【文章內(nèi)容簡介】 文 第一章 文獻綜述 4 隨著我國經(jīng)濟的逐步增長，居住條件日益改善，人們對生活環(huán)境的舒適性的要求越來越高，對中央空調(diào)的需求越來越大，家用空調(diào)從奢侈品變成了舒適家居的不可缺少的 重要部分 [10]。 中國的國情與美國和日本都有很大的不同，因此，在發(fā)展家用小型中央空調(diào)的道路上，應當結合中國自身的特點，在仔細分析中國具體國情的基礎上，推進我國在中央空調(diào)領域中的研究和應用。 第一， 我國是一個幅員遼闊的國家，地理、氣候條件極為復雜，擁有多種多樣的氣候類型。這就必然要求我們的中央空調(diào)具有多樣性的特點。如何根據(jù)不同的氣候特征選擇合適的空調(diào)型式，如何在系統(tǒng)設計中充分考慮不同氣候的影響，這是我們在發(fā)展中央空調(diào)時應當考慮的問題。 第二，我國經(jīng)濟發(fā)展水平地區(qū)差異性大，在不同的地區(qū)人們對空調(diào)的需求不一樣。即使在同一地區(qū)，由于人們的收入水平不一樣，住宅形式也千差萬別，而且生活習慣也不盡相同，因此對家用空調(diào)的需求也是多層次的。如何針對不同層次的用戶設計不同型式的家用空調(diào)，這也是值得研究的一個問題。 第三，從能源的角度來看，我國雖然能源總量很大，但由于人口眾多，人均能源擁有量不高，能源供應相對較為緊張。而住宅空調(diào)在當前的能源消耗結構中所占的比重是非常大的。這就要求我國的家用小型中央空調(diào)的發(fā)展必需注重節(jié)能性，一方面要注重提高機組本身的能效比，另外一方面應當注重能源的綜合利用。這樣也就對變流量技術、蓄能技術、能源綜合 利用技術等提出了更高的要求。 通過以上分析可以看出，我國對中央空調(diào)的需求是多樣化、多層次的，因此我們對中央空調(diào)的研究也應當遵循相應原則，對各種型式的中央空調(diào)進行研究和開發(fā)，不應當只強調(diào)某一種型式的系統(tǒng)而忽視其它類型。在研究和設計過程中，應當充分考慮到中國在地理氣候條件、居住住宅形式、人們生活習慣等諸方面的因素，針對中國的用戶開發(fā)出適合中國國情的中央空調(diào)系統(tǒng) [6]。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 工程概況及設計參數(shù) 5 第二章 工程概況及設計參數(shù) 建筑資料 本建筑是沈陽一幢五層高的賓館，本賓館第一層為餐館，其余四層為客房，一層層高為 米，其他各層 層高為 米，建筑物總高度約為 米，總建筑面積約為 2200 平方米。 本系統(tǒng)管線不復雜，施工方便，夏季空調(diào)和冬季供暖同用一套系統(tǒng)。所有房間采用風機盤管加新風系統(tǒng)；廁所設置排風扇，保持廁所的相對負壓，通過其他房間滲透補充廁所風量，再通過廁所風機排出，使廁所異味不能擴散至其他房間。正壓控制的問題，為防止外部空氣流如空調(diào)房間，設定保持室內(nèi) 5~10Pa 正壓，送風量大于排風量時，室內(nèi)將保持正壓。 該設計中采用的計算方法和數(shù)據(jù)依據(jù)主要來源于薛殿華主編的《空氣調(diào)節(jié)》，《中央空調(diào)常用數(shù)據(jù)速查手冊》，《空調(diào)制冷 專業(yè)課程設計指南》還有其他的一些相關資料。 相關建筑圖見附錄。 該建筑物相關資料如下： 1） 屋面 保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，厚度為 75mm. 2）外墻 外墻為厚度是 370mm 的紅磚墻，內(nèi)粉刷白灰。 3）外窗 雙層鋼窗，玻璃為 6mm 厚的吸熱玻璃，內(nèi)有活動百葉窗作為內(nèi)遮陽。 4）人數(shù) 人員數(shù)的確定是根據(jù)各房間的使用功能及使用單位提出的要求確定的，本綜合樓人員密度按黃翔、連之偉、哈文主編的《空調(diào)工程應用》中的數(shù)值估算。 5）照明、設備 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 工程概況及設計參數(shù) 6 由建筑電氣專業(yè)提供，照明設備為 暗裝熒光燈，鎮(zhèn)流器設置在頂棚內(nèi)，熒光燈罩無通風孔，功率為 30W/m2 。設備負荷為 40W/m2 。 6）空調(diào)使用時間 辦公樓空調(diào)每天平均使用約 13 小時，即 8： 00~21： 00。 7）動力與能源資料 水源：該建筑的東、南兩側均有市政給水管線，水源較充足，水質(zhì)較硬。 電源：有 380V 和 220V 電源，用電容量能夠滿足要求。 熱源：該樓無熱源需選用鍋爐滿足冬季供熱及全年熱水供應。 氣源：該建筑的東、南兩側均敷設有天然氣管道，天然氣熱 值為 19000KJ/Nm3 ,且供應量充足。 氣象資料 表 21 室外氣象參數(shù)表 表 22 室外計算（干球）溫度（ 。 C） 冬季 夏季 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度 采暖 空氣調(diào)節(jié) 最 低 日平均 通風 通風 空氣調(diào)節(jié) 空氣調(diào)節(jié) 日平均 計 算 日較差 19 22 12 28 其他： 新風量取 30m3 /hp。 噪聲聲級不高于 40Db。 空氣中含塵量不大于 。 室內(nèi)空氣壓力稍高于室外大氣 。地理位置 大氣壓力 kPa 北緯 東經(jīng) 海拔（米） 冬季 夏季 41。 46， 123。 26， 沈陽化工大學學士學 位論文 第三章 負荷計算 7 第三章 負荷計算 負荷計算原理與方法 空調(diào)冷 負荷 的構成 包括： 1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷 ； 2）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 ； 3）透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷 ； 4）設備散熱引起的冷負荷，包括電動設備、電熱設備、電子設備、照明設備等 ； 5）人體散熱形成的冷負荷 。 圍護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法 1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷 在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按 式(31)計算： LQ1=FK(tln tn ) (31) 式中 LQ1 —— 外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷 ， W； F—— 外墻和屋面的傳熱面積 ， m2 ； K—— 外墻和屋面的傳熱系數(shù) ， W/（ m2 ℃ ） ， 可根據(jù)外墻和屋 面的不同構造 ，查取 。 tn —— 室內(nèi)計算溫度 ， ℃ ； tln —— 外 墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值 ， ℃ ， 根據(jù)外墻和屋面的不同類型分別查取。 必須指出 ： 上 式中的各圍護結構的冷負荷溫度值都是 以北京地區(qū)的氣象參數(shù)為依沈陽化工大學學士學 位論文 第三章 負荷計算 8 據(jù)計算的，因此對不同地區(qū)和不同情況應按 式 (32)進行修正： t′ln =(tln +td )k a k p (32) 式中 td —— 地區(qū)修正系數(shù) ， ℃ ； ka —— 不同外表面換熱系數(shù)修正系數(shù) ； kp —— 不同外表面的顏色系數(shù)修正系數(shù) 。 2） 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 在室內(nèi)外溫差的作用下，玻璃窗瞬變傳熱形成的冷負荷可按下式計算： LQ3=FK（ tl tn ） (33) 式中 F—— 外玻璃窗面積 ， m2 ； K—— 玻璃的傳熱系數(shù) ， W/（ m2 k ） 。 本設計單層玻璃窗 K= W/（ m2 k ） ； tl—— 玻璃窗的冷負荷逐時值 ，℃； tn —— 室內(nèi)設計溫度 ，℃。 不同地點對 t,1按下式修正 ： t,1′=t1 +td 式中 td —— 地區(qū)修正系數(shù) ，℃。 透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷 透過玻 璃窗進入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時冷負荷按下式計算： LQ4 =FCz D m a x . j C LQ (34) 式中 F—— 玻璃窗的凈面積，是窗口面積乘以有效面積系數(shù) Ca， 本設計 雙 層鋼窗 Ca=； Cz —— 玻璃窗的綜合遮擋系數(shù) Cz =Cs C n 。 其中， Cs —— 玻璃窗的遮擋系數(shù) ； Cn —— 窗內(nèi)遮陽設施的遮陽系數(shù) ； D —— 日射得熱因數(shù)的最大值 ， W/ m2 ； 沈陽化工大學學士學 位論文 第三章 負荷計算 9 CLQ —— 冷負 荷系數(shù) 。 設備散熱引起的冷負荷 設備和用具顯熱形成的冷負荷按下式計算： LQ=QCLQ (35) 式中 Q—— 設備和用具的實際顯熱散熱量 ， W； CLQ —— 設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)。根據(jù)這些設備和用具開始使用后的小時數(shù)及從開始使用時間算起到計算冷負荷的小時數(shù)、以及有罩和無罩情況不同而定。 設備和用具的實際顯熱散熱熱量按下式計算 1） 電動設備 當工 藝設備及其電動機都放在室內(nèi)時： Q=1000n1 n2 n3 N/? (36) 當只有工藝設備在室內(nèi)，而電動機不在室內(nèi)時 ： Q=1000n1 n2 n3 N (37) 當工藝設備不在室內(nèi)，而只有電動機在室內(nèi)時 ： Q=1000n1 n2 n3 N???1 (38) 式中 N—— 電動設備的安裝功率 ， kW； ? —— 電動機效率，可由產(chǎn)品樣本查得 ； n1 —— 利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，一般可取 ～ 可用以反映安裝功率程度 ； n2 —— 電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均實耗功率與機器設計時最大實耗功率之比； n3 —— 同時使用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取 ～ 。 2） 電熱設備散熱量 對于無保溫密閉罩的電熱設備，按式 (39)計算 ： Q=1000n1 n2 n3 n4 N (39) 沈陽化工大學學士學 位論文 第三章 負荷計算 10 式中 n4 —— 考慮排風帶走熱量的系數(shù)，一般取 ； 其他符號意義同前 。 3） 電子設備散熱量 計算公式為 Q=1000n1 n2 n3 N， 其中系數(shù) n2 的值根據(jù)使用情況而定，對已給出實測的實好功率值的電子計算機可取 。一般儀表取 ～ 。 照明散熱形成冷負荷 根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同，其冷負荷計算式 [6]分別為： 白熾燈 ： LQ5 =1000NC LQ (310) 熒光燈： LQ5 =1000n 1 n 2 NC LQ (311) 式中 LQ5 — 燈具散熱形成的冷負荷 ， W； N—— 照明燈具所需功率 ， kW； n1 —— 鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取 n1 =；當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內(nèi)時，可取 n1 =； 本設計取 n1 =； n2 —— 燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱與頂棚內(nèi)時，取 n2 =～ ； 而熒光燈罩無通風孔時，取 n2 =～ ； CLQ —— 照明散熱冷負荷系數(shù) 。 本設計照明設備為暗裝 白熾 燈，鎮(zhèn)流器設置在頂棚內(nèi)，熒光燈罩無通風孔，功率為11W/ m2 。 人體散熱形成的冷負荷 人體散熱引起的冷負荷計算式為 (312)： LQ6 =qs nn′CLQ (312) 式中 qs —— 不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子顯熱散熱量 ， W； n—— 室內(nèi)全部人數(shù) ； n′—— 群集系數(shù) ； CLQ —— 人體顯熱散熱冷負荷系數(shù) 。 沈陽化工大學學士學 位論文 第三章 負荷計算 11 計算實例 下面以 二層客房 2 的冷負荷計算為例： 已知條件： 1） 北墻： 紅磚墻， K=（ m2