第八章空调机房设计

1、第八章空调机房设计8 1 机房位置及技术要求1 . 机房的位置选择离心式、螺杆式制冷机组的机房按功能分有两类：一类是为建筑物空调服务的冷冻机房，提供空调用的低温冷冻水，常采用冷水机组直接供冷或蓄冷槽与制冷机组组合供冷的方法；另一类是为冷藏、冷冻服务的制冷机房，常采用螺杆式制冷机组。冷冻机房位置的合理选择，对于整个建筑物的合理布局、安全方便地使用是非常重要的。选择机房位置时，应遵循建筑设计防火规范、采暖通风与空气调节设计规范、冷库设计规范等，并应综合考虑下列因素：1 ） 应与建筑物的总体布局相协调，机房应设在既靠近负荷中心，又能使进出机房的各类管道布置方便的地方。冷藏、冷冻的制冷机房和设备间除了

2、要满足上述要求外，选址时还应避开库区的主要交通干线。2）由于制冷机房用电功率大，因此机房应靠近变配电房设置，以减少线路压降损失，保证机组正常运行。3）对于采用不同制冷剂的机房的布置，应符合下列要求：卤代烧压缩式制冷装置可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑物内，但不得直接布 置在楼梯间、走廊、和建筑物的出入口处。由于氨制冷剂具有强烈的刺激性、毒性、易燃的危险性，因此氨压缩式制冷装置应布 置在隔断开的房间或单独的建筑物内，但不能布置在民用建筑和工业企业辅助建筑物内。4）单独建造的制冷机房宜布置在全厂厂区夏季主导风的下风向。在动力站区域内，一般应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场和散发尘埃的站房的

3、上风向。5）为保证机组的散热及可靠运行，并创造一个安全、卫生的工作环境，机房位置的选择应使它能具备良好的通风和采光条件，一般应贴邻外墙布置。6）选择机房位置时还应考虑到设备运行时的振动和噪声对周围房间和环境的影响，一般不应贴邻办公、会议、卧室等房间布置。7）采用冷却塔冷却方式的机房，应靠近冷却塔的位置设置，避免粗大的冷却水管占用过多的空间、消耗更多的输送动力。8）采用蓄冷槽供冷的制冷系统应使机房位置尽量靠近蓄冷槽；有条件时最好将蓄冷槽置于机房中，以缩短管道长度和减少冷量损失。9）机房位置的选择应方便机组安装就位、维修保养、零部件更换和机组更新。2 .机房的组成1） 采用直接为建筑物提供空调冷冻

4、水的制冷机组的机房，主要包括主机房、水泵房、值班控制室等。若为降低设备承压，有时还需设置热交换机房。2）采用蓄冷槽与制冷机组组合为建筑物提供空调冷冻水的机房，与非蓄冷式机房相比，主要增加了储冷槽（罐 ）和储冷泵，因此需增加储冷机房（空间）。储冷槽（罐 ）有单独设置，也有设在与制冷机组同一个机房中，亦有直接埋在室外地坪下。3）为冷冻、冷藏库服务的制冷机房，规模较小时一般不作分隔；规模较大时，可按不同的情况分别设置主机房（用以布置制冷压缩机）、设备间（用以布置冷凝器、蒸发器等辅助设备 ）、水泵间、变电间（制冷设备耗电量大时需设专用变压器），以及值班控制室和维修贮存室等。机房设计的技术要求为保证冷冻

5、机房机组的正常运行，机房应满足以下要求：1 .机房的出人口和安装洞。机房应设置两个不相邻的出入口，尤其是氨制冷机房应设置两个互相尽量远离的出入口，其中至少应有一个出入口直接对外，机房的的门窗应向外开启。机房应预留能通过设备最大搬运件的出入口或安装洞。当无法直接利用室外吊装机械进行设备吊装时，吊装洞上部的粱上宜预留能吊起最大部件的吊钩或起吊设备。2 .运输通道。为方便机房内各种设备的更换，机房应留有适合最大设备或部件的运输通道；实在有困难时，可以适当拆除一些易拆装的管道、部件。3 .机房应有良好的通风设施：平时通风。制冷机房应设有通风设施，通风是为了满足消除室内余热量井保证操作人员有足够的新鲜空

6、气量的要求；事故通风。制冷机房内必须设有事故排风设施，目的是为了确保安全生产和保证工人生命安全，尤其是氨制冷机房。为简化设计、减少设备投资，常把平时通风与事故通风合用一个风机采用双速或变速风机来满足不同风量的要求；4 .氨制冷机房的防火要求。氨蒸气与空气棍合达到一定比例时是一种易燃、易爆气体，氨压缩机房的防火要求应符合现行建筑设计防火规范中的火灾危险性乙类生产厂房的有关规定。5 .机房内的设备布置空间。机房内的设备布置应考虑操作方便，应有适当的维修空间，井应尽量紧凑，以节约使用面积。6 .机房楼板与顶板的荷载。荷载应根据设备的安装和检修的要求确定。对于楼板，应考虑机组、水泵、 蓄冷槽等设备的重

7、量；对于顶板应考虑管道、风机等的吊装重量：当冷却水塔置于机房屋顶时，顶板还应考虑冷却水塔和连接管道的重量。凡运行设备安装时，须考虑其运行的动力系数。7 .机房应有良好的消声和隔振措施。机房内的操作区与水泵房内的噪声不应大于声压级85dB(A) ；值班控制室的噪声不能大于声压级70dB(A) 。机房内运行振动设备一般均应采用有效的隔振措施，防止固体传声对环境的影响。8 .机房应设有良好的排水设施。为保持机房的干燥和清洁，满足管道零部件的维修和更换的要求机房内必须设有排水设施。通常的做法是： 水泵基础四周设排水沟； 机组、水过滤器等都需排水、维修，因此附近应有排水沟、地漏及集水坑等设施；地下室机房

8、应设置集水坑和潜水泵。潜水泵应尽可能设自控装置，使之能自动排水。9.为改善操作人员的劳动条件及便于工作机房应设给水设施；尤其是氨制冷机房，必须设置。8 2 机房设备布置 制冷机房的设备布置应力求技术经济合理、实用、安全，并使施工、安装与运行管理方便。设备布置上要满足以下要求：1 . 设备布置应满足制冷工艺流程。机组和各种辅助设备布置时，应使水、油、制冷剂的液和气、空气、电气等系统流程顺、管线短、阀门附件少、安全性高、设备布置紧凑整齐、占地少。2 . 应便于运行操作、设备维修和零部件更换。3 . 应便于接管，包括制冷剂气管和液管、冷却水管、冷冻水管、载冷剂管和油管等各种管道的连接；并满足管道连接

9、的技术要求。4 .不影响其他设备、线路的布置和使用功能。5 .应体现美观。. 2 制冷系统设备的布置6 .制冷机突出部分与配电盘之间的距离和主要通道的宽度，不应小于；制冷机突出部分之间的距离不应小于；制冷机与墙壁之间的距离和非主要通道的宽度，不应小于。7 .制冷机房的净高，应根据设备情况而定，并应符合下列要求： 对于采用较安全的制冷剂的压缩机，如卤代烃，不应低于； 对于采用氨制冷剂的压缩机，不应低于；机房梁底距机组最高点的距离，一般不小于。3 .设备、管路上的压力表温度计等仪表应设置在便于观察的地方，主机的控制箱、指示仪表应面向主要操作走道。4 .主机及辅助设备的基础都应高出地坪。基础荷载一般

10、只需要考虑设备的运行重量；基础尺寸可根据设备底座尺寸，但必须满足预埋件对混凝土厚度和深度的要求。5 .设备就位后应找水平制冷机组的纵向和横向安装水平度允许偏差均不应大于1 1000。6 .整体式制冷机组、卧式冷凝器和蒸发器布置在室内时，应考虑其清洗和更换管子的可能。安装直管式（或螺旋式）蒸发器时，应考虑起吊高度。7 .当压缩机的气缸需用冷却水冷却时，须准确预埋上水管和排水漏斗，以免妨碍操作。制冷机的冷凝器种类很多，按其冷却方法，大致可分为水冷式、风冷式和蒸发式冷疑器三种基本类型。用于空调系统的冷水机组通常采用组装型式，大都使用水冷式冷凝ee， 这就必须使用冷却塔或利用自然水源：风冷式和蒸发式冷

11、凝器是利用空气的传热或水分的蒸发将气态制冷剂冷凝成液态制冷剂，与冷却塔一样它们同样需要冷却用的风机，并布置在开敞、通风良好的地方。8 .冷却塔应布置在通风散热条件良好的屋面或地面上.并远离热源、尘源，特别是在其上风向，应无散热设备、烟囱和粉尘等污染物。冷却塔之间及冷却塔与周围建筑物、构筑物的间距应按各厂家的产品要求执行。冷却塔周围若有排热风口或排油烟的风口，该风口应高于冷却塔2m 以上， 水平距离大于12m 以上。冷却塔的布置应不影响周围环境的美观，噪声指标应满足国家规范的要求。应注意冷却塔振动对建筑物的影响。必要时可在冷却塔支架下部装置专用的弹簧减振器，以提高减振效果。多台冷却塔并联布置时，

12、应使各台冷却塔的集水盘的水位处于同一水平面，并设置平衡管。冷却塔集水盘底部应高于冷水机组的顶部，以防止冷却水泵停泵后，发生冷却水从冷却塔倒溢和机组冷却水管道中流空的现象。9 .风冷式与蒸发式冷凝器风冷式与蒸发式冷凝器的布置要求同冷却塔1）-4）的布置要求。10 冷却水泵冷却水泵的布置应便于接管、操作和维修。水泵之间的通道一般不小于o. 7m：对于大型水泵，尤其是水平揭盖式双吸泵，更应充分考虑接管和操作维修距离。水泵应设置隔振基础，进出水接管应设置柔性接头。用于高层或超高层建筑内的水泵，为防止柔性接头在受到高水压的作用时产生过大的变形，应采用带限位拉杆的柔性接头或采用柔性卡箍式接头。水泵基础周围

13、应设有排水明沟，以排除水泵的滑水和检修时的放空水。11 水处理设备水处理设备的布置应方便操作、维修。物理型（电子式、高压静电式等）水处理设备的布置应有利于电气接线。化学型水处理设备的布置应有利于电气接线、方便投药及排污。除了组合型的制冷机组外，很多制冷系统都需要将制冷剂管道进行连接布置。这些管道布置时应注意下列要求：1 .保证充分供给各组蒸发器所必须的液体制冷剂，2 .合理选择管径，缩短制冷管线避免过大的压力损失，防止产生闪发气体。3 .防止液态制冷剂进入制冷压缩机。4 .防止积沉润滑油在管道系统中，保证制冷压缩机的供油。5 .应能保持制冷系统的气密性、清洁和干燥。6 .应考虑操作和检修方便井

14、尽量整齐布置-由于各种制冷剂的性质不同，所以采用的制冷剂管道的材料和管道的布置要求也有所不同，可查阅专业书籍和设计手册，并按相应规范进行设计。83 相关工程规范这里介绍与螺杆式、离心式制冷机组相关的工程规范，供设计、安装、施工、运行及验收时参考。工程规范均为强制性标准。由于制订规范的部门不同，因此在规范中所提要求的侧重点也有不同。这里收集到的现行规范中涉及离心式、螺杆式制冷机组设计、安装、施工及验收的有下列几种：19-1987 采暖通风与空气调节设计规范（中国有色金属工业总公司主编，中华人民共和国国家计划委员会批准1988 年 8 月 1 日实行 ）。50189 1993 （旅游旅馆建筑热工与

15、空气调节节能设计标准）（中华人民共和国建设部主编，国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布，1994 年 7 月 1 日实施）。50243 1997通风与空调工程施工及验收规范（上海市建设委员会主编，中华人民共和国建设部批准，1998 年 5 月 1 日实施）。50274 1998制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范（中华人民共和国机械工业部主编，中华人民共和国建设部批准，1998 年 12 月 1 日实施）。 1996机械工厂采暖通风与空气调节设计规范（机械工业部第一设计研究院主编，中华人民共和国机械工业部批准，1996 年 12 月 1 日实施）。30 1996制冷设备、空气分

16、离设备安装工程施工及验收规范（机械工业部安装工程标准定额站主编，中华人民共和国机械工业部批准，1996 年 10 月 1 日实施 ）。8 3 1 设计规定目前这类工程规范包括GBJ19-1987 、 GB50189-1993 、 JBJ1O-1996 三种。主要内容如下。1冷源选择（1）GBJ19-1987 第 6章“制冷”中第 1 节规定1） 空气调节用人工冷潭制冷方式的选择，应根据建筑物用途、所需制冷量和冷水温度以及电源、水源和热源等情况，通过技术经济比较确定。2）选择制冷机时，台数不宜过多，一般不考虑备用，并应与空气调节负荷变化情况及运行调节要求相适应。（工艺有特殊要求必须连续运行的系统

17、，可设置备用的制冷机。）3）制冷量为580-1750kW 的制冷机房，当选用活塞式或螺杆式制冷机时，其台数不宜少于两台。4）大型制冷机房，当选用制冷量大于或等于1160kW 的一台或多台离心制冷机时，宜同时设置一台或两台制冷量较小的离心式、活塞式或螺杆式等压缩式制冷机。5）技术经济比较合理时，制冷机可按热泵循环工况应用。6）制冷装置和冷水系统的冷量损失，应根据计算确定。概略计算时，可按下列数值选用：氟利昂直接蒸发式系统5 -10间接式系统10 -157）制冷装置的冷却水进口温度，不宜高于32。8）非全天使用但在整个夏季可能经常使用的大型公共建筑，技术经济比较合理时，其空气调节的冷水系统，可设置

18、蓄冷水池。蓄冷水池的蓄冷量，应根据建筑物的使用要求和预冷时间，通过计算确定。9）必要时，开式冷水系统应设置蓄水箱。蓄水箱的蓄水量，应按系统循环量的10 -25确定。10） 闭式冷水系统应设置膨胀水箱和排气、泄水装置。11） 冷水泵（ 一次泵）的台数及流量，应与制冷机的台数及设计工况下的流量相对应。二次泵的设置，应根据冷水系统的大小、各并联环路压力损失的差异程度、使用条件和调节要求等，通过技术经济比较确定。12）当厂区内或群体式民用建筑中有若干处需要用冷时，宜设置集中制冷机房供冷。室外 冷水管道的敷设，应根据不同情况采用架空敷设或沟内敷设，有条件时，亦可采用直接埋地不保温敷设。（2）GB 501

19、89-1993第5章“空调”中第 1节、第2节规定1）当旅游旅馆的客房规模超过40间时，其空调冷源应采用冷水机组。2）冷水机组的选择，宜经经济比较后，优先选用能量调节自动化程度高的机组。3）选用往复式、螺杆式、离心式冷水机组，其额定工况”的能效比应不小于表 8-1的要 求。当单台空调制冷量超过 698kW时，不宜采用往复式机组。4）冷源的装机制冷量指标，应考虑当地气象条件、旅馆等级、公用区餐饮区的比例等因 素.经技术经济比较后确定。5）当客房设置有独立的新风、排风系统时，宜选用全热或显热热回收装置，其额定热回 收率不应低于60%。6）冷水机组的冷凝热，应根据建筑物需热量的大小与品位，技术经济比

20、较后加以合理利 用。（3）JBJ10-1996第5章制冷第l节规定1）制冷设备的选择，应根据制冷量大小、冷媒参数、负荷特性以及所在地区的能源情况， 通过综合技术经济比较来确定。需要全年运行的空调系统，没有可利用的热源供暖，当地气象条件允许 时，可选用热泵机组。8-1的要求。2）选用压缩式制冷装置时，其冷水机组额定工况的能效比不应小于表3）制冷装置可不设备用。 额定工况系指蒸发嚣出水温度7C、进水温度12C,冷凝器进水温度 30C、出水温度35c.单机制冷量/kW机型能效比（kW/Kw）117349往复式螺杆式350581往复式螺杆式5821163离心式螺杆式1163离心式表8-1冷水机组额定工

21、况的能效比4）制冷机房的位置应靠近用冷负荷中心， 并应远离尘源。5）制冷系统的计算负荷，应包括空调负 荷、制冷装置和冷水系统的冷量损失。设备的 安装容量不宜超过设计计算负荷的120 %6）根据系统容量、使用要求，通过技术 经济分析合理时，可采用冰的蓄冷系统。12） 缩式制冷要求（1）JBJ 10-1996 第5章中第2节规定1）不应采用以R11、R12、R500等对臭氧层有破坏作 用的制冷剂的压缩式制冷装置。2）冷凝器的冷却水，应采用冷却塔循环供水。冷却 水循环量应根据冷凝器的热负荷和水 温差进行计算确定。3）水源热泵机组在使用循环水时，宜采用闭式冷却。4）选择单台冷水机组时，应选用多机头自动

22、联控机组。13） 冷机房设备及管道布置（1）GBJ 19-1987 第5章中第4节规定1）制冷机房内压缩机间宜与辅助设备间和水泵间隔开，并应根据具体情况，设置值班室、维修 间、贮藏室及厕所等生活设施。2）氨制冷机房应设置两个互相尽量远离的出口，其中至少应有一个出口直接对外，且应由室内向 外开门。3）氨制冷机房的电源开关.应布置在外门附近。发生事故时，应有立即切断电源的可能性，但事 故电源不得切断.4）氨制冷机房内应设置必要的消防和安全器材（如灭火器和防毒面具等）。5）设置集中采暖的制冷机房，其室内温度不应低于l5 。氨制冷机房严禁采用明火采暖。6）制冷机房应设给水与排水设施。7）下列制冷设备和

23、管道应保温：压缩式制冷机的吸气管、蒸发器及其与膨胀阀之间的供液管。冷水管道和冷水箱。制冷设备的供热管道和凝结水管道。8）设备和管道保温，应符合下列要求：保温层的外表面不得产生凝结水。保温层的外表面应设隔汽层。管道和支架之间应采取防止“冷桥”的措施。（2）JBJ 10-1996 第 5 章“制冷”第 4 节、第 5 节规定1） 制冷机房设在地下室或自然通风条件较差时，应设机械通风。2）采用R123、 R134a 为工质的制冷机房，除设经常使用的通风系统外，尚应设置事故排风装置。3）氟利昂制冷系统的管道，当管径大于或等于25mm 时，宜采用无缝钢管；当管径小于25mm 时，应采用紫铜管。4）氟利昂

24、蒸发器高于冷凝器或贮液器安装时，应计算供液管中闪发气体所需的过冷度。5）闭式冷水系统应设置膨胀水箱和排气、泄水装置。6）冷水管道伸缩器设置应根据计算确定。7）循环冷却水的进、出水管上，应分别设置阀门，进水管上宜设过滤器。8）选择冷却塔时，其水量和热工性能应与制冷机组相匹配。9）冷却塔的位置应设在通风良好的环境，且远离尘源和热源。10） 冷却塔宜与制冷机组对应设置。11）并联工作的冷却塔，应按同一水位决定各塔基础的高度；其永系统管路设计，应使各管路之间水力平衡，且冷却塔中水位相等。12）冷却水泵宜设备用。并联水泵台数不宜超过四台，并联水泵应有相同的特性曲线。8 3 2 安装、施工和验收规定目前这

25、类工程规范包括GB 50243-1997 、 GB 50274-1998 、 JBJ 30-1996 三种：GB 50274-1998 是由行业规范JBJ 30-1996 升格为国家规范，这两规范的内容完全一致。GB 50274替代 GBJ 66-1984 规范。在GB 50243-1997 第 9 章“空调制冷系统安装”、第 12 章“系统试运转及调试”、第13 章“工程验收”，和GB 50274-1998 第 2 章“制冷设备”、第 4 章“工程验收”中，对离心式、螺杆式制冷机组以及相关附属设备、管道的安装、施工和验收作出了规定。由于这二种规范规定的内容基本相同，下面的简介以GB 5024

26、3-1997 为主，附属设备及管道方面规定限于篇幅不另介绍。1螺杆式制冷机组安装规定1） 机组安装应对机座进行找平，其纵、横向水平度允许偏差在GB 50243 中规定1000；在GB 50274 中规定为1 1000。2）机组接管前，应先清洗吸、排气管道，合格后方能连接。接管不得影响电动机与压缩机的同轴度。2螺杆式制冷压缩机单机无负荷试运转规定1） 检查电动机的旋转方向时，应将电动机与螺杆压缩机断开。2）用手盘动压缩机，应无阻滞及卡阻。3）冷冻机油的规格和油面高度，应符合随机文件规定，油泵运转正常，油压保持表压）。4）调节四通阀应处于减负压或增负压位置井检查滑阀移动是否灵活正确，并把滑阀处于能

27、量最小位置。5）保护继电器安全装置的整定值应符合规定，动作灵敏、可靠。6）油冷却装置的水系统应畅通。3.系统试运转规定1）试运转应首先起动冷却水泵和冷冻水泵。3）螺杆压缩机起动前应先加热润滑油，油温不得低于25 C,油压应高于排气压力，滤油器前后压差不得大于，冷却水入口温度不应高于32 C;机组吸气压力不得低于（表压），排气压力不得高于，对于R22、R717机组，排气温度 105C,冷却后油温为 3065C。4）系统带制冷剂正常运转不应少于8h o运转中应无异常声响和振动。5）试运转正常后，必须先彳？止制冷机、油泵（离心式、螺杆式制冷机在主机停车后尚需继续供油2min方可停止油泵）。再停冷冻水泵、冷却水泵：试运转结束后，应拆检和清理滤油器、滤网、干燥 剂，必要时更换润滑油。拆检完毕后，将有关装置调整到准备起动状态。兼作检修用的通道宽度.应根据设备的种类及规格确定。布置卧式壳管式冷凝器、卧式壳管式蒸发器、冷水机组应考虑有清洗或 更换管簇的可能。制冷机房的高度.系指自地面至屋顶或楼板的净高.6）整体式制冷设备如出厂已充注规定压力的氮气密封，机组内如无变化.可仅做真空试 验及系统试运转；当出厂已充注制冷剂，机组内压力无变化，可仅做系统试运转。7