,确定风管断面尺寸,送风系统阻力计算,选择新风空调机组设备产品;
6)确定气流组织方案,进行气流组织计算;
7)写出空调设计说明书。
(二)绘图
1)绘制空调系统平面图(1号)
2)空调风系统平面图(2号)
3)制冷剂系统轴侧图(2号)
3)安装大样、空气处理机安装大样(2号)
三、基本要求:
说明书应包括原始条件和设计计算,包括必要的文字说明及附图,应字迹工整,计算准确,简明扼要。
四、主要参考资料:
1)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(GB50736—2012)
2)暖通空调制图标准(GB/T50114-2001)
3)通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002)
4)《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社,四机部十院主编
5)《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社,陆耀庆主编
6)《空调冷负荷计算方法》中国建筑工业出版社,单寄平主编
完成期限:
2013.6.28
指导教师签名:
聂雪丽
课程负责人签名:
金听祥
2013年6月6日
天津某商住综合建筑空调设计
1.设计依据
1、民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(GB50736—2012)
2、暖通空调制图标准(GB/T50114-2001)
3、通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002)
4、《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社,四机部十院
5、《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社,陆耀庆
6、《空调冷负荷计算方法》中国建筑工业出版社,单寄平
2.工程概况
本建筑物为天津地区某商场+住宅建筑,建筑面积约为10000m2,使用区域为办公室、商场、活动站等,共23层,其中1至2层为商场,1#楼3—21、2#楼的3—22层为住宅建筑,-1、-2层位疏散层和变电所。
住宅区层高为2.9米。
本系统只设计1#、2#楼第4层的多联机系统。
3.设计范围
设计范围为多联机空调机系统设计,新风系统设计。
4.设计参数
4.1室外设计参数
夏季空调室外干球温度℃
夏季空调室外湿球温度℃
夏季空调日平均温度
33.90
26.80
29.40
夏季室外平均风速(m/s)
夏季空调大气透明度等级
夏季大气压(Pa)
2.20
5
100520
4.2室内设计参数
夏季:
t=27℃,ψ=70%
冬季:
t=19℃,ψ=50%
5.设计内容
5.1系统形式
每户设多联机系统一套,室外机设置在2楼平台,根据房间功能、实际情况及装修要求设置室内机,每户卧室及客厅均设置室内机,卫生间、厨房在此多联机系统中不做设计。
另:
餐厅和客厅属同一空间,中间无遮挡,因此做为一个空间考虑,设置室内机。
5.2计算依据
1.外墙、屋顶传热形成的逐时冷负荷(冷负荷系数法)
Q=Ko·Fo·[(tlo-tdl)·Ca·Cp-tn]
Ko
传热系数,W/(m2·℃)
Fo
外墙和屋顶的面积,m2
tlo
墙体或屋面冷负荷计算温度的逐时值,℃
tdl
围护结构的地点修正系数,℃
Ca
外表面放热系数修正值
Cp
围护结构外表面日射吸收系数的修正值
tn
室内设计温度,℃
外墙、架空楼板或屋面的传热冷负荷(谐波法)
Q=KF(Tτ-ξ+Δ-Tn)
K
传热系数,W/(m2·℃)
F
计算面积,m2
τ
计算时刻,h
τ-ξ
温度波的作用时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻,h
Tτ-ξ
作用时刻下的冷负荷计算温度,简称冷负荷温度,℃
Δ
负荷温度的地点修正值,见表20.3-1和表20.3-2的表注,℃
Tn
室内设计温度,℃
2.外窗
传热部分
Q=Fch·Kch·CK1·Ck2·[(tlc+td2)-tn]
Kch
外窗传热系数,W/(m2·℃)
Fch
外窗窗口面积,m2
tlc
外窗的逐时冷负荷计算温度,℃
td2
外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值
CK1
不同类型窗框的外窗传热系数的修正值
CK2
有内遮阳设施外窗的传热系数修正值
tn
室内设计温度,℃
太阳辐射热部分
Q=Cs·Cn·Ca·[Fl·Jch。
zd·Ccl。
ch+(Fch-F1)·Jsh。
zd·C(cl。
ch)N]
Cs
窗玻璃遮挡系数
Cn
窗内遮阳设施的遮阳系数
Ca
窗的有效面积系数
F1
窗上受太阳直接照射的面积,m2
Jch。
zd
透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度,W/m2
Jsh。
zd
透过标准窗玻璃的太阳散热辐射照度,W/m2
Ccl。
ch
冷负荷系数(C(cl。
ch)N为北向冷负荷系数),无因次,按纬度取值,并考虑“有遮阳和无遮阳”的因素
Fch
外窗面积(包括窗框,即窗的窗洞面积),m2
3.内围护结构
Q=K·F·(tls–tn),tls=tw.pj+△tls
K
内围护结构的传热系数,W/(m2·℃)
F
内围护结构的面积,m2
tls
邻室计算平均温度,℃
tn
室内设计温度,℃
tw.pj
设计地点的日平均室外空气计算温度,℃
△tls
邻室计算平均温度与夏季空调室外计算平均温度的差值,℃
4.新风、渗透
W=1/1000·ρw·L·(dw–dn)湿负荷
Qx=1/3.6·ρw·L·(tw-tn)显热负荷
Qq=1/3.6·ρw·L·(Iw-In)全热负荷
ρw
夏季室外空调计算干球温度下密度:
一般取:
1.13kg/m3
L
空气量m3/h
dw
室外空气含湿量,g/kg干空气
dn
室内空气含湿量,g/kg干空气
tw
室外空气调节计算干球温度,℃
tn
室内计算温度,℃
Iw
室外空气焓值,kJ/kg干空气
In
室内空气焓值,kJ/kg干空气
5.人体冷、湿负荷
冷负荷
Qr=Qs·CCL+Qq;Qs=n·Cr·q1,Qq=n·Cr·q2
Qr
人体散热引起的冷负荷,W
Qs·CCL
显热冷负荷
CCL
人体显热散热冷负荷系数
潜热冷负荷,W
q1
不同室温和劳动性质时成年男子的显热量,W
n
空调房间内的人数,人
Cr
群集系数
q2
每个人散发的潜热量,W
湿负荷
Wr=n·Cr·w
Wr
人体的散湿量,g/h
Cr
群集系数
n
空调房间内的人数,人
w
每个人的散湿量,g/h
6.照明冷负荷
Q=N·n1·Ccl(白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯)
Q=(N1+N2)·n1·Ccl(明装荧光灯:
镇流器安装再空调房间内)
Q=N1·n1·n2·Ccl(暗装荧光灯:
灯管安在吊顶玻璃罩内)
N
白炽灯的功率,W
N1
荧光灯的功率,W
N2
镇流器的功率,一般取荧光灯功率的20%,W
n1
灯具的同时使用系数,即逐时使用功率与安装功率的比例
n2
考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔,利用自然通风散热于顶棚内时,取为0.5-0.6,荧光灯罩无通风孔时,视顶棚内通风情况取为0.6-0.8
Ccl
照明散热形成的冷负荷系数
7.设备冷负荷
q=n1·n2·n3·n4·N(电热设备)
q=1000·n1·n2·n3·N/η·Ccl(工艺设备和电动机都在室内)
q=n1·n2·n3·N·Ccl(仅工艺设备在室内)
q=n1·n2·n3·Ccl·N(1-η)/η(仅电动机在室内)
N
电热设备的安装功率,W
n1
同时使用系数,即同时使用的安装功率与总安装功率之比,一般为0.5~1.0
n2
安装系数,即最大实耗功率与安装功率之比,一般可取0.7~0.9
n3
负荷系数,即小时平均实际功率与设计最大实耗功率之比,一般取0.4~0.5
n4
通风保温系数
η
电动机效率,可由产品样本查得,一般可取08~0.9
Ccl
电动设备和用具散热的冷负荷系数
5.3负荷计算结果
1号楼负荷计算简表
楼号
户型
房间
总冷负荷
新风冷负荷
总湿负荷
新风湿负荷
新风量
W
W
kg/h
kg/h
m3/h
1号楼
A
2565.9
473.5
0.97
0.4
90
B
客厅
4078.9
947
1.67
0.7
180
卧室1
1552.9
315.7
0.55
0.2
60
卧室2
1520.5
315.7
0.56
0.2
60
卧室3
1544.7
315.7
0.56
0.2
60
C
客厅
4018.5
947
1.65
0.7
180
卧室1
1769
315.7
0.55
0.2
60
[卧室2
1733.9
315.7
0.64
0.2
60
卧室3
1730.1
315.7
0.59
0.2
60
D
客厅
2731.4
473.5
0.91
0.4
90
卧室
1749.1
315.7
0.58
0.2
60
E
客厅
3258.5
631.3
1.15
0.5
120
卧室1
1778.5
315.7
0.58
0.2
60
卧室2
1740.2
315.7
0.54
0.2
60
F
客厅
3900
947
1.66
0.7
180
卧室1
1762.7
315.7
0.55
0.2
60
卧室2
1755.8
315.7
0.56
0.2
60
卧室3
1804
315.7
0.56
0.2
60
G
客厅
2657.4
631.3
1.11
0.5
120
卧室1
1367.6
315.7
0.55
0.2
60
卧室2
1676.4
315.7
0.6
0.2
60
H
2349.2
473.5
0.92
0.4
90
说明:
1号楼分为8个户型,18套房子,以中心轴线为对称轴两
侧对称分布。
其中每侧A户型为两套,其余户型各为一套。
2号楼负荷计算简表
楼号
户型
房间
总冷负荷
新风冷负荷
总湿负荷
新风湿负荷
新风量
W
W
kg/h
kg/h
m3/h
2号楼
A
客厅
2061.8
473.5
0.82
0.4
90
卧室
1551.5
315.7
0.59
0.2
60
B
客厅
3079.8
947
1.66
0.7
180
卧室1
1364
315.7
0.54
0.2
60
卧室2
1849.1
315.7
0.6
0.2
60
卧室3
1794.3
315.7
0.57
0.2
60
C
客厅
3066.5
631.3
1.15
0.5
120
卧室1
1779.1
315.7
0.6
0.2
60
卧室2
1775.9
315.7
0.57
0.2
60
D
客厅
3680.2
947
1.73
0.7
180
卧室1
1941.1
315.7
0.64
0.2
60
卧室2
1538
315.7
0.57
0.2
60
卧室3
1494.2
315.7
0.55
0.2
60
说明:
1号楼分为4个户型,16套房子,以中心轴线为对称轴两侧对称分布。
其中每侧A户型、C户型各为两套,B户型D户型各为一套。
5.4送风状态、送风量、新风量的确定
室内机选用美的T3低静压风管天井式,因此可以不做回风系统。
只做新风送风系统。
由于2#楼分为两个相同的风管系统,因此以下计算为一个送风系统数值
5.4.1一号楼夏季风机盘管系统:
(新风处理到等焓线)
=========================
送风量kg/h:
4.28541e+007
新风量kg/h:
1980
回风量kg/h:
4.28521e+007
新风比%:
0.00462033
热湿比:
9.8523e+006
-------------------------
FCU冷量kW:
51972
FCU显热冷量kW:
50245.9
新风AHU冷量kW:
9.49421
房间冷负荷kW:
51970.9
新风管温升负荷kW:
1.14486
注:
新风不承担室内冷负荷.
-------------------------
送风点-O:
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
22.8
湿球温度℃:
21.6
相对湿度%:
89.9
含湿量g/kg:
15.9
焓kJ/kg:
63.4
露点温度℃:
20.9
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
露点-L:
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
24.0
湿球温度℃:
22.8
相对湿度%:
90.0
含湿量g/kg:
17.1
焓kJ/kg:
67.8
露点温度℃:
22.1
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
回风点-M:
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
22.8
湿球温度℃:
21.6
相对湿度%:
89.9
含湿量g/kg:
15.9
焓kJ/kg:
63.4
露点温度℃:
20.9
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
温升后点-L':
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
26.0
湿球温度℃:
23.3
相对湿度%:
79.9
含湿量g/kg:
17.1
焓kJ/kg:
69.8
露点温度℃:
22.1
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
一次回风系统过程线图:
5.4.2二号楼夏季风机盘管系统:
(新风处理到等焓线)
=========================
送风量kg/h:
18798.4
新风量kg/h:
1500
回风量kg/h:
17198.4
新风比%:
8.51136
热湿比:
9361.01
-------------------------
FCU冷量kW:
38.1351
FCU显热冷量kW:
25.7957
新风AHU冷量kW:
7.67209
房间冷负荷kW:
37.21
新风管温升负荷kW:
0.925143
注:
新风不承担室内冷负荷.
送风点-O:
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
22.0
湿球温度℃:
20.8
相对湿度%:
90.0
含湿量g/kg:
15.1
焓kJ/kg:
60.6
露点温度℃:
20.1
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
露点-L:
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
24.0
湿球温度℃:
22.8
相对湿度%:
90.0
含湿量g/kg:
17.1
焓kJ/kg:
67.8
露点温度℃:
22.1
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
回风点-M:
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
21.6
湿球温度℃:
20.6
相对湿度%:
91.0
含湿量g/kg:
14.9
焓kJ/kg:
59.8
露点温度℃:
19.9
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
温升后点-L':
大气压力Pa:
100287
干球温度℃:
26.0
湿球温度℃:
23.3
相对湿度%:
79.9
含湿量g/kg:
17.1
焓kJ/kg:
69.8
露点温度℃:
22.1
密度kg/m^3:
1.2
-------------------------
一次回风系统过程线图:
5.5室外机选型
根据负荷计算结果及技术手册,参考国家相关标准,将1#楼分为2个区,以中间轴线为界。
将2#楼分为4个区,同样以中心轴线为对称,A户型、B户型、C户型为一个分区,B户型、C户型、D户型为一个分区。
依此选择室外机如下:
1.一号楼选择美的模块组合式,两分区均为26HP;
2.二号楼选择美的整体式,均为MDV-280W/DSN1-891。
其相关技术参数详见美的产品技术手册
户型
房间类型
房间负荷(W)
室内机数量(台)
室内机型号
标准风量
A
2565.9
1
MDV-D36T3/N1-A
530
B
客厅
4078.9
4
MDV-D56T3/N1-A
800
卧室1
1552.9
MDV-D18T3/N1-A
500
卧室2
1520.5
MDV-D18T3/N1-A
500
卧室3
1544.7
MDV-D18T3/N1-A
500
C
客厅
4018.5
4
MDV-D56T3/N1-A
800
卧室1
1769
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室2
1734
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室3
1730
MDV-D22T3/N1-A
500
D
客厅
2731.4
2
MDV-D32T3/N1-A
530
卧室
1749
MDV-D22T3/N1-A
500
E
客厅
3258.5
3
MDV-D36T3/N1-A
530
卧室1
1778.5
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室2
1740.2
MDV-D22T3/N1-A
500
F
客厅
3900
4
MDV-D45T3/N1-A
800
卧室1
1762.7
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室2
1755.8
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室3
2082
MDV-D28T3/N1-A
530
G
客厅
2657.4
3
MDV-D36T3/N1-A
530
卧室1
1367.6
MDV-D18T3/N1-A
500
卧室2
1676.4
MDV-D22T3/N1-A
500
H
2349.2
1
MDV-D28T3/N1-A
530
5.6室内机选型
一号楼空调机选型
二号楼室内机选型
5.7风管面积计算
户型
房间类型
房间负荷(W)
室内机数量(台)
室内机型号
标准风量
A
客厅
2061.8
2
MDV-D28T3/N1-A
530
卧室
1551.5
MDV-D18T3/N1-A
500
B
客厅
3079.8
4
MDV-D36T3/N1-A
530
卧室1
1364
MDV-D18T3/N1-A
500
卧室2
1849.1
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室3
1794.3
MDV-D22T3/N1-A
500
C
客厅
3066.5
3
MDV-D45T3/N1-A
800
卧室1
1779.1
MDV-D22T3/N1-A
500
卧室2
1775.9
MDV-D22T3/N1-A
500
D
客厅
3680.2
4
MDV-D45Q4/DN1-C
1020
卧室1
1941.1
MDV-D28T3/N1-A
530
卧室2
1538
MDV-D18T3/N1-A
500
卧室3
1494.2
MDV-D18T3/N1-A
500
5.8风口设计
5.8.1风口布置
风口对气流组织有着关键影响,根据送回风量选择合适的风口,均匀分配,同时避免柱和梁的阻挡,最大可能的减少风量扰动对气流产生的负面效应,才能产生良好的气流组织效果,在本次设计中遵循了以下原则:
1、新风口应尽量靠近风机盘管的送风口,目的让新风与室内回风混合均匀。
2、送风口尺寸放大。
变风量末端在调节时产生的风速变化会使人感到不舒适,这在大风量送风口尤为明显。
解决这个问题的最简单方法是加大吊顶风口的尺寸,尽可能减少出风速度,使这种风速的变化带来的影响微乎其微。
一般可将送风口的额定流量加大一档。
3、增强吊顶贴附效应。
使吊顶平面保持平整,尽量使吊顶面的凸凹远离送风口。
这其中主要包括灯具、水喷淋头和火灾报警探头,两者间须隔开一定的距离。
5.8.2风口选择计算
送风气流分布设计步骤为首先布置方型散流器,送风口布置的原则是:
1、布置时充分考虑建筑结构的特点,送风口下送方向不得有障碍物(如柱);
2、一般按对称布置或梅花形布置;
3、每个送风口所服务的区域最好为正方形或接近正方形;如果送风口服务区的长度比大于1.25时,宜选用矩形送风口;如果采用顶棚回风
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