风雨篮球场夏季工况设计空气调节课程设计.doc

1、 空气调节课程设计目 录第一章 工程概况31.1 设计楼层简介31.2室外基本气象参数:31.3. 室内空气设计参数:3第二章 围护结构得热量及其形成的冷负荷42.1通过墙体，屋顶的得热量及其形成的冷负荷42.2通过窗户的得热量及其形成的冷负荷52.3围护结构及窗户冷负荷逐时值62.4室内热源形成的冷负荷7第三章 室内总的冷负荷及室内总余湿量93.1室内总的冷负荷93.2室内总余湿量（湿负荷）9第四章 确定送风量及新风量94.1送风量的确定94.2 新风量的要求94.3新风量的确定：10第五章 空调系统方案的选定及设计105.1空调系统的分类形式及对比105.2 空调方案的选择12第六章 气流

2、组织的设计136.1空调房间的送风方式及送风口的选型应符合下列要求：136.2 散流器布置方式146.3 气流组织计算如下：14第七章 风管的水力计算157.1风管的水力计算原理157.2水力计算步骤（阻力平衡法）167.3风管材料的确定167.4风管水力计算表：17第八章 课程设计总结21参考文献23第一章 工程概况1.1 设计楼层简介此次工程为一座篮球馆，是一栋1层建筑。建筑总的占地面积大约为1400m2，主体高度约10m；没有地下层。其中，我们要注意下面几点：1.其中西墙受其他建筑物阻挡，故其不受太阳辐射2.房间类型取重型3.外墙墙体的夏季热工计算为序号444.屋顶墙体的夏季热工计算为序

3、号65.无内墙和楼板6.室内压力稍大于室外压力（假设渗透风量为250） 7.用谐波法的工程简化计算方法计算围护结构的冷负荷 1.2室外基本气象参数: 1.地理位置: 广东省 广 州 2.台站位置: 北纬 23.130 东经 113.310 3.夏季大气压: 1004.50 kPa 4.夏季室外计算干球温度: 33.50 夏季空调日平均: 30.10 夏季计算日较差: 6.50 5.夏季室外湿球温度: 27.70 6.夏季室外平均风速: 1.80 m/s1.3. 室内空气设计参数: 1、当前房间人数: 1000 人 2、人均新风: 占总风量的30% 3、设计温度: 26.00 4、设计相对湿度:

4、 55.00 %5、室内空气的焓值: 55.5 kJ/kg 6、含湿量(g/kg): 11.9 g/kg 7、群集系数: 0.930第二章 围护结构得热量及其形成的冷负荷2.1通过墙体，屋顶的得热量及其形成的冷负荷2.1.1屋顶冷负荷（吸收系数=0.75，衰减系数=0.3）表1计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0015141312121111121314151718K0.49F1400CLQ1029096048918823282327546754682328918960410290116621234

5、82.1.2.东墙冷负荷（延迟时间=8.5，按照计算）表2计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:007777789101011111112K1.95F200CLQ9555955595559555955510920122851365013650150151501515015163802.1.3.南墙冷负荷（延迟时间=8.5，按照计算）表3计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:006555445556677K1.95

6、F200CLQ23401950195019501560156019501950195023402340273027302.1.4.北墙冷负荷（延迟时间=8.5，按照计算）表4计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:006665556667778K1.95F200CLQ23402340234019501950195023402340234027302730273031202.2通过窗户的得热量及其形成的冷负荷2.2.1.瞬时传热得热量窗户瞬变传导得热形成的冷负荷 2.2.1.1.东窗（单层玻璃钢窗，挂浅色内

7、窗帘，无外遮阳，6个窗户）表6计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:001.82.43.244.75.45.96.36.66.76.55.65K4.54F3*61501982643243844444805165405465345344092.2.1.2.南窗（单层玻璃钢窗，挂浅色内窗帘，无外遮阳，4个窗户）表7计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:001.82.43.244.75.45.96.36.66.76.5

8、5.65K4.54F3*41001321762162562963203443603643563562722.2.1.3.北窗（单层玻璃钢窗，挂浅色内窗帘，无外遮阳，4个窗户）表8计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:001.82.43.244.75.45.96.36.66.76.55.65K4.54F3*41001321762162562963203443603643563562722.2.2日射得热量窗户日射得热形成的冷负荷 2.2.2.1东窗（单层玻璃钢窗，挂浅色内窗帘，无外遮阳，6个窗户）表9计算

9、时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00212274292262198148138128116100816046F3*61946251526812405181713591267117510659187445514222.2.2.2南窗（单层玻璃钢窗，挂浅色内窗帘，无外遮阳，4个窗户）表10计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0026425667788586847867523526F3*41592573434104

10、775205265144774103182141592.2.2.3北窗（单层玻璃钢窗，挂浅色内窗帘，无外遮阳，4个窗户）表11计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0056626774828788868482816735F3*43433794104595025325395265145024964102142.3围护结构及窗户冷负荷逐时值表12计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00屋顶冷负荷1029096048

11、9188232823275467546823289189604102901166212348东外墙冷负荷955595559555955595551092012285136501365015015150151501516380南外墙冷负荷2340195019501950156015601950195019502340234027302730北外墙冷负荷2340234023401950195019502340234023402730273027303120东窗传热负荷150198264324384444480516540546534534409南窗传热负荷100132176216256296320

12、344360364356356272北窗传热负荷100132176216256296320344360364356356272东窗日射负荷194625152681240518171359126711751065918744551422南窗日射负荷159257343410477520526514477410318214159北窗日射负荷343379410459502532539526514502496410214总计27323270622681325717249892542327573295913017432793331793455836326则围护结构最大总冷负荷出现在晚上19时，其值为363

13、26W。2.4室内热源形成的冷负荷 会场7时到11时有1000人在里面（轻度劳动）。 室内有1000W的电热设备。 室内有20支40W的荧光灯。2.4.1设备冷负荷（设备由早上7时使用到晚上19时关闭）表13计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00投入使用时间0123456789101112连续使用时间12JE0.60.750.80.830.860.880.890.910.920.930.940.95CLQ6007508008308608808909109209309409502.4.2照明冷负荷（照

14、明由早上7时使用到晚上19时关闭）表14计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00投入使用时间0123456789101112连续使用时间12JL0.490.660.710.740.770.80.830.850.870.890.90.91CLQ3925285685926166406646806967127207282.4.3.人体显热冷负荷（假设人们在早上7时锻炼到早上12点结束，使用时间为5小时）表15计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:

15、0017:0018:0019:00投入使用时间0123456789101112连续使用时间12JP00.570.720.760.80.820.850.870.880.90.910.920.93成人放出显热58W/人CLQ03306041760440804640047560493005046051040522005278053360539402.4.4人体潜热冷负荷（取人数达到最大时的潜热量）123W/人*1000=123000W2.4.5室内热源形成的总冷负荷表16计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:

16、000157052166038168448170822172036173820175014175630176816177422178020178618第三章 室内总的冷负荷及室内总余湿量3.1室内总的冷负荷表17计算时刻t7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00273231841141928511941651958111974592013932046052058042096092106012125782149443.2室内总余湿量（湿负荷）W=184g/（h.人）*1000=184000g/h第四章 确定送风量

17、及新风量4.1送风量的确定已知条件：总余热量（处于上午12时的最大冷负荷）Q=208564.总余湿量W=184000g/h=51g/s。要求维持的N室内空气参数为：=26.=55%。P=1.01e5Pa。新风百分比为10%。（1） 热湿比为：=208564/51=4089（2） 在h-d图上确定N点，画出过程线，取送风温差为4。则送风温度为=26-4=22。从而得出：=43 =8g/kg=55.5 =11.5g/kg（3） 计算送风量：按消除余热：=208564/55.5-42.5=16.0kg/s按消除余湿：=51/11.5-8.3=15.9kg/s则通风量为16.0kg/s4.2 新风量的

18、要求在空气调节中，需要新风保证人体健康，大多数场合要利用相当一部分回风，以节约能耗。所以，在夏、冬季节混入的回风量越多，使用的新风量越少，就越显得经济，但新风量过少会导致室内卫生条件差。因此，实际上考虑卫生条件的要求，系统中的新风量占送风量的百分比即新风比不小于10%；考虑到房间的噪声要求，一般新风比应控制在30%以下。综上所述，新风比的选取范围为10%30%之间。4.2.1卫生要求在人长期停留的空调房间内，新鲜空气的多少对健康有直接影响，人体总要不断的吸进氧气，呼出二氧化碳。在实际工作中，一般可以按规范确定：不论每人占房间体积多少，新风量按大于等于30采用。4.2.2补充局部排风当空调房间内

19、有排风柜等局部排风装置时，为了不使车间产生负压，在系统中必须有相应的新风来补偿局部排风。4.2.3保持空调房间的正压要求为了防止外界空气渗入空调房间，干扰空调房间内温湿度或破坏室内洁净度，需要在空调系统中用一定量的新风量来保持房间的正压。一般情况下室内正压在5-10pa既可以满足要求，过大的正压不但没有必要，而且还降低了系统运行的经济性。4.3新风量的确定：4.3.1新风量按总风量的30%采用：=G*30%=4.8kg/s第五章 空调系统方案的选定及设计5.1空调系统的分类形式及对比 按空气处理设备的集中程度可以分为以下三类：（1）集中式空调系统（2）半集中式空调系统（3）分散式空调系统 对各

20、系统进行比较分析如表3-1.表18 比较项集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统系统特征空气处理设备集中在机房内，空气经处理后，由风管送入各房间除了集中的空气处理设备外，在各个空调房间内还分别处理空气的“末端装置”每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器承担风管布置空调送回管系统复杂，布置困难；支风管和风口较多时不易均衡调节风量；3.风管要求保温，影响造价；1.放室内时，不接送、回风管；2.当和新风系统联合使用时，新风管较小；1.系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀；2.直接放室内，可不接送风管和回风管；3.余压小；风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染。

21、当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间不会互相污染各空调房间之间不会互相污染串声。发生火灾时也不会通过风管蔓延。设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房；2.机房面积较大，层高较高；3.有时可以布置在屋顶上或安设在车间柱间平台上；1.只需要新风空调机房，机房面积小；2.风机盘管可以安设在空气调节区内3.分散布管敷设各种管线较麻烦；1.设备成套、紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内；2.机房面积小，只及集中式系统的50%，机房层高较低；3.机组分散布置，敷设各种管线较麻烦；维护运行管理、维修方便；布置分散、维修管理不方便。水系统复杂，易漏水。麻烦消声与隔振可以有效地采取消声和隔振

22、措施必须采用低噪声风机，才能保证室内要求机组安设在空气调节区内时，噪声、振动不好处理系统应用1.单风管系统2.双风管系统3.变风量系统1.风机盘管+新风系统2.多联机+新风系统3.诱导器系统4.冷暖辐射板+新风系统1.单元式空调器系统 2.房间空调器系统 3.多联机系统5.1.1 全空气系统（集中式）全空气空调系统具有如下特点：优点：全空气空调系统设备集中，运行和管理都比较容易，施工方便，初投资小，系统简单，在过渡季节能全新风运行。缺点：全空气空调系统当房间热湿负荷变化时不能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时而整系统在继续运行，造成能源的浪费。5.1.2 风机盘管加新风空调系统（半集

23、中式）风机盘管加新风空调系统具有如下特点：优点：风机盘管加新风空调系统当房间热湿负荷变化时能作出相应调节，并且当一部分房间不再需要空调时可自行调节，节约能源。缺点：风机盘管加新风空调系统设备分散、运行，维修和管理都比较困难，施工复杂，系统形式复杂。5.2 空调方案的选择概况：由于集中式空调系统具有集中管理，大型设备能效高，可减少装机容量，可以互为备有等优点，所以，我选择集中式空调系统作为此次的方案。其中，空调机组采用一次回风系统。其结构包括：混合段，中效过滤段，表面冷却器，风机段，中效过滤段，送风段。空气处理过程就是通过上述结构后通过风管送入室内。5.2.1水冷式表面换热器的设计性计算及选型新

24、风与回风混合后的空气状态参数为：根据送风口的空气状态参数：=38， =7.4g/kg，可在h-d图上作出当相对湿度为90%时，空气经表冷器处理后的空气状态参数为：5.2.2由上面的条件可知，空调系统所需的冷量为：。该冷负荷包括室内冷负荷，新风冷负荷以及再热负荷。再热负荷新风冷负荷室内冷负荷即空调系统的冷量大致等于上式三个冷负荷之和。5.2.3由干球温度效率法确定表冷器的型号，冷水量及送水温度1. 确定表冷器的排数：根据附录可知，在常用的范围内，JW型6排的表面冷却器满足上式的要求，所以，我们选用6排。2. 选定表冷器的型号（假设=3m/s）根据迎风面积及迎风风速，我们可以确定，应当选用JW40

25、-4型的6排式表冷器作为空调机组的表冷设备3. 冷水量的确定（先假设w=1.2m/s）由冷水断面面积及冷水流速，则有:冷水量W=6.64kg/s5.2.4 以电加热作为空调机组中的再热设备1. 选定电加热器的种类：管式电加热器2. 电加热器的功率电加热器的功率可按下式计算： 已知空气的比热容为：1.01kj/（kg）。为电加热器的效率，取=0.85带入数据可得：N=116.9kw3. 选用管式电加热器的类型选型：PTC三管翅片式电加热器表面不带电 PTC发热器是一类大功率的需吹风且散热体不带电的 PTC发热器。PTC元件安装在铝管内且与铝管绝缘，铝管外装有翅片或槽状散热片。具有安全可靠、功率稳

26、定、噪音小、寿命长、机械强度好等优点。由于安全性能好，主要应用于冷暖空调机、暖风机、消毒柜、干燥器等大功率家用发热器件上。品牌/型号：德诚电器/MZFR系列使用寿命：100000（h）材质：铝功率：100-15000（W）工作电压：12-250（V）V主要用途：空气加热、工业加热等选用该种电加热器需要注意的是，它的功率远小于需要的再热器的总功率，所以，根据总的再热功率N=116.9kw可以算得需要的台数，需要有一定的热量富裕量，则这类产品数量应为八台。才能满足要求，并且，这些设备需串联在机组中运行。5.2.5 离心风机设备的选型离心式风机的选型可通过风量确定，由鸿业软件可以确定该离心式风机的性

27、能参数。生产厂家型号机号转速(r/min)全压（pa)风量()电机功率(kw)北京风机二厂4-72N020B710302917246055第六章 气流组织的设计6.1空调房间的送风方式及送风口的选型应符合下列要求：气流分布计算的任务:选择气流分布的形式，确定送风口的形式、数目和尺寸，使工作区的风速和温差满足设计要求。工作区的流速：舒适性空气调节室内冬季风速不应大于0.2m/s ，夏季不应大于0.3m/s ，工艺性空气调节工作区风速宜采用 0.2 0.5m/s 。送风口的出流速度u0值应考虑高速气流通过风口所产生的噪声，因此在要求较高的房间应取较低的送风速度，一般的取值范围为 2 5m/s 。排

28、（回）风口的风速一般限制在4m/s以下，在离人较近时应不大于 3m/s 。考虑到噪声因素，在居住建筑内一般取2m/s ，而在工业建筑内可大于4m/s 。一般可以采用散流风口或条缝型风口等侧送风，有条件时，侧送气流宜贴附；工艺性空气调节房间，当室温允许波动范围0.5时，侧送气流宜贴附。有吊顶可以利用时，应该根据房间高度及使用场所对气流的要求，分别采用圆形、方行和条缝型和孔板送风当单位面积送风量较大，并工作区内要求风速较小或区域温度要求严格时，应该采用孔板送风。较大的公共建筑和室温允许波动范围1的高大厂房，可以采用喷口或旋流送风口送风。在该篮球馆的送风方式的选择圆形散流器送风。6.2 散流器布置方

29、式 布置散流器时，按房间面积的大小和室内所要求的参数选择散流器的个数。一般按对称或者梅花形布置。梅花布置时每个散流器送出气流有互补性，气流组织更为均匀。圆形或者方形散流器相应送风面积的长宽比不宜大于1:1.5。散流器中心线和侧墙的距离一般不应小于1m。布置时应充分考虑建筑结构的特点，散流器的平送方向不得有障碍物。本次将选择对称型的布置方式。6.3 气流组织计算如下：1）将该房间划分为140个区，即长度方向分为20等分，宽度方向7等分，则每个小区为3.5m*3m，将散流器布置在每个小区的中央。2）散流器之间的间距取平均值为：3.25m。选用的圆型散流器，散流器混合层高度为 ，则篮球馆的净高为5m

30、+3m=8m。3）由送风量的计算可知，每个散流器的送风量为： 4) 散流器的出风速度，这样 5） 检查：根据式 式中 带入各已知数值可得： 6） 检查： 计算接受说明均满足要求因为，=0.167，所以，选取颈部尺寸为460的圆形散流器.第七章 风管的水力计算 通风管道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。目的是确定各管段的管径(或断面尺寸)和阻力，保证系统内达到要求的风量分配。最后确定风机的型号和动力消耗。在有的情况下，风机的风量、风压已经确定，要由此去确定风管的管径。7.1风管的水力计算原理风管水利计算的原理及依据如下：（1）风管沿程压力损失

31、可按下式计算： （9.2-1） 单位管长沿程阻力，；风管长度，m；其中单位管长沿程阻力可按下式计算： （9.2-2） 摩擦阻力系数；空气密度，；风管当量直径m；为方便起见，由已知通风管道单位管长摩擦阻力线性图可以知道，只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可求得其余两个参数。 线性图如图a： （2）风管局部压力损失（9.2-3） 局部阻力系数；风管内局部压力损失发生处得空气流速，m/s；空气密度，7.2水力计算步骤（阻力平衡法）1).计算前，完成管网布置，确定流量分配2).绘草图，编号3).根据各管段的风量确定合理流速4).确定各管段管径或断面尺寸，5).计算最不利环路和各管段

32、阻力（摩擦阻力和局部阻力）6).平衡并联管路，如不平衡，调整、重复（3）-（6）7).计算总阻力，计算管网特性曲线8).根据管网特性曲线，选择动力设备7.3风管材料的确定7.3.1风管的形状常见的风管的形状一般为圆形或者矩形。圆形风管的强度大，耗材小，但加工工艺复杂，空间大，与风口的连接较困难，一般多用于排风系统和室外风干管。矩形风管的加工简单，与建筑物结构吻合，占用建筑高度小，与风口及支管的连接比较方便。该篮球馆内我将采用矩形风管作为风管材料。7.3.2风管的材料空调及通风系统的风管暂定用镀锌钢板制作,其大边A500,厚度为0.75mm:5001000,厚度为1.20mm.风管连接处法兰间垫

33、垫3mm厚橡胶垫。即选用镀锌不锈钢矩形管 7.3.3管道及支架管道支吊架由安装单位按照有关规定,根据现场实际情况设置.7.3.4管道穿墙,楼板等处理风管穿墙和楼板时应预埋钢套管, 套管较该管径大1-2号,两者间端头均采用水泥、砂浆填塞.7.3.5水管及风管选用阀门及注意事项1 . 水管管径DN50采用蝶阀;风管A250采用蝶阀,A250采用密闭式对开多叶调节阀.2 . 风管和水管的阀门安装在吊顶内时,应在吊顶上预留检修孔.3 . 通风阀门应用油漆在外壳表面开关方向,保温阀门在保温层外标明.4 . 风管和水管的阀门手柄.手柄应设在操作方便且不影响通道位置上.7.4风管水力计算表：7.4.1.计算

34、依据：通风系统中，若任何节点的第i段支管阻力损失Pi等于并联管网管段的阻力损失Pi-1时，则按这种方法来确定风道的断面尺寸及阻力损失。7.4.2.计算公式A.计算摩擦阻力系数的公式采用的是柯列勃洛克怀特公式。b.管段损失 沿程损失局部损失 即：Pg Pl + Pd。c.RiLi （Ri-1Li-1）。风管水力计算表（阻力平衡法）1 风量(m3/h)风速(m/s)Rm(Pa/m)宽(mm) 高(mm) 长(m) Pd(Pa)Pl(Pa)P(Pa)管段0168044.009.450.312600.001900.002.080.000.000.640.64管段1168044.009.450.3126

35、00.001900.006.460.2513.391.9815.37管段24801.266.621.12630.00320.001.221.1073.761.3775.14管段33600.944.960.65630.00320.002.900.0045.001.9046.90管段42400.633.310.31630.00320.002.900.0045.000.8945.89管段51200.311.650.09630.00320.002.900.0045.000.2545.25管段63600.948.892.77450.00250.001.681.0695.284.6599.92管段7240

36、0.635.931.29450.00250.002.900.0045.003.7348.73管段81200.312.960.35450.00250.002.900.0045.001.0346.03管段9159641.809.340.312500.001900.003.500.000.001.071.07管段104801.266.621.12630.00320.001.221.1474.891.3776.26管段113600.944.960.65630.00320.002.900.0045.001.9046.90管段122400.633.310.31630.00320.002.900.0045.

37、000.8945.89管段131200.311.650.09630.00320.002.900.0045.000.2545.25管段143600.948.892.77450.00250.001.681.1097.184.65101.82管段152400.635.931.29450.00250.002.900.0045.003.7348.73管段161200.312.960.35450.00250.002.900.0045.001.0346.03管段17151239.609.610.342300.001900.003.500.000.001.181.18管段184801.266.621.1263

38、0.00320.001.221.1976.201.3777.58管段193600.944.960.65630.00320.002.900.0045.001.9046.90管段202400.633.310.31630.00320.002.900.0045.000.8945.89管段211200.311.650.09630.00320.002.900.0045.000.2545.25管段223600.948.892.77450.00250.001.681.1599.554.65104.19管段232400.635.931.29450.00250.002.900.0045.003.7348.73管段241200.312.960.354