地源热泵空调系统设计培训教程

1、设计中心 潘松法2009年6月 一、地热能交换系统简介一、地热能交换系统简介 二、水源热泵机组的选择二、水源热泵机组的选择 三、空调负荷计算三、空调负荷计算 四、中央空调水系统设计四、中央空调水系统设计 五、中央空调风系统设计五、中央空调风系统设计 六、地埋管的设计六、地埋管的设计一、 地热能交换系统简介优点： 室外施工费用相对较低缺点： 室外占地面积较大一般适用于小型的而且具有足够占地面积的地方。 优点： 运行及维护费用低 占地面积较小 冬季无需辅助热源 不产生任何污染 节能效果明显 缺点： 初投资费用稍高优点： 运行及维护费用低 无需占用土地 室外施工费用低 冬季无需辅助热源 不产生任何污

2、染缺点： 需临近较大面积水域 系统效率低于其他方式与其他地源热泵系统的比较：优点： 运行及维护费用低 室外施工费用较低 冬季无需辅助热源 无需占地，受建筑周围环境影响小 不产生任何污染 换热效率高，节能效果明显缺点： 打井受政策限制 系统易受地下水源状况影响与其他地源热泵系统的比较：二、 地源热泵机组的选择单机冷量大，效率高，可以分段调节或无级调节，可用于夏季制冷冬季制热。适用于影剧院、酒店、办公楼、商场等大型场所.。注注: 地下水式可采用大温差小流量设计。R22制冷量：134KW3192KWR134a制冷量：144956KW机组主要优点是结构紧凑、体积小、重量轻、运行平机组主要优点是结构紧凑

3、、体积小、重量轻、运行平稳、管理方便稳、管理方便.而且采用模块化设计，可以进行自动增卸而且采用模块化设计，可以进行自动增卸载调节能量。载调节能量。 具有热回收功能，可提供免费生活热水。具有热回收功能，可提供免费生活热水。 其中全热回收型机组，其中全热回收型机组，具有制冷，制热，制冷具有制冷，制热，制冷+热水，热水，制热制热+热水，热水五种模式，热水，热水五种模式，真正真正“一机三用一机三用”功能。功能。 主要用于中、小型主要用于中、小型宾馆、办公、医院、药宾馆、办公、医院、药厂厂等场所等场所制冷量：8296KW方便独立计费，免除物业管理纠纷方便独立计费，免除物业管理纠纷各户独立操作，实现自由制

4、、制热，各户独立操作，实现自由制、制热，达到传达四管效果达到传达四管效果具有回收建筑物内余热功能具有回收建筑物内余热功能系统具有灵活的扩展能力系统具有灵活的扩展能力系统布置紧凑、灵活系统布置紧凑、灵活省掉中央机房，减低公共部分管道省掉中央机房，减低公共部分管道的占用空间的占用空间无需一次投入主机，分散投资压力无需一次投入主机，分散投资压力 主要办公、宾馆、医院等场所主要办公、宾馆、医院等场所三、负荷计算摘自摘自暖通空调暖通空调. .动力动力 在没有掌握具体空调房间的面积、性质、使用对象等情况下，仅知在没有掌握具体空调房间的面积、性质、使用对象等情况下，仅知道整个建筑的面积，可通过建筑面积来估算

5、确定空调负荷。道整个建筑的面积，可通过建筑面积来估算确定空调负荷。按建筑面积估算按建筑面积估算注：注：1. 1. 上述指标为总建筑面积的冷负荷指上述指标为总建筑面积的冷负荷指标标, ,建筑物总面积小于建筑物总面积小于5000m5000m2 2时时, ,取上取上限值限值. .大于大于10000m10000m2 2时时, ,取下限值取下限值. .2. 2. 按照上述指标确定的冷负荷按照上述指标确定的冷负荷, ,即是制即是制冷机容量冷机容量, ,不必再加系数不必再加系数. .3. 3. 博物馆可参考图书馆博物馆可参考图书馆, ,展览馆可参考展览馆可参考商店商店. .其他建筑物可参考类似的建筑其他建筑

6、物可参考类似的建筑. .4. 4. 由于地区差异较大由于地区差异较大, ,上述指标以北京上述指标以北京地区为准地区为准. .南方地区可按上限采取南方地区可按上限采取. .5. 5. 全年用空气调节系统冬季负荷可按全年用空气调节系统冬季负荷可按下述方法估算下述方法估算: :北京地区为夏季冷负北京地区为夏季冷负荷的荷的1.11.11.21.2倍倍, ,广州地区为夏季冷广州地区为夏季冷负荷的负荷的1/31/31/4.1/4.在需要进行工程方案的初步设计及报价时在需要进行工程方案的初步设计及报价时, 可通过下表对空调负荷进行估可通过下表对空调负荷进行估算，以下为部分算，以下为部分WFI常用单位面积空调

7、负荷估算指标。常用单位面积空调负荷估算指标。按空调面积估算按空调面积估算顺序建筑类型及房间名称 冷负荷指标（w/m2） 1旅游旅馆客房（标准层）120160 2西餐厅、咖啡厅200250 3酒吧250300 4中餐厅、宴会厅会议室大350以上5中3003506小2002507中厅、接待室、商店、小卖部 2008理发、美容 180200 9健身房、保龄球 100200 10弹子房、棋牌室 18011室内游泳池 200320 12办公室一般120180 13领导20014舞厅、夜总会 250400 15商场、百货大楼 首层35016二层30017三层及以上250顺序建筑类型及房间名称冷负荷指标（w

8、/m2）18医院病房 110160 19一般手术室 180250 20洁净手术室 300500 21X光、CT、B超诊断150200 22影剧院观众席 200400 23休息厅 180250 24化妆室 160200 25体育馆比赛馆200350 26休息厅180250 27贵宾室20028展览厅、陈列室 130200 29图书阅览 120160 30科研、办公 160200 31公寓、住宅 120200 以下为以下为技术措施技术措施部分具有代表性的单位面积空调负荷估算指标。部分具有代表性的单位面积空调负荷估算指标。摘自摘自暖通空调暖通空调动力动力按空调面积估算按空调面积估算 在做施工设计时，

9、必须进行详细的负荷计算，且详细的负荷计算有利于准确确定空调的初投资和保证良好的运行效果。所以详细的负荷计算在设计时是非常有必要的。空调负荷详细计算通常由以下几部分组成：通过围护结构传入的热量透过外窗进入的太阳辐射热量人体散热量照明散热量设备等其他内部热源的散热量食品或物料的散热量渗透空气带入的热量伴随各种散湿过程产生的潜热量空调负荷 首先我们对由于围护结构传热产生的冷负荷进行计算，建筑的围护结构一般分为内围护和外围护结构，与室外空气接触的围护结构被称为外围护结构，顾名思义，内围护结构就是与建筑内其他相邻房间的间隔结构。这两项在负荷计算中要分别进行计算！1.1.外墙冷负荷外墙冷负荷 要计算通过外

10、墙的传热负荷通常要知道外墙的结构类型、外表面颜色、传热系数以及其朝向。具体可按当地的节能标准取数。2.2.外窗冷负荷外窗冷负荷 外窗冷负荷与外墙冷负荷不同，它包含两部分，由于温差传热形成的负荷与由于太阳辐射所形成的负荷。1)温差传热负荷计算公式：Qc=KFt K窗的传热系数 W/m F窗的面积 mt-计算时刻的负荷温差 计算时需确定的原始参数为：窗的面积，窗的传热系数。2)太阳辐射负荷Q=FXgXdJwtXg-窗户的构造修正系数Jwt计算时刻下，透过无遮阳设施外窗的太阳总辐射强度 W/m地点修正系数 计算时需确定的原始参数为：窗的种类，窗玻璃遮挡系数，窗玻璃内遮阳系数，窗的阴影面积。3.3.人

11、体冷负荷人体冷负荷 人体散热形成的冷负荷和散湿量按下式计算： 1）人体散热冷负荷 CLr=n(q1Cq2)Cr CLr人体散热形成的冷负荷 n空气调节房间内的人数（人） q1-每个人散发的显热量（W） q2-每个人散发的潜热量（W） C人体显热散热冷负荷系数 该系数取决于人员在室内的停留时间及由进入室内时算起至计算时刻的时间。对于人员密集的场所，如电影院，剧场，会堂，体育馆等，可取1；24h内室温不能保持恒定（夜间停止使用），取1。 Cr群集系数2)Wr=nWCrn空气调节房间内的（人）W每个人的散湿量 g/hCr群集系数 4.4.照明冷负荷照明冷负荷 照明散热形成的冷负荷可根据照明器材的类型

12、及安装方式的不同，按下式计算： 1）.白炽灯 CL1NN1Ccl1 2）.明装荧光灯（镇流器安装在空调房间内） CL1(N1N2)n1Ccl1 3）.暗装荧光灯（灯管安装在顶棚的玻璃罩内） CL1N1n1n2Ccl1 式中 CL1照明散热形成的冷负荷（W） N白炽灯的功率（W） N1荧光灯的功率（W） N2镇流器的功率（W），一般取荧光灯功率的20； n1-灯具的同时使用系数 n2-考虑灯罩玻璃反射，顶棚内通风等情况，当荧光灯 上部有小孔时，取 n2=0.5-0.6,灯罩上无孔时，视顶棚通风情况取0.6-0.8。 Ccl1-照明散热形成的冷负荷系数 室内照明及人员密度估算指标房间名称室内人数（

13、人/m2）照明负荷（W/m2）旅馆客房0.10.151620商店营业厅（首层）1.01.23545商店营业厅（其他层）0.50.83545精品商场0.33445餐厅、宴会厅0.51.01220一般办公室0.10.231823会议室0.40.51823 注：摘自全国民用建筑工程设计技术措施注：摘自全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调暖通空调. .动力动力5.5.渗透空气冷负荷渗透空气冷负荷 通过外门开启及围护结构缝隙渗入室内的空气量按可按下述方法计算：(1)、由于外门开启而渗入的空气量G1按下式计算： G1=n*Vm*w式中G1由于外门开启而渗入的空气量(kg/h)； n每小时的人流量(人次/h

14、)； Vm外门开启一次(包括出入各一次)的空气渗入量m3/(人次.h)，按下表选用； w室外空气密度（kg/ m3 ）。（2）、通过围护结构、门、窗渗入室内的空气量G2可按换气次数估算： G2=V*w式中G2围护结构、门、窗缝隙渗入室内的空气量(kg/h)； 每小时的换气次数，与房间容积和门、窗的多少有关，一般可按下表 估算； w室外空气密度(kg/ m3 )。Vm值m3/(人次.h)每小时通过的人数普通门带门斗的门转门单扇一扇以上单扇一扇以上单扇一扇以上1003.0 4.752.50 3.50 0.80 1.00 100-7003.0 4.752.50 3.50 0.70 0.90 700-

15、14003.0 4.752.25 3.50 0.50 0.60 1400-21002.754.00 2.25 3.25 0.30 0.30 注：摘自全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调.动力换气次数值容积V500以下500-10001000-15001500-20002000-25002500-30003000以上0.70 0.60 0.55 0.50 0.42 0.40 0.35 注：摘自全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调.动力四、中央空调系统水系统设计压缩机压缩机冷凝器蒸发器节流装置地埋管室内末端冷媒循环水循环源侧水系统负荷侧水系统下面以一个简单的水系统流程图来介绍什么是中下面以一个简单

16、的水系统流程图来介绍什么是中央空调的水系统及其原理央空调的水系统及其原理原理图原理图(流程图流程图).水泵水泵.冷却塔冷却塔 .集、分水器集、分水器(无系统分区时无此设备无系统分区时无此设备).水处理装置水处理装置.全自动软化装置全自动软化装置.膨胀水箱膨胀水箱(高位及落地式两种高位及落地式两种) 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Q。 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 8590%，特殊情况需根据

17、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.制冷机组冷负荷制冷机组冷负荷=建筑空调总冷负荷建筑空调总冷负荷*同时使用率。根据计算的制冷机同时使用率。根据计算的制冷机冷负荷即可选择制冷主机。制冷主机用在政府会堂等重要建筑时，应冷负荷即可选择制冷主机。制冷主机用在政府会堂等重要建筑时，应考虑备用。考虑备用。5.当实际工况与水源热泵机组额定工况不同时，应进行修正后再做校核。当实际工况与水源热泵机组额定工况不同时，应进行修正后再做校核。风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故选择风机盘管有如下风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故选择风机盘管有如下两种方法：

18、两种方法：（1）房间循环风量）房间循环风量=房间面积房间面积*层高（吊顶后）层高（吊顶后）*房间换气次数。房间换气次数。 利用循环风量对应风机盘管中速风量，即可确定风机盘管型号。利用循环风量对应风机盘管中速风量，即可确定风机盘管型号。 若产品未提供不则风速下的客定值数据时，可参考下表进行换算若产品未提供不则风速下的客定值数据时，可参考下表进行换算风机盘管的选择风机盘管的选择额定值类别高档风速中档风速低档风速风量1.00 0.85 0.70 供冷量、供热量1.00 0.90 0.80 （2）房间所需冷负荷）房间所需冷负荷=房间的计算瞬时最大冷负荷房间的计算瞬时最大冷负荷(估算时估算时 房间单位房

19、间单位负荷负荷*房间面积房间面积) 利用房间冷负荷对应风机盘管中速风量时的制冷量即可确定风机盘利用房间冷负荷对应风机盘管中速风量时的制冷量即可确定风机盘管型管型 号。确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或号。确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或暗装），送回风方式以及水管连接位置（左或右）等条件。暗装），送回风方式以及水管连接位置（左或右）等条件。当出风管较长时当出风管较长时,选型时要注意校核机外余压是否能满足工程实际需要。选型时要注意校核机外余压是否能满足工程实际需要。注注: :风机盘管冷量测定工况风机盘管冷量测定工况: :干球温度干球温度27C,27C,湿球温度湿球温度

20、19.5C,19.5C,进出水温差进出水温差5C5C 热量测定工况热量测定工况: :干球温度干球温度21C,21C,进水温度进水温度60C60C对于一般的住宅和办公建筑，房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管；房间单位面积负荷对于一般的住宅和办公建筑，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。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。空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有回风工况和新风工况两种工作空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有回风工况和新风工况两种工作状态。状态。一般有吊顶式和落

21、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种情况。根据建筑情况和建筑业主的要求进行最终的确定。有多种情况。根据建筑情况和建筑业主的要求进行最终的确定。空气处理机组的选择一般由下列几个主要参数决定：风量、冷量、机外余压和噪声空气处理机组的选择一般由下列几个主要参数决定：风量、冷量、机外余压和噪声1.1.先根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号先根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号2.2.然后根据需要提供的冷量来决定其排管数。然后根据需要提供的冷量来决定其排管数。3.3.根据系统需要的余压要求确定余

22、压根据系统需要的余压要求确定余压4,4,根据环境的噪音值与室内之差根据环境的噪音值与室内之差, ,做好防噪措施做好防噪措施. .空气处理机组的选择空气处理机组的选择空气处理机形式空气处理机选型步骤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.水泵及其选型水泵及其选型命名方式：命名方式：一般来说一般来说, ,空调水系统采用的均为离心式水泵空调水系统采用的均为离心式水泵, ,因为其压头和流量都比较因为其压头和流量都比较容易满足水系统的要求容易满足水系统的要求. .安装形式上分为立式泵及卧式泵安装形式上分为立式泵及卧式泵

23、. .从水泵构造上从水泵构造上分单吸泵及双吸泵分单吸泵及双吸泵. .卧式泵卧式泵 卧式泵是目前最常用的空调卧式泵是目前最常用的空调水泵水泵, ,其结构简单其结构简单, ,造价相对造价相对低廉低廉, ,运行的稳定性好运行的稳定性好, ,噪音噪音较小较小, ,减振设计方便减振设计方便, ,维修比维修比较容易较容易. .缺点是占用一定面缺点是占用一定面积积. .卧式离心泵卧式离心泵立式泵立式泵当机房面积较为紧张时当机房面积较为紧张时, ,立式泵体现立式泵体现出其占地面积较小的优势出其占地面积较小的优势, ,通常其电通常其电机设于水泵的上部机设于水泵的上部. .运行稳定性不如运行稳定性不如卧式泵卧式泵

24、, ,减振设计相对困难减振设计相对困难. .另外另外, ,维维修难度也比卧式泵大一些修难度也比卧式泵大一些. .第一步：水泵流量的确定第一步：水泵流量的确定冷冻水水流量：为所对应的冷水机组的冷冻水流量冷冻水水流量：为所对应的冷水机组的冷冻水流量, ,计算水泵流量应计算水泵流量应附加附加5%5%10%10%的裕量，或根据如下公式进行计算。的裕量，或根据如下公式进行计算。 L= Q tx1.163其中：其中：L L为冷冻水水流量，为冷冻水水流量，m m3 3/h; /h; Q Q为乘以同时使用率后的总冷负荷，为乘以同时使用率后的总冷负荷，kw;kw;t t为冷冻水进出水温差，为冷冻水进出水温差，一

25、般取，一般取4.54.55 5。X(1.151.2)冷却水水流量：为所对应的冷水机组的冷却水流量冷却水水流量：为所对应的冷水机组的冷却水流量, ,计算水泵流量应附加计算水泵流量应附加5%5%10%10%的裕量，或根据如下公式进行计算。的裕量，或根据如下公式进行计算。L=Q1+Q2tx1.163X(1.151.2)其中：其中：L L为冷却水水流量，为冷却水水流量，m m3 3/h; /h; Q Q1 1为乘以同时使用率后的总冷负荷，为乘以同时使用率后的总冷负荷，kw;kw;Q Q2 2为机组中压缩机耗电量，为机组中压缩机耗电量，kw;kw;t t为冷却水进出水温差，为冷却水进出水温差，一般取，一

26、般取4.54.55 5。补水水量：补水量为系统水量的补水水量：补水量为系统水量的1%1%2%2%第二步：水泵扬程的确定第二步：水泵扬程的确定冷冻水泵扬程的确定冷冻水泵扬程的确定 1.1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为制冷机组蒸发器水阻力：一般为5 57mH7mH2 2O O；（具体值可参看产品样本）；（具体值可参看产品样本） 2.2.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 般为般为4 46mH6mH2 2O O；（具体值可参看产品样本）；（具体值可参看产品样本） 3.3.回水过滤器阻力，一般为回水过滤器阻力，一般为

27、3 35mH5mH2 2O O； 4.4.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3mH3mH2 2O O； 5.5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：沿程阻力一般为比摩阻制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：沿程阻力一般为比摩阻(100(100 300Pa/m)300Pa/m)每乘以管道长度每乘以管道长度. .局部阻力为沿程阻力的局部阻力为沿程阻力的50%.50%. 综上所述，冷冻水泵扬程为上述阻力之和。综上所述，冷冻水泵扬程为上述阻力之和。冷却水泵扬程的确定冷却水泵扬程的确定 扬程为冷却水系统阻力扬程为冷却水系统阻力+ +冷却塔积水盘至布水器的高差冷却塔积水盘至

28、布水器的高差+ +布水器所需压力布水器所需压力补水泵扬程的确定补水泵扬程的确定 扬程为扬程为定压点与最高点距离定压点与最高点距离+ +水泵吸水端和出水端阻力水泵吸水端和出水端阻力+3+35mH5mH2 2O O的富裕扬程。的富裕扬程。水泵台数流量流量的增加值与单台泵运行比较流量的减少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 3台时，衰减尤台时，衰减尤为厉害。故建议：为厉害。故建议： 1.1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，一般附加选用多台

29、水泵时，要考虑流量的衰减，一般附加5%5%10%10%的裕量的裕量. . 2. 2.水泵并联不宜超过水泵并联不宜超过3 3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台。 3. 3. 大中型工程应分别设置冷大中型工程应分别设置冷, ,热水循环泵热水循环泵. .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。用。补水泵一般按照一用一备的原则选取。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冷却塔按形式分为逆流式冷却塔按形式分为逆流式,

30、 ,横流式横流式, ,引射式及蒸发式引射式及蒸发式( (闭式闭式) )冷却塔冷却塔. .按外按外形分为圆形与方形形分为圆形与方形. .冷却塔的形式及其特点冷却塔的形式及其特点1.逆流式冷却塔逆流式冷却塔 (1)(1)进风与出风口具有较大的高差进风与出风口具有较大的高差, ,因而进出风不易短流因而进出风不易短流, ,能保证吸入空气温能保证吸入空气温 度较低度较低. . (2) (2)逆流塔的热交换效率是最高的逆流塔的热交换效率是最高的. . (3) (3)圆形逆流塔的进风百叶可沿圆周布置圆形逆流塔的进风百叶可沿圆周布置, ,方形塔也可在四周布置方形塔也可在四周布置, ,因此进风因此进风较均匀较均

31、匀, ,冷却效果好冷却效果好. . (4) (4)外形尺寸上外形尺寸上, ,圆形塔直径比同样性能的方形塔大，边长也更大一些圆形塔直径比同样性能的方形塔大，边长也更大一些, ,由于由于这些原因这些原因, ,受占地面积限制圆形塔的使用场合受到一定影响受占地面积限制圆形塔的使用场合受到一定影响. .2.横流式冷却塔横流式冷却塔 横流式冷却塔的热交换效率不如逆流塔横流式冷却塔的热交换效率不如逆流塔. .进风与出风口的高差也比逆流塔小进风与出风口的高差也比逆流塔小得多得多, ,如果出风口处受到某种气流或其他物体的影响和阻碍如果出风口处受到某种气流或其他物体的影响和阻碍, ,会使进风与出风会使进风与出风出

32、现短流现象出现短流现象. .另横流塔进水口一半在塔体顶部另横流塔进水口一半在塔体顶部, ,因此通常要求塔上方有水平因此通常要求塔上方有水平干管干管, ,管道布置稍有困难管道布置稍有困难. .3.引射式冷却塔引射式冷却塔 取消了冷却风机取消了冷却风机, ,而采用高速的水通过喷水口射出而采用高速的水通过喷水口射出, ,从而引射一定量的空气进从而引射一定量的空气进入塔内进行热交换而冷却入塔内进行热交换而冷却. .没有风机等运转设备没有风机等运转设备, ,可靠性高可靠性高, ,稳定性好稳定性好, ,噪声比噪声比其他类型的冷却塔低其他类型的冷却塔低. .缺点是设备尺寸偏大缺点是设备尺寸偏大, ,造价相对

33、较贵造价相对较贵. .同时同时, ,由于射流流由于射流流速的要求速的要求, ,它需要较高的进塔水压它需要较高的进塔水压. .4.蒸发式冷却塔蒸发式冷却塔(闭式冷却塔闭式冷却塔) 冷却水系统为一全封闭系统冷却水系统为一全封闭系统, ,对水质的保证性能较好对水质的保证性能较好, ,不易被污染不易被污染, ,杂质也不杂质也不会进入冷却水系统中会进入冷却水系统中, ,另一个优点就是在室外温度较低时另一个优点就是在室外温度较低时( (过渡季节过渡季节) )可以把它可以把它当成一个蒸发冷却式制冷设备当成一个蒸发冷却式制冷设备, ,使冷却水直接当做空调系统的冷却水使用使冷却水直接当做空调系统的冷却水使用.

34、.从从而减少机组的运行时间而减少机组的运行时间. .但其电耗大但其电耗大, ,进塔水压要求较高进塔水压要求较高. .1 1、冷却塔台数与制冷主机的数量应一一对应，可以不考虑备用；、冷却塔台数与制冷主机的数量应一一对应，可以不考虑备用；2 2、冷却塔的能力大多数为标准工况下的出力（湿球温度、冷却塔的能力大多数为标准工况下的出力（湿球温度28,28,冷却水冷却水 量量32C/37C),32C/37C),由于地区差异由于地区差异, ,夏季湿球温度会不同夏季湿球温度会不同, , 应根据厂家样册应根据厂家样册提供的曲线进行修正提供的曲线进行修正. .湿球温度可查当地气象参数获得湿球温度可查当地气象参数获

35、得. .3 3、当无冷却塔修正曲线时，可以按冷却水流量附加一定余量。如冷却塔的水流当无冷却塔修正曲线时，可以按冷却水流量附加一定余量。如冷却塔的水流量量 = 冷却水系统水量冷却水系统水量(1.21.5)；4 4、冷却塔与周围障碍物的距离应为一个塔高。、冷却塔与周围障碍物的距离应为一个塔高。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160m160m3 3/h/h，当地湿球温度，当地湿球温度28,28,冷水进出温度冷水进出温度32C/37C,32C/37C,那么冷却塔的冷却水量那么冷却塔的冷却水量=160 =160 1.2=192 m1.2=192 m3 3/h/h，根据就近原则，选

36、择冷却塔参数，根据就近原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为表中冷却水量为200m200m3 3/h /h 的冷却塔。的冷却塔。 对于小型风冷模块工程，水环路无需分区的工程，不用设置集分水器。对于小型风冷模块工程，水环路无需分区的工程，不用设置集分水器。 对于中大型工程，水环路需要分区的工程，需要设置集分水缸。对于中大型工程，水环路需要分区的工程，需要设置集分水缸。 多于两路供应的空调水系统，宜设置集分水器。多于两路供应的空调水系统，宜设置集分水器。集、分水器的直径应按总流量集、分水器的直径应按总流量通过的断面流速通过的断面流速(0.5-1.0m/s)初初选选,并应大于最大接管开口直并应大于最大接

37、管开口直径的径的2倍倍高位膨胀水箱高位膨胀水箱+电子水处理仪电子水处理仪此套设备应用于所在地水质比较好，系统比较简单，要求造价比较低的方此套设备应用于所在地水质比较好，系统比较简单，要求造价比较低的方案。但冬天需要对膨胀水箱采取保温措施。案。但冬天需要对膨胀水箱采取保温措施。软化水装置软化水装置+闭式膨胀水箱闭式膨胀水箱+电子水处理仪电子水处理仪此套设备应用于系统比较复杂的水系统，也是比较常见的补水装置。此套设备应用于系统比较复杂的水系统，也是比较常见的补水装置。闭式膨胀水箱主要起系统定压作用闭式膨胀水箱主要起系统定压作用闭式膨胀水箱闭式膨胀水箱膨胀水箱的有效容积为膨胀水量膨胀水箱的有效容积为

38、膨胀水量VpVp与调节水量与调节水量VtVt之和之和. .即即V=Vp+VtV=Vp+Vt膨胀水量膨胀水量: :Vp=aVcVp=aVct t a- a-水的膨胀系数水的膨胀系数, ,取取0.0006.0.0006. Vc- Vc-系统的水容量系统的水容量(L)(L)t-t-水的平均温差水的平均温差, ,冷水取冷水取15,15,热水取热水取45.45.估算膨胀水量估算膨胀水量Vp:Vp:冷水约冷水约0.1L/KW,0.1L/KW,热水约热水约0.3L/KW.0.3L/KW.调节水量调节水量VtVt为补水泵为补水泵3min3min的流量的流量, ,且保持水箱调节水位不小于且保持水箱调节水位不小于

39、200mm.200mm.最低水位应高于系统最高点最低水位应高于系统最高点0.5m0.5m以上以上. .空调水系统的单位面积水容量空调水系统的单位面积水容量（L/mL/m2 2) )空调方式空调方式全空气系统全空气系统水水- -空气系统空气系统供冷时供冷时0.400.550.400.550.701.300.701.30供暖时供暖时热水锅炉热水锅炉1.252.001.252.001.201.901.201.90热交换器热交换器0.400.550.400.550.701.300.701.30451.0%501.2%60 1.7%1)1)总容积总容积: : V=Vt/(1- V=Vt/(1-) ) V

40、t- Vt-调节水量调节水量, ,同开式膨胀水箱同开式膨胀水箱(m(m3 3) ) - -系数系数, ,一般一般=0.650.85,=0.650.85,当当P P2 2允许时允许时, ,尽可能取小值尽可能取小值. .2)2)工作压力工作压力: : a) a)补水泵启动压力补水泵启动压力P P1 1(mH(mH2 2O),O),大于系统最高点大于系统最高点0.5m.0.5m. d)d)安全阀开启压力即膨胀罐最大工作压力安全阀开启压力即膨胀罐最大工作压力P P4 4=P=P3 3+(12)m ,+(12)m ,且不超过系统中且不超过系统中 设备的允许工作压力设备的允许工作压力. .c)c)电磁阀开

41、启压力电磁阀开启压力P P3 3=P=P2 2+(24)m+(24)mb)b)补水泵停止压力补水泵停止压力P P2 2(mH(mH2 2O),PO),P2 2=(P=(P1 1+10)/ +10)/ -10-10 P P2 2取值应保证系统不超压取值应保证系统不超压. .“Y”形过滤器形过滤器电子水处理仪电子水处理仪产品主要形式产品主要形式电子水处理仪按实际计算流量选择电子水处理仪按实际计算流量选择“Y”形过滤器形过滤器按其所在管段的管径选择按其所在管段的管径选择. . 当工程所在地水质较硬或当工程所在地水质较硬或是系统较大的时候，系统的循是系统较大的时候，系统的循环水和补水最好是软化水，该环

42、水和补水最好是软化水，该空调系统必须配置水软化装置，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；一般选用全自动软化水装置； 全自动软化水装置的选用全自动软化水装置的选用一般按照系统补水量进行选择。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补水装置可以根据实际情况来选（装置小，系统补水时间长；选（装置小，系统补水时间长；装置大，系统补水时间短）。装置大，系统补水时间短）。软化水经处理后储存在软化水软化水经处理后储存在软化水箱内箱内, ,软化水箱的容积通常取软化水箱的容积通常取补水泵补水泵0.51.00.51.0小时的水量小时的水量. .工程图工程图片片 空调水系统中空调水系

43、统中,常用水管有常用水管有焊接钢管焊接钢管,无缝钢管无缝钢管,镀锌钢管镀锌钢管及及PVC塑料管塑料管几种几种. 焊接钢管焊接钢管与与无缝钢管无缝钢管通常应用于空调冷通常应用于空调冷,热水及冷却水管路热水及冷却水管路,在使用之前在使用之前,管道用进行除锈管道用进行除锈及刷防锈漆的处理及刷防锈漆的处理.焊接钢管造价便宜焊接钢管造价便宜,但其承压能力相对较低但其承压能力相对较低,一般常用于工作压力不一般常用于工作压力不大于大于1.6MPa的水系统中的水系统中.无缝钢管价格略贵于焊接钢管无缝钢管价格略贵于焊接钢管,其承压较高其承压较高,可采用不同的壁厚可采用不同的壁厚来满足水系统对工作压力的要求来满足

44、水系统对工作压力的要求. 镀锌钢管镀锌钢管从使用功能上可以满足冷冻水与冷却水系统的压力要求从使用功能上可以满足冷冻水与冷却水系统的压力要求,所以在这些系统中大所以在这些系统中大量使用。量使用。 空调冷凝水管也可采用近年新推出的空调冷凝水管也可采用近年新推出的PVC管材管材,其内表面光滑其内表面光滑,流动阻力小流动阻力小,施工安装方便施工安装方便,也是一种值得推广的管材也是一种值得推广的管材. 常用钢管的规格按公称直径排列如下常用钢管的规格按公称直径排列如下:DN15,DN20,DN25,DN32,DN40,DN50,DN65,DN80,DN100,DN125,DN150,DN200,DN250

45、,DN300,DN350, DN400,DN450,DN500,DN550,DN600,DN650,DN700注注: :冷媒冷媒( (水、盐水、乙二醇水溶液水、盐水、乙二醇水溶液) )系统管道系统管道DN50DN50时采用焊接钢管或镀锌钢时采用焊接钢管或镀锌钢 管管,DN50,DN50时采用无缝钢管时采用无缝钢管. . 空调水系统附件主要包括：空调水系统附件主要包括： （1） 阀门：阀门：蝶阀、截止阀、平衡阀、球阀、闸阀。起调节作用的有截止阀和平衡阀，起关断蝶阀、截止阀、平衡阀、球阀、闸阀。起调节作用的有截止阀和平衡阀，起关断 作用的起调节作用的球阀、闸阀和蝶阀。作用的起调节作用的球阀、闸阀和

46、蝶阀。 （2） 水过滤器：水过滤器：在水系统中的孔板、水泵、换热器等设备的入口管道上，均应安设过滤器在水系统中的孔板、水泵、换热器等设备的入口管道上，均应安设过滤器。 （3） 软接头：软接头：为了防止振动，在机组与进出口接管处和末端的进出水管处设置，通常采为了防止振动，在机组与进出口接管处和末端的进出水管处设置，通常采 用金属软连接。用金属软连接。 （4） 补偿器：补偿器：在水系统中，消除管道热胀冷缩产生的应力，通常为金属波纹管在水系统中，消除管道热胀冷缩产生的应力，通常为金属波纹管 （5） 自动排气阀：自动排气阀：排除水管路系统中的空气，一般采用全铜的自动排气阀，且在其前面加球排除水管路系统

47、中的空气，一般采用全铜的自动排气阀，且在其前面加球 阀和闸阀。阀和闸阀。 （6） 压力表：压力表：测试水系统压力，位于机组、水泵的进出水端和过滤器的进出水端测试水系统压力，位于机组、水泵的进出水端和过滤器的进出水端 （7） 温度计：温度计：测试水系统温度，主机、换热器、末端、分集水器上测试水系统温度，主机、换热器、末端、分集水器上.以上介绍了水系统中主机、末端及附属设备的选以上介绍了水系统中主机、末端及附属设备的选型，下面介绍一下水系统中水管路的设计型，下面介绍一下水系统中水管路的设计.水系统的分区水系统的分区 .水系统的平面设计水系统的平面设计 .水系统的分类水系统的分类.水系统分类水系统分

48、类（1）按系统定压方式划分，可分为）按系统定压方式划分，可分为开式系统（不常用）、闭式系统开式系统（不常用）、闭式系统（2）按冷热水管道的设置方式划分，可分为）按冷热水管道的设置方式划分，可分为双管制、三管制、四管制系统双管制、三管制、四管制系统（3）按水量特性划分，可分为）按水量特性划分，可分为定流量、变流量系统定流量、变流量系统（4）按水的性质划分，可分为）按水的性质划分，可分为冷冻水、冷却水、热水系统、冷凝水系统冷冻水、冷却水、热水系统、冷凝水系统（5）按各末端设备的水流程划分，可分为按各末端设备的水流程划分，可分为同程式、异程式系统同程式、异程式系统 空调水系统的划分方式：空调水系统的

49、划分方式：下面主要介绍同程式、异程式系统的原理及形式下面主要介绍同程式、异程式系统的原理及形式水流通过各末端的路程相同的水管路系统水流通过各末端的路程相同的水管路系统. 水流经每个末端的流程是不相同的水流经每个末端的流程是不相同的.特点特点:各末端水阻力接近各末端水阻力接近, 有利有利于水力平衡于水力平衡,减少系减少系 统初调统初调试工作量试工作量,但初投但初投 资高资高.特点特点:节省管道及其占用空节省管道及其占用空间间,对投资较为有利对投资较为有利. 为了减少投资及减少对建筑本身的影响为了减少投资及减少对建筑本身的影响,空调系统通常以空调系统通常以1.6MPa作为工作压力的划分界限作为工作

50、压力的划分界限,使水系统内所有设备和附使水系统内所有设备和附件的工作压力都处于件的工作压力都处于1.6MPa之下之下.考虑到水泵扬程大约在考虑到水泵扬程大约在40m左右左右,因此因此,水系统的静压应在水系统的静压应在120m以下以下,对于目前的建筑来说对于目前的建筑来说,这相当于大约室外高度这相当于大约室外高度100m左右的建筑左右的建筑(地下室地下室-10m左右左右),当当建筑高度较高建筑高度较高,使得水静压大于使得水静压大于1.2MPa时时,水系统宜按竖向进水系统宜按竖向进行分区以减少设备承压行分区以减少设备承压.按压力分区按压力分区 按使用性质分区按使用性质分区 各区域在使用时间各区域在

51、使用时间,使用方式上有较大区别使用方式上有较大区别,这一点在综合这一点在综合建筑中较为明显建筑中较为明显,如酒店建筑中的客房与公共部分如酒店建筑中的客房与公共部分,办公建办公建筑中的办公与公共部分等筑中的办公与公共部分等.公共部分本身象餐饮公共部分本身象餐饮,商场商场,娱乐娱乐等在使用时间上也存在一定的区别等在使用时间上也存在一定的区别. 按负荷固有性质分区按负荷固有性质分区 负荷的固有特性当然与房间使用性质有一定关系负荷的固有特性当然与房间使用性质有一定关系,但影响但影响更多的则是朝向及内外区方面更多的则是朝向及内外区方面. 从朝向上来说从朝向上来说,南北朝向的房间由于日照不同南北朝向的房间

52、由于日照不同,在过渡季节在过渡季节时的要求有可能不一致时的要求有可能不一致,东西朝向的房间由于出现负荷最东西朝向的房间由于出现负荷最大值的时间不一致大值的时间不一致,在同一时刻也会有不同的要求在同一时刻也会有不同的要求. 从内外分区上看从内外分区上看,外区负荷随室外气候的变化较为明显外区负荷随室外气候的变化较为明显,而而内区的负荷相对稳定内区的负荷相对稳定,全年的供冷的时间较多全年的供冷的时间较多.按负荷性质分区按负荷性质分区L - 水流量水流量m3/sd - 水管内径水管内径 m - 水流速水流速 m/s d=4L v冷冻水管管径计算冷冻水管管径计算由选取的各管段合适的水流速，并根据各管段水

53、流量算出管径，并根据由选取的各管段合适的水流速，并根据各管段水流量算出管径，并根据计算管径选取靠近的标准管径作为该段水管的管径。计算管径选取靠近的标准管径作为该段水管的管径。注注: 此管径计算方法只能粗略估算，管径的计算需要水力计算。此管径计算方法只能粗略估算，管径的计算需要水力计算。管径1520253240506580闭式系统0. 40.50.50.60.60.70.70.90.81.00.91.21.11.41.21.6开式系统0.30.40.40.50.50.60.60.80.70.90.81.00.91.21.11.4管径100125150200250300350400闭式系统1.31

54、.81.52.01.62.21.82.51.82.61.92.91.62.51.82.6开式系统1.21.61.41.81.52.01.62.31.72.41.72.41.62.11.82.3摘自民用建筑空调设计 水管压力损失的计算水管压力损失的计算1.管道的摩擦压力损失管道的摩擦压力损失(沿程阻力沿程阻力) P=P=LdV2 2-摩擦系数摩擦系数d-管道直径管道直径V-水流速度水流速度-水的密度水的密度L-管道长度管道长度2. 局部压力损失局部压力损失(局部阻力局部阻力) V2 2P=P=-管道局部阻力系数管道局部阻力系数3. 水管压力损失水管压力损失=沿程压力损失沿程压力损失+局部压力损失

55、局部压力损失 冷凝水水管径确定冷凝水水管径确定冷凝水管路布置原则：冷凝水管路布置原则：（1 1）空调冷凝水管应独立布置，不能与污水管相连；）空调冷凝水管应独立布置，不能与污水管相连；（2 2）水平向冷凝水管的坡度应不小于）水平向冷凝水管的坡度应不小于0.010.01，并尽量缩短其长度，当长度较长，并尽量缩短其长度，当长度较长 时，根据实际情况设置悬挂结构，防止冷凝水管下垂；时，根据实际情况设置悬挂结构，防止冷凝水管下垂；（3 3）对于冷凝水盘位于空调机组内负压区时，在连冷凝水管时必须设置存水）对于冷凝水盘位于空调机组内负压区时，在连冷凝水管时必须设置存水 弯；弯；（4 4）采用集中排水方式时，

56、应遵循）采用集中排水方式时，应遵循“就近原则就近原则”，并尽量减少同一冷，并尽量减少同一冷 凝水水管所连接的空调机组的数量。凝水水管所连接的空调机组的数量。（5 5）由于冷凝水管路太长无法实现坡度时，可引入下层冷凝水管中）由于冷凝水管路太长无法实现坡度时，可引入下层冷凝水管中 排水，但要注意，引入管要斜插入下层冷凝管中。排水，但要注意，引入管要斜插入下层冷凝管中。连接空调末端的冷凝水水管径为末端自身的冷凝水水管径，汇流后的管径连接空调末端的冷凝水水管径为末端自身的冷凝水水管径，汇流后的管径根据汇流管所连接的末端设备的总制冷量选择。根据汇流管所连接的末端设备的总制冷量选择。汇流后冷凝水水管径可参

57、考下表选择：汇流后冷凝水水管径可参考下表选择：摘摘采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范 例如：空调末端例如：空调末端A机组冷负荷为机组冷负荷为25kw，B机组冷负荷为机组冷负荷为30kw，试确定，试确定 A、B冷凝水汇总管管径。冷凝水汇总管管径。则：机组则：机组A和和B的总负荷为的总负荷为55kw，根据以上的表格，可查得冷，根据以上的表格，可查得冷凝水水管径为凝水水管径为DN32五、中央空调负系统设计风口形式及其选择风口形式及其选择送回风形式的确定送回风形式的确定风管尺寸的计算风管尺寸的计算送风量的确定送风量的确定风管的形式及特点风管的形式及特点新风系统的设计新风系统的设计 房

58、间的送风量可以根据房间的冷负荷房间的送风量可以根据房间的冷负荷和空气处理前后的焓差值计算得出和空气处理前后的焓差值计算得出Gw =Qw /(iq-ih)式中式中 G Gw w：房间所需风量，：房间所需风量，kg/skg/s i iq q：空气处理前焓值，：空气处理前焓值，kJ/kgkJ/kgi ih h：空气处理后焓值，：空气处理后焓值，kJ/kgkJ/kg通常在设计过程中，根据房间送风量来选择适当风通常在设计过程中，根据房间送风量来选择适当风量的末端装置。量的末端装置。Q Qw w：房间冷负荷，：房间冷负荷，kwkw 与一些精度要求较高的工业建筑相比，高层民用建筑与一些精度要求较高的工业建筑

59、相比，高层民用建筑属于舒适性空调要求，其气流组织设计时一般不强调精度属于舒适性空调要求，其气流组织设计时一般不强调精度要求。但应注意以下三点：要求。但应注意以下三点： 1.尽可能保证室内参数的均匀性（特别是温度）尽可能保证室内参数的均匀性（特别是温度） 2.防止送、回风空气短流导致空调效果不良。防止送、回风空气短流导致空调效果不良。 3.防止夏季时直接对人体吹冷风。防止夏季时直接对人体吹冷风。下面介绍几种典型的气流组织下面介绍几种典型的气流组织此方式为高层民用此方式为高层民用建筑常用的一种空调气建筑常用的一种空调气流组织方式，适合于全流组织方式，适合于全吊顶的房间。通常送风吊顶的房间。通常送风

60、口采用散流器或条形风口采用散流器或条形风口，回风口采用百叶式口，回风口采用百叶式风口或条形风口。风口或条形风口。房间上送上回方式上送下回方式房间 上送下回方式在气流组织上比上送上送下回方式在气流组织上比上送上回方式更为合理，室内空气参数均上回方式更为合理，室内空气参数均匀，不存在送、回风短流问题，也适匀，不存在送、回风短流问题，也适用于净高较高的场所。但将占用一定用于净高较高的场所。但将占用一定的建筑面积，有时较困难。的建筑面积，有时较困难。 以冬季送热风为主的以冬季送热风为主的空气调节系统，当空气空气调节系统，当空气调节房间层高较高时，调节房间层高较高时，宜采用此方式。宜采用此方式。侧送方式