集中式空调系统的设计与预算.docx
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集中式空调系统的设计与预算
工程设计总说明
一、工程概况
该工程建筑为学院复合型人才培训楼，位于南宁市，坐北向南，总建筑面积为7225.146㎡，共有六层。
第一层分为教室、大厅、餐厅、客房、管理员室、保安室六个空调区，第二至六层每层分为教室、会议室、大厅、客房四个空调区。
总的空调面积为3570.7㎡，其组成分别为教756㎡，大厅926.64㎡，餐厅140.76㎡，会议室458.5㎡，客房1263.6㎡，管理员室12.6㎡，保安室12.6㎡。
该工程建筑全部采用集中式中央空调系统，各房间供冷方式采用风机盘管系统，除了客房设新风系统外，其他空调区不设新风系统。
制冷主机房另建，冷却塔设在楼顶。
二、设计依据
1、《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）相关部分
中华人民共和国建设部出版社
2、《采暖通风与空气调节制图标准》（GB/T50114-2001）
中华人民共和国建设部出版社
3、《中央空调》人民邮电出版社2003年4月第1版,主编:
朱勇王宏
4、《空气调节》中国建筑工业出版社2000年6月第1版主编:
李岱森万建武曲云霞
5、《建筑安装工程预算》北京机械工业出版社2006年8月第2版主编:
刘庆山
6、《空调通风工程识图与施工》李峥嵘等主编安徽科学技术出版社2000年出版
7、《民用建筑空调设计》马最良、姚杨主编化学工业出版社2003年出版
8、《中央空调工程通用图纸集粹》陈航主编朱淑婧副编
中国水电水利出版社2005年6月第11版
9、《给排水、采暖、燃气工程》科学出版社（GYD-208-2000）
三、设计采用的气象数据
1、空调室外计算干球温度：
夏季34.2℃，冬季5℃
2、夏季空调室外计算湿球温度：
27.5℃
3、夏季空调室外计算相对湿度：
78％
4、冬季空调室外计算相对湿度：
75％
5、大气压力：
夏季101140Pa，冬季99600Pa
6、室外平均风速：
夏季1.6m/s,冬季1.8m/s
四、空调房间的设计条件
房间
类型
人员
密度
㎡/人
夏季
冬季
新风量
m3/h人
空气中
含尘量
Mg/m3
温度
℃
相对
湿度％
风速
m/s
温度
℃
相对
湿度％
风速
m/s
教室
0.5
25-27
50-60
0.2-0.3
18-20
40-50
0.15
80
<0.2
会议室
0.5
24-26
50-60
0.2-0.3
18-20
40-50
0.15
80
<0.2
客房
0.12
24-26
50-60
0.2-0.3
18-20
40-50
0.15
50
<0.2
餐厅
0.6
24-26
45-65
0．3-0．4
17-20
50-60
0.15
25
<0.35
大厅
0.3
24-26
≤65
0.2-0.3
18-20
≥30
0.15
25
<0.3
管理员室
0.12
24-26
50-60
0.2-0.3
18-20
40-50
0.15
50
<0.2
保安室
0.12
24-26
50-60
0.2-0.3
18-20
40-50
0.15
50
<0.2
五、空调系统的划分与组成
系统编号
服务区域
空调方式
空调机形式
气流组织形式
K-1
教室
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
K-2
大厅
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
K-3
餐厅
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
K-4
客房
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
K-5
会议室
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
K-6
管理员室
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
K-7
保安室
风机盘管
系统
卧式暗装
侧送百叶口送风
六、建筑负荷及冷热源设备选择
（一）、冷负荷计算（采用空调面积估算法）
冷负荷Q=空调房面积F×冷负荷指标N
空调房间类型
空调房面积F
（㎡）
冷负荷指标N
（w/㎡）
冷负荷
（Kw）
（Kal/h）
教室
756
190
143.64
123587.86
大厅
926.64
130
120.4632
103646.54
餐厅
140.76
280
39.4128
33910.773
会议室
458.5
229
104.9965
90338.989
总客房
1263.6
110
138.996
119592.16
管理员室
12.6
120
1.512
1300.9248
保安室
12.6
130
1.638
1409.3352
合计
550.659
473787
（二）、制冷机组选型
因此工程需要的总冷负荷为550.659kw，根据此数据，现选择由美国特灵（TRANE）空调公司中国分公司生产的RTHB系列水冷螺杆式冷水机组，共需要两台，一台为各空调区提供冷量，一台为以后维修备用。
机组参数如下表格：
RTHB系列螺杆式冷水机（7/12℃冷冻水，32/37℃冷却水）l/s（产地：
中国）
型号
制冷量
输
入
功
率
kw
电
动
机
功率
kw
电流（A）
蒸发器
冷凝器
ton
kw
运
转
起
动
存
水
量
l
水
流
量
l/s
压
力
降
kpa
存
量
水
l
水
流
量
l/s
压
力
降
kpa
RTHB215L
179
629
126
167
213
1003
155
31
55
155
36
49
续上表
冷
媒
重
量
kg
滑
润
油
用
量
kg
运
输
重
量
kg
运
行
重
量
kg
尺寸mm
接管尺寸mm
长
宽
高
蒸发器
冷凝器
239
38
34999
3783
3534
1083
1784
125
125
七、风管系统设计与空调机选型
（一）送风量的确定、
（二）送风管的设计
此两项在本工程无需计算，详情如下：
所有的空调系统都采用风机盘管，在与建筑商等有关部门商量后一致认为，因为此建筑是人才培训楼，教室、会议室、大厅等的门口常处于开启状态，且人员停留时间较短，故为节省成本，在此不设送风管进行送风，而采取用FP系列的风机盘管对房间直接送风，无需送风管。
在此不计算送风量，直接根据空调房间的冷负荷进行FP系列风机盘管选型。
（三）风机盘管机组选型
选型依据：
表格A
空调房间
冷负荷（w）
教室
143640
大厅
120463.2
餐厅
39412.8
单间客房
1782
会议室
1049965
管理员室
1512
保安室
1638
表格B
上海三燕空调设备有限公司生产的风机盘管性能参数表
性能/型号
FP4.0
FP5
FP6.0
FP7.1
FP8.0
FP10
FP12.5
FP14
FPl6
FP20
风
量
（m3
/h）
高（H）
350
500
630
710
840
1000
1250
1400
1640
2000
中（M）
250
360
450
510
610
720
900
1010
1150
1440
低（L）
180
260
330
370
440
520
650
730
840
1040
冷
量
（W）
高（H）
2000
2800
3730
4100
4500
5300
6600
7400
8500
10650
中（M）
1800
2400
2820
3200
3450
5000
6100
6700
7500
8100
低（L）
1400
2000
2200
2500
2800
4300
5200
5800
6300
6800
热
量
（W）
高（H）
3000
4200
5280
6000
6750
7950
9900
11100
12750
16500
中（M）
2600
2600
4100
4500
5175
7300
9380
10050
11150
14500
低（L）
2000
3000
3200
3500
4200
6100
8100
8700
9500
11500
普通型噪声
dB（A）
≤36
37≤
38≤
39≤
43≤
45≤
43≤
43≤
46≤
46≤
高压噪声dB（A）
39≤
40≤
≤41
42≤
46≤
48≤
46≤
46≤
49≤
47≤
电源
单相交流220V50Hz
电
机（
W）
标准型输入功率
25
30
36
48
60
60
87
96
120
160
标准型输出功率
8
12
16
16
25
25
40
16×2
25×2
40×2
余压型输入功率
40
50
55
60
70
90
100
110
160
200
余压输出功率
16
16
25
25
40
40
50
25×2
40×2
50×2
换
热
器
型式
3排铜管套铝片
供水量kg/h
400
500
630
710
800
1000
1250
1400
1600
2000
工作压力
1．2MPa
水阻力KPa
5
9
15
19
27
40
14
19
26
40
接管
进出水接管
DN20管螺纹
凝结水接管
DN20管螺纹
重
量
（kg）
卧式暗装WA
16
19
21
22
23
25
35
38
40
47
根据表格A和表格B，通过如下计算即可选出风机盘管组及所需台数。
计算如下：
每层有两间教室，则每间教室冷负荷=143640÷（2×6）=11970w，则需风机盘管（FP-6.0）台数=11970÷3730=4（台），故每间教室选4台FP-6.0型号的风机盘管机组，依此法计算，可列出各个空调区所需风机盘管型号及台数如下数据：
空调房间
类型
风机盘管
型号
名义风量
（m3/h）
名义冷量
（w）
水阻力
（kpa）
所需台数
（台）
教室
FP-06
630
3730
15
48
大厅
第一层
FP-06
630
3730
15
8
第二层
FP-08
840
4500
27
20
餐
厅
FP-08
840
4500
27
8
FP-06
630
3730
15
1
客房
FP-04
350
2000
5
78
管理员室
FP-04
350
2000
5
1
保安室
FP-04
350
2000
5
1
会议室
FP-06
630
3730
15
30
（四）、新风设计
1、新风量的确定
新风量确定是由室外新风标准每人每小时需要的新风量与室内人数的乘积。
因此建筑为人才培训楼，除了客房外，其他房间每天经常开门，且人员停留时间较短，故无需新风系统设计以节约成本。
故客房空调区的新风量计算如下：
每间客房的新风量Gw1=50m3/h.人×2人=100m3/h
2、新风管设计
风管内风速设计
新风入口
风机入口
风机出口
主风道
水平支风道
垂直风道
送风口
m/s
m/s
m/s
m/s
m/s
m/s
m/s
2.5
3.5
5-8
3.5-4.5
3.0
2.5
1-3
（1）第一层有客房房间数为8间，故所需总的新风量Gw2=Gw1×8=100×8=800m3/h。
此层客房新风用一台新风机组进行送风，设计三个不同的管段组成，管内风速为2-4m/s，由F=L/3600×v（其中L-新风量，v-风速），计算管段规格如下表：
管段编号
风管截面积F
（m2）
风管规格a×b
（mm×mm）
各段总长度L
（m）
1＃
0.06
300×200
3.6×6=21.6
2＃
0.04
200×200
3.6×3=10.8
3＃
0.01
100×100
1.2
（2）第二至六层客房房间数为14间，故所需总的新风量Gw3=Gw1×14=100×14=1400m3/h。
每层客房均采用同一型号新风机组进行送风，则共需要5台新风机组，设计四个不同的管段组成，管内风速为2-4.5m/s，由F=L/3600×v计算管段规格如下表：
管段编号
风管截面积F
（m2）
风管规格a×b
（mm×mm）
各段总长度L
（m）
1＃
0.09
320×280
3.6×3+0.2=11
2＃
0.07
280×250
3.6×5+1.8=19.8
3＃
0.06
250×240
3.6×2+3=10.2
4＃
0.01
100×100
1.2
3、新风机的选择
新风机均采用离心风机进行送风，用“天圆地方”的方式把风机和风管连接起来。
根据每台空调机所需要的新风量及其新风管的阻力，选择不同型号的风机。
现选择由北京永健新风技术开发中心生产的吊卧式新风机，其参数如下表格：
楼层
型号
风量
m3/h
外形尺寸mm
（l×w×h）
新风口尺寸mm
（l×w×h）
出风口尺寸mm
（l×w×h）
噪音
Db（A）
余压
Pa
功率
w
用电要求
过滤效率
％
颜色
安装重量
kg
第一层
X-08D
800
950×530×400
480×330
300×200
47
60
145
220V
50Hz
95
索尼灰/电脑白
63
第二层
X-15D
1500
950×530×400
480×330
300×200
53
110
220
95
63
（五）排风设计
1、排风量的确定
排风量是以保持空调室内正压标准确定排出的风量，按设计要求，一般客房排风量均是从卫生间排风机排走，通常排风量取新风量的80％，即排风量L=Gw×80％。
单间客房需要的排风量L1=50m3/h.人×2人×80％=80m3/h
2、排风机选型
因客房的排风量很小，无需排风管设计，采用卫生间排风机使空气由卫生间的排风井道从六层屋顶排出室外。
根据排风量现选择由深圳市兴永联电子有限公司生产的AC系列中规格为120＊120＊25的壁式排风机，其参数数据如下表：
（注：
1CFM=1.7m3/h）
型号
电压
Volatge
频率
Frequency
电流
Current
功率
Power
轴子
Bearing
转速Speed
风量Airflow
风压
ich-
h20
噪声Noise
level
耐压Resist
V
Hz
AMP
Sleeve.
Pall
R/min
CFM
strenght
YL12025
HBL（T）
220
50
0.09
14
B
2300
47
0.12
42
1800
v/min
八、水系统设计及其设备选择
水系统分为冷冻水系统、冷却水系统和冷凝水系统三大部分。
（一）、冷冻水系统
冷冻水系统均采用闭式系统，供水、回水采用的是同程变流量系统，一次泵系统送水，负荷的变化由末端装置水管的二通阀进行冷冻水量调节。
供回水总管之间安装旁通阀通过压差控制调节水压平衡。
在水系统做高处设有膨胀水箱，并有排气和泄水装置。
1、整个冷冻水系统都设有集水器和分水器进行供、回水工作。
2、冷冻水出口温度7℃，入口温度12℃。
3、设计水流速度
水泵出口：
3.5m/s水泵进口：
2m/s
主管水流速：
1.5m/s支管水流速：
1.0m/s
4、冷冻水水量的确定由L（m3/h）=Q（w）/（4.5-5）℃×1.163公式得出,其中Q为主机制冷量。
RTHB215L机组冷冻水量L=629/5×1.163=109m3/h
=0.0302m3/s
5、冷冻水系统的水管直径由D（mm）=
计算得出。
第一层各空调区的供、回水管管径如下：
管理员室、保安室、大厅、教室：
DN125、DN70、DN40、DN25、DN20
客房：
DN70、DN40、DN20
餐厅：
DN70、DN50、DN40、DN20
第二至六层每层空调区供、回水管管径如下：
会议室、教室、大厅、客房：
DN125、DN100、DN70、DN50、DN40、DN25、DN20
6、水泵选择
水泵的设计通常按照一台冷水机组配置一台冷冻水泵的原则进行水循环工作,但在实际施工为满足维修时不影响制冷工作的条件下再配置一台同型号的冷冻水泵作为维修备用。
RTHB215L冷水机组均配离心水泵进行水循环工作，且配备一台水泵备用。
冷冻水泵扬程由公式Hmax=△P1+△P2+△P3估算得出。
公式中：
△P1-冷水机组蒸发器的水压降
△P2-最不利环路中并联的各台空调末端装置的水压损失最大一台的水压降
△P3-最不利环路中各种管件的水压降与沿程压降之和
则冷冻水泵扬程Hmax=55KPa+27KPa+251KPa=333KPa=34mH2O
注：
在水冷螺杆机组中,根据经验值及流体力学和排水工程等有关资料得出冷冻水泵扬程的组成如下:
1>.制冷机组蒸发器水阻力:
一般为5～7mH2O
2>.末端装置设备表冷器或蒸发器水阻力:
一般为5～7mH2O
3>.回水过滤器阻力:
一般为3～5mH2O
4>.分水器.集水器水阻力:
一般一个为3mH2O
5>.制冷系统管路沿程阻力和局部阻力:
一般为7～10mH2O
综上述可得冷冻水泵扬程为26～35mH2O,一般为32～36mH2O
则上述计算冷冻水泵扬程为34mH2O，在此范围内。
根据冷冻水泵扬程，现选择由上海帕特泵业制造有限公司生产的ISW型系列卧式离心泵，其参数数据如下表格：
编号
型号
流量
m3/h
流量
l/s
扬程
m
效率
℅
转速
r/min
电机功率
kw
1162
125-200B
120
33.3
36
72
2900
22
7、膨胀水箱的选择
膨胀水箱起实现系统的补水、膨胀、定压、排气四个功能的作用，故在闭式系统中一般都要设置，并且在系统的最高点，膨胀水箱可通过下式计算得出：
Vex=
β×△tmax×Vsy
公式中：
Vex-膨胀水箱有效容积，m3
β-水的体积膨胀系数，β=0.0006℃-1
Vsy-系统在初始温度下的水容积，m3
△tmax-水温的最大波动值
则Vex=
0.0006℃-1×（95-20）℃×Vsy
=0.045×45.7m3=2.06m3
根据Vex的数值，则可选择规格为1400×1400×1200的方形膨胀水箱，配套连接的水管为DN50、DN32、DN25。
（二）、冷却水系统
冷却水系统采用循环式冷却水系统，冷却塔是圆形逆流式通风冷却塔。
每台冷水机组配备一台离心水泵和一座冷却塔。
同时，为考虑以后维修问题，还配备一台同型号的水泵作为备用。
1、冷却水出口温度37℃，入口温度32℃
2、冷凝器水压差
RTHB215Lh=49KPa
3、冷却水量由公式L（m3/h）=〔Q（kw）/（4.5-5）℃×1.163〕×（1.15-1.2）（Q为主机制冷量）计算得出。
则
L=〔629/5×1.163〕×1.2m3/h=130m3/h
4、冷却塔设计选型
1〉冷却塔台数与制冷主机的数量一一对应，可以不考虑备用。
2〉冷却塔的水流量=冷却水系统水量×1.2
=130×1.2m3/h=156m3/h
根据冷却塔的冷却水量现选择由山东省安丘市华联玻璃冷却塔厂制造生产的DBNL3系列低噪声型逆流式冷却塔，主要参数如下表：
型号
T=28℃冷却水量
m3/h
T=27℃冷却水量
m3/h
主要尺寸
mm
风量
m3/h
风机直径
mm
电机功率
kw
△t=5
℃
△t=8
℃
△t=5
℃
△t=8
℃
总高度
最大直径
DBNL3-
175
175
131
200
150
3803
3732
94300
2400
5.5
续上表
重量kg
进水压力
104Pa
噪声dB（A）
直径
mm
进水管管径
mm
出水管管径
mm
自重
运转重
Dm
10m
16m
1835
4461
3.15
59.5
53
49.6
3.6
200
150
5、冷却水泵的设计选型
1〉冷却水泵流量=冷却水量×1.1=130×1.1m3/h=143m3/h
2〉水泵扬程
水泵扬程可由公式H=△P1+Z+5+0.05L计算得出。
公式中：
△P1-冷水机组冷凝器水压降
Z-冷却塔开式段高度
L-冷却水系统来回管长
则H=（49×0.102+3+5+0.05×200）mH2O=24mH2O
同时在水冷螺杆机组中，根据经验值几流体力学和给排水资料中得知，冷却水泵扬程的组成如下：
1〉制冷机组冷凝器水阻力一般为：
5～7mH2O
2〉冷却塔喷头喷水压力一般为：
2～3mH2O
3〉冷却塔〈开式冷却塔〉接水盘到喷嘴的高度一般为：
2～3mH2O
4〉回水过滤器阻力一般为：
3～5mH2O
5〉制冷系统水管沿程阻力和局部阻力损失:
一般5～8mH2O
综合上述：
冷却水泵扬程为17～26mH2O一般为：
21～25mH2O
上述计算得出冷却水泵扬程H=24mH2O在21-25mH2O范围内。
根据此冷却水泵扬程及流量，现选择由上海帕特泵业制造有限公司生产的ISW型系列卧式离心泵，其参数如下表：
编号
型号
流量
m3/h
流量
l/s
扬程
m
效率
％
转速
r/min
电机功率
kw
1196
150-315（I）B
150
41.7
25
72
1450
18.5
（三）、冷凝水设计
冷凝水排
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