空调制冷培训材料

空调设计中央空调系统设计1目录第一部分：负荷计算

负荷的构成负荷的计算第二部分：设备

设备分类性能简介第三部分：机房设计

机房设备组成设备选型第四部分：系统设计

风管系统设计2第一部分空调系统负荷计算3空调负荷的计算空调系统冷负荷的构成:

1、建筑物冷负荷

2、新风冷负荷

3、附加冷负荷4

a、维护结构传热量、

b、透过外窗的太阳辐射热

c、人体散热量

d、照明散热量

e、设备、器具管道及室内热源的散热量

f、食物或物料的散热量

g、渗透空气带入室内的热量

h、伴随各种散失过程产生的潜热量1：a、建筑物冷负荷基本组成：5

a、人体散失量

b、渗透空气带入室内的湿量

c、化学反应过程的散湿量

d、设备散湿量

e、各种潮湿表面、液面或液流的散湿量1：b、建筑物湿负荷的构成63、附加冷负荷的构成通风机、水管水泵、冷水管水箱温升引起的7负荷计算的准备工作维护结构的夏季热工指标房间的分类城市的分区窗口直射面积8负荷计算方法一、逐时温差计算法二、估算法

1、按空调冷负荷的估算指标进行估算

2、按经验公式估算空调冷负荷9负荷估算指标（1）

10负荷估算指标（2）

11负荷估算指标（3)12按经验公式估算空调冷负荷

(二)按经验公式估算空调冷负荷

Q。＝1.5(Qz十116.3n）

式中Qz——整个建筑物围护结构形成的总冷负荷，w；

n——空调场所内人员数。13第二部分空调设备14设备的分类一、空调机房设备:1、制冷主机

2、附属设备二、系统末端空气处理设备：

1、风机盘管

2、新风机组

3、组合式空调器

4、变风量空调器15中央空调系统模拟16制冷主机分类：按冷却方式分水冷冷水机组风冷热泵机组17主机----空调机组分类：1、冷水机组：

水冷冷水机组、风冷冷水机组2、风冷热泵机组18主机----冷水机组水冷冷水机组：按压缩机形式分离心机：单级压缩、三级压缩螺杆机：单螺杆、双螺杆活塞机涡旋机19主机----冷水机组风冷冷水机组按压缩机形式分螺杆式活塞式涡旋式离心式20冷水主机1----离心机组目前市场销售情况：特灵三级压缩离心机：123低压冷媒----属于环保型约克变频压缩离心机：134a高压冷媒开利单级压缩离心机：134a高压冷媒21冷水主机2----螺杆机组目前市场螺杆冷水机组主要的生产厂家：单螺杆惠州大金三石空调有限公司麦克维尔空调有限公司双螺杆上海开利美国特灵美国约克顿汉布什大部分国产品牌22冷水主机3----活塞机组目前市场活塞式冷水机组主要的生产厂家：上海开利广州约克武汉麦克维尔在市场上都不再作为主动推销的产品，但在热推的风冷热泵机组中还有采用活塞式压缩机，例如约克、开利、捷丰等。231、冷却塔2、水泵：冷却水泵、冷冻水泵3、分水缸：（供水系统）4、集水器：（回水系统）5、膨胀水箱6、软化水设备7、电子除垢仪：（冷却水系统）附属设备24附属设备冷却塔方型横流方型角流25附属设备1----冷却塔冷却塔原理

冷却塔是利用水作为循环冷却剂，从系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷却是借着水的蒸发过程来完成，并使冷却水可以继续的循环使用，从经济效益看，无形中减少了成本的浪费。

冷却塔冷却方法，是将热水喷洒至散热材料表面与通过之移动空气相接触，此际，热水与冷空气之间即产生热交换作用，同时份的热水被蒸发，亦即蒸发水汽中其蒸发潜热被排放至空气中，最后经冷却后的水落入水槽内，接着将其传送至热交换热器中，再予吸收热量。26附属设备1----冷却塔1、冷却塔按通风方式分：

自然通风喷水冷却塔

机械通风冷却塔（常用）27附属设备1----冷却塔机械通风冷却塔按水和空气流动方向分类：机械通风逆流式横流式逆流引风式逆流鼓风式28附属设备1----冷却塔其他分类方式：按外形分：圆塔方塔按开启程度分：开式闭式29附属设备2----水泵水泵30附属设备2----水泵在空调系统中：

冷冻水泵冷却水泵补水泵空调系统常用水泵类型：

单级单吸清水离心泵

管道泵31附属设备3、4----分水器和集水器32附属设备5----膨胀水箱作用：

当空调水系统为闭式系统时，为使系统中的水温变化而引起的体积膨胀给予余地，以及有利于系统中空气的排除。33定压膨胀水箱两泵一罐34附属设备5----膨胀水箱35附属设备6----水处理设备目的和作用：制冷系统的冷媒水和冷却水均应保持一定的水质条件，以防止设备腐蚀、结垢和产生微生物与藻类物质水处理装置中以安装软化水设备最好，但价格高、占地面积大。电子水处理装民是近年来应用较好的·种水处理装置。wT型高频电子水垢处理器就是其中的一种效果较好的水处理装置。36附属设备7----电子除垢仪

37末端设备系统末端设备38系统设备1----风机盘管风机盘管

标准型号高静压型变风量末端装置

新风工况混合工况组合式空调器

分段选择整体式39系统设备1----风机盘管分类：按风机类型分：离心式（普通型）、贯流式（静压型）按结构形式分：立式L、卧式W、立柱式Z、顶棚式D按安装形式分：明装M、暗装A40系统设备1----风机盘管调节方法：1、风量调节----通过三速开关调节电机输入电压，以调节风机转速，调节风机盘管的冷热量；简单方便；初投资省；2、水量调节----通过温度敏感元件、调节器和装在水管上的小型电机直通阀或三通阀自动调节水量或水温；初投资高；3、旁通风门调节-----通过敏感元件、调节器和盘管旁通风门自动调节旁通空气混合比；初投资高41系统设备1----风机盘管风机盘管水系统的设计应注意以下问题：1、分区：按承压能力竖向分区；为便于管理朝向分区；2、系统形式：闭式循环；管路的坡度、排气排污；膨胀管接到回水管上；同程回水方式3、凝结水：盘管承担新风湿负荷时，盘管处于湿工况，重视凝水系统布置；42系统设备1----风机盘管43系统设备2----新风机组新风系统设计原则：1、新风量设计最小值：取标准最低新风量的1.5倍；2、风口采用扩散性能好的风口；3、送风方式常采用送风口前采用两个系统混合后送风；4、风机风量控制方式最佳选择是变频控制的风机转速；44第三部分空调机房设计45一、制冷机房设计的基础条件(一)冷负荷条件(二)能源条件(三)水源及水质条件(四)气象条件(五)水文地质条件(六)制冷设备条件(七)管材、管件及绝热等主要材料条件(八)相关各专业的配合条件(九)企业发展规划46二、制冷站的装机容量制冷机房的装机容量，是以舒适性空调计算出的最大冷负荷为依据，或以工艺性空调中的生产工艺所提供的设计任务书要求条件，并按照制冷机房的服务对象和制冷系统的状况计算出的最大冷负荷为依据。由于制冷系统的具体情况以及建设地区上的各种差异，需按设备和管道布置等因素计算出冷损失，也可依据经验考虑冷负荷的附加系数，从而得出该制冷站的设计容量。附加系数一般为o.1一o.2。47三、制冷机的选型设计制冷机的类型多种多样，在某项制冷站设计中，究竞选用何种型式的制冷机，除考虑上述制冷站设计的基础条件和装机容量外，尚需考虑以下几方面的条件。(一)冷媒温度(二)总制冷量与设备台数(三)能耗及能源的综合利用(四)环境保护与防振(五)一次性投资与运行管理费(六)冷却水的水温与水质(七)优先选用定型成套的制冷机组48四、制冷机房设计一、制冷机房设计的技术要点(一)制冷机房的土建设计(二)制冷机房的暖通设计(三)制冷机房的电气设计(四)制冷机房的冷却水与给诽水设计49二、制冷机房的布置原则(一)制冷机房的布位原则(二)大中型制冷机房的布置原则四、制冷机房设计50四、制冷机房设计（三）机房设备选型1、主机：冷量的确定：制冷系统的制冷量包括：用户需要的制冷量，制冷系统和供冷系统的冷损失。51附属设备1----冷却塔冷却水量的计算：

W=Qc/c（tw1-tw2

）〔kg/s〕Qc----冷却塔排走的热量

对于压缩式制冷机组，取制冷机负荷的1.3倍对于吸收式制冷机组，取制冷机负荷的2.5倍tw1-tw2---冷却塔进出水温差，对于压缩式制冷机组，取4~50C

对于吸收式制冷机组，取6~90C52附属设备2----水泵水泵的选择:

选择水泵所依据的流量Q和扬程H按如下确定:L=β1Lmax

(m3/h)式中Qmax----按管网额定负荷设计的最大流量,m3/s；

β1----流量储备系数，对单台水泵工作时，β1=1.1;

对两台水泵并联工作时,β1=1.2。

H=β2Hmax

（kPa）

Hmax

----管网最大计算总阻力，kPaβ2----扬程储备系数，

β2=1.1~1.253附属设备3、4----分水器和集水器作用：利于空调分区流量分配和调节灵活方便公称直径200250300350400450管壁厚封头壁厚支架（角钢）支架（圆钢）610L50x5φ12612L50x5φ12614L50x5φ14816L50x5φ14818L50x5φ16820L50x5φ16L1L2L3L4D1+60D1+D2+120D2+D3+120D3+6054附属设备5----膨胀水箱作用：当空调水系统为闭式系统时，为使系统中的水温变化而引起的体积膨胀给予余地以及有利于系统中空气的排除。容积：

VP=αΔtVSm3式中VP-----膨胀水箱有效容积，m3；

α-----水的膨胀系数，α=0.0006，L/0CΔt-----最大的水温变化值，0C；

VS----系统内的水容量，m3，即系统中管道和设备内总容水量。

系统内水容量（l/m2建筑面积）全空气方式与机组结合使用的方式供冷时0.40~0.550.70~1.30

供热时1.25~2.001.20~1.9055附属设备6、7----除污器、过滤器除污器常用形式:

立式直通式卧式直通式卧式角通式选型:

按连接管管径选定；安装：耐压要求，便于安装检修；前后要设置闸阀；安装时注意水流方向。56五、制冷机房水系统扬程流量的计算选择水泵时，应在满足最高工况运行时的流量和水压的前提下，以选用效率高、用电省的水泵为原则。

(一)允许吸上其空高度当冷却水或冷媒水采用地下水池时，为吸上真空高度。泵的轴心必然高于吸液面

(二)水泵流量与进出水管的流速水泵的流量是根据已确定的制冷机型号确定的。而进出水管的管径是按流速计算的。水管流速可按手册选取。57

(三)水泵扬程的计算水泵的扬程可按下式计算：

H=Hs十Hn十Hp十Hy十Hj

式中H——水泵实际扬程，MPa；

Hs——允许吸上真空高度，MpaHn——压水高度，MPa；

Hp——机内阻力损失，MpaHy——沿程阻力损失，Mpa

Hj——局部阻力损失，MPa58六、制冷系统管径的选择与管径计算(一)制冷机房水、汽系统管材的选择(二)制冷机房水、气管道的管径计算1、冷却水及冷媒水管道的管径计算计算式d=4V3600πω式中V——冷却水、冷媒水流量，m3/h；

ω——冷却水，冷媒水流速，m/s；

当d>200mm时，ω

＝2~2.5m/s；当d<200mm时，ω

＝1.5~2m/s592．补充水量与管道的管径计算冷水系统补水量：以24小时充满系统为标准。补水流速：1.5~2.0m/s冷却水损失包括:蒸发损失水量，m3/h；排污和渗漏损失水量，m3/h：风吹损失水量，m3/h。冷却水补水方式：自动补水阀60系统设计第四部分中央空调系统设计61空调水系统的设计原则一、空调水系统的划分与分类

(一)空调水系统的划分原则空调水系统依据负荷条件、使用功能、空调房间的平面布置和空调精度等划分成6种不同的系统，其划分原则，见表分类依据系统形式从管路和设备布局上分开式系统、闭式系统从调节特征上分定水量系统、变水量系统从水泵配置上看单史水泵系统、复式水泵系统从回水布置方式分同程式回水方式、异程式回水方式62系统设计系统设计包括：一：风管系统设计二：水管路系统设计63风管设计风管系统设计的步骤：确定送风口或吸风口的形式、位置、个数和必要风量；确定风机及其他空调设备的位置，划分空调区域，布置最合理的送、回风管线；进行管道阻力系统的计算；选择风机；绘图；64风管设计风管的作用风管风管的分类：低速风管：传统设计高速风管：高层建筑空调低温风管：低温送风空调冷风房间65空气处理系统的分类单区域系统：房间负荷变化时，空气流量不变中央设备只有一个温控器控制风机流量保持恒定如果采用多速或变速风机，风机流量可以改变66空气处理系统的分类多区域系统空气流量根据各区域需求控制（风阀安装在支风管上并由个房间或区域温控器控制）中央设备由监控区域温控器的微处理器控制风机流量可以恒定，但必须安装旁通风门以保证中央设备所需的空气流量。假如风机或压缩机的转速可以连续调节，风机流量也可以变化。67送风风管系统的分类送风风管的几何形状主风管与支风管辐射式周边环路式68送风风口位置与材料送风口位置：与维护结构有关周边送风系统顶棚送风系统内墙高端送风系统风管材料：根据需要及当地建筑规范选用不锈钢板6.玻璃纤维增强型塑料板镀锌钢板7.玻璃钢板涂塑钢板8.柔性金属风管铝板9.水泥PVC塑料板10.石棉69风管系统阻力空气分配系统或风管系统对于每个流量都存在一定的阻力,这个阻力是空气流经管道、送风口、调节风门、过滤器和风机盘管等的压降总和。风机必须克服这仪阻力才能保证一定的送风量70外部静压外部静压=系统单元之外的压降总和系统外部静压机内静压71风管设计原则设计原则：制冷效果噪音风管布置走向风道材料所占空间建筑美观已知风量风管内空气速度72风管内空气流速的确定

若空气流速大，则风道截面小，节省风道材料。系统阻力也大，需要风机的压力高，消耗的功率也就多，而且可能导致噪声增大。如果采用较小的风速，则出现上述相反的情况。风速选取原则：

一般空调系统中，采用低风速；对高层建筑，一般采用较高风速。73风道计算方法阻力计算步骤：首先，要选定系统最不利的环路，一般即指最长或局部构件多的分支管路；其次，是根据风量和所选定的风速，计算各管段（指该环路）的断面尺寸，并根据该尺寸求出个管段阻力和系统总阻力，根据总阻力选定风机；最后，按系统阻力平衡的原则，确定其余分支管路的管径，要求各环路间的总阻力差别不大于15%74风道阻力计算风道阻力直风道沿程阻力非直风道局部阻力风管尺查表当量长度弯头、分叉、伸缩、装置将弯管或其他非直管以一定的直管长度来表示，使它们的摩擦阻力损失相等，此时直管的长度就称当量长度。风道阻力计算：75风道阻力计算沿程压力损失公式：△pm=λ/dexρxv2/2（Pa/m）

λ----摩擦阻力系数ρ----空气密度

de----风管当量直径v----风管内空气流速

速度m/s动压Pa风管断面直径（mm）上行：风量（m3/h）下行：单位摩擦阻力（Pa/m）1001201401601802002202502801.00.628405571911121351752190.220.170.140.120.100.090.080.070.06……………………………………………………以上数据为1大气压，200C，空气密度为1.2kg/m3条件（使用条件）。76风道阻力计算局部阻力损失公式：

△Pj=ξxρxv2/2（Pa）ξ----局部阻力系数ρ----空气密度

v----风管内空气流速

△P21=ξ21xρxv12/2△P31=ξ31xρxv12/2

△P12=ξ12xρxv12/2△P13=ξ13xρxv12/2合流分流213123合流分流77风道设计计算设计方法风道设计计算速度法等摩擦静压复得法选择原则：主要取决于风管的尺寸大小。小型风管系统，如家庭、小商店和小型办公室等，用速度法。大型高压风管系统，主要用静压复得法。中间大小的风管主要用等摩擦法。78风道设计计算速度法：速度法是首先给出各风管的速度，一般讲风机出口速度最高，随着流动方向越来越小，到送风口速度最低原则主风管速度：5~6.6m/s支风管风速：3~4.5m/s速度随流动方向越来越小速度选取要合理步骤管路及风管编号，标出各个管路的流量。确定各个风管的速度。计算或查表求出风管尺寸查表求风管压降。79风道设计计算等摩擦法等摩擦法是假定风管系统的各个部位的摩擦损失相等，因而风管的总阻力同风管的长度成正比。原则等摩擦系数的选取同风管内空气速度有关。一般取：0.164每1100米最大阻力为最长的风管阻力步骤管路及风管编号,标出各个管路的流量确定等摩擦系数计算或查表求风管尺寸和空气速度.计算风管压降80风道设计计算静压复得法

静压复得法是利用每一分支处的静压复得值来克服下一段风管的阻力。使各分支管前的静压值相等。因此这样的管系其平衡很容易。81气流组织空调房间的风口布置基本知识送风口的气流形式空调房间的气流组织送回风口的形式在空调房间中，经过处理的空气由送风口进入房间，与室内空气进行热质交换后，经回风口排出。空气的进出，必然会引起室内空气的流动，而不同的空气流动状况有着不同的空调效果。合理地组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流速等能更好地满足人们的舒适感觉或工艺要求。82气流组织气流组织的基本要求空调类型室内温湿度参数送风温差每小时换气次数风速可能采取的送风方式备注送风出口工作区舒适性空调冬季18~220C夏季24~280Cφ=40~60%送风高度h﹤5m时不宜大于10；送风