建筑电气与智能化暖通空调课程设计报告-南京市某校学生公寓楼暖通空调设计.doc
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1、扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题 目: 南京市某校学生公寓楼暖通空调设计 课 程: 暖通空调 专 业: 建筑电气与智能化 班 级: 智能0801 姓 名: 指导教师: 完成日期: 2011年7月9日 暖通空调课程设计任务书一、 题目:南京市某校学生公寓楼二、 暖通空调设计设计目的和内容、要求暖通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暖通空调设计的内容、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。整个设计要求完成某中学学生公寓楼(按规定的轴线范围)暖通空调设计。应将设计结果整理成设计计算
2、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,要求绘出暖通空调平面图及系统原理图。三、设计原始资料1.建筑物的平、立剖面图见建筑图,建筑平面尺寸以图纸为准,建筑层高为3.5m;2.标准间夏季空调总冷负荷指标为90-110W/m2,冬季总热负荷指标为60-80 W/m2;3.每标准间公寓住4(/轴线为2人)人,每层活动室为10人,卫生要求需要的最小新风量为每人30 m3/h(活动室为20-25 m3/h.人);4.每标准间公寓的卫生间设有卫生间排风,其排风量按换气次数5-10次/h计算;公共卫生间按不小于10次/h计算;5.
3、维持空调室内正压按0.5-0.7次/h计算;6.室内设计参数:夏季:tR=2627 R=40%65%;冬季:tR=1820 R30%;7.室外气象参数见室外气象参数资料集。(现直录如下)南京:夏季空调室外计算干球温度:35.2,夏季空调室外计算湿球温度:28.5, 冬季空调室外计算干球温度:-6,冬季空调室外计算相对湿度:81%;8.城市热网提供0.8MPa的蒸汽。四、设计任务与内容:1、收集相关资料,查阅相关规范,并熟悉规范条文。2、根据工程实际情况,通过简单的技术经济比较,优选一个方案进行设计。3、完成()市某校学生公寓楼暖通空调设计,具体包括:(1)空调负荷的计算;(2)空调方案、冷热源
4、方案的比较及选择;(3)空调风系统的设计及计算;(4)空调水系统的设计及计算; (5)空调冷热源机房设计;(6)通风系统的设计;(7)室内温、湿度控制方案,空调系统的运行调节方案的选择。4、撰写设计计算说明书。5、绘图:各层通风空调(风、水)平面图,空调水系统原理图。空调风系统图(选做),空调水系统图(选做)风机盘管安装详图(选做)。目 录一、阅读设计任务书6二、熟悉有关建筑图纸,收集有关设计资料(建筑、气象、工艺等)6三、参观空调工程,以取得一定的工程实践知识 6四、空调冷、热、湿负荷的计算6(一)、夏季空调室内冷负荷的构成 6(二)、夏季新风冷负荷的计算 6(三)、各房间夏季湿负荷的计算
5、6(四)、各房间冷、湿负荷汇总 6(五)、冬季空调室内热负荷的构成 6(六)、冬季新风热负荷的计算 6(七)、各房间冬季湿负荷的计算 10(八)各房间热、湿负荷汇总 11(九)建筑物总冷、热负荷汇总及空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量11五、空调方案、冷热源方案的比较和确定 12(一)冷热源方案的比较及选择 12(二)空调系统形式的选择 15(三)新风系统的功能与划分,新风机房的位置及新风处理设备的形式16 (四)房间中的新风供给方式的比较和确定 16(五)室内气流分布方式的比较和确定,送回风口形式的确定 18 (六)空调水系统形式的选择和水系统的划分20(七)管道、设备、风口等布置
6、方案20六、空调风系统的设计计算20(一)空气处理设备的选型20(二)室内气流分布计算24(三)新风系统的水力计算25(四)管道及风口选型25七、空调水系统的设计计算27(一)布置空调循环水管、冷凝水管,画出水力计算草图27(二)确定各管段的水流量27(三)空调循环水系统排气和泄水的考虑27(四)空调冷凝水管管径大小的确定 27八、冷热源机房的设计 28(一)冷热源台数的确定 28(二)空调循环水泵的选择28(三)冷却水系统的设计29(四)其它辅助设备的选择29九、通风系统的设计29 十、室内温、湿度控制方案,空调系统的运行调节方案 29(一)风机盘管的控制方案 29(二)新风系统的控制方案
7、30(三)变流量系统的运行调节31十一、管路及设备的保温31(一)确定哪些管路和设备需要保温31(二)保温材料的选择,保温层厚度的确定,保温结构的做法31十二、参考书目 32十三CAD图纸目录 32空调课程设计指示书一、阅读设计任务书二、熟悉有关建筑图纸,收集有关设计资料(建筑、气象、工艺等)三、参观空调工程,以取得一定的工程实践知识(已在课程参观中完成)。四、空调冷、热、湿负荷的计算(请将学生公寓标准间平面布置用单线画在计算书上)图4-1:学生公寓图(4-2):活动室图(4-3):自动售货机图(4-4):右边走廊区域(一)、夏季空调室内冷负荷的构成:包括:建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形
8、成的冷负荷1建筑围护结构的冷负荷 (1)通过外墙和屋面瞬时传热而形成的冷负荷(2)通过外窗内外温差的瞬时传热和透过窗玻璃的日射得热而形成的冷负荷(3)通过内墙、内门、等内维护结构和地面传热而形成的冷负荷2内热源(工艺设备、人体、照明等)散热形成的冷负荷(1)照明散热形成的冷负荷(2)人体散热形成的冷负荷(3)工艺设备散热形成的冷负荷3.渗透风耗冷量的考虑(二)、夏季新风冷负荷的计算1.各房间最小新风量的确定(1)卫生要求:即按规范规定需要的最小新风量为:标准间30 m3/h人,活动室 20-25 m3/h人;宿舍: MO= 30m3/h4=120m3/h自动售货机: MO=30m3/h2 =6
9、0m3/h活动室: MO =25m3/h10=250 m3/h右边梯形区域: MO= 30m3/h2=60m3/h(2)补偿局部排风及保持室内正压要求(要求室内正压维持9.8Pa):标准间的局部排风量按各卫生间换气次数5-10次/h计算;维持空调室内正压按各房间换气次数0.5-0.7次/h计算;宿舍: Mo=M排风+M渗透=72.51.642.7+0.73.5(93.4-1.642.7)=141.6114m3/h自动售货机: MO=0.73.515.81=38.7345 m3/h活动室: M0=M渗透=0.73.563.19=154.8155m3/h右边梯形区域: MO=0.73.518=44
10、.1 m3/h(3)各房间最小新风量取和两者中的最大值。宿舍: MO=maxM正压+局排:M卫生=141.6114m3/h自动售货机: MO=maxM正压+局排:M卫生=60m3/h活动室: MO = maxM正压+局排:M卫生=250m3/h右边梯形区域: MO=maxM正压+局排:M卫生=60m3/h2.各房间新风冷负荷的计算(教材P23式2-28)宿舍: Q新=mo(hO-hR)=141.61141.2(91.5-58.5)/3600=1557.725W自动售货机: Q新=Mo(ho-hR)=601.2(91.5-58.5)/3600=660 W活动室: Q新=Mo(hOhR)=2501
11、.2(91.5-58.5)/3600=2750w右边梯形区域: Q新=Mo(ho-hR)=601.2(91.5-58.5)/3600=660 W(三)、各房间夏季湿负荷的计算(人员的散湿量见教材P21表2-13)宿舍: MW =0.278ny10-6=0.278411510-6=0.128g/s自动售货机: MW=0.278ny10-6=0.2782111510-6=0.064g/s活动室: MW=0.278ng10-6=0.27810119410-6=0.54g/s右边梯形区域: MW=0.278ng10-6=0.2782111510-6=0.064 g/s (四)、各房间冷、湿负荷汇总因时
12、间关系,本课程设计略去室内冷负荷的计算过程,按建筑物空调房间面积估算各房间的冷负荷,即按冷负荷指标90-110W/m2计算各房间瞬时综合总冷负荷。表1 各房间冷、湿负荷汇总单间总热负荷/KW单间总冷负荷/KW单间新风量m3/h单间总送风kg/s夏季单间新风冷负荷/KW单间湿负荷/g/s每层数量总热负荷/KW(一层)总冷负荷/KW(一层)宿舍(四人间)2.53473.9831141.60.2311.557730.1281237.04859.731售货机0.94861.7391600.1030660.0641活动室4.42338.21472500.52027500.5391右边梯形走廊1.2601
13、.98600.1260660.0641注:转角处面积与宿舍相似,看作一个二人宿舍。(五)冬季空调室内热负荷的构成 1围护结构的基本耗热量(墙、吊顶、门、窗、地面)2附加耗热量(考虑朝向、风力及高度等修正)3冷风渗透耗热量(空调室内正压,一般不考虑)(六)、冬季新风热负荷的计算 各房间最小新风量同夏季,新风热负荷的计算见教材P24式2-29。新风热负荷公式Qh.o=MOCP(TR-TO) 宿舍: Qh.o=1.005*(134.36*1.2/3600)*(18-(-6)=1129w 自动售货机:Qh.o=1.005*(27.67*1.2/3600)*(18-(-6)=222.5w 活动室: Qh
14、.o=1.005*(250*1.2/3600)*(18-(-6)=2010w 走廊拐角: Qh.o=1.005*(31.5*1.2/3600)*(18-(-6)=253.3w(七)、各房间冬季湿负荷的计算(是否同夏季?)宿舍: MW =0.278ny10-6=0.278411510-6=0.128g/s自动售货机: MW=0.278ny10-6=0.2782111510-6=0.064 g/s活动室: MW=0.278ng10-6=0.27810119410-6=0.54g/s右边梯形区域: MW=0.278ng10-6=0.2782111510-6=0.064 g/s(八)各房间热、湿负荷汇
15、总同样因时间关系,本课程设计略去室内热负荷的计算过程,按建筑物空调房间面积估算各房间的热负荷,即按热负荷指标为60-80 W/m2计算各房间的总热负荷。表2 各房间的总热负荷汇总单间总热负荷/KW单间新风热负荷/kw单间新风量m3/h单间湿负荷kg/s宿舍(四人间)2.53471.5577141.60.128售货机0.94860.66600.064活动室4.42332.752500.54右边梯形走廊1.2600.66600.064(九)建筑物总冷、热负荷汇总及空调冷热源设备需要提供的的总供冷量和总供热量(P24图2-1)1. 建筑物的总冷、热负荷为各房间所得负荷相加;2. 空调冷热源设备需要提
16、供的的总供冷量和总供热量应以建筑物总冷、热负荷为基础,加上:(1)通风机机械能转变为热量、风管温升(或温降)漏风等引起的附加冷(热)负荷,:风系统的冷(热)量附加以附加系数K1表示,一般取:制冷:K1=5%-10%,制热K1=3%-6%(2)水泵机械能转变为热量、冷冻水管温升(热水管温降)等引起的附加冷(热)负荷(即:间接制冷系统的冷损失),简言之:水系统的冷量附加,以附加系数K2表示,一般取:制冷:K2=7%-15%,制热K2=5%-10%(3)计算空调冷源设备需要提供的的总供冷量时,要考虑同时使用系数(因冷指标的是基于夏季冷负荷得到的,而夏季冷负荷计算采用的是动态算法)以同时使用系数K3表
17、示,一般取: K3=70%-90%;计算空调热源设备需要提供的的总供冷热量时,不需要考虑同时使用系数(因热指标的是基于冬季热负荷得到的,而冬季热负荷计算采用的是稳态算法)(4)因本工程为舒适型空调的类型,空调风系统夏季应采用最大送风温差送风,即:应直接采用机器露点送风,而不应采用再热式系统,故不需要考虑再热冷负荷。即:Q冷 =(1+K1 )(1+K2)(1+ K3)QC Q热 =(1+K1)(1+K2)Qh以此数据作为选择空调冷热源容量的大小,不应另作附加。五、空调方案、冷热源方案的比较和确定(一)冷热源方案的比较及选择:1.常用的空调冷热源的组合形式及其特点的比较。主要比较:(PPT 空调冷
18、热源)压缩式冷水机组加汽水热交换器组合(冷水机组夏季提7冷水,冬季城市热网蒸汽作热媒,加热空调末端50的回水,升至60再送至末端,如此循环)蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组加汽水热交换器组合(冬夏季需要的热源均来自城市热网的蒸汽,溴冷机夏季提供7冷水,特别注意:溴冷机COP值比电制冷机低,节电不节能)空气源热泵型冷热水机组(一机两用,夏季提供7冷水,冬季提供4045热水)1)蒸气压缩式制冷是电力驱动的以消耗机械能作为补偿,利用液体气化的吸热效应实现制冷的。制冷系统主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要设备组成,并用管道相连接,构成一个封闭的循环系统。2)溴化锂吸收式的工作原理吸收式制冷:
19、与蒸气压缩式制冷一样,都是利用液体在汽化时要吸收热量这一物理特性来实现制冷的,不同的是蒸气压缩式制冷是以消耗机械能作为补偿,而吸收式制冷是消耗热能作为补偿,完成热量从低温热源转移到高温热源这一过程的。溴化锂吸收式制冷装置,是利用溴化锂水溶液具有在常温下强烈地吸收水蒸气,在高温下又能将所吸收的水分释放出来的特性,以及水在真空状态下蒸发时,具有较低的蒸发温度来实现制冷的。 吸收式制冷装置的优点是设备简单、造价低廉、其工质对大气环境无害,而且可以利用工业余热(or太阳能等)作为发生器热源,能耗较低,但热能利用系数比较小。3)空气源热泵以空气作为低位热源来吸收热量的热泵称为空气源热泵(Air Sour
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