空调工程设计要点.docx
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空调工程设计要点
一、空调负荷估算
1.1室内、外空气的空调设计参数
室内空气的空调设计参数
●在我国的“采暧通风与空气调节设计规范”中规定，舒适性空调的室内设计参数为：
夏季：
温度24∽28℃
相对湿度40%∽65%
风速≯0.3m/s
冬季：
温度18∽22℃
相对湿度40%∽60%
风速≯0.2m/s
2、室外空气的空调设计参数
（我国主要城市的室外空气气象参数见相关手册）
●主要从两个方面影响系统的设计容量：
●①、由于室内外存在温差通过建筑围护结构的传热量
●②、空调系统采用的新鲜空气量在状态不同于室内空气状态时，需要花一定的能量将其处理到室内空气状态。
几个术语
⑴冬季空调室外空气计算温度：
采用历年平均不保证1天的日平均温度；
⑵冬季空调室外空气计算相对湿度：
采用累年最冷月平均相对湿度
⑶夏季空调室外空气计算干球温度：
采用历年平均不保证50小时的干球温度
⑷夏季空调室外空气计算湿球温度：
采用历年平均不保证50小时的湿球温度
⑸夏季空调室外空气计算日平均温度：
采用历年平均不保证5天的日平均温度
1.2空调房间的冷负荷
●空调房间的冷负荷包括：
●①建筑围护结构传入室内热量（太阳辐射进入的热和室内外空气温差经围护结构传入的热量）形成的冷负荷；
●②人体散热形成的冷负荷；
●③灯光照明散热形成的冷负荷；
●④设备散热形成的冷负荷；
●⑤食物散热形成的冷负荷；
●⑥空气渗透带入室内的冷负荷。
●以上冷负荷的计算可参见<实用供热空调设计手册>
1.3空调房间的湿负荷
●空调房间内的散湿量有人体散湿、敞开水面蒸发散湿等。
●①人体散湿量
W=0.001nn’gkg/h
式中g_成年男子的小时散湿量g/h
n-室内总人数，n’-群集系数
●②敞开水表面散湿量
W=ωFkg/h
式中ω-单位水面蒸发量
1.4、建筑物空调冷、热负荷的估算（待完善）
1.5典型城市住宅冷热指标（待完善）
二、中央空调系统选择
1、空调系统的分类
空调系统一般可按负担室内热湿负荷所用的介质分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和制冷剂系统。
按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统。
按热量移动（传递）的原理来分可分为对流方式空调和辐射方式空调，按被处理空气的来源来分可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。
它们之间的主要关系见表2.1，
表2.1
分类
空调系统
系统特征
系统应用
按空气处理设备的设置情况分类
中央空调系统
集中系统
集中进行空气的处理、运送和分配
单风管系统
双风管系统
变风量系统
半集中系统
有集中的中央空调器，并在各个空调房间内还分别有处理空气的“末端装置”
末端再热式系统
风机盘管机组系统
诱导器系统
全分散系统
每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器承担
单元式空调系统
窗式空调系统
分体式空调器系统
半导体空调器系统
按负担室内空调负荷所用的介质来分类
全空气系统
全部由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷
一次回风系统
一、二次回风式系统
空气—水系统
由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷
再热系统和诱导器系统并用
全新风系统和风机盘管系统并用
全水系统
全部由水负担室内空调负荷，一般不单独使用
风机盘管系统
冷剂系统
制冷系统蒸发器直接放室内吸收余热余湿
单元式空调器系统
窗式空调器系统
分体式空调器系统
按集中系统处理的空气来源分类
封闭式系统
全部为再循环空气，无新风
再循环空气系统
直流式系统
全部用新风，不使用回风
全新风系统
混合式系统
部分新风，部分回风
一次回风系统
一、二次回风系统
按风管中空气流速分类
低速系统
考虑节能与消声要求的矩形风管系统，风管截面较大
民用建筑主风管风速低于10m/s
工业建筑主风管风速低于15m/s
高速系统
考虑缩小管径的圆形风管系统，耗能多，噪声大
民用建筑主风管风速高于12m/s
工业建筑主风管风速高于15m/s
2、常用空调系统的比较和适用性
●分别以定风量全空气系统、风机盘管（加新风系统）和单元式空调，作为集中式空调、半集中式空调和分散式空调为代表比较其特征和适用性见表2.2
表2.2
集中式
半集中式
风道
、
设备与布置
风管系统
1、空调送回风管系统复杂，布置困难
2、支风管和风口较多时不易均衡调节风量
3、风道要求保温，影响造价
1、放室内时，不接送、回风管
2、当和新风系统联合使用时，新风管较小
设备布置与机房
1、主机与空气处理设备可集中布置在机房
2、机房面积较大，层高较高
3、有时可以布置在屋顶上或安设在吊顶内
1、只需要新风空调机房，机房面积小
2、风机盘管可以安设在空调房间内
3、分散布置，敷设各种管线较麻烦
风管互相串通
空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染。
当发生火灾时会通过风管迅速蔓延
各空调房间之间不会互相污染
空调控制品质
温湿度控制
可以严格地控制室内温度和室内相对湿度
对室内温湿度要求较严时，难于满足
空气过滤与净化
可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求。
采用喷水室时，水与空气直接接触，易受污染，须常换水
过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足
空气分布
可以进行理想的气流分布
气流分布受一定的制约
安装与维护
安装
设备与风管的安装工作量大，周期长
风机盘管吊装及水管安装的工作量大。
消声与隔振
可以有效地采取消声和隔振措施
必须采用低噪声风机，才能保证室内要求
维护运行
空调与制冷设备集中安设在机房，便于管理和维修
布置分散，维护管理不方便。
水系统复杂，易漏水
经济性
节能与经济性
1、可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风，减少与避免冷热抵消。
2、对于热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间，不经济
3、部分房间停止工作不需空调时，整个空调系统仍须运行，不经济
1、灵活性大，节能效果好，可根据各室负荷情况自行调节
2、盘管冬夏兼用，内壁容易结垢，降低传热效率
3、较难实现全年多工况节能运行调节
造价
除主机外，空气处理器和风管造价均较高
除主机外，风机盘管、电磁三通阀及水管的安装保温造价较高
适用性
1、建筑空间大，可布置风道
2、室内温湿度、洁净度控制要求严格的生产车间
3、空调容量很大的大空间公共建筑，如商场、影剧院
1、室内温湿度控制要求一般的场合
2、多层或高层建筑而层高较低的场合，如旅馆和一般标准的办公楼
3、家用中央空调系统比较（待完善）
4、家用中央空调的适用范围和使用特点（待完善）
三、设备的选择
8大系列，700多个品种
1、中央空调用冷（热）水机组的分类
制冷循环类别
机组类别
单机制冷（热）量范围（KW）
冷（热）媒水温度（℃）
采用能源
形式
制冷剂
应用
压缩式蒸气制冷循环
活塞
式
开启式冷水机组
114~456
7
电力
R22
中央空调
水冷半封闭冷水机组
116~930
风冷半封闭冷水机组
48~610
中央空调、
空调柜机
风冷半封闭冷（热）水机组
53~524（冷）
58~584（热）
45
中央空调、采暖
水冷全封闭冷水机组
10~100
7
空调柜机
风冷全封闭冷（热）水机组
16~302（冷）
中央空调、采暖、空调柜机
20~358（热）
45
船用冷水机组
151~290
7
中央空调
螺杆式
水冷开启式（半封闭）冷水机组
115~2200
风冷式半封闭冷水机组
230~693
风冷半封闭冷（热）水机组
112~693（冷）
132~808（热）
45
涡旋式
水冷冷水机组
56~169
7
空调柜机
风冷冷水机组
53~162
模块化
水冷冷水机组
130（单元模块）
中央空调、空调柜机
风冷冷水机组
110（单元模块）
风冷冷（热）水机组
30~966（冷）
32~1028（热）
45
中央采暖、空调柜机
离心式
R22冷水机组
1055~2100
7
R22
中央空调
R123冷水机组
703~4222
R123
R134a冷水机组
1407~4503
R134a
2、选型原则
1）主机选择
●A、一般以夏季冷负荷为选型依据，并以冬季热负荷为校核依据。
●B、要考虑同期使用系数，对于住宅，客厅和卧室非同时开启，同期使用系数可取0.5~0.7，对于一个全部房间同时开启或同时关闭的房间来说，同期使用系数接近1。
●C、要考虑空调系统的形式
●
D、要考虑当地的能源、水源状况及气象条件
●E、要考虑用户的要求
●F、要考虑现场的安装情况
●G、要考虑初投资和运行费用
●
H、要考虑机组的可靠性、适用范围和使用条件
2）末端设备的选择
●A、根据空调房间计算冷负荷及风量确定末端设备
●B、对于住宅、办公等以维护结构为主的房间，应考虑间歇负荷附加，其系数一般取1.1~1.2。
此外住宅还应考虑邻室无空调时温差传热所引起的负荷
●C、考虑装修的要求
●D、选风机盘管时，一般按风机盘管的中档风速时的供冷量来选型号，也可按高档的供冷量的80%~85%来选择。
●
E、选风机盘管时，还应校核冬季负荷。
●
F、选风柜或组合式空调箱时，应根据空气的处理过程的计算结果（风量和冷量）进行选型。
四、风系统设计
1、全压、动压、静压、余压
●1）全压：
又称风机的压头，指单位体积气体通过风机所获得的能量增量。
单位为Pa,或mmH2O。
●
2）动压：
指单位体积气体通过风机所获得的速度增加而导致能量增量。
其计算公式：
●3）静压：
静压=全压-动压
注意：
风机静压不是风机出口的静压，也不是风机出口与进口静压差。
●4）机外余压：
指空调设备出风口外的剩余压头。
实质是扣除空调设备的压头损失后的余压。
●5）风管的阻力靠静压来克服。
2、风管内风速的确定
●风管设计主要包括风管尺寸的确定及风管阻力损失的计算，而风速的确定与两者均有关，因此，首先应确定风速。
风速的确定与初投资、系统运行费用和气流噪声有关，风速可参照下表：
风速选用表待完善
3、风管尺寸的选择
●1）风道截面积的确定
当空调房间送风量为已知时，确定送风管道截面尺寸的方法有两种：
假定风速法和比阻法，假定速度法比较常用，现介绍之。
首先应已知空调送风量（参照前述的方法），然后根据建筑物的空调送风系统查出风速值（假定风道中的风速，再通过下式计算出风道面积。
最后确定风道的管径（圆管直径或矩形管道的边长）。
风道截面积计算公式
F=L/（v×3600）m2（6-2）
式中L--风量m3/h
●例如：
某空调系统送风量L=7200m3/h，空调噪声值要求60dB，现安装一主风管，试确定其风管尺寸。
假定风速，查风速表可知，空调系统主风道风速推荐值为6~9m/s，现取8m/s 。
风道面积可计算求
F=L/（v×3600）=7200/（8×3600）=0.25m2
若采用圆形风管，其直径可由下式计算出
中π——圆周率π=3.14
F——风管面积m2
D=0.56m=560mm
若采用方形风管，其边长应为
4、常用风管尺寸及厚度
序号
标准风管规格
a×b（mm）
法兰
用料
风管壁厚
螺
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