空調(diào)工程設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計步驟

1、1空調(diào)工程設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計步驟（一） 選擇空調(diào)系統(tǒng)并合理分區(qū)1、 空調(diào)系統(tǒng)的選擇根據(jù)空調(diào)冷熱源布置，冷媒輸送方式及空氣處理過程的特點，概括性地說空調(diào)系統(tǒng)一般有三種形式， 即集中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)選擇的總原則和要求（1）選擇時根據(jù)用途、規(guī)模、使用特點、室外氣象條件、負荷變化情況和參數(shù)要求等因素通過技術(shù)經(jīng)濟比 較確定。這樣就可以在滿足使用要求的前提下，盡量做到投資省、系統(tǒng)運行經(jīng)濟和能耗?。?） 對集中式空調(diào)系統(tǒng)（又稱中央空調(diào)系統(tǒng)），要求一般采用單風(fēng)管式低風(fēng)速空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)房負荷變化較 大，采用變風(fēng)量系統(tǒng)能滿足要求時，不宜采用定風(fēng)量再熱式系統(tǒng)，不過普通舒適性空調(diào)精度無

2、嚴格要求，目前仍較多采用無再熱的定風(fēng)量集中式系統(tǒng)。僅作為夏季降溫用的系統(tǒng)，不應(yīng)采用二次回風(fēng)系統(tǒng)。（3）空調(diào)面積較小的房間，或建筑物中僅個別房間有空調(diào)要求的情況，宜采用分散式空調(diào)系統(tǒng)。對空氣調(diào) 節(jié)房間較多，且各房間空調(diào)要求不一的建筑物，條件許可時，宜采用四管制或雙風(fēng)道變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。面積很大的空調(diào)房間，或者室內(nèi)空氣設(shè)計狀況想同、熱濕比和使用時間也大致相同，且不要求單獨調(diào) 節(jié)的多個空調(diào)房間，通常多采用單風(fēng)管、低速、一次回風(fēng)、無再熱的定風(fēng)量集中式空調(diào)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)現(xiàn) 在再我國民用建筑舒適性中央空調(diào)中采用最多。賓館式建筑和多功能綜合大樓的中央空調(diào)系統(tǒng)，一般都設(shè)有集中冷熱源，水一風(fēng)形式的集中空調(diào)；其中的

3、餐廳、商場、舞廳、展覽廳、大會議室、辦公室等多采用組合式空調(diào)器（或柜式空調(diào)器）的風(fēng)系統(tǒng)， 并且多為低速單風(fēng)管、一次回風(fēng)與新風(fēng)和混合、無再熱的定風(fēng)量系統(tǒng)；客房、中小型會議室、貴賓房等則 常用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。2、空調(diào)系統(tǒng)的分區(qū)同一建筑內(nèi)平面和豎向房間的負荷差別大，各房間用途、使用時間和空調(diào)設(shè)備承壓能力等均不相同，為使空調(diào)系統(tǒng)既能保持室內(nèi)要求參數(shù)，又能經(jīng)濟管理，就需要將系統(tǒng)分區(qū)。系統(tǒng)分區(qū)主要考慮室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、負荷特性、建筑高度房間使用功能和使用時間等因素。一般方法是：（1）將室內(nèi)溫濕度基數(shù)、潔凈度和噪聲等要求相同或相近的房間劃為一個系統(tǒng)。（2）根據(jù)空調(diào)控制精度，將室內(nèi)溫、濕度允許波動范圍相同或相

4、近的房間劃分為一個系統(tǒng)。（3） 對大型辦公樓來說，周邊區(qū)（由玻璃窗到進深5米左右）受到室外氣溫和太陽輻射的影響，冬夏季空 調(diào)負荷變化大，內(nèi)部區(qū)由于遠離外圍結(jié)構(gòu)，室內(nèi)負荷主要是人體、照明、設(shè)備等的發(fā)熱，空調(diào)負荷變化較小，可能全年為冷負荷。因此，可將平面分為周邊區(qū)和內(nèi)部區(qū)。（4） 在高層建筑中，根據(jù)設(shè)備、管道、配件等承壓能力，沿其高度方向上劃分，可分為低區(qū)、中區(qū)和高區(qū)。（5）按建筑物各房間的用途、功能、性質(zhì)和使用時間分區(qū)，設(shè)置不同的空調(diào)系統(tǒng)。例如：辦公樓建筑可按 辦公室、會議室、食堂等設(shè)置不同的空調(diào)系統(tǒng)。旅館建筑客房是全天使用的，而其他餐廳、會議室、舞廳 等非全天使用，應(yīng)劃為不同的空調(diào)系統(tǒng)。醫(yī)院應(yīng)

5、把潔凈度要求相同的房間劃為一個區(qū)，按門診、手術(shù)室、 病房、辦公室分別設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。除了雙風(fēng)道、變風(fēng)量和水源熱泵系統(tǒng)外，一般應(yīng)注意避免把負荷特性（指熱濕負荷大小及變化情況等）不同的空調(diào)房間劃分為同一系統(tǒng)，否則會導(dǎo)致能耗的增加和系統(tǒng)調(diào)節(jié)的困難，甚至不能滿足要求。同時對負荷特性一致的空調(diào)房間，規(guī)模過大時，宜劃分為若干個子系統(tǒng)，分區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，這樣將會 減少設(shè)備選擇、管道布置系統(tǒng)安裝及調(diào)節(jié)控制等方面的困難。集中式空調(diào)系統(tǒng)：按處理空氣的來源分：直流式、封閉式、回風(fēng)式。回風(fēng)式分：1、一次回風(fēng)：回風(fēng)與新風(fēng)先混合，然后加以處理達到送風(fēng)狀態(tài)的集中式系統(tǒng)。 2、二次回風(fēng)：新風(fēng)與部分回風(fēng)混合并經(jīng)處理后再次與部分回

6、風(fēng)混合而達到要求的送風(fēng)狀態(tài) 按送風(fēng)管套數(shù)分：1、單風(fēng)管式：只能從空調(diào)機房送出一種狀態(tài)經(jīng)處理的空氣。2、雙風(fēng)管式：一條風(fēng)管送冷風(fēng)，一條風(fēng)管送熱風(fēng)，冷風(fēng)和熱風(fēng)在各房間的送風(fēng)口前的混合箱內(nèi)按不同比例混合達到各自要求的送風(fēng)狀態(tài)后，再送入房間。同時，根據(jù)主送風(fēng)管內(nèi)的空氣流速，又可分為：低速空調(diào)系統(tǒng)（一般主風(fēng)管風(fēng)速在15m/s 以下）和高速空調(diào)系統(tǒng)（主風(fēng)管風(fēng)速在 15m/s 以上）2（二）確定室外空氣計算參數(shù)和室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷計算總是以空調(diào)室內(nèi)外空氣參數(shù)為依據(jù)，正確確定建筑物所在地室外空氣計算參數(shù)和建筑物中各類不同使用功能的空調(diào)房間的室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)，對空調(diào)設(shè)備的投資和經(jīng)濟運行等均具有重要

7、 意義。1、 室外計算參數(shù)的確定主要參數(shù)有：夏季室外空氣調(diào)節(jié)日平均溫度、夏季空調(diào)室外計算干球溫度和濕球溫度、冬季室外空調(diào)計算 干球溫度和相對濕度、夏季和冬季的室外大氣壓力、夏季和冬季的室外平均風(fēng)速等。參數(shù)可在室外氣象參 數(shù)表中查取。2、 室內(nèi)空氣參數(shù)的確定確定室內(nèi)空氣參數(shù)主要應(yīng)考慮建筑物的空調(diào)標準（或工藝要求），同時還應(yīng)考慮到室外空氣參數(shù)、冷熱源情況、經(jīng)濟條件及節(jié)能要求等因素。（1） 舒適性空調(diào)室內(nèi)溫、濕度標準夏季：溫度應(yīng)采用24 28C;相對濕度 應(yīng)采用40%- 65%風(fēng)速不應(yīng)大于0.3m/s。冬季：溫度應(yīng)采用18 22C；相對濕度應(yīng)采用40沿60%風(fēng)速不應(yīng)大于0.2 m/s。（2）工藝性空

8、調(diào)室內(nèi)溫、濕度標準 相關(guān)參數(shù)在有關(guān)規(guī)范或空調(diào)手冊中查取確定工藝空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)時，一定要了解實際工藝生產(chǎn)過程對溫、濕度的要求。對于夏季室溫和相對濕 度低于舒適性空調(diào)的場所，在工藝條件允許的前提下，夏季盡量提高室溫和相對濕度，這樣可以節(jié)省設(shè)備 投資和能源消耗，而且有利于工人健康。（三）空調(diào)負荷的計算空調(diào)負荷包括空調(diào)房間負荷、新風(fēng)負荷、空調(diào)系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)負荷。計算方法有冷負荷系數(shù)法或諧波反應(yīng) 法。冷負荷系數(shù)法計算空調(diào)房間的具體方法。1、冷負荷系數(shù)法確定空調(diào)房間各項冷負荷（1）圍護結(jié)構(gòu)瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法1外墻和屋頂瞬變傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋頂瞬變傳熱形成的逐時

9、冷負荷可按下式計算：LQ1= F K （tl,n-tn） W式中：F 外墻和屋頂?shù)挠嬎忝娣e，怦；K外墻和屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)，W/（m2K） tn室內(nèi)設(shè)計溫度，C;tl,n外墻和屋頂?shù)睦湄摵捎嬎銣囟鹊闹饡r值, 對不同地區(qū)和不同情況應(yīng)該按下式進行修正：tl,n=（ tl,n+td） KaKPC式中：tl,n外墻和屋頂?shù)睦湄摵捎嬎銣囟鹊闹饡r值,td地區(qū)修正系數(shù)，C需查表Ka不同外表面換熱系數(shù)修正系數(shù)（需查表）Kp不同外表面的顏色修正系數(shù)（需查表）各地區(qū)的室外表面換熱系數(shù)aw,可根據(jù)該地的室外平均風(fēng)速v,按下式計算：aw=3.85v+8.95kcal/（ m2hC）或aw=4.48v+10.41W/（m2

10、K）室內(nèi)換熱系數(shù)，一般可取8.7W/（m2K）2內(nèi)墻、樓板等室內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱形成的瞬時冷負荷當(dāng)空調(diào)房間的溫度與相鄰非空調(diào)房間的溫度差大于3C時，需要考慮由內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對空調(diào)房間（需查表）C（需查表）C（需查表）3形成的瞬時冷負荷。這可按如下的穩(wěn)定傳熱公式計算：LQ2=FK- （tls- tn） W式中：F 內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱面積，怦。K內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/（m2K）（需查表）tn夏季空調(diào)室內(nèi)設(shè)計溫度，C；tls相鄰非空調(diào)房間的平均計算溫度，C，用下式計算：tls=tp+tlsC式中：tp夏季空調(diào)室外計算日平均溫度，C ；tls相鄰非空調(diào)房間的平均計算溫度與夏季空調(diào)室外計算日平均溫度的

11、差值。當(dāng)鄰室散熱量很少（如辦公室、走廊等）時，tls取23;當(dāng)鄰室散熱量V23W/m3時，tls取3;當(dāng)鄰室散熱量在23116W/m3之間時，tls取5。3外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 在室內(nèi)外溫差作用下，玻璃窗瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，可按下式計算：LQ3=FK（tl-tn） W式中：F外玻璃窗面積，m2。K玻璃窗的傳熱系數(shù)，W/（mK）（需查表）tn室內(nèi)設(shè)計溫度，C；tl玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，C（需查表）對不同的地點應(yīng)按下式修正tl=tl+tdC式中：tl玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，C（需查表）td地區(qū)修正系數(shù)（需查表）2）透過玻璃進入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時冷負荷通過玻璃進入室內(nèi)的日射

12、得熱形成的逐時冷負荷LQ4可按下式計算:LQ4=FCZD,max QQW式中：F窗玻璃的凈面積，m，是窗口面積乘以有效面積系數(shù)Ca。Ca（需查表）CZ窗玻璃的綜合遮擋系數(shù)，CZ= CsCn,CsCn（需查表）D,max日射得熱因數(shù)最大值，W/m;（需查表）CLQ冷負荷系數(shù)需查表（3）室內(nèi)熱源形成的冷負荷 室內(nèi)熱源包括照明散熱、人體散熱及工藝設(shè)備散熱等。室內(nèi)熱源散出的熱量包括顯熱和潛熱量部分， 潛熱散熱作為瞬時冷負荷，顯熱散熱中對流熱成為瞬時負荷，而輻射熱則先被圍護結(jié)構(gòu)等物體表面吸收， 然后再緩慢地逐漸散出，形成滯后冷負荷。因此，必須采用相應(yīng)的冷負荷系數(shù)。1照明散熱形成的冷負荷 照明散熱形成的冷

13、負荷可按下式計算： 白熾燈：LQ5=1000 N- CLQW熒光燈：LQ5=1000nir）2 N -CLQW式中：N照明燈具所需功率，W;ni鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取ni=1.2，當(dāng)暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取n1=1.0;n2燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈罩上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)，取n2=0.50.6,而熒光燈罩無通風(fēng)孔者，則視頂棚內(nèi)通風(fēng)情況，取n2=0.60.8;CLQ照明散熱冷負荷系數(shù)，根據(jù)明裝和暗裝熒光燈及白熾燈，按照不同的空調(diào)設(shè)備運行時間和開燈好、時間及開燈后的小時數(shù)，需查表2人體散熱形成的冷負荷人體散熱形成的冷

14、負荷，可按下式計算：LQ6=qsnn， N -CLQ+ qLnn，W式中：CLQ人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)（需查表），對人員密集的場所，可取CLQ=1.0，對于室溫在全天24小時內(nèi)不能保持恒定的，也可取人體顯熱冷負荷系數(shù)CLQ=1.0；4式中：qs成年男子顯熱散熱量，W（需查表）n室內(nèi)全部人數(shù)；qL成年男子潛熱散熱量，W;（需查表）n群集系數(shù)（需查表）3設(shè)備和用具的散熱量引起的冷負荷設(shè)備和用具的散熱量引起的冷負荷，可按下式計算：LQ7=QCLQ+QqW式中：Q設(shè)備和用具實際的顯熱散熱量，WCLQ設(shè)備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)，根據(jù)有罩和無罩情況（需查表）；Qq設(shè)備和用具實際的潛熱散熱量，W。（常用家

15、電的散熱量可查表）設(shè)備和用具的顯熱散熱量，也可根據(jù)其類型按下述公式計算：a）電動設(shè)備的顯熱量當(dāng)工藝設(shè)備在室內(nèi)，電動機不在室內(nèi)時：Q= nin2n3 N/nW當(dāng)工藝設(shè)備不在室內(nèi)，只有電動機在室內(nèi)時：Q=nin2，n3N（ 1-n ） / nW式中：N電動設(shè)備的安裝功率，W；n 電機效率；（需查表）n1安裝系數(shù)，即電動機的最大實耗功率與安裝功率之比，通常取n仁0.70.9；n2負荷系數(shù)，即電動機平均實耗功率與設(shè)備設(shè)計時最大實耗功率之比，通常對精密機床取n2=0.150.40；對普通機床取n2=0.5；n3同時使用系數(shù)，即室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，根據(jù)工藝過程中設(shè)備的使用情況，通

16、常取n3=0.50.8。b）電熱設(shè)備顯熱散熱量對于無保溫密閉罩的電熱設(shè)備Q= n1n2n3n4N W式中：n1、n2、n3的意義同前式；n4考慮排風(fēng)帶走熱量的系數(shù)。c）電子設(shè)備的散熱量電子設(shè)備的散熱量按Q= n1n2n3N（1-n）/nW計算，電子計算機取n2=1.0，一般儀表取0.50.9。 通常每臺計算機的冷負荷值可按300350W考慮實際上內(nèi)部熱源的影響很難精確計算，設(shè)計時很難明確，這時可采取簡化計算，同時考慮一定的修正因素。燈光照明散熱形成的冷負荷計算式可簡化為:白熾燈：LQ5=(0.90.95)1000 NW熒光燈：LQ5=(0.90.95)1000 n1-n2NW人體散熱引起的冷負

17、荷計算式可簡化為：LQ6=（0.90.95） - （qs+ qL）n -nW在餐廳、多功能宴會廳的設(shè)計中，還應(yīng)考慮到食物的散熱和散濕，其數(shù)據(jù)可按就餐人數(shù)考慮：食物全熱：17.4W/人，食物顯熱和潛熱：8.7W/人，食物散濕：11.5g/（h人）。2、 空調(diào)房間冷負荷的確定“設(shè)計規(guī)范”規(guī)定：空調(diào)房間的夏季冷負荷，應(yīng)按各項逐時冷負荷的綜合最大值確定，具體方法為：(1)分項計算各項得熱引起的冷負荷的逐時值，外墻負荷、窗日射負荷應(yīng)按南、東、西、北等各朝向分 另燧時計算，再按鐘點將各朝向的冷負荷逐時相加。(2)將同一鐘點的各項冷負荷抄列于匯總表中，并逐時相加得岀各鐘點的各項冷負荷的總和。(3)考慮最不利

18、情況，取上表中逐時累計的各項冷負荷總和中最大值最為該空調(diào)房間的冷負荷。(4)如果空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)直接送入房間處理(則新風(fēng)不承擔(dān)室內(nèi)空氣負荷時)，則空調(diào)房間冷負荷還應(yīng) 包括5新風(fēng)負荷。3、 新風(fēng)量的確定與新風(fēng)冷負荷(1)新風(fēng)量的確定考慮在滿足衛(wèi)生要求的前提下盡量節(jié)能的原則，結(jié)合實踐經(jīng)驗，“設(shè)計規(guī)范”對空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量作了如下規(guī)定：民用建筑的新風(fēng)量房間名稱每人最小新風(fēng)量(m3/h)吸煙情況影劇院、博物館、體育館、商店辦公室、圖書館、會議室、餐廳、 舞廳、醫(yī)院的門診部和普通病房旅館客房81530無無少量民用建筑每人每小時所需的新風(fēng)量(最小值)房間名稱新風(fēng)量m3/(h人)吸煙情況影劇院8.5無體育館8.

19、0無百貨商店8.5無高級客房30.0少量餐廳20.0少量辦公室25.0無會議室50.0大量一般病房17.0無備注：1、旅館客房等設(shè)有專用衛(wèi)生間，新風(fēng)量應(yīng)比排風(fēng)量稍大一點，或排風(fēng)量取為確定的 新風(fēng)量的90%以維持室內(nèi)正壓。一般情況下，新風(fēng)量與送風(fēng)量的比可取為10%-15%。2、對一般工業(yè)用空調(diào)每人所需的新風(fēng)量不小于30nS/h，如室內(nèi)有排風(fēng)系統(tǒng)時，空調(diào)的新風(fēng)量不應(yīng)小于排風(fēng)量。對有特殊氣味、有害氣體、有空氣污染源的房間，新風(fēng)量應(yīng)適當(dāng)提高；對有細菌和有毒物質(zhì)的特殊空調(diào)房間，應(yīng)全部采用新風(fēng)，且排風(fēng)量應(yīng)大于新風(fēng)量。(2)新風(fēng)負荷的確定在濕空氣的hd圖上，根據(jù)設(shè)計地室外空氣的夏季空調(diào)計算干球溫度tw和濕球

20、溫度tw,s確定新風(fēng)狀態(tài)點W,得出新風(fēng)的焓hw；根據(jù)室內(nèi)空氣的設(shè)計溫度tN和相對濕度N,確定回風(fēng)狀態(tài)點N(也就是室內(nèi) 空氣設(shè)計狀態(tài)點)，得出回風(fēng)的焓hN,則夏季空調(diào)的新風(fēng)冷負荷CLW可按下式計算：CLW=1.2 Lw- ( hW-hN)W式中：Lw新風(fēng)量，m3h;hw新風(fēng)狀態(tài)點W的焓值，kJ/kg；hN回風(fēng)狀態(tài)點N的焓值，kJ/kg；1.2空氣在20C時的密度，kg/ m3。4、空調(diào)系統(tǒng)冷負荷的確定多個房間共用同一空調(diào)系統(tǒng)時，空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷可按上述方法算岀的各個房間的空調(diào)逐時綜合冷負荷相加，并逐時累計其中最大值為空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷。5、制冷系統(tǒng)負荷的確定確定空調(diào)用制冷系統(tǒng)的負荷(如冷水機組或獨立式空調(diào)機組的制冷量)時，應(yīng)考慮空調(diào)系統(tǒng)所服務(wù)的房間的同期使用率，制冷裝置及冷水系統(tǒng)的冷量損失，制冷設(shè)備運行一段時間后岀力及傳熱效率降低，及設(shè)備 可能發(fā)生故障而需有一6定的備用量等因素的影響。制冷系統(tǒng)負荷Qo可按下式確定：Qo=Q KrKfKnKbW式中：Q空調(diào)系統(tǒng)冷負荷，WKr房間同期使用系數(shù)，視建筑物的使用性質(zhì).功能.規(guī)模.等級及經(jīng)營管理等因素而定， 取Kr=0.61.0之間。Kf一冷量損失附加系數(shù)，與空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模，設(shè)備類型、管道長短有關(guān)，水一風(fēng)系統(tǒng)，取值Kf=1.051.10;直接蒸發(fā)式標冷器系