设计说明书.docx

1、设计说明书1 工程概述1.1 工程参数本设计为北京克努大厦俱乐部的A区三层和A区夹层，具体建筑尺寸见图纸（附图）标注的尺寸。建筑层面的厚度：外墙厚240mm，楼面及顶面板厚120mm空板，内外保护层厚20mm，顶加30mm隔热层。窗尺寸见图，玻璃为3mm普通木结构，有内浅色窗帘。1.2 设计要求室外气候条件按北京地区设计，室内按舒适性空调标准较节能的参数。空调方式采用VRV系统。2 VRV系统的介绍2.1“VRV”空调系统的组成“VRV”系统主要由室外机、室内机、冷媒管、冷凝水管以及控制系统组成。其中室内机是“VRV”系统的末端装置部分，它是一个带蒸发器和循环风机的机组，与我们常见的分体空调室

2、内机的原理完全相同。室外机主要由风冷冷凝器、压缩机和其他制冷附件组成，通过变频控制器控制压缩机转速，使系统内的冷媒流量进行自动控制，以满足室内冷、热负荷的要求。冷媒管系统采用铜管制作，通过分歧器将室内机与系统主管道连接起来。2.2 “VRV”空调系统的特点高新的压缩机技术。空调室外机采用大容量涡旋压缩机，其新型的驱动机构，使动静涡旋盘转动部的送油达到最佳，有效防止因多余的冷冻油在制冷循环中造成的能力下降，效率进一步提高；直流变速压缩机电机的运转速度可根据系统容量的变化进行连续、自由调节、精度更高，实现无极变频，与自适应控制技术相结合，根据实际空调负荷自动调节能力输出，保证达到更平滑的变化曲线来

3、满足更高需求的舒适度。高效的节约能源，高COP值。“VRV”空调系统依据室内负荷的大小，在不同转速下连续运行，减少了压缩机因频繁启停造成的不可逆损失，无论在制冷还是制热工况下，能效比COP随频率的降低而升高。机型丰富、室内外机组合自由。各个空调厂家生产的室内机有天花板内置风管式、四面出风嵌入式、两面出风嵌入式、壁挂式等6、7种型式、40到50：个型号，用户可根据建筑风格和装饰美观的要求任意选用，与装潢格局能很好的融合，满足不同房间的需求。独特的配管系统。空调室外机与室内机之间的冷媒管道配管长度可达175米，室内：91-L的高度差甚至可达到9O米，并且同一冷媒系统中各室内机之间最大高度差为15米

4、，因此此系统可广泛地应用于各种楼宇建筑。先进、多样、强大的控制技术。控制方式多种多样，备有有线遥控器、无线遥控器、中央控制器、7 13定时控制器等多种控制方式，另外还有先进、强大的空调管理系统，可直接连接计算机进行楼字的智能化管理，最多可以对128台室外机和1024台室内机实施监视和控制。精确的室温控制。空调室内机通过出风温度传感器、回风温度传感器、遥控器温度传感器，精确感测室内温度的变化，通过微电脑电子膨胀阀的调节，根据室内机负荷准确调节制冷剂流量，实现控制室温与设定温度O5C之间的波动。2.3 “VRV”空调系统设备的特点VRV空调系统的工作原理与普通蒸汽压缩式制冷系统相同，由压缩机、冷凝

5、器、节流机构和蒸发器组成。与普通蒸汽压缩式制冷装置不同的是，热泵型(包括热回收型)VRV空调系统室内、室外侧换热器都具有冷凝器和蒸发器的双重功能。在单元式空调(热泵)系统装置中，各组成部件以满足整机功能(如一定的制冷或制热能力)而配置，在同样的工况下不同配置的系统可以有不同的运行参数。对于一定工作能力的空调(热泵)装置，冷凝器、蒸发器乃至压缩机的工作能力是相互影响、相互制衡的，设计时并无统一的工况要求，因此它们也不能作为独立的部件应用于其他系统。2.3.1 室外机VRV空调系统室外机一般由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。可分为以下三种形式：单冷型、热泵

6、型和热回收型。(1)单冷型室外机单冷型室外机由可变容量的压缩机(组)、冷凝器和风扇组成，是一种变容量的风冷压缩冷凝机组功能。其工作参数确定、设计方法和试验方法均可参照风冷压缩冷凝机组。风冷压缩冷凝机组的工况参数包括压缩机吸气温度(过热度)、蒸发温度(吸气压力)、室外环境空气温(湿)度和冷凝器出液温度(过冷度)。同时应标示其制冷剂冷凝温度(冷凝压力)，以便于节流机构的设计。可以参照风冷压缩冷凝机组相关标准，根据不同的气候环境确定其具体的设计试验工况，也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。(2)热泵型室外机热泵型室外机由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。制

7、冷运行时作为风冷压缩冷凝机组使用，热泵运行时其风冷冷凝器作为冷却空气的蒸发器使用。设计试验时需要兼顾风冷压缩冷凝机组和热泵室外机组的工作要求。制冷运行时设计试验工况要求同单冷型室外机。热泵运行时室外机的工况参数包括压缩机排气温度、冷凝温度(排气压力)、室外环境空气温湿度和蒸发器节流前进液温度(过冷度)。同时应标示其制冷剂蒸发温度(蒸发压力)，以便于系统配置设计，也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。(3)热回收型室外机热回收型室外机由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。其运行特点是通过对压缩机的输气量和室外换热器的热(冷)负荷进行调节，控制压缩机的吸排气

8、压力(蒸发温度和冷凝温度)，同时满足不同的室内机分别制冷或供热的运行工况要求。热回收型室外机的工况参数主要包括蒸发温度(吸气压力)、冷凝温度(排气压力)和室外环境空气温湿度。室外换热器作为冷凝器时，同时考核其压缩机吸气温度(过热度)。室外换热器作为蒸发器时，同时考核其节流前进液温度(过冷度)。可以根据不同的气候环境确定其设计试验工况，也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.3.2 室内机VRV空调系统室内机一般由风扇、可用作冷凝器或蒸发器的换热器和节流机构组成。可分为以下三种形式：单冷型、热泵型和热回收型。(1)单冷型室内机单冷型室内机由风机、蒸发器和节流机构组成。单冷型室内机的工况参数包

9、括节流前进液温度(过冷度)、蒸发温度(蒸发压力)、冷凝温度(冷凝压力)和室内环境空气温湿度。需根据不同的气候环境确定其设计试验工况，也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。(2)热泵型室内机热泵型室内机由风机、可用作冷凝器或蒸发器的换热器和节流机构组成。制冷运行时，具有一定过冷度的高压液态制冷剂经节流后进入蒸发器制冷，使得室内空气降温降湿。制热运行时，高温高压的气态进入冷凝器冷凝放热，使得室内空气加热升温，制冷剂液化。制冷运行时设计试验工况要求同单冷型室内机。热泵运行时室内机的工况参数包括冷凝器进气温度、压力(冷凝温度)、冷凝器出液温度(过冷度)和室内环境空气温度。需根据不同的气候环境确定其设

10、计试验工况，也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。(3)热回收室内机热回收型室内机由风机、可用作冷凝器或蒸发器的换热器和节流机构组成。制冷、制热时工作过程与热泵型室内机相同。热回收型室内机的工况要求除满足热泵型室内机的要求外，热回收工作模式下的工况参数主要包括室内环境空气温湿度以及与热回收型室外机工况相对应的制冷剂蒸发温度和冷凝温度。需根据不同的气候环境确定其设计试验工况，也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.3.3 控制系统VRV空调控制系统可分为三类：集中控制、独立式控制、集散式控制。(1)集中控制集中控制目前广泛用于小型VRV空调系统，如一拖一、一拖二和一拖三系统。控制成本，可以

11、不同层次的控制要求，适合固定配置的机组。(2)独立式控制室外机、室内机根据功能不同自带相对独立的控制系统。通过相对简单的通讯实现机组的模式控制，适用于非固定配置的机组。应用特点是通用性好，便于产品的标准化和系列化。(3)集散式控制集散式控制是在独立式控制的基础上进行功能升级。一是在模式控制的基础上实现系统运行参数的控制，提高系统的运行效率，二是将空调系统作为建筑环境的子系统，融人楼宇自动控制系统。2.4 工作原理VRV 空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、

12、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节匪缩机输气量，并控制空调系统的风扇 、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳状态。3 制冷剂的选择制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。3.1 制冷剂的要求3.1.1热力学的要求（1）在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且

13、还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。（2）要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。（3）对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。（4）临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度

14、的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。（5）凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。 3.1.2化学的要求（1）制冷剂的粘度应尽可能小，以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。（2）制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。（3）制冷剂与油的互溶性质：制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如果制冷剂与润滑油能任意互溶，其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件，为机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝器的换热面上不易形成油膜阻碍传热。其缺点是从压缩机带出的油量过多，并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。部分或微溶于油的制冷剂，其优

15、点是从压缩机带出的油量少，故蒸发器中蒸发温度较稳定。其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜，影响了传热。3.1.3溶解性对制冷剂产生的影响：（1）难溶NH3、CO2、R13、R14、R15、SO2影响不大。（2）微溶（在压缩机曲轴箱和冷凝器内相互溶解，在蒸发器内分解）R22、R114、R152、R502溶解时降低润滑油的粘度。（3）完全溶解R11、R12、R21、R113、烃类、CH3CI、R500 降低润滑油的沾度和凝固点，并使油中石蜡下沉，蒸发温度升高。（4）应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。（5）应具有化学稳定性：不燃烧、不爆炸，使用中不分

16、解，不变质。同时制冷剂本身或与油、水等相混时，对金属不应有显著的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。（6）安全性的要求由于制冷剂在运行中可能泄漏，故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺激作用14。3.2 制冷剂的分类在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、氟里昂和烃类。按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂。根据冷凝压力，制冷剂可分为三类：高温（低压）制冷剂、中温（中压）制冷剂和低温（高压）制冷剂。 3.2.1无机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H2O）、空气、二氧化碳（CO2）和二氧化

17、硫（SO2）等。对于无机化合物制冷剂，国际上规定的代号为R及后面的三位数字，其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718.等。3.2.2氟里昂（卤碳化合物制冷剂）：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素（CL）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号，如R22.等。3.2.3饱和碳氢化合物：这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物等。代号与氟里昂一样采用“R”，这类制冷剂易燃易爆，安全性很差。如R50、R170、R290.等。3.2.4不饱和碳氢化合物制冷剂：这类制冷剂中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）和它们的卤族元素衍生物

18、，它们的R后的数字多为“1”，如R113、R1150.等。3.2.5共沸混合物制冷剂：这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气相或液相始终保持组成比例不变，但它们的热力性质却不同于混合前的物质，利用共沸混合物可以改善制冷剂的特性。如R500、R502.等14。3.2.6高温、中温及低温制冷剂：是按制冷剂的标准蒸发温度和常温下冷凝压力来分的。制冷剂使用温度范围压缩机类型用途备注R717（氨）中、低温活塞式、离心式 冷藏、制冰在普通制冷领域R11高温离心式空调R12高、中、低温活塞式、回转式、离心式冷藏、空调高温为：10-0

19、R13超低温活塞式、回转式超低温 R22高、中、低温活塞式、回转式、离心式空调、冷藏、低温中温为：0-20 R114 高温活塞式特殊空调低温为：-20-60 R500高、中温活塞式、回转式、离心式空调、冷藏超低温为：-60-120 R502高、中、低温活塞式、回转式空调、冷藏、低温在本系统中，综合考虑各种制冷剂的特性和优缺点，选择环保制冷剂R410A作为本系统的制冷剂。4 VRV空调系统的设计原则4.1 机组的选型根据空凋房间的冷热负荷、室内干湿球温度、以及夏季空调室外干球温度、选出最接近于或大于房间冷负荷的室内机。但是通常各个厂家给出的数据都是在额定工况下测得，而机组的实际制冷能力将随着系统

20、的机组组合率、室内空气湿球温度、室外空气干球温度、配管长短、室内外机之间的高差等因素发生变化，因此这些数据都需要根据实际情况予以修正。4.2 系统配管原则系统最大总管长能达到1000米左右；最大单管长能达到175米；当室外机安装位置低于室内机的时候二者的高差能达到9O米；当室内机安装位置低于室外机的时候二者的高差能达到5O米；第一个分支到室内机最大距离能达到4O米；内机之间的最大高差能达到15米。在系统设计中都应该注意这些长度问题。4.3 机组的衰减问题室内机和室外机之间是通过冷媒管连接的，制冷剂管路的长度、室内外机的组合、室内外机的位置等都直接影响系统的冷量衰减。因此在设计巾要考虑容量的修正

21、系数，尽量使一个系统的室内外机之间的距离更小，高差更小，配比尽量为1：l，这样才能更好的保证空调使用效果。5 已知参数及数据5.1地理位置 北京市东经：116.47 北纬：405.2大气参数5.2.1室外设计参数夏季参数：空调室外干球温度（）： 33.2空调室外湿球温度（）： 26.4 室外日平均温度（）： 28.6室外通风计算温度（）： 30最热月平均相对湿度（%）： 78风速（m/s）： 1.9大气压力（Pa）： 99860冬季参数：室外采暖计算温度（）： -9室外空调计算温度（）： -12室外通风计算温度（）： -5最冷月平均相对湿度（%）： 78平均风速（m/s）： 2.8最多风向平均

22、风速（m/s）： 4.8大气压力（Pa）： 1020405.2.2室内设计参数室内按舒适性空调标准较节能参数：温 度 取27相对湿度 取60风 速 0.3m/s6冷负荷的计算6.1 围护结构形成的冷负荷6.1.1外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷可按式 W （6.1） 计算 式中 F外墙传热面积； K外墙传热系数，这里K查得为1.97（W/.K）； tn室内设计温度； tl，n外墙的冷负荷温度的逐时值。表6-1 北墙单位面积负荷时间01234567891011 tl，n33.133.233.233.233.13332.832.632.332.131.831.6 tl，n-tn6.16.26.26.2

23、6.165.85.65.35.14.84.6K1.97LQ12 12 12 12 12 12 11 11 10 10 9 9 时间121314151617181920212223 tl，n31.431.331.231.231.331.431.631.832.132.432.632.9 tl，n-tn4.44.34.24.24.34.44.64.85.15.45.65.9K1.97LQ9 8 8 8 8 9 9 9 10 11 11 12 表6-2 南外墙单位面积冷负荷时间01234567891011 tl，n36.136.236.236.135.935.635.33534.634.233.93

24、3.5 tl，n-tn9.19.29.29.18.98.68.387.67.26.96.5K1.97LQ18 18 18 18 18 17 16 16 15 14 14 13 时间121314151617181920212223 tl，n33.232.932.832.933.133.433.934.434.935.335.736 tl，n-tn6.25.95.85.96.16.46.97.47.98.38.79K1.97LQ12 12 11 12 12 13 14 15 16 16 17 18 表6-3 东南墙单位面积冷负荷时间01234567891011 tl，n38.138.137.937

25、.737.43736.636.235.835.334.934.6 tl，n-tn11.111.110.910.710.4109.69.28.88.37.97.6K1.97LQ21.9 21.9 21.5 21.1 20.5 19.7 18.9 18.1 17.3 16.4 15.6 15.0 时间121314151617181920212223 tl，n34.534.634.835.235.736.236.737.237.537.83838.1 tl，n-tn7.57.67.88.28.79.29.710.210.510.81111.1K1.97LQ14.8 15.0 15.4 16.2 17

26、.1 18.1 19.1 20.1 20.7 21.3 21.7 21.9 表6-4 东外墙单位面积冷负荷时间01234567891011 tl，n38.538.438.23837.637.336.936.43635.535.235 tl，n-tn11.511.411.21110.610.39.99.498.58.28K1.97LQ23 22 22 22 21 20 20 19 18 17 16 16 时间121314151617181920212223 tl，n3535.235.636.136.637.137.537.938.238.438.538.6 tl，n-tn88.28.69.19.

27、610.110.510.911.211.411.511.6K1.97LQ16 16 17 18 19 20 21 21 22 22 23 23 表6-5 西外墙单位面积冷负荷时间01234567891011 tl，n38.538.939.139.239.138.938.638.237.837.336.836.3 tl，n-tn11.511.912.112.212.111.911.611.210.810.39.89.3K1.97LQ23 23 24 24 24 23 23 22 21 20 19 18 时间121314151617181920212223 tl，n35.935.535.234.934.834.834.935.335.836.537.338 tl，n-tn8.98.58.27.97.87.87.98.38.89.510.311K1.97LQ18 17 16 16 15 15 16 16 17 19 20 22 6.1.2内墙（南、北、东）引起的冷负荷按稳定传热计算内墙单位面积冷负荷为6.1.3外窗瞬变引起的冷负荷在室内外温差作用下，玻璃窗瞬变传热引起的逐