某办公楼中央空调设计课程设计
课程设计
题目：某办公楼中央空调设计
一、课程设计的目的
课程设计是工科大学生实践教学的一个重要环节，是毕业前的一次综合性训练，是对学生在大学几年所学知识的全面检查。通过课程设计，可以培养学生独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际问题的能力；使学生在如何进行暖通空调工程设计方面进行一次全面的、系统的训练，为今后工作打下良好的基础。
二、主要设计内容
中央空调系统设计
房间冷负荷计算，系统冷负荷计算，送风量、排风量和新风量的计算；空调风系统、水系统的平面布置图和系统图的布置和绘制，空调风和水系统的水力计算，空气处理设备的选择和布置、空调末端设备和附属设备的选择和布置等。
三、主要技术指标或主要设计参数
1、工程概况
该建筑为成都市某办公楼，层高为22.2m，地上五层，整体建筑以办公为主，已给出建筑平面图，立面图和各个房间的功能，要求做出本综合办公楼中央空调系统工程设计和房间通风系统，从而为整个建筑提供一个舒适的环境。
该工程的设计内容为：办公大楼夏季的空调设计及通风。
2、设计参数
(1) 室内设计参数
2)室外设计参数
表2 成都市室外气象参数表
3冷热源温度：
夏季冷冻水供回水温度为7℃/12℃。
成都某办公楼中央空调设计
摘 要：
本设计为成都市某办公楼中央空调设计，该建筑总建筑面积为6463.1㎡，总高度为22.2m，首层高度为4.2m，二到四层为3.9米，五层为4.5米。
成都市属于夏热冬冷地区,本建筑夏季最大总冷负荷为275.7KW。根据本建筑的特点，一层到四层采用空气-水系统；采用风机盘管加新风系统。五层会议室空间大，人员密集，采取全空气系统。整栋建筑负荷均由冷冻水承担。在整个建筑暖通空调设计过程中，严格按照国家相关规范的规定，以节能、舒适、环保为原则，合理布置管道，确保室内空气组织均匀流动，满足室内温度、湿度和空气质量要求。
关键词：风机盘管加新风系统 全空气系统 冷冻水系统 新风机组
目 录
摘 要 ................................................................................................................................................................................ 第一章 设计参数资料 ...................................................................................................................................................... 1.1 气象资料 ................................................................................................................................................................... 1.2 室内设计参数 ........................................................................................................................................................... 1.3 土建资料 ................................................................................................................................................................... 第二章 负荷计算 .............................................................................................................................................................. 2.1 负荷理论根据 ........................................................................................................................................................... 2.1.1 房间冷负荷的构成 ............................................................................................................................................ 2.1.2 房间湿负荷的构成 ............................................................................................................................................ 2.2 负荷计算 ................................................................................................................................................................... 2.2.1. 冷负荷主要计算公式 ....................................................................................................................................... 2.2.2 冷负荷计算实例 ................................................................................................................................................ 2.2.3湿负荷的计算 ..................................................................................................................................................... 2.2.4新风量的计算及新风负荷 ................................................................................................................................. 第三章 空调系统方案确定 .............................................................................................................................................. 3.1 确定空调系统方案的因素 ........................................................................................................................................ 3.2 各种空调系统的比较 ................................................................................................................................................ 3.3 空调系统的选择........................................................................................................................................................ 第四章 空调设备选型及计算 .......................................................................................................................................... 4.1 全空气系统风量计算 ................................................................................................................................................ 4.2 风机盘管加新风系统风量计算 .............................................................................................................................. 4.3 新风机组风量计算及选型 ...................................................................................................................................... 第五章 风管水力计算 ...................................................................................................................................................... 5.1设备的布置 ................................................................................................................................................................ 5.1.1吊装式风机盘管的布置 ..................................................................................................................................... 5.1.2空调器和新风机组的布置 ................................................................................................................................. 5.2风管水力计算依据 .................................................................................................................................................... 5.2.1 风速大小的确定 ................................................................................................................................................ 5.2.1 风管水力计算方法及步骤 ................................................................................................................................ 第六章 水系统水力计算及设计 ........................................................................................................................................ 6.1 水系统设计 ............................................................................................................................................................... 6.1.1 空调水系统方案的确定 .................................................................................................................................... 6.2冷冻水系统水力计算 ................................................................................................................................................ 6.2.1冷水系统水平管段的水力计算 ......................................................................................................................... 6.3冷凝水管的设计 ........................................................................................................................................................ 6.4水管的布置 ................................................................................................................................................................ 6.5阀门 ............................................................................................................................................................................
小结 .................................................................................................................................................................................. 参考文献 .......................................................................................................................................................................... 附表 ..................................................................................................................................................................................
第一章 设计参数资料
1.1 气象资料
成都市室外气象参数表 表1-1
1.2 室内设计参数
1.3 土建资料
该工程位于四川省成都市，本设计为成都市某办公楼中央空调设计，该建筑总建筑面积（包括地下停车场内）为6463.1㎡，总高度为22.2m，首层高度为4.2m，二到四层为3.9米，五层为4.5米。
1. 外墙类型
2. 内墙选用Ⅱ型墙体，不做保温处理，砖墙（白灰粉刷）δ=240 K=1.5W/(㎡·K)。 3. 楼板选用Ⅱ型楼板,预制细石混凝土板40mm，表面喷白色水泥桨δ=16mm。 4. 外窗采用塑钢单框双玻璃窗，玻璃为3mm 厚标准玻璃，室内无遮阳，Cz=1.0，K=3.0W/(㎡·K)。
5.屋面类型
第二章 负荷计算
2.1 负荷理论根据
2.1.1 房间冷负荷的构成
（1） 通过围护结构传入室内的热量； （2） 透过外窗进入室内的太阳辐射热量； （3） 人体散热量； （4） 照明散热量； （5） 设备散热量； （6） 其它室内散热量。
2.1.2 房间湿负荷的构成
（1）人体散湿量；
（2）室内敞开水池表面散湿量； （3）其它室内散湿量。
2.2 负荷计算
2.2.1. 冷负荷主要计算公式 注：本计算采用新暖规60页计算方法
（1）外墙和屋面逐时传热冷负荷 CL Wq = KF(twlq+ △td - tn)
twlq——外围护结构冷负荷计算逐时温度， △td——地点修正值， tn——室内计算温度，取26℃
K——外围护结构传热系数， F——外围护结构的面积，
CLWq——外围护结构的逐时冷负荷。 （2）各房间外窗瞬时传热冷负荷计算说明
CLWc=KF(twlc-tn)
twlc——外围护结构冷负荷计算逐时温度，新暖规p248 tn——室内计算温度，取26℃ K——外玻璃窗传热系数， F——窗口有效面积，
CLWc——外玻璃窗逐时冷负荷。 （3）玻璃幕墙和外窗日射得热冷负荷
CLc=CclC×Cz×DJmax×FC Cz=CwCnCs
CLc——透过玻璃窗进入的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷， CclC——透过无遮阳标准玻璃太阳辐射冷负荷系数， Cz——外窗综合遮挡系数， Cw——外遮阳修正系数， Cn——内遮阳修正系数， Cs——玻璃修正系数，
DJmax——夏季日射得热因数最大值， FC——窗玻璃净面积。 （4）内墙传热冷负荷
CLWn=KF(twp+△tls-tn) K——内维护结构传热系数， F——内维护结构面积，
twp一一夏季空调室外计算日平均温度， △Tls--附加温升，
CLWn——内围护结构的逐时冷负荷 （5）人员散热冷负荷
人体显然散热引起的冷负荷计算式为：
CLrt＝Qrt nφCclrt 3-12
式中 CLrt——人体显然散热形成的冷负荷，W；
Qrt——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；
N——室内全部人数； φ——群集系数；0.96
Cclrt——人体显然散热冷负荷系数。
（6）灯光散热冷负荷
CLzm =Cclzm n1 Qzm
CLzm——照明散热形成的冷负荷， Cclzm——照照明冷负荷系数， N1——同时工作系数，0.7 Qzm——照明设备功率
（7）设备散热冷负荷（该建筑内一般均为电热设备散热）
CLsb= Cclsb Qsb
Cclsb——设备冷负荷系数， Qsb——设备散热量。
注：查《实用供热设计手册（第二版）》： 房间的群集系数取为φ=0.96
灯具的同时使用系数n1取
0.7
2.2.2 冷负荷计算实例
取该建筑办公室103房间为例，进行冷负荷计算。 （1） 办公室103南外墙冷负荷
CL Wq = KF(twlq+ △td - tn)
（2）办公室103南外窗顺时传热冷负荷
CLWc=KF(twlc-tn)
（3）办公室103南外窗透过日射得热引起的冷负荷
CLc=CclC×Cz×DJmax×FC
（4）办公室103人员散热引起的冷负荷
CLrt＝Qrt nφCclrt
（5）办公室103照明散热引起的冷负荷
CLzm =Cclzm n1 Qzm
(6)办公室103设备散热引起的冷负荷
CLsb= Cclsb Qsb
各项逐时冷负荷汇总：
综上表所知，办公室103的最大负荷出现在14：00，最大负荷为1730.89W.由计算可得，该建筑的总冷负荷为275.792KW。
其余各个房间负荷见附表一。
2.2.3湿负荷计算
湿负荷是指空调房间的湿源（人体散湿、敞开水池（槽）表面散湿、地面积水等）。向室内的散湿量，也是为维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量。 人体散湿量可按下式计算：
Mw=0.001φng
Mw—人体散湿量，（kg/h） φ—群集系数， n—房间人数，
g—一名成年男子小时散湿量，（g/h）。 2.2.4新风量及新风负荷计算 房间新风量及新风负荷计算方法： QC.0= M0*(h0—hR) M0=ρaVαn n=F/ρ
QC.0—新风负荷，KW, h0—室外空气焓值， hR—室内空气焓值, M0—房间新风量（kg/h） ρa—空气密度，
Vα—每人所需最小新风量， n—房间人数， F—房间面积， ρ—房间人员密度。
房间新风量及新风负荷湿负荷汇总：
由以上建筑逐时冷负荷和新风负荷，最终可得。
冷水机组制冷量=（建筑逐时负荷+新风负荷）X（1+10%）=510.94KW
第三章 空调系统方案确定
3.1 确定空调系统方案的因素
空调系统的方案确定与很多因素有关，确定方案前，要了解下列内容： （1）用途：该建筑一至四层为办公室，五层设有一大一小两个会议室； （2）室内参数要求见表1-1所列
（3）负荷情况：该建筑部分围护结构选用玻璃幕墙，设备的发热量大，人员流动频繁，照明发热量大，新风需求量大。
3.2 各种空调系统的比较
※对于大面积空调的会议室、办公楼等排风量少、要求舒适的房间，宜采用风机盘管系统。要求固定新风量的，应另设新风系统；一般采用两管制，当两管制不能满足要求时，可采用四管制；
※对于允许温度波动
3.3 空调末端系统的选择
◇ 一层空调末端系统：值班室系统运行的时间比其余房间运行时间长，人员活动量和负荷较小，因此宜加装分体式空调机，其余部分采取空气-水系统；门厅上的风机盘管风道上加装风口；
◇ 二到四层多为面积不大的办公室，采用风机盘管加新风的空调形式，根据负荷要求； ◇五层的大会议室会议室，面积较大，新风量和空气质量要求高，故选全空气的形式。
第四章 空调设备选型及计算
4.1 全空气系统风量计算
五层会议室1为集中式全空气系统，则空调机组的的风量及负荷计算如下：
图4-1 集中式全空气系统处理过程焓湿图
五层会议室1的建筑负荷为Q=33.104kW,湿负荷W=21.24kg/h，室内设计温度tn=26℃，相对湿度60％，室外干球温度tw=31.8℃，室外计算湿球温度为26.4℃，该大厅人员取203人，要求人均新风量为11m3/h，总新风量为2233m3/h，送风管道附加温升为2℃，回风管道附加温升为1℃，机器露点取90%。上图为全空气系统处理焓湿图，其中N为室内空气状态点，W为室外空气状态点，M为一次回风与新风的混合点，S为该系统的空气送风点。
具体计算步骤：
（1）根据室内室外参数确定室内点N和室外点W； （2）根据室内热湿负荷计算热湿比：
33104
3.65610.85KJ/kg 21.24
（3）热湿比ε＝5610.85kJ/kg 与相对湿度φ＝90％相交于S点得： hs= 41.9kJ/kg ts=16.00C ds=10.2g/kg.
（4）根据房间冷负荷和送风状态点的焓差计算确定空调房间送风量
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