中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程

2013.07.182013年度形象店空調(diào)工程設(shè)計(jì)部分培訓(xùn)主要介紹中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)選型

1.水冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)

2.風(fēng)冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)主要內(nèi)容水冷冷水機(jī)空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備有（1）制冷機(jī)組（2）冷卻塔（3）冷凍水泵（4）冷卻水泵（5）補(bǔ)水泵（6）電子水處理儀或全自動(dòng)軟化水處理裝置（7）水過濾器（8）膨脹水箱（9）末端裝置（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）水冷螺桿機(jī)組水系統(tǒng)流程圖（一）水冷螺桿機(jī)組水系統(tǒng)流程圖（二）水冷冷水機(jī)空調(diào)系統(tǒng)一、制冷主機(jī)的選擇1.根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進(jìn)行空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算

2.統(tǒng)計(jì)建筑空調(diào)總冷負(fù)荷

3.大部分建筑需要考慮房間的同時(shí)使用率，一般建筑的同時(shí)使用率為70~80%，特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。

4.制冷主機(jī)冷負(fù)荷為建筑空調(diào)總冷負(fù)荷與同時(shí)使用率的乘積。根據(jù)計(jì)算的主機(jī)冷負(fù)荷既可選擇制冷主機(jī)。制冷主機(jī)臺(tái)數(shù)可根據(jù)建筑功能區(qū)域劃分、負(fù)荷的連續(xù)性、建筑所備機(jī)房等情況進(jìn)行確定，同一系統(tǒng)中機(jī)型盡可能不要相差太大。建筑物冷負(fù)荷估算指標(biāo)建筑物冷負(fù)荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送風(fēng)量l/sm2顯冷負(fù)荷總冷負(fù)荷辦公室中部區(qū)659510605周邊12018010606個(gè)人辦公室11015015608會(huì)議室1602503609學(xué)校教室1301902.5409圖書館1301906309自助餐廳1502601.53010公寓高層，南向110160102010高層，北向8013010209戲院、大會(huì)堂11026012012實(shí)驗(yàn)室150230105010圖書館、博物館9515010408醫(yī)院手術(shù)室1103806208公共場(chǎng)所5015010308建筑物冷負(fù)荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送風(fēng)量l/sm2顯冷負(fù)荷總冷負(fù)荷衛(wèi)生所、診所130200104010理發(fā)室、美容院11020045010百貨商店地下1502501.54012中間層1102003408藥店11021033010零售店1101602.54010精品店11016053010酒廳11032021712飯店房間8013010157公共場(chǎng)所11016010158工廠裝配室1502603.5459輕工業(yè)160260153010單位的換算：1KW=1*103W=860KCal/h（大卡）1KCal/h=1.163W1US.RT(美國(guó)冷噸)=3024千卡/小時(shí)（kcal/h）=3.517千瓦（KW）1日本冷噸=3320千卡/小時(shí)（kcal/h）=3.861千瓦（KW）1馬力（或1匹馬功率）=735.5瓦（W）=0.7355千瓦（KW）(日本最低EER系數(shù)采用3.4)

1KWh=1度=1KW*3600s=3.6*MJ1Cal=4.2J1J=0.24Cal(卡路里)1m3=1*103cm3(L)=1*106mm31m=1*103mm1h=60min=3600s（注：1冷噸就是使1噸0℃的水在24小時(shí)內(nèi)變?yōu)?℃的冰所需要的制冷量。）常用能源的熱值(涉及運(yùn)行成本問題)：天然氣：36MJ/m3

人工煤氣：16MJ/m3

管道液化氣：100MJ/m3空調(diào)負(fù)荷計(jì)算中的換算NPLV/IPLV的概念闡述IPLV/NPLV的公式如下：IPLV=0.01×A+0.42×B+0.45×C+0.12×D其中：A=機(jī)組100%負(fù)荷時(shí)的效率(COP,輸出kW/輸入kW，下同)B=機(jī)組75%負(fù)荷時(shí)的效率C=機(jī)組50%負(fù)荷時(shí)的效率D=機(jī)組25%負(fù)荷時(shí)的效率公式中的常數(shù)0.01，0.42，0.45，0.12則是根據(jù)建筑在不同的部分負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行時(shí)間制定出來的，用來評(píng)估100%，75%，50%與25%負(fù)荷的效率在IPLV值中所占的比重。返回麥克維爾WSC/WDC離心機(jī)組（1）麥克維爾離心式壓縮機(jī)，專為HFC—134A設(shè)計(jì)：由于HFC-134A為正壓制冷劑，在機(jī)組運(yùn)行過程中能夠杜絕負(fù)壓系統(tǒng)產(chǎn)生的系統(tǒng)問題；（2）單級(jí)壓縮，高效可靠：齒輪設(shè)計(jì)對(duì)比直接驅(qū)動(dòng)更高的部分與最大負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)效率；（3）杰出的增減載性能：部分與最大負(fù)荷間的平穩(wěn)安靜運(yùn)行（WSC10%~100%,WDC5%~100%,)；離心式機(jī)組設(shè)計(jì)特點(diǎn)（4）可移動(dòng)滑塊設(shè)計(jì)：可移動(dòng)排氣散流滑塊設(shè)計(jì)可保持排氣流速，避免喘振發(fā)生；（5）制冷劑調(diào)節(jié)裝置：獨(dú)有的熱力膨脹閥作為導(dǎo)閥的流量調(diào)節(jié)裝置；（6）潤(rùn)滑系統(tǒng)的保證設(shè)計(jì)：?jiǎn)为?dú)驅(qū)動(dòng)的油泵將帶壓力的潤(rùn)滑油輸送至運(yùn)動(dòng)部件；（7）運(yùn)行安靜平穩(wěn)：運(yùn)行噪音隨負(fù)荷量增大而增大，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)噪音更低；（8）熱交換器：獨(dú)特設(shè)計(jì)使熱交換率增加14%，制冷劑充注量減少40%。返回

返回大型風(fēng)冷螺桿冷水/熱泵機(jī)組型號(hào)：MCS050.1-380.2FMHS050.1-380.2F制冷量：170kW-1370kW制熱量：179kW-1439kW制冷劑：R22、R407C返回二、水泵的選擇臥式離心泵立式離心泵1、水泵的主要形式2、水泵型號(hào)含義SLS200-250葉輪名義直徑泵進(jìn)出口公稱直徑SLS單級(jí)單吸立式離心泵3、水泵選擇的步驟第一步：水泵流量的確定1.冷卻水流量：一般按照產(chǎn)品樣本提供數(shù)值選取，或按照如下公式進(jìn)行計(jì)算，公式中的Q為制冷主機(jī)制冷量L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163X(1.15~1.2)2.冷凍水流量：在沒有考慮同時(shí)使用率的情況下選定的機(jī)組，可根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的數(shù)值選用或根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算。如果考慮了同時(shí)使用率，建議用如下公式進(jìn)行計(jì)算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時(shí)使用率情況下的總冷負(fù)荷。L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163第二步：水系統(tǒng)水管管徑的計(jì)算

在空調(diào)系統(tǒng)中所有水管管徑一般按照下述公式進(jìn)行計(jì)算：L(m3/h)0.785x3600xV(m/s)D(m)=公式中：L----所求管段的水流量（第一步已計(jì)算出）

V----所求管段允許的水流速

流速的確定：一般，當(dāng)管徑在DN100到DN250之間時(shí)，流速推薦值為1.5m/s左右,當(dāng)管徑小于DN100時(shí),推薦流速應(yīng)小于1.0m/s,管徑大于DN250時(shí)，流速可再加大。進(jìn)行計(jì)算是應(yīng)該注意管徑和推薦流速的對(duì)應(yīng)。

注意：一般，選擇水泵時(shí)，水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)比水泵所在管段的管徑小一個(gè)型號(hào)。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)為DN100。

目前管徑的尺寸規(guī)格有：DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600水泵的選擇第三步：水泵揚(yáng)程的確定以水冷螺桿機(jī)組為例：冷凍水泵揚(yáng)程的組成

1.制冷機(jī)組蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

2.末端設(shè)備（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

3.回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；

4.分水器、集水器水阻力：一般一個(gè)為3mH2O；

5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為7~10mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚(yáng)程為26~35mH2O，一般為32~36mH2O。單位換算：1mH2O=10KPa=0.01MPa=1*104KPa

注意：揚(yáng)程的計(jì)算要根據(jù)制冷系統(tǒng)的具體情況而定，不可照搬經(jīng)驗(yàn)值！水泵的選擇冷卻水泵揚(yáng)程的組成

1.制冷機(jī)組冷凝器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2~3mH2O3.冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2~3mH2O4.回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；

5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為5~8mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚(yáng)程為17~26mH2O，一般為21~25mH2O。

補(bǔ)水水泵揚(yáng)程的計(jì)算：◆補(bǔ)水水泵揚(yáng)程為系統(tǒng)最高點(diǎn)距補(bǔ)水泵接管處的垂直距離和補(bǔ)水管路的沿程阻力損失和局部阻力損失。◆沿程阻力損失和局部阻力損失一般為3~5mH2O。4、水泵參數(shù)表（部分）型號(hào)流量揚(yáng)程（m）電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速（r/min）必需氣蝕余量（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

舉例：如果計(jì)算出系統(tǒng)水流量為160m3/h,

則水系統(tǒng)管徑計(jì)算為DN200，所以水泵管徑選DN150，揚(yáng)程選為32mH2O，校核水泵參數(shù)表中流量和揚(yáng)程部分，選取：SLS150-315型號(hào)的水泵。5、水泵并聯(lián)運(yùn)行情況水泵臺(tái)數(shù)流量流量的增加值與單臺(tái)泵運(yùn)行比較流量的減少1100/2190905%32516116%42843329%53001640%

由上表可見：水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，流量有所衰減；當(dāng)并聯(lián)臺(tái)數(shù)超過3臺(tái)時(shí)，衰減尤為厲害。故強(qiáng)烈建議：1.選用多臺(tái)水泵時(shí)，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調(diào)系統(tǒng)中水泵并聯(lián)不宜超過3臺(tái)，即進(jìn)行制冷主機(jī)選擇時(shí)也不宜超過三臺(tái)。

一般，冷凍水泵和冷卻水水泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)和制冷主機(jī)一一對(duì)應(yīng)，并考慮一臺(tái)備用。補(bǔ)水泵一般按照一用一備的原則選取。三、冷卻塔的選擇1、冷卻塔的主要形式圓形逆流冷卻塔方形橫流冷卻塔當(dāng)然冷卻塔的分類形式還有很多種。2、冷卻塔的結(jié)構(gòu)3、冷卻塔設(shè)計(jì)選型1、冷卻塔臺(tái)數(shù)與制冷主機(jī)的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，可以不考慮備用；

2、冷卻塔的水流量=冷卻水系統(tǒng)水量×1.2；舉例：假設(shè)空調(diào)系統(tǒng)冷卻水量為160m3/h，那么冷卻塔的冷卻水量=160×1.2=192m3/h，根據(jù)就近原則，選擇冷卻塔參數(shù)表中冷卻水量為200m3/h的冷卻塔。四、電子水處理儀、水過濾器的選擇1、產(chǎn)品主要形式“Y”形過濾器電子水處理儀2、電子水處理儀和過濾器的選擇

空調(diào)水系統(tǒng)中使用到的電子水處理儀和水過濾器一般都按照設(shè)備所在管段的管徑進(jìn)行選擇。冷卻水系統(tǒng)屬開式系統(tǒng)，必須使用電子水處理儀；冷凍水系統(tǒng)屬閉式系統(tǒng)，要求不是那么嚴(yán)格，可以在冷凍水系統(tǒng)管路中或膨脹水箱進(jìn)水管路中安裝電子水處理儀。五、全自動(dòng)軟化水裝置的選擇

當(dāng)工程所在地水質(zhì)較硬或是系統(tǒng)較大的時(shí)候，系統(tǒng)的循環(huán)水和補(bǔ)水最好是軟化水，該空調(diào)系統(tǒng)必須配置水軟化裝置，一般選用全自動(dòng)軟化水裝置；全自動(dòng)軟化水裝置的選用一般按照系統(tǒng)補(bǔ)水量進(jìn)行選擇。補(bǔ)水裝置可以根據(jù)實(shí)際情況來選（裝置小，系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間長(zhǎng)；裝置大，系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間短）。工程圖片六、膨脹水箱的選擇膨脹水箱一般按照冷凍水系統(tǒng)管路總水容量的2~3%選擇一般一萬平方米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為2~4立方。六、末端設(shè)備的選擇1、風(fēng)機(jī)盤管的選擇

風(fēng)機(jī)盤管有兩個(gè)主要參數(shù)：制冷（熱）量和送風(fēng)量，故有風(fēng)機(jī)盤管的選擇有如下兩種方法：（1）根據(jù)房間循環(huán)風(fēng)量選：房間面積、層高（吊頂后）和房間換氣次數(shù)三者的乘積即為房間的循環(huán)風(fēng)量。利用循環(huán)風(fēng)量對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)盤管高速風(fēng)量，即可確定風(fēng)機(jī)盤管型號(hào)。（2）根據(jù)房間所需的冷負(fù)荷選擇：根據(jù)單位面積負(fù)荷和房間面積，可得到房間所需的冷負(fù)荷值。利用房間冷負(fù)荷對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)盤管的高速風(fēng)量時(shí)的制冷量即可確定風(fēng)機(jī)盤管型號(hào)。確定型號(hào)以后，還需確定風(fēng)機(jī)盤管的安裝方式（明裝或安裝），送回風(fēng)方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。

對(duì)于一般的住宅和辦公建筑，房間面積在20m2以下，可選用FP-3.5,25m2左右的選用FP-5.0，30m2左右的選用FP-6.3,35m2左右的選用FP-7.1。房間面積較大時(shí)應(yīng)考慮使用多個(gè)風(fēng)機(jī)盤管，房間單位面積負(fù)荷較大，對(duì)噪音要求不高時(shí)可考慮使用風(fēng)量和制冷量較大的風(fēng)機(jī)盤管。2、空氣處理機(jī)的選擇

空氣處理機(jī)組主要用于處理室內(nèi)空氣和供新風(fēng)，一般有空調(diào)回風(fēng)工況和新風(fēng)工況兩種工作狀態(tài)?？諝馓幚頇C(jī)組的選擇一般由三個(gè)主要參數(shù)決定：風(fēng)量、表冷器排管數(shù)和機(jī)外余壓。先根據(jù)系統(tǒng)需要的風(fēng)量確定空氣處理機(jī)組的型號(hào)，然后根據(jù)需要提供的冷量來決定其排管數(shù)，如此便可確定。根據(jù)系統(tǒng)需要的余壓要求確定余壓?？諝馓幚頇C(jī)組一般有吊頂式和落地式兩種。落地式包括立式和臥式兩種。另外機(jī)組的送回風(fēng)方式也有多不同。徐根據(jù)建筑情況和建筑業(yè)主要求進(jìn)行最終的確定。注意：空調(diào)回風(fēng)工況的制冷（熱）量比新風(fēng)工況時(shí)要小。3、組合式空調(diào)機(jī)組的選擇七、工程概算

1.設(shè)備費(fèi)（除膨脹水箱、軟化水箱、閥門管道和管件以外，全部為設(shè)備費(fèi)，設(shè)備費(fèi)的準(zhǔn)確度應(yīng)比合同最終簽訂價(jià)高8%~10%左右）。

2.設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)（運(yùn)輸、包裝費(fèi)等）一般取設(shè)備費(fèi)的3%~5%（根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)地和使用地的距離來