1、1摘要目前，随着我国市场经济的快速发展，空调通风已经被广泛适用于与生产生活当中，对于一个空调系统来说，冷热负荷更是核心中的核心。全空气系统初投资小，经济实用性强，空调的设计有现实意义。本设计为赤峰市某工厂工艺设计，整个设计力求设备选型准确合理、工艺流程布置顺畅、经济技术合理、初投资低。设计具体包括：夏、冬季室内热湿负荷的计算、空气处理设备和风机的选择计算等。在本次设计中，按空气调集设计手册及规范中有关规定，选择相关设备。2第一章 原始资料一 建筑结构该测试中心位于某建筑的二层部分，房间总建筑面积为403.2，层高 4 m,共 6 个空调房间，7# 房间为空调机房。屋面为无吊灯的平屋顶，屋面承载
2、能力为 200/。所有空调房间的窗内均装有浅蓝色布窗帘。二 建筑资料1. 南北外墙：属于型，面积 A=7.84=31.2，传热系数 K=0.86W/K2. 屋顶：属于型，面积 A=7.814.4=112.32，传热系数 K=0.69 W/K3. 南北外窗：面积 A=2.51.5=3.75，传热系数 K=3.25 W/K4. 门：面积 A=21.2=2.4，传热系数 K=2.8 W/K三气象资料北纬：4216 东经：11858 海拔：571.1m 冬季空调室外计算温度：-20 冬季空调室外计算相对湿度：45夏季空调室外计算干球温度：32.6 夏季空调室外计算湿球温度：22.5 夏季空调室外计算日
3、平均温度：27年平均风速 冬季：2.4m/s 夏季：2.0m/s3四. 工艺资料房间要求全年空调（恒温） 夏季与冬季个房间对室内空气温度、湿度要求：夏季 t=241 =555冬季 t=201 =555本设计冷负荷只限于 1#房间，1#房间人体和设备发热量为 1kW，余湿量 W=5/h,空调系统新风比为 20%，冷源为冷冻水，水初温tw1=7,热源为 95供水，70回水（来自供暖外网）附表：其余房间冷热负荷：夏季 冬季房间号Q（kcal/h）W(kg/h) Q（kcal/h）W(kg/h)2# 10000 4.5 -7200 4.53# 2800 1.2 -2000 1.24# 9000 4.0
4、 -6000 4.05# 3000 1.2 -2000 1.26# 8000 3.5 -5000 3.51#房间 冬季室内计算内温度 t=21 =60夏季室内计算内温度 t=25 =60第二章 冷、热负荷计算一冬季建筑热负荷计算1.围护结构热负荷 Qj4Qj=KjAj(tR-to)Qj-围护结构热负荷，WKj-围护结构传热系数，W/KAj-围护结构表面积，tR-冬季室内计算温度，to-冬季室外计算温度，-围护结构温差修正系数（外围护结构和地面 =1.0；屋顶 =0.9）2.冷风渗入热负荷 QiQi=0.278Ll aocp(tR-to)mQi-冷风渗入热负荷,WL-经每 m 门窗缝隙渗入的冷空
5、气量，m 3/(hm),L=1.56l-门窗缝隙长度，m ao-室外空气密度，/ m 3cp-空气定压比热，c p=1kJ/()m-冷风渗透量的朝向修正系数，北 m=1.00 南 m=0.75二夏季建筑冷负荷计算1.围护结构瞬变传热引起的冷负荷外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷)(Q)(cRctAK外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；)(cA外墙和屋面的面积，；5K外墙和屋面的传热系数，W/（K） ；室内计算温度，；Rt外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，；)(c 的修正即为 )(t dct)(赤峰市外墙和屋面地点修正值 南 =-1.4 北 =-1.6 东 =-1.9 西dtdtdt=-1.9
6、水平 =-2.7dtdt 外表面放热系数修正值 ：k赤峰市 =19.8 W/（K） ， =0.99w 吸收系数修正 k考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差，建议吸收系数一律采用屋面 0.80，外墙 0.8外墙和屋面的冷负荷计算温度为： kttdcc)()修正后冷负荷计算： (Q)(RAKcc外玻璃瞬变传热引起的冷负荷)()( Rcwct外玻璃瞬变传热引起的冷负荷，W;wK窗口面积，；A外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，；)(ct 双层钢窗修正值 =1.20 wc 赤峰市玻璃窗地点修正值 =-1dt修正后冷负荷：)()( Rdcwc ttAKQ6透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷LQjiswacCD
7、AQmax)(有效面积系数，双层钢窗为 0.75aC窗口面积，本设计为 2.51.5=3.75wA窗玻璃的遮阳系数，本设计为双层 3厚普通玻璃取s0.86窗内遮阳设施的遮阳系数，所有空调房间的窗内均装iC有浅蓝色布窗帘取 0.60日射得热因数，赤峰市属于纬度带 40，南取 302 北maxjD取 114窗玻璃冷负荷系数，赤峰市属于北区（北纬 2730以LQC北）有内遮阳窗玻璃室内热源散热引起的冷负荷包括室内工艺设备散热、照明散热和人体散热三部分，为 1kW7屋顶时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19tc（） 41.1 40.2 39.5 38.9 38.5 38.3 38.
8、4 38.8 39.4td -2.7ka 0.99k 0.8tc（ ） 30.41 30.41 30.41 30.41 30.41 30.41 30.41 30.41 30.41tR 24K 0.7A （6+6+2.4 ）*7.8=159.12Qc（ ） 713.97 634.89 573.63 520.16 484.52 466.7 475.61 511.25 563.6西外墙时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19tc（） 36.3 35.9 35.5 35.2 34.9 34.8 34.8 34.9 35.3td -1.9ka 0.99k 0.8tc（）27.24 26
9、.93 26.61 26.37 26.14 26.06 26.06 26.14 26.45tR 24 t 3.24 2.93 2.61 2.37 2.14 2.06 2.06 2.14 2.45K 0.86A （6+6+2.4 ）*4=57.6Qc（ ） 160.5 145.14 129.29 117.4 106.01 102.04 102.04 106.01 121.36北外墙时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19tc（） 31 31.4 31.3 31.2 31.2 31.3 31.4 31.6 31.8td -1.6ka 0.99k 0.8tc（ ）23.28 23.
10、6 23.52 23.44 23.44 23.52 23.6 23.76 23.928tR 24t -0.78 -0.4 -0.48 -0.56 -0.56 -0.48 -0.4 -0.24 -0.08K 0.86A 7.8*4-2.5*1.5=27.45Qc（） -18.41 -9.44 -11.33 -13.22 -13.22 -11.33 -9.44 -5.67 -1.89北外窗 时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19tc（） 29.9 30.8 31.5 31.9 332.2 32.2 32 31.6 30.8td -128.9 29.8 30.5 30.9 31.
11、2 31.2 31.0 30.6 29.8tR 24 t 4.9 5.8 6.5 6.9 7.2 7.2 7 6.6 5.8K 3.25*1.2=3.9A 2.5*1.5=3.75Qc（ ） 71.67 84.83 95.06 100.91 105.3 105.3 102.38 96.53 84.83南外墙 时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19tc（） 33.5 33.2 32.9 32.8 32.9 33.1 33.4 33.9 34.4td -1.4ka 0.99k 0.8tc（ ）27.64 27.4 27.17 27.09 27.17 27.32 27.56 27
12、.96 28.35tR 24t 3.64 3.4 3.17 3.09 3.17 3.32 3.56 3.96 4.35K 0.86A 7.8*4-2.5*1.5=27.45 Qc（） 85.93 80.26 74.83 72.95 74.83 78.38 84.04 93.48 102.69南外窗 时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19tc（） 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32 31.6 30.8td -128.9 29.8 30.5 30.9 31.2 31.2 31 30.6 29.8tR 24t 4.9 5.8 6.5 6.9 7.2
13、7.2 7 6.6 5.8K 3.25*1.2=3.9A 2.5*1.5=3.75Qc（） 72.43 85.73 96.08 101.99 106.42 106.42 103.47 97.55 85.739北窗透入日射得热引起的冷负荷 时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19CLQ 0.81 0.83 0.83 0.79 0.71 0.6 0.61 0.68 0.65Dj,max 598CC,S 0.86*0.6=0.516AW 3.75*0.75=2.81Qc(t) 702.33 719.67 719.67 684.99 615.62 520.25 528.92 589.
14、61 563.59南窗透入日射得热引起的冷负荷时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19CLQ 0.72 0.84 0.8 0.62 0.45 0.32 0.24 0.16 0.12Dj,max 598CC,S 0.86*0.6=0.516AW 3.75*0.75=2.81Qc(t) 624.29 728.34 693.66 537.59 390.18 277.46 208.10 138.73 104.05各分项逐时冷负荷汇总表时间 11 12 13 14 15 16 17 18 19屋顶负荷 713.97 634.89 573.63 520.16 484.52 466.7 4
15、75.61 511.25 563.6西外墙负荷 160.5 145.14 129.29 117.4 106.01 102.04 102.04 106.01 121.36南外墙负荷 85.93 80.26 74.83 72.95 74.83 78.38 84.04 93.48 102.69北外墙负荷 -18.41 -9.44 -11.33 -13.22 -13.22 -11.33 -9.44 -5.67 -1.89北外窗负荷 71.67 84.83 95.06 100.91 105.3 105.3 102.38 96.53 84.83南外窗负荷 72.43 85.73 96.08 101.99
16、106.42 106.42 103.47 97.55 85.73南透入负荷 624.29 728.34 693.66 537.59 390.18 277.46 208.10 138.73 104.05北透入负荷 702.33 719.67 719.67 684.99 615.62 520.25 528.92 589.61 563.59人体设备发热量1000总计（W） 3412.71 3469.42 3370.89 3122.77 2869.66 2645.22 2595.12 2627.49 2623.96所以，可以看出，在 12 点的时候，有最大冷负荷 3469.42W10设计给出热负荷 2
17、#11611.11W ，3#3251.11W ，4#10450W ，5#3483.33W 6#9288.89W设计给出湿负荷 2#4.5kg/h ，3#1.2 kg/h ，4#4.0 kg/h ，5#1.2 kg/h ， 6#3.5kg/h冬季热负荷计算由公式 TAKQ式中 Q-热负荷K-传热系数T-温差-修正系数屋顶： =0.7112.32（18+20） =2987.71WTAKQ西墙： =0.8657.6380.95=1788.25W南墙： =0.8627.45380.85=762.51W北墙 : =0.8627.45381=897.07WTAKQ北外窗： =3.253.75381=463
18、.13W南外窗： =3.253.75380.85=393.66W冬季热负荷总计Q=2987.71+1788.25+897.07+944.28+463.13+393.66=7471.1W11设计给出热负荷 2#8360W ，3#2322.22W ，4#6966.67W ，5#2322.22W6#5805.56W设计给出湿负荷 2#4.5kg/h ，3#1.2 kg/h ，4#4.0 kg/h ，5#1.2 kg/h 6#3.5kg/h第三章各房间新风量、送风量、回风量、排风量的确定3.1 夏季热湿比： 湿度取 55%3469.42W 单位换算成 kcal,则 3469.42*3600/4180=
19、2988.01kcal1# kg/6.59701.28calWQ2# 2.43# kg/3.2.180calQ4# 549W125# kg/250.13calWQ6# 7.8可看出，5 号房间的热湿比较大，与湿度 90%线相交，确定机械露点温度为 14oC,送风温差取 18oC.对应的 dR=10.2g/kg , dS=9.6g/kg由湿平衡公式得出， 。360)(1sSRwdM房间编号 1# 2# 3# 4# 5# 6#送风量（kg/h) 8333.33 7500 2000 6666.67 2000 5666.67新风量（kg/h) 1666.67 1500 400 1333.33 400
20、1133.33回风量（kg/h) 6666.66 6000 1600 5333.34 1600 4533.34排风量(kg/h） 1666.67 1500 400 1333.33 400 1133.33新风量取送风量的 20%。这样可以稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求，保持正压新风量查焓湿表，可知，h s=10.2kcal/kg，h1=11.6 kcal/kg h2=10.55kcal/kg h3=10.5kcal/kg h4=10.56kcal/kg h6=10.57kcal/kg 对各个不满足要求的房间进行加热的加热量 )sRhMQ（式中；M-送风量hR,hs-加
21、热点焓值和送风点焓值1# =8333.33*（11.6-10.2）=11666.66kcal/kg)sQ（2# =7500（10.55-10.2）=2625.00kcal/hsRM（133# =2000（10.5-10.2）=600kcal/h)hsRMQ（4# =6666.67（10.56-10.2）=2400.00kcal/hs（6# =5666.67（10.57-10.2）=5666.30kcal/h)sR（夏季新风冷负荷计算：室内温度对应的焓值是 12.1kcal/kg,室外温度对应的焓值是15.55kcal/h由公式 )hRnMQ（式中：M-新风量hn,hR-室外和室内温度对应的焓值
22、1# =1666.67（15.55-12.1)=5750.00kcal)nQ（2# =1500（15.55-12.1）=5175kcalRM（3# =400（15.55-12.1）=1380kcal)hn（4# =1333.33（15.55-12.1）=4600.00kcalRQ（5# =400（15.55-12.1）=1380kcal)n（6# =1133.33（15.55-12.1）=3910.00kcal hRM（第四章4.1、气流组织气流组织直接影响空调系统的使用效果，只有合理的气流组织才能充分发挥送风的冷却或加热作用，均匀地消除室内热量，并能更有效地排除有害物和悬浮在空气中的灰尘。空
23、调房间的气流流型主要取决于送风射流，送风口形式对它有直接影响。回风口的位置对室内气流流型和区域温差的影响较小。本设14计主要采用顶送风。房间的风管平面布置图见草图。在送风量计算中，将单位换算，查气体密度表，在 18oC 时密度为1.213kg/m3,则对应的房间：1#6870m3/h 2#6183m3/h 3#1648.8m3/h 4# 5496.01m3/h 5#1648.8m3/h 6#4671.62m3/h 4.2 水力计算1、对各管段进行编号，标出长度和个排风点的排风量。2、选定最不利环路，本设计风管为水平放置，根据一般通风系统常用空气流速规定风管支管流速选 6m/s，干管流速选 10
24、m/s。3、根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和摩擦阻力。4、确定最不利环路并联支路。5、查出个管段的阻力系数。6、计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。7、平衡并联管路阻力。由图可知，最不利环路是管段 1、3、5、7、9、11、13对于管段 1，在通风管道沿程阻力计算选用表水平支管，初定流速 6m/s，根据 G=3456m3/h（0.96m 3/s),风速为 6m/s,则：支管管道统一规格调整：400400mm RM=1.344Pa/mL=4m。动压 PaVP83.216.12d 摩擦阻力为 RmL=1.3444=5.376Pa15同理可得出管段 3、5、7、9、11、
25、13 的管径及比摩阻，见下表管段编号流量（m 3/h)长度L（m)管径D（mm)流速V（m/s)动压Pd（Pa)局部阻力系数局部阻力单位长度摩擦阻力摩擦阻力RmL管段阻力（Pa）1 3665 4 400400 5.96 21.54 1.35 29.08 1.34 5.36 34.443 7045 6.6 630320 9.46 54.27 1.6 86.83 2.5 16.5 103.335 8960 1 500500 9.46 54.27 1.6 86.83 2.21 2.21 89.047 16901.8 6.4 800500 10.2 63.1 1.6 100.96 2.41 15.42
26、 116.389 19890.42 1 800630 10.67 69.05 1.6 110.48 2.30 2.3 112.7811 23104.22 6.4 800800 9.12 50.45 1.6 80.72 1.86 11.90 92.6213 28201.23 5 1000800 9.21 51.45 2.3 118.34 1.69 8.45 126.792 6183 3.2 630500 5.45 18.01 1.17 21.07 0.74 2.37 23.444 1700.8 3.8 320250 5.73 19.91 1.17 23.29 1.45 5.51 28.86 62
27、70 4.6 630500 5.45 18.01 1.17 21.07 0.74 3.40 24.478 4300.62 3.8 500400 5.79 20.33 1.17 23.79 0.93 3.53 27.3210 1750.8 4.6 320250 5.73 19.91 1.17 23.29 1.45 6.67 29.9612 5636.01 4.6 630400 6.05 22.20 1.17 25.97 0.92 4.23 30.2各管段阻力系数表：管道号 名称 数量 系数 系数总和90oC 弯头 1 0.351散流器 1 11.35直流三通 1 13、5、7、9、11渐扩管 1
28、 0.61.61690oC 弯头 2 0.35渐扩管 1 0.613直流三通 1 12.3散流器 1 12、4、6、8、10、12 90oC 弯头 1 0.351.35对并联管路进行阻力平衡 调整至管管径25.0)(iPD调整后的管径， ；D m原设计的管径， ；原设计的直管阻力， ；iPPa要求达到的直观阻力， 。i只有在直管和干管的连接三通局部阻力不变的条件下，上式才成立，不宜改变三通的支管直径，以免引起三通局部阻力的变化。可在三通支管上增设一节渐变管，与改变了管径的只管连接。 阀门调节通过改变阀门开度，调节管道阻力，从理论上讲是一种最简单易行的方法。绘制管网特性曲线管网阻力特性曲线方程为
29、：2SLP管网阻抗， ；S 7/mkg17管网总流量，Lsm/3管网阻抗与管网几何尺寸及管网中的摩擦阻力系数、局部阻力系数、流体密度有关。当这些因素不变时，管网阻抗 为常数。根S据计算的管网总阻力 和要求的总风量 ，计算管网阻抗，得管网PL特性曲线 。2LS后记通过两周的空调课程设计，让我更加了解了空调系统，也更加深入的学习了空调，努力把自己所学的专业知识融会贯通成为一个整体，在本次设计中，我也遇到了许多不理解的问题，通过老师的讲解、同学的请教、不断查阅资料、反复计算得以顺利解决，此次课程设计训练，我在空调理论知识、认识实习的基础上，综合专业及工程制图等理论知识，了解了空调设计的大体过程，增长了处理实际问题的能力，强化了工程意识的训练，对于以后的学习认知有了很大帮助。最后，我要特别感谢杨普新老师的耐心指导，以及其他同学的互动讨论，正是这样，才能成功的完成本次课设。 参考文献：181.空调设计手册中国建筑工业出版社2.采暖通风与空调设计规范 （GB50019-2003）3.采暖通风设计选用手册4.全国通用通风管道配件图表5.全国通用通风管道计算表6.建筑设备施工说明安装图册 （、）暖通空调中国建筑工业出版社
