空调系统设计方法

空调系统设计方法第一节工况设计与过程设计第二节空调冷、热负荷计算第三节空调系统的设计方法步骤第四节空调系统方案选择与设计1编辑ppt第一节工况设计与过程设计一、空调负荷的特点非满负荷多变性对策：多方面考虑分析2编辑ppt第一节工况设计与过程设计一、空调负荷的特点目前国内的空调设计造成大量的设备闲置,对此设计冷负荷取值过大是其中主要原因。3编辑ppt第一节工况设计与过程设计一、空调负荷的特点有的空调设计，不管房间大小、朝向、层次、所处位置(中间或端头)均按同一指标来估算夏季空调冷负荷与冬季空调热负荷，并以此来配置空调设备，这是不妥当的。4编辑ppt第一节工况设计与过程设计二、过程设计工况设计与过程设计的区别工况设计—静态设计举例过程设计充分考虑非满负荷运行的工况措施：冷负荷考虑分析，设备节能分析，设备匹配选型5编辑ppt第二节空调冷热负荷的计算空调冷负荷计算的内容建筑围护结构外窗辐射照明人体散热照明散热设备散热实物物料散热新风散热伴随散热的潜热6编辑ppt第二节空调冷热负荷的计算冷负荷估算朝向差别地域差别分布差别7编辑ppt第二节空调冷热负荷的计算湿负荷人体散湿量新风带入的湿量液面或者湿表面的散湿量8编辑ppt第二节空调冷热负荷的计算热负荷计算采暖热负荷计算空调热负荷计算（附加新风加热量）9编辑ppt第二节空调冷热负荷的计算三、空调冷负荷估算作为方案设计和初步设计的参考10编辑ppt第二节空调冷热负荷的计算四、设计负荷设计负荷应考虑的问题空调工作班次，同时使用系数11编辑ppt第三节空调系统设计方法步骤两种典型中央空调的设计步骤简介12编辑ppt中央空调系统设计主要介绍常规中央空调系统设备的设计选型1.水冷冷水机组空调系统2.风冷冷水机组空调系统13编辑ppt水冷冷水机空调系统主要设备有（1）螺杆机组（2）冷却塔（3）冷冻水泵（4）冷却水泵（5）补水泵（6）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（7）水过滤器（8）膨胀水箱（9）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）14编辑ppt水冷螺杆机组水系统流程图（一）15编辑ppt水冷螺杆机组水系统流程图（二）

16编辑ppt水冷冷水机空调系统一、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2.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，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。4.制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷既可选择制冷主机。制冷主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定17编辑ppt建筑物冷负荷估算指标建筑物冷负荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送风量l/sm2显冷负荷总冷负荷办公室中部区659510605周边11016010606个人办公室16024015608会议室1852703609学校教室1301902.5409图书馆1301906309自助餐厅1502601.53010公寓高层，南向110160102010高层，北向8013010209戏院、大会堂11026012012实验室150230105010图书馆、博物馆9515010408医院手术室1103806208公共场所501501030818编辑ppt建筑物冷负荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送风量l/sm2显冷负荷总冷负荷卫生所、诊所130200104010理发室、美容院11020045010百货商店地下1502501.54012中间层1102003408药店11021033010零售店1101602.54010精品店11016053010酒厅11032021712饭店房间8013010157公共场所11016010158工厂装配室1502603.5459轻工业16026015301019编辑ppt二、水泵的选择卧式离心泵立式离心泵1、水泵的主要形式20编辑ppt2、水泵型号含义SLS200-250叶轮名义直径泵进出口公称直径SLS单级单吸立式离心泵3、水泵选择的步骤21编辑ppt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取，或按照如下公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163X(1.15~1.2)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，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Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.16322编辑ppt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：L(m3/h)0.785x3600xV(m/s)D(m)=公式中：L----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

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。进行计算是应该注意管径和推荐流速的对应。23编辑ppt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：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600水泵的选择24编辑ppt第三步：水泵扬程的确定以水冷螺杆机组为例：冷冻水泵扬程的组成1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为5~7mH2O；（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5~7mH2O；（据体值可参看产品样本）3.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；4.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7~10mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为26~35mH2O，一般为32~36mH2O。

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！25编辑ppt水泵的选择冷却水泵扬程的组成1.制冷机组冷凝器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）2.冷却塔喷头喷水压力：一般为2~3mH2O3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为2~3mH2O4.回水过滤器阻力，一般为3~5mH2O；5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为5~8mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为17~26mH2O，一般为21~25mH2O。

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3~5mH2O。26编辑ppt4、水泵参数表（部分）型号流量扬程（m）电机功率(kW)转速（r/min）必需气蚀余量（m）重量（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。27编辑ppt5、水泵并联运行情况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，并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取。28编辑ppt三、冷却塔的选择1、冷却塔的主要形式圆形逆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，在这里就不一一列举了。29编辑ppt2、冷却塔的结构30编辑ppt3、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，可以不考虑备用；2、冷却塔的水流量=冷却水系统水量×1.2；

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=160×1.2=192m3/h，根据就近原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为200m3/h的冷却塔。31编辑ppt四、电子水处理仪、水过滤器的选择1、产品主要形式“Y”形过滤器电子水处理仪32编辑ppt2、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；冷冻水系统属闭式系统，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处理仪。33编辑ppt五、全自动软化水装置的选择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，一般选用全自动软化水装置；全自动软化水装置的选用一般按照系统补水量进行选择。补水装置可以根据实际情况来选（装置小，系统补水时间长；装置大，系统补水时间短）。工程图片34编辑ppt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量的2~3%选择一般，一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为2~4立方。35编辑ppt六、末端设备的选择1、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。36编辑ppt2、空气处理机的选择

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。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业主要求进行最终的确定。注意：空调工况的制冷（热）量比新风工况时要小。3、组合式空调机组的选择（略）37编辑ppt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1%~2%（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。38编辑ppt

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200元/m2左右，末端为风机盘管加新风的为250元/m2左右。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300元/m2左右，末端为风机盘管加新风的为350元/m2左右。39编辑ppt风冷冷水机空调系统主要设备有：（1）风冷冷水机组（2）冷冻水泵（3）补水泵（4）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（5）水过滤器（6）膨胀水箱（7）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）所有设备的选型方法和原则与水冷冷水机组空调系统一样！40编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计一、冷热源方案二、空调系统方式与空调房间气流组织形式三、空调水系统四、空调冷却水系统设计五、新风系统设计41编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计一、冷热源方案二、空调系统方式与空调房间气流组织形式三、空调水系统四、空调冷却水系统设计五、新风系统设计方案选择至关重要42编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计一、冷热源方案空调能耗占建筑能耗的50%-60%冷热源能耗占空调能耗的50%-60%。(1)国家能源政策。(2)产品安全可靠性及使用寿命。(3)初投资和运行费用。(4)产品能耗指标和使用的能源条件。(5)环保效果。43编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式1、全空气空调系统优点？缺点？44编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式2、风机盘管加新风系统优点？缺点？安装的灵活性45编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式3、空调房间的气流组织形式常用的气流组织有哪几种？节能型的气流组织形式46编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放（1）空气处理设备风机盘管选型原则47编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放2）柜式空调器的特性新风工况回风工况48编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放3）组合式空调机组组合方式参看企业资料49编辑ppt50编辑ppt51编辑ppt52编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放凝结水排放系统开式、非满流自流系统53编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放凝结水排放系统（1）凝结水量计算室内散湿量加新风散湿量（2）管径选择54编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放55编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放56编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式1、全空气空调系统2、风机盘管加新风系统3、空调房间的气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放57编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计二、空调系统方式与空调房间气流组织形式1、全空气空调系统2、风机盘管加新风系统3、空调房间的气流组织形式4、空气的处理与凝结水的排放58编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统分类双管制，三管制和四管制同程式和异程式水平式和垂直式闭式和开式定流量和变流量59编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统分类膨胀水箱的安装位置水系统的划分同程式与异程式冷水泵的选择与节能60编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统水系统工艺流程，图4-19分类膨胀水箱的安装位置61编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统水系统的划分功能，承压（竖向分区）62编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统水系统竖向划分（1）水系统的压力分布63编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统水系统竖向划分（2）水系统的竖向分区1）中间设置二次换热装置2）分别设置冷源100m左右高层建筑为界。64编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统同程式与异程式系统水力不平衡率分析65编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统5、冷水泵的选择与节能（1）定转速同型号水泵并联系统分析（2）大，小泵匹配66编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统5、冷水泵的选择与节能（1）定转速同型号水泵并联系统分析67编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统5、冷水泵的选择与节能（2）大，小泵匹配1）两台大泵，一台小泵（两台冷水机组）2）两台小泵并联（一台冷水机组）68编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统5、冷水泵的选择与节能（2）大，小泵匹配3）变速调节A，多台并联水泵其中一台转变速B，多台并联转变速69编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统6、一级泵、二级泵系统（1）一级泵手动调节水系统靠风速调节，应用于小型空调系统。70编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统6、一级泵、二级泵系统（2）一级泵、电动两通阀调节水系统二通阀和风机连锁，节能。常用的一种水系统缺点：水泵不节能。71编辑ppt第四节空调系统方案的选择与设计三、空调水系统6、一级泵、二级泵系统（3）一级泵、电动三通阀调节水系统空气处理设备运行有利。定流