暖通空调设计参考全解.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date暖通空调设计参考全解暖通空调设计参考全解庆元世纪企业标准-PKB/TE 82002暖 通 空调设计参考更新时间：2011年7月(第1次) 实施时间：2011年7月新时代.技术部目录一、空调系统设计应掌握的问题1二、典型中央空调系统设计选型41、制冷主机的选择.52、建筑冷负荷估算指标.63、水流量的计算84、水系统的设计105、水泵的选型.146、冷却塔的选型167、

2、水处理设备的选型178、膨胀水箱的选型.189、汽水集配器的选型2110、风系统的设计.23三、冷媒系统的设计选型.25四、洁净空调.32中央空调系统设计参考资料一、空调系统设计应掌握的问题1、当地气象资料： （1）夏季室外最高气温 ； （2）冬季室外最低气温 ； （3）如果是高原地区要掌握当地大气压力 Pa; 2、制冷机组的选择: 冷水机组分为水冷式和风冷（热泵型）式制冷机组，若采用水冷式制冷机组，则要了解冷却水塔的安装位置，制冷机组的机房位置和机房内梁下的净高；若采用风冷（热泵型）式制冷机组，则要了解室外机的安装位置，还要了解软化设施、软化水箱、循环水泵等设备的安装位置。 3、冬季供热热源

3、形式的确定： （1）向业主或使用方了解：是否有城市集中供热或独立锅炉房供热，若有则要了解一次热水的供回水温度、换热站设在何处、蒸汽压力及温度等。 （2）如果无城市集中供热或锅炉房供热，就要选用风冷热泵型冷热水机组，并根据实际情况考虑是否设置辅助电加热装置。 （3）明确供热管道接口的预留平面位置和标高，应向业主或使用方提出供热管道的接口尺寸和所需供水压力及供热量。 4、空调系统的确定： （1）风机盘管加新风系统（是否设计新风系统，应由业主或使用方明确），了解新风口引入位置及标高，明确风机盘管的形式（卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装、吸顶式等）。 （2）若采用全空气系统，就要了解建筑的层高、

4、梁下净高及吊顶和梁之间的高度尺寸（一般应不小于400mm），确定组合式空调机组的放置位置。 （3）了解空调房间的使用特点（如：对噪声、洁净等有无特殊要求）。 5、送、回风管道材质应由业主或使用方明确： （1）镀锌铁皮风道； （2）玻璃钢风道； （3）铝箔复合玻纤管道； （4）板材粘接管道；6、空调冷热水管道的材质应由业主或使用方明确： （1）普通焊接钢管； （2）无缝钢管； （3）镀锌钢管； （4） PP-R管； （5）铝塑管； （6）紫铜管；7、空调冷凝水管道的材质应由业主或使用方明确： （1）镀锌钢管； （2）PP-R管； （3）铝塑管； （4） PVC管；8、空调送回风管道保温材质的选材

5、应由业主或使用方明确： （1） 铝箔超细玻璃棉； （2）聚乙烯泡沫塑料板；9、空调冷热水管道保温材质的选材应由业主或使用方明确： （1）铝箔超细玻璃棉管壳； （2）聚乙烯泡沫塑料管壳； （3）聚氨脂泡沫塑料管壳； （4）橡塑管壳；10、送回风口形式和材质应由业主或使用方明确： （1）单层百叶、双层百叶、散流器、格栅、条形风口等； （2）铝合金（喷塑）、塑料、木制等；11、软化装置形式应由业主或使用方明确： （1）全自动软化装置； （2）半自动软化装置； （3）电子水处理器； （4） 其它；12、循环水泵形式应由业主或使用方明确： （1）立式泵； （2） 卧式泵；13、应向业主或使用方索取各层建

6、筑平面图和剖面图，明确空调冷热水总立管的位置或管道井的位置。以上5-12项需要业主或使用方明确，也可向业主或使用方提出明确的建设性方案，供业主或使用方选用。典型中央空调系统设计选型水冷或水冷冷水机组空调系统主要设备有（1）冷冻机（螺杆机组、涡旋机组、（2）冷却塔（3）冷冻水泵（4）冷却水泵（5）补水泵（6）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（7）膨胀水箱、软化水箱（8）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）水冷螺杆机组水系统图（一）、制冷主机的选择1.根据建筑的空调面积和房间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7080%（工

7、业厂房除外），特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。4.制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷既可选择制冷主机。制冷主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定（二）、建筑冷负荷估算指标建筑物冷负荷W/m2逗留者m2/人照明W/m2送风量l/sm2显冷负荷总冷负荷办公室中部区6514010605周边11016010606个人办公室16024015608会议室1852703609学校教室1301902.5409图书馆1301906309自助餐厅1503001.53010公寓高层，南向110160102010高层，北向8015010209戏院、大会堂11026

8、012012实验室150230105010图书馆、博物馆9515010408医院手术室1103806208公共场所5015010308卫生所、诊所130200104010理发室、美容院11021045010百货商店地下1502501.54012一层17035046012中间层13028026010上层1103003408药店11021033010零售店1101602.54010精品店11016053010酒吧13026021510餐厅11032021712饭店房间8015010157公共场所11016010158工厂装配室1502603.5459轻工业160260153010国内部分建筑空调冷

9、负荷设计指标的统计值序号建筑类型及房间名称冷指标w/m2序号建筑类型及房间名称冷指标w/m21旅游旅馆：客户(标准层)8011020商场、百货大楼、营业室1502502酒吧、咖啡10018021影剧院：观众席1803503西餐厅16020022休息室(允许吸烟)3004004中餐厅、宴会厅18035023化妆室901205商店、小卖部10016024体育馆：比赛馆1202506中庭、接待9012025休息厅(允许吸烟)3004007小会议室(少量吸烟)20030026贵宾室1002008大会议室(不吸烟)18028027展览厅、陈列室1302009理发、美容12018028会堂、报告厅1502

10、0010健身房、保龄球10020029图书阅览7510011弹子房9012030科研、办公9014012室内游泳池20035031公寓、住宅809013舞厅(交谊舞)20025032餐馆20035014舞厅(迪斯科)25035015办公9012016医院：高级病房8011017一般手术室10015018洁净手术室30050019X光、CT、B超诊断120150工业厂房室内换气次数和冷负荷估算序号空调类型室温波动范围换气次数次/h单位面积冷负荷w/m21一般空调车间28581502302设备散热量较少的恒温车间如装配车间、部件装配室(12)4101702103设备散热量较大的恒温车间如精密磨床、

11、齿轮加工(12)(0.51)81412182002504计量室、精密刻划室等(12)(0.10.5)61210181502005办公室26271001506会议室2003007餐厅200310（三）、水流量的计算1、水泵流量的计算水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.11.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。）2、冷冻水流量的计算Q=c*m*t Q*3.6m= m3/h c*tm：水的流量，m3/h，Q：制冷量,kw（kj/s），c：水的比热容，4.2kj/kg，t：进出水温差，3、冷却水流量的计算 K*Q*3.6 w= m3/h C(tw2-tw1)W：冷却水循环量，m3/h，K：与制冷量有

12、关的系统，一般取1.2，Q：制冷机的热负荷，kw，c：水的比热容，4.2kj/kg，Tw2,tw1：冷却水进出水温， 注意：少数情况下，产品样本提供的冷冻水和冷却水流量跟实际情况有误差，这样会导致系统配置不合理，系统故障频繁出现。强烈建议：在确定冷冻水和冷却水流量时，使用上述公式对数据进行核算！4、冷却水系统的补水量冷却水系统的补水量包括:1 蒸发损失;2 漂水损失 3 排污损失 4 泄水损失当选用逆流式冷却塔或横流失冷却塔时,空调冷却水的补水量应为:电动制冷1.21.6%溴化锂吸收式制冷 1.41.8%还应综合考虑各种因素的影响,因蒸发损失是按最大冷负荷计算的,实际上出现最大冷负荷的时间是很

13、短的,空调系统绝大多数时间是部分负荷下运行的,如果把上述补水量适当减少一点,绝大多数时间都能在控制的浓度倍数下运行,很短时间内水质超出要求的范围,不会对系统产生危害.综上所述,建议冷却水系统的补水量取为循环水量的11.6%,电制冷、水质好时，取小值，溴化锂吸收式制冷、水质差时，取大值。空气调节设计手册P801：一般采用低噪声逆流式冷却塔，使用在离心式冷水机组的补水率约为1.53%，对溴化锂吸收式制冷机的补水率约为2.08。如果概略估算，制冷系统补水率为23冷却塔的补水量一般为冷却塔循环水量的13%。（采录“空气调节”2000年6月第一版）以下内容采录金日圆形逆流冷却塔的补给水量(供参考)M=E

14、+C+B蒸发损失E=0.83%，飞溅损失C=0.1%，排入水量B=0.3%，M=0.83+0.1+0.3=1.23%5、冷冻水系统的补水量冷冻水系统及采暖热水系统的补水量参考膨胀水箱的计算6、空调冷凝水量参考“空调冷凝水系统的设计”（四）、水系统的设计1、冷冻水及冷却水管径的计算 L(m3/h)D= 0.785*3600*V(m/S)L：所求管段的水流量V：所求管段允许的水流速根据计算结果，可选取和公称直径数值最为接近的管径来确定所求管段的管径。2、水系统流速的规定建议，水系统中管内水流速按表一中的推荐值选用，经试算来确定其管径，或按表二根据流量确定管径摘自民用建筑空调设计P234表一、管内水

15、流速推荐值（m/s）管径1520253240506580闭式系统0. 40.50.50.60.60.70.70.90.81.00.91.21.11.41.21.6开式系统0.30.40.40.50.50.60.60.80.70.90.81.00.91.21.11.4管径100125150200250300350400闭式系统1.31.81.52.01.62.21.82.51.82.61.92.91.62.51.82.6开式系统1.21.61.41.81.52.01.62.31.72.41.72.41.62.11.82.3表二、水系统的管径和单位长度阻力损失钢管管径/闭式水系统开式水系统流量/(

16、m/h)kPa/100m流量/(m/h)kPa/100m1500.5060-200.51.01060-2512106001.3043322410601.32.011404046106024104050611106048-6511181060814-80183210601422-100326510602245-1256511510604582104015011518510478213010432001853801037130200102425038056092620034010183005608208233404708153508209508184706108134009501250817610

17、7507124501250159081575010007125001590200081310001230711管道内热媒流动的最大允许流速(m/s)摘自实用供热空调设计手册P145管径mm热 水低 压 蒸 汽高压蒸汽有特殊安静要求的室内管网一般室内管网生产厂房蒸汽与凝水同向流动时蒸汽与凝水逆向流动时同向逆向大水平管内在立管内大水平管内在立管内150.50.81.014(7.0)204.552511200.651.01.318(9.0)225.064016250.81.21.522(12)256.075020321.01.41.825(16)307.095522401.01.82.030(17)

18、307.0106024501.02.02.530(20)307.5117028501.02.03.030(25)307.5148032注：低压蒸汽栏括弧内数值用于需要安静的建筑物如剧院、图书馆、住宅等。热水供暖系统的循环压力，一般宜保持在1040kPa左右。高压蒸汽供暖系统最不利环路供汽管的压力损失，不应超过起始压力的25%。注：蒸汽锅炉压力的区分如下：低压蒸汽锅炉：P2.5Mpa，T400，中压蒸汽锅炉：2.5MpaP6Mpa，400T450，高压蒸汽锅炉：6MpaP14Mpa，460T540，超高蒸汽压锅炉：14MpaP17Mpa，540T570，亚临界压力蒸汽锅炉：P1718Mpa，54

19、0T570，超临界压力蒸汽锅炉。容器压力的区分：低压容器：0.1MpaP1.6Mpa，中压容器：1.6MpaP10Mpa，高压容器：10MpaP100Mpa， 超高压容器： P100Mpa3、空调冷冻水系统的设计1）冷冻水系统管路分同程和异程式，当水系统分区较多时，应采用同程式，根据项目情况可在主管或支干管设同程系统2）系统管道根据情况安装自动排气阀，特别是立管顶端处。3）水泵进出口片，系统最低点和局部低点应设排水阀。4）保温管道与支吊架间应镶垫经浸热沥清防腐处理的弧形木马垫，木马垫厚度与保温层厚度相同。5）管道支架托架的间距参见下表，但多根管道用同一吊架时，其间距不超过4米：最大间距m公称直

20、径DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100125保温管道3.03.54.05.06.0不保温管道4.04.55.06.07.586）管道保温采用难燃B1级发泡橡塑保湿管筒或板材，保湿厚度如下选用：管道公称直径DN80,保温厚30mm，DN80时，保温厚38mm，保温层外用铝箔或0.5mm厚彩钢板或镀锌板做保护层。膨胀罐用40mm厚保温。7）管道规格及材料需符合以下国家标准：镀锌钢管GB3091-93,材料Q235-A钢;无缝钢管GB8163材料20#钢，管道规格具体标示如下：公称直径DN15DN20DN25DN32D40DN50DN65DN80外径*壁厚20*

21、2.025*2.032*2.538*3.548*3.557*3.573*4.089*4.0公称直径DN100DN125DN150DN200DN250DN300DN350DN400外径*壁厚108*4.0133*4.0159*4.5219*6.0273*7.0325*8.0377*9.0426*9.04、空调冷凝水系统的设计通常，可以根据机组的冷负荷Q（KW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径。 Q10kW， DN20Q1020kW， DN25Q21100kW， DN32Q101180kW， DN40 Q181600kW， DN50 Q6011055kW， DN80 Q10561512kW，

22、DN100Q151312462kW ，DN125Q12462kW， DN150一般情况下，每1kW冷负荷每1h约产生0.4kg左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1kW冷负荷每1h约产生0.8kg冷凝水。排放冷凝水管道的设计，应注意以下事项： 1）沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。 2）当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50左右。水封的出口，应与大气相通。为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行保温。 3）冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。 4）设计和布置冷凝水管路时，必须认真考

23、虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。 5）大型电子厂房的MAU机组,AHU机组因冷凝水量大，应考虑回收。回水的冷凝水可以做为冷却塔的补水。 6）冷凝水施工中，管道安装一定注意不能倒坡。很多情况都是因为倒坡使冷凝水不能正常排放，导致凝水盘处溢水。安装时存水弯的高度应符合设计要求，否则冷凝水不能排出。 冷凝水管在吊顶上敷设时，应认真保温，防止结露。（五）、水泵的选型1、水泵的选择条件：流量、扬程、进出口接管管径2、水泵扬程简易估算法暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130150的离心式清水泵，按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）Hmax=P1+P2+0

24、.05L (1+K) P1：冷水机组蒸发器的水压降。P2：该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。L：该最不利环路的管长K：最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.20.3，最不利环路较短时K值取0.40.63、冷冻水泵扬程估算方法1）冷冻机的阻力：一般为610mH2O，可查样本2）末端设备阻力：一般为25mH2O，3）管路阻力：设计中冷水管路的比摩组宜控制在150200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。计算水泵阻力时管路阻力按300pa/m估算。4）分集水器每个可按3mH2O计，过滤器可按35mH2O计，以上计算所得取10%安全

25、系数4、冷却水泵扬程估算方法1）冷冻机的阻力：一般为610m，可查样本2）冷却塔喷头喷水压力：一般为23mH2O3）冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差： 一般为23mH2O3）管路阻力：设计中冷水管路的比摩组宜控制在150200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。计算水泵阻力时管路阻力按300pa/m估算。4）水过滤器阻力，一般为35mH2O以上计算所得取10%安全系数5、补水泵扬计算1）补水水泵扬程为系统最高点距补水泵接管处的垂直距离和 补水管路的沿程阻力损失和局部阻力损失。2）沿程阻力损失和局部阻力损失一般为35mH2O。注意：扬程计算要根据制冷系统及项目情况具体而定，不能照搬经验

26、值。6、水泵选型原则1）根据前面所求得的扬程、流量以及水泵所在管段的管径，便可以在水泵样本中进行水泵的选择。一般，冷冻水泵和冷水水泵的台数应和制冷主机一一对应，并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取。 2）一般，选择水泵时，水泵的进出口管径应比水泵所在管段的管径小一个型号或相同。 3）冬夏两用的水系统，选型水泵时应根据夏季工况参数选型。(夏天用水流量是冬天用水流量的23倍)（六）、冷却塔的选型1、冷却塔的选择条件：水流量、进出水温度、干球温度。2、冷却塔有横流塔和逆流塔，逆流塔的散热效果比横流塔要好，大容量的系统一般用横流塔。3、冷却塔的水流量为冷冻机额定流量的1.2倍。4、冷却塔选

27、型估算：设冷冻机的容量为100RT，当湿球温度：27时，CT容量为：100*1.3RT 28时，CT容量为：100*1.4RT 29时，CT容量为：100*1.5RT南方湿球温度29，中部28，北方27，另一种估算方式：螺杆、离心机：大卡(冷量)*3.125/10000=水量m3/h溴化锂机：大卡(冷量)*3.611/10000=水量m3/h以上计算为最少水流量。5、对于多台冷却塔并联运行，各台冷却塔之间应设平衡管。水泵与冷却塔一一对应，每台冷却塔供回水管之间设旁通管以便相互备用。6、冷却塔与冷冻机尽量一一对应，可不考滤备用。（七）、水处理设备的选型1、如果空调水系统使用的是城市自来水，则需在

28、冷却水系统和冷冻水系统中各加一个电子水处理仪，安装在冷冻水回水和冷却水进水总管上，需设旁通阀。2、当工程所在地区水质较硬的时候，系统的循环水和补水必须为软化水，空调系统就必须配置水软化装置，一般选用全自动软化水处理装置。常用软化水原理图3、软化水装置的水流量根据系统补水量来选型，补水量通常按系统水容积的0.5-1。（摘自空气调节设计手册P794（八）、膨胀水箱的选型1、水箱容积计算:Vp=atVs m3Vp膨胀水箱有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积）m3a 水的体积膨胀系数，a=0.0006 L/t最大的水温变化值 最低水温一般按7，低温水另计， 最高水温一般按65(热泵型)，或80

29、(锅炉制热水)，根据热源确定。Vs系统内的水容量 m3，即系统中管道和设备内总容水量a、 可按系统的设计耗冷量Q0(kw)来估算，系统水容量大约为23L/kwb、 或水系统中总容水量（L/m2建筑面积）系统型式全空气系统空气-水空调系统供冷时0.400.550.701.30供暖时1.252.001.201.90供暖系统： 当95-70C供暖系统 V=0.034Vc当110-70C供暖系统 V=0.038Vc当130-70C供暖系统 V=0.043Vc式中V膨胀水箱的有效容积（即相当于检查管到溢流管之间高度的容积），L； Vc系统内的水容量，L。供给每1kw热量所需设备的水容量VC值（L）摘自实

30、用供热空调设计手册P192供暖系统设备和附件VC供暖系统设备和附件VC管道系统室内机械循环管路7.8室内自然循环管路室外机械循环管路15.65.92、开式高位膨胀水箱适用于中小型低温水供暖系统，膨胀水箱规格表型号方 形圆 形公称容积(m3)有效容积(m3)外形尺寸(mm)公称容积(m3)有效容积(m3)筒体(mm)长宽高内径高度10.50.619009009000.30.3590070020.50.6312007009000.30.3380080031.01.151100110011000.50.54900100041.01.20140090011000.50.59100090052.02.2

31、71800120012000.80.831000120062.02.061400140014000.80.811100100073.03.502000140014001.01.11100130083.03.201600160015001.01.21200120094.04.322000160015002.02.114001500104.04.371800180015002.02.015001300115.05.182400160015003.03.316001800125.05.352200180015003.03.418001500134.04.218001800144.04.6200016

32、00155.05.218002200165.05.220001800单冷冻水系统膨胀水箱的另一算法(台资企业愦用)水箱容积计算：RT*0.0017 kL（注意单位换成L）水箱安装要点1） 安装位置，应考滤防止水箱内水的冻结。若安装在非供暖房间时水箱应保温。2） 膨胀管在重力循环系统时接在供水总立管的顶端；在机械循环系统时接至系统定压点，一般接至水泵入口前。循环管接至系统定压点前的水平回水干管上，该点与定压点之间保持不小于1.5-3m的距离。3） 高位膨胀水箱的底部标高至少比系统管道的最高点高出1.5m，补给水量通常按系统水容积的0.5-1考虑。膨胀箱的接口应尽可能靠近循环泵的进口，以免泵吸入口

33、内液体汽化造成气蚀。3、膨胀罐气压罐的选用应以系统补水量为主要参数选取，一般系统的补水量可取总水量的4%计算，与锅炉容量配套选用。序号规格补水量(m3/h)气压罐安装尺寸锅炉容量(t/h)DHH01GQS-1.01.08002000240022GQS-1.51.510002000240033GQS-2.02.012002000240044GQS-3.03.014002400280065GQS-4.04.016002400280086GQS-5.05.0160028003200107GQS-6.56.5200024002900148GQS-7.57.5200027003200189GQS-101

34、020003500400020注：锅炉1t=60万大卡4、水系统补水方式1）恒压补水，用膨胀水箱作为补水入口，2）恒压补水，补水点接入膨胀罐，必须加装安全阀，3）恒压补水，当只制冷时，补水点直接接入冷冻水回水主管，无膨胀水箱或膨胀罐，必须加装安全阀，（九）、汽、水集配器的选型1、其筒体直径的确定如下（摘自机械工业采暖通风与空调设计手册P185）A一般可按筒体流速决定，蒸汽流速按10m/s计算，热水流速按0.1m/计算;B比蒸汽或热水连接管大2号以上;C可查下表确定。汽配器直径选用表蒸汽压力表压(MPa)筒体直径(mm)D159D219D273D300D350D400D450蒸汽量(kg/h)0

35、.055381026161821552933383049510.17051343212028323841501763500.210311963209841255614733392810.3135125734059540573579608121610.41666317450076667907511852150010.519793769594679171077514073178120.62290436168809161124691628620612水集配器直径选用表热水温度()筒体直径(mm)D159D219D273D300D350D400D450热水量(kg/h)9561161164818381244743331043490550521106048115181816824190329244300