上海某商贸中心空调系统设计

某商贸中心空调系统设计

目录

摘要I

Abstract11

目录III

第1章绪论1

1.1我国暖通空调的现状及其发展1

1.2建筑空调系统节能国外研究现状1

1.2.1建筑空调系统节能国外研究现状1

1.2.2建筑空调系统节能国研究现状2

1.3空调系统的设计与建筑节能3

1.4空调的发展和前景3

1.4.2无氟空调的发展4

1.4.3舒适性空调的发展4

1.4.4一拖多4

1.4.5其它空调新技术的发展4

1.5风机盘管+新风系统5

第2章工程概况7

2.1建筑相关资料7

2.1.1外墙资料7

2.1.2外窗资料8

2.1.3屋面资料8

2.1.4人员资料8

2.1.5照明、设备资料9

2.1.6空调使用时间9

2.1.7动力与能源资料10

2.1.8气象资料10

2.1.9其他资料10

2.2设计要求11

第3章设计方案的论证12

3.1商业建筑的空调特点12

3.1.1建筑特点12

3.1.2使用特点12

3.1.3确定空调系统的注意事项12

3.2方案比较13

3.3系统方案的确定16

3.4风机盘管机组的结构和工作原理16

第4章空调负荷的计算19

4.1夏季空调负荷的构成和计算原理19

4.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式19

4.1.2外窗温差传热冷负荷19

4.1.3外窗太阳辐射冷负荷19

4.1.4围护结构的传热冷负荷20

4.1.5人体冷负荷21

4.1.6灯光冷负荷21

4.1.7设备冷负荷21

4.1.8渗透空气显热冷负荷22

4.1.9食物的显热散热冷负荷23

4.1.10伴随散湿过程的潜热冷负荷23

4.2冬季空调负荷的构成和计算方法24

4.2.1通过围护物的温差传热作用下的基本耗热量：24

4.2.2附加耗热量：24

4.2.3通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量Qs(W):24

第5章空调过程和风量的确定27

5.1各房间新风量和新风负荷的确定27

5.1.1新风量的确定27

5.1.2新风冷负荷的确定27

5.1.3新风湿负荷的确定28

5.2空气处理过程的确定28

5.2.1全空气系统夏季空气处理过程28

5.2.2风机-盘管加新风系统夏季空气处理过程28

5.2.3全空气空调系统冬季空气处理过程29

5.2.4风机盘管加新风系统冬季空气处理过程29

第6章空调设备的选型计算31

6.1全空气空调系统空气处理机组的选择31

6.2风机盘管加新风空调系统新风处理机组的选择31

6.3风机盘管的选型计算32

第7章空调系统风系统设计33

7.1全空气空调系统风系统设计33

7.1.1概述33

7.1.2风口的选择和布置33

7.1.3风道的布置和制作要求34

7.1.4风道的选择原则34

7.1.5风道的设计和水力计算35

7.2风机盘管加新风空调系统风系统的设计37

7.2.1空调房间的气流组织37

7.2.2风口的布置和选择计算37

7.2.3新风人口注意事项39

7.2.4新风风管的设计计算39

7.3卫生间排风39

第8章空调系统的水系统设计41

8.1空调水系统的选择41

8.2空调水系统的布置42

8.3风机盘管水系统水力计算42

8.3.1基本公式42

8.3.2冷冻水管路水力计算43

8.4风机盘管凝水管的设计44

第9章空调机房的设计45

9.1空调用冷热源的选择45

9.1.1空调用冷水机组的选择46

9.1.2空调冬季工况热交换器的选择46

9.2冷冻水泵的选型和计算47

9.1.3冷冻水泵的选型和计算47

9.1.4冷冻水泵配管布置48

9.3冷却水泵及热水泵的选型和计算48

9.4补水系统的确定49

9.4.1水箱的选择49

9.4.2补水泵的选择49

9.4.3软化水设备型号的选择49

9.4.4定压装置50

9.5冷却塔及分水器、集水器的选择50

第10章消声减振方面的设计考虑53

10.1概述53

10.2消声设备选型53

10.3空调装置的防振53

第11章管道保温设计的设计考虑54

11.1保温材料的选用54

11.2保温管道防结露54

11.3保温度材料的经济厚度54

11.4施工说明55

结论56

参考文献57

致58

附录1计算数据结果59

附录2外文翻译VII

附录3开题报告XXXVI

附录4文献综述XLI

第1章绪论

1.1我国暖通空调的现状及其发展

进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技

术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一。90年代中期，由于大中城市电

力供应紧，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，蓄冷空调技术提到了议事日

程。近年来，由于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发展，以及

热泵技术在长江中下游地区的应用。

随着生产和科技的不断发展，人类对空调技术也进行了一系列的改进，同时也在

积极研究环保、节能的空调产品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气

空调'VAV空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、

环境条件的制约）所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境

必然是今后发展的主题。

1.2建筑空调系统节能国外研究现状

1.2.1建筑空调系统节能国外研究现状

能源是整个经济系统的基本组成部份，作为一个能源消耗大国，美国在节能和提

高能源利用率方面投入了大量的人力、物力。在美国的整个能源消耗中，有约

1/3以上消耗在建筑能耗上，这些能耗用来满足人们的热舒适、空气品质、提高

人们的生活质量。美国暖通空调制冷工程师协会、美国制冷协会、美国冷却塔协

会等组织、美国能源部以及众多暖通空调设备生产厂家如York,Carrier等都为

建筑节能做出了很大贡献。特别是美国制冷设备生产厂商投入了大量的资源研究

高性能冷水机组使得冷水机组单位制冷量的能耗仅为20世纪70年代的62.3%。

美国在空调冷源水系统方面的研究也卓有成效，在冷却水系统方面着重于降低冷

却水流量，以达到减少冷却水泵能耗的目的。日本是一个资源贫困的国家，其主

要能源来自进口，同时又是一个能源高消费国家。因此，节能和提高能源的利用

率对日本来讲有着重要的意义。长期以来，在建筑节能方面，日本做了大量工作，

颁布了许多节能法规，提出了建筑节能的评价方法。日本的一些设备生产厂家对

空调和制冷设备的投入也很大。Daikin公司首推的变频VRV系统，为中小型建

筑安装集中式空调系统创造了条件；Sany公司则在直燃式冷水机组上成绩卓著。

世界各国大力发展可再生能源作为空调冷热源用能。地源热泵供暖空调是一种使

用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。在美国地源热泵系统占整个空调

系统的20%左右；瑞士40%的热泵为地祸热泵，瑞典65%的热泵为地祸热泵。

1.2.2建筑空调系统节能国研究现状

1.2.2.1建筑空调系统节能国研究现状概况我国是一个人均资源相对贫乏的

国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。近年来，由于国民经济的快速发展，

使我国的能源显得越来越紧。

随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建

筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情

况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗

占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物空

调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界和

工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在冷

源系统的形式选择上，对压缩式冷水机组和吸收式冷水机组的技术经济比较研究

较多，通过对众多方案的分析已经基本达成共识：吸收式冷水机组节电而不节能，

对其在我国的应用应区别对待，对于有余热可以利用的地区，应大力提倡使用吸

收式冷水机组，而一般建筑物则应采用蒸汽压缩式制冷。当然，在进行冷热源系

统的选择时，还要考虑建筑物所在地的气象条件、电力供应状况、能源情况、空

调系统有无采用余热回收的可能性等方面的问题。

1.2.2.2我国建筑空调系统节能研究有待解决的问题通过对一些地区空调系

统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性

能，而对其部分负荷性能的考虑较少。在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选

择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。我国在冷源水系统方面的研究

目前较少，一般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行冷却水泵

和冷冻水泵的选择。对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。事实上，对于

冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分

负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大

的。因此水系统的节能具有很大的潜力。

1.3空调系统的设计与建筑节能

空调制冷技术的诞生是建筑技术史一项重大进步，它标志着人类从被动适应宏观

自然气候发展到主动控制建筑微气候，在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实

的一步。但是对空调的依赖也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。制冷空调

系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但20世纪70年代的全球能源危机，

使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的

关键环节。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，空调能耗又约占建

筑能耗的50%〜60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达

22.75%。因此，建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。于

是降低空调能耗也被纳于建筑节能的任务中，如何更好的利用现在的空调技术服

务人类同时又能满足建筑能耗的要求，是现阶段专业技术人员的工作要点。而暖

通空调设计方案的好坏直接影响着建筑环境的质量和节能状况。随着科学技术的

迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量

涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人

员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖

通空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比

较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难

题。

1.4空调的发展和前景

1.4.1变频空调的发展

变频空调是目前空调消费的流行趋势。它与一般空调比，有着高性能运转、舒适

静音。节能环保、能耗低的显著特点，它的出现改善了人们的生活质量。

日本作为变频空调强国，从20世纪80年代初开始到现在，变频空调已占其空调

市场的90%左右。变频空调在我国发展速度相当快，不到8年时间就达到与日

本先进水平同步。进入2000年，国个别企业将直流变频技术与PAM控制技术结

合应用，使空调完全进入变频空调的最高领域。它不仅使直流变频压缩机的优越

性能充分发挥，更能利用数码特点，准确提高能效，达到节能51%的目的。

1.4.2无氟空调的发展

臭氧层破坏是当前全球面临的重大的环境问题之一，由于以前空调业所采用的传

统制冷剂对臭氧层有破坏作用及产生温室效应，对大气造成破坏，因而无氟空调

是众所期待的产品。近年来以海尔空调为代表的无氟空调的出现，标志着无氟空

调时代的来临。

1.4.3舒适性空调的发展

健康是空调业发展的主题之一。以前的空调采用了多种健康技术，如负离子、离

子集尘侈元光触媒等，这些技术的运用使空调产品的健康性能得到了极大提升。

海尔空调把负离子、离子集尘、多元光触媒、双向换新风、健康除湿等领先技术

在的高科技手段组合起来使用，发挥了巨大的威力，而未来空调进步的一个方向

也就是对各种技术的灵活使用。

空调气流的舒适度是健康空调的另一个标准。传统空调的送风方式简单直吹人

体，易引起伤风、感冒、头痛、关节痛等不舒适状态，因此新近推出的风可以从

周围环绕，而不是对人直吹，通过改善空调送风的气流分布，令人感觉更舒适的

空调——环绕立体送风、三维立体风的健康空调成了热销产品也就不足为奇了。

1.4.4一拖多

空调器的发展从一个侧面反映了我国居民居住环境的巨大变化，也为自身发展指

明了方向。1993年以前，中国空调市场主要以一拖一为主，1993年海尔推出一

拖二空调后，率先将空调业引入了一拖多时代。目前海尔一拖多空调产量突破了

百万台足以证明其市场消费能力。海尔MRV网络变频一拖多中央空调的出现以及

众多厂家的家用中央空调产品使得家庭中央空调迅速普及。

1.4.5其它空调新技术的发展

(1)HEPA酶技术

HEPA酶杀菌技术，对于0.3微米以上的粉尘吸附率可达99.9%＞对结核菌、

大肠菌等有害细菌具有高效杀菌能力，对霉菌的生长也有很强的抑制作用。

(2)冷触媒技术

冷触媒这一技术采用日本专利，是一种低温低吸附的材料，根据吸附一催化

原理，在常温下就能对甲醛等有害物质边吸附边分解成二氧化碳和水，这种触媒

不需要再生，不需更换，使用寿命长达十年以上。

(3)体感温度控制技术

智能装在遥控器上的感温元件，感知室人们活动围的温度，并将信息发射到

主机接收器上，使主机随时调整运行状态，实现真正的体感温度控制自动化。

(4)人感控制技术

人感控制技术利用双红外感应器控测人的方位咱动调节送风方向(左送风、

中送风、右送风或全方位送风)，风随人行。

(5)PTC电辅助加热技术

PTC电辅助加热技术，可在超低温条件下迅速制热，效力强劲，安全可靠，

可长期使用。

总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空调发展

的大趋势。

1.5风机盘管+新风系统

进入空调降温时，面对“非典”蔓延的高峰期，不适当的运行空调，很可能导致

“非典”的交叉感染，扩大“非典”传播，必须对此有高度重视。需要非常注意

的是各大型商业建筑、公共建筑，这些建筑一般设集中制冷站，再通过送风系统

和冷水系统把冷量送到各个房间。这时，就很容易通过空调系统使建筑物空气互

相掺混，某处有污染的空气很有可能通过空调系统传播到其它房间，从而导致交

叉感染。尤其是有些高层建筑不能开窗>或有许多无外窗的区房间，更容易出现

问题。必须引起高度重视。防治“非典”的一个很有效的措施就是加强通风，其

原理就是通过大量的室外空气进入室，将室可能存在的“非典”病毒通过换气排

出室外，从而抑制了其发作的可能性。然而如果是部循环通风，则不能起到排出

病毒的作用，反而会使病毒积累，甚至使浓度逐渐增加。因此正确地运行空调通

风系统至关重要。下面针对风机盘管+新风系统方式介绍应采取的相应措施。

多数办公楼、宾馆客房、医院病房都采用这种空调方式，该方式有单独的新风机

将新鲜空气送入房间，风机盘管有不同的回风方式。一种回风方式是各房间单独

安装风机盘管，各房间的回风经过盘管冷却后送出，回风仅在自身房间循环，不

同房间之间互不流通。另一种回风方式是各个楼层的多个房间统一通过吊顶掺混

回风后经过风机盘管冷却后送入各个房间，不同房间之间的回风有交叉。不论何

种方式的风机盘管加新风系统，首先都要注意避免新风系统混入从建筑排出的污

染空气，同时要注意风机盘管的清洁。根据不同的回风方式，风机盘管加新风方

式在运行时要注意如下问题具体：

(1)各房间单独回风的系统

首先要保持新风入口清洁，不被污染。新风机房位于大楼的地下或者顶部＞

一般直接通过风道从室外取新风。要注意取风口的位置，不要使其吸入建筑排风。

有些系统是从风机房取新风，对这种形式应防止楼空气通过机房门进入机房并吸

入新风机，应严格保证新风机房密闭，同时要保证新风机房清洁，必要时安装新

风道，从室外取风，此外，新风过滤网也要作到定时清洗。新风竖井或者新风风

道要注意清洁通畅。

风机盘管加新风系统的排风系统多数是和厕所排风合用，为保证通风效果，

建议将厕所排风系统全天连续运行。

此外凝结水盘是污垢存积的地方，也要保持清洁。由于凝水是从房间回风

在通过盘管制冷后凝结产生的，目前还难以确认空气中的病毒是否会在凝水中存

活，为防患未然，建议运行管理人员对各风机盘管的凝结水盘统一清洁，消灭病

毒生存的载体。

(2)吊顶统一回风的系统

有一些小型办公楼采用此类系统，和各房间单独回风的方式不同，采用这

种方式的建筑基本上隔断仅到吊顶，吊顶上空是互相连通的，各房间的空气相互

交叉。这种系统和全空气系统相同，也存在各房间空气相互掺混，污染物有可能

在建筑各区域之间传播，潜在危险较大。对于这类系统，除了要注意保持新风不

被污染、凝结水盘清洁外，要尽可能地停用风机盘管。可通过降低冷冻水温度，

加大冷冻水流量，寻找增大新风量的途径等手段增加新风供冷能力来满足供冷要

求。

第2章工程概况

本建筑是一栋六层的商贸中心，位于市。市地处我国东部沿海地区，属于亚热带

季风气候区，四季分明，夏热冬冷，但由于地处沿海，雨季较为分散，以夏季

雨量最大。

其中在一层南侧106、107房间设计制冷机房及设备间，一层为商业用房，包括

超市、银行、邮局等，二层为餐厅和商场，三到四层为办公室，五到六层为客房。

由于二层的湿负荷较大，故采用全空气集中式空调系统；其余各层湿负荷较小，

为节能和满足卫生要求故采用风机盘管加新风系统。建筑一层层高为4.8m，二

层层高为4m，三层以上层高为3.1m＞建筑总高度为21.2m。总建筑面积约为

8697.36m。

本系统冬季空调供暖和夏季空调采用同一套系统，无论从经济、使用寿命，还是

美观、洁净、卫生等要求都能够满足建筑的用途要求。二层采用全空气集中式空

调系统，便于集中控制；采用一次回风的空气处理过程，尽量节省能源。其余旅

馆客房和办公室采用风机盘管加新风系统，便于单独调节和保持房间的空气卫

生。客房的每个卫生间里设置排风竖井，通到楼顶的不上人屋面排放，使卫生间

保持负压，使卫生间的异味不会扩散到客房。往每个客房输送新风，满足房间卫

生要求的同时使房间处于正压，防止外部空气渗透进入空调房间。由于新风量较

小，故本系统中旅馆客房不另设排风系统，通过房间的卫生间及门窗缝隙排风。

2.1建筑相关资料

2.1.1外墙资料

本建筑外墙为粒混凝土空心砌块框架填充墙，墙中有30mm的聚苯板保温层，具

体资料见表2-1

表2-1外墙墙体构成表

材质名称厚度（mm）导热修正系数

外装饰层201.00

通风空气层501.00

聚苯板300.93

粒混凝土空心砌块2501.00

墙面抹灰层

201.00

2.1.2外窗资料

本建筑外窗统一采用玻璃钢单框双层中空玻璃，具体规格见表2-2

表2-2外窗构成表

材质名称厚度（mm）导热修正系数

平板玻璃61.00

热流水平（垂直）10mm100.63

平板玻璃61.00

窗有活动百叶做为遮阳。

2.1.3屋面资料

本建筑屋面为不上人平屋顶，采用节能型屋面。具体构成见表2-3

表2-3节能屋面构成表

材质名称厚度（mm）导热修正系数

混凝土板20100.00

架空层200100.00

防水层5100.00

15厚水泥沙浆找平层151.000

最薄30厚轻集料混凝土找坡层302.000

加气混凝土砌块5001001.000

聚苯板502.700

钢筋混凝土屋面2001.000

2.1.4人员资料

表2-4不同类型房间的人员密度

建筑类别房间用途人均占有的使用面积（亩/人）单位面积的人员密度（人/

m)

办公建筑普通办公室50.20

宾馆建筑普通客房150.70

高档客房300.03

会议室、多功能厅2.50.40

其他200.05

商场建筑一般商店30.33

商档商店40.25

建筑物的人员数目的确定是根据建筑部各房间使用功能及使用单位的要求进行

的。由于本建筑为商贸中心，建筑物各房间用途多样，不能进行简单的估算，故

可按照《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）中规定的不同房间人均占有

的使用面积进行人员密度及人员数目的确定。基于各种设计要求，不同用途房间

的人员密度见表2-4。

2.1.5照明、设备资料

应该由电气专业提供，由于缺乏电气专业资料，故假定各房间的照明设备均为安

装荧光灯，镇流器设在房间，荧光灯灯罩没有通风孔；可以按照《公共建筑节能

设计标准》(GB50189-2005)基于各种设计要求，确定不同用途的房间的设备及

照明功率，在允许围进行适当调整。具体数值见表2-5。

表2-5不同类型房间的照明、设备功率值

建筑类别房间用途照明功率密度值

(W/m)电器设备功率

(W/m)

办公建筑普通办公室1120

宾馆建筑普通客房1520

高档客房1313

会议室、多功能厅185

走廊50

其他155

商场建筑一般商店1213

局档商店1913

2.1.6空调使用时间

由于本建筑物为商贸中心>建筑功能多样化，不能简单的确定空调的运行时间。

各功能区域的的空调时间见下表2-6。

表2-6各功能区域的空调时间

商场7:00-20:00

餐厅、超市

7：00-22:00

办公室7:00-18:00

旅馆客房7:00-24:00

2.1.7动力与能源资料

本建筑动力为工业动力电一一380V-50HZ。夏季空调冷量由自备的空调机房供

给；冬季空调供暖热量由城市热力管网供给。

2.1.8气象资料

表2-7室外气象参数表[1]

地理位置（）海拔（m）大气压力（Kpa）室外平均风速

（m/s）

北纬东经4.5冬季夏季冬

季夏季

31°10"⑵。26"1025.11005.33.

13.2

表2-8室外计算温度（℃）表[1]

冬季夏季夏季空调室外计算湿球温度

空气调节通风空气调节空调日平均通

风

-4℃3℃34℃30.4℃32℃28.2℃

表2-9室计算参数表[1]

名称房间用途温度(℃)湿度(％)室风速m/s

夏季商场2665vWO.3

超市2665

银行邮局2665

办公室2665

旅馆客房2665

冬季商场1860vWO.2

超市1860

银行邮局2060

办公室2060

旅馆客房2060

2.1.9其他资料

新风量定为每人30m3/h；

要求噪声声级不高于50dB(A)

保持空调房间的大气压力比外界稍高，一般取5Topa；

2.2设计要求

针对本建筑做舒适性空调设计并提供说明及图纸。

第3章设计方案的论证

3.1商业建筑的空调特点

3.1.1建筑特点

本建筑为钢筋混凝土的框架结构，采用自重型轻型墙体材料作为外围护结构。采

用的节能型外墙的传热系数较小，传热衰减和传热延迟效果显著，有效的减少了

空调房间由于外围护结构产生的冷、热负荷。

一般商业综合楼的层高都不尽相同，与楼层和房间的用途有关，确定系统时应考

虑层高对空调方案的影响，本着尽量节省建筑空间，尽量满足建筑功能和美观要

求的原则，确定合理的空调方案。

3.1.2使用特点

由于商业建筑的使用性质多样化，导致建筑物各楼层或房间的空调负荷构成和空

气调节时间要求各不相同，而且各房间的人员数量和在房间停留的时间有很大的

机动性，使得商业综合楼的空调系统一般不能采用单一的集中式或半集中式空调

系统，，而应该结合房间的负荷特点、使用时间和运行调节的要求，对综合楼的

各功能区域分别采用不同的空调系统设计。这就使得商业综合楼的空调系统一般

较其他单一功能建筑要复杂一些，运行控制和日常维护要求较高。

3.1.3确定空调系统的注意事项

3.1.3.1分区问题当空调建筑的面积较大时应该考虑空调系统的分区，按建

筑物部距离外围护结构的距离可分为区和外区，也可以按朝向不同划分，或根据

房间用途、标准高低、负荷变化以及使用时间等特点将总的空调系统划分为若干

较小的子系统。

3.1.3.1过渡季节问题过渡季节外区可不用冷热源，但区仍需要降温，这时应

用室外空气直接进入区降温，即节能又简单；或考虑采用一台小容量的制冷机。过

度季节尽量引入新风承担室的热湿负荷，不启动冷源或热源。

3.1.3.1特殊房间的个别控制问题由于商业综合楼各功能区域的相对独立

性，使得空调系统中存在许多不同要求的房间，这些房间的个别控制问题在确定

空调系统时应予以考虑。

3.2方案比较

按负担室空调负荷所用的介质来分类可选择四种系统——全空气系统、空气一水

系统、全水系统、冷剂系统。全空气系统分一次回风式系统和二次回风式系统，

该系统是全部由处理过的空气负担室空调冷负荷和湿负荷；空气一水系统分为再

热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为

风机盘管机组系统，全部由水负担室空调负荷，在注重室空气品质的现代化建筑

一般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗

式空调器系统、分体式空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室消除室的

余热和余湿。对于较大型公共建筑，建筑部的空气品质级别要求较高，全水系统

和冷剂系统只能消除室的余热和余湿，不能起到改善室空气品质的作用。所以全

水系统和冷剂系统在本次的建筑空调设计时不宜采用。

综上所述，拟采用风机盘管加新风系统，风机盘管的新风供给方式用单设新风系

统,独立供给室。

表3-1全空气系统与空气一水系统方案比较表[1]

比较项目全空气系统空气一水系统

设备布置与机房1•空调与制冷设备可以集中布置在机房

2•机房面积较大层高较高

3•有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台

上1•只需要新风空调机房、机房面积小

2•风机盘管可以设在空调机房

3•分散布置、敷设各种管线较麻烦

风管系统空调送回风管系统复杂、布置困难

2•支风管和风口较多时不易均衡调节风量放室时

不接送、回风管

2•当和新风系统联合使用时，新风管较小

节能与经济性可以根据室外气象参数的变化和室负荷变化

实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷

冻机运行时间

2•对热湿负荷变化不一致或室参数不同的多房间不经济

3•部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经

济灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节

2•盘管冬夏兼用，避容易结垢，降低传热效率

3•无法实现全年多工况节能运行

使用寿命使用寿命长使用寿命较长

安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集

中式空调系统与单元式空调器之间

维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布

置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水

温湿度控制可以严格地控制室温度和室相对湿度对室温度要

求严格时难于满足

空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室空气清洁度

的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水过滤

性能差，室清洁度要求较高时难于满足

消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声

风机才能保证室要求

风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火

灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染

表3-2风机盘管+新风系统的特点表[1]

优点1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使

用

2）各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组，节

省运行费用，灵活性大，节能效果好

3）与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间

4）机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装

5）只需新风空调机房，机房面积小

6）使用季节长

7）各房间之间不会互相污染

缺点1）对机组制作要求高，则维修工作量很大

2）机组剩余压头小室气流分布受限制

3）分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便

4）无法实现全年多工况节能运行调节

5）水系统复杂,易漏水

6）过滤性能差

适用性适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,

需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合

表3-3风机盘管的新风供给方式表[2]

供给方式特点适用围

房间缝隙自然渗入1）无规律渗透风，室温不均匀

2）简单、方便

3）卫生条件差

4）初投资与运用费用低

5）机组承担新风负荷，长时间在湿工况下工作1）人少，无正压要求，清

洁度要求不高的空调房间

2）要求节省投资与运行费用的房间

3）新风系统布置有困难或旧有建筑改造

机组背面墙洞引入新风1）新风口可调节，冬、夏季最小新风量；过渡季

大新风量

2）随新风负荷变化，室直接受影响

3）初投资与运行费节省

4）须作好防尘、防噪声、防雨、防冻措施

5）机组长时间在湿工况下工作同上

房高为6m以下的建筑物

单设新风系统，独立供给室

1）单设新风机组，可随室外气象变化进行调节，保证室湿度与新风量要求

2）投资大

3）占有空间多

4）新风口尽量紧靠风机盘管，为佳要求卫生条件严格和舒适的房间，目

前最常采用此方式

单设新风系统供给风机盘管1）单设新风机组，可随室外气象变化进行调

节，保证室湿度与新风量要求

2）投资大

3）新风按至风机盘管，与回风混合后进入室，加大了风机风量，增加噪

声要求卫生条件严格的房间，目前较少采用此种方式

3.3系统方案的确定

本建筑由于各层的功能不同，不宜采用单一的全空气或风机盘管加新风空调系

统。由于建筑物二层人员流量较大，预计湿负荷较大，如采用风机盘管加新风系

统，则风机盘管的除湿量很大，卫生条件不利，而且各房间的用途基本一致，预

计各房间的热湿比相近）故决定采用一次回风的全空气系统>设一个空调机房，

负责本层的空气处理；其余各层为宾馆客房和办公室，人员密度较小，湿负荷不

大，且需要各房间独立控制，经过以上的比较和分析决定采用风机盘管加新风系

统。

3.4风机盘管机组的结构和工作原理

风机盘管机组是空调机组的末端机组之一，就是将通风机、换热器及过滤器等组

成一体的空气调节设备。机组由风机、电动机、盘管、空气过滤器、室温调节装

置及箱体等组成，一般分为立式和卧式两种，可以按室安装位置选定，同时根据室

装修要求可做成明装或暗装。风机盘管通常与冷水机组（夏）、热交换器（冬）组成

一个供冷或供热系统。风机盘管是分散安装在每一个需要空调的房间（如宾馆的

客房、医院的病房、写字楼的各写字间等）。

风机盘管机组中风机不断循环所在房间的空气和新风，使空气通过供冷水或供热

水的换热器被冷却或加热，以保持房间温度。在风机吸风口外设有空气过滤器，

用以过滤被吸入空气中的尘埃，一方面改善房间的卫生条件，另一方面也保护了

换热器不被尘埃所堵塞。换热器在夏季可以除去房间的湿气，维持房间的一定相

对湿度。换热器表面的凝结水滴入凝水盘，然后通过凝水管就近排如卫生间的排

水管道或地漏道中。

由于本系统采用风机盘管+新风系统>有独立的新风系统供给室新风，即把新风

处理到与室空气等始的状态，不承担房间的负荷。这种方案既提高了该系统的调

节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管结露现象可以

得到改善。

第4章空调负荷的计算

4.1夏季空调负荷的构成和计算原理

4.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式

外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qc(W)，按下式计算：

Qr=KFAtr-^(4一1)式

中F一计算面积,m；

T一计算时刻，点钟；

温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，

点钟；

△t一三一作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷

温差，℃。

注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时，

应取计算时刻？:=16,时间延迟为3=5,作用时刻为T=16-5=11。这是因为

计算16点钟外墙表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙

外表面温度波动产生的结果。

当外墙或屋顶的衰减系数行＜0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时

刻的冷负荷Q工：

Qpj=KFAtpj(4-2)

式中Atpj一负荷温差的日平均值，。C。

4.1.2外窗温差传热冷负荷

通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷QE按下式计算：

Qr=KFAtT(4-3)

式中AtT；一计算时刻下的负荷温差，。C；

K一传热系数。

4.1.3外窗太阳辐射冷负荷

透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Q工，应根据不同情况分别按下列各

式计算：

1.当外窗无任何遮阳设施时

QT=FCsCaJwz(4-4)

式中JWT—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/iri；

2.当外窗只有遮阳设施时

Qz=FCsCaCnJwz(4-5)

式中JWE一计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/亩；

3.当外窗只有外遮阳板时

Qz=[F1Jnz+FJnnz]CsCa(4-6)

注：对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式

(4-4)计算。

4.当窗口既有遮阳设施又有外遮阳板时

Qz=[F1Jnz+FJnnz]CsCnCa(4-7)

式中Jn。一计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/ni；

Jnni:一计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/iri；

Fl一窗上收太阳直射照射的面积；

F一外窗面积(包括窗框、即窗的墙洞面积)m

Cel、CclN一冷负荷系数(CclN为北向冷负荷系数)，无因次，按纬度取

值；

Ca一窗的有效面积系数；本建筑采用的是双层透明中空玻璃窗，Ca=O.85

Cs一窗玻璃的遮挡系数；

Cn一窗遮阳设施的遮阳系数；

注：对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式

(4-5)计算。

4.1.4围护结构的传热冷负荷

1.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过窗的温差传热负荷，可按式(4-3)计

算。

2.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过墙和楼板的温差传热负荷，可按

式(4-1)计算，或按式(4-2)估算。此时负荷温差AtE、3及其平均值Atpi，

应按"零'朝向的数据采用。

3.当邻室有一定发热量时，通过空调房间窗、隔墙、楼板或门等围护结构的

温差传热负荷，按下式计算：

Q=KF(twp+A11s-tn)(4-8)

式中Q一稳态冷负荷，下同，W；

twp一夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；

tn—夏季空气调节室计算温度，℃；

△tls一邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃