安徽建筑大学
1 工程概况
1.1、工程概况
1.1.1、工程名称:合肥市某高层空调系统设计
1.1.2、地理位置合肥市。合肥地处我国南方夏热冬冷地区,属温带大陆性季风气候,主导风向夏季为东南风,冬季为西北风。 1.1.3、建筑面积:总建筑面积20000平方米。 功能:办公、商场。
层数:地上十五层,地下一层。 总高度:56.4米。
1.2建筑条件
1.2.1.结构类型:全框架结构
层高:一层4.5米,二至三层4.2米,四层3.9米,五到十五层3.6米。 1.2.2.围护结构类型
围护类型(名称) 传热系数(w/m2,夏/冬)(表1-1)
外墙[砖墙33-240-3] 内墙[砖墙(008001)] 外门[节能外门] 外窗[单层塑钢窗] 屋面[预制01-1-35-1]
0.71 2.38 3.02/3.12 4.7/4.93 1.88/1.91
内门[木(塑料)单层实体门] 3.35/3.35
2 设计依据及基础数据
2.1、设计依据
2.1.1、设计任务书 2.1.2、建筑设计方案
2.1.3、《采暖通风空调设计规范》(GBJ19-87-2001) 2.1.4、《民用建筑工程设计技术措施-暖通空调2动力》 2.1.5、《建筑防火设计规范》
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2.1.6、《高层建筑防火设计规范》
2.1.7、《采暖通风空调制图标准》(GBJ114-88) 2.1.8、《简明空调设计手册》建工出版社 2.1.9、《民用建筑空调设计》马最良 2.1.10、《暖通空调》教科书
2.2、基础数据
2.2.1、室外气象参数
本工程位于合肥市,合肥市位于北纬31°86',东经117°23',海拔4.5m。该地区室外气象参数摘录如下: 夏季:夏季空调计算干球温度:35℃ 夏季空调计算湿球温度:28.2℃ 空调设计日均温度:31.7℃ 平均风速:2.6m/s 大气压力:1000090Pa
冬季:冬季计算干球温度:-3℃ 空调室外计算相对湿度:75% 平均风速:2.5m/s 大气压力:100090Pa
2.2.2、室内设计参数
室内设计参数(表2-1) 房间名称 办公室 商业 前台
室温(C) 夏季 25 25 25 冬季 20 20 16 o相对湿度(%) 新 风 标 准 夏季 55 65 65 冬季 45 50 50 (m3/hp) 30 16 20 2.2.3、热工参数
热工参数根据建筑条件参阅有关资料确定(其中外墙应考虑冷、热桥,计算平均传热系数)。
外墙传热系数---0.71 W/(㎡/℃)
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屋面传热系数---1.88 W/(㎡/℃) 内墙传热系数---2.38W/(㎡/℃)
玻璃窗及玻璃门传热系数---3.34W/(㎡/℃)
2.2.4、动力及冷热源条件
冷源—蒸汽型溴化锂机组,热源—市政蒸汽管网提供热源 冷冻水循环:7℃供水,12℃回水; 冷却水循环:32℃进水,37.5℃出水。
2.3、人员、照明条件
人员、照明条件根据室内照明及人员密度估算指标估算如下: 1.人员估算:办公室0.1人/ m2,商业0.5人/ m2。 2.照明估算:办公室11W/m2,商业40W/m2。 3.设备估算:办公室13W/m2,商业13W/m2。
3 负荷计算
3.1空调冷负荷计算 3.1.1空调冷负荷计算方法
3.1.1.1 围护结构
1)、外墙、屋顶的瞬变传热的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下,外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算:
式中:
LQ1?F?K?(tln?tn)W (3.1.1)
LQ1——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W;
F——外墙和屋面的面积,㎡;
K——外墙和屋面的传热系数,W/(㎡2℃),可根据外墙和屋面的不同构造,表1-6(a)或表1-6(b)[1]中查取; tn ——室内计算温度,℃;
tln——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值,℃,根据外墙和屋面的不同类型分别在表1-7(a)~表1-7(g)[1]中查取
必须指出:(3.1)式中的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数为依据计算出来的,因此对不同地区和不同情况应按下式进行修正:
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t'ln?(tln?td)k?kp℃ (3.1.2)
式中:td——地区修正系数,℃,见表1-8(a)及表1-8(b)[1]; ka ——不同外表面换热系数修正系数,见表1-9[1]; kp ——不同外表面的颜色系数修正系数,见表1-10[1];
2)、外窗玻璃瞬变传热的冷负荷
在室内外温差的作用下, 玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算:
LQ3?FK(tl?tn)W (3.1.3)
式中:F——外玻璃窗面积,m2;
K——玻璃的传热系数,W /( m22k) ; 本设计单层玻璃K=6.26 W /( m22k) ;
tl——玻璃窗的冷负荷温度逐时值,℃,见表1-13[1]; tn——室内设计温度,℃ 。 不同地点对t l按下式修正:
t'l?tl?td (3.1.4)
式中:td——地区修正系数,℃ ,见表1-14[1]。
3)、玻璃窗日射得热冷负荷
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算:
LQ4?FCzDjmaxCLQW (3.1.5)
式中:F——玻璃窗的净面积,是窗口面积乘以有效面积系数Ca,本设计窗 Ca=0.85;
Cz——玻璃窗的综合遮挡系数Cz=Cs2Cn ;
其中,Cs—— 玻璃窗的遮挡系数,由表1-16[1]查得,6mm厚吸热玻璃Cs =0.89; Cn—— 窗内遮阳设施的遮阳系数,由表1-17[1]查得,中间色活动百叶帘Cn =0.6;
Djmax——日射得热因数的最大值,W/m2,由表1-18[1]查得; CLQ ——冷负荷系数,由表1-19(a)~表1-19(b)[1]查得。 4)、内墙、门、窗、楼板传热的冷负荷
当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3℃时,要考虑由内维护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可按如下传热公式计算:
LQ2?FK(tls?tn)W (3.1.6)
式中:F——内维护结构的传热面积,m2;
K——内维护结构的传热系数,W /( m22k) ; tn ——夏季空调房间室内设计温度,℃;
tls ——相邻非空调房间的平均计算温度,℃ 。
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t'ls按下式计算
't ls?t?tls℃ (3.1.7)
式中:t ——夏季空调房间室外计算日平均温度,℃;
tls ——相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日平均温度的差值,当相邻散热量很少时,tl s取3℃,;当相邻散热量在23~116W/m2时,tls取5℃。
3.1.1.2、照明散热冷负荷
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为:
白炽灯: LQ5 =10002N2CLQ W (3.1.8) 荧光灯: LQ5 =10002n12n22N2CLQ W (3.1.9) 式中:LQ5——灯具散热形成的冷负荷,W; N——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时,取n1=1.2;当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时,可取n1=1.0;本设计取n1=1.0;
n2——灯罩隔热系数,当荧光灯上部穿有小孔(下部为玻璃板),可利用自然通风散热与顶棚内时,取n2=0.5~0.8;而荧光灯罩无通风孔时,取n2=0.6~0.8;本设计取n2=0.6; CLQ——照明散热冷负荷系数。
本设计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30w/m2。设备负荷为45 w/m2。 3.1.1.3、电动、电子设备设备散热冷负荷
设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算:
LQ7?Qq?QCLQW (3.1.10)
式中:Q7——设备和用具实际的显热形成的冷负荷,W; Qq——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; 如果空调系统不连续运行,则CLQ=1.0。
设备和用具的实际显热散热量按下式计算 1)、电动设备
当工艺设备及其电动机都放在室内
Q=10002n12n22n32N/η (3.1.11)
当只有工艺设备在室内,而电动机不在室内时:
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