空调设计说明书.docx
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空调设计说明书
一、建筑概况:
湖北省宜昌市九州大厦整体包括裙房与两座住宅塔楼。
一号住宅楼为五层至二十八层,二号住宅楼为五层至二十六层。
裙房共有四层,总建筑面积为5050.47平方米。
主要用于购物、餐饮、娱乐等商业用途。
另有二层地下层作机房使用。
本设计只考虑裙房一层的空调系统设计。
二、土建资料:
1.建筑平面:
裙房一层的平面图。
2.建筑面积:
裙房一层:
约3600平方米,购物区约为2450平方米;
3.层高:
裙房一层室内地面标高为±0.00m,裙房一层层高H=5.55米,裙房一层有吊顶,吊顶下净高3.9米。
4.结构:
全现浇钢筋混凝土框架剪力墙体系。
图1、各层剖面
5.柱网:
为8.0米×8.0米与8.0米×6.0米两种。
柱子规格有1300×1300、1000×1000与700×700三种。
主梁净高650毫米,每两根立柱间均有主梁。
6.围护结构的构造与物性参数:
(1)、外墙为加气混凝土砌块,两面抹石灰砂浆,按II类外墙考虑。
楼板厚200mm。
(2)、裙房一层幕墙用隐框吸热玻璃,玻璃厚为6mm,导热系数为0.76w/m·℃。
内设浅灰色活动百叶窗帘。
其他外窗及玻璃转门均按幕墙处理。
(3)、吊顶为钢板喷塑吊顶,连同框架20mm厚。
三、工艺资料:
1、建筑功能:
裙房一层:
购物中心营业厅。
2、一层购物中心室内设计标准:
(1)夏季室内温度为26-28℃,相对湿度为55%-65%;
(2)冬季室内温度为16-18℃,湿度无要求;
(3)最小新风量为15m3/p·h,换气次数>8次/h;
(4)室内最大风速为0.3m/s;
(5)噪声≤55dB;
(6)新风需要初效过滤。
3、负荷计算基础数据:
(1)客流:
一层购物中心最大客流时:
1.35m2/p
客流随时间变化系数为:
时刻
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
系数
0
0
0
0
0
0
0
0
0.5
0.8
1
0.8
时刻
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
系数
0.8
1
1
1
1
0.5
0.5
0.8
1
1
0.7
0
(2)灯光:
一层购物中心照明密度:
50W/m2;
灯具类型:
暗装荧光灯,灯罩无通风孔;
照明时间:
8:
00am~10:
00pm。
(3)设备:
负荷极小,可忽略不计。
4、邻室情况:
消防中心、管理室、值班室与收发室均另有手段进行环境控制,库房、垃圾间与地下一层均采用自然通风,卫生间采用机械排风,裙房二层的室内设计温度与一层相同。
邻室与购物区的温差均可认为不超过3℃。
四、室外气象参数:
1、夏季:
空调计算干球温度35.7℃,湿球温度28.2℃,空调室外计算日平均温度32℃,最热月月平均相对湿度为80%,夏季平均风速为1.0m/s。
2、冬季:
冬季空调计算干球温度-3℃,相对湿度72%,平均风速0.9m/s。
五、负荷计算:
(一)计算方法:
采用谐波法的工程简化计算。
1、外墙和屋顶:
计算公式:
CLQτ=KFΔtτ-ε
τ----计算时间,h;
ε----维护结构表面受到周期为24h谐性温度波作用,温度波传到内表面的时间延迟,h;
τ-ε----温度波的作用时间,即温度波作用于维护结构外表面的时间,h;
F----维护结构传热系数,W/(m2.K);
Δtτ-ε----作用时刻下,维护结构的冷负荷计算温差,简称负荷温差,见《空气调节》附表2-10。
2、窗户:
(1)、窗户瞬变传导得热形成冷负荷:
公式:
CLQτ=KFΔtτ
Δtτ——计算时刻负荷温差,见课本附录2—12。
F—窗口面积。
(2)、窗户日射得热形成的冷负荷:
CLQj•τ=xgxdCnCsFJj•τ
xg——窗的有效面积系数,单层钢窗0.85,双层钢窗0.75,单层木床0.7,双层木窗0.6;
xd——地点修正系数,见课本附录2—13;
Jj•τ——计算时刻时,透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷,简称负荷强度,W/m2,见课本附录2—13。
3、设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷:
(1)、散热量:
Q=qn'(W)
q——不同室温和劳动性质时成年男子散热量,W,见课本表2—18;
n——室内全部人数;
n'——群集系数,见课本表2—17。
(2)、散湿量:
成年男子散湿量直接由课本表2—18查得,对于不同性别和年龄的人员需要乘以相应的系数后得出。
(3)、设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷,可简化为下式计算:
CLQτ=QJXτ-Τ
Q----设备、照明和人体得热,W;
T----准备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻,h;
τ-Τ----从设备投入时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时刻,h;
JXτ-Τ(JEτ-ΤJLτ-ΤJPτ-Τ)----τ-Τ时间的设备负荷强度系数,照明负荷强度系数,人体负荷强度系数。
(二)、夏季冷负荷计算:
1、一区负荷计算:
由于裙房二层和地下一层也采暖故屋顶和地板的热负荷不再计算,只计算维护结构的冷负荷。
表1、外墙冷负荷:
表2、外窗瞬变传导得热冷负荷:
表3、窗户日射得热冷负荷:
表4、室内人员热、湿负荷:
表5、室内照明冷负荷:
一层购物中心照明密度:
50W/m2;灯具类型:
暗装荧光灯,灯罩无通风孔;照明时间:
8:
00am~10:
00pm。
表6一区冷负荷汇总表:
计算可得:
最大冷负荷出现在13:
00时,其值为245240W。
余湿量为42g/s(见表4)。
2、二区负荷计算:
表7、外墙冷负荷:
表8、外窗瞬变传导得热冷负荷:
二区与一区处于连通个状态,故二区东面与一区西面部分维护结构没有热负荷,无须计算。
表9、窗户日射得热冷负荷:
二区与一区处于连通个状态,故二区东面与一区西面部分维护结构没有热负荷,无须计算。
表10、室内人员热、湿负荷;
表11、室内照明冷负荷:
表12、二区总冷负荷汇总表:
计算可得:
最大冷负荷出现在16:
00时,其值为228105W。
余湿量为40.2g/s。
(三)、冬季热负荷计算:
冬季已知室外计算温度等,可得经围护结构耗热量,统计于下表。
表13、冬季热负荷统计表:
六、送风量与送风状态参数的确定,气流组织校核计算:
夏季空调房间中冷负荷为:
Q=Q1+Q2+Q3;
Q1-通过围护结构传热形成的最大逐时冷负荷;
Q2-室内热源最大逐时冷负荷;
Q3-新风冷负荷;
二区:
Q1+Q2=228105KW
Q3=94.23KW
Q=322335KW
湿负荷40.2g/s
一区:
Q1+Q2=245240KW
Q3=99.26KW
Q=344500KW
湿负荷42.35g/s
同时使用系数0.5;
送风温差取6度;
安全系数取1.2。
1、一区送风量与送风状态参数的确定:
(1)、在h-d图上找出室内空气状态点N;
(2)、根据算出的Q和W求出热湿比ε=Q/W,再通过N点画出过程线ε;
(3)、根据所选取的送风温差Δt0求出送风温度t0,t0等温线与过程线ε的交点O即为送风状态点。
(4)、根据G=Q/hN-hO=1000W/dN-dO计算送风量。
ε=Q/W=206.7KW/25.41g/s=8.1346KJ/g
计算查表得:
N:
t=26℃,φ=60%,d=12.7g/㎏干空气,i=58.6KJ/㎏干空气
O:
t=20℃,φ=78%,d=11.421g/㎏干空气,i=49.135KJ/㎏干空气
由i—d图可知:
室内状态点N所对应的露点温度t=16℃,送风状态点L的温度(t=18℃)高于该露点温度,故可保证风口不结露。
总送风量G1=Q′/(hn-h0)=22.15Kg/S;
换气次数n=G/V房间=9.61次/h>8次/h;
换气次数大于8,符合规范要求。
(5)、新风量的确定:
设计要求最小新风量为10m3/p•h则新风量
Gw=10×931×1.2/3600=3.1Kg/s;
按系统10%最小新风量计算则新风量:
Gw=22.15×10%=2.215Kg/s;
取最大值则新风量为:
Gw=3.1Kg/s。
2、二区送风量与送风状态参数的确定:
同理,二区总冷负荷:
Q2′=193.4KW;W2=24.12g/s;
送风量:
G2=21.6Kg/s;ε2=8.0182KJ/s;
送风状态点:
t=20℃h0=49.517KJ/s;
经验证,换气次数n=11.53次/h>8次/h,符合要求。
取最大值则新风量为:
Gw=2.95Kg/s。
3、气流组织校核计算:
一区:
(1)、每个散流器对应的Fn=1256.85/28=44.88m2,水平射程分别为1.0m、4m平均取3.7m,垂直射程为3.9-2=1.9m。
(2)、每个散流器的送风量为2310m3/h。
(3)、散流器的出口风速u0选定为4m/s,这样F0=2310/(4×3600)=0.16m2
(4)、检查ux:
根据公式
式中:
=1.4
=0.1625,查图5-13,按
=4/1.9=2.11在曲线上得到
=0.45
----均取1
带入各值得到:
ux=0.172m/s;
5、检查
=0.142℃
二区:
(1)、每个散流器对应的Fn=1193.15/25=47.73m2,水平射程分别为1.0m、4m平均取3.7m,垂直射程为3.9-2=1.9m。
(2)、每个散流器的送风量为2284m3/h。
(3)、散流器的出口风速u0选定为4m/s,这样F0=2284/(4×3600)=0.159m2
(4)、检查ux:
根据公式
式中:
=1.4
=0.1625,查图5-13,按
=4/1.9=2.11在曲线上得到
=0.45
----均取1
带入各值得到:
ux=0.172m/s;
5、检查
=0.142℃
七、空气处理方案的选择:
本系统采用一次回风系统:
1、一区空气处理方案
空气状态点的确定:
N:
t=26℃,φ=60%,d=12.7g/㎏干空气,i=58.6KJ/㎏
O:
t=20℃,φ=78%,d=11.421g/㎏干空气,i=49.135KJ/㎏
C:
i=62.94KJ/㎏,为ic线与N点W点连线的交点
L:
d=11.421g/㎏干空气,φ=90%
由i—d图可知:
室内状态点N所对应的露点温度t=16℃,送风状态点L的温度(t=18℃)高于该露点温度,故可保证风口不结露。
2、二区空气处理方案
空气状态点的确定:
N:
t=26℃,φ=60%,d=12.7g/㎏干空气,i=58.6KJ/㎏
O:
t=20℃,φ=79%,d=11.421g/㎏干空气,i=49.517KJ/㎏
C:
i=62.84KJ/㎏,为ic线与N点W点连线的交点
L:
φ=90%与do线的交点。
八、空气处理设备的选择(设计)与校核计算:
1、商场空调箱的选用:
一区:
(1)、送风状态点:
O:
t=20℃,φ=78%,d=11.421g/㎏干空气,i=49.517KJ/㎏
空调机所需冷量:
空调冷负荷为206.7KW。
(2)、空调机所需风量(不包括新风量):
房间送风量为22.15Kg/s
(3)、空调箱进风参数的确定:
由以上计算可知,房间的送,新风量分别为3.1Kg/s。
二区:
(1)、送风状态点:
O:
t=20℃,φ=79%,d=11.551g/㎏干空气,i=49.517KJ/㎏
空调机所需冷量:
空调冷负荷为193.4KWKW。
(2)、空调机所需风量(不包括新风量):
房间送风量为21.6Kg/s
(3)、空调箱进风参数的确定:
由以上计算可知,房间的送,新风量分别为2.95Kg/s。
空调箱的选型:
由以上数据可得到空调箱的型号
2、新风机组的选用:
新风机组的选型与空调箱的选型一样,采用类似的方法可得新风机组型号。
3、风道布置与风管选取:
一区:
总风量为22.15Kg/s,查通风手册得,取管内流速在8-14m/s,风口类型为双层百叶风口,尺寸为400mm×400mm,风口为28个。
详见风管平面图、轴测图。
二区:
总风量为21.6Kg/s,查通风手册得,取管内流速在8-14m/s,风口类型为双层百叶风口,尺寸为400mm×400mm,风口为25个。
详见风管平面图、轴测图。
九、风道的布置与设计计算,风机的选择或校核:
详见风管平面图、轴测图、剖面图。
十、空调全年运行方案与自控要求:
参照《空气调节》课本第六章,
1、室内热湿负荷变化时,采用定机器露点和变机器露点的调节方法进行调节;
2、当室外状态变化时,根据当地气象参数变化情况,做出当地气象参数焓频图,划分为五个气象区,对应于每一个空调工况区采用不同的调节方法。
3、自控要求:
该系统要求自控系统要使空调房间内的空气参数稳定地维持在允许的波动范围内,必须对机器露点、加热后的空气温度、加湿后的空气湿度进行调节。
十一、参考资料:
[1]空气调节,清华大学出版社;
[2]空气调节设计手册,中国建筑工业出版社;
[3]实用供热空调设计手册,中国建筑工业出版社;
[4]采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87),1991,中国计划出版社;
[5]建筑热过程,中国建筑工业出版社;
[6]设计用建筑物冷负荷计算方法,1982,北京市建筑设计院;
[7]实用制冷工程设计手册,中国建筑工业出版蒣;
[8]中国供暖通风空调设备手册,第一分册,空调机组,机械工业出版社,1994,10;
[9]空气调节用制冷技术,中国建筑工业出版社;
[10]空气调节课程设计参考资料,清华大学热能系空调教研室;
[11]采暖通风设计手册,中国建筑工业出版社;
[12]制冷与空调设备手册,国防工业出版社;
[13]工业通风,中国建筑工业出版社;
[14]供热工程,中国建筑工业出版社。
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