济南某大厦空调毕业设计说明书.pdf

第1页 一一 工程概况工程概况 1.1 建筑特点建筑特点 本工程为济南某大厦空调设计，大厦总 17 层，地下一层，地上十六层，建 筑总高度问 68.25m，总建筑面积约为 22000 。南北边长为 79.45m,东西边长为 432.75m。 其中 1-4 层有裙房，1-3 层裙房为大型商场，4 层裙房为办公用间，5-16 层都是标准层，标准层面积为 863.12 ，标准层全部办公。空调机房设在地下 一层。 该建筑是集办公、商业与一体的综合民用建筑，建筑房间类型以商场和办公 室为主，同时还有一些辅助性房间。 商场的营业时间为 8：0022：00，办公室的上班时间为 8：0012：00， 13：0016：00。在该时段内要求对各房间进行空气调节。 根据房间类型及分布，我们对该建筑进行如下分区：一区，以办公为主，包 括主楼各层的办公室、休息室及其他少数辅助房间；二区，以商场为主，同时包 括群房顶部的办公层。 1.2 大厦功能表大厦功能表 楼层面积（）用途 地下一层860空调机房、配电室、办公室 1、2 层5860办公室、商场 第2页 3、4 层4460办公室、休息室、商场 5-16 层10320办公室（标准层） 表 1-1 大厦功能表 1.3济南市气象资料济南市气象资料 济南纬度 36 度 41 分，海拔 51.16m。大气压力：冬季 102.02，夏季 99.85。 夏季日平均干球温度 31.3，夏季平均日较差 6.7。室完风速：冬季 3.2m/s， 夏季 2.8m/s。 室内室外 夏季冬季夏季冬季 干球温 度 262234.8-9 湿球温 度 194026.7 相对湿度50%54% 第3页 表 1-2 济南市气象资料 1.4 室内设计参数室内设计参数 房 间 名称 夏季冬季 新风量 （m/h） 噪声 dB(A) 气流速 度（m/s） 干球温 度 相对温 度% 干球温 度 相对湿 度% 商场2660204020400.4 门厅256020301545 办 公 室 2560214030400.3 表 1-3 济南市室内设计参数 1.51.5 甲方要求及当地基本条件甲方要求及当地基本条件 1）裙房为中央空调系统，且全年运行； 2）塔楼要求夏季供冷，冬季供热，且空调系统提供新风； 3）裙房的附属房间冬季要求供暖； 4）空调用冷热源要求设在地下二层规定区域内； 5）主要的空调箱要求放在地下二层空调机房内； 6）塔楼每层设有设备间，可以放置新风机组 7）冷热水循环水泵、冷却水泵与相应的水处理设备放在地下二层规定的区域 内。 8）裙房顶层允许放置冷却塔 第4页 9）空调系统与冷热源系统均采用自动控制。 10）该地可以连入城市热网，在采暖期供热和提供生活热水。城市热网入网 费为：80 元/m2采暖面积；城市热网采暖费：0.2 元/(天 m2采暖面积)；城市 热网生活热水加热费：2.5 元/吨。 11）有自来水供应，平均水费为 2.5 元/吨。 12）电费有两种可选方式： 一是电费不随使用时间变化， 平均 0.623 元/kWh； 二是采用分时电价。 13）有城市管道天然气供应系统，天然气的价格为 3 元/m3。 14）有燃油供应，油价为 2400 元/吨。 1.6建筑资料建筑资料 表 1-1-1围护结构的热物理参数表 类别构件名称 传热系数 K 值W/( 2 mK) 导热热阻 ( 2 mK)/W 外墙 200 混凝土墙 + 50 聚苯乙烯内 保温 0.9771.218 内墙180 陶粒混凝土内墙1.5150.43 屋顶加气混凝土保温屋面0.8121.074 楼地40mm 混凝土楼地0.026 楼板 80mm钢筋混凝土楼板1.78 一般外门双层实体木制外门2.33 大厅外门商场玻璃外门 外窗普通中空3.1 1、设计整个建筑的暖通空调系统 要求： 客房、公共、餐饮、康乐部分全年采用空调； 行政后勤、工程部分冬季采暖、夏季空调； 车库全年通风。 2、设计整个建筑的冷热源系统。热源需要考虑全年生活热水需要。 3、设计整个建筑的暖通空调、冷热源系统的自动控制系统。 第5页 二二 冷热负荷及新风的确定冷热负荷及新风的确定 为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负 荷；相反，为补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为保持室内相对湿 度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。新风负荷是满足室内人员健康要求、维 持室内压力、补充排风所必需的风量 21 办公楼建筑的负荷计算办公楼建筑的负荷计算 211 现代办公楼建筑的使用功能和建筑特点 办公楼建筑是现代高层建筑的一个主要类型， 它集中体现了时代的建筑技术 水准和经济环境特征。随着我国改革开放政策的不断深入，外资大量引进，同时 国内企业事业单位的经济实力也大幅度的提高， 各地纷纷兴建大批的高标准办公 楼。 由于计算机技术、 自动化技术、 网络技术及建造技术突飞猛进的发展和应用， 以及经济技术的转变，现代化办公楼建筑在使用和功能等方面，与传统办公楼建 筑相比表现出许多新的特点和要求。 由于计算机技术和通信技术的告诉发展， 无纸贸易和电子商务等概念的不断 推出，办公过程中所有的信息收集、处理和发布均逐步向办公自动化、通信自动 化方向发展。世纪年代开始，出现了所谓的“智能化大楼”的新一代办 公楼坚建筑。在标准的级智能化大楼中：大楼各项管理功能，通过电脑集 中监控和自动控制实现大楼管理自动化（: Budiling Automation）;办公 业务利用计算机、局域网、数据库等技术，实现高效率的办公自动化（OA:Office Atuomation）;通信过程程控电话、图文传真、电子邮件、卫星通信、电视会 议等组成的现代通信网络，实现通信自动化（CA:Commution Automation） 。 第6页 由于建筑的大量使用，要求建筑给予足够的布线空间。因此智能化大楼 的楼层通常较高，一般达到m 以上，以吊顶或架空地板形成平面布线空间。垂 直布线的需要，使得智能化大楼的楼内竖井增多，竖井面积达到标准层面积的 ，同时各种建筑的使用及架空地板的铺设增加结构的载荷，要求增强结 构的承载能力，增加了建筑结构的截面及造价。虽然智能化建筑的出现极大的增 加了建筑总造价，但由于各种自动化设施的使用，智能化建筑总体而言是向高效 和节能化方向发展的。特别是系统的引入，对于节省建筑耗能，尤其是节省 空调耗能，具有明显的效果。 智能化办公大楼更是成为了各种信息汇集、处理、发散的枢纽，而智能化办 公大楼内的办公方式也发生了根本性的变化。由于和设备的使用，现代 办公一改过去的笔纸方式， 逐步变为以计算机为主要办公工具。 办公方式的改变， 一方面提高了工作效率，在一定程度上降低了办公人员的劳动强度；但在另一方 面，由于长时间的面对屏幕等办公机器，会使办公人员产生紧张情绪。故对办公 空间的环境质量体会粗了更高的要求，希望办公环境各家接近自然界的环境，保 持室内空气的清新。办公楼建筑的空调设计也就要求达到这样的目的。 现代建筑多姿多彩，高层办公楼作为势力的象征与体现，更是集中体现了建 筑师们的才华与灵感。因此现代化楼大多体量较大，主要业务空间采用大开间开 敞布置，柱间距较大。 办公楼维护结构常采用轻质隔热墙体个低辐射玻璃作为窗的材料。 例如用真 空镀膜方法，在聚酯薄膜上镀铝、铜或银等金属，金属层外覆以.m厚的 聚丙烯保护膜，冬季可以反射来自室内的热辐射，夏季可以反射来自室外的太阳 辐射，从而可以降低传热系数，辐射遮阳系数可达.。 2 22 2 冷负荷计算冷负荷计算 第7页 冷负荷计算是空调设计及空调冷水机组选型的主要依据。在冷负荷计算中， 我们经常采用冷负荷系数法和谐波反应法计算空调冷负荷。 在房间冷负荷计算中，包括外墙和屋顶冷负荷、外玻璃窗冷负荷、日射得热 冷负荷、人员散热冷负荷、设备冷负荷、照明冷负荷、食物散热冷负荷。 在选择空调冷水机组时，需要的是空调机组冷负荷，它包括房间冷负荷、新 风冷负荷和再热冷负荷。由于我们在空气处理时不需要再热，所以不考虑再热冷 负荷。 下面以各层的典型房间为例说明计算方法和计算结果。 2.2.1 外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷 计算公式如下： LQn=F . K .(tl.n-tn)W 式中 F外墙和屋顶的计算面积，m 2 ； K外墙和屋顶的传热系数，W/（m 2.K） ，由设计依据中查出。 tn室内设计温度，； tl.n外墙和屋顶的冷负荷温度的逐时值，；根据外墙和屋顶的不同类 型在空气调节附录 2-4 表 3、表 4 中给出。此两表的编制条件是以北京的气 象参数数据为依据，对不同的设计地点，表 3 和表 4 中的 tl.n值应加上地点修正 值 td。td值在表 5 中查得。 2.2.2 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 计算公式如下： LQn=F . K .(tl.-tn)W 式中 F窗口面积，m 2； K玻璃窗的传热系数，W/（m 2.K） ，由设计依据查得； tn室内设计温度，； tl.n玻璃窗的冷负荷温差的逐时值，；由简明空调设计手册42 页查得济南的相关数据。 K 值根据窗框和遮阳等情况不同，按教材附录表 10 加以修正，表 11 中 的 tl.n值也要按表 12 进行地点修正。 2.2.3 外窗日射得热冷负荷 计算公式如下； 第8页 LQn=F . CZ.Dj，max.CLQW 式中F窗玻璃的净面积，m 2，窗口面积乘以有效面积系数 Ca。 Ca 由附录 2-5。表 4 查得； Cz窗玻璃的综合遮挡系数，无因次； Dj，max日射得热因数的最大值，W/m 2,由附录 2-5，表 1 查得； CLQ冷负荷系数，无因次。由附录 2-5 表 5-表 8 查得。 2.2.4 人体散热形成的冷负荷 人体显热散热引起的冷负荷计算公式如下： LQn=qs.n.n.CLQW 式中qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； n室内全部人数； n集群系数，由空气调节表 2-3 查得。 CLQ人体显热散热冷负荷系数，见附录 2-4 表 4 所示；这一系数取决于人 员在室内停留时间及由进入室内时算起至计算时刻为止的时间。 人体潜热散热引起的冷负荷计算式为： LQL=qL.n.n W 式中qL不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；见空气调节表 2-4。 n室内全部人数； n集群系数，由空气调节表 2-3 查得。 由于商场的人员较多，人体散热冷负荷占总负荷的较大部分，所以使用 冷负荷系数法计算。 由简明空调设计手册查得 16 W/m 2。人体潜热负荷同上式。 2.2.5 照明冷负荷 根据设计依据查得估算指标： 房间名称客房酒吧咖啡西餐厅中餐厅中庭接待 照明负荷 （W/m 2） 2015172030 房间名称小会议室大会议室理发美容健身房台球厅 照明负荷 （W/m 2） 4040502030 房间名称棋牌室舞厅办公室商店休息厅 第9页 照明负荷 （W/m 2） 4020504020 表 2-1 冷负荷指标 2.3 新风量的确定新风量的确定 2.3.1 空调系统的新风量是指冬夏季设计工况下应向空调房间提供的室外新鲜 空气量，它的大小与室内空气品质和能量的消耗有关。一般原则为： （1） 、满足卫生要求：一般是以稀释室内产生的CO2,使室内CO2 的浓度不 超过 1000ppm 为基准，由此确定常态下的每人新风量。在实际工程中可按现行设 计规范 GBJ10-87 规定采用。 对于人员密集和居留时间短暂的建筑物（如会堂、体育馆） ，新风量所形成 的冷负荷比例甚高，确定新风量是尤其要慎重。但对于办公室和旅馆客房新风量 实际采用的数值比我国现行规范要大。 如办公室一般采用 2530 m/ (人h)； 旅馆则按等级而异，高级别的客房可用 50 m/ (人h)。 近年来， 国外根据对室内空气品质的研究进展提出新风量的确定应按人的因 素（不以CO2 为标准）和客房的因素（建材散发的有害物）两者计算，这是值 得注意的问题。 （2） 、补充局部排风量 当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使房间产生负压，在系统 中必须有相应的新风量来补偿排风量。 （3） 、保证空调房间的正压要求 为防止外界未经处理的空气渗入房间，干扰室内空调参数，在空调系统中利 用一定量的新风来保持房间的正压（室内空气压力房间周围的） ，这部分与新风 量相当的空气量在正压作用下有房间门窗缝隙等不严密处渗透出去。 这部分渗透 第10页 空气量的大小由房间的正压、 窗户结构形成的缝隙状况 （缝隙的面积和阻力系数） 所决定的。普通空调系统室内正压可取 510 帕。 在实际工程设计只能感，新风量也可按总送风量的百分数来设计，一般规定 不小于。 各个办公室的冷负荷、热负荷以及新风量 房间型号面积（）冷负荷(kw)热负荷(kw)新风量 166.617.3275.33333 221.722.7581.74108.6 3127.4517.8436.0637.2 460.846.6924.87304.2 537.444.1183187 651.485.6624.118257.4 第11页 7112.3212.3358.99562 888.3310.0857.17441.6 表2-2 各办公室 冷热负荷表 人口密度说明依据 房间类型 人员密度 /（m/人） 人体散热 /W/ (人h) 照明容量 /（W/ m） 休息室412630 门厅1014520 办公室614530 表 2-3 人口密度说明表 2.4 商场负荷计算商场负荷计算 2.4.1 商场建筑空气调节的特点 商场建筑安装空调系统的主要目的是保持室内适宜的温度， 创造吸引顾客入内 的舒适冷、暖环境，增进顾客的购物欲望；防止室内商品（衣服、家具等）质量 变劣；同时为商场职工提供舒适的工作环境。商场建筑的功能不同于旅馆和办公 楼建筑，室内空调一般有以下一些特点： 第12页 1、 场建筑空间大，室内人员多，照明设备多，故空调冷负荷和新风负荷大。 2、 品种类多，营业厅布局经常变动，要求空调设备有一定的灵活性。 3、 大商场内有些营业厅人员密度大，有些密度小，在确定空调箱容量和空调分 区时，应该加以区别。 4、 有些商业建筑趋向多功能化，除了商业空间外，还有餐厅，储藏室等，其空 调系统应考虑分区。 5、 商场的出入口人员人流频繁，在冬季，为防止或减少室外冷风的侵入，往往 要设置前室并使用空气幕，在建筑上应考虑合适的入口方位，并设避风用的 挡风壁。 6、 由于商场进出人数的不确定，必须根据建筑要求设置灭火、排烟装置。 2.4.2 室内空调设计条件 (1) 室内空调设计参数 在商场内的停留人员中，营业员和顾客之间的比例并不相同，一般来说，大部分 是顾客。如在夏季，顾客在商场内停留时间短，希望室内空气温度低一点， ；但 是从久留商场内的营业员健康考虑，就不希望把温度定的太低；另外，从节能和 我国人民的生活习惯，盛夏对室内外温差不宜大于 56。本设计采用 26。 (2) 夏季空调冷负荷的计算 商场建筑的空调冷负荷中，除建筑传热和日射等外部负荷以外，还有人体、 照明、自动扶梯和陈列橱窗等负荷。 2.5 冷热负荷表冷热负荷表 第13页 功能总 面 积 （） 冷负荷指 标 （w/） 冷 负 荷 （kw） 热负荷指 标 （w/） 热 负 荷 （kw） 办公室10000110110080800 商场350020070080280 门厅455014063790410 总和18050113.7243782.541490 注：空调总面积所占建筑面积百分比 82%。冷负荷指标 113.7 w/。热负荷指标 82.54 w/ 表 2-4 冷热负荷表 三三 空调冷热源的选择空调冷热源的选择 第14页 3.1 空调冷源的选择与计算空调冷源的选择与计算 3.1.1 冷媒 在本设计中冷媒（又称制冷剂）选择氢氯氟烃（简称 HCFC）类，冷媒是维 持空调用制冷循环所必须的工质，为了保证制冷循环良好，提高制冷系数，保证 人员安全及运行的经济性。在民用建筑空调中就其技术性来说，常用的冷媒有以 下几种： （一） 、氟利昂 11（R11） 这是一种制冷效率较高的优良冷媒，广泛用与 90 年代以前建设的绝大多 数高层民用建筑空调之中，甚至目前仍有一些建筑在使用它，此冷媒主要使用于 离心式制冷机组。 （二） 、氟利昂 12（R12） 它的冷凝压力较底，比较适合于风冷式制冷机组。 （三） 、R22 这是目前正广泛使用的一种性能较好的冷媒，单位容积制冷量较大，除活塞 式制冷机组外，一些离心式制冷机组也开始应用。 （四） 、溴化锂水溶液 前三种冷媒都是单一工质， 由压缩式制冷机在压缩等热力工程中产生的相变 进行制冷，而溴化锂溶液则是靠不同溶液的蒸发温度不同产生相变制冷，故它主 要用于吸收式制冷机组之中。 （五） 、R123 由于 R11 受到大气曾保护问题的限制后，R123 成为 R11 的替代品，其使用 范围与 R11 相似。 （六） 、R134a 第15页 这是 R12 和 R22 的一种替代工质。 70 年代以来，世界各地环保部门对大气层进行了深入的研究，从研究中发 现，氢氯氟烃类物质，由于其具有非常稳定的化学特征，在排放到大气层后，其 生存期可达几十年甚至上百年，因此它会穿过大气对流层进入平流层，在受到太 阳紫外线照射后，产生对臭氧层有严重破坏作用的氯离子和氧离子，并由此产生 连锁反应而不断地破坏臭氧分子。 目前， 人们已在地球南极上空发现可许多的 “臭 氧空洞” ，并有继续扩大和增多的趋势，这似的太阳紫外线无阻挡地照射到地球 上，严重地威胁着地球的生态环境和人类的身体健康。 正是由于上述的原因，在联合国环境规划署的组织下，各国共同参加了一系 列的国际会议，并对保护大气抽样层问题做出了一系列重要的决议，从而对空调 制冷冷媒的选择也产生了极大的影响。 氢氯氟烃（简称 HCFC）虽然对臭氧层有一定的破坏作用，但其程度远小于 CFC，只有不含氯氟烃（简称 HCF）类物质才是对臭氧层无破坏的安全物质，因 此，HCFC 作为一种过度的工质，在协议书中也作了一定的限制和管理， 即要求各国家每年必须向联合国环境规划署秘书处提供本国 HCFC 类物质的生 产和进出口统计数据。总之，在现在的有些发达国家已经作手指定 HCFC 类物质 的具体限制措施。 当然，HCFC 类物质，作为过度性冷媒，目前仍然具有较大的实用性，其中 原因之一是至今为止其替代工质的研究还在进行中， 还没有找到一种为大多数人 所接受的替代性冷媒。另外，即使从美国目前的“时间表”来看，因为高层民用 建筑的设备更换期一般为 1520 年，因此，目前新建的建筑采用 HCFC 为冷媒 也是完全可行的，在没有找到更好的替代物之前，R-2 和 R-123 在经济及技术性 能上仍具有较大的优越性。 综上所述，采用 HCFC 类冷媒是综合各防方面因数来决定的，这些因数除前 第16页 述关于冷媒本身的技术要求外，还有环境保护（不仅仅只是大气臭氧层保护） 、 国家能源政策、建筑所在地的区域、经济技术合理性等等，统一协调考虑！ 3.1.2 空气调节用人工冷源（也就是冷水机组）是包含全套制冷设备的、制 备冷冻水或冷盐水得制冷机组， 是目前空调系统中普遍选用的做为空调冷源的设 备。冷水机组按驱动的动力可分为两类，一类是电力驱动的冷水机组，包括活塞 式冷水机组， 螺杆式冷水机组和离心式冷水机组；另一类式热力驱动的冷水机 组，又称吸收式冷水机组，分为蒸汽或热水式吸收式冷水机组和直燃式吸收式冷 水机组。冷水机组根据冷却介质得不同，又分为水冷式冷水机组和风冷式冷水机 组两大类。 选择冷水机组时，应根据建筑物用途、冷水温度、以及电源、水源和热源等 情况，从初投资和运行费用进行技术经济比较确定。选择冷水机组的类型和台数 应主要考虑以下几点： a) 选用电力驱动的冷水机组时，当单机制冷量 Qe1160 KW 时，宜选 用离心式；当 Qe=5801160 KW 时，宜选用离心式或螺杆式；当 Qe 580 KW 时，宜选用活塞式。 b) 冷水机组一般以选用 24 台为宜，中小型规模宜选用 2 台，较大型 可选用 3 台，特大型选用 4 台，冷水机组一般不设备用，并与负荷 变化情况及运行调节相适应。 c) 有合适热源，特别是有余热和废热可以利用，以及电力不足时，宜 采用溴化锂吸收式冷水机组。 d) 进行技术经济比较后，宜优先采用能量调节自动化程度较高的冷水 机组，活塞式机组宜采用多台压缩机自动联控机组，以及变频可调 的冷水机组。 第17页 e) 电力驱动的压缩式冷水机组宜根据单机空调制冷量在额定工况下 的能效率比参照下表优选用活塞式、螺杆式或离心式冷水机组。 单机容量（KW）适用的机型能效比（KW/KW） 116活塞式3.6 116349活塞式3.8 螺杆式3.9 350581活塞式3.9 螺杆式4.0 5821163离心式4.4 螺杆式4.1 1163离心式4.4 表 3-1 各种机组比较 制冷机选择，应考虑其对环境的影响： 1）噪声与振动要控制在环境条件允许指标之内。 2）考虑制冷剂氟利昂对大气臭氧层的危害和禁用实践，R-11, R-12 为制冷 剂的制冷机应禁止使用。 3.23.2 冷水机组的选择冷水机组的选择 在本设计中，空调冷冻水供回水温度分别为、12，冷却水进出水 温度分别为 30、37。 其总的制冷量为： 第18页 Q0=K1K2Q=1.051.12437=2814.7 KW （其中，K1，K2 分别为冷损失系数和安全系数，在本设计中采用氟里昂直接 式系统，K1 取 1.05,K2 取 1.1） 其所需要的冷冻水量为： GL= )( Q 12 0 ttc 2814.7 4.18 5 484.77m/h (其中，为系统总的制冷量，为热水的比热，本设计中取 4.18KJ/KG,t为冷冻水的出口温度，；t为冷冻水的入口温度， ) 由以上所有的求解，本设计中水冷机组选用两台中国德州亚太集团生产 的整体式水冷冷水机组。 该类型产品主要特点是： 1、产品适用范围广（1）每种机组制冷量可配置标准型电脑或豪华型电 脑控制，可供选择。 （2）可承接低水温乙二醇水冷冷水机组、双工况冷水机 组、水冷压缩冷水机组等非标产品。 2、机组能效比高，能量消耗少，运行费用低。 3、无技量调节技术进一步提升机组节能效果。 4、安全保护措施齐全。 5、模块化设计。 6、外观造型精巧、美观、节省设备安装空间。 7、超低噪音，运转宁静。 8、控制先进，质量稳定，性能可靠。 第19页 9、维护管理方便、快捷。 冷水机组的主要技术性能参数如下表： 机组型号制冷量（KW）冷冻水流量（m /h） 冷却水流量（m/h） 30HXC400A1376237287 表 3-2 机组性能表 3.33.3 冷却塔的选择冷却塔的选择 3.3.1 冷却塔的作用 制冷系统和工业过程中产生的热量，必须导走并耗散掉。常用水作为一种将热量 从冷凝器或工业换热器带走的传热介质。过去曾将水从水源直接抽入换热器，水 带走热量后直接排放至下水道或水源。由于用水量的增加和处理费用的上升，从 水厂买水带走热量使很不经济的，而且还会引起水源温度上升，破坏生态环境。 冷却塔的作用是将携带热量的冷却水在塔内于空气进行换热， 使热量传输给空气 并散入大气。 冷却塔中水与空气的换热方式之一是，通过水表面的空气与水直接接触，通 过接触传热和蒸发散热，把水中的热量传输给空气。用这种方式冷却的称为湿式 冷却塔。湿式冷却塔的换热效率高，水被冷却的极限温度为空气的湿球温度。但 是水因蒸发而造成损耗；蒸发又使循环的冷却水含盐度增加，为了稳定水质，必 须排掉一部分含盐度较高的水；风吹也会造成水的飘散损失。必须有足够的新水 补充。因此，湿式冷却塔需要有供给的水源。 缺水地区，在补充水有困难的情况下，只能采用干式冷却塔。干式冷却塔中 空气与水的换热是通过由金属管组成的散热器表面传热， 将管内水的热量传输给 第20页 散热器外流动的空气。干式冷却塔的换热效率比湿式冷却塔的要低，冷却的极限 温度为空气的干球温度。这些装置的一次性投资大，并且风机耗能很高。 3.3.2 冷却塔的类型 1 通风式冷却塔通常有两种：1）自然通风冷却塔（双曲线冷却塔） 。起初这 类塔用于大型发电装置，被加热加湿的空气与周围空气存在密度差，空气被诱导 入塔内。2）机械通风冷却塔。风机可设在空气入口侧或出口侧，水自上而下， 而空气自下而上（逆流式） ，或水平方向流入。 2 喷射式冷却塔热水通过压力喷嘴喷向塔内，称为散开的喷流体，同时将 大量常温空气带入塔内。热水通过蒸发与接触传热、 ，将热量传给空气，冷却后 的水落入集水池。这种塔同样可以装有填料，但不用风机，因而没有风机噪声。 3 干湿式冷却塔它是将常规冷却塔的蒸发部分和翅片管换热器的干表面 结合起来（串联或并联）的冷却塔，用于减少雾气和节约水资源。在比较冷的天 气下，被冷却塔排放的热湿气流密度特别大，在有些装置中为避免道路、桥梁及 周围建筑的能见度低，排放该气流受到限制。 3.3.3 冷却塔的设计工况和选型 国家标准 GB7190-1997 规定的冷却塔的标准设计工况如下表： 塔类型标准塔中温塔 进水温度 t1/3743 出水温度 t2/3233 设计温差t/510 湿球温度 ts/2828 第21页 干球温度 tg/31.531.5 大气压力/Pa100375100375 冷却塔的选型冷却塔要求的水量可按下式计算: q=0.86 t kQ t Q ec 86. 0 式中，q 为冷却塔水量 t/h；Qc 为冷凝器的负荷，KW；Qe 为蒸发器的冷量，KW； T 为冷却水进出口温差（） ，压缩式制冷机t=5，吸收式制冷机t=6； k 考虑制冷机耗功的热量系数，对压缩式制冷机，k=1.25-1.3。 具体选用的冷却塔为两台中国德州亚太集团生产的低噪声型玻璃钢冷却塔， 其主要性能参数如下表所示： 型号冷却水量 （m 3/h） 风量 (m 3/h) 风机直径 （mm） 电机功率 (kw) 进水压力 (10 4Pa) DBNL3-1751759430024005.53.15 (本系列标准设计工况为湿球温度 28，进水温度 t1=37，出水温度 t2=32, 即水温降为t=5) 3.3.4 循环冷却水的水质要求及存在问题 循环冷却水的水质要求，不能仅以离子含量来表示，而要从杀生、阻垢、 缓释等综合效果来判断。 在敞开式冷却水系统，冷却水吸收热量后，经冷却塔与大气直接接触，二 氧化碳逸出， 解氧和浊度增加， 水中溶解盐类浓度增加， 以及工艺介质的泄露等， 使循环水质恶化，给系统带来结垢、腐蚀、污泥、污垢和菌藻等问题。 第22页 3.3.5 循环冷却水的水质处理 循环冷却水处理主要是解决循环冷却水的结垢、腐蚀和微生物的问题。具 体的说，控制腐蚀率要小于 0.125(mm/a)；污垢系数要达到 0.00017-0.00052 mK/W，每毫升水的厌氧菌总数小于 1000 各。 为了达到上述要求,要适当增加阻垢剂以防止结垢,投加缓释剂以防止腐蚀,剥离杀生剂 来消灭微生物，但是情况并不是很简单的，因为影响因素很多，例如补充水水质、循环水浓 缩倍数、流速、换热器结构与材料、工艺介质渗漏及水温等，各厂都不相同。因此，循环冷 却水处理的药剂配方也不能相同。 3.4 空调热源的选择和计算空调热源的选择和计算 3.4.1 空调热源的分类 （）按热源性质分类分为蒸汽热源、热水热源、电热热源。 （）按热源装置分类分为锅炉供热、热交换器供热、热泵供热。 3.4.2 空调热源选择的原则 （）空调热源一般应采用集中供暖热源。热源为蒸汽时，应采用高效立式 换热器；热源为热水时，应采用板式换热器。 （）当设有集中热源时，可自备热源。自备热源可利用燃油或燃气热水机 组，也可采用电热水机组。 （）热源也可用风冷热泵机组、直燃溴化锂、水源热泵机组、地热热泵机 组提供。 （） 各种热源形式应根据实际情况经技术比较分析后， 优先采用技术先进、 性能价格比合格、运行管理方便的热源形式。 第23页 本设计采用的是热水作为空调系统的热源， 热水是高层民用建筑空调所用热 源中使用是最广泛的一种，首先，热水在使用的安全方面比蒸汽优越，其次，热 水与空调冷水的性质基本相同， 传热比较稳定。 在空调机组中， 许多时候采用冷、 热盘管合用的方式，以减少空调机组及系统的造价，热水能较好的满足此种方式 而蒸汽盘管通常不能与冷水盘管合用，再一点就是，热水使用时，不像蒸汽系统 哪样需要许多的附件，也给运行管理及维护带来了一定的方便。 风机盘管的供回水的温度设为：供水 60 ，回水 50，因为风机盘管系统 宜采用低温热水与其性质有关，风机盘管通常不承担新风热负荷，因此对其加热 量的需求相对较小，低温热水一般是可以满足需求的，现有国产风机盘管的供热 能力也大都是热水供水温度 60为标准共况进行测试的，为了减少设计复杂性， 使空调机组与风机盘管都可采用较高温的人水， 目前也有一些厂商开发了可用高 温水的风机盘管，但实际工程汇总引用较为少见。 供热方式采用热交换器供热： 高层民用建筑空调热交换的一次热媒通常来自 两个地点，自备锅炉房及城市热网。前者既口是热水也可是蒸汽，而后者几乎都 是 100120左右的高温热水(通常是热电厂综合利用的热水或城市区域锅炉供 应的热水) 采用热交换器供热的一个主要优点是作为一次热媒的热源系统与大楼空调供 热的水系统完全分开，空调热水系统的设计可在不受一次热媒影响的情况下进 行。其主要的缺点是由于经过热交换，热损失是不可避免的，因此，热交换器的 性能是设计中要考虑的一个主要的因素。 对于一个设有中央空调系统的高层民用建筑，如果采用离心式冷水机组，其夏季空调 系统的综合 COP 系数（全楼空调耗冷量与全楼空调耗电量之比）通常在 23 左右；如果采 用溴化锂吸收式冷水机组，此系数（全楼空调耗冷量与全楼空调供冷耗热量之 第24页 比）通常在.之间。这就是说，当一栋建筑冬季热负荷与夏季冷负荷的数量 值差不多时（如我国华北地区的大部分地区） ，实际上冬季耗能以标准热来衡量将明显高于 以离心式冷水机组供冷的夏季能耗（高出一倍以上） ，同时也是以吸收式冷水机组供冷的夏 季能耗的。 由此可见， 热源问题在空调设计及运行中， 和冷源时同等重要的。 根据各种换热器的性能特点，拟选用板式换热器。其主要原因如下： 板式换热器是由传热板片、密封胶垫、框架和夹紧螺柱等主要零部件组成。 传热板片四个角开由角孔， 镶贴由密封胶垫的传热板片安装在固定紧板和活动夹 紧板之间的框架上，用夹紧螺柱夹紧，密封胶垫按着人为设计的流程形式将各传 热板片密封联结，形成迷宫式的介质流道，两种换热介质在相邻的流道内互相逆 流，进行充分的热交换。传热板片波纹为人字形，相邻板片具有反方向的人字形 沟槽，沟槽的交叉点相互支撑形成接触点，介质流动时形成遄流，获得很高的传 热效率。 板式换热器工作压力一般为 1.0MPa，最高可以达到 1.6MPa，工作温度一般低 于 150。 用于水蒸气加热或冷凝时， 一般字板式换热器上附加减温管式换热器， 以降温保护板式换热器的胶垫，并增加蒸汽处理量。传热板片材质，一般为不锈 钢 SUS304，特定可用不锈钢 SUS316L，密封胶垫使用丁氰橡胶、三元乙丙橡胶或 丁氰食品橡胶， 传热板片和密封橡胶垫也可以根据用户的不同使用工况要求选用 其它材料制造。 板式换热器具有结构紧凑、占地面积小、传热效率高、操作范围灵活性大、应 用范围广、热阻力损失小、使用安装清洗方便、投资成本低等优点。因此被广泛 的应用于石油化工、液压机械、热电、冶金、动力、轻防工业、食品、医药、暖 通供热和海洋开发等领域。 对于换热器的选择，不同的厂家由不同的技术优势，选择首先考虑的式效率以 及经济性，其主要技术特点如下： 第25页 1、换热效率高 波纹尺寸科学合理，介质雷诺数低，可以使介质在低流速状态上，形成充分 紊流，结垢可能性降低，传热系数高。每平方米板式换热器可实现供暖建筑面积 4001000 平方米。 2、运行安全可靠 密封胶垫在板片夹紧状态下变形小，组装及维修重新组装后胶垫密封可靠，换 热介质无内泄现象，如有外泄现象可以及时发现处理，密封胶垫老化进度慢。 3、传热板片使用寿命长 板片形成时，采用非同时合模的工艺保证了板片均匀拉伸，波纹尺寸精确，使 得板片各部耐蚀能力及机构强度均匀。 4、压力阻力损失小 角孔处波纹方向科学，流体流动死区小，流道当量直径大。 3.53.5 空调机房的布置空调机房的布置 3.5.1 制冷机房的布置原则 制冷机房应尽可能靠近负荷中心，吸收式制冷机房尽量靠近热源（直燃机 组除外） 。 1）氟利昂压缩式制冷装置，可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑内，但不 得布置在楼梯间、走廊和建筑物出入口处。 2）氨压缩式制冷装置应布置在隔断开房间或单独的建筑物内，但不得布置在民 用建筑或工业辅助建筑物内。 3）溴化锂吸收式制冷装置应布置在建筑物内。 第26页 4）大中型制冷机房应设置值班室、控制室、维修间、卫生间等设施，也可与其 它机房（如泵房、空调机房等）合用。制冷机房应设通讯设施，并且给远程自动 控制创造条件。 5）应考虑设备的进出安装和维修条件，配备必要的起吊措施；大型设备进出预 留孔洞宜直通向室外。 6）直径大于 DN150 的管道，需在梁板、墙柱等结构体系上支撑或吊挂时，应向 结构专业提供荷载，必要时预留埋件。 7）在水泵及阀门处容易漏水，在漏水可能性较大的地方应采取措施，如增设排 水沟等。 3.5.2 位置的确定 本大楼预留有制冷机房在地下一层。这种方案现在十分普遍，有的甚至将制 冷机房设在地下二层甚至三层。地下室设置制冷站的最大优点是不占用价值昂 贵、利用价值高的地面建筑，防止了设备噪声对周围环境的影响，其缺点是地下 室潮湿，通风条件差，大型设备的运输吊装比较困难，应考虑周到，做好通风、 防潮布置，优化环境。 3.5.3 制冷机房的设计 制冷机房内主要设备有：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、分集水器及动力配电箱 等。对大中型制冷机房尤其是溴化锂制冷机，制冷主机与水泵宜分开布置，避免 噪声的相互影响。设备的配置应考虑工艺流程合理，管道走向清晰，避免管道往 返布置，节省管材。设备的配置考虑到运行管理、操作维修方便，设备与建筑、 设备与设备之间应保证必要的距离。一般来说满足以下要求： 1、冷水机组与墙壁，冷水机组之间的主要通道，净距离不宜小于 1.5m,非 第27页 主要通道不应小于 1.2m。 2、冷水机组的前面或后面距墙壁的距离应根据设备资料的要求，留处设备 维修空间。例如清洗传热管或抽管（可利用门窗孔洞） 。 3、设上部空间，除考虑安装空间外，还应考虑通风条件的要求。一般离心 式冷水机组机房高度不宜低于 4.5m，梁底净高不宜小于 3.8m；溴化锂吸收式冷 水机组机房不宜小于 5.0m，并应有良好的通风排热。 4、 水泵与建筑物墙壁之间、 水泵与水泵之间， 除管道的净距离不应小于 0.6m， 主要操作面净距离不应小于 1.2m。 5、分、集水器应靠墙布置，中心标高约 0.6-0.7m，分、集水器上的阀门中 心标高为 1.0-1.2m。 第28页 四四 空调系统的选择空调系统的选择 4.14.1 空调系统的形式空调系统的形式 4.1.1 空调系统的比较和选择 空调系统的方案确定与很多因素有关，在设计时应与建筑、结构、工艺等专业 密切配合，并与用户协商确定。确定方案以前应考虑到以下内容： a：外部环境 一、气象资料（2）周围环境 b：所设计的建筑物特点 （1） 用途（2）规模（3）室内参数要求（4）负荷情况（5）能源 二：济南某投资大厦总共 16 层，其中 1 到 4 层有裙房，裙房 1 到 3 层全部都是 商场。1 到 16 层标准层主要都是办公用。 综上因素可以把空调系统划分为两个系统。商场和 1 层门厅用单风管集中式 系统。其余办公室全都用风机盘管加新风机组 a)商场由于空调房间比较大，房间各区域热负荷变化情况类似，当集中控 制时，温度波动范围不会超过允许波动范围。所以三层的商场宜采用单 风管集中式系统。 商场建筑空调的特点 商场建筑安装空调系统的主要目的是保持室内适宜的温室度，创造吸引顾 客入内的舒适冷、暖环境，增进顾客的购物欲望；防止室内商品（衣服、 家具等）质量变劣；同时为商场职工提供舒适的工作环境。商场建筑的功 能不同于旅馆和办公楼建筑，室内空调一般有以下一些特点： 第29页 （1） 商场建筑空间大，室内人员多，照明设备多，故空调冷负荷和新风负荷 大。 （2） 商品种类多，营业厅布局常有变动，要求空调设备具有一定的灵活性。 （3） 大商场内有些营业厅人员密度大，有些密度小，在确定空调箱容量和空 调分区时，应加以区别。 （4） 有些商业建筑趋向多功能化，除了商业空调外，还没有会场、剧场、餐 厅等，其空调系统应考虑分区。 （5） 百货大楼的入口人流频繁，在冬季，为防止或减少室内冷风的侵入，往 往要设置前室并使用空气幕，在建筑上应考虑合适的入口，并设避风用 的挡风壁。 （6） 由于百货商场进出人数的不定，必须根据建筑消防要求，设置灭火，排 烟装置。 三.商场的空调方式 （1）空调系统的分区百货商店各层楼面几乎都是没有间隔的同间，没有必要 按朝向的差别进行分区。而应按房间用途进行区分。例如：按一般商场、特种商 场、地下商场、商品展示场、办公室等进行空调系统的分区。有的大型百货商场 还附设有美容室、餐馆、影剧场等设施，由于这些房间的服务时间不同，以及为 避免气味相互串通，应单独设立空调系统。 （2）中央单风道系统系统如图 43-1 所示。中央单风道方式的优点如下： 1）保证有足够的新鲜空气。 第30页 2）可集中进行空气过滤和空调箱的消声处理。 3）在过渡季可采用全新风供冷，可推迟或少开冷冻机。 4）由于空气集中处理，系统本身简单，维护管理方便。 缺点是：风道断面较大，占用建筑空间多。当营业厅内无特殊臭气发生，且大厅 布局变更不大时，中央式空调方式是最经济的。 （3）新风空调箱加各层机组方式如图 43-2 所示，新风由新风空调箱集中处 理，由送风利管（或新风竖井）送至各层，由室内回风混合后，经各层空调箱热 湿处理后，由风道送入室内。各种系统机动灵活，用的极为普通。 （4）中央单风带和各层机组结合方式在多层商场中，用的较多的是如图 43-3 所示的中央单风道和各层机组结合的空调系统。 商场的回风经回风立管集中至屋 顶或室内空调箱，经集中空气净化后，与新风混合、热湿处理后送入主风道。其 优点是在过渡季可全部采用新风供冷及全部排风等。 四、空气处理系统 系统空气的处理方式设计为气水系统，空气与作为冷、热介质的水同时 送进被空气调节的房间， 空气解决房间的通风换气或提供满足房间最小卫生要求 的新风量，水则通过房间内的小型空气处理设备而承担房间的冷、热量以及湿负 荷。由于水的比热较大，输送同样的冷、热量至同一地点所需的水管的尺寸比风 道尺寸小的多，因此占用建筑空间相对较小，也有利于房间内各小型通条设备的 独立控制，从能耗来看，输送同样冷、热量的距离相同时，采用水的能耗大只有 采用空气时的三分之一，正是由于这些优点，自 80 年代以来，这是民用建筑中 采用最广泛的一种。但是此系 统的明显缺点。 第31页 1、由于空气风量通常按最小新风量设计，因此人体对新鲜空气的要求随系 统的安装完成后就无法再做大的调整，因而舒适性受到限制； 2、水管进入房间后，由于施工等方面的原因，容易造成漏水及夏天冷水管 滴凝结水的问题，导致检修工作量家大； 3、由于水管、风管交叉进入愤怒关键，因此该系统实际所站用的建筑空间 在某些场合并不一定显示出比全空气系统具有明显的优点。 所谓全新风系统，冷、热介质不进入被空调房间而只进入空调机房，被空气 调节房间的冷、热量全部由经过处理的冷、热空气负担，被空气调节房间内只有 风道存在。此系统的优点是通风换气次数大，人体的舒适性好。同时，由于 只 有风道，其检修的工作量极小，也便于施工过程中的修改变动（房间分隔发生变 化） ，其缺点是风道站用的空间较大，输送空气的能耗相对较高。 空气处理的另外形式有直接蒸发式系统，在中央空调系统中，通常是用水 为冷、 热介质， 即用冷水机组先把水制冷 （或用热交换器等换热设备先把水加热） 后，送至空气处理设备中与空气进行热交换。在此过程汇总，很明显存在二次交 换所带来的热损失，系统运行效率相对回底一些。而直接蒸发系统则利用冷媒直 接与空气进行依次热交换， 其热效率显然高于前者， 着将使得在输送同样冷 （热） 量至同一地点时所用的能海鸥更少一些。当然，由于直接蒸发系统在技术上的原 因， 其作用范围比中央空调系统小的多， 因而在局部小范围的使用相对更多一些， 随着技术和设备的发展，相信其应用范围会越来越大。 4.24.2 系统的组成系统的组成 典型的空调方法是将一定参数的空气送入室内（送风） ，同时从室内排除相 应量的空气（排风） 。在排风和送风同时作用下，能使室内空气保持要求的状态。 送风空气由空气处理设备等先进行处理（如加热、冷却、加湿、过滤净化等） ， 空气处理设备设置在中央空调机房内。还有一种常见的做法，直接在空调机房内 第32页 放置空气冷却器或空气加热器，就地冷却或加热空气。一个典型的空调系统应由 空调冷热源、空气处理、空气输送与分配及空调自动控制和调节组成 。 4.2.1 冷源和热源 空调中冷却和加热空气是最基本的空气处理，所以冷源和热源是必须的。冷 源是为空气处理设备提供冷量以冷却送风空气。常用的冷源是各类冷水机组，它 们提供低温水（例如 7）给空气冷却设备，以冷却空气。也有用制冷系统的蒸 发器来直接冷却空气 的。热源是用来提供加热空气所需要的热量。常用的空调 热源有热泵型冷热水机组、各类锅炉、电加热器等。 4.2.2 空气处理设备 其作用是将送风空气处理到规定的状态。空气处理设备可以是集中于一处， 为整栋建筑物服务。也可以分散设置在建筑物个层面。 用的空气处理设备有空气过滤器、空气冷却器、空气加热器、空气加湿器或喷水 室等。 4.2.3 空气输送与分配系统 按不同的空气处理方式，分为空调风系统和空调水系统。 空调风系统包括送风系统和排风系统。送风系统的作用是将处理 过的空 气送到空调房间内，其基本组成部分是风机、风管系统和室内送风口装置。风机 是使空气在管内流动的动力设备。排风系统的作用是将空气从室内排出，并将排 风输送到空气处理设备，与新鲜空气混合后作为送风。这一部分重复使用的排风 称为回风。排风系统的基本组成是室内排风口装置、风管系统和风机。在小型空 调系统中，有时送排风系统合用一个风机。 空调水系统其作用是将冷冻水或热水从冷源或热源输送到空气处理设备。 空调水系统的基本组成是水泵和水管系统。 水泵是使水在水管系统内流动的动力 设备。 第33页 4.2.4 控制、调节装置 由于各种因