中央空调系统设计几大步骤详解-之主机、末端、管路等等选型计算

课程名称：中央空调系统设计几大步骤详解暖通空调系统在建筑中的作用(和人体的关系)建筑——长相、气质与功能综合结构——骨骼系统给排水——消化系统

电气——神经系统暖通——血液循环系统•2009技术措施•

陆老师红宝书如何开始

业化设计设计时最主要的依据就是？其他资料•自己网上专业网站下载规范•

GB开头的规范•向同仁们共同学习整理•

地方性设计标准技术措施+手册设计说明；设备表；

图例

;

平面图；系统图；大样

图等等项目地址；建筑性质；业主要求；各酒管独立标准等分体；多联；水机；地（水）源；风冷;溴化锂等估算（方案阶段）；软件计算（施工图阶段）主机；末端；管路等等<本次主讲此篇>般这样考虑设计步骤系统论证负荷计算设计准备设备选型图纸绘制末端系统（静脉与表皮）、

、送回风口、辐射供

热与供冷等）、冷媒管、蒸汽管、乙二醇管道等）、阳能、蓄冷蓄热以

及上述能源站房）一：暖通空调系统的组成：输配系统（动脉）冷、

热源（心脏）多种末端形式（空

调机

风机盘管多种管网形式（采

暖供热

空调供冷

冷水管网

制冷剂管网

空调机组

室内机多种能源形式的组

合（包括热泵

太

冷冻站

空调室外机能源系统供冷散热器、热风

辐射供暖构成热水管网

蒸汽管网热交换站

锅炉房++++制冷、制热环节水力环节使用环节供热复合整体++++冷、

热源末端系统输配系统合理选择冷热源能源政策能源现状二：暖通空调系统设计的任务：考虑重点+

满足市场$构成技术可行性

措施有效性用足政策精通技术合理输送冷热源合理使用冷热源建筑特点用户需求+=任

务整体++可再生末端系统冷、

热源三：暖通空调系统设计的构成简图（集中空调系统）

：输配系统散热器溴化锂

机组冷水机组

热泵锅炉热交换器能源整体

构成风机盘管空调机组地暖管!水泵风口++*隔声处理——吸声墙面、隔音门等；*控制、值班——制冷机房（控制室）、锅炉房（值班室）。、

、

、*变电室应尽量靠近冷冻机房——冷冻机房用电量最大，减少供电半径。3、冷、热源机房设施*排水沟设置——机房地面清洗、系统排水、设备检修等需要；、*换热站的净高要求：3~3.5m（板式换热器）、3.5~4m（列管式换热器）；*燃气锅炉房：只能设置于地下一层及以上，且周围相邻房间不能为人员经常活动的房间（如出入口办公餐饮娱乐等）——安全要求；*位置：由于设备本身较重，且存在一定的噪声，冷冻机房宜设置于最底层；*净高：4~6m——其中：管线（风管、水管、电缆桥架等）所占高度大约1

5~20m人员通行与检修空间2~2

5m（考虑支吊架高度）；*采用离心机组：0.8%~1.2%（适用于5万m2以上的大型工程）；

*采用螺杆机组：1%~1.4%（适用于2~5万m2以上的大型工程）；

*采用吸收机组1

52%（吸收机组尺寸和管道本身较大）；*锅炉房：0.3%~0.5%（总建筑面积越大、比例越小）；*换热站：0.13%~0.2%。2

机房位置及净高要求四：冷、热源机房设计对建筑专业的要求：机房面积（

占总建筑面积的百分比含水泵布置）1.5

2.0m，：1.5~2%2

2.5m1、——5、风冷机组的室外机位置*确保室外机的散热良好！*防止噪声对周围环境的影响、

，进入机房层的吊装孔（施工完成后盖板封盖）。不宜采用汽车坡道等方式运输——荷载、净高及运输方式不能满足要求4、设备就位要求对于冷水机组锅炉（包括柴油发电机组）等大型设备应预留从室外室外室内进风百叶排风百叶!

!

!室外机室外室内6、冷却塔*设置高度要求：（1）当冷却塔与冷冻机房平面距离很近时，冷却塔基础应比冷冻机房地面高出2~3m；（2）当冷却塔与冷冻机房平面距离很远时，冷却塔基础与冷冻机房地面的高差，需要计算确定。*设置位置要求（1）周围不能有遮挡，否则散热效果差（与室外机类似）（2）防止噪声对周围环境的影响1、

、*管道井尺寸重点考虑的是管道的安装要求：风管——法兰连接；水管——焊接风管边长大于800mm时，此尺寸不小于500mm

风管边长小于800mm时，此尺寸可为200mm五：管道设置对建筑专业的要求：风管（法兰连接）管道井

竖风道及尺寸非承重墙承重墙2、管道井、竖风道及尺寸*管道井尺寸重点考虑的是管道的安装要求：风管——法兰连接；水管——焊接风管之间的间距不小于500mm非承重墙焊接水管之间的间距不小于150mmi风管

(法兰连接）承重墙3、管道井、竖风道及尺寸*竖风道要求——密闭、

不漏风当管道井尺寸有限时，

一些局部可采用土建风道——适用场所：（

1）新风引入风道（北方地区需要做好保温）（2）楼梯间加压风道（3）普通排风系统（非污染物排风）的负压段（4）房间空调回风（需保温）（5）排烟系统负压段（6）前室加压风道——风道材料及制作方式：以钢筋混凝土现浇为最好….（1）、（3）、（4）——可采用砖砌风道（2）——现浇混凝土（5）、（6）——最好现浇混凝土。若砖砌，则应在风道内壁

衬钢板密封1、全空气空调系统的空调机房（用于大空间）*面积：每500m2空调面积，大约需要25m2左右的机房；

*高度：同被空调空间的高度；*位置：与被空调空间不在同一层时，需考虑竖向的送、回、排风道；*防水：需设置地漏等排水设施，机房地面应做防水处理；

*防噪声：机房墙内壁做吸声处理，机房门为密闭隔音门；*就位：如果设置于核心筒，应考虑最大组件进入所要求的洞口尺寸。2、风机盘管+新风系统的新风机组（用于分隔的办公建筑、酒店客房等）*面积：每1000m2空调面积，大约需要15m2的机房；*其他要求与

1相同。3、防火分区与机房*每个防火分区，最好有自身独立的空调机房六：末端设计对建筑专业的要求：4、厨房用通风、空调机房*面积：每500m2餐饮面积，大约需要40~50m2左右的机房（包括餐饮区空调系统、厨房送、排风系统*其他要求与

1相同5、车库通风机房*面积：每1000m2车库，大约需要15m2的送风和排风机房各一个*位置：在每个防火分区设置，送风与排风机房的位置还需和进风道与排风道的位置协调考虑6、超高层建筑的设备层*位置：与最底层的高度差，不宜大于100m（考虑水系统的工作压力）*消声降噪处理与保温处理措施1、暖通专业消防设计主要内容*高层建筑加压送风的部位——消防电梯前室、合用前室与防烟楼梯间

单独的消防楼梯只需要对楼梯间加压（前室可不设加压送风）*机械排烟设置部位——内走道、无窗房间（地下≥50m2

，地上≥100m2

）*通风空调系统的防火——防火阀设置排烟竖井位置要求*内走道：两个排烟竖井的间距不宜超过60m*无窗房间：根据需要合理设置*大开间办公室建议每隔定距离（2030m）3、防火卷帘的应用*所有管道都不能从防火卷帘下部通过*在管道密集处不宜设置防火卷帘设置一个排烟竖井——目的：为二次分隔后形成的内走道和无窗房间设置排烟提供条件。,*管道穿过防火卷帘时，防火卷帘应采用挂板下挂七：消防设计对建筑专业的要求：风管\结构挂板：建议每隔一定距离防火卷帘防火阀20~30m2、希尔顿酒管标准,（1）主机的数量、负荷及类型：①数量：制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案以节约能耗并联运行的机组中至少应选择台自动化宜按下表：-,情况需根据建筑功能和使用情况确定。对于像商场或超市等，通常是全部区域会同时使用的

场所，同时使用率取100%。③类型：《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规范规定：压缩式冷水机组的类型选择。一程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。

也可参见《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》8.1.5条文说明②负荷：对于像宾馆酒店或综合体建筑，大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑（<70％80％

）

特殊八：系统设备选型：1

制冷主机：建筑的负荷或空调总负荷

×的同时使用率为70~80%>的同时使用率主机类型选择时关注点：

①：一般来说离心机组的能量调节范围为40%～100%,在低于40%负荷运行时，离心机组比较容易发生“喘振”现象

，“喘振”严重时，可以使机组的整个核心部,组的运行费用；④：离心机组相比螺杆机组：有负荷调节范围有限，部分负荷时效率相对要低，易损件多。但是螺杆机组制冷量通常小于1758KW，所以制冷量小于1758KW时尽,范围；③：离心机和螺杆机的耗电量较大，但在相同制冷量情况，由于螺杆机部分负荷能

效要大大高于离心机组的部分负荷能效所以螺杆机组的运行费用大大低于离心机;②：对于多机头的螺杆机组来说，其能量调节范围一般在7.5%～100%之间，而且可以连续能量调节。特别是民用场所和商用场所，比如宾馆、商场、会议中心等，其空调负荷随着季节变化和人流变化而变化较大要求制冷机组有较宽的能量调节件——叶轮被损坏，使达到“20%”或“10%”，而“补气”是需要消耗大量能量的，使机组在50%以下能效比相对较低。离心压缩机报废。目前很多离心机组厂家通过“补气”手段是机组“喘振”临界点量选螺杆机，大于1758KW时就只能选离心机组了；⑤：但通常情况满负荷时离心机组的效能比COP要稍高于螺杆机组。,

、需要。热负荷大小及其发展趋势与选择锅炉容量、台数有极大的关系。3：热负荷大者，单台锅炉的容量应较大，如近期内热负荷可能有较大增长，也可选用较大容量的锅炉。将发展负荷考虑进去，如考虑远期负荷的增长，则可在锅炉的发展端留有安装扩（1）主机的数量及类型：①数量：1：锅炉台数应按所有运行锅炉在额定功率工作时能满足锅炉最大计算热负荷的原则

来确定。2：应有较高的热效率并应使锅炉的热负荷台数和其它性能均能有效地适应热负荷变化的、

、介质的锅炉。当选用不同锅炉时，不宜超过两种，采暖锅炉房一般宜采用热水锅炉；当有通风热负荷时特别注意对热水温度的要求，可选用蒸汽锅炉。采暖热水锅

炉，当有通风热负荷时特别注意对热水用交换器。建锅炉的富裕位置或者在总图上留有空地。4：锅炉台数应根据热负荷的大小、锅炉的检修和改建时总数不超过7台②类型：1：热水锅炉炉水温的选择由热用户所要求的供暖系统方式决定。2：为方便设计安装运行和维护同一锅炉房应采用同一型号相同热,

同

锅炉房应采用同

型号、2

锅炉：协信标准方案如下（大型项目也可以参考分配）：冷源：4台制冷量为1400RT的离心式制冷机组（采用10KV/3/50电源）以及1台800RT的离心式制冷机组（采用380V/3/50电源）（大小配置方案）。,那么该项目的制冷机组和锅炉应该怎么配置呢？由于项目太大（相同的冷热负荷也会随之而大），前期和业主沟通建议使用高压机组，配置热源：4台2800KW的燃气热水锅炉某大型商业综合体建筑，其中一部分为购物中心，经计算冷负荷为22436kW（6379RT），热负荷为10187kW初步冷热源系统为制冷机组+锅炉形式举例说明：

88页）③功率：

N=

ρgQH/m（注意单位之间的换算）（1）水泵的流量、扬程及功率：①流量：G=(K*Q)/(1.163*△T)（可参见09措施5.9.2、

98页）②扬程：

开式水系统：Hp=hf+hd+hm+hs；闭式水系统：Hp=hf+hd+hm

（可参见赵荣义《简明空调设计手册》第10.4.2节350页）

也可参照Hmax

=△

P1+△

P2+0.05L(1+K)

（吴继红《中央空调工程设计与施工》第3

水泵：①：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量；②：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；③：水泵扬程应在计算结果的基础上增加10%

的附加值；④：计算水泵功率时需注意轴功率和配电功率（

可参见《实用供热通风设计手册》1177页）

；⑤：通常冷冻（却）水泵流量的确定，是按照公式计算得出G，其中K通常。取1.1；或者是按照样本中提供的蒸发器（冷凝器）的水流量G’，然后乘

以附加系数K=1.1~1.2，通常G与G’是几乎相等的，但还是按照样本提

供的G’来确定比较准确水泵台

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%

水泵选择时关注点：

,

,6/12℃,采暖热水锅炉板换一次侧供回水设计温度为：95/70℃,二次侧供回水设计温度为：

60/50℃,冷却水供回水温度为32/37℃。（制冷系统暂按一次泵变流量设计）那么该项目的制冷和制热系统的水泵应该怎么配置呢？由上面冷热源选型可知，购物中心应配置7台冷冻水泵、7台冷却水泵、5台一次侧热水泵、

5台二次侧热水泵冷冻水泵：流量=1400*3.517/6/1.163（m³/h）；扬程≈32~36m冷却水泵：流量=1400*3.517/5/1.163*1.2（m³/h）；扬程=≈21~25m热水泵：流量=2800/25(或者10)/1.163；扬程≈20~25m某大型商业综合体建筑，其中一部分为购物中心，经计算冷负荷为22436kW（6379RT），热负荷为10187kW初步冷热源系统为制冷机组+锅炉形式冷冻水供回水设计温度为：举例说明：

AI

IU用户侧水流量判断处在多台并联水泵的系统中，如果仅仅因为水泵

台数变化导致的流量变化，不能称为“变流量

系统”。(

)

定流量系统2●末端采用电动三通阀实时控制水流量的

系统；●末端无任何自动控制水流量装置和措施一次泵变流量及定流量注意点：（1）区分标准以用户侧（而不仅仅是末端）的系统水流量是

否处于实时变化的特点来区分。的系统。●定水量系统适合于冷水机组不超过两台

的小型空调水系统。-

冷水机组-S-定流量与变流量系统机房侧户

侧U用（3）一次泵变流量系统●系统特点：末端采用两通阀实时控制水流量，使得用户侧的系统水量实时发生变化。

●实施要求：（a）末端水量实时控制；（b）保证冷水机组运行的最小安全流量。●实施方式：（a）系统供、回水设置压差旁通阀控制目前最常用方式；（b）水泵采用变速控制（通常是变频调速）。推荐采用水泵与冷水机组一一对应连接（“先串后并”方式）。优点：运行可靠、节省投资。缺点：机房布置管道略有增加。“先并后串”方式涉及问题：（1）大小搭配的平衡阀配置，（2）电动蝶阀选择及连锁程序；一次泵变流量及定流量注意点：①：冷水机组不宜选用容量和类型不同的机组，因为会造成大小机组出力不同，大小机组流量分配

不平衡，并且控制也复杂可参考《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》8.5.9条文说明；②：现在很多项目都是根据使用时间的比例不同选择冷热源机组的大小组合配置；③：冷冻水泵宜采用集管连接方式，这样系统更稳定，效率更高，而不宜采用与冷水机组一一对应的连接方式详见论文《一次泵冷水变流量系统设计及控制策略》；④：冷却水系统采用变流量存在争议，不建议使用可参考《冷却水系统变流量的全年工况节能分

析》；压差旁通阀设置：（a）原则：保证冷水机组的最低安全运行流量。（b）常见做法：保证冷水机组的运行流量恒定。（c）流量计算：#按照（a），应为冷水机组的最低安全运行流量；#按照（b），应为一台水泵的设计流量。（d）控制压差：根据系统水力计算的结果确定。（e）阀门口径应根据对流通能力的计算后选择，不能等同于机组或水泵的接管管径。一次泵变流量及定流量注意点：④特殊的区域，冬季运行冷却塔需注意采取防冻措施；不运行的区域塔中

及室外管道应泄空。②数量：

与冷却水泵及冷水机组一一对应；③在计算湿球温度下，冷却塔的进出口水温、循环水量应满足冷水机组的

要求

；（1）冷却塔的流量及数量：①流量：根据计算出来的冷却水量*1.2的安全系数；;;;;

。注：影响冷却塔选型的主要技术参数冷却水量进塔水温度出塔水温度湿球温度

干球温度4

冷却塔：①：可以不考虑备用；②：冷却水系统属开式系统，必须使用电子水处理仪；③：冷水机组为多台容量不同时

，冷却塔与冷却水泵及制冷机组容量一一

对应，当关闭一台冷水机组与对应的冷冻水泵及冷却水泵时时，同时关闭与他们对应的一台冷却塔（冷却塔进出管应设置电动阀）

；④：大小容量不同的冷却塔的连接方式，可以选择共用集管并联连接，但

应保证大小不同冷却塔的水位一致（还有流量分配的问题），

积水盘设置平衡管

，建议最好是选择单独的冷却水系统管道连接方式；⑤：共用集管并联连接时，进水管要设置电动阀与冷却水泵同时启闭

；

⑥：国产冷却塔效率通常低于样本提供的数值所以选择冷却塔容量时、最好附加一定容量10%-20%。注：详情可参考《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》8.6.6、910条规定冷却塔选择时关注点：5一次回风系统组合式空调机组：;③人员密度：可查阅陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.3.3节第1466页（源于国际标准）；

或《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005，附录B，其中新版实用供热空调手册上的人员密度要偏小

些，设计常采用的人员密度值比手册上的要大。耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.4.1节第1478页；②采暖热负荷指标的确定，

CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》第3.1节，里面的数据还

是挺准确的，尤其是热负荷指标，据DBJ14-037-2006《山东省居住建筑节能设计标准》4.1.6条规定：

不宜超过32w/m²（1）确定空调机组的所需冷量Q：①采用空调房间总冷负荷面积概算指标来确定总冷负荷面积概算指标：可查阅：陆（2）确定空调机组的所需送风量G：

.............................

式1Q2

=

Q-Q1=

Q-G1(hW

-

hN)

.公式2

...............................公式3G

*

hC

=G1*

hW

+G2

*

hN..................公式4Q2-余热冷负荷，kwQ1-新风冷负荷，kwQ-总冷负荷，kwG-总送风量，m3

/

sG1-新风量，m3

/sG2-回风量，m3

/shN

-

室内空气焓，kJ/kghW

-室外空气焓，kJ/kghC

-混合空气焓，kJ/kg其中左面G的单位，完全是由右边各参数的单位推出的结果；注意右边上面Q是kw，下边都是kJ，如果上面Q是w，下边就是JhL

-露点送风空气焓，kJ/kg

1.2-空气密度，1.2kg/

m36风机盘管加新风系统：（1）新风机组的选择计算：①确定新风机组的新风量G1根据房间的人员密度或房间的人数，及人员最小新风量要求，总新风量G1=（人员密度x面积x人员最小新风量）x10%；人员密度：

可查阅陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.3.3节第1466页（源于国际标准）；

人员的最小新风量要求：

可查询GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规》第3.0.6条规定，或者可参见2009JSCS-4《全国民用建筑工程设计技术措施－暖通空调、动力》第1.2.3条4

页。②确定新风机组的新风冷负荷或所需供冷量Q1Q1-

新风冷负荷，kwG1-

新风量，

m3

/

shN

-

室内空气焓，kJ

/

kghW

-

室外空气焓，kJ

/

kg1.2-空气密度，1.2kg/

m3

规范允许送风管有不大于10%的漏风损失,因此所⃞风量q

w。应由各台新风机各自承担的Q1

=1.2*G1(hW-hN)（2）风机盘管的选择计算：①确定风机盘管所需冷量Q2按总冷负荷面积概算指标确定的房间总冷负荷Q，它包含了新风冷负荷Q1

和房间余热冷负荷Q2，而风机盘管的供冷量就等于房间余热冷负荷Q2；a、对于用人员密度最小新风量的房间：根据房间人员密度和人员最小新风量，可以求出房间单位面积最小新风量，然后根据公式Q1=1.2*G1(hW-hN)，可以求出房间单位面积的新风冷负荷Q1，然后用房间总

冷负荷面积概述指标Q，减去单位面积的新风冷负荷Q1，即得出房间的单位面积余热冷负荷指标Q2，然

后根据房间的面积，这样就方便计算出各个房间的余热冷负荷Q2。b、对于用房间人数来确定房间最小新风量的房间：根据房间人数和人员最小新风量确定出房间的新风量，

然后根据公式Q1=1.2*G1(hW-hN)确定出房间的新风冷负荷Q1，然后根据房间总冷负荷Q，求得房间的

余热冷负荷Q2=Q-Q1。②确定风机盘管的风量G2：风机盘管有低中高档共三档，三档的供冷量和风量都是不同的，通常情况

下实际运行中都是按中档来运行的所以为了安全起见和留有供冷量余量

通常是按风机盘管的中档来选择确定风机盘管的冷量和风量的。注：对于接风管的盘管机，应采用中、

高静压的风管机，且出风管道上不宜多于两个出风口。查询GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第7.4.13条59页、:机械通风系统的进排风口风速：

（送风机和排风机的进排风口，查询GB50736-2012《民用

建筑供暖通风与空气调节设计规范》第6.6.5条43页）空调系统回风口的风速

（就是排风口的风速）:①通风及空调系统风管内的流速选择，

查询GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气

调节设计规范》第6.6.3条41页；②通风及空调系统风口的流速选择风管、风口、风量、风压等7

的选择计算：（1）空调及通风系统风管

风口等的流速选择:③或者根据09版北京市建筑设计研究院《建筑设备专业技术

措施》第四篇17节来确定风量；《高层民用建筑设计防火规②或者根据2009JSCS-4

《全国民用建筑工程设计技术措施-

暖通空调、动力》第4.1节~4.7节55页来确定风量；2:①可根据GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第63节35页来确定风量；范》4.1节和GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》；()

机械通风系统的风量的确定④有关事故通风的风量等要求详见6.3④可按照陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》11.5.3节

1145页的方

法估算。第4.6.1、3条36页确定；③根据09版北京市建筑设计研究院《建筑设备专业技术措施》第四