画鸵萌宠网
1.1 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8：00—22：00，办公室的上班时间为8：00—12：00，13：00—16：00。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
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 1 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℃ 26 22 34.8 -9 湿球温度℃ 相对湿度 19 40 26.7 50% 54% 第 2 页
表 1-2 济南市气象资料
1.4 室内设计参数
房间名称 干球温度℃ 商场 26 夏季 相对温度% 60 干球温度℃ 20 冬季 相对湿度% 40 新风量（m³/h） 噪声dB(A) 气流速度（m/s） 20 40 0.4 门厅 25 60 20 30 15 45 办公室 25 60 21 40 30 40 0.3 表 1-3济南市室内设计参数
1.5 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 3 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） 12） 13） 14）
1.6 建筑资料
表1-1-1 围护结构的热物理参数表
类别 外墙 内墙 屋顶 楼地 楼板80mm 一般外门 大厅外门 外窗 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 4 页
有自来水供应，平均水费为2.5元/吨。
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；有城市管道天然气供应系统，天然气的价格为3元/m3。 有燃油供应，油价为2400元/吨。
二是采用分时电价。
构件名称 200混凝土墙 + 50聚苯乙烯内保温 180陶粒混凝土内墙 加气混凝土保温屋面 40mm混凝土楼地 钢筋混凝土楼板 双层实体木制外门 商场玻璃外门 普通中空 传热系数K值W/(m2K) 0.977 1.515 0.812 \\ 1.78 2.33 \\ 3.1 导热热阻(m2K)/W 1.218 0.43 1.074 0.026 \\ \\ \\ \\ 1、设计整个建筑的暖通空调系统
二 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 2．1 办公楼建筑的负荷计算
2．1．1 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。２０世纪８０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３Ａ级智能化大楼中：①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（ＢＡ: Budiling Automation）;②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）;③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 5 页
由于３Ａ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４m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２％，同时各种３Ａ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ＢＡ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ＯＡ和ＣＡ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１２.７μm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０.４～０.６。
2．2 冷负荷计算
第 6 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，m2 ；
K 外墙和屋顶的传热系数，W/（m2.K），由设计依据中查出。 tn 室内设计温度，℃；
t l.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，m2；
K 玻璃窗的传热系数，W/（m.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 7 页
2
LQn=F . CZ .Dj，max.CLQ W
式中 F 窗玻璃的净面积，m2，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/m2,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`.CLQ W
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/m2。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 照明负荷（W/m） 房间名称 照明负荷（W/m） 房间名称 22客房 20 小会议室 40 棋牌室 酒吧咖啡 15 大会议室 40 舞厅 西餐厅 17 理发美容 50 办公室 中餐厅 20 健身房 20 商店 中庭接待 30 台球厅 30 休息厅 第 8 页
照明负荷（W/m） 240 20 表 2-1 冷负荷指标
50 40 20 2.3 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25～30 m³/ (人·h)；旅馆则按等级而异，高级别的客房可用50 m³/ (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 9 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5～10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１０％。
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 1 66.61 7.327 5.33 333 2 21.72 2.758 1.74 108.6 3 127.45 17.843 6.0 637.2 4 60.84 6.692 4.87 304.2 5 37.44 4.118 3 187 6 51.48 5.662 4.118 257.4 第10 页
7 112.32 12.335 8.99 562 8 88.33 10.085 7.17 441.6 表 2-2 各办公室 冷热负荷表
人口密度说明依据
房间类型 休息室 门厅 办公室 人员密度 /（m²/人） 4 10 6 人体散热 /[W/ (人·h)] 126 145 145 照明容量 /（W/ m²） 30 20 30 表2-3 人口密度说明表
2.4 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 11 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5~6℃。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
第 12 页
功能 总面积冷负荷指冷负荷热负荷指热负荷（㎡） 标（w/㎡） （kw） 标（w/㎡） （kw） 办公室 10000 110 1100 80 800 商场 3500 200 700 80 280 门厅 4550 140 637 90 410 总和 18050 113.7 2437 82.54 1490 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 空调冷热源的选择
第 13 页
3.1 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 14 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15～20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 15 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Qe＞1160 KW时，宜选
用离心式；当Qe=580~1160 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2~4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 16 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） ＜116 116～349 适用的机型 活塞式 活塞式 螺杆式 350～581 活塞式 螺杆式 582～1163 离心式 螺杆式 ＞1163 离心式 表3-1 各种机组比较
能效比（KW/KW） ≥3.6 ≥3.8 ≥3.9 ≥3.9 ≥4.0 ≥4.4 ≥4.1 ≥4.4 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。 3.2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７℃、12℃，冷却水进出水温度分别为30℃、37℃。
其总的制冷量为：
第 17 页
Q0=K1·K2·Q=1.05×1.1×2437=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：
Q02814.7GL=484.77m³/h
c(t2t1)4.185(其中，Ｑ０为系统总的制冷量，Ｃ为热水的比热，本设计中取4.18KJ/KG·℃,t１为冷冻水的出口温度，７℃；t２为冷冻水的入口温度，１２℃)
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 18 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（m³/h） 30HXC400A 1376 237 287 冷却水流量（m³/h） 表3-2 机组性能表
3.3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 19 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 进水温度t1/℃ 出水温度t2/℃ 设计温差△t/℃ 湿球温度ts/℃ 标准塔 37 32 5 28 中温塔 43 33 10 28 第 20 页
干球温度tg/℃ 大气压力/Pa
31.5 100375 31.5 100375 冷却塔的选型 冷却塔要求的水量可按下式计算:
q=0.86
QckQ0.86e tt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（m3/h） DBNL3-175 175 风量(m3/h) 94300 风机直径（mm） 2400 电机功率(kw) 5.5 进水压力(104Pa) 3.15 (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 21 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 m²·K/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 3.4.1 空调热源的分类
（１）按热源性质分类分为蒸汽热源、热水热源、电热热源。 （２）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
（１）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。
（２）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。
（３）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。
（４）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 22 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100~120℃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2～3左右；如果采用溴化锂吸收式冷水机组，此 ＣＯＰ系数（全楼空调耗冷量与全楼空调供冷耗热量之
第 23 页
比）通常在 ０.６～０.７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６０％～７０％。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 24 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400—1000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。
3.5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 25 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 26 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 27 页
四 空调系统的选择
4.1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 28 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 29 页
2） 3） 4）
可集中进行空气过滤和空调箱的消声处理。
在过渡季可采用全新风供冷，可推迟或少开冷冻机。 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 30 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。 4.2 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 31 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 32 页
4.2.4 控制、调节装置
由于各种因素，空调系统的冷热负荷是多边的，这要求空调系统的工作状况也要有变化。所以空调系统应装备必要的控制、调节装置，借助它们可以调节送风空气参数、送排风量、供水量和供水参数等，以保持要求的室内空气状态。 4.3 各种空调系统使用指标概括比较
项目 初投资 节能效果 施工安装 使用寿命 使用灵活性 集中式系统 单风管定风量 变风量 半集中式系统 分散式系统 风机盘管 诱导器 单元式或房间空调器 B A C A C C A A A A C A C A C C B C A A B B B B B B B C B B C C B A B B C C C A A B A C A A B C C C 第 33 页
机房面积 恒温控制 恒湿控制 消声 隔振 房间清洁度 A C A C A C B C C B B B C B B A C A C A 风管系统 维护管理 防火防爆 （注：表中A-较好B-一般C-较差）
再分别以定风量全空气系统、风机盘管加新风系统和单元式空调器作为集中式空调、半集中式空调和分散式空调系统的代表，比较其特征和适用性。
项目
风管设备与布置
集中式
分散式
1、 系统小、风管短，
各个风口风量的调节比较容易达到均匀
2、 直接放室内时，可
不接风管，也没有回风管
3、 小型机组余压小，
有时难于满足风管布置和必需的新风量
半集中式 1、 放室内时，
不接送回风管
2、 当新风系
统联合使用时，新风管较小
a) 空调送回风管系统 复杂，布置困难 b) 支风管和封口较多 时，不容易均衡调节风管风量
系统 c) 风道要求保温，影响
造价
设备布置与机房 1、 空调与制冷设备可
集中布置在机房 2、 机房面积较大，层高
较高
3、 有时可布置在屋顶
上，或安装在车间柱间平台上
1、 设备成套，紧凑，1、 只需要新
可以放在房间内，风空调机也可以安装在空调房，机房面机房内 积小
2、 机房面积较小，只2、 风机盘管
及集中系统的一可以安设半，机房层高较高 在房间内 3、 机组分散布置，敷3、 分散布置，
设各种管线复杂 安设各种
管道复杂
第 34 页
风管互相串声 空调控制品质 温湿度控制 空调房间之间有风管连通，使个房间互相污染。当发生火灾时，会通过风管迅速蔓延 可以严格的控制室内温度和相对湿度 各空调房间之间不会互相污染、串声。发生火灾时，不会通过风管蔓延 各空调房间之间不会互相污染 各房间可以根据各自的对室内温湿度负荷变化与参数要求，要求较严时，难进行温湿度调节。对要于满足 求全年必须保证室内相对湿度允许波动范围≤±5%，或要求室内相对湿度较大时，较难满足。 过滤性能差，室内清洁过滤性能差，室度要求较高时难于满足 内清洁度要求较高时难于满足 空气过滤与净化 可以采用粗中效和高效过滤器，满足室内空气洁净度的不同要求。采用喷水室时，水与空气直接接触，易受污染，须经常换水 空气可以进行理想的气流分分布 布 安装与维护 设备与风管的安装工作安装 量大，周期长 气流分布受制约 1、 安装投产快 2、 对旧建筑和工艺变更的适应性强 气流分布受一定制约 安装投产较快，介于集中式空调和单元式空调器之间 消声和隔振 可以有效的采取消声和隔振措施 机组安设在空调房间必须采用低噪内，噪声震动不好处理 声风机，才能保证室内要求 机组容易积灰、积油垢，清理比较麻烦；使用两三年后，风量冷量将减少；难以做到快速加热与快速冷却；分散维修和管理麻烦 布置分散，维护管理不方便；水系统复杂，易漏水 空调与制冷设备集中安 设在机房内，便于管理和维护维修 运行 第 35 页
经济性
1、 可以根据室外气象 参数的变化和室内 负荷变化，实现全年节能多工况节能运行调与经节，充分利用室外新济性 风，减少与避免冷热
抵消，减少制冷机运行时间
2、 对于热室负荷变化
不一致或室内参数不同的多房间时，不经济 3、 部分房间停止工作时，整个空调系统仍须运行，不经济
1、 不能按照室外气象
参数的变化和室内负荷变化实现全年工况节能运行调节，过度季不能用全新风
2、 灵活性大，各空调
房间可根据需要停开
3、 加热大多采用热泵
方式，经济性好
1、 灵活性大，
节能效果好，可根据各室内负荷情况自行调节 2、 盘管冬夏
兼用，内壁容易结垢，降低传热效率
3、 无法实现
全年多工况节能运行调节
除制冷机锅炉设备外，空造价 气处理箱和风管造价较
高 使用使用寿命长 寿命
仅设备造价，单元式空调器价格合理，故造价较低 使用寿命较短
介于两者之间
使用寿命较长
第 36 页
五 空调水系统
5.1空调水系统方案确定
空调水系统主要包括冷冻水系统、冷却水系统、凝结水系统和热水系统。空调水系统可以区分为开式和闭式，两水管和四水管，同程式和异程式，上分式和下分式；按运行调节方法分定流量和变流量。 5.1.1开式和闭式系统
开式系统的回水集中进入建筑物底层或地下室的水池或蓄水池，再由水泵经加热或冷却后，输送至整个系统。开式水系统的管路与大气相通，所以循环水中含氧量高，容易腐蚀管路和设备，而且空气的污染物如尘土、杂物、细菌、可溶性气体等，易进入水循环，使微生物大量繁殖，形成生物污泥，故管路容易堵塞，并产生水击现象。和闭式系统相比，除要克服管路沿程摩擦阻力和局部阻力损失外，还必须克服系统静水压头，故水泵的压头较大，水泵的能耗大。所以，近年来除了开式的冷却塔和喷水室冷冻水系统外，已很少采用闭式系统。 5.1.2同程式和异程式系统
在大型建筑物的水系统中，空调冷冻水系统的回水管布置方式分为同程式和异程式。同程式水系统中，各个机组（风机盘管或空调箱）环路的管路总长度基本相同，各管路的水阻力大致相同，故系统的水力稳定性好，流量分配均匀。 异程式回水方式的优点是管路配置简单、管材省。但由于各环路的管路总长度不相等，故各环路的阻力不平衡，从而导致了流量分配不均匀。如果在水管设计时，干管流速取小一些、阻力小一些，各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，则导致布置水系统的流量不均匀分配的程度可以得到改善。 通常，水系统立管或水平干管距离较长时，采用同程式布置。建筑层数较少，水系统较小时，可采用异程式布置，但所有支管上应装设流量调节阀以平衡阻力。在开式水系统中，由于会水最终进入水箱，到达相同的大气压力，故不需要采用同程式布置。
5.1.3双水管、三水管、四水管系统
双水管系统冬季供应热火，夏季供应冷水都在同以管路系统中进行，优点是系统简单，初投资省。双水管系统的缺点是在全年空调的过渡季节，会出现朝阳房间需冷却而背阴房间需加热的情况，双水管系统就不能全部满足各房间的要求。当系统以同以水温供水时，房间会出现过冷或过热的现象。
三水管系统分别设置供冷、供热管路和冷热换热器。冷热水管的回水管共用一根。这种系统能同时满足供冷供热的要求，适应负荷变化的能力强，可较好
第 37 页
的的满足全年温度调节，可任意调节房间温度。但由于冷热水同时进入回水管中，故由混合损失，运行效率低，冷热水环路互相连通，系统水力工况复杂，初投资比双水管系统高。
四水管系统有分开的冷、热水供回水管，这种系统和三水管系统一样，可以全年使用冷水和热水，调节灵活，可适应房间变化的各种情况，且克服了三水管系统存在的回水管损失问题，运行操作简单，不需要转换。缺点是初投资高，管道占有空间大。
5.1.4 定流量和变流量系统
定流量水系统是通过改变供回水温度来适应房间负荷的变化，系统中的水流量是不变的，故水泵耗电量不变。变流量水系统是通过改变水流量（供回水温度不变）来适应房间负荷的变化要求。故变水量系统负荷侧供水量是随着负荷的减少而减少，水泵输送能量也随之减少。 5.1.5冷却水系统的形式
冷却水系统的形式的形式一般可分为直流式、混合式和循环式三种。 直流式水系统式最简单的冷却水系统，冷却水经设备使用后直接排掉，不再重复式使用。由于冷却水使用后的温升不大，一般再3~8℃，因此这种系统的耗水量很大，适宜用在有充足水源的地方，如江河附近、湖畔、海滨、水库旁。另外，直流式冷却水系统一般不宜用自来水作水源。
混合式冷却水系统中，经冷凝器使用后的水部分排掉，部分混合后与供水混合后循环使用。这种系统用于冷却水温度较低的场所，如使用井水。采用这种系统后，可提高冷凝器的出水温度，增大冷却水的温升，从而减少冷却水的耗量，但又不减少冷凝器中冷却水的流量或流速，以不使冷凝器传热系数下降。井水是高贵的水资源，大量的汲取使用，还会使地面下沉。因此，即使这种系统可减少冷却水的耗量，也不宜在大型系统中使用。
循环式冷却水系统的特点是冷却水循环使用。冷却水经冷凝器等设备后吸热而升温，在利用水蒸发吸热的原理对它进行冷却。 5.1.6 凝结水管路系统
各种冷热换热器盘管，如风机盘管、新风空调机组，立式、卧式或组合式空调箱等，在夏季空调工况时，会不断产生大量的冷凝水。为了及时的排走这些冷凝水，必须设置凝结水系统，设计时应注意以下方面：
１.末端装置盘管凝水盘的泄水支管坡度，不应小于0.01,其它水平主干管，沿水流方向应保持不小于0.002的坡度，且不允许有积水部位。
２.如果盘管冷凝水盘处在风系统的负压区时，凝水盘的处水口必须设置水封装置。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
第 38 页
口应与大气相通。
３.凝水管道的管封，宜采用镀锌钢管或聚氯乙烯塑料管，不宜采用焊接钢管。 ４.凝水管的管径，应根据通过凝水的流量计算。一般情况下，每1KW的冷负荷，每1小时产生约0.4KG左右的冷凝水；在潜热负荷较高时，每1KW的冷负荷，每1小时产生约0.8KG左右的冷凝水。 冷凝水管公称直径的选择
盘管冷负荷Q/KW ≤7 7.1~17.6 17.7~100 101~176 177~598 599~1055 1056~1512 1513~12462 〉12462 ５.凝水立管的顶部，应设置通向大气的透气管。
６.设计和布置冷凝水管路时，需考虑可以定期冲洗的可能性。
７.系统最低点或需要单独排水设备的水部，应设带阀门的放水管，并接入地漏。
在本设计中，冷冻水系统和热水系统均采用闭式、同程式、双水管、定流量系统，冷却水系统采用循环式系统。
冷凝水管公称直径DN/mm 20 25 32 40 50 80 100 125 150
5.2管道的摩擦阻力损失 5.2.1沿程阻力和局部阻力
（1）沿程阻力 水在管内流动时的沿程阻力为：
lv2hf =
d2第 39 页
或 hf = Rl
其中 R=
v2d2
式中 hf---沿程阻力，即长度为Lm的直管段的摩擦阻力(Pa)； R---比摩阻，即长度为1m直管段的摩擦阻力(Pa/m)； λ---水与管道内壁的摩擦阻力系数； l---直管段长度(m)； d---管道内径(m)；
ρ---水的密度(kg/m3)，标准大气压时，4℃纯水的密度为1000 kg/m3； v---管路内流速(m/s)。
摩擦阻力系数λ与流体的性质、流态、流速、管道内径大小及管内表面的粗糙度有关。可以用下式计算：
12.01lg(k2.5) 3.71dRe式中 k―――管内表面的当量绝对粗糙度（m），闭式水系统k＝0.2mm,开式水
系统k=0.5mm,冷却水系统k=0.5mm； Ｒe―――雷诺数 Ｒe＝
vd
式中 v―――运动粘度（m2/s）， (2)局部阻力
水流动时遇到局部配件，如弯头、三通、阀门和其它配件时，因摩擦和涡流造成能量损失，该能量损失即为局部阻力损失。局部阻力△p的计算式如下： △p＝ξ
v22
式中 ξ――局部阻力系数
第 40 页
5.3 水泵的扬程 5.3.1冷热水管路系统
1)开式水系统 HP=K(hf+hd+hm+hs) 式中,K---系数,K=1.1～1.2 2)闭式水系统 HP=K(hf+hd+hm)
式中, hf、hd―――水系统的沿程阻力和局部阻力损失（KPa） hm―――设备的阻力损失，（KPa）
hs―――开式水系统的静水压力，（KPa）
hd／hf值，小型住宅建筑在1-1.5之间；大型高层建筑在0.5-1之
间；远距离输送管道在0.2-0.6之间。 5.3.2 冷却水管路系统
其水泵扬程计算式如下： HP=K(hf+hd+hm+hs＋ho)
式中，hf、hd―――冷却水系统总的沿程阻力和局部阻力损失（KPa) hm―――冷凝器阻力，（KPa）
hs―――冷却塔中水的提升高度（从冷却塔水池到喷嘴的距离），（KPa）
h0―――冷却塔喷嘴喷舞压力，可取49.05 KPa
5.4 空调水系统的设备和附件
5.4.1 水泵的配管 为使水泵正常工作，水泵配管应注意以下几点
（1）为降低水泵的振动和噪声的传递，应根据减振要求，合理选用减振器，并在水泵的吸入管和压出管上安装软接头。
（2）水泵吸入管和压出管上应设置进口阀和出口阀。出口阀主要起调节作用，可用截止阀和蝶阀。
（3）水泵压出管上的止回阀，是为了防止突然断电时水逆流，使水泵叶轮受阻而设置的。
（4）为了有利于管道清洗和排污，止回阀下游和水泵进水管管处应设排水管。 （5）水泵出水管处安装压力表和温度计。
（6）考虑管路的伸缩，可尽量利用管路转弯处的弯管进行补偿，不足时考虑补偿器。
5.4.2 水系统的补水和补水的水处理
空调水系统在运行时有所泄漏，通常以每小时泄漏量来计算，一般为水系统
第 41 页
容量的1%。在本设计中每小时泄漏量计算如下：
夏季：V=242×1%=2420 L/m3 冬季：V=60.6×1%= 606 L/m3
空调水系统的补水点，宜设在循环水泵入口处。补水泵的扬程应比补水点的压力高3-5m，小时流量不小于系统水流量的4%-5%。并且补水泵应设备用泵。 补水的水处理应符合下列要求：
1）空调水系统的补水应经软化处理，并设软水箱。
2）水处理设备能力按系统水容量的3%计算，当设置单柱离子交换器时，应按2倍考虑。在本设计中由于夏季水温为5-7℃，故不需要设置软化水处理装置。在冬季，热水温度为50-60℃，所以设置软化水处理装置。冬季，热水流量为60.6 m3 /h，计算为60.6 m3 /h×3%= 1.818 t/h.由此选择江苏宜兴市津宜水净化设备厂生产的Ⅰ型组合式软化水处理装置。 本装置的主要特点是：
（1）在进水总硬度不超过10mg N/I的条件量运行,出水残留硬度≤0.03mg N/I的标准。
（2）经常运转费用低，单位耗盐量90-100 g/g-N。
（3）操作简便，控制阀门均采用隔膜阀、各种阀门，仪表全部集中在操作屏上，操作极为方便。
（4）整体性强，设备齐全，占地面积小，使用单位只需接通进出水管和电源即可运行。
（5）经济实用，与其它类型相规格的锅炉软化水装置比较，价格便宜。 其主要技术参数为： 型号 处理水量（t/h） 1-2 外型尺寸 长（mm） 宽（mm） 高（mm） 1800 600 2350 进水 Dg 20 出水 Dg 20 Ⅰ 3）软化水箱的容积Vb，一般按8-16小时的系统的泄漏量来计算，即系统水容
量为8%-24%。在本设计中 Vb=60.6 m3 /h×10%=6.06 m3 /h. 4）夏季冷水可以不设软化水装置。 3 膨胀水箱的选择
第 42 页
由于本设计中空调水系统为闭式水系统，为使水系统的水因温度变化而引起的体积膨胀给予余地，以及有利于系统中空气的排除，在管路系统中应考虑连接膨胀水箱。为保证膨胀水箱和水系统的正常工作，在机械循环系统中，膨胀水箱应该接在水泵的吸入侧，在本设计中采用落地膨胀水箱。
膨胀水箱上的配管主要包括膨胀管、信号管、补水管（手动和浮球阀自动控制）、溢流管、排污管等。箱体应保温并加盖板。 膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定，可由下面的公式计算：
Vp=α△tVs
其中，Vp-膨胀管有效容积，即从信号管到溢流管之间的高差内的容积（m3）； α-水的体积膨胀系数，α=0.006 L/℃; △t-最大的水温变化值，℃；
Vs-膨胀水箱系统的水容量，即系统中和管道和设备内总水容量（m3），Vs可按下表确定。
系统型式 供冷时 供热时 计算比较夏冬两季的膨胀水量如下：
夏季：Vp=α△tVs=0.006×5×0.7×16600=348.6 L=0.349 m3 冬季：Vp=α△tVs=0.006×10×0.7×16600=697.2 L=0.697 m3
根据以上的计算数据，查阅实用制冷与空调工程手册，选用的膨胀水箱具体规格尺寸如下：
水箱型式 全空气系统 0.40～0.55 1.25～2.00 空气-水系统 0.70～1.30 1.20～1.90 型号 6 公称容积有效容积半径/mm 高/mm 1100 1000 水箱自重/m 圆形 0.8 3/m 0.81 3/kg 193.8 5.4.2分水器和集水器 分水器起到向各分路分配水流量的作用。集水器起到由各分路、环路汇集水流量的作用 。分水器和集水器时为了便于谅解各个环路的并联管道而设置的，起到均压作用，以使流量分配均匀。分水管和集水管的管径。可根据并联管道的总流量，通过该管径时的断面流速v=1.0～1.5m/s来确定，流量特别大时，可增
第 43 页
加流速，但不宜超过3.5m/s。在本设计中,取断面流速v=1.2m/s，经计算分水器、集水器内径为：
D=
220.941000226.14 mm
36001.2由此，选用内径为D=250 mm 分水器、集水器。其外型尺寸为： 内径管壁封头支架（角钢）支架L1/mm L2/mm （圆钢）D/mm 厚度厚度/mm /mm /mm /mm 250
5.4.3 过滤器
为了防止水管路系统的阻塞和保证水路系统中的设备和阀件的正常工作，在管路系统中应安装在水泵的吸入管和换热器的进水管上。
过滤器有立式直通式、卧式直通式、卧式角通式及Y形过滤器。工程上常用的时Y形过滤器，它具有外形尺寸小、安装清洗方便的特点。滤心采用不锈钢制成，把水中杂质收集起来，用人工以不定期方式清除。
Y形过滤器有两种连接方式；螺纹联结和法兰联接，其主要技术参数； 1）公称直径DN15～400mm； 2）工作压力1.0MPa； 3）试验压力2.0MPa； 4）介质温度≤220℃。
过滤器本体用铸钢制作，Y-15～Y-25过滤器除铸钢外，还有铜质和不锈钢产品。
在本设计中，过滤器的外形尺寸和接管尺寸见下表： Y-15～Y-25过滤器（螺纹连接） 公称直径DN/mm 15 20 连接螺纹时 ZG 1/2 ZG 3/4 L/mm 110 120 H/mm 56 60 第 44 页
L3/mm L4/mm 6 12 L50×50×5 φ12 d1+60 d2+ d2+120 d2+ d3+120 d3+60 25 5.4.4 集气罐
ZG 1 140 70 水系统中所有可能积聚空气的“气囊”顶点，都应设置自动放空气的集气罐。滞留在水系统中的空气不但会在管道内形成“气堵”影响正常水循环；在换热器内形成“气囊”，使换热量为下降；另外，还会使管道和设备加快腐蚀。 集气罐安装水系统中可能聚集空气的最高点，集气罐顶部排气管设自动放气阀。集气罐常用的规格见下表：（单位：mm）
规格 直径 高（或长） 筒壁厚 端部壁厚 7 其它空调水系统附件的选用及注意事项
1）较大规模的空调水系统，宜设置分集水器，分集水器的直径应按总流量通过时的断面流速初选，一般取V=0.5～1.0m/s，并应大于最大接管口径的2倍，最后由压力容器的设计确定。
2）冷水机组、水泵、换热器、电动调节阀等设备入口管道上应设过滤器或除污器，以防杂质进入，采用Y形过滤器，滤网孔径一般为18目。 3）空调水系统应在下列部分设置阀门： (1)空调器（风机盘管）供回支管。 (2)垂直系统上供回立管。
(3)水平系统每一环路供回水总管。 (4)分集水器干管。
(5)水泵的吸入管和供水管，水泵出口应设止回阀。 (6)冷水机组、热交换器等色何必的供回水管。
4）分集水器及冷水机组进出水管处，应设压力表、温度计；水泵进出口、过滤器两侧及分集水器分路阀门外管道撒谎能够应设压力表；大型空调器冷冻水供回管上加温度计、压力表。
第 45 页
1 100 300 4.5 4.5 2 150 300 4.5 4.5 3 200 320 6 6 4 250 430 6 8 5）风机盘管、水泵进出口、空调器应设软接接头；风机盘管、空调器供水管上设Y形过滤器。
5.5空调水系统的水力计算
一层水力计算：
办公
管段号 流量l/s 推荐流速m/s 管径mm 实际流速m/s 比摩阻 长度mm
阻力 1 0.636 2 20 2.0255 3621 650 2 0.178 1 15 1.0078 1400 3200 3 0.448 1.5 20 1.4268 1801 2750 4 0.27 1 20 0.8599 609 3050 5 0.178 1 15 1.0078 1400 300 6 0.092 1 15 0.5209 371 5300 7 0.178 1 15 1.0078 1400 13050 8 2.026 2 32 2.5204 2825 750 9 1.222 2 25 2.4907 3771 8700 10 0.804 2 25 1.6387 1701 7500 11 0.178 1 15 1.0078 1400 3400 12 0.676 1.5 25 1.3778 1134 2750 13 0.27 1 20 0.8599 609 3050 14 0.178 1 15 1.0078 1400 300 15 0.092 1 15 0.5209 371 5300 16 0.356 1.5 15 2.0156 5415 4200 17 0.178 1 15 1.0078 1400 4000 18 0.178 1 15 1.0078 1400 8850 19 2.662 2 40 2.1194 1523 1170 商场 1 6.53 2 65 1.9689 793 13000 2 13.06 2 100 1.6637 353 40000 门厅 1 5.44 2 65 1.6402 512 4000 二层水力计算：
管段号 流量l/s 推荐流速m/s 管径mm 实际流速m/s 比摩阻 长度mm 1 0.636 2 20 2.0255 3621 650 2
0.178
1
15
1.0078 1400
3200
2353.7 4480 4952.8 1857.5 420 1966.3 18270 2118.8 32808 12758 4760 3118.5 1857.5 420 1966.3 22743 5600 12390 1781.9 10309 14120 2048
阻力
2354 4480
第 46 页
3 4 5 6 7 8 9 10 0.448 0.27 0.178 0.092 0.178 2.586 1.782 0.804 1.5 1 1 1 1 2 2 2 20 20 15 15 15 40 32 25 1.4268 1801 0.8599 0.5209
609 371
1.0078 1400 1.0078 1400 2.0589 1523 2.2169 2196 1.6387 1701 2750 3050 300 5300 13050 750 8700 7500 4953 1857 420 1966 18270 1142 19105 12758 11 0.178 1 15 1.0078 1400 3400 12 0.676 1.5 25 1.3778 1134 2750 13 0.27 1 20 0.8599 609 3050 14 0.178 1 15 1.0078 1400 300 15 0.092 1 15 0.5209
371
5300 16 0.356 1.5 15 2.0156 5415 4200 17 0.178 1 15 1.0078 1400 4000 18 0.178 1 15 1.0078 1400 8850 19
3.222
2
50
1.6418
705
1170
标准层水力计算：
管段号 流量l/s 推荐流速m/s 管径mm 实际流速m/s 比摩阻 长度mm 1 0.876 2 25 1.780 2142 650 2 0.178 1 15 1.008 1400 3200 3 0.698 1.5 25 1.423 1310 2750 4 0.27 1 20 0.860 609 3050 5 0.178 1 15 1.008 1400 300 6 0.092 1 15 0.521 371 5300 7 0.448 1.5 20 1.427 1801 10000 8 0.27 1 20 0.860 609 3050 9 0.178 1 15 1.008 1400 300 10 0.092 1 15 0.521 371 5300 11 0.178 1 15 1.008 1400 5800 12 3.498 2 50 1.782
888
750 13 2.444 2 40 1.946 1377 8700 14 1.054 2 25 2.148 2899 7500 15
0.178
1
15
1.008 1400
3400 4760 3119 1857 420 1966 22743 5600 12390 824.9
阻力 1392 4480 3603 1857 420 1966 18010 1857 420 1966 8120 666 11980 21743 4760
第 47 页
16 0.876 17 0.27 18 0.178 19 0.092 20 0.626 21 0.178 22 0.448 23 0.27 24 0.178 25 0.092 26 0.178 27
4.374
1.5 25 1 20 1 15 1 15 1.5 25 1 15 1.5 20 1 20 1 15 1 15 1 15 2
50
1.785 2142 0.860 609 1.008 1400
0.521 371 1.276
970
1.008 1400 1.427 1801 0.860 609 1.008 1400 0.521
371
1.008 1400 2.229 1317
2750 5891 3050 1857 300 420 5300 1966 4200 4074 4000 5600 5800 10446 3050 1857 5800 8120 5300 1966 5800 8120 1170 1541
第 48 页
六 空调风系统
6.1空气处理方案的确定
查阅资料,济南的夏季室外设计温度为34.8˚C,室外湿球温度为26.7˚C.而在冬季济南的室外设计温度为-10˚C,相对湿度为54%. 6.1.1风量,送风状态点的确定:
送风点的确定对风系统的设计有重要的影响.送风点和送风温差有关:送风温差选择太大,虽然风量减小,但风温比较低,气流分布较差,容易使人产生冷吹风的感觉;送风温差选的太小,送风量则比较大,这无形中增加了系统投资.同时,送风量的确定还要考虑风道,风机温升,室外设计参数的变化,及其他因素的影响,而且同一个空调箱负责几个房间的情况下要统筹考虑各房间的设计参数,只有综合考虑这些因素,才能确定出合理的送风点.
热湿比的计算公式: є=Q/w
送风量的计算公式: G=3600/ρ(hn-hs)
空气系统送风状态和送风量的确定，可以I-d图上进行，具体计算步骤如下： [1] 在I-d图上找出室内空气状态点N；
[2] 根据计算出的室内冷负荷Q和湿负荷W计算热湿比ε=Q/W，再通过N 点画出过程线ε；
[3] 选取合理的送风温差（见表2-26），根据室温允许波动范围（即恒温精度）查取送风温差并求出送风温度t0,画t0等温线与过程线ε的交点O即为送风状态点。；
[4] 按下式计算送风量
G=Q/(iN-i0)=W/(dN-Dd0) kg/s
如果所计算的送风量折合的换气次数n值大于表2-26《简明空调设计手册》中的n值，则符合要求。
6.1.2 风机盘管加新风系统设计
如图所示为风机盘管加新风系统的夏季的处理过程，夏季，室外新风处理到与室内N点相同的等焓线，新风不承担室内冷负荷，。冬季，将室外新风加热到K 点，风机盘管处理到M点，K点和M点状态的空气混合至O点，送入室内。
第 49 页
NW100%MOL95%iL=iN图6—4 空气处理设备选型:
风机盘管：根据所计算各房间冷负荷选出。
新风空调箱：由于空调箱只负责新风冷负荷，风机盘管加新风系统中空调箱将室外空气处理到室内等焓线，所以我们根据焓湿图查出焓差并根据新风量计算出冷负荷，从而选出设备型号。
气流组织的形式对空调系统的综合效果还有着十分重要的影响，在选择气流组织形式的时候，要根据各系统的特点及要求，并结合建筑的特点，选择合适的气流组织形式。常见的送风末端形式有：侧送，孔板送风，散流器送风，喷口送风，条缝送风。 表格 1
末端形式 侧送风 孔板送风 散流器平送 散流器下送 喷口送风 条缝送风 特点 有区域温差，送风射程短 室温波动范围小，换气次数大，能耗大，适用于特殊要求的场合 适用于层高较低，有技术夹层，工作区温度和风速均匀稳定 单向流，可以满足洁净度的要求 出口风速高，射程远 中心风速减快，温度波动较大 本设计根据系统的特点，办公室选用双层百叶送风，在商场及大堂采用散流器下送。
气流组织的校核
气流组织的形式对空调系统的综合效果还有着十分重要的影响，在选择气流
第 50 页
组织形式的时候，要根据各系统的特点及要求，并结合建筑的特点，选择合适的气流组织形式。常见的送风末端形式有：侧送，孔板送风，散流器送风，喷口送风，条缝送风。
本设计根据系统的特点，办公室选用双层百叶送风，在商场采用散流器下送。 6.1.3 风道的设计计算 a.风道设计
1)系统为定风量,风量不随室内热湿负荷的变化而变化;. 2)系统为单管式,仅一个风管,夏季送冷风,冬季送热; 3)主送风管道应尽量短,避免使用过长的主风道; 4)水平风道采用变径管,保证最末端风口的送风速度;
5)选择矩形管道,因其易布置,弯头及三通均比圆风道的小,可用于明状或暗装在吊顶内 ;
6)布置时尽量避免主管段交叉,以防吊顶过低带来的不便; b. 风道计算
1)对各管段进行编号,标注长度和风量; 2)选择风机的技术经济流速;
3)确定各管段的断面尺寸,摩擦阻力和局部阻力; 4)计算系统的总阻力;
5)选择或校核空调箱风机是否满足最不利环路阻力。
根据《空调设备选型手册》，利用假定流速法，我们选出各管段管径（详见各层风管平面图），同时校核所选空调箱自带风机，能够满足最不利环路阻力。 6.1.4 噪声校核
噪声校核设计对系统的综合评价有重要的影响，特别要注意校核全空气系统中回风机的噪声，因为噪声会沿回风道，逆空气运动方向传入室内。 噪声校核的方法是：
（1）根据全压损失和风量选定风机后就可以进行噪声校核。选定风机后可以有开利空调箱样本直接查出。
（2）按下式计算风机的各频带声功率级： (Lw)hz=Lw+Δb, dB Lw=5+10lgQ+20lgP dB
第 51 页
其中：
Lw------通风机的声功率级，dB;
Δb------通风机各频带声功率级修正值，dB. Q-----风机风量，m3/h P-----通风机的全压，Pa.
在低速管道中，由于管内风速选定已考虑声学因素，所以可忽略管内气流变化引起钢板那振动而产生的噪声。
最后，比较室内声压级与室内容许声压级定出消声器应负担的消声量，选用消声设备。
6.2 风机盘管系统的选择 6.2.1 系统构造和特点
风机盘管机组（Fancoilunit简写为FCU）在空调工程中的应用，大多是和经单独处理的新风系统相结合的。风机盘管是由盘管（即表冷器）和风机（前向多翼离心风机或贯流风机）组成，其风量在250-2500m3/h范围之内。常用规格的基本参数如下表所示： 分类 型式 离心式风机 特点 使用范围 前向多翼型，效率高，每台机组风宾馆、客房、办公楼机单独控制，采用单相电容调速低等 噪声电机，调节电动机输入电压改变风机转速，高中低档三档变风量 前向多翼型，端面封闭，全压系数为配合建筑布置时较大，效率较低（一般在30%-50%用 之间），进、出风口易与建筑物相配合，调节方法同上 暗装可设在窗台下，出风口向上或向前，明装可安设在地面上，出风口向上、向前或向斜上方，可省去吊顶 要求地面安装、全玻璃建筑的建筑物、一些公共场所及工业建筑。北方冬季停开风机做散流器用 贯流式风机 立式L 第 52 页
分类 型式 卧式W 立柱式Z 特点 使用范围 节省建筑面积，可与室内建筑相协宾馆、客房、办公楼、调，维护方便 商业建筑等 占地面积较小；安装、维修、管理宾馆、客房、医院等。方便；冬季可靠机组自然对流散北方冬季停开风机热；可节省管道和吊顶，造价较贵 做散流器用 节省建筑面积，可与室内建筑相协办公室、商业建筑等 调，维护方便 维护方便，卧式明装机组吊在顶棚下，可作为建筑装饰品；立式明装安装简便，不美观，可加装饰面板，成为立式半明装 卧式明装用于客房、酒吧、商业建筑等要求美观的场合；立式明装用于旧建筑改造或要求节省投资、施工快的场合。 顶棚式D 明装M 暗装A 维护麻烦，卧式机组暗装在顶棚要求整齐美观的房内，送风口在前部，回风口在下部间 或后部；立式机组暗装在窗台下，较美观，占地少 在本设计中，由于建筑中多为办公用，所以采用顶棚式暗装的风机盘管型式。 2 风机盘管新风供给方式的选择 新风供给方式主要由以下几种：
新风供给方式 房间缝隙自然渗入 特点 适用范围 1）无组织渗透风，室温1）人少，无正压要求，不均匀 清洁度要求不高的房间 2）简单，初投资与运行2）要求节省投资与运行费用低 费用的房间 3）卫生条件差 3）新风系统布置有困难4）机组承担新风负荷，或旧有建筑改造 常时间在湿工况下工作 1）新风口可调节，冬夏1）人少、要求低的房间 季最小新风量，过渡季2）要求节省投资与运行大量新风量 第 53 页
2）随新风负荷的变化，费用的房间 室内直接受到影响 3）新风系统布置有困难机组背面墙洞引入新风 3）初投资与运行费用低 或旧有建筑改造 4）须作好防尘、防噪声、4）房高为5m以下的建防雨、防冻措施 筑物 5）机组常时间在湿工况下工作 1）单设新风机组，可随要求卫生条件严格和舒室外气象变化进行调适的房间，目前最常用 节，保证室内湿度与新单设新风系统，独立供风量的要求 给室内 2）投资大，占空间多 3）新风口可紧靠风机盘管，也可不在一出，以前者为佳 1）单设新风机组，可随要求卫生条件严格的房室外气象变化进行调间，目前较少使用 节，保证室内湿度与新风量的要求 单设新风系统供给风机2）投资大 盘管 3）新风接至风机盘管，与回风混合后进入室内，加大了风机风量，增加噪声 6.3 风管的计算
风管的具体计算同水管水力计算，限与篇幅再此不再列表，具体管径图纸有详细表明。
七 空调自动控制设计
第 54 页
7.1 空调工程的节能
在人类社会文明飞速发展的过程中，能源是社会发展的重要物质基础，但我们目前所使用的能源绝大部分仍然是不可再生资源，因而能源消耗问题得到了各行各业的高度重视，能源的合理使用也成为全社会共同关注、共同努力的问题。空调工程的能耗在建筑能耗中占有十分重要的地位，它不仅关系到本专业工艺和设备的合理利用能源的问题，而且与建筑物的形状、朝向、保温隔热性能等许多因素有关，它们直接影响着空调工程的能耗。因此，空调工程的节能是一项综合性的工作，它具有十分重要的意义。 7.1.1建筑的节能
空调建筑中，通过建筑维护结构传热产生的冷负荷在空调负荷中占有很大的比例，对于办公楼、宾馆、客房等性质的房间，建筑维护结构的空调冷负荷大约占空调总负荷的50%左右，这部分空调负荷与建筑设计有密切的关系，通常把它引起的能耗及节能称为建筑节能。 1 建筑物的方位、形状对空调负荷的影响
太阳辐射强度与朝向有关，一般东、西向的太阳辐射强度要高很多，而且太阳辐射热对空调冷负荷有较大的影响。因此，建筑物的主导朝向应尽量避免东、西朝向，并且避免在东、西向开窗。
众所周知，建筑维护结构的传热量与其维护结构的表面积有关，因此在建筑物的体积和使用面积相同的条件下，应力求减少其维护结构的外表面积，以减少建筑维护结构的传热量。 2 外窗对空调能耗的影响 （1）外窗面积
建筑物外窗的传热系数比较大，辐射热透过能力强，在相同面积的条件下，外窗的传热冷负荷往往会壁外墙高出数倍甚至十多倍。因此，从建筑节能角度而言，建筑物外窗的面积应尽量减少。可是，目前许多建筑物的设计，为了追求立面美观、造型多样，往往把外窗面积设计的过大，这对空调工程的节能十分不利。所以，在工程设计中，暖通空调专业应与建筑专业的设计师密切配合、相互协调，正确处理好建筑美观和节能之间的关系。
（2）外窗的隔热
对外窗进行隔热，增加其热阻，是建筑节能的有效办法之一。 a、吸热玻璃窗
吸热玻璃有吸收太阳辐射的作用，据资料介绍，厚度为5mm的吸热玻璃
第 55 页
可以接收30%-40%的太阳辐射热。
b、反射玻璃窗
在玻璃表面镀一层金属氧化物薄膜，俗称镀膜玻璃，它可以反射约30%的太阳辐射热。
c、茶色玻璃窗
茶色玻璃有各种不同的颜色，它对太阳辐射热透过率有较好的保护作用。 d、双层玻璃窗
双层玻璃窗提高传热热阻的同时可以减少对流传热和太阳辐射热透过。 e、玻璃窗遮阳设施
玻璃窗设置遮阳设施是减少建筑传热的有效设施，遮阳设施一般有百叶
窗和窗帘及建筑挑檐等，据资料介绍，遮阳设施一般可以减少40%以上的冷负荷。
（3）提高维护结构的隔热性能
外墙、屋顶的功能建筑维护结构是建筑传热的主体，具有很大的传热面积，在许多国家都制定有法规，对建筑维护结构的最小传热热阻进行了规定，适当增加维护结构的隔热性能，可以有效的减少空调冷负荷。
建筑节能有很大的潜力，经验表明当采用了各项综合建筑节能措施后，整个建筑的能耗可减少30%-50%。不过，在实际工作中，会遇到许多各种各样的问题，如建筑美观与建筑节能的矛盾、工程投资与节能的矛盾等，这就要求在工程设计中，设计师应做许多详细的工作，包括经济技术比较、各专业之间的配合协调工作、对业主的宣传解释工作等，把建筑节能工作落实到工程中去。 7.1.2空调系统的节能设计 （1）空调系统的节能设计
空调系统的节能设计，应根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况全过程的分析，寻找出一个比较合理的方案，使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理的运行，为在运行中节能创造良好的条件。
如前所述，在设计空调冷水泵时，当空调负荷变化时，系统水量也随之发生了变化，而管网是既定的，其特性不会改变，如何处理好这些变化和不变的关系，这就是设计中要解决的问题。 （2）合理选择设备
合理选择设备是设计方案中的重要组成部分，对耗能量大的冷水机组，类型众多，首先是要了解它们的性能，对蒸汽压缩式制冷冷水机组，有活塞式、螺杆式、离心式等。目前，可以大致规定，当空调冷负荷大于1744KW时应选用离
第 56 页
心式冷水机组；当空调负荷为700-1000KW时，可选用螺杆式冷水机组；当冷负荷小于120KW时，才选用活塞式冷水机组。这样规定主要是考虑到了冷水机组的特性、能耗等因素，对于同一种形式的冷水机组，还要考虑在部分负荷运行时其性能如何，蒸发器、冷凝器的阻力大小等等。合理的选择空调设备，在很大程度上决定了空调系统在今后的运行能耗。 7.1.3 空调系统的运行节能 （1）正确确定室内参数标准
对于舒适性空调，人的舒适感有一个较宽的范围，既然如此，在运行过程中，室内空气的参数标准就不必定的过高，根据资料介绍，夏季室内设定温度提高1℃，可以节约能量10%-15%，因而可以看出，夏季适当提高室内设计温度，冬季适当降低室内设计温度，可以获得良好的节能效果。 （2）合理使用新风量
供给新风是保证人们卫生要求和舒适感的基本条件，由于新风耗能比较大，因而新风应得到合理的使用，在满足卫生要求的前提下，减少新风量可以获得显著的节能效果。
对于室内人流量变化大的建筑，新风量应根据室内人员的变化情况，相应改变新风的供应量，如本设计中一到三层的百货商场，顾客波动大。另外，商场人流最大的时候也不一定出现在夏季最热的季节。据一些资料统计，每年的五月或十月人流量最大。因此，在夏季室外空调计算参数状态下，室内的人流量不是最大，无论是在设计时还是在运行时，新风量都可以减少，从而减少了新风空调负荷。
（3）充分利用室外空气自然冷源
在夏季室外空气焓值大于室内空气焓值和冬季室外空气焓值小于室内空气焓值时，在保证卫生条件的基础上，尽量减少新风量，可以达到节约能源的目的。相反，如果在夏季或过渡季节，当室外的空气焓值小于室内空气焓值时，可以加大新风量，以至全新风，可以充分利用室外空气的自然冷源，以减少制冷机的运行时间，达到节能的目的。如在过渡季节，宾馆客房部分还需供热，而往往餐厅、歌舞厅还需供冷，此时室外空气焓值比较低，便可以通过全新风来降温，而不必使用人工冷源。 （4）调整供水参数
当夏季室外气温不是太高时，房间的空调冷负荷减少，空调末端装置的负荷也减少，为此可以适当提高供水温度，也就是可以提高冷水机组的蒸发温度，提高制冷机的COP值，减少制冷机能耗。同时，如果降低冷却水的水温，也可以提高制冷机的COP值，达到节能的效果。
第 57 页
（5）合理使用水泵
水泵的能耗比较大，如果配置不当会严重浪费能量，空调冷水泵应得到合理的匹配，尽可能减少用节流的方法来调节水量。 （6）提高自动化水平
空调系统自动化控制，可以使系统集中管理和最佳控制，使空调运行效果最佳，而且能合理利用能量。随着计算机应用技术的发展，以计算机为基础的控制系统日臻完善。提高空调自动化控制水平是使空调系统节能运行的可靠手段。 7.1.4 热回收
空调房间一般设有供新风系统，同时有许多房间设有排风系统，排风的空气参数接近空调房间的室内空气参数，从而造成能量损耗。因此，如果可以回收部分排风中的能耗（包括冷量和热量），这种能量的回收和利用称为热回收。 热回收的方式有很多，如转轮换热器、中间热媒式换热器、板式显热换热器等。不同方式的热回收设备的效率、设备费用以及维护保养要求有所不同。下表是对各种热回收方式的粗略比较。
热回收方式 转轮换热器 中间热媒式换热器 板式显热换热器 板翘式全热换热器 热管换热器 效率 A C B A B 设备费用 B A B B B 维护保养 B A A A A 注：表中A，B，C的排列顺序比较由好到差。 各种不同的系统可以根据各自的特性选择适合条件的热回收方式，在本设计中采用板式显热换热器。其主要特点是：
（1）结构简单，运行安全可靠，没有动力设备，不消耗电能。 （2）设备费用相对而言较低。
（3）只能回收显热，换热效率比较低。 （4）设备体积比较大，占地面积大。
7.2 空调自动控制系统的应用
高层民用建筑——如高级旅馆、写字楼、商业中心及综合建筑楼群的迅速发展，
第 58 页
对空调系统及其技术的发展起了极大的促进作用。这些建筑的共同特点是：功能复杂多样，空调系统及其设备分布广泛，维护管理工作量大，空调系统能耗较多，使用要求比较高等。由此带来了对空调自动控制系统越来越高的要求，从而也使其得以迅速发展。
7.2.1 空调自动控制系统的控制原则 （1）人体的舒适性
高层民用建筑空调系统，是以满足一定的人体舒适性为基本要求的，因此舒适性也是空调自动控制系统设置时要考虑的原则。通过设置适当的控制系统，应能使空调系统保证各种场所的设计标准，如合理的温度、湿度、新风量等人体舒适性指标。 （2）节省能源
在满足必要的设计标准下尽可能节省能源，使空调自动控制系统的一个主要目标。节能与经济性是相关的，如何多到较少的投入而更多的节能，是评价自动控制系统设计优劣的一个重要依据。所以，设计空调自动控制系统时，进行适当的经济技术比较时必要的。 （3）运行管理
关于运行管理，有多方面的含义，既包括空调系统又包括自动控制系统。 1）设备的安全运行
一些空调设备（如冷水机组、水泵风机等），必须在规定的范围内运行，超过规定的范围，将会导致其运行工况恶化，降低使用寿命，甚至对设备造成严重破坏。因此，如何保证空调设备的正常及安全运行，是自动控制系统要解决的一个重要问题。
2）节省人力
由于空调设备分布比较广，运行管理全部由人工进行需要相当多的人工及投入极大的工作量，况且人工是无法随时控制室内参数的。设置自动控制系统的目的之一就是在可能条件下，尽量减少劳动人员的劳动操作强度，使运行管理更为方便。
3）保证人员安全
一旦系统及设备出现固执，人员的安全是首要的，这一点在消防系统中更具有明显的特点。
4）可靠性
可靠性是自动控制系统的基础。从目前情况看，空调自动控制系统的可靠性除与自动控制系统及其内部设备本身有关外，还与空调系统的设计密切相
第 59 页
关。一些设由空调自动控制系统的建筑不能按要求正常运行的原因是因为自动控制系统没有按空调的要求来设置，或者空调系统设计时没有考虑到其自动控制系统所能达到的能力，这两方面时相辅相成的。自动控制系统的调节控制能力是有限的，过于保守的空调设计，必然导致自动控制系统的精度达不到要求。因此，在设计时要充分了解自动控制系统的特点。 7.2.2 空调自动控制系统的组成
空调自动控制系统主要是由一些控制元器件组成，温度、湿度传感器，调节器，执行器，各种电动风阀水阀等等。 7.2.3 冷热源系统的控制 （1）冷冻水系统 1）设备连锁
在冷冻水系统中，首先要求的是系统在启动或停止的过程中，冷水机组应与相应的冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等进行电气连锁。只有当所有附属设备及附件都正常运行工作之后，冷水机组才能启动；而停车时的顺序则相反，应是冷水机组优先停车。
2）压差的控制
对于末端采用两通阀的空调水系统，冷冻水供回水总管之间必须设置压差控制装置，通常它由旁通电动两通阀和压差控制器组成。旁通阀在连接时，接口尽可能设于水系统中水流较为稳定的管道上。压差控制器（或压差传感器）的两端接管应尽可能靠近旁通阀两端并也应设于水系统中压力稳定的地点，以减少水流量的波动，提高控制的精确性。
3）设备运行台数控制
为了延长各设备的使用寿命，通常要求设备的运行累计小时数尽可能相同。因此，每次初启动系统时，应优先启动累计运行小时数最少的设备，这需要在控制系统中由自动记录设备运行时间的仪表。 （2）冷却塔的控制
冷却塔与与冷水机组是电气连锁的，但这一连锁并非要求冷却塔风机必须随冷水机组同时运行，而只是要求冷却塔的控制系统投入工作，一旦冷却回水温度不能保证时，则自动启动冷却塔风机。
因此，冷却塔的控制实际上是利用冷却回水温度来控制相应的风机（风机做台数控制或做变速控制），不受冷水机组运行状态的控制（例如，室外湿球温度较低时，虽然冷水机组运行，但也可能仅靠水从塔流出后的自然冷却而不是风机强制冷却即可满足水温要求），它是一个独立的控制环路。
第 60 页
（3）热水系统及冬夏季转换
1）热交换器的控制
空调热水系统与冷水系统相似，是以定供水温度来设计的。因此，热交换器控制的做法是：在二次水出口设温度传感器，由此控制依次热媒的流量。因一次热媒为热水，所以电动调节性能应采用等百分比型。
2）冬夏工况的转换
空调水系统冬夏工况的切换只是在两管制系统中才有，通常是通过在冷、热水供回水管上设置阀门来实现，自控设备的使用方式决定了冷热水管的接口位置及切换方式。
7.2.4 空调机组的控制空调机组是空调系统中的重要组成部分，其控制也是空调自动控制系统的重点内容之一。从内容上它大致包括温度控制、湿度控制、风阀控制及风机控制等。 （1）新风机组的控制
新风机组的控制通常包括：送风温度控制、送风相对湿度控制、防冻控制、CO2浓度控制以及各种连锁内容。 （2）空气处理机组的控制
一次回风机组的控制内容包括：回风（或室内）温湿度控制，防冻控制，再热控制及设备连锁等。 （3）风机盘管的控制
风机盘管的控制主要包括：风机转速控制和室内温度控制。室内温度的高低是由手动选择风机的三档变速开关来实现。
第 61 页
参考资料
1) 尉迟斌主编，《实用制冷与空调工程手册》，北京，机械工业出版社，2002。 2) 周邦宁主编，《中央空调设备选型手册》，北京，中国建筑工业出版社，2002。
3) 潘云钢编著，《高层民用建筑空调设计》，北京，机械工业出版社，1999。 4) 杨昌智等人编著，《暖通空调工程设计方法与系统分析》，北京，中国建筑工业出版社，2001。
5) 中元国际工程设计研究院编，《暖通空调设计》，北京，机械工业出版社，2001。
6) 亓育岱主编，《采暖通风空气调节设计图说》，济南，山东科学技术出版社，2004。
7) 《暖通空调制图标准》GB/T 50114-2001，北京，中国计划出版社。 8) 《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95，北京，中国计划出版社。 9) 陆亚俊等人编著，《空调工程中的制冷技术》，第二版，哈尔滨，哈尔滨工程大学出版社，2001年。
10) 薛殿华主编，《空气调节》，北京，清华大学出版社，1991年。 11) 赵容义主编，《简明空调设计手册》，北京，北京，中国建筑工业出版社，1993年。
12) 《民用建筑工程暖通空调及动力施工图设计深度图样》，北京，中国建筑标准设计研究院出版社，2004年。
第 62 页
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容