空调系统设计方法.ppt

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1、空调系统设计方法,第一节 工况设计与过程设计第二节 空调冷、热负荷计算第三节 空调系统的设计方法步骤第四节 空调系统方案选择与设计,第一节 工况设计与过程设计,一、空调负荷的特点,非满负荷多变性对策：多方面考虑分析,第一节 工况设计与过程设计,一、空调负荷的特点,目前国内的空调设计造成大量的设备闲置,对此设计冷负荷取值过大是其中主要原因。,第一节 工况设计与过程设计,一、空调负荷的特点,有的空调设计，不管房间大小、朝向、层次、所处位置(中间或端头)均按同一指标来估算夏季空调冷负荷与冬季空调热负荷，并以此来配置空调设备，这是不妥当的。,第一节 工况设计与过程设计,二、过程设计,工况设计与过程设计

2、的区别工况设计静态设计举例过程设计充分考虑非满负荷运行的工况措施：冷负荷考虑分析，设备节能分析，设备匹配选型,第二节 空调冷热负荷的计算,空调冷负荷计算的内容,建筑围护结构外窗辐射照明人体散热照明散热设备散热实物物料散热新风散热伴随散热的潜热,第二节 空调冷热负荷的计算,冷负荷估算,朝向差别地域差别分布差别,第二节 空调冷热负荷的计算,湿负荷,人体散湿量新风带入的湿量液面或者湿表面的散湿量,第二节 空调冷热负荷的计算,热负荷计算,采暖热负荷计算空调热负荷计算（附加新风加热量）,第二节 空调冷热负荷的计算,三、空调冷负荷估算,作为方案设计和初步设计的参考,第二节 空调冷热负荷的计算,四、设计负荷

3、,设计负荷应考虑的问题空调工作班次，同时使用系数,第三节 空调系统设计方法步骤,两种典型中央空调的设计步骤简介,中央空调系统设计,主要介绍常规中央空调系统设备的设计选型 1.水冷冷水机组空调系统 2.风冷冷水机组空调系统,水冷冷水机空调系统,主要设备有（1）螺杆机组（2）冷却塔（3）冷冻水泵（4）冷却水泵（5）补水泵（6）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（7）水过滤器（8）膨胀水箱（9）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）,水冷螺杆机组水系统流程图（一）,水冷螺杆机组水系统流程图（二）,水冷冷水机空调系统,一、制冷主机的选择,1.根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算 2.统计建筑空

4、调总冷负荷 3.大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为7080%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。4.制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷既可选择制冷主机。,制冷主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定,建筑物冷负荷估算指标,二、水泵的选择,卧式离心泵,立式离心泵,1、水泵的主要形式,2、水泵型号含义,SLS 200-250,叶轮名义直径,泵进出口公称直径,SLS单级单吸立式离心泵,3、水泵选择的步骤,第一步：水泵流量的确定,1.冷却水流量：一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下 公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量,

5、L(m3/h)=,Q(kW),（4.55）x1.163,X(1.151.2),2.冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。,L(m3/h)=,Q(kW),（4.55）x1.163,第二步：水系统水管管径的计算,在空调系统中所有水管管径一般按照下述公式进行计算：,L(m3/h),0.785x3600 xV(m/s),D(m)=,公式中：L-所求管段的水流量（第一步已计算出）V-所求管段允许的水流速,流速的确定：一般，当管径在DN100到

6、DN250之间时，流速推荐值为1.5m/s左右,当管径小于DN100时,推荐流速应小于1.0m/s,管径大于DN250时，流速可再加大。进行计算是应该注意管径和推荐流速的对应。,注意：一般，选择水泵时，水泵的进出口管径应比水泵所在管段的管径小一个型号。例如：水泵所在管段的管径为DN125,那么所选水泵的进出口管径应为DN100。,目前管径的尺寸规格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600,水泵的选择,第三步：水泵扬程的确定

7、,以水冷螺杆机组为例：,冷冻水泵扬程的组成 1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为57mH2O；（具体值可参看产品样本）2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为57mH2O；（据体值可参看产品样本）3.回水过滤器阻力，一般为35mH2O；4.分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为710mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为2635mH2O，一般为3236mH2O。注意：扬程的计算要根据制冷系统的具体情况而定，不可照 搬经验值！,水泵的选择,冷却水泵扬程的组成 1.制冷机组冷凝器水阻力：一般为57mH2O；（具体值可参看产品

8、样本）2.冷却塔喷头喷水压力：一般为23mH2O 3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为23mH2O 4.回水过滤器阻力，一般为35mH2O；5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为58mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为1726mH2O，一般为2125mH2O。,补水水泵扬程的计算：补水水泵扬程为系统最高点距补水泵接管处的垂直距离和 补水管路的沿程阻力损失和局部阻力损失。沿程阻力损失和局部阻力损失一般为35mH2O。,4、水泵参数表（部分）,举例：如果计算出系统水流量为160m3/h,则水系统管径计算为DN200，所以水泵管径选DN150，扬程选为32mH2O，校核水泵 参

9、数表中流量和扬程部分，选取：SLS150-315型号的水泵。,5、水泵并联运行情况,由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。故强烈建议：1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台。,一般，冷冻水泵和冷却水水泵的台数应和制冷主机一一对应，并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取。,三、冷却塔的选择,1、冷却塔的主要形式,圆形逆流冷却塔,方形横流冷却塔,当然冷却塔的分类形式还有很多种，在这里就不一一列举了。,2、冷却塔的结构,3、冷却塔设计选型,1、冷却塔台数与制冷主机的数量一

10、一对应，可以不考虑备用；2、冷却塔的水流量=冷却水系统水量1.2；举例：假设空调系统冷却水量为160m3/h，那么冷却塔的冷却水量=160 1.2=192 m3/h，根据就近原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为200m3/h 的冷却塔。,四、电子水处理仪、水过滤器的选择,1、产品主要形式,“Y”形过滤器,电子水处理仪,2、电子水处理仪和过滤器的选择,空调水系统中使用到的电子水处理仪和水过滤器一般都按照设备所在管段的管径进行选择。冷却水系统属开式系统，必须使用电子水处理仪；冷冻水系统属闭式系统，要求不是那么严格，可以在冷冻水系统管路中或膨胀水箱进水管路中安装电子水处理仪。,五、全自动软化水装置的选

11、择,当工程所在地水质较硬或是系统较大的时候，系统的循环水和补水最好是软化水，该空调系统必须配置水软化装置，一般选用全自动软化水装置；全自动软化水装置的选用一般按照系统补水量进行选择。补水装置可以根据实际情况来选（装置小，系统补水时间长；装置大，系统补水时间短）。,工程图片,六、膨胀水箱的选择,膨胀水箱一般按照冷冻水系统管路总水容量的23%选择 一般，一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为24立方。,六、末端设备的选择,1、风机盘管的选择,风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故有风机盘管的选择有如下两种方法：（1）根据房间循环风量选：房间面积、层高（吊顶后）和房间换气次数三者的乘

12、积即为房间的循环风量。利用循环风量对应风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。（2）根据房间所需的冷负荷选择：根据单位面积负荷和房间面积，可得到房间所需的冷负荷值。利用房间冷负荷对应风机盘管的高速风量时的制冷量即可确定风机盘管型号。确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或安装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。,对于一般的住宅和办公建筑，房间面积在20m2以下，可选用FP-3.5,25m2左右的选用FP-5.0，30m2左右的选用FP-6.3,35m2左右的选用FP-7.1。房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管，房间单位面积负荷较大，对噪音要求不高时

13、可考虑使用风量和制冷量较大的风机盘管。,2、空气处理机的选择,空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有空调工况和新风工况两种工作状态。空气处理机组的选择一般由三个主要参数决定：风量、表冷器排管数和机外余压。先根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号，然后根据需要提供的冷量来决定其排管数，如此便可确定。根据系统需要的余压要求确定余压。空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。另外机组的送回风方式也有多不同。徐根据建筑情况和建筑业主要求进行最终的确定。注意：空调工况的制冷（热）量比新风工况时要小。,3、组合式空调机组的选择（略）,七、工程概算,1.设备费（除膨胀水箱、

14、软化水箱、阀门管道和管件以外，全部为设备费，设备费的准确度应比合同最终签订价高8%10%左右）。2.设备运杂费（运输、包装费等）一般取设备费的1%2%（根据设备的产地和使用地的距离来确定）。3.设备安装费：一般取设备的5%8%，（除散件设备，如：冷却塔的安装费：取冷却塔设备费的10%15%）。4.设备运行调试费：一般取设备费的0.5%1%。5.管道制作、安装、保温等费用，一般为设备费的20%40%。（根据系统的复杂程度来确定）。6.电气费、土建费用（应另行计算）。7.工程设计费，取以上所有费用合计的2.5%3%。8.工程的其他费用（包括各种税费、工程临时设施费、冬雨季施工费、利润等），一般取以

15、上所有费用合计的5%8%。上述所有费用之和即工程总造价。,一般，使用水冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风的情况下，建筑空调造价为200元/m2左右，末端为风机盘管加新风的为250元/m2左右。使用风冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风的情况下，建筑空调造价为300元/m2左右，末端为风机盘管加新风的为350元/m2左右。,风冷冷水机空调系统,主要设备有：（1）风冷冷水机组（2）冷冻水泵（3）补水泵（4）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（5）水过滤器（6）膨胀水箱（7）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）,所有设备的选型方法和原则与水冷冷水机组空调系统一样！,第四节 空调系统方案的选择与设计,一

16、、冷热源方案二、空调系统方式与空调房间气流组织形式三、空调水系统四、空调冷却水系统设计五、新风系统设计,第四节 空调系统方案的选择与设计,一、冷热源方案二、空调系统方式与空调房间气流组织形式三、空调水系统四、空调冷却水系统设计五、新风系统设计,方案选择至关重要,第四节 空调系统方案的选择与设计,一、冷热源方案空调能耗占建筑能耗的50%-60%冷热源能耗占空调能耗的50%-60%,。(1)国家能源政策。(2)产品安全可靠性及使用寿命。(3)初投资和运行费用。(4)产品能耗指标和使用的能源条件。(5)环保效果。,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,1、全空气空

17、调系统优点？缺点？,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,2、风机盘管加新风系统优点？缺点？安装的灵活性,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,3、空调房间的气流组织形式常用的气流组织有哪几种？节能型的气流组织形式,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、空气的处理与凝结水的排放（1）空气处理设备风机盘管选型原则,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、空气的处理与凝结水的排放2）柜式空调器的特性新风工况回风工况,第四节 空调系统方案的选择与设计,

18、二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、空气的处理与凝结水的排放3）组合式空调机组组合方式参看企业资料,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、空气的处理与凝结水的排放凝结水排放系统开式、非满流自流系统,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、空气的处理与凝结水的排放凝结水排放系统（1）凝结水量计算室内散湿量加新风散湿量（2）管径选择,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、空气的处理与凝结水的排放,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,4、

19、空气的处理与凝结水的排放,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,1、全空气空调系统2、风机盘管加新风系统3、空调房间的气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放,第四节 空调系统方案的选择与设计,二、空调系统方式与空调房间气流组织形式,1、全空气空调系统2、风机盘管加新风系统3、空调房间的气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,分类双管制，三管制和四管制同程式和异程式水平式和垂直式闭式和开式定流量和变流量,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,分类膨胀水箱的安装位置水系统的划分同程式与异程式冷水泵

20、的选择与节能,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统水系统工艺流程，图4-19,分类膨胀水箱的安装位置,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,水系统的划分功能，承压（竖向分区）,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,水系统竖向划分（1）水系统的压力分布,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,水系统竖向划分（2）水系统的竖向分区1）中间设置二次换热装置2）分别设置冷源100m左右高层建筑为界。,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,同程式与异程式系统水力不平衡率分析,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,5、冷水泵的选择与节能

21、（1）定转速同型号水泵并联系统分析（2）大，小泵匹配,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,5、冷水泵的选择与节能（1）定转速同型号水泵并联系统分析,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,5、冷水泵的选择与节能（2）大，小泵匹配1）两台大泵，一台小泵（两台冷水机组）2）两台小泵并联（一台冷水机组）,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,5、冷水泵的选择与节能（2）大，小泵匹配3）变速调节A，多台并联水泵其中一台转变速B，多台并联转变速,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,6、一级泵、二级泵系统（1）一级泵手动调节水系统靠风速调节，应用于小型空调

22、系统。,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,6、一级泵、二级泵系统（2）一级泵、电动两通阀调节水系统二通阀和风机连锁，节能。常用的一种水系统缺点：水泵不节能。,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,6、一级泵、二级泵系统（3）一级泵、电动三通阀调节水系统空气处理设备运行有利。定流量系统，不节能，不常用。,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,6、一级泵、二级泵系统（4）一级泵、水泵变流量水系统由于冷水机组（最低额定流量）的可靠性和负荷运行分析。应用比较少。,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,6、一级泵、二级泵系统二级泵系统冷源侧一级泵负荷侧

23、二级泵,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,6、一级泵、二级泵系统二级泵系统（1）多台水泵并联供水（2）安不同环路流量和阻力分别选择水泵（3）水泵变速，变流量供水。,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水1)、冷却水循环系统2)、冷却塔的选择（1）原理与分类（2）冷却水量（3）冷却塔的选择3)、冷却水泵的选择4)、冷却水系统的补水量5)、冷却水水质6）、冷却水系统的节能,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱

24、的容积及系统补水1)、冷却水循环系统2)、冷却塔的选择（1）原理与分类（2）冷却水量（3）冷却塔的选择,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水3)、冷却水泵的选择流量多少？扬程多少？,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水4)、冷却水系统的补水量1%-1.5%,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水5)、冷却水水质软化法电子水处理法加药法,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调水系统,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水6）、冷却水系统的节能冷却水泵的变流量运行A、对冷水机组的影响B、对冷却塔的影响,第四节 空调系统方案的选择与设计,三、空调冷却水系统设计,7、空调水系统膨胀水箱的容积及系统补水,