多联机空调系统设计毕业论文第一章工程概况本建筑地处江苏省无锡市。
属北亚热带南部季风气候区。
气候温和湿润,四季分明,光照充足,雨量充沛。
年平均气温 16.5℃;年降水量1447毫米,年日照时间1697小时,全年无霜期239天,主导风向夏季为西南风,冬季为东北风本建筑是一幢别墅,三层楼的高均为4米,建筑物的总高约为12m,总建筑面积约为898㎡,空调总面积约为382㎡该建筑物相关资料如下:(1)屋面保温材料为沥青膨胀珍珠岩,厚度为60mm。
(2)外墙外墙为厚度为200mm的红砖墙,墙外表面为水泥砂浆抹灰加浅色喷浆,墙为厚为70mm的加气混凝土保温层,内粉刷加油漆。
(3)外窗双层钢窗,玻璃为3mm厚的双层普通玻璃,内有活动百叶帘作为内遮阳。
(4)人数人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的,本别墅人员5人来计算(5)照明、设备照明设备为暗装荧光灯,镇流器设置在顶棚内,荧光灯罩无通风孔,功率为50w/m²。
设备负荷为80 w/m²。
(6)气象资料(7)其他噪声声级不高于35 dB;室内空气压力稍高于室外大气压。
第二章冷负荷计算第一节冷湿负荷的概念主要冷负荷由以下几种:1. 外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷;2. 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷;3. 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷;4. 人体散热引起的冷负荷;5. 设备热源引起的冷负荷。
一.冷负荷计算公式及说明1.外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下,外墙和屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷可按下式计算:LQn(q)=AK(t1,n-tN)式中 A—外墙和屋顶的计算面积,m2;K—外墙和屋顶的传热系数可由《空气调节技术》附录2-7表1、表2中查得,W/(m2*K);t1,n—外墙和屋顶的冷负荷温度的逐时值,可根据外墙和屋顶的不同类型由《空气调节技术》附录2-7表3、表4查得,℃。
必须指出,《空气调节技术》附录2-7表3、表4中给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数数据计算出来的所采用的外表面换热系数为αW=18.6W/(m2*K),内表面换热系数为αN=8.72 W/(m2*K),外墙和屋顶的吸收比ρ=0.90。
对不同地区应按实际情况进行修正,具体见《空气调节技术》附录2-7表5~表7。
2.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下,玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算:LQn(c)=AK(t1,n-tN)式中 A—窗口面积,m2;K—玻璃窗的传热系数,可由《空气调节技术》附录2-7表8、表9查得,W/(m2*K);tN—室内设计温度,℃;t1,n—玻璃窗的冷负荷温度的逐时值,可由《空气调节技术》附录2-7查得,℃。
附录2-7表8、表9中的K值,要根据窗框和遮阳等情况的不同按表10加以修正,表11中的t1,n值也要按表12进行地点修正(参见附录2-7说明)。
3.透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷(1)日射得热因数的概念透过玻璃窗进入室内的日射得热分两部分,即透过窗玻璃直接进入室内的太阳辐射热qt和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量qa。
由于窗的类型、遮阳设施、太阳入射角及太阳辐射强度等因素的组合太多,无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度之间的函数关系,于是采用一种对比的计算方法。
采用3mm厚的普通平板玻璃作为“标准玻璃”,在一定的条件[αW =18.6W/(m2*K),αN=8.72W/(m2*K)]下,得出夏季(以7月份为代表)通过这一“标准玻璃”的日射得热量qt 和qn值。
令D j =qt+qn式中,Dj称为日射得热因数。
经过大量统计计算工作,得出我国40个城市夏季九个不同朝向的逐时日射得热因数值D j 及Dj,max。
经过相似性分析,给出了适用各地区[不同纬度(每一带宽为±2°30′纬度)]的Dj,max,见附录2-8表1。
考虑到在非标准玻璃情况下,以及不同窗类型和遮阳设施对日射得热的影响,可对日射得热因数加以修正,通常乘以窗玻璃的综合遮阳系数Cz:C z =Cs+Cn式中 Cs—窗玻璃的遮阳系数:Cs=实际窗玻璃的日射得热/“标准”窗玻璃日射得热Cn—室内遮阳设施的遮阳系数。
Cs 、Cn可由附录2-8表2、表3查得。
(2)冷负荷计算方法透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷LQ按下式计算:LQ=ACz Dj,maxCLQ式中 A—窗玻璃的净面积,是以窗口面积乘以窗的有效面积系数Ca(窗的有效面积系数可由附录2-8表4查得),m2;Cz—窗玻璃的综合遮阳系数,量纲为一;Dj,max—日射得热最大值(可由附录2-8表1查得),W/m2;CLQ—冷负荷系数,量纲为一,可由附录2-8表5至表8查得。
由于北纬30°、40°、45°纬度带各朝向冷负荷系数值比较接近,而北纬20°、25°纬度带的冷负荷系数值比较接近。
于是以北纬27.5°为界,将全国分成南北两区,分别给出各朝向逐时冷负荷系数值,见附录2-8表5、表8。
4.内部热源散热引起的冷负荷室内热源包括工艺设备散热、照明散热和人体散热等。
室内热源散出的热量包括显热和潜热两部分,潜热散热作为瞬时冷负荷,显热散热中对流热成为瞬时冷负荷,而辐射部分则先被围护结构等物体表面所吸收,然后在缓缓地逐渐散出,形成滞后冷负荷。
因此必须采用相应的冷负荷系数。
(1).设备散热形成的冷负荷设备和用具显热散热形成的冷负荷按下式计算:LQ=CLQQ式中 Q—设备和用具的实际显热散热量,W;CLQ—设备和用具显热散热冷负荷系数。
根据这些设备和用具开始使用后的小时数及开始使用时间算起到计算冷负荷时间的小时数以及有罩和无罩情况的不同,可查附录2-9表1和表2。
设备显热散热量的计算如下:Q=1000n1n2n3P/η式中 P—电动设备的安装功率,KW;η—电动机效率,查《空气调节技术》P41表2-4n1—利用系数,指电动机最大实耗功率与安装功率之比。
一般可取0.7~0.9,可用以反映安装功率的利用程度;n2—电动机负荷系数n3—同时使用系数,指室内电动机同时使用的安装功率和总安装功率之比,按照上述各系数的确切数据应根据设备的实际工作情况来确定,一般取0.5~0.8。
(2).照明散热形成的冷负荷室内照明设备散热属于稳定得热,只要电压稳定,这一得热量是不随时间变化的。
但照明散出的热量同样由对流和辐射两种成分组成,照明散热形成的瞬时冷负荷同样低于瞬时得热。
根据照明灯具的类型和安装方式的不同,其冷负荷计算式分别如下:白炽灯 LQ=1000PCLQ荧光灯 LQ=1000n1n2 PCLQ式中 P—照明灯具所需功率,KW。
n1—镇流器消耗功率系数。
当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内,取n1=1.2;当暗装荧光灯镇流器装在顶棚内时,取n2=0.5~0.6;而荧光灯罩无通风孔者,则视顶棚内通风情况,取n2=0.6~0.8。
CLQ—照明散热冷负荷系数,可根据明装和暗装荧光灯及白炽灯,按照不同的空调设备运行时间和开灯时间以及开灯后的小时数,由附录2-9表3查得。
5.人体散热引起的冷负荷人体显热散热引起的冷负荷计算式为LQx =qxnn′CLQ式中 qx—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量(见《空气调节技术》P43页表2-6),W;n—室内全部人数;n′—群集系数,见《空气调节技术》P42页表2-5;CLQ—人体显热散热准负荷系数,如附录2-9表4所示,取决于人员在室内停留时间及进入室内时算起至计算时刻为止的时间。
人体潜热散热引起的冷负荷计算式为LQ1=q1nn′式中 q1—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量(见《空气调节技术》P43页表2-6),W;二、冷负荷计算参数选取(1)外墙:外墙为厚度为240mm的水泥砂浆,墙外墙体内外均粉刷。
外墙参数为:K=1.57W/(m2·k),β=0.35,ν=12.9,ε(h)=8.5,νf=2.0;(2)内墙:内墙为厚度为120mm的水泥砂浆,墙外墙体内外均粉刷;内墙参数为:K=2.37W/(m2·k),β=0.59,ν=6.32,ε(h)=5.2,νf=1.6;(3)楼板:楼板为100mm钢筋混凝土楼板,外表面为30mm砂浆找平层,50mm水磨石预制块,内表面粉刷。
楼板参数为:K=2.72W/(m2·k),β=0.50,ν=6.4,ε(h)=5.3,νf=1.8;(4)屋顶:厚度为90mm的通风屋面,外部分别偶隔气层,保温层,水泥砂浆找平层,防水层,通风层和细石混凝土层,内部粉刷,保温材料为:沥青膨胀珍珠岩。
屋顶参数为:K=2.27W/(m2·k),β=0.35,ν=39.4,ε(h)=9.0,νf=2.0。
第二节各房间冷负荷计算一层楼客厅屋顶冷负荷计算三层楼客房北外墙冷负荷计算三层楼视听室北外墙冷负荷计算第三章空调设备选型第一节空调系统的选择一、空调系统设计的基本原则1.选择空气调节系统时,应根据建筑物的用途、规模、使用特点、符合变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等,通过技术经济比较确定;当各空气调节区热湿负荷变化情况相似,宜采用集中控;2.选择的空调系统应能保证室内要求的参数,即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求;3.综合考虑初投资和运行费用,系统应经济合理;4.尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响;5.尽量减少风管长度和风管重叠,便于施工、管理和测试;二、结合本别墅的使用要求,能效、环保、节能并提升别墅的舒适度,有以下空调系统供参考:1.采用风冷模块机组:机组置于七层屋面,各楼层采用新风加风机盘管制冷。
此方案优点:制冷、新风均可满足人体舒适度,造价相对适中(约280-320元/平方),可并联,走水,密闭系统。
节能、环保均具备且维修率低。
适合大开间(餐厅、宴会厅等场所),同一时间段制冷(热)用量大。
1/4机组开,然后到1/2机组,最后到全部开。
缺点: a、在制冷的过程中,宝贵的热能散到空气中造成浪费,同时热水还须另外增加热泵机组。
b、热水热泵机组正好相反,制热水的同时将宝贵的制冷资源消耗到空气中,且综合节能还不是最好。
2.空调全热回收机组:该机主充分利用夏天制冷时散发的热量烧制热水,模式工作原理如下:(1)、制冷与风冷热泵一样设定温度到了自动待机。
(2)、制冷制热水:夏天设定这个模式上,给水箱烧热水和空调制冷同时进行。
(3)、制热:与风冷热泵一样设定温度到了自动待机。
(4)、制热水:与风冷热泵一样设定温度到了自动待机。
(5)、制热制热水:该模式制热水优先,当制热水温度达到设定温度时自动转换到制热上,两者温度都到达设定温度时该机处于待机状态,根据温度需要启动,无论什么时候都是以制热水优先保证热水。