某別墅住宅的供熱、空調工程課程設計說明書

1、<p><b>　　《暖通空調》</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p><b>　　學院： </b></p><p><b>　　專業(yè)： </b></p><p><b>　　班級： &l

2、t;/b></p><p><b>　　學生姓名： </b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1　工程概述--------------------------------

3、-----------------------------------------------1</p><p>　　2　設計依據(jù)-------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　2.1設計任務書--------------------------------

4、----------------------------------------1</p><p>　　2.2設計規(guī)范及標準------------------------------------------------------------------1</p><p>　　3　設計任務--------------------------------------------------

5、------------------------------1</p><p>　　4　設計參數(shù)--------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　4.1建筑平面附圖-----------------------------------------------

6、------------------------1</p><p>　　4.2空調設計室外空氣計算參數(shù)-----------------------------------------------------2</p><p>　　4.3室內空氣設計參數(shù)及有關--------------------------------------------------------2</p>

7、;<p>　　4.4冷熱源和動力供應-----------------------------------------------------------------2</p><p>　　4.5其他-----------------------------------------------------------------------------------2</p><p

8、>　　5　空調負荷計算--------------------------------------------------------------------------3</p><p>　　5.1空調冷負荷計算方法--------------------------------------------------------------3</p><p>　　5.2相關參數(shù)的選取

9、--------------------------------------------------------------------3</p><p>　　5.3冷負荷的計算-----------------------------------------------------------------------4</p><p>　　5.3.1外墻和屋面瞬時傳熱引起的冷負荷----

10、--------------------------------------4</p><p>　　5.3.2內墻、地面引起的冷負荷------------------------------------------------------8</p><p>　　5.3.3外玻璃窗瞬時傳熱引起的冷負荷---------------------------------------------

11、9 </p><p>　　5.3.4透過玻璃窗日射的熱引起的冷負荷------------------------------------------9</p><p>　　5.3.5人體散熱形成的冷負荷--------------------------------------------------------12</p><p>　　5.3.6照明、設備散熱形

12、成的冷負荷-----------------------------------------------15</p><p>　　5.4濕負荷計算-------------------------------------------------------------------------15</p><p>　　5.5新風古河計算----------------------------

13、------------------------------------------15</p><p>　　5.6夏季空調計算表及匯總----------------------------------------------------------16</p><p>　　6 風機盤管加新風獨立系統(tǒng)設計計算---------------------------------------

14、-------16</p><p>　　6.1夏季送風狀態(tài)點和送風量--------------------------------------------------------16</p><p>　　6.2風機盤管的選擇--------------------------------------------------------------------17</p>&

15、lt;p>　　6.3新風機組的選型--------------------------------------------------------------------18</p><p>　　6.4風機盤管回風口柵格尺寸計算--------------------------------------------------19</p><p>　　6.5風管尺寸計算選型-----

16、------------------------------------------------------------19</p><p>　　6.6冷凍水水管水力計算--------------------------------------------------------------20</p><p>　　6.6.1水系統(tǒng)水力計算基本公式--------------------

17、----------------------------------20</p><p>　　6.6.2管徑的確定------------------------------------------------------------------------20</p><p>　　6.6.3冷凍水水力計算表-----------------------------------------

18、----------------------21</p><p>　　6.6.4系統(tǒng)水環(huán)路相關選擇------------------------------------------------------------21</p><p>　　6.7冷凝水管路設計----------------------------------------------------------------

19、----22</p><p>　　7 散熱器采暖系統(tǒng)（另外單獨設計）-----------------------------------------------22</p><p>　　7.1冬季熱負荷的計算-----------------------------------------------------------------22</p><p>　　

20、7.2熱負荷計算表-----------------------------------------------------------------------23</p><p>　　7.3散熱器選型--------------------------------------------------------------------------30</p><p>　　7.4采暖系統(tǒng)水

21、力計算-----------------------------------------------------------------30</p><p><b>　　1 工程概述</b></p><p>　　設計題目：九江市某別墅住宅的供熱、空調工程設計</p><p>　　本工程為江西九江某一別墅，磚混結構共兩層，第一層層高為3m，二層3

22、m，頂棚層高2.7m。總建筑面積約200m2（2×100 m2）。底層為車庫、工人房、餐廳、廚房、客廳、盥洗室、浴室。二層為西臥室、東臥室、北浴室、東浴室、主臥室、起居室。已給出建筑平面圖，立面圖和各個房間的功能，要求設計該別墅夏季和冬季風機盤管+獨立新風系統(tǒng)和單獨設計冬季散熱器采暖系統(tǒng)。</p><p><b>　　2 設計依據(jù)</b></p><p>&

23、lt;b>　　2.1設計任務書</b></p><p>　　《暖通空調》課程設計任務書</p><p>　　2.2設計規(guī)范及標準</p><p>　　（1）中華人民共和國國家標準(BJ50019－2003版) 。采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范〔S〕。北京：中國規(guī)劃出版社，2003. </p><p>　?。?）建筑制圖標準匯編〔

24、S〕。北京：中國計劃出版社，1996.</p><p>　　（3）陸耀慶。實用供熱空調設計手冊〔M〕。北京：中國建筑工業(yè)出版社。</p><p>　?。?）機電部第十設計研究院?？諝庹{節(jié)設計手冊〔M〕。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986.</p><p><b>　　3 設計任務</b></p><p>　?。ㄒ唬┕┡?/p>

25、案的選擇和確定。</p><p>　　（二）空調方案的選擇和確定。</p><p><b>　　（三）計算任務。</b></p><p>　　1.圍護結構的冷負荷、耗熱量計算；</p><p>　　2.室內設備、人員散熱、散濕負荷計算；</p><p>　　3.散熱器及空調末端設備選擇計算；<

26、;/p><p>　　4.供暖、空調系統(tǒng)水力計算。</p><p><b>　?。ㄋ模├L圖部分</b></p><p>　　1.繪制采暖系統(tǒng)的平面圖及系統(tǒng)圖；</p><p>　　2.繪制空調系統(tǒng)的平面圖及系統(tǒng)圖；</p><p><b>　　3.必要的剖面圖。</b></p

27、><p>　　（五）提交設計工作量</p><p>　　圖紙量:不少于A2圖紙3張；設計計算書1份。</p><p><b>　　4 設計參數(shù)</b></p><p>　　4.1 建筑平面附圖</p><p>　　見設計任務書附圖及表。</p><p>　　4.2空調設計室外空

28、氣計算參數(shù)：</p><p>　　⑴．地理位置：北緯—29°44’；經(jīng)度：東經(jīng)116°00’；海撥：32.2m；</p><p>　?、疲髿鈮毫Γ?冬季—102190Pa； 夏季—100090 Pa； </p><p>　　⑶．室外空氣參數(shù)，見下表</p><p><b>　　室外空氣參數(shù)表<

29、;/b></p><p>　　4.3室內空氣設計參數(shù)及有關指標見表 </p><p><b>　　室內設計參數(shù)表</b></p><p>　　4.4冷熱源和動力供應：</p><p>　?。?）冷、熱水管網(wǎng)在 別墅西北，由西向東；</p><p>　　（2）熱水管網(wǎng)具有95/70℃、60/

30、50℃（二者只能用一種）熱水；</p><p>　?。?）夏季冷水管網(wǎng)具有7/12℃冷水供應；</p><p>　?。?）小區(qū)有足夠的動力電源及天然氣源保證供應。</p><p><b>　　4.5 其他</b></p><p>　?。?）住宅平時6居住；</p><p>　?。?）照明按一般住宅

31、選取。照明負荷為20W/( m2*h)。其他設備負荷也為20W/( m2*h)；</p><p>　　（2）夏季室內空氣壓力稍高于室外大氣壓。</p><p><b>　　5 空調負荷計算</b></p><p>　　5.1空調冷負荷計算方法</p><p>　　在空調工程設計中，存在兩中冷負荷計算的計算方法：<

32、/p><p>　　一為諧波反應法（負荷溫差法），一為冷負荷系數(shù)法。諧波反應法（負荷溫差法）計算的冷負荷的形成包括兩個過程：一是由于外擾（室外綜合溫度）形成室內得熱量的過程（既內擾量）。此一過程考慮外擾的周期性以及圍護結構對外擾量的衰減和延遲性。二是內擾量形成冷負荷的過程。此一過程是將該熱擾量 分成對流和輻射兩種成分。前者是瞬時冷負荷的一部分，后者則要考慮房間總體蓄熱作用后才化為瞬時冷負荷。兩部分疊加即得各計算時刻的冷

33、負荷。冷負荷系數(shù)法是在傳遞函數(shù)的基礎上為便于在工程中進行手算而建立起來的一種簡化計算法。通過冷負荷溫度與冷負荷系數(shù)直接從各種擾量值求得各分項逐時冷負荷。本設計采用冷負荷系數(shù)法冷負荷的計算。</p><p>　　5.2相關參數(shù)的選取</p><p><b>　　圍護結構參數(shù)見下</b></p><p><b>　　圍護結構參數(shù)表<

34、/b></p><p>　　其它的冷負荷相關參數(shù)見表（四）</p><p>　　其它冷負荷相關參數(shù)表</p><p>　　注: (1)網(wǎng)絡機房、數(shù)據(jù)處理中心，設備按實際發(fā)熱量估算。</p><p>　　(2)室內保持正壓，不考慮空氣滲透引起的冷負荷。</p><p>　　(3)本設計由于內部房間的溫差較小，不考

35、慮內圍護結構的傳熱。</p><p>　　5.3 冷負荷的計算</p><p>　　5.3.1、外墻和屋面瞬時傳熱引起的冷負荷</p><p>　　Qc(τ)=AK[(tc +td)kαkρ-tR] (5-1)</p><p>　　式中： Qc(τ) ------- 外墻和屋面瞬變傳熱

36、引起的逐時冷負荷，W；</p><p>　　A ------- 外墻和屋面的面積，m2；</p><p>　　K ------- 外墻和屋面的傳熱系數(shù)，W/(m2?℃ ) ；</p><p>　　tR ------- 室內計算溫度，℃；</p><p>　　tc ------- 外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐

37、時值，℃；</p><p>　　由《暖通空調》附錄2-4和附錄2-5查??；</p><p>　　td ------- 地點修正值，由《暖通空調》附錄2-6查??；</p><p>　　kα ------- 吸收系數(shù)修正值；</p><p>　　kρ ------- 外表面換熱系數(shù)修正值； </p><p>

38、;<b>　　屋面按穩(wěn)態(tài)傳熱計算</b></p><p><b>　　門也以穩(wěn)態(tài)傳熱計算</b></p><p>　　5.3.2、內墻、地面引起的冷負荷</p><p>　　Qc(τ)=AiKi(to.m+Δtα- tR) (5-2)</p><p

39、><b>　　式中：</b></p><p>　　ki ------- 內圍護結構傳熱系數(shù)，W/(m2?℃ )；地面：0.47，W/(m2?℃)；</p><p>　　Ai ------- 內圍護結構的面積，m2；</p><p>　　to.m ------- 夏季空調室外計算日平均溫度，℃；</p><p>　　

40、Δtα------- 附加溫升。</p><p>　　注意：這里簡化成穩(wěn)態(tài)傳熱的計算</p><p>　　5.3.3、外玻璃窗瞬時傳熱引起的冷負荷</p><p>　　Qc(τ) = cw Kw Aw ( tc(τ) + td － tR) (5-3)</p><p><b>　　

41、式中 ：</b></p><p>　　Qc(τ) -------外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷，W；</p><p>　　Kw ------- 外玻璃窗傳熱系數(shù)，W/(m2?℃ )，Kw =5.9 W/(m2?℃ )</p><p>　　Aw ------- 窗口面積，m2；</p><p>　　tc(τ) ------

42、- 外玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，℃，</p><p>　　由《暖通空調》附錄2-10查得；</p><p>　　cw ------- 玻璃窗傳熱系數(shù)的修正值；</p><p>　　由《暖通空調》附錄2-9查得，單層金屬窗框 cw=1.0</p><p>　　td ------- 地點修正值；</p><p>

43、;　　5.3.4、透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷</p><p>　　Qc(τ) = Cα Aw Cs Ci Djmax CLQ (5-4)</p><p>　　式中 ：Cα------- 有效面積系數(shù)，由《暖通空調》附錄2-15查得；&l

44、t;/p><p>　　Aw------- 窗口面積，m2；</p><p>　　Cs------- 窗玻璃的遮陽系數(shù)，由《暖通空調》附錄2-13查得；</p><p>　　Ci------- 窗內遮陽設施的遮陽系數(shù)，由《暖通空調》附錄2-14查得；</p><p>　　Djmax-------日射得熱因數(shù)，由《暖通空調》附錄2-12查得30緯度帶

45、的日射得熱因數(shù)；</p><p>　　CLQ------- 窗玻璃冷負荷系數(shù)，無因次</p><p>　　5.3.5、人體散熱形成的冷負荷</p><p>　　5.3.5.1、人體顯熱散熱形成的冷負荷</p><p>　　Qc(τ) =qsnφCLQ

46、 (5-6-1)</p><p>　　式中：qs ------- 不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量；</p><p>　　n ------- 室內全部人數(shù)；</p><p>　　φ------- 群集系數(shù)，由《暖通空調》表2-12查得；</p><p>　　CLQ ------- 人

47、體顯熱散熱冷負荷系數(shù)，由《暖通空調》附錄2-23查得；</p><p>　　5.3.5.2、人體潛熱散熱引起的冷負荷</p><p>　　Qc(τ) = ql n φ （5-6-2）</p><p>　　式中：ql -------不同室溫和勞動性質成年男子潛熱散熱量， W；<

48、;/p><p>　　n，φ-------同式5-6-1；</p><p>　　5.3.6、照明、設備散熱形成的冷負荷</p><p>　　全部統(tǒng)一計算：單位面積照明、電器設備負荷為 40 W/（m^2）</p><p>　　5.4 、濕負荷的計算</p><p>　　5.4.1、人體散濕量可按下式計算：</p&g

49、t;<p>　　mw1=0.278nψg×10-3 g/s （5－7）</p><p>　　式中： mw1 -------人體散濕量, g/s；</p><p>　　; g ------- 成年男子的小時散濕量，g/h； </p><p&g

50、t;　　n ------- 室內全部人數(shù)；</p><p>　　ψ------- 群集系數(shù)</p><p>　　5.5、新風負荷計算</p><p>　　5.5.1、夏季空調新風冷負荷</p><p>　　Qc.o=Mo（iw—in） （5－8）</p>

51、<p>　　式中: Qc.o-------夏季新風冷負荷，KW；</p><p>　　Mo-------新風量，kg/s；</p><p>　　iw-------室外空氣的焓值，kJ/kg；</p><p>　　in-------室內空氣的焓值，kJ/kg；</p><p>　　5.6、夏季空調計算表（這里只簡單列出0:00~

52、11:00的計算結果）及匯總</p><p>　　別墅負荷（冷負荷+新風負荷） </p><p>　　按最大值出現(xiàn)在16:00:00時計算 其最大值為 19012.83 W</p><p>　　按各房間逐時最大負荷計算 其最大值為 19729.50 w </p><p>　　6 風機盤管加獨立新風系統(tǒng)設計計

53、算</p><p>　　6.1、 夏季送風狀態(tài)點和送風量</p><p>　　考慮到衛(wèi)生和能效，選擇處理后的新風和風機盤管處理過的空氣混合后送入室內的方案。采用新風不負擔室內負荷的方式，即將送入室內的新風處理到90%相對濕度的室內等焓點D(見焓濕圖)?？照{系統(tǒng)送風狀態(tài)和送風量的確定可在i-d圖上進行，具體步驟如下：</p><p>　?、?在i-d圖上找出室內狀態(tài)點

54、N，室外狀態(tài)點W</p><p>　?、?根據(jù)計算出的室內冷負荷Q和濕負荷W求出，取送風溫差為8℃，送風狀態(tài)點通過N點畫出線與φ=90℅線相交，即得送風點S</p><p>　?、?根據(jù)in等焓線，由新風處理后的機器露點相對濕度定出D點</p><p>　?、?根據(jù)N、S兩點確定房間總風量</p><p>　?、?根據(jù)新風比確定風機盤管處理風

55、量及終狀態(tài)</p><p>　　6.2、風機盤管的選擇</p><p>　　根據(jù)房間負荷，根據(jù)Forida(富力達)樣本選用型號，風量有高，中，低三檔，其它具體參數(shù)請參考樣本。表示為：</p><p>　　FOR- 規(guī)格 WA H L/R </p><p>　　兩層各個房間的送風狀態(tài)、送風量、新風量、新風比、F狀態(tài)點及送風量和風機盤管選型列于

56、下表:</p><p><b>　　風機盤管選型：</b></p><p><b>　　風機盤管相關參數(shù)：</b></p><p>　　6.3、新風機組的選型</p><p>　　總送風量為450 m3/h，新風冷負荷為4.47KW。</p><p>　　選擇Midea（美的

57、）新風機組：</p><p>　　KFR-75 T1 N/XF S Y</p><p>　　其制冷量為9.1KW，制熱量5.6KW。</p><p>　　其循環(huán)風量：1600 m3/h</p><p>　　其機外余壓：60~196Pa</p><p>　　其室內機尺寸為：860×660×380<

58、;/p><p>　　6.4、風機盤管回風口柵格尺寸計算：</p><p>　　6.5、風管尺寸計算選型：</p><p>　　6.6 冷凍水水管水力計算方法----假定流速法 </p><p>　　以管道內水流速作為控制因素，先按技術經(jīng)濟要求選定管道的流速，再根據(jù)管道的流量確定水管的管徑和查設計手冊水力計算表得到阻力，為選擇冷凍水循環(huán)泵作準備

59、。</p><p>　　6.6.1、 水系統(tǒng)水力計算基本公式</p><p>　　6.6.1.1、沿程阻力計算公式</p><p>　　Hf = R ? L Pa （8－1）</p><p>　　式中：Hf-------水管沿程阻力 Pa；</p>&l

60、t;p>　　R-------單位長度沿程阻力，又稱比摩阻， Pa/m ；</p><p>　　L-------管長 ， m；</p><p>　　6.6.1.2、局部阻力計算公式</p><p>　　Hd = Σξ? Pd Pa （8－2） </p><p&

61、gt;　　式中：Hd-------水管局部阻力系數(shù) ， Pa；</p><p>　　Σξ-------水管局部阻力系數(shù)；</p><p>　　Pd-------水管的動壓 ， Pa</p><p>　　6.6.2、管徑的確定</p><p>　　按冷凍水供回水7/12℃計算流量,水泵壓出口流速取2.4~3.6m/s，吸入口取1.2~2.1m/

62、s，主干管流速取1.2~4.5m/s，一般管道取1.5~3m/s，閉式系統(tǒng)選表面當量絕對粗糙度K＝0.2mm，確定主要管段流量、流速、管徑。相關公式及依據(jù)如下:</p><p>　　冷量(W)＝1.1 * 實際冷負荷(W)；　1W＝0.86kcal/h；</p><p>　　流量(kg/s)＝冷量（kcal/h）/3600(s/h)/5(℃)；</p><p>　　

63、流速(m/s)＝4*流量(kg/s)/0.001/3.14/管徑（mm）^2。</p><p>　　注：1.風機盤管干管冷量按最大負荷*1.1計算。</p><p>　　2.風機盤管供水環(huán)路管徑由大到小漸縮，回水環(huán)路由小到大漸擴，流速控制在2m/s以內計算。</p><p>　　6.6.3、冷凍水水管水力計算表：</p><p>　　6.6.

64、4、系統(tǒng)水環(huán)路相關選擇：</p><p><b>　?。?）兩管制</b></p><p>　　兩管制水系統(tǒng)是采用同一套供回水管路，冬季供熱水、夏季供冷水。兩管系統(tǒng)具有管理方便，一次性投資較小等優(yōu)點。本設計對空調精度要求不是很高，故采用兩管制。而三管制是共用一根回水管，因此冷熱有混合損失，運行效率不高，而且系統(tǒng)水力工況復雜，難于運行。四管制初投資較高且多占空間。<

65、;/p><p><b>　　（2）閉式</b></p><p>　　1）水泵揚程僅需克服循環(huán)阻力，與樓層數(shù)無關僅取決于管路長度和阻力。</p><p>　　2）循環(huán)水不易受污染，管路腐蝕情況比開式系統(tǒng)好。</p><p>　　3）不需要設回水池，但要設一個膨脹水箱。膨脹水箱盡量接至靠近水泵入口的回水干管。</p>

66、<p><b>　?。?）同程系統(tǒng)</b></p><p>　　6.7、 冷凝水管路的設計</p><p>　　由于各種空調設備如風機盤管、新風機組、空調機組等在運行的過程中產生的冷凝水，必須及時予以排走。排放冷凝水的管路設計，應注意以下各要點：</p><p>　　1.水流方向，水平管道應保持不小于千分之一的坡度；且不允許有積水

67、部位。</p><p>　　2.為了防止冷凝水管道表面產生結露，必須進行防結露驗算。</p><p>　　3.冷凝水立管的頂部應設計通向大氣的透氣管。</p><p>　　凝水管采用UPVC管，冷凝水管的公稱直徑DN（mm），應根據(jù)末端設備的冷量進行確定。一般情況下，每1KW冷負荷每1h大約產生0.4kg左右的冷凝水；在潛熱負荷較高的場合，每1KW冷負荷每1h大約產

68、生0.8kg左右的冷凝水。根據(jù)機組的冷負荷Q（kW），按下表（十六）數(shù)據(jù)近似選定冷凝水管的公稱直徑：</p><p><b>　　凝水管管徑選擇表</b></p><p>　　7 采暖系統(tǒng)（另外單獨設計）</p><p>　　7.1、 冬季熱負荷的計算</p><p>　　空調熱負荷是指空調系統(tǒng)在冬季里，當室外空氣溫

69、度在設計溫度條件時，為保持室內的設計溫度，系統(tǒng)向房間提供的熱量。對于民用建筑來說空調冬季的經(jīng)濟性對空調系統(tǒng)的影響要比夏季小。因此，空調熱負荷一般是按穩(wěn)定傳熱理論計算的。</p><p>　　7.1.1、圍護結構的基本耗熱量</p><p>　　Q1=aFK(tn.-tw.) （5－9）</p><

70、p>　　式中: a--------- 溫差修正能夠系數(shù)，W；</p><p>　　F----------圍護結構傳熱面積，m2；</p><p>　　K----------圍護結構冬季傳熱系,W/(m2.℃)；</p><p>　　tn--------- 冬季室內計算溫度,℃；</p><p>　　tw.---------冬季室外空氣

71、計算溫度,℃；</p><p>　　包括基本耗熱量和附加耗熱量，附加耗熱量按基本耗熱量的百分率確定。此建筑只考慮朝向修正率。北：0；東西：-5％；南：-20％。</p><p>　　注：由于空調建筑室內通常保持正壓，因而在一般情況下，不計算門窗縫隙滲入室內的冷空氣和由門，孔洞等侵入室內的冷空氣引起的耗熱量。</p><p>　　7.1.2、冬季空調新風熱負荷<

72、/p><p>　　Qho=Mocp（to—tR） （5－10）</p><p>　　式中： Qh.o-------冬季新風熱負荷，W；</p><p>　　Mo-------新風量，g/s；</p><p>　　to-------冬季空調室外空氣的計算溫度，℃；</p&g

73、t;<p>　　tR-------冬季空調室內空氣計算溫度，℃</p><p>　　cp-------空氣的定壓比熱，kJ/（kg. ℃），取1.005 kJ/（kg. ℃）；</p><p>　　7.2、 熱負荷計算見下表：</p><p><b>　　散熱器選型：</b></p><p>　　散熱器全