海口市XX商场中央空调工程设计.docx

1、空气调节与净化课程设计设计题目：海口市XX商场中央空调工程设计指导老师： 邓权威 专业班级：安全工程0906班 姓 名： 王骏赭 学 号：310901010519 目录 一、工程概况- 1二、设计依据-12.1设计目的-12.2设计任务-1 2.3设计规范及标准-3三、设计参数- 4 3.1设计原始资料-4四、空调冷湿负荷计算-54. 1空调冷负荷计算-54.2湿负荷的计算-154.3空调冷负荷计算结果汇总-15五、空调方案的设计-165.1空调方式的确定-16 5.2空气处理过程设计-16六、风系统的设计-206.1送风系统的设计-206.2散流器的选择-206.3送风管道的水力计算-21七

2、、水系统的设计-247.1水系统方案的确定-247.2制冷机组制冷量的确定-257.3制冷机组的选择-257.4冷冻水量及循环水量-257.5管径的选择-26八、设备选型-278.1风机的选型-278.2水泵的选型-28九、设计总结-29十、参考文献- -29键入文字键入文字键入文字 海口市XX商场中央空调工程设计一、工程概况本工程是海口市某商场中央空调设计，商场工作时间一般从早上8：00到晚上22：00。该商场东西方向长30.0M，南北方向宽20M，高4.0M，东西分别开有六个窗，窗底标高2.1M，面积9m2；。商场人员密度为0.6-0.8人/M2.商场内照明设备为30W的白炽灯200个。二

3、、设计依据2.1设计目的 空气调节与净化课程设计是安全工程专业课程教学的重要环节与内容，是安全工程专业的学生在完成该门专业课之后进行的一次重要实践训练，是理论联系实际的重要阶段，通过这一实践性教学环节，使学生掌握空气调节与净化课程的基本理论和基本设计程序及步骤，同时也使学生学会查阅和使用设计资料的方法，培养和提高学生运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力。2.2设计任务书2.2.1 空调冷、湿负荷计算：空调冷负荷的计算可采用谐波反应法或冷负荷系数法。本工程的空调设计主要是针对夏季。以下内容的计算都默认是夏季，不再单独说明。主要包括：A、建筑围护结构的传热计算B、人体散热、散湿量计算C、照明设

4、备散热量D、冷、湿负荷汇总2.2.2 空调过程设计计算：通过空调方案的比较，确定空调系统设计方案。如采用全空气空调系统，则可对采用一次回风还是二次回风系统进行比较。此外，还需要确定空气处理过程中各种状态参数，房间及系统的送风量、新风量、回风量、制冷量等。确定上述参数后，再对空气处理设备进行选择，如采用表冷器还是采用喷水室。2.2.3送风系统的设计：主要包括送风口和回风口的设计，管道阻力的计算以及风机的选型。2.2.4空调水系统的设计：主要设计冷水系统和冷却水系统。（1）冷水系统：包括方案的确定，水管流速选择，制冷量和制冷机组的确定，水泵的选择。（2）冷却水系统：包括冷却水量的确定、管路的布置和

5、管径的确定以及冷却水泵的选择。1、水系统选择：闭式等温变流量的形式，利用集水器和分水器之间的压差旁通阀调节负荷。冷冻水从制冷机组出来后进入分水器后按空调分区供水。集水器回水后再由冷冻水泵泵入冷冻机组的蒸发器。冷冻水泵前连接膨胀水箱。水路采用同程序或异程序的方案比较。2、水管流速选择： 由于管道直径和管件的比价：随着直径的增大，管道本身和阀门等配件的价格以及安装费用都大幅度上升。因此，对大直径管道，流速宜选择接近上限的数值。3、管路的布置和管径的确定：冷冻水供回水管50时采用镀锌钢管；50时采用无缝钢管。空调凝结水管建议采用UPVC管。冷冻水按供回水7/12计算流量,水泵压出口流速取2.43.6

6、m/s，吸入口取1.22.1m/s，主干管流速取1.24.5m/s，一般管道取1.53m/s，闭式系统选表面当量绝对粗糙度K0.2mm，确定主要管段流量、流速、管径。比摩阻(Pa/m)根据K、流速、管径查设计手册水力计算表。4、水管保温层厚度的确定5、 水环路阻力损失的计算及水泵的选型6、膨胀水箱选用2.3设计规范及标准（1）采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)（2）房屋建筑制图统一标准（GB/T500012001）（3）采暖通风与空气调节制图标准（GB/T 50114-2001）（4）公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）三、设计参数3.1设计原始资料3.1.1土

7、建资料：该商场东西方向长30.0m，南北方向宽20m，高4.m， 东西分别开有6个窗，窗底高2.1m，面积9m2。围护结构的热工参数如下：1外墙为厚240mm的砖墙，内外表面分别抹20mm的厚白灰。属教材附录表9-7中序号2，K=1.97W/( m2K)。2屋顶采用教材附录表9-6中序号2，保温材料为水泥膨胀珍珠岩，厚100mm，K=1.43W/( m2K)。3窗：玻璃为5mm厚浅蓝吸热玻璃，双层钢窗，80%玻璃；窗内遮阳设施为浅蓝布帘，遮阳系数为0.6，K=3.01W/( m2K)。室内设计参数 室内温度选择23，相对湿度为60%。3.1.2气象资料：海口市室外设计参数：北纬2002东经11

8、021，室外干球温度34.5，湿球温度27.9，室外风速2.8 m/s， 相对湿度60%,大气压力：1000258Pa。3.1.3冷源：冷源：冷冻水供水温度为7，回水温度为12。3.1.4其它：空调运行时间为14小时（从8：0022：00）四、空调冷、湿负荷计算4.1空调冷负荷计算4.1.1外墙及屋顶冷负荷的计算：根据公式：C=KF(-)（1） 屋顶冷负荷：由附录9-9查的冷负荷量温度逐时值，即可按公式算出屋顶逐时冷负荷，计算结果如下表时间891011121314151617181920212234.133.132.733.034.035.838.140.743.546.148.349.950

9、.850.950.31.01.0 0.90实际31.5930.6930.3330.631.533.1235.1937.5340.0542.3944.3745.8146.6246.7146.1723K1.43F6007370.226598.026289.146520.872938682.9610459.0212466.7414628.916636.6218335.4619570.9820265.9620343.1819879.86（2）外墙冷负荷：由附录9-8查得外墙冷负荷计算温度，按公式分别计算东西南北四面墙逐时冷负荷，计算结果如下表1.南外墙冷负荷时间89101112131415161718

10、1920212232.231.530.930.530.430.631.332.333.534.936.337.438.138.638.7-1.51.00.9实际27.632726.4626.126.0126.1926.8227.7228.830.0631.3232.3132.9433.3933.4823K1.97F1201094.532945.6817.944732.84711.564754.116903.0481115.8081371.121668.9841966.8482200.8842349.8162456.1962477.4722、北外墙冷负荷时间8910111213141516171

11、81920212230.830.330.029.829.830.030.330.731.331.932.533.133.634.134.52.91.00.9实际30.3329.8829.6129.4329.4329.6129.8830.2430.7831.3231.8632.432.8533.333.6623K1.97F1201732.8121626.4321562.6041520.0521520.0521562.6041626.4321711.5361839.1921966.8482094.5042222.162328.542434.922520.0243、东外墙冷负荷时间891011121

12、314151617181920212232.532.132.132.834.135.637.238.539.540.240.540.740.740.640.21.01.00.9实际30.1529.7929.7930.4231.5932.9434.3835.5536.4537.0837.3537.5337.5337.4437.0823K1.97F801126.841070.1041070.1041169.3921353.7841566.5441793.4881977.882119.722219.0082261.562289.9282289.9282275.7442219.0084、西外墙冷负荷时

13、间891011121314151617181920212235.434.433.532.832.432.132.132.332.833.735.036.738.740.542.01.01.00.9实际32.7631.8631.0530.4230.0629.7929.7929.9730.4231.2332.433.9335.7337.3538.723K1.97F801538.1761396.3361268.681169.3921112.6561070.1041070.1041098.4721169.3921297.0481481.441722.5682006.2482261.562474.324

14、.1.2外窗瞬时传热冷负荷：根据公式C=KF(-)计算 由已知条件，玻璃窗的传热系数为K=3.01,根据表9-10查得玻璃窗传热系数修正值为1.20，根据表9-9查得玻璃窗冷负荷计算温度，计算结果如下表时间891011121314151617181920212226.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.630.829.929.128.4123修正后的K1.23.01=3.612F1081911.47042301.56642730.6723081.75843432.84483705.9123861.95043978.97923978.97923900.

15、963744.92163432.84483081.75842769.68162496.61444.1.3透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷：根据公式 CL =F 计算 由表9-11查得玻璃窗有效面积系数为0.75，由表9-12查得玻璃窗遮挡系数为0.88，由表9-13查得遮阳系数为0.6，由表9-14查得东向日射得热因数最大值为465，因海口属于南区，由附录9-14查得南区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值，计算结果如下表（1）东外窗时间89101112131415161718192021220.810.810.630.410.270.270.250.230.200.150.100.080.070

16、.070.074650.880.6F40.5CL8054.28368054.28366264.44284076.85962684.76122684.76122485.892287.01881988.7121491.534994.356795.4848696.0492696.0492696.0492（2）西外窗时间89101112131415161718192021220.160.190.210.220.230.370.600.750.840.730.420.100.100.090.094650.880.6F40.5CL1590.96961889.27642088.14762187.583222

17、87.01883679.11725966.1367457.678352.59047258.79884176.2952994.356994.356894.9204894.92044.1.4照明散热引起的冷负荷： 根据白炽灯公式 CL=1000N 计算，空调运行24小时，开灯时数10h，白炽灯30w，200个，结果如下表时间89101112131415161718192021220.340.550.61 0.340.55 0.61 0.65 0.680.710.740.77 0.79N200301000=6kwCL2040330036600 2040330036603900408042604440

18、462047404.1.5人员散热引起的冷负荷：Q=Q（显）+Q(潜) 1、人体显热散热引起的冷负荷：CL=n 2、人体潜热散热引起的冷负荷：CL=n商场属于轻度劳动，查表9-15可知，当室温为23度时，每人散发的显热和潜热为76W和106W,由表9-16查得群集系数为0.89，由附录9-17查得人体显热散热冷负荷系数逐时值，计算人员散热引起的冷负荷结果如下表：时间89101112131415161718192021220.580.660.720.770.800.830.850.870.890.900.910.920.930.940.4776 0.89n480C18831.021428.423

19、376.424999.725973.826947.827597.128246.528895.829220.529545.229869.830194.530519.215259.6106C45283.2合计64114.266711.668659.670282.9712577223172880.373529.77417974503.774828.47515375477.775802.460542.84.1.6各分项逐时冷负荷汇总表时间8910111213141516171819202122屋顶7370.226598.026289.146520.872938682.9610459.0212466.7

20、414628.916636.6218335.4619570.9820265.9620343.1819879.86东外墙1126.841070.1041070.1041169.3921353.7841566.5441793.4881977.882119.722219.0082261.562289.9282289.9282275.7442219.008南外墙1094.532945.6817.944732.84711.564754.116903.0481115.8081371.121668.9841966.8482200.8842349.8162456.1962477.472西外墙1538.1761

21、396.3361268.681169.3921112.6561070.1041070.1041098.4721169.3921297.0481481.441722.5682006.2482261.562474.32北外墙1732.8121626.4321562.6041520.0521520.0521562.6041626.4321711.5361839.1921966.8482094.5042222.162328.542434.922520.024东外窗日射8054.28368054.28366264.44284076.85962684.76122684.76122485.892287.01

22、881988.7121491.534994.356795.4848696.0492696.0492696.0492西外窗日射1590.96961889.27642088.14762187.58322287.01883679.11725966.1367457.678352.59047258.79884176.2952994.356994.356894.9204894.9204外窗得热1911.47042301.56642730.6723081.75843432.84483705.9123861.95043978.97923978.97923900.963744.92163432.84483081

23、.75842769.68162496.6144照明2040330036600 204033003660390040804260444046204740人体64114.266711.668659.670282.9712577223172880.373529.77417974503.774828.47515375477.775802.460542.8合计90573.593893.2294411.3390741.5891652.6895937.12103086.4108923.8113287.6114843.5113963.8112642.2113930.4114554.798941.074.2湿负

24、荷的计算4.2.1人体散湿量：商场由于人员多，湿负荷主要是由人员散湿引起的，所以在商场的湿负荷计算中，只考虑人员，而忽略了其它散湿。湿负荷计算公式： W= 总湿负荷W=4801580.893.6=18.7 g/s4.3空调冷负荷计算结果汇总空调冷负荷计算结果汇总可以参见附表。通过上述几方面的计算可以得出空调的冷负荷情况：最大冷负荷（不含新风）出现在: 17:00点钟 最大冷负荷（不含新风）为: 114843.5W ，面积：600 湿冷负荷指标：18.7 g/s五、空调方案的设计5.1空调方式的确定5.1.1 全空气空调系统：(方案一)全空气系统的空气处理设备设置在专用的空调机房，管理和维修比较

25、方便，使用寿命长，初投资和运行费用比较低，因为全空气系统管道输送的是空气，如果风量大，则风道的面积也相应较大，所以全空气系统所占建筑的空间也较大，适用与处理空气量多，服务面积比较大的建筑，如纺织厂、百货商场、影剧院等工业和民用建筑。5.1.2 新风加风机盘管系统：(方案二)新风加风机盘管系统克服了全空气系统由于有风道截面积大、占用建筑面积和空间较多以及系统灵活性差等缺点，在这个系统既有水，又有空气，因此新风加风机盘管系统适用于其房间的用途和使用者的要求不同，并且要求灵活性高的建筑，如旅馆、办公楼等。通过对比分析方案（一）和方案（二），确定此综合楼商场空调系统采用方案（一），即全空气系统。5.2

26、空气处理过程设计5.2.1全空气系统设计计算：1、夏季送风状态点和送风量：（1）通过冷负荷的计算结果可以看出，该空调房间总余热量=114843.5W ，总余湿量为=18.7 g/s。要求空气维持的空气状态参数为：23，60%，当地大气压力为100258Pa。（2）空调房间送风量的确定： 1） 求热湿比114843.518.7=6141.36在i-d图上确定室外状态点O（tw=34.5，相对湿度为85%，并确定室内空气状态点N（tn=23。C,相对湿度为60%），通过该点画出=6141.36的过程线。取送风温差为t0=8，则送风温度= 23-8 =15。由送风温度与热湿比线的交点，可得出送风状态

27、点O，在i-d图上查得：41KJ/Kg, 50KJ/kg，9.1g/kg, 10.56g/kg。(3)计算送风量：按消除余热： =12.76 kg/s按消除余湿：12.8kg/s按消除余热和余湿所求通风量基本相同，说明计算无误，取G=13kg/s=46800kg/h。2、新风量的确定：引入的新风量取商场新风系数为30,则总新风量为：30*480=14400 最小新风比为：m=14400/36000=0.4大于新风量的10%，说明符合新风量确定的最主要的依据。新风负荷：根据公式： =14400*（50-41）/3600*1.2=43.2kW3、夏季处理方案：室外计算条件：t=34.5，ts=27

28、.9C， D_Dd_室内空气参数：tn=23C, _50 KJ/kg，10.56g/kg。根据已知条件，在i-d图上，过点N作线，（1）通过喷水室的风量GL： =114.8/（50-41）=12.8kg/s（2）二次回风量G2： G2=GGL=13-12.8=0.2kg/s（3）新风量GW： 根据卫生 和安全的要求，最小新风量应为GWG15% ，这里取 GW=15%G=13 15%=1.95 kg/s。（4）一次回风量G1： G1= GLGW=12.8-1.95=10.85kg/s（5）确定一次回风混合点C：iC= G1in + GWiW/ (G1+GW )=10.85*50+1.95*112

29、.6/（10.85+1.95）=560kJ/kg 空气处理过程如下图： 六、 送风系统的设计6.1送风系统的设计室内气流速度、温湿度是人体热舒适的要素，因此必须对房间进行合理的空气处理方式和合理的气流组织方式。气流分布设计的目的是风口布置，选择风口规格，校核室内气流速度、温度等等。因此，一个合理的空气处理方式和合理的气流组织对于室内的空气质量有着直接和主要的影响，送风口以安装的位置分，有侧送风口、顶送风口、地面风口；按照送出气流的流动状况有扩散型风口、轴向型风口和孔板送风。扩散型风口具有较大的诱导室内空气的作用，送风温度衰减快，但射程较短；轴向型风口诱导室内气流的作用小，空气温度、速度的衰减慢

30、，射程远；孔板送风口是在平板上满布小孔的送风口，速度分布均匀，衰减快。在设计中，采用了方形散流器，采取的是顶送风。6.2散流器的选择选择方行散流器作为送风口，其风口尺寸为400*400mm，有效面积系数为0.8，则。取工作区高度为2m，风口中心距顶棚0.6m，楼层净高为4m，则x=4-2.0-0.6=1.4m。则取Uo=4m/s，则Ux=1.36m/s。因为每个风机处理的风量为21.8kg/s，也就是18.17/s，所以由公式： G=nFoUo可得：n=18.17/（0.128*4）=35个,因此需要35个方型散流器。63送风管道的水力计算6.3.1 利用假定流速法：根据实用供热空调设计手册确

31、定各个管段的管径和阻力的大小，对不平衡的管段进行阻力的调节，或者利用增设减压阀门来平衡阻力。6.3.2 选择风管流速：总风管: 7.5m/s，送风口支管: 2.5m/s6.3.3 计算风道的总阻力：沿程阻力可根据风道的断面尺寸和实际流速，查阅“风道单位长度沿程阻力压力损失计算表”求出单位长度摩擦阻力损失R，再根据公式以及管长，进一步求出管段的摩擦阻力损失。(1) 沿程压力损失的基本计算公式：长度为L（m）的风道的沿程压力损失可按下式计算：PyR*L （Pa）R单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻力损失，Pa/m；R=* v2/ de2g（Pa）空气密度，标准状况下，1.2 kg/m3；g

32、为了方便计算，取10m/s2。v 风道内空气的平均流速，m/s；de风道的当量直径，m；圆形风道的当量直径ded，d为风道直径；矩形风道的当量直径de2ab/（ab），a、b分别为矩形风道的两个边长；摩擦阻力系数， 值可按下式计算：=0.11（K/de）0.25K风道内壁的当量绝对粗糙度；取0.15mmRe雷诺数；Revd e/ 空气的运动粘度，标准状况下， 15.0610-6 m2/s。(2) 局部压力损失的基本计算：Pj =*U动压(3)总阻力=沿程+局部：P =(Py +Pj )风道阻力各个参数取值和计算结果如下风管最不利压力损失表管段号管径de(m)长度L(m)(m/s)R(Pa/m)

33、Py(Pa)动压U(Pa)Pj(Pa)管段阻力P (Pa)12*146.210.2280.910.523.411.712.6131.25*11.895.350.2160.410.1917.213.273.6941*0.633.45.360.3281.120.1517.262.593.7051*0.633.94.780.2671.040.1513.62.043.0861*0.53.95.270.3841.500.1516.792.524.0270.8*0.545.660.4861.940.1519.532.934.8780.8*0.544.30.3561.420.513.866.938.3590.8*0.444.810.4351.740.1514.232.143.88100.8*0.3244.670.4891.960.1513.11.973.92软接头、消音箱等其他阻力40总阻力88.11 当前最不利环路的阻力损失为88.11Pa。七、空调水系统的设计7.1水系统方案的确定冷却水系统是指利用冷却塔向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水的系统，在夏季由冷水机组向风机