中央空调系统设计教程

1、2013.07.18主要介绍中央空调系统设备的设计选型主要介绍中央空调系统设备的设计选型 1.水冷冷水机组空调系统水冷冷水机组空调系统 2.风冷冷水机组空调系统风冷冷水机组空调系统主要内容主要内容水冷冷水机空调系统水冷冷水机空调系统主要设备有主要设备有（1）制冷机组）制冷机组（2）冷却塔）冷却塔（3）冷冻水泵）冷冻水泵（4）冷却水泵）冷却水泵（5）补水泵）补水泵（6）电子水处理仪或全自动软化水处理装置）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（7）水过滤器）水过滤器（8）膨胀水箱）膨胀水箱（9）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）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

2、螺杆机组水系统流程图（一）水冷螺杆机组水系统流程图（二）水冷螺杆机组水系统流程图（二）水冷冷水机空调系统水冷冷水机空调系统一、制冷主机的选择一、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.统计建筑空调总冷负荷统计建筑空调总冷负荷 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用率为7080%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。 4.制冷主机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。制冷主机冷负荷为建筑空调总冷

3、负荷与同时使用率的乘积。根据计算的主机冷负荷既可选择制冷主机。根据计算的主机冷负荷既可选择制冷主机。 制冷主机台数可根据建筑功能区域划分、负荷的连续性、建筑所备机房等情况进行确定，同一系统中机型尽可能不要相差太大。建筑物冷负荷估算指标建筑物建筑物冷负荷冷负荷W/m2逗留者逗留者m2/人人照明照明 W/m2送风量送风量l/sm2显冷负荷显冷负荷总冷负荷总冷负荷办公室办公室中部区中部区659510605周边周边12018010606个人办公室个人办公室11015015608会议室会议室1602503609学校学校教室教室1301902.5409图书馆图书馆1301906309自助餐厅自助餐厅150

4、2601.53010公寓公寓高层，南向高层，南向110160102010高层，北向高层，北向8013010209戏院、大会堂戏院、大会堂11026012012实验室实验室150230105010图书馆、博物馆图书馆、博物馆9515010408医院医院手术室手术室1103806208公共场所公共场所5015010308建筑物建筑物冷负荷冷负荷W/m2逗留者逗留者m2/人人照明照明 W/m2送风量送风量l/sm2显冷负荷显冷负荷总冷负荷总冷负荷卫生所、诊所卫生所、诊所130200104010理发室、美容院理发室、美容院11020045010百货百货商店商店地下地下1502501.54012中间层中

5、间层上层1102003408药店药店11021033010零售店零售店1101602.54010精品店精品店11016053010酒吧酒厅餐厅11032021712饭店饭店房间房间8013010157公共场所公共场所11016010158工厂工厂装配室装配室1502603.5459轻工业轻工业160260153010单位的换算： 1KW=1*103W=860KCal/h （大卡） 1KCal/h=1.163W 1US.RT(美国冷吨)=3024千卡/小时（kcal/h）=3.517千瓦（KW） 1日本冷吨=3320千卡/小时（kcal/h）=

6、3.861千瓦（KW） 1马力（或1匹马功率）=735.5瓦（W）=0.7355千瓦（KW） (日本最低EER系数采用3.4) 1KWh=1度=1KW*3600s=3.6*MJ 1Cal=4.2J 1J=0.24Cal(卡路里) 1m3=1*103cm3(L)=1*106mm3 1m=1*103mm 1h=60min=3600s（注：1冷吨就是使1吨0的水在24小时内变为0的冰所需要的制冷量。）常用能源的热值： 天然气：36MJ/m3 人工煤气：16MJ/m3 管道液化气：100MJ/m3 NPLV/IPLV的概念阐述IPLV/NPLV 的公式如下：IPLV=0.01A +0.42B +0.4

7、5C +0.12D 其中：A=机组100%负荷时的效率(COP, 输出kW/输入kW，下同) B=机组75%负荷时的效率C=机组50%负荷时的效率D=机组25%负荷时的效率 公式中的常数0.01，0.42，0.45，0.12 则是根据建筑在不同的部分负荷时的运行时间制定出来的，用来评估100%，75%，50%与25%负荷的效率在IPLV值中所占的比重。返回麦克维尔WSC/WDC离心机组（1 1）麦克维尔离心式压缩机，专为）麦克维尔离心式压缩机，专为HFCHFC134A134A设计：设计： 由于由于HFC-134AHFC-134A为正压制冷剂，在机组运行过程中能够杜绝负压系为正压制冷剂，在机组运

8、行过程中能够杜绝负压系统产生的系统问题；统产生的系统问题；（2 2）单级压缩，高效可靠：）单级压缩，高效可靠： 齿轮设计对比直接驱动更高的部分与最大负荷的运转效率；齿轮设计对比直接驱动更高的部分与最大负荷的运转效率；（3 3）杰出的增减载性能：）杰出的增减载性能： 部分与最大负荷间的平稳安静运行（部分与最大负荷间的平稳安静运行（WSC10%100%, WSC10%100%, WDC5%100%,) WDC5%100%,) ；离心式机组设计特点离心式机组设计特点（4 4）可移动滑块设计：）可移动滑块设计： 可移动排气散流滑块设计可保持排气流速，避免喘振发生；可移动排气散流滑块设计可保持排气流速，

9、避免喘振发生；（5 5）制冷剂调节装置：）制冷剂调节装置： 独有的热力膨胀阀作为导阀的流量调节装置；独有的热力膨胀阀作为导阀的流量调节装置；（6 6）润滑系统的保证设计：）润滑系统的保证设计： 单独驱动的油泵将带压力的润滑油输送至运动部件；单独驱动的油泵将带压力的润滑油输送至运动部件；（7 7）运行安静平稳：）运行安静平稳： 运行噪音随负荷量增大而增大，低负荷运行时噪音更低；运行噪音随负荷量增大而增大，低负荷运行时噪音更低；（8 8）热交换器：）热交换器： 独特设计使热交换率增加独特设计使热交换率增加14%14%，制冷剂充注量减少，制冷剂充注量减少40%40%。返回 返回大型风冷螺杆冷水大型风

10、冷螺杆冷水/ /热泵机组热泵机组型 号： MCS 050.1-380.2 F MHS 050.1-380.2 F制冷量： 170kW-1370kW制热量： 179kW-1439kW制冷剂： R22、R407C返回二、水泵的选择二、水泵的选择卧式离心泵卧式离心泵立式离心泵立式离心泵1 1、水泵的主要形式、水泵的主要形式2 2、水泵型号含义、水泵型号含义SLS 200 - 250叶轮名义直径叶轮名义直径泵进出口公称直径泵进出口公称直径SLS单级单吸立式离心泵单级单吸立式离心泵3 3、水泵选择的步骤、水泵选择的步骤第一步：水泵流量的确定第一步：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

11、取，或按照如下冷却水流量：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，公式中的公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量为制冷主机制冷量L(m3/h)=Q(kW)（4.55）x1.163X(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，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。为建筑没有考虑同时使

12、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：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：公式中：L-所求管段的水流量（第一步已计算出）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所求管段允许的水流速 流速的确定：一般，当管径在DN100到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。

13、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： DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600水泵的选择水泵的选择第三步：水泵扬程的确定第三步：水泵扬程的确定以水冷螺杆机组为例：以水冷螺杆机组为例：冷冻水泵扬程的组成冷冻水泵扬程的组成 1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为制冷机

14、组蒸发器水阻力：一般为57mH2O；（具体值可参看产品样本）；（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； （具体值可参看产品样本）（具体值可参看产品样本） 3.回水过滤器阻力，一般为回水过滤器阻力，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，冷冻水泵扬程为综上所述，冷冻水泵扬程为2635m

15、H2O，一般为，一般为3236mH2O。 单位换算：单位换算：1mH2O=10KPa=0.01MPa=1*104KPa 注意：扬程的计算要根据制冷系统的具体情况而定，不可照注意：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！搬经验值！水泵的选择水泵的选择冷却水泵扬程的组成冷却水泵扬程的组成 1.制冷机组冷凝器水阻力：一般为制冷机组冷凝器水阻力：一般为57mH2O；（具体值可参看产品样本）；（具体值可参看产品样本） 2.冷却塔喷头喷水压力：一般为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：一般为冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为23

16、mH2O 4.回水过滤器阻力，一般为回水过滤器阻力，一般为35mH2O； 5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失： 一般为一般为58mH2O； 综上所述，冷冻水泵扬程为综上所述，冷冻水泵扬程为1726mH2O，一般为，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 4、水泵参数表（部分）、水泵参数表（部分）型号型号流量流量扬程扬程（m）电机电机功率功率(kW)转速转速（r/min）必需气必需气蚀余量蚀余量（m）重量重量

17、（kg）（m3/h）（L/S）SLS150-31514038.933.83014503.544020055.63226072.228SLS150-315A13136.429.52214803.536018951.92824367.524.5SLS150-315B12133.62518.514803.535017348.12422562.321 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 参数表中流量和扬程部分，选取：SLS150-315型号的水泵。5 5、水泵并联运行情况、水泵并联运行情况水泵水泵台数台数

18、流量流量流量的流量的增加值增加值与单台泵运行比较与单台泵运行比较流量的减少流量的减少1100/2190905%32516116%42843329%53001640% 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，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。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

19、择三、冷却塔的选择1 1、冷却塔的主要形式、冷却塔的主要形式圆形逆流冷却塔圆形逆流冷却塔方形横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。2 2、冷却塔的结构、冷却塔的结构3 3、冷却塔设计选型、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，、冷却塔台数与制冷主机的数量一一对应，可以不考虑备用；可以不考虑备用； 2、冷却塔的水流量、冷却塔的水流量 = 冷却水系统水量冷却水系统水量1.2； 举例：假设空调系统冷却水量为举例：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，根据就近

20、原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为中冷却水量为200m3/h 的冷却塔。的冷却塔。四、电子水处理仪、水过滤器的选择四、电子水处理仪、水过滤器的选择1 1、产品主要形式、产品主要形式“Y Y”形过滤器形过滤器电子水处理仪电子水处理仪2 2、电子水处理仪和过滤器的选择、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。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，可以冷冻水系统

21、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。处理仪。五、全自动软化水装置的选择五、全自动软化水装置的选择 当工程所在地水质较硬或是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，一般选统必须配置水软化装置，一般选用全自动软化水装置；用全自动软化水装置； 全自动软化水装置的选用一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水装置可以根

22、据实际情况来选（装置小，系统补水时间长；装（装置小，系统补水时间长；装置大，系统补水时间短）。置大，系统补水时间短）。工程图工程图片片六、膨胀水箱的选择六、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膨胀水箱一般按照冷冻水系统管路总水容量的量的23%选择选择 一般一万平方米左右建筑空调水系统膨胀一般一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为水箱的容积为24立方。立方。六、末端设备的选择六、末端设备的选择1 1、风机盘管的选择、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

23、法：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积）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。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）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

24、管型号。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。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，对噪音要求不高时可考虑使用风量和制冷量较大的风机盘管。2 2、空气处理机的选择、空气处理机的选择 空气处理机

25、组主要用于处理室内空气和供新风，一般有空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有空调回风工况和新风工况两种工作状态。空调回风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。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。求确定余压。 空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种

26、。落地式包括立式和卧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。业主要求进行最终的确定。 注意：空调回风工况的制冷（热）量比新风工况时要小。注意：空调回风工况的制冷（热）量比新风工况时要小。3 3、组合式空调机组的选择、组合式空调机组的选择七、工程概算七、工程概算 1.设备费（除膨胀水箱、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3%5%（

27、根据设备的产地和使用地的距离来确定）。 3.设备安装费：一般取设备价格的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），一般取以上所有费用合计的5%8%。 上述所有费用之和即工程总造价概算额。 一般，使用水冷冷水机组，末端为风机盘管一般，使用水冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风的情况下，建筑空调造价为没有新风的情况下，建筑空调造价为200200元元/m/m2 2左左右，末端为风机盘管加新风的为右，末端为风机盘管加新风的为250250元元/m/m2 2左右。左右。使用风冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风使用风冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风的情况下，建筑空调造价为的情况下，建筑空调造价为250250元元/m/m2 2左右，末端左右，末端为风机盘管加新风的为为风机盘管加新风的为300300元元/m/m2 2左右。左右。风冷冷热水机组空调系统风冷冷热水机组空调系统 主要设备有：主要设备有： （1）风冷冷水机组）风