民用建筑空调设计计划书

1 民用建筑空调设计计划书 1设计依据及原始资料 计依据 外计算参数 （ 1）夏季空调室外计算干球温度 （ 2）夏季空调室外计算湿球温度 29 （ 3）夏季空调室外计算相对湿度 63% （ 4）夏季大气压力 5）冬季空调室外计算干球温度 （ 6）冬季空调室外计算相对湿度 90% （ 7）冬季室外大气压力 室内 设计 参数 由民用建筑空调设计第二 版查 旅店建筑不同功能房间相关要求列于下表： 表 1室内计算参数 房间功能 夏季设计温度( ) 夏季设计湿度（ %） 夏季气流平均速度（ m/s） 新风量 （ m/噪声等级要求 厅 26 28 65 50 8 45 餐厅 24 27 65 55 0 40 50 会议室 25 27 图 5 侧送贴附射流流型 流器送风气流组织设计计算 散流器送风计算可按以下步骤进行： （ 1）根据房间建筑尺寸，布置散流器并决定其个数。 散流器布置应满足 求，垂直射程 。 式中 l自散流器中心为起点的射流水平距离， m； 垂直射程， m； H 空调房间净高， m； h 工作区高度， m。 （ 2）选取送风温差，计算送风量，校核换气次数。 33 送风量按下式计算：0 公式（ 5 换气次数按下式计算：式（ 5 式中 单位面积送风量， )/( 23 q显热冷负荷， ； c 空气比热， 空气密度， 0t 送风温差，； H 空调房间高度， m。 （ 3）选定喉部风速，根据单个散流器风量计算喉部面积0F. 根据送风量确定单个散流器的风量，选定喉部风速，一般宜为 25 ，算出散流器的喉部面积。 （ 4）确定修正系数 K 值。 l 和值确定修正系数。 计算轴心温差，其值应小于空调精度。 轴心温差衰减按下式计算： )(0 公式（ 5 式中 0t送风温差及气流到达工作区上边界时的轴心温差，； K 考虑气流受限的修正系数。 （ 6）校核工作区流速。计算出气流轴心速度，其值应小于工作区允许风速。 轴心速度衰减按下式计算： 公式（ 5 34 式中 0v、散流器喉部风速及气流到达工作区上边界时的轴心速度， （ 7）校核气流贴附长度。 对于散流器平送，需校核气流贴附长度。当阿基米德数 l 时，气流失去贴附性能。 公式（ 5 20)( 公式（ 5 式（ 5 式中 阿基米德数； 试验系数，考虑该型散流器平送时，气流温度、速度衰减而引起沿程 变的修正值。 106 女更衣室 送风气流组织的设计计算 106 女更衣室 长度 度 4m，高度 4m，夏季室内冷负荷为 风量 850m3/h。则： （ 1） 布置两个散流器。每个散流器的送风面积 217425.4 ，水平射程 和 2 米，平均射程 l。 符合散流器布置要求。 （ 2） 选取送风温差 t。计算单位面积送风量并校核换气次数 0 =25 )/( 23 35 足换气次数要求。 （ 3）选取喉部风速为 3 ，计算喉部面积0m ，则颈部直径为 。 （ 4）确定修正系数 K l 和，得 K=(5)计算轴心温差 34 0 1 ,满足空调精度要求。 (6)复合工作区风 速： 0 风速能满足工作区的风速要求。 (7)校核贴附长度： =0)( =本满足要求。 36 空调水系统是指由中央设备供应的冷（热）水为介质并送至空调末端空气处理设备的水路系统。水系统投资比较大，水泵能耗较大，而且水系统对整个空调系统的使 用效果影响也大，因此，空调水系统设计是这次设计中的一个重要组成部分。 调水系统的分类 空调水系统的形式多种多样，根据管道的布置形式和工作原理，通常有以下几种划分方式。 开始系统和闭式系统 按冷冻水是否与空气接触，空调水系统可分为开始系统和闭式系统，如表 6示。 表 6始系统和闭式系统比较 类型 闭式系统 开式系统 特征 管路系统不与大气相接仅在系统最高点设置膨胀 。 管路系统与大气相通 适用范围 风机盘管、诱导器和水冷式表冷器的系统，多用于高层建筑。 有喷水室的系统，高层建筑很少用。 优点 管道与设备不易腐蚀；不需克服静水压力，水泵压力、功率均低； 系统简单。 与蓄热水池连接比较简单，冷水箱有一定蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调节能力，且冷水温度波动可以小一些。 37 类型 闭式系统 开式系统 缺点 蓄冷能力小，低负荷时冷冻机也需要经常开动；膨胀水箱的补水有时需要加加压水泵。 冷水与大气接触；易腐蚀管道；水泵要克服静水压力，耗电大，采用自流回水时回水管径大因而投资较高些。 办公室 空调水系统设计中，为了解决水力平衡，同时考虑到建筑内用风机盘管加新风系统和空调机组内用水冷式表冷器，且闭式水系统水泵的扬程仅 需考虑最不利环路的沿程阻力和局部阻力，不需考虑提升高度。所以选用闭式系统。 同程系统和异程系统 同程系统中各并联环路中水的流量基本相同，即各环路的管路总长基本相等。反之即为异程系统，如表 6示。 表 6程和异程系统比较表 类型 同程系统 异程系统 特征 供回水干管水流方向相同，经过每一环路的管路长度相等 供回水干管水流方向相反，经过每一环路的管路长度不等 优点 水量分配、调节方便。便于水力平衡。 不需回程管，管道长度较短，管路简单，投资较低。 缺点 需回程管，管道长度较长，投资较高。 水量分 配、调节难。不便于平衡。 通过上表 6设计中采用 同 程式系统。 定流量系统和变流量系统 查实用供热空调设计手册 表 6流量系统和变流量系统比较 类型 定流量系统 变流量系统 特征 系统中的水量保持定值，负荷变化时改变供回水温度来匹配 供回水温度保持定值，负荷变化时改变系统中的水量来匹配 38 优点 系统简单，操作方便。不需复杂的的自控系统 输送能耗随流量的减少而减低，配管设计可考虑同时使用系数，管径相应减小 缺点 配管设计不能考虑同时使用系数，输送能耗始终处于最大值 系统 复杂。必须配自控系统 通过上表 6定采用定水量 。 两管制、三管制和四管制 对于风机盘管、诱导器、冷热共用表冷器的热水和冷水供应可分为两管制、三管制和四管制。 表 6系统管制比较 水系统 二管制 三管制 四管制 特点 供回水管各一根，夏季供冷水，冬季供热水，简便；投资省；冷热水两相差较大 盘管进口处设有三通阀，由室内温度控制装置控制按需要供应冷水或热水；使用同一根回水管，存在冷热量混合损失；初投资较高 供冷、供热的供回水管均风开设置，灵活实现同时供冷供热。管路复杂，投资高，占空间 见 上表 6考虑系统简单性，管理方便，投资最少，效果理想等因素；还有三管制、四管制虽有很多优点，诸如节能，易调节等，但经济上分析却不合适，系统复杂，不便于管理，投资大，故选用两管制系统。 一次泵系统和二次泵系统 一次泵系统中只用一组循环泵，即冷热源侧合用一组循环泵。其具有系统简单和投资少的优点，但不能调节水泵流量，不能节约水泵能耗。 二次泵系统中冷热源侧与负荷侧分别设循环泵，即采用二次泵系统。其系统较一次泵系统复杂且初投资较高，但可以有效降低水泵能耗。 中小型工程宜采用一次泵系统。当系统阻力较大，且各环路 特性或阻力相差悬殊时，宜采用二次泵系统。 39 调水系统的 分区 空调水系统有按空调负荷特性或使用性质进行分区和按压力竖向分区（主要指高层建筑）两种方式。 为减少投资及减少对建筑物本身的影响，空调系统通常以 为压力划分的界限。即在设计时，使水系统内所有设备和附件的工作压力都处于 下。考虑到水泵扬程大约 70m 左右，因此水系统的静压应在 90m 以下。对于目前的建筑来说，这相当于室外高度 80m 左右的建筑（地下室 10m）。当建筑高度较高，水系统宜按竖向进行分区，以减少系统内的设备承压。本设计 水泵位于顶层，且水泵杨程最大为 70 米水柱，楼层高度为 ，因此不需要进行水系统的分区，并且设备承压也能满足要求。 系统附件 （ 1）旁通管与压差旁通阀 在变流量水系统中，为了保证流经冷水机组中蒸发器的冷冻水流量恒定，在多台冷冻水机组的供水总管上设一条旁通管。旁通管上安装有压差控制的旁通调节阀。旁通管的最大设计流量按一台冷水机组的冷冻水流量确定。旁通管管径直接按冷冻水管最大允许流速选择，不应未经计算就选择与旁通阀相同规格的管径。 （ 2）放气与泄水 闭式系统热水管和冷水管均应有 坡度 ,最小 式系统在热水和冷水管路的每个最高点设排气装置（集气罐或自动排气阀）。 系统最低点和需要单独放水的设备（如表冷器、加热器等）下部应设置带阀门的放水管，并接入地漏。作为系统刚运行时冲刷管路和管路检修时放水之用。 40 气处理设备的凝结水排放系统 空气处理过程中会产生凝结水，因此，凝结水的排放时这次设计中的重要组成部分。工程实践中往往由于凝结水排放系统考虑不周造成漏水而损坏建筑装修。 凝结水排放系统设计要点如下所述。 （ 1）凝结水排放一般为开式、非满流自流系统。 （ 2）为了保证自流系统 的水头，凝结水管敷设时应有一定的坡度。 （ 3）当空气调节设备的凝结水盘位于机组内的正压段时，凝结水盘的出口宜设置水封；位于负压段时，凝结水盘的出水口处必须设置水封。 （ 4）排放方式可分为集中排放和就近排放，有条件的地方应优先考虑就地排放。 凝水管的直径根据机组冷负荷 Q（ 下列数值选用 ： 表 6水管 管径的确定 机组的冷负荷 凝结水管径 Q7=100=101 176=177 598=599 1055=1056 1512=1513 1246212462水管的管径和布置位置见图纸 。 系统管路 41 的流速 压力水管的水流速主要取决于经济和噪声两个因素。在满足输送设计流量的前提下，应尽量使得阻力损失和水流噪声小，以获得经济合理的效果。另外，管路的水速太大，对环路的平衡不利，故总管流速可以取得大一些，分支管流速可以小一些。管内水流速的推荐值如表 6示。 表 6内水流速推 荐值（ m/s） 管径 15 20 25 32 40 50 65 80 闭式系统 0. 4式系统 径 100 125 150 200 250 300 350 400 闭式系统 式系统 管材 空调水系统常用水管有焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管及 料管等。 序号 用途 适用管材种类 1 输送 95 度以上的热水或蒸汽 焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管 2 输送 95 度以下的热水 焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管、铝塑复合管、 、 3 输送 60 度以下的热水或冷水 焊接钢管、无缝 钢管、镀锌钢管、 、 4 冷却水供、回水管 焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管、 5 排水管 6 冷凝水管 镀锌钢管、 、 42 本设计冷热水供、回水管均在 95 度以下，故采用较常用的镀锌钢管。 系统管路的阻力计算 空调水系统阻力一般由设备阻力、附件阻力和管道阻力构成。设备阻力可参照设备厂商提供的技术资料。附件和管件阻力又称为局部阻力，管道阻力称为沿程阻力。 （ 1）管径的确定 水管管径 d 由下式确 定： 公式（ 6 式中： m 流量， ； v 水流速， 。 （ 2）沿程阻力计算 水在管道内的沿程阻力： y 2 2 公式（ 6 式中： 摩擦阻力系数； l管段长度， m； d 管道内径， m； 水的密度，取 1000kg/ v 管内水流速， m/s； R 单位管长摩擦阻力，即比摩阻， Pa/m， 在空气调节设计手册表 13查得 。 冷水管采用钢管或镀锌管时，比摩阻 R 一般为 100400Pa/m，最常用的为 250Pa/m。 （ 3）局部阻力计算 水流动时遇到弯头、三通及其他配件时因摩擦和涡流耗能而产生的局部阻力计算公式为： 43 22 公式（ 6 式中： 局部阻力系数，具体可查阅相关的设计手册。 （ 4）总阻力计算 总阻力为沿程阻力和局部阻力之和，计算公式为： 公式（ 6 式中： R 单位管长沿程阻力损失， Pa/m； L 水管长度， m。 路的水力平衡 当系统有多个环路并联时，各并联环路的阻力损失应该平衡。在进行空调水系统设计时，应通过系统布置和水力计算选定管径，设法减少各并联环路之间压力损失的相对差额。当设计计算达不到要求时，应在各并联环路设置调节装置（如采用调节性能好的调节阀、平衡阀或压差控制阀）。 调水系统水力计算 调水系统水平管 路水力计算 设计中 对各楼层空调 水系统管网管段编号 如下 。 44 图 6层空调 水系统 水力计算图 图 6层空调 水系统 水力计算图 图 6层空调 水系统 水力计算图 45 图 6层空调 水系统 水力计算图 图 6 九层空调 水系统 水力计算图 水力计算表见附表 6 立管水系统水力计算 46 图 6空调水系统水力计算图 设计中 立管水系统 管网管段编号如图 6示。 本设计采用的是上供上回，为供水管同程系统，便于水利平衡，供、回水管道水力计算表见附表 6 机盘管 风机盘管是半集中式空调系统中广泛应用的末端空气处理设备，结构紧凑、使用灵活、安装方便、噪声较低、节省运行费用，是一种能适应于建筑舒适性空调的通用型设备，目前广泛应用于宾馆客房、办公楼、医院等场合。作为空调系统的末端装置，风机盘管的选型直接关系着空调房间的空调效果，即空调精度和舒适性。在工程设计中应根据实际情况选择合适的型号，以实现最佳的空调效 果。 47 机盘管的类型及特性 （ 1）类型 风机盘管按机外静压可分为标准型和高静压型；按换热盘管排数可分为2 排管、 3 排管和 4 排管；按结构类型可分为立式、卧式、立柱式和顶棚式；按安装形式可分为明装、暗装，其风量在 2502500 m3/h 范围内。许多厂家的产品说明书都给出了详细的参数，如高、中、低速风量和相应的显冷量、全冷量、热量以及水量、阻力和配管 ,还有变工况下的供冷参数。 （ 2） 特性 1) 风量为定值，供水温度恒定，供水量变化时，制冷量随着供水量的减少而下降。当供水温度为 7 ,供水量减少到 80%时，制冷量 为原来的 92%左右，说明供水量变化时对制冷量的影响较为缓慢。 2) 供水、回水温差一定 ,供水温度升高时，制冷量随着减少；供水温度升高 1 ，制冷量减少 10%左右。供水温度越高，减幅越大，除湿能力下降。 3) 供水温度一定，风量下降，则制冷量减少，空气处理焓差增大，单位制冷量风机耗电量变化不大。 4) 水流量减小，进、出水温差增大时，盘管的传热系数减小。 （ 3） 调节方法 风机盘管空调系统常用的调节方法主要有风量调节、水量调节和旁通风门调节 3 种：风量调节单独应用于要求不高的场所，和水量调节结合一起应用于要求较高的场所；而旁通风门可 以用于要求高的场合，可使室温允许波动范围达到 1 ，相对湿度达到 40%45%，但在国内应用不多。 机盘管的选择 采用风机盘管的空调系统其新风送入房间主要有门窗渗入新风、墙洞引入新风、独立输送新风 3 种方式。我采用的是风机盘管加独立的新风系统， 48 新风机组将室外空气处理到室内空气设计状态等焓值，不承担室内负荷。 本设计中所选用的风机盘管全部为卧式暗装机组，各种型号机组的性能参数如表 7示。 表 7卧式暗装二排管机组性能参数表 型号 2量（ m3/h） 高 525 510 648 950 680 中 430 430 551 808 560 低 334 340 408 599 440 冷量（ W） 高 2625 3040 2220 3290 4250 中 2263 2621 1870 2797 3697 低 1913 2215 1386 2073 3145 热量（ W） 高 4580 4750 4850 6960 7080 中 3847 3990 3893 5916 6088 低 3298 3420 2885 4385 5239 接管管径（ 高 20 20 20 20 20 中 20 20 20 20 20 低 20 20 20 20 20 出风口尺寸 长度 478 478 500 750 600 高度 115 115 145 145 119 水流量（ kg/h） 480 480 360 540 738 外形尺寸（ 6242408589049 型号 2222量（ m3/h） 高 402 510 550 750 1060 中 268 350 450 600 820 低 149 230 350 470 640 冷量（ W） 高 1850 2790 2820 3740 5230 中 1535 2399 2425 3253 4654 低 1091 1981 2002 2767 3922 热量（ W） 高 3420 4650 4700 6260 8720 中 2565 3952 3995 5383 7586 低 1573 3394 3431 4632 6540 接管管径（ 高 20 20 20 20 20 中 20 20 20 20 20 低 20 20 20 20 20 出风口尺寸 长度 485 588 480 600 550 高度 130 120 130 119 119 水流量（ kg/h） 80 480 600 900 外形尺寸（ 740307090090*466*220 风机盘管选型方法主要有两种：一是根据风量选择，校核全冷量；二是根据全热负荷选择和校核风量。我采用的是根据空调房间的 冷 负荷选择风机盘管机组的方法：根据房间的用途，确定房间要求的各种参数，计算空调房间的冷负荷，考虑机组受积尘积垢的影响，并进行修正；根据空调负 50 荷选定风机盘管机组及台数。各空调房间选择的风机盘管型号及其台数 见说明书附录 7 风机组 一层吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为 1000m/h，宽长高为 680台电机额定功率为 机电机数量为 1，机外静压 235组全静压 315准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 声 55组净重 47二层吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为 1500m/h，宽长高为 875台电机额定功率为 机输入功率为 机电机数量为 1，机外静压 225组全静压 320准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 声 58组净重 55三层吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为 2000m/h，宽长高为 872台电机额定功率为 机电机数量为 1，机 外静压 300组全静压 395准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 声 组净重 64四层吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为 2500m/h，宽长高为 1018台电机额定功率为 机输入功率为 机电机数量为 1，机外静压 290组全静压 355 51 准工况下（供 冷量 热量 量 h 水阻力 风工况下（供冷量 热量 声 61组净重 70五六七八九层吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为2000m/h，宽长高为 872台电机额定功率为 机输入功率为 机电机数量为 1，机外静压 300组全静压 395准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻 力 风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 组净重 64调 机组 咖啡厅吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为 5000m/h，宽长高为 1752台电机额定功率为 机输入功率为 机电机数量为 2，机外静压 290组全静压 394准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 35风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 组净重 123二层茶厅吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为 3000m/h，宽长高为 1166台电机额定功率为 机输入功率为 机电机数量为 1，机外静压 230组全静压 320准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 57声 62组净重 79二层大茶厅吊顶式新风机组选择开利公司的 定风量为4000m/h，宽长高为 1458台电机额定功率为 机 52 输入功率为 机电机数量为 2，机外静压 300组全静压 429准工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 风工况下（供冷量 热量 量 h 水阻力 声61组净重 112热 源方案的选择 空调装置常用冷源的制冷方式主要分为压缩式制冷和吸收式制冷两类。根据压缩机的形式，压缩式制冷机可以分为活塞式、螺杆式和离心式等，吸收式制冷可以分为蒸汽型、热水型和直燃型。此外根据冷凝器的冷却方式有可以分为水冷式、风冷式和风冷热泵式。 根据设计要求，本设计位于上海市，不考虑冬季融霜，及经济性要求，选用风冷模块机组。具有如下特点： (1)整体性好，安装方便，可露天安装在室外，如屋顶、阳台等处，不占有效建筑面积，节省土建投资； (2)一机两用，夏季供冷，冬季供热，冷热源兼用，省去了锅炉房； (3)夏季采用空气冷却，省去了冷却塔和冷却水系统，包括冷却水泵、管路及相关的附属设备； (4)机组的安全保护和自动控制集成度较高，运行可靠，管理方便； (5)夏季依靠风冷冷却，冷凝压力比水冷时高， 比水冷式机组低； (6)由于输出的有效热量总大于机组消耗的功率所以比直接电热供暖节能； (7)价格较水冷式机组高； (8)机组常年暴露在室外，运行环境差，使用寿命比水冷机组短； 53 (9)机组的噪声与振动易对环境形成污染； (10)机组的制冷制热性能随室外气候变化明显。制冷量随室外气温升高而降低，制热量随室外 气温降低而减少； (11)机组是以室外空气作为冷却介质 (供冷时 )或热源 (供热时 )，由于空气比热容小以及室外侧换热器的传热温差小，故所需风量较大，机组的体积也较大； (12)冬季室外温度处于 5范围内时，蒸发器常会结霜，需频繁的进行融霜，供热能力会下降。 冻水系统设计 空调冷冻水的形式很多，实际运用中可以根据需要组合成各种不同的系统。常见的典型系统如下： 次泵冷冻水系统 （ 1）一次泵定水量系统：只需要在末端水管上设置一个三通阀，当部分符合运行时，一部分水流量与负荷成比例的 流过 末端装置 ， 另 一部分从三通阀旁通管路流过，以保证冷量和负荷相适应。但水泵仍然按照设计流量运行，因此该系统的能耗较大，在实际应用中较少。 （ 2）一次泵变流量冷冻水系统：只需要在管路系统的末端装置上设置一个二通阀。当负荷降低二通阀关小，使末端装置中冷冻水的流量按比例降低，从而使被调参数保持在设计值范围内。二通阀的调节过程中，管路的特性曲线将发生变化，因此系统负荷侧水流量也将发生变化。但是如果通过冷水机组的冷冻水量减少，将会导致冷水机组的运行稳定性变差，甚至会出现不安全运行问题，因此在系统的供、回水管之间安装另一条旁通管， 管道上安装压差控制器，当用户流量减少时，供回水总管道中的压差增大，通过压差控制器使旁通阀开大，让部分水通过，而流经冷水机组的 54 水流量基本保持不变。 次泵冷冻水系统 二次泵系统主要是在负荷侧和冷源侧分别设置水泵，并在负荷侧和冷源侧之间的供回水总管上设有旁通管。冷源侧与冷水机组相对应的泵称为 一次泵 ，负荷侧水泵称为 二次泵 。冷水机组、一次泵和旁通管道构成了一次环路。一次泵为定流量，保证冷水机组定水量运行。一次泵的扬程只用来克服一次环路的总阻力，因此并不节能。二次泵可根据各个环路的阻力选择水泵型号， 也可以用不同形式的供水方式。二次泵克服了一次泵系统按最大阻力环路选择水泵扬程的弊端，同时保证了冷水机组定流量运行。 总上所述，通过分析各种系统的优缺点，在本设计中我们选用一次泵变流量冷冻水系统。 压水系统设计 在闭式系统中，必须保证系统管道及设备内充满水，因系管道任一点的压力都高于大气压力（否则会吸入空气），因此闭式水系统需要定压。空调系统中广泛采用定压点在水泵的吸入口处的定压方式，其主要的优点是水力系统工况稳定。另外常见的还有选择回水管最高点作为定压点的定压方式，即采用高位膨胀水箱定压，其优点是 膨胀水管长度较短，尤其是当建筑物较高时，不用设置从底层到楼顶的膨胀水箱，因此可节省部分投资。 常用的定压设备有膨胀水箱、补给水泵和定压罐等。 在本系统中采用膨胀水箱定压的方式。 膨胀水箱的安装高度，应保持水箱中的最低水位高于水系统的最高点 1m 以上。在机械循环空凋水系统中，为了确保膨胀水箱和水系统的正常工作，膨胀水箱的膨胀管应连接在循环水泵的吸人口前 (该接点即为水系统的定压点 )。在重力循环系统中，膨 55 胀管应连接在供水总立管的顶端。两管制空调水系统，当冷、热水共用一个膨胀水箱时，应按供热工况确定水箱的有效容积。 有 气 /水分界面的开式膨胀水箱的容积 )( 3 31221 公式（ 8 式中 系统中的水容积， 3m ； 1v 对应于温度为 1t 时水的比容， 3 ； 2v 对应于温度为 2t 时水的比容， 3 线膨胀系数， t 水温变化幅度， 21 开式膨胀水箱的有效容积 V（ 3m ）可按下式计算： pt 公式（ 8 式中 水箱的调节容量， 3m 。一般不小于 3时运行的补水泵流量，且保持补水箱调节水位高差不小于200 系统最大膨胀水量， 3m 。 膨胀水量 式（ 8 水的体膨胀系数， ； t 最大的水温变化值 ，； 系统的水容量， 3m 。 表 8统水容量（ L/筑面积） 56 运行制式 系统形式 全空气系统 空气 水空气系统 供冷 暖（热水锅炉） 暖（热 交换器） 备选择 组容量确定 确定热泵机组名义制冷量的工况为：环境空气温度为 35，出水温度为 7。在实际使用中，当工况改变时，机组的制冷量、功耗将随环境温度和出水温度的变化而改变。如下图所示： 图 8不同环境温度下机组制冷性能曲线 57 图 8不同环境温度下机组制冷输入功率曲线 图 8不同环境温度下机组制热性能曲线 58 图 8不同环境温度下机组制热输入功率曲线 由此可以看出 (1)空气源热泵冷 水机组的制冷量随冷水出水温度的升高而增加，随环境温度的升高而减少。这主要是由于冷水出水温度升高时，系统的蒸发压力提高。压缩机的吸气压力也提高，系统中的制冷剂流量增加，因此制冷量增大。反之，当环境温度升高时系统中的冷凝压力提高，压缩机的排气压力也提高。使系统中的制冷剂流量减少，制冷量也相应减少。 (2)机组的功耗随出水温度的升高而增加，随环境温度的升高而增加。这主要是由于出水温度升高时蒸发压力提高，如果此时环境温度不变，则压缩机的压缩比减小。虽然单位质量制冷剂的耗功减少了，但由于系统中制冷剂的流量增加，因而压缩 机的耗功仍然增大。当环境温度升高时，系统的冷凝压力升高，导致压缩机的压缩比增加。单位质量制冷剂的耗功也增加。此时虽由于冷凝压力提高使系统中的制冷剂流量略有减少，但压缩机的耗功仍然是增加的。 (3)空气源热泵机组的制冷量和输出功率大体上与冷水出水温度和环境温度成线性关系。 空气 根据空调系统的冷、热负荷综台考虑后确 59 定，一般取决于冷、热负荷中的较大者。机组的制冷供热量，除与环境空气温度有密切关系外，还与除霜情况有关。必须注意，生产企业提供的机组变工况性能或特性曲线中的制热量，一般为标准工 况下的名义制热量，是瞬时值，井未考虑如融霜等所引起的制热量损失。同此确定机组冬季时的实际制热量 Q(，应根据室外空调计算温度和融霜频率按下式进行修正 21 公式（ 8 式中 q厂机组的名义制热量， 1K 使用地区的室外空调计算干球温度的修正系数，按产品样本选取； 2K 机组融霜修正系数，每小时融霜一次取 次取 组的融霜次数，可按所选机组的融霜控制方式、冬季室外计算温度、湿度选取；也可要求生产企业提供。 建筑热负荷为夏季冷负荷的 70%，为 530 考虑到冬季变工况运行，通过机组制热性能曲线进行修正 60 图 8修正曲线 由此得出使用地区的室外空调干球温度的修正系数 1K =虑到上海地区冬季不需要融霜，所以机组容量按 530/ 1K 来选取。 机组 选型如下：选用模块式风冷机组，选用两组 组，每组由六个模块组成 表 8机组选型表 机组型号 义制冷量 78 名义制热量 96 名义制冷输入功率 20 名义制热输入功率 23 电源 380V/30侧热交换器 型式 高效钎焊板式换热器 名义水流量 m3/h 压降 7 进出水管接管尺寸 法兰接头 压缩机 型式 全封闭涡旋式 数量 2 风机 型式 轴流式大叶片低噪声风机 功率 外形尺寸 长 056 290 机组净质量 740 61 统辅助加热 空气源热泵机组的供热量随着环境空气温度的降低而减少但此时建筑物的供暖热负荷却增大。当供热量小于热负荷时，两者之问的差值即为所需的辅助加热量。 辅助加热量可通过绘制热泵机组的供热特性线与建筑物热负荷特性线来确定如图所示。图为空气源热泵机组的制热量和建筑物热负荷与室外温度的关系图。该图以室外温度为横坐标，以 机组的制热量和建筑物供暧热负荷为纵坐标。根据不同的室外温度，可得出与此温度相对应的机组制热量和建筑物的供暖热负荷，连接各点即可分别得出图中所示的 线。图中 建筑物的供暖热负荷曲线； 热泵机组的制热量曲线。 的交点 O，称为平衡温度点。在此温度下，热泵机组的供热量等于建筑物的耗热量。当环境温度高于平衡温度点时，热泵供热量有余；当环境温度低于平衡温度点时热泵供热量不足，不足部分通常应由辅助加热设备提供。辅助加热的热源可以是电、蒸汽或热水等，其中最常用的为电加热，一般设在供水侧。电加热 器宜分档设置，接室外环境温度低于平衡点的不同辐度，自动调节。 62 根据规定的供暖时间，求出该时段内室外空气的平均温度），并计算出对应于 tt 公式（ 8 式中 室内供暖温度， ； 供暖室外计算温度， ； 对应 建筑设计热负荷， W。 对于本设计采暖期室外空气的平均温度 1-室内供暖温度0，电加热器计算最不利温度取采暖室外计算温度 4因此 (2020 在图上表示为 图 8电辅助加热器选择修 正曲线 故温度为 ，系统的辅助加热量为 150此来选择电辅助加热装置。 注 ：名义制冷量的测试工况为：进 /出水温度 12 /7 ,室外环境温度 63 35； 名义制热量的测试工况：进 /出水温度 40 /45，室外环境干湿球温度 7/6。 冻水循环系统水力计算 压力式水管道的水力计算中，管径按下式计算 )(410 3 公式（ 8 式中 L 水流量（ ）； 计算流速（ ）。 冷冻水循环水泵的进水管：假定流速为 1.0 m/s 10 3 199（ 故选择管径 冷冻水循环水泵的出水管：假定流速为 1.5 m/s 10 3 163（ ,故选择管径 冷却水水循环水泵的进水管：假定流速为 s 10 3 222（ 故选管径 冷却水循环水泵的出水管：假定流速 s 公称直径 250 250 水泵吸入管 泵压出管 64 10 3 181（ 故选管径 热水循环水泵的进水管：假定流速为 s 10 3 182（ 故选管径 热水循环水泵的出水管：假定流速 s 10 3 148（ 故选管径 由于补水泵小时流量很小，没有符合要求的管径，因此按照水泵出口尺寸来选择管径。 冻水水泵的选择 冷冻水泵的选择 （ 1）扬程的计算：对于闭式系统，应取管路、管件、自控调节阀、过滤器、冷水机组的蒸发器 (或热交换器 )、末端设备换热器等的阻力和。对于开式系统，除应取上列闭式系统的阻力和外，还应增加系统的静水压力 (从蓄水池或蓄冷水池最低水位至末端设备换热器之间的高差 )。 由于本设计采用的是闭式系统，所以输送冷水的时候的阻力之和： H=127344（整个供回水管路） +240000（机组） +40669（机房管路） +20000（ Y 型过滤器） =428013（ =柱。 输送热水时的总阻力可以根据输送冷水时的总阻力进行估算： 2 公式（ 8 式中 在相同水量与管径条件下，考虑由于冷热水粘滞系数差异等因素的修正系数，可取 = 空调热水流量 空调冷水流量 65 输送空调冷水时的管道阻力，不包括制冷机组蒸发器的阻力， 空气加热器的阻力， 需要考虑 10%的余量。 （ 2） 流量的计算 由制冷机组性能参数得板式冷凝器水量 124.8 m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余 量即为， （ 1+10%） =h 制热时，整个回路的流量为 87.4 m3/h，同样附加 10%的富裕度， 96.1 m3/h。 根据以上所得流量和扬程，冷水循环泵选择两台 式循环泵，扬程为 55m46m，流量为 96m3/h192m3/h。热水循环泵选择两台式热水循环泵，扬程为 54m47m，流量为 70m3/h130m3/h。 化水箱，软水器及补水泵的选择