空调设计必备常识

目录一、空调概念、相关名词解释以及单位换算二、负荷计算三、风管，水管，配电，自控等设计四、设备选型五、无尘室测试标准空调概念、相关名词解释以及单位换算。空调即空气调节;目的在于”使空气达到所要求的状态”,即在某一特定空间内,对空气温度、湿度、空气流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。名词解释（1）热单位热量之单位称之热单位。公制热单位为“kcal（kilo-calorie）”，即在标准气压下，1Kg之水温度升高1℃所需热量为1Kal（千卡）（1Kal=1/860Kwh）。英美之热单位为“Btu（Britshthermalunit）”，即在标准气压下lb之水，温度升高1℉，所需热量为1Btu=0.252Kcal。国际单位（SI制）之热单位为“J（joule）”，1Kcal=4186J（焦耳）。（2）热传递率用来表示传热的程度。传热负荷之大小，依材料、墙壁之厚度而不同，加入隔热材之复合壁，传热程度更不同。其单位是Kcal/m2.h.℃，即内外温差1℃时，1m2壁面，每小时通过之热量。（3）显热将热加诸物体上时。此热专用于使物体温度上升，而不用于使物体产生相位之变化者，称为显热。显热量与热加于物体前后之温差成正比，即显热量=物体重*比热*温度差。（4）潜热物体由固相变成液相或者由液相变成固相（反之亦同），作相位之变化时，必有热量之加入（或取出），以改变分子之结合状态。此加入或取出之热量，仅供物体物体作相位变化，而不使物体温度上升使，加入（或取出）之热量称为潜热。（5）显热比显热之变化量和焓变化量之比称之为显热比。SHF=QS/（QS+QL）=室内显热负荷/（室内显热负荷+室内潜热符合）QS、QL显热、潜热之变化量（Kcal/h），当QS、QL为一定时不管风量之多少，SHF为常数。（6）焓湿空气之焓，是以0℃干空气（DA）之焓为基准值。（其焓值为0）。绝对湿度*（KgKg/Kg（DA）之湿空气，是1Kg（DA）干空气之焓与*Kg水蒸气之焓之和。I=ia+iw*x又空气调节所使用之温度范围，可使用下述求出其近似值：（7）显热负荷为使室内温度保持一定，必须除去室内所取得热量，或补给损失热量。此种因温度上升下降而取得或除去之热量，称为显热负荷。（8）潜热负荷为使室内温度保持一定，必要时除去或补给水蒸气。此种因温度上升下降而取得或除去水蒸气量换算成热量时称之为潜热负荷。（9）相对湿度湿空气中所含水蒸气之分压与同温度下饱和蒸汽压之百分比称之为相对湿度。（10）绝对湿度湿空气中所含水分之量，与干燥空气量之重量比例称之为绝对湿度。即1Kg干燥空气中含有xKg之水蒸气时，其绝对湿度为x（Kg/Kg（DA））。（11）空气线图湿空气之状态可由干球温度、湿球温度、绝对湿度、相对湿度、焓来表示之。当压力一定时，可能由其中的2个状态值决定其它的状态值，故将任2个状态作变数取坐标轴时即可绘出湿空气状态之线图，此线图称为湿空气线图。（12）空调负荷为保持室内空气在设定条件下，空气调节装置在单位时间内所必须除去或补充之热量，除去热量者称之为冷负荷，补充热量者称之为热负荷。（13）冷冻能力为冷冻设备单位时间内能够排除热量之能力。其单位有/kcal.h、W、Btu/h，或冷冻吨（RT）等。（14）冷冻吨用以表示冷冻能力之实用单位，冷冻吨为1吨0℃之纯冰在24小时内融化为0℃水所需之热量，但由于吨之公、英制等各有不同，固其所表示冷冻能力各有出入，而今在世面上多以英制表示。a公制1RT=79.68kcal/kg*1000kg*1/24h=3320kcal/hb.英制1RT=144BTU/lb*2000lb*1/24h=12000BTU/h（15）结露等于或低于空气露点温度之物体，置于空气中时，其表面结有水珠之现象。行暖气时，当玻璃表面温度低于室内空气之露点温度时就产生结露现象。（16）比热1kg某物质加热升高1℃时，所需之热量称之为该物质比热。对于气体而言有定压比热和定积比热。单位换算。见表一二.负荷计算1.订定室内外设计条件(1)一般空调A.室外设计条件：依气象局之统订资料。B.室内设计条件：依业主需求订定，业主未定则以77℉DB，50%RH为基准。（2）无尘室：无尘室空调以下列标准设计A．室外设计条件：同一般空调。B．室内设计条件：温湿度及洁净室依业主需求制定。2.分项负荷分析计算(1)冷气负荷需计算下列诸参数传导负荷透过构造体之热负荷（显热）.透过玻璃面之热负荷（显热）.传导热负荷（Kcal/hr）=热体面积*热通过率*温度差照明负荷（显热）照度计算：照度E=（灯具数*全光率*照明率*维护率）/面积照明率=按室指数选定维护率=视室内使用条件订定，一般为0.6—0.8光束=参考灯具厂商资料照度依业主需求订立。b.灯具热负荷（Kcal/hr）=灯具耗电量（KW）*860*1.25人体热负荷（显热及潜热）人体热负荷=人体发生显热量+人体发生潜热量人体之发生热（Kcal/hr）作业状态室温℃2827262421适用场所全热量显潜显潜显潜显潜显潜静座剧场8040414436483252285921轻作业学校9141504447484355366229事务所业事务所10241614557495356466537走动作业银行11441734569506458566648坐作业餐厅12543825174566964617352坐作工轻作业170431275111956114671038387跳舞舞厅1945114356138621327412091103步行重作业22761166691587515287140104123器具负荷设备发热量(Kcal/hr)=设备耗电量(kw)*使用率*860冷却水散热量(Kcal/hr)=冷却水量(LPM)*60*(T0-T1)热气散热(Kcal/hr)=排风量(CMH)*0.29*(T0-T1)器具热负荷(Kcal/hr)=(A)-(B)-(C)外气负荷机台排气量Q1(CMH):依业主提供之数据人员需求量Q2(CMH)=依ASHRAE标准计算开门(Q3)及间隙(Q4)泄漏风量:按下列公式计算,或参考相关技术书籍提供之实验值Q3(CMH)=T*N*A’*√(2g△p÷r)*MQ4(CMH)=A”*√(2g△p÷r)*E*3600T=时间（sec）N=次数（次/Hr）A‘=门面积（m2）M=门数量G=重力加速度（m/s2）ΔP=室内正压（mmAq）R=空气密度（kg/m3）E=泄漏系数A“=间隙面积（m2）总外气量：a.当Q2>（Q1+Q3+Q4），则总外气量取≧Q2b.当Q2<（Q1+Q3+Q4），则总外气量取≧Q1+Q3+Q4c.当业主提供之相关资料不足时，依实务经验以换气回数计算，并经上级主管认可。外气热负荷=外气显热SH+外气潜热LH室内显热室内显热（Kcal/hr）=器具热负荷+灯具热负荷+人员显热负荷+传导热负荷室内潜热室内潜热（Kcal/hr）=人员潜热负荷+其它室内总热室内总热（Kcal/hr）=室内显热+室内潜热室内显热比室内显热比=室内显热÷室内总热室内外总热室内外总热（KKcal//hr）=室内总热热+外气热负负荷送风量计算(A)依室内负荷荷计算送风风量Qs11（CMH）=室内显热热÷[0..29*((TR-TS)](B)依清净室等等级参考下下表换气次次数计算CLASS换气次CLASS换气次数次/时40-801000020-4010000015-20(C)依清静度计计算换气次次数或送风风量QS2(CMH)):a.乱流式:N(次/H/rr)=(660*ß**G*H))÷(2..5*K**V)ß:所需要清净净度换气系系数ß乱流式0.210000.650001.0100002.0500005.0100000G:室内内发尘量（个个/minn）=106（个/mmin）*人数+4000*1003（个/mmin）*地板面积H:天花花板高度((M)K:所需清净室室之室内落落尘量(个/M3)V:清净室之体体积(M3)计算得换气次数数N,须综合合产业特性性及工程经经验加以调调整,则送风量量QS2(CMH))=V*NNV:清净室之体体积(M3)N:换气次数((次/Hr))b.层流流式：QS2((CMH))=A*VVV:流速（m//s）,流速以0..25~00.5（m/s）为为佳A:清净室之面面积(M2)(D)比较QS11与QS2,取较大之之送风量预热负荷预热负荷(Kccal/hhr)=通通过盘管风风量(CMH))*0.229*(TTR-TS)加湿负荷加湿负荷(kgg/hr))=外气总总风量(CMH))*1.22*(WRR-WO)公式:W=P**V*(dd2-d11)*kw=有效加湿量量kg//hP-空气容重11.2kgg/m3V-总风量m3/hd2-加湿后空空气含湿量量kgg/kgd1-加湿前空空气含湿量量kgg/kgK-可靠系数1.2三.风管、水管、配配电、自控控设计1.风管设计风管之设计,得得先设定从从送风机至至与送风机机相距最远远点之送风风口(或回风口口)间所连结结而风管最最合理之主主风管路径径,其次再合合理的连结结其它送风风口(或回风口口)之分岐风风管路径。一一般建筑空空调、换气气（排烟除除外）之主主风管，原原则上采用用低速风管管。风管尺寸设计等速法等磨檫法a送风机之全压未未定时，依依据推荐风风速，求风风管尺寸→→推荐风速速如下风速上限送风管商业性空调5M/S~111M/S12.5M/SS工厂性空调6M/S~133M/S25M/S回风管商业性空调7M/S~9MM/S20M/S工厂性空调8M/S~111M/S20M/Sb送风机全压定时时，从送风风机之全压压减去机器器之必要压压力，以所所得之残压压求出风管管系统之各各部尺寸。见见表二、三三静压再得法速度递减法2.水管设计公制q（kcaal/h）=60**Q（lpm）*△t（℃）冰水侧：7℃进进水，122℃回水因为1RT=33024kkcal//h=600*5*QQ（lpm）Q（lpm）=100.08即即1RT==10lppm英制：q（BTTU/h）=5000*Q（Gpm）*△t（℉）进水45℉出水55℉12000Bttu/h==500**Q（Gpm）*101RT=2.44Gpmm由英制1RT==2.4Gpm，摩摩檫损失G.I.P管SIZZE2.4GIPP/RT((闭式系统统)3GIP/RRT(开式式系统)SIZEUSRTGPMSIZEUSRTGPM3/4"24.83/4"131"37.21"2﹣36﹣91-1/4"4﹣78.6﹣16..81-1/4"4﹣512﹣151-1/2"8﹣1119.2﹣266.11-1/2"6﹣918﹣272"12﹣2228.2﹣522.82"10﹣1730﹣512-1/2"23﹣4055.2﹣9662-1/2"18﹣3354﹣993"41﹣6398.4﹣1551.23"34﹣53102﹣15994"64﹣125153.6﹣33004"54﹣84162﹣24005"126﹣2300302.4﹣55525"85﹣200243﹣60006"231﹣3755554.4﹣99006"201﹣2900603﹣87008"376﹣6666902.4﹣115988"291﹣5400873﹣1622010"667﹣104401600.8﹣﹣2491110"541﹣80001623﹣2440012"1041﹣155002498﹣3660012"801﹣110002403﹣3339014"1501﹣188003602﹣4332014"1101﹣133303393﹣399903.配电设计A所有设备均使用用380VV/3φ/4W//220VV/50HHZ电源。B每一台A/H空空调箱需两两处控制（主主控制盘置置于冰水主主机房、副副控制用隔隔离开关盘盘置于AHH空调箱旁旁）。AHH空调每一一控制现场场需有操作作开关与OON、OFF指示示灯。C冰水主机盘、泵泵浦盘集中中于冰水主主机房，并并需有电子子式电压表表、电流表表显示及操操作开关与与ON、OFF指示示灯。D泵浦冷却水塔、AH空调电磁开关控制线路独立系统，以免任何一回路短路或断路影响其它电磁一关动作，控制线路需标示线号（需符合电工法规）。E冷却水塔风扇主主控制盘置置于冷却水水塔旁，主主控制盘采采用防水型型，副控制制接至冰水水主机房。F泵浦、马达使用用15HPP以上需用用Y-Δ启动。4.自控设计干扰f干扰通道A单回路闭环控制制系统框图图干扰通道被控对象执行器控制器QGGQG被控对象执行器控制器传感器传感器DDDC（DireectDigiitalConntrol）（直接数字控制制器）TDDS（TotaalDDistrributteclsysstem集散型控制系统统（中央控控制）B过程输入信道AI：模模拟量输入入信道即即把模拟量量信号转换换成数字信信号再输入入AO：模模拟量输出出信道即把数字信号转转换成模拟拟量信号再再输出DI：开关量输输入信道即直接输入开关关量信号或或数字量信信号DO：开关量输输出信道即直接输开关量量信号或数数字量信号号四、设备选型1．空调箱选选择风机选择（FAAN）由于风机型式太太多，无法法一一解说说，以下仅仅依一般常常用箱型多多异离心式式（前倾//后倾）风风机表示。静压CFM*inch马力数静压CFM*inch6356*Л（效率）英制6356*Л（效率）CMM*mmAq静压CMM*mmAq静压6120*Л（效率）公制6120*Л（效率）一般风机效率并并不高，系系数可取00.35~~0.555间,可能最困困难得知应应是B．静压mmAqq之取得,依概算如如下:(1)风机本身身机内有22~5mmmAq可取3mmAAq(2)机外就需需依风管长长度来求得得若风管依等摩擦擦法每1MM有1Pa静压压即0.1102mmmAq,,长度有1000M,则则100MM*0.1102mmmAq==10.22mmAAq(3)分岐.弯弯管,缩管每1只可取1.5~~4mmmAq若有5只而取22mmAAq,5**2=100mmAAq(4)风口类扩散型,格栅型型若风速在在2~3MM/S,其其静压力11~2.55mmAAq,取1.5mmAqq,喷流式式风口或线线型,若风速在在4~8MM/S,其其静压3~~8mmmAq。(5)软管每1M约有0.55mmAAq~1..5mmmAq,取取0.8mmAqq,若有3M,,则3*0..8=2..4mmmAq由(1)+(2)++(3)++(4)++(5)得得知(6)3+10.2++10+11.5+22.4=227.1mmmAq((6)27.1*1..125==30.55mmAqq可取得得30mmmAqB.加湿器选择择水电热加湿器超纯水专用加湿湿器，可确确保因为供供水品质良良好提高洁洁净室品质质。（PIID控制模模式）交换式加湿器加湿之后为蒸汽汽使加湿器器内纯水沸沸腾而产生生纯水之蒸蒸汽。（比比例式蒸汽汽来原控制制阀控制加加湿容量）高压喷雾加湿器器（加湿泵泵）等焓加湿方式，大大量加湿时时采用，具具水洗功能能。电极式加湿器供应无菌无味之之加湿蒸汽汽，采用可可清洗式加加湿筒，拆拆除方便零零件小。排排水不漏电电，且自动动污浊测定定，给排水水自动控制制。2、冷却塔选择冰水机组之冷却却塔Hct==k1*HrccHrc：冰水机机组之冷冻冻能力（KKcal//h）k1：冷却系数数3、冰水机组选择择设冰水机组之冷冷冻能力为为Hrc（Kcall/hr）Hrc=k11*qmk1:安全系数（全空空气系统==1.0,,风管机系系统=1..1）qm:建筑物各时刻冷冷气负荷累累计最大值值（Kcaal/hrr）4、水泵选择PPUMP取决于冷冻吨之之水量大小小，1RT=2.44GPM((冰水量)==9.0884LPMM=10LLPM1RT=3GPPM(冷却却水量)==11.3355LPPM=122LPM马力表之得知公公式如下::GPM*FTGPM*FT3960*Л（效率）取0.6~0.75英制3960*Л（效率）取0.6~0.75LPM*MLPM*M6120*Л（效率）取0.6~0.75公制6120*Л（效率）取0.6~0.75而杨杨程之计算算照理应一一一推算,,但可能太太耗时,下列依经经验概算之之。((1)管路路取每M有0.055~0.008M之压压损假使最远端之设设备行程有有100MM则压损有有100MM*0.006=6MM(管路部部份)(2)冰水主机约约有5~77M压损,取6M(3)阀类约有44~6M压压损,取4M(4)小型冷风机机有2~88M压损,取4M由(1)+(2)++(3)++(4)得得6M++6M+44M+4MM=20MM-(5))将(5)*11.1=220M*11.1=222M五、无尘室测试试基准1、HEPA/ULLPA滤网网泄漏测试试1.1测试目的的为确保滤网泄漏漏之情形,,故对无尘尘室内所有有滤网作测测漏程序。1.2测试程序序1..2.1使使用滤网测测漏专用胶胶带贴附滤滤网周围,,将待测试试滤网与大大环境隔绝绝,以求准确确之数据。1.3测试仪器器PPARTIICLECOUNNTER侦侦测管直径径38mmm。111.333cm2(

方形砭)。1.4注意事项项若若测试出现现异常数据据,则需要重重新测试以以确认滤网网是否泄漏漏若若重新测试试后确认为为滤网泄漏漏,需在图面面上作标示示,以利日后后进行滤网网修补工作作.1.5滤网修复复若若破损情况况在以下范范围内则可可进行修补补。(1)小于滤网全全面积之33%或者说说13ccm2。(2)带状破损宽宽度小于338mm。若若破损情况况超出其不不意1.55.1之范范围则需更更换。进行行滤网修补补时需使用用透明中性性硅胶.1.6纪录将PPARTIICLECOUNNTER所测得之之数据编列列于附表一一。2.滤网风速测测试2.1测试目的的确保无尘尘室内之滤滤网吹出风风速符合规规范。2.2测试程序序使用用滤网测漏漏专用胶带带贴附滤网网周围,将待测试试滤网与大大环境隔绝绝,以求准确确之数据。于滤滤网下想方方设法155cm处用用热线式风风速计进行行测试,每点测试试时间约为为5秒。风速速计需以专专用脚架支支撑,以避免因因测试者手手臂这晃动动所造成之之误差。每个个滤网取二二个测试点点。2.3测试仪器器热线式风风速计。2.4注注意事项风风量则依所所测得之风风速以公式式计算之。风量量=平均风速速*出风面积积2.5纪纪录将将风速计所所测得之数数据编列于于附表一。3.洁净度测试试3.1测试目的的确保保无尘室内内之洁净度度符合规范范3.22测试程序序3.2..1无尘室室面积在115M2以下之场场合时,取二个测测试点。无尘尘室面积在在15M2以上下1000M2以下之场场合时,取五个测测试点。无尘尘室面积在在100MM2以上之场场合时,将全部区区域划分为为数个3**3M2之单位,每单位各各取一个测测试点。将PPARTIICLECOUNNTER之之侦测管以以专用脚架架固定于距距离地面11.2M~~1.255M之高度度(工作平台台高度)进行测试试。3.2.5PPARTIICLECOUNNTER之之测试风速速为1CFFM,每一一点之测试试时间为一一分钟。3.3测试仪器器3.33.1PPARTIICLECOUNNTER侦测测管直径338mm..。111.333cm2(方形管)。3.4注意事项项3..4.1CLASSS10000区域:每单位立立方尽内,,0.5µµm微粒不不超过10000颗,5