暖通空调设计全过程.doc

设计全过程
为保证设计工作的严谨,保证设计的质量
（一） 标准要求及相关单位换算
１、室内需要达到的设计参数:
夏季：温度:26℃±2，湿度:40—65％,风速：不大于0．3m／ｓ
冬季：温度：２0℃±２，湿度：40—60%,风速：不大于0.2m／s
2、单位换算常识
１HP＝0。７3５KW 　　 HP：匹、马力
1kcal/ｈ=1。163　 　　 ｋcal/h：大卡
1ＫW＝860 kｃaｌ/h 　 KW:千瓦
1USRT=3。5１6KW 　 　 UＳRT:美国冷吨
（二） 空调负荷及主机选型
１、空调冷负荷(包含）
建筑围护结构传入室内热量形成的冷负荷
人体散热形成的冷负荷
灯光散热形成的冷负荷
设备散热形成的冷负荷
食物散热形成的冷负荷
空气渗透带入室内的冷负荷
２、空调湿负荷
空调房间的湿负荷有人体散湿、敞开水面蒸发散湿等形成的湿负荷。
3、冷热负荷的估算
①、住宅、办公、娱乐类（1４０—200w/㎡）
客房、住宅、普通办公取下限
办公(有发热设备)、病房、KＴＶ取上限
②、超市、商业类（220—250　ｗ/㎡)
首层取上限;二层及以上取下限
③、餐饮类(２５０-400　w/㎡）
普通餐厅(无大量发热)取下限
火锅、烧烤类(大量发热)取上限
④、其他类型根据具体情况确定
４、主机的选择
①、根据建筑的空调和房间使用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、空调机组的冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用系数的乘积.
（三)、中央空调工程系统设计
1、末端系统分类(常用形式)
名称
特征
系统型式
全空气系统
室内负荷全部由处理过的空气来承担,空气的比热、密度小、需要空气量大，风道断面大，输送能耗较大
以普通的低速单风道系统为代表，应用广泛，可分为一次回风和二次回风
全水系统
室内负荷由一定温度的水来承担,输送管道断面小,通风换气作用较差
风机盘管系统
空气—水系统
由处理过的空气和水共同承担室内负荷,其特征介于二者之间
风机盘管+新风系统
2、空调水系统的形式
①、分类(开式与闭式)
类型
特征
优点
缺点
闭式
管路系统不与大气相通(仅在系统最高点设置膨胀水箱)
管道与设备的腐蚀小，不需克服静水压力,水泵压力、功率低，系统简单
如需与蓄水池连接，则比较复杂
开式

管路与大气相通（设有水池)
与水池连接比较简单
水中含氧量高，管路与设备腐蚀多，需要增加克服水压的额外能量,输送能量大。
②、分类（同程式与异程式）
类型
特征
优点
缺点
同程式
供回水干管中的水流方向相同,经过每个环路的长度相同
水量分配和调节方便，水力平衡性能好
需设置同程管，初投资稍多
异程式

供回水干管中的水流方向相反，经过每个环路的长度不等
不需设同程管，管路长度较短，初投资稍低
水量分配和调节较难，水力平衡较麻烦
③、分类(两管制、三管制、四管制)
涉及较少,不展开说明
④、分类(定流量、变流量)
类型
特征
优点
缺点
定流量
系统中的循环水量保持不变（系统负荷变化时,通过改变供回水温度来匹配
系统简单，操作方便,不需要复杂的自控设备
配管设计时，不能考虑同时使用系数,输送能耗始终处于设计最大值
变流量
系统中的供回水温度保持定值,负荷变化时，通过改变水量的变化来适应
配管设计时，能考虑同时使用系数,管径相应减小，输送能耗随负荷的减少而减低,电耗也相应降低
系统复杂，必须配备复杂的自控设备
⑤、分类(单式泵、复式泵)
类型
特征
优点
缺点
单式泵
冷热源侧与负荷侧用一组循环水泵
系统简单,初投资省
不能调节水泵流量，难以节省输送能耗,不能适应供水分区压降悬殊的情况
复式泵
冷热源侧与负荷侧分别配置循环水泵
可以实现水泵变流量，能节省输送能耗,能适应供水分区不同的压降，系统总压力低
系统较为复杂,初投资稍高
3、空调水系统的设计原则
应当坚持的原则:
① 、力求水力平衡
② 、防止大流量小温差
③ 、处理好水系统的膨胀与排气
④ 、解决好水处理和水过滤
⑤ 、注意管网的保温和保冷
分别对其进行要求:
力求水力平衡:应符合各环路之间的水力平衡要求。对压差悬殊的高阻力环路,应设置二次循环泵．各环路应设置平衡阀，如管道竖井面积运行时，应尽量采用管道竖向同程式。
防止大流量小温差:
造成其现象的原因之一:设计水流量一般是根据最大的设计冷负荷来计算水流量的,而实际上出现最大设计冷负荷的时间是很少的,绝大多数时间是在部分负荷下运行．
造成其现象的原因之二:水泵扬程一般是根据最远环路、最大阻力,再乘以一定的安全系数来确定的,然后结合上述的计算流量,查找样本来确定水泵的型号，因此,在实际水泵的运行过程中，水泵的实际工作点在铭牌工作点的右下侧，故实际水流量要比设计水流量大20％-５０%。
总结:在较大的水系统设计中,设计计算时常常没有对每个环路进行水力平衡计算校核，对于压差相差悬殊的环路,多数也不设置平衡阀等装置,施工安装完毕后又不进行任何调试，环路之间的阻力不平衡所引起的水力工况、热力工况失调现象只好依靠大流量来掩盖。
解决办法:
① 、考虑到设计时很难做到各环路之间的水力平衡,以及在安装过程中存在的种种不确定因素,应当在各环路中设置平衡阀等装置,以确保在实际运行中，各环路之间达到较好的水力平衡.
(平衡阀的安装位置：既可以安装在供水管上，也可以安装在回水管上,建议安装在回水管上，安装了平衡阀后,不必在设其他阀门,如蝶阀,截止阀等)
② 、当遇到某个或几个支路比其他环路压差相差悬殊(如阻力差超过１０KPＡ（1m）以上),就应在这些环路上增设二次循环泵。
处理好水系统的膨胀与排气：
① 、应在高于回水管路系统最高点1—2米处设置膨胀水箱。
② 、膨胀水箱的容积按系统大小而定，总水容量的2—3%(规范要求），实际可按照5—1０%计算。
③ 、膨胀水箱的补水管应当优先接入到集水器或者水泵吸入口上,若直接接到高处的回水总管上,会致使系统中的空气排出较困难。
④ 、水系统的排水阀门应设置在系统的最低点（分集水器、制冷机组、水泵等)，以便于检修时，能将系统水全部排出。
⑤ 、安装在每层建筑物的风机盘管、新风机组的最末端、最高点的管路,由返弯引起的局部最高点，均应安装自动排气阀。
解决好水处理和水过滤：
① 、处理不当引起的问题,增大设备热阻、降低制冷量和机组寿命.
② 、冷却水系统属于开式系统,必须使用电子水处理仪。
③ 、冷冻水系统属于闭式系统,若要求不是很严格，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。
④ 、所有设备的进水口均应设置过滤器。
⑤ 、水过滤器应当定时清理，否则会极大的增加水系统阻力。
注意管网的保温和保冷
①、管道保温层的厚度依据下表确定

③ 、机房管道保温层的厚度依据下表确定

④ 、保温的厚度:管径越大,厚度越大;水温越高,厚度越大。
4、空调水管的计算
可依据《空调水管管径快速计算表(１00PA—3０0ＰA)》和《空调水管管径快速计算表(流量表版）》来计算供回水管的管径。
注意:水泵的配管，一般情况下，水泵的进出口管径应当比水泵所在管段的管径小一型号，连接时,以变径连接为宜。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。
5、管道支架的间距
在施工过程中，管道间距的设置需按照规范的要求执行,因此,在设计说明中,需要把管道间距的表格修改成以下表格:

6、水泵的流量和扬程的选择
①、冷冻水泵：
流量：一般情况下，依据样本的额定流量，考虑1.２的富裕量.
扬程：主机蒸发器、末端设备、管路系统的沿程阻力和局部阻力之和，考虑1.1-1。2的富裕量。
②、冷却水泵:
流量：一般情况下,依据样本的额定流量，考虑1。2的富裕量。特殊情况下,需考虑当地的湿球温度。
扬程:主机冷凝器、冷却塔喷头喷水压力、冷却塔接水盘和喷头的高差,管路系统的沿程阻力和局部阻力之和,考虑1。1-1。２的富裕量。
③、补水泵：
流量:一般情况下,按照系统水容量的5%—10％考虑。
扬程:系统最高点和补水点的高差和补水管道的沿程、局部阻力之和,再增加5—１0米的富裕量。
⑤ 、水泵并联的流量损失
水泵并联台数较多时，流量会有较大的损失,因此,在水泵并联时，最好控制在3用1备范围内，若水泵并联过多，需加大水泵流量的富裕系数至1。5。
７、末端设备的选择
①、风机盘管的选择
风盘的主要参数有:供冷量、风量、余压
依据房间换气次数的要求,确定风量
依据负荷指标的要求,确定冷量
依据房间层高以及送风距离,确定余压
②、空气处理机的选择
空气处理机主要用于处理室内空气和供新风,有两种工况：回风工况和新风工况
主要参数：风量、表冷器排管数、机外余压
依据空间换气次数的要求，确定风量
依据冷负荷、新风负荷的要求，确定冷量，确定表冷器排管数
依据风系统的阻力情况,确定机外余压

8、空调风系统的设计原则
①、全空气系统和风机盘管+新风系统
前者适用于较大面积的公用场所,如:商场,超市,交易大厅，影剧院等.
后者适用于较小面积的场所，如：宾馆、写字楼等
②、送风温度
夏季:为了防止送风口附近产生结露现象,一般使送风干球温度高于室内空气的露点温度2－3℃。
③、送风温差:
一般舒适性空调的送风温差,宜根据以下原则确定:
送风高度Ｈ≤5m,送风温差≤１0℃
送风高度H＞5m，送风温差≤15℃
④、风口
一般情况下:送风口适宜的空间高度。
方形散流器＜双层百叶<旋流风口<喷口
回风口一般选用单层百叶（可开启式）
室外新风口一般选用防雨百叶
室外排风口一般选用自垂百叶
⑥ 、风管内的风速
风速的选用依据下表执行

⑦ 、风管支吊架
当风管大边在４00mm以下时，Ｌmaｘ<4.０ｍ
当风管大边在4００mm以上时,Ｌmaｘ＜3。0ｍ
⑧ 、消声静压箱
当风机风量大于10000 m³／H时，风机的进出口应设消音静压箱,通过静压箱截面流速为２-3 m／s;小于100０0 m³/H时,在风机出口处设消音器即可，消音器的内径与主风道相同.

参考