九江市某别墅住宅的供热空调工程设计.doc

1、暖通空调课程设计说明书学院： 专业： 班级： 学生姓名： 指导教师： 目 录1工程概述-12设计依据-12.1设计任务书-12.2设计规范及标准-13设计任务-14设计参数-14.1建筑平面附图-14.2空调设计室外空气计算参数-24.3室内空气设计参数及有关-24.4冷热源和动力供应-24.5其他-25空调负荷计算-35.1空调冷负荷计算方法-35.2相关参数的选取-35.3冷负荷的计算-45.3.1外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷-45.3.2内墙、地面引起的冷负荷-85.3.3外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷-9 5.3.4透过玻璃窗日射的热引起的冷负荷-95.3.5人体散热形成的冷负荷-12

2、5.3.6照明、设备散热形成的冷负荷-155.4湿负荷计算-155.5新风古河计算-155.6夏季空调计算表及汇总-166 风机盘管加新风独立系统设计计算-16 6.1夏季送风状态点和送风量-16 6.2风机盘管的选择-17 6.3新风机组的选型-18 6.4风机盘管回风口栅格尺寸计算-196.5风管尺寸计算选型-196.6冷冻水水管水力计算-206.6.1水系统水力计算基本公式-206.6.2管径的确定-206.6.3冷冻水水力计算表-216.6.4系统水环路相关选择-216.7冷凝水管路设计-227 散热器采暖系统（另外单独设计）-227.1冬季热负荷的计算-227.2热负荷计算表-237

3、.3散热器选型-307.4采暖系统水力计算-301 工程概述设计题目：九江市某别墅住宅的供热、空调工程设计本工程为江西九江某一别墅，砖混结构共两层，第一层层高为3m，二层3m，顶棚层高2.7m。总建筑面积约200m2（2100 m2）。底层为车库、工人房、餐厅、厨房、客厅、盥洗室、浴室。二层为西卧室、东卧室、北浴室、东浴室、主卧室、起居室。已给出建筑平面图，立面图和各个房间的功能，要求设计该别墅夏季和冬季风机盘管+独立新风系统和单独设计冬季散热器采暖系统。2 设计依据2.1设计任务书暖通空调课程设计任务书2.2设计规范及标准（1）中华人民共和国国家标准(BJ500192003版) 。采暖通风与

4、空气调节设计规范S。北京：中国规划出版社，2003. （2）建筑制图标准汇编S。北京：中国计划出版社，1996.（3）陆耀庆。实用供热空调设计手册M。北京：中国建筑工业出版社。（4）机电部第十设计研究院。空气调节设计手册M。北京：中国建筑工业出版社，1986.3 设计任务（一）供暖方案的选择和确定。 （二）空调方案的选择和确定。（三）计算任务。 1.围护结构的冷负荷、耗热量计算； 2.室内设备、人员散热、散湿负荷计算； 3.散热器及空调末端设备选择计算； 4.供暖、空调系统水力计算。（四）绘图部分1.绘制采暖系统的平面图及系统图； 2.绘制空调系统的平面图及系统图； 3.必要的剖面图。（五）提

5、交设计工作量 图纸量:不少于A2图纸3张；设计计算书1份。4 设计参数4.1 建筑平面附图 见设计任务书附图及表。4.2空调设计室外空气计算参数：地理位置：北纬2944；经度：东经11600；海拨：32.2m；大气压力： 冬季102190Pa； 夏季100090 Pa； 室外空气参数，见下表 室外空气参数表空气参数数值空气参数数值1夏季空调室外计算干球温度tw36.4夏季空调室外计算湿球温度ts28.32夏季空调室外日平均温度twp32.4夏季通风室外计算温度333冬季空调室外计算干球温度0冬季通风室外计算温度44冬季室外计算相对湿度75%夏季室外计算相对湿度60%5夏季室外平均风速2.4m/

6、s冬季室外平均风速3.0m/s6全年主导风向 NE年平均温度17.64.3室内空气设计参数及有关指标见表 室内设计参数表夏季冬季新风量（3/人.）温度湿度%风速温度湿度%风速工人房26600.2510600.20 30车库26600.255600.20 30盥洗室26600.2518600.20 30餐厅26600.2516600.20 30厨房26600.2518600.20 30一楼浴室26600.2525600.20 30客厅26600.2516600.20 30西卧室26600.2518600.20 30东卧室26600.2518600.20 30起居室26600.2518600.20

7、 30主卧室26600.2520600.20 30北浴室26600.2525600.20 30东浴室26600.2525600.20 304.4冷热源和动力供应：（1）冷、热水管网在 别墅西北，由西向东；（2）热水管网具有95/70、60/50（二者只能用一种）热水；（3）夏季冷水管网具有7/12冷水供应；（4）小区有足够的动力电源及天然气源保证供应。4.5 其他 （1）住宅平时6居住；（2）照明按一般住宅选取。照明负荷为20W/( m2*h)。其他设备负荷也为20W/( m2*h)；（2）夏季室内空气压力稍高于室外大气压。5 空调负荷计算5.1空调冷负荷计算方法在空调工程设计中，存在两中冷负

8、荷计算的计算方法：一为谐波反应法（负荷温差法），一为冷负荷系数法。谐波反应法（负荷温差法）计算的冷负荷的形成包括两个过程：一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量的过程（既内扰量）。此一过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟性。二是内扰量形成冷负荷的过程。此一过程是将该热扰量 分成对流和辐射两种成分。前者是瞬时冷负荷的一部分，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。本设计采用冷负荷系数法冷负荷

9、的计算。5.2相关参数的选取围护结构参数见下围护结构参数表结构类型具体结构及参数传热系数Kj/( m2*)外墙外水泥砂浆抹灰加浅色喷浆：20mm砖墙：240mm加气混凝土保温层：120 mm内粉刷加油漆：20mm0.88内墙240mm普通砖墙，两侧有20mm水泥砂浆抹面，涂白色外墙涂料1屋面砖红色粘土装饰瓦屋面，瓦材下面设100mm保温层二层顶棚水泥砂浆找平层：20mm泡沫混泥土保温层：100mm现浇钢筋混泥土楼板：70mm麻刀灰抹面：20mm0.97外门单层实木4.65外门双层实木2.33内门单层实木2.91一层顶棚1：2.5水泥砂浆抹面：20mm现浇钢筋混泥土楼板：70mm麻刀灰抹面：20

10、mm窗铝合金门窗，双层玻璃3.01其它的冷负荷相关参数见表（四）其它冷负荷相关参数表房间名称人员照明设备散热W/m2劳动强度群集系数类型功率W/m2办公室轻0.93暗装荧光灯,灯罩有孔2020注: (1)网络机房、数据处理中心，设备按实际发热量估算。(2)室内保持正压，不考虑空气渗透引起的冷负荷。 (3)本设计由于内部房间的温差较小，不考虑内围护结构的传热。5.3 冷负荷的计算5.3.1、外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷Qc()=AK(tc +td)kk-tR (5-1)式中： Qc() - 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；A - 外墙和屋面的面积，m2； K - 外墙和屋面的传热系数，

11、W/(m2 ) ； tR - 室内计算温度，；tc - 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，；由暖通空调附录2-4和附录2-5查取； td - 地点修正值，由暖通空调附录2-6查取； k - 吸收系数修正值； k - 外表面换热系数修正值； 西外墙时间0:001:002:003:004:005:006:007:00tc(）38.538.939.139.239.138.938.638.2td2K1K0.94tc()38.07 38.45 38.63 38.73 38.63 38.45 38.16 37.79 tR26t12.07 12.45 12.63 12.73 12.63 12.45 12.1

12、6 11.79 K0.88Qc（）单位面积10.62 10.95 11.12 11.20 11.12 10.95 10.70 10.37 时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00tc(）37.837.336.836.335.935.535.234.9td2K1K0.94tc()37.41 36.94 36.47 36.00 35.63 35.25 34.97 34.69 tR26t11.41 10.94 10.47 10.00 9.63 9.25 8.97 8.69 K0.88Qc（）单位面积10.04 9.63 9.22 8.80 8.47 8.14

13、7.89 7.64 时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc(）34.834.834.935.535.836.537.338td2K1K0.94tc()34.59 34.59 34.69 35.25 35.53 36.19 36.94 37.60 tR26t8.59 8.59 8.69 9.25 9.53 10.19 10.94 11.60 K0.88Qc（）单位面积7.56 7.56 7.64 8.14 8.39 8.97 9.63 10.21 东外墙时间0:001:002:003:004:005:006:007:00tc(）38.538.43

14、8.23837.637.336.936.4td2K1K0.94tc()38.07 37.98 37.79 37.60 37.22 36.94 36.57 36.10 tR26t12.07 11.98 11.79 11.60 11.22 10.94 10.57 10.10 K0.88Qc（）单位面积10.62 10.54 10.37 10.21 9.88 9.63 9.30 8.88 时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00tc(）3635.538.2353535.235.636.1td2K1K0.94tc()35.72 35.25 37.79 34.78

15、 34.78 34.97 35.34 35.81 tR26t9.72 9.25 11.79 8.78 8.78 8.97 9.34 9.81 K0.88Qc（）单位面积8.55 8.14 10.37 7.73 7.73 7.89 8.22 8.64 时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc(）36.637.137.537.938.238.438.538.6td2K1K0.94tc()36.28 36.75 37.13 37.51 37.79 37.98 38.07 38.16 tR26t10.28 10.75 11.13 11.51 11.79

16、11.98 12.07 12.16 K0.88Qc（）单位面积9.05 9.46 9.79 10.13 10.37 10.54 10.62 10.70 北外墙时间0:001:002:003:004:005:006:007:00tc(）33.133.233.233.233.13332.832.6td2.8K1K0.94tc()33.75 33.84 33.84 33.84 33.75 33.65 33.46 33.28 tR26t7.75 7.84 7.84 7.84 7.75 7.65 7.46 7.28 K0.88Qc（）单位面积6.82 6.90 6.90 6.90 6.82 6.73 6

17、.57 6.40 时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00tc(）32.332.131.831.631.431.331.231.2td2.8K1K0.94tc()32.99 32.81 32.52 32.34 32.15 32.05 31.96 31.96 tR26t6.99 6.81 6.52 6.34 6.15 6.05 5.96 5.96 K0.88Qc（）单位面积6.15 5.99 5.74 5.58 5.41 5.33 5.24 5.24 时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc(）31.331.

18、431.631.832.132.432.632.9td2.8K1K0.94tc()32.05 32.15 32.34 32.52 32.81 33.09 33.28 33.56 tR26t6.05 6.15 6.34 6.52 6.81 7.09 7.28 7.56 K0.88Qc（）单位面积5.33 5.41 5.58 5.74 5.99 6.24 6.40 6.65 南外墙时间0:001:002:003:004:005:006:007:00tc(）36.136.236.236.135.935.635.335td0.4K1K0.94tc()34.31 34.40 34.40 34.31 34

19、.12 33.84 33.56 33.28 tR26t8.31 8.40 8.40 8.31 8.12 7.84 7.56 7.28 K0.88Qc（）单位面积7.31 7.40 7.40 7.31 7.15 6.90 6.65 6.40 时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00tc(）34.634.233.933.533.232.932.832.9td0.4K1K0.94tc()32.90 32.52 32.24 31.87 31.58 31.30 31.21 31.30 tR26t6.90 6.52 6.24 5.87 5.58 5.30 5.21

20、5.30 K0.88Qc（）单位面积6.07 5.74 5.49 5.16 4.91 4.67 4.58 4.67 时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00tc(）33.133.433.934.434.935.335.736td0.4K1K0.94tc()31.49 31.77 32.24 32.34 33.18 33.56 33.93 34.22 tR26t5.49 5.77 6.24 6.34 7.18 7.56 7.93 8.22 K0.88Qc（）单位面积4.83 5.08 5.49 5.58 6.32 6.65 6.98 7.23 屋面按稳

21、态传热计算屋顶冷负荷（按稳定传热计算）：Qc（）=Ki Ai（to,m+ta-tR）Ki1.15Ai116.46to,m32.4ta1.7tR26Qc（）单位面积9.32 门也以稳态传热计算南外门 单层实木Ki4.65Ai3.6to,m32.4ta7tR26Qc（）224.316北外门 单层实木Ki4.65Ai2.52to,m32.4ta7tR26Qc（）157.021内门 单层实木Ki2.91Ai1to,m32.4ta7tR26Qc（） 单位面积38.99 M-2 Qc（）73.70 M-3 Qc（） 65.51 M-4 Qc（）59.27 5.3.2、内墙、地面引起的冷负荷 Qc()=Ai

22、Ki(to.m+t- tR) (5-2) 式中： ki - 内围护结构传热系数，W/(m2 )；地面：0.47，W/(m2)； Ai - 内围护结构的面积，m2；to.m - 夏季空调室外计算日平均温度，；t- 附加温升。注意：这里简化成稳态传热的计算内墙 3型 （单位面积冷负荷：Qc（）=Ki Ai（to,m+ta-tR）Ki1.97Ai1to,m32.4ta7tR26Qc（）单位面积26.40 5.3.3、外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷Qc() = cw Kw Aw ( tc() + td tR) (5-3)式中 ： Qc() -外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； Kw - 外玻璃窗传热系数

23、，W/(m2 )，Kw =5.9 W/(m2 ) Aw - 窗口面积，m2； tc() - 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录2-10查得； cw - 玻璃窗传热系数的修正值；由暖通空调附录2-9查得，单层金属窗框 cw=1.0 td - 地点修正值；外窗瞬时传热冷负荷,i=8.7w/(m2*k),0=18.62w/(m2*k) Kw=3.01w/(m2*k） 修正系数Cw=1.2 查书.重庆td=3时间0:001:002:003:004:005:006:007:00tc(）27.226.726.225.825.525.325.426td3tR26t4.20 3.70 3.20 2.

24、80 2.50 2.30 2.40 3.00 Kw3.612Qc（）单位面积15.17 13.36 11.56 10.11 9.03 8.31 8.67 10.84 5.3.4、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷Qc() = C Aw Cs Ci Djmax CLQ (5-4)式中 ：C- 有效面积系数，由暖通空调附录2-15查得；Aw- 窗口面积，m2；Cs- 窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录2-13查得；Ci- 窗内遮阳设施的遮阳系数，由暖通空调附录2-14查得；Djmax-日射得热因数，由暖通空调附录2-12查得30纬度带的日射得热因数；CLQ- 窗玻璃冷负荷系数，无因次透过玻璃日射得热引

25、起的冷负荷 有效面积系数Ca=0.75 遮档系数 Cs=0.86 遮阳系数 Ci=0.5(白布帘) 综合遮阳系数Cc,s=0.86*0.5=0.43 公式 Qc（）=Ca*Aw*Cs*Ci*Djmax*ClQ西窗时间0:001:002:003:004:005:006:007:00ClQ0.080.070.070.060.060.060.080.11Djmax539Cc,s0.43Qc（）单位有效面积18.54 16.22 16.22 13.91 13.91 13.91 18.54 25.49 东窗时间0:001:002:003:004:005:006:007:00ClQ0.060.050.05

26、0.050.040.040.470.68Djmax539Cc,s0.43Qc（）单位有效面积13.91 11.59 11.59 11.59 9.27 9.27 108.93 157.60 北窗时间0:001:002:003:004:005:006:007:00ClQ0.120.110.110.10.090.090.590.54Djmax115Cc,s0.43Qc（）单位有效面积5.93 5.44 5.44 4.95 4.45 4.45 29.18 26.70 南窗时间0:001:002:003:004:005:006:007:00ClQ0.070.070.060.060.060.050.110

27、.18Djmax174Cc,s0.43Qc（）单位有效面积5.24 5.24 4.49 4.49 4.49 3.74 8.23 13.47 西窗时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00ClQ0.140.170.180.190.20.340.560.72Djmax539Cc,s0.43Qc（）单位有效面积32.45 39.40 41.72 44.04 46.35 78.80 129.79 166.87 东窗时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00ClQ0.820.790.590.380.240.240.230.21D

28、jmax539Cc,s0.43Qc（）单位有效面积190.05 183.10 136.74 88.07 55.62 55.62 53.31 48.67 北窗时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00ClQ0.540.650.750.810.830.830.790.71Djmax115Cc,s0.43Qc（）单位有效面积26.70 32.14 37.09 40.05 41.04 41.04 39.07 35.11 南窗时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00ClQ0.260.40.580.720.840.80.620.

29、45Djmax174Cc,s0.43Qc（）单位有效面积19.45 29.93 43.40 53.87 62.85 59.86 46.39 33.67 西窗时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00ClQ0.830.770.530.110.10.090.090.08Djmax539Cc,s0.43Qc（）单位有效面积192.37 178.46 122.84 25.49 23.18 20.86 20.86 18.54 东窗时间16:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00ClQ0.180.150.110.080.070.070.060.06Djmax539Cc,s0.43Qc（）单位有