空调设计方案

设计说明
一、建筑概况
1、建筑地点：河南省洛阳市
2、建筑用途：4S店一层前半部为汽车展厅，一层后半部以及相应的二层为
办公区
3、建筑功能：包括休息、购车、办公等
二、气象参数
冬季空气调节室外计算温度：-5.1℃；冬季空气调节室外计算相对湿度：59％；夏季空气调节室外计算干球温度：35.4℃；夏季空气调节室外计算失球温度：26.9℃；夏季空气调节室外计算日平均温度：30.5℃；夏季室外平均风速：1.6m/s；冬季日照百分率：49％；最大冻土深度：20cm；夏季最多风向：WNW；极端最高气温：41.7℃；极端最低气温：—15.0℃。

三、室内气象参数
四、土建资料
4S店主体结构全部使用工字钢或者槽钢支撑，建筑外边部分用金属薄板包裹或者制作玻璃幕墙。

五、负荷计算
按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》计算并查得洛阳市民用建筑的平均冷指标为120w/㎡，热指标为70w/㎡，由于本工程
33家4S店全部采用钢结构建筑，并且外墙不做保温保护，所以设计冷
热指标增加10%-20%.
六、空调方案和水系统方案确定
空调系统按照空气处理设备的设置可分为集中式系统、半集中式系统、分散式系统。

本工程采用分散式系统，即将整体组装的空调器直接放在空调房间内或放在空调房间附近，每个机组只供一个或几个小房间的或者一个大房间内放几个机组的系统。

这样利于各个区域的控制，在房间不使用的情况下关闭空调开关，节约能耗。

空调方案按照处理空调负荷的输送介质可以分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、制冷剂系统。

全空气系统是房间内的负荷全部由空气承担的空调系统，全水系统是房间内的负荷全部由水承担的空调系统，空气-水系统是房间内的负荷由水和空气共同承担的空调系统，制冷剂系统是将制冷剂直接放在房间内消除房间内的余热余湿。

本工程采用全水系统，由于水的比热比空气大的多，所以在相同条件下只需要较小的水量，从而使管道所占的空间减小许多。

但是对于普通建筑来说仅靠水来消除余热余湿，并不能解决房间的通风换气问题。

因而通常不单独采用这种方式。

本工程由于建筑的特殊性，4S店汽车展厅以及办公室的屋顶与建筑后面的维修保养车间联通，而维修保养车间基本属于开放式空间，且空间面积较大，所以可以单独采用全水系统。

水系统按照供回水管的多少可以分为两管制、三管制、四管制。

两管制即是夏天供应的冷冻水和冬天供应的热水在相同的管子中运行，三管制是冷水和热水有各自的供水管，但回水是同一根管子，四管制是冷水和热水都有各自的供水管和回水管。

由于该工程并不要求在同一时间有的房间供冷有的房间供热，以及考虑到初投资及系统简单化的原因，本工程采用两管制。

七、设备选型
7.1、主机选型
本工程共有33家4S店，平均按照每家店的制冷/制热面积为1200平方，由规范已计算查得洛阳地区的冷指标为120 w/㎡，热指标为70w/㎡。

所以整个汽车园区的制冷量为120*33*1200=4752000w=4752kw，制热量为70*33*1200=2772000w=2772kw。

由于本工程中建筑的特殊性，所以总的制冷量和制热量各增加15%，即总的制冷量为5464.8kw，总的制热量为3187.8kw。

根据总的制冷量与制热量供选择两台型号不同水源热泵机组和两台型号相同的螺杆式水冷机组。

具体参数如下：
水源热泵机组：
由于型号为SGHP1200AⅡ的水源热泵机组是在施工过程中经甲方同意增加的主机，且所有空调外网管道已经基本铺设完毕，现在需要论证所铺设的管道是否能够承受增加主机而增加的水流量。

下图为整个汽车城园区的空调外网图
如上图所示，空调外网最大管径为DN350，其中每个阀门井中进入4S店的空调管径都是DN80。

管径为DN350的管道中的经济流速的上限为3m/s，当管道中的水流速度增大时，会相应的增加管道的沿程阻力，进而增加循环水泵的能耗，所以管道中的流速一般都选择经济流速的范围以内。

夏天四台主机同时工作时，总的额定冷冻水流量是358+195+199*2=951t/h=265kg/s，此时主管道中水的流速为：v=265/1000/π/（0.35/2）²=2.75m/s＜3m/s，所以在原定设计中增加一台型号为SGHP1200AⅡ的水源热泵主机主管道可以满足规范要求。

假设四台主机同时工作时，冷冻水平均流向33个阀门井，则每个阀门井的水流量是265/33=8.1kg/s，管径为DN80的经济流速上限是 1.8m/s，阀门井管道实际流速是8.1/1000/π/（0.08/2）²=1.62m/s＜1.8m/s，所以整个园区所铺设的空调管道最大管径和最小管径都能满足增加一台主机所增加的水流量，即园区内的空调管道可以满足增加主机而增加的水流量的要求。

7.2、水泵选型
水泵选型原则：
1、首先要满足最高运行工况的流量的扬程，并使水泵的工作状态点处于最高效率范围。

2、泵的流量和扬程应由10%～20%的富裕量。

3、当流量较大时，宜考虑多台并联运行，并联的台数不宜超过3台。

4、多台泵并联运行时，应尽可能选择同型号的水泵。

5、选泵时注意考虑系统的静压对泵体的作用，注意水泵壳体和填料的承压能力以及轴向推力对密封环和轴封的影响。

高层建筑水系统采用闭式循环时，系统的静压力大大超过系统克服沿程摩擦和局部阻力损失所需的压力，在选择水泵时应注明所承受的静压值，必要时由制造厂家做特殊处理。

冷冻水泵选型：
对于闭式系统，水泵杨程H p按下式计算：
H
p =h
f
+ h
d
+ h
m
式中h
f 、h
f
—水系统总的沿程损失和局部阻力损失，mH
2
O；
h
m
—设备阻力损失，mH
2
O。

夏天四台主机同时工作时总流量是951m³/h，根据设计规范要求，循环水泵与主机一一对应，四台主机需要四台水泵并联运行，则每台水泵的流量是238 m ³/h，外网最不利环路的沿程阻力损失为400kpa，单台主机水阻≤100kpa，末端水阻为20kpa，管道德局部阻力损失为38kpa，则总的阻力损失为
400+100+20+38=558kpa=55.8mH
2O,水泵扬程为55.8H
2
O。

冷却水泵选型：
水泵扬程
冷却水泵所需扬程为：
H
p =h
f
+h
d
+h
m
+h
s
+h
o
式中h f，h f—水系统总的沿程损失和局部阻力损失，mH2O；
h m —设备阻力损失，mH
2
O；
h s —冷却塔中水的提升高度，mH
2
O；
h m —冷却塔中喷嘴喷雾压力，mH
2
O，约等于5 mH
2
O。

型号为SLSB1100Ⅱ的螺杆式水冷机组的水阻为≤100kpa，冷却水流量为
238t/h，即单台水泵的流量为238t/h。

冷却水循环系统的沿程阻力损失与局部阻力损失之和为20kpa，冷却塔中的水面提升高度距地面为8m，即80kpa，则冷
O。

却水泵的扬程为100+20+80+50=250kpa=25mH
2
冷却塔选型：
冷却塔冷却水量按下式计算：
W=Q/cΔt
式中W—冷却塔冷却水量，kg/s；
Q—冷却塔排走冷量；压缩制冷剂取制冷机负荷1.3倍；
Δt—冷却塔进出水温差，℃，压缩式制冷机取4～5℃。

已知单台型号为SLSB1100Ⅱ的螺杆式水冷机组的制冷量为1159kw，冷却水进水温度为30℃，出水温度为35℃，所以冷却塔进出水温差为5℃。

则冷却塔水流量=1159000*1.3/4200/5=72kg/s=259t/h，考虑设备的能耗，冷却塔水流量选择300t/h。

潜水泵选型:
由于各个空调井的流量已经通过实验知道，所以在选择潜水泵只需要计算
O，动水位深度在施工过程中已经测出潜水泵的扬程即可，潜水泵扬程=H+30 mH
2
出为30m，则潜水泵扬程为60mH
O。

2
注：由于增加主机的缘故，用于水源热泵的冷却水，即空调井水流量不能满足两台主机同时工作时对冷却水的要求，所以需要在另行打井，以满足主机要求。

原设计中的空调井管道已经铺设完毕，由于管道管径原因，所铺设管道并不能满足增加空调井的数量所增加的水量，所以建议在已铺设的管道上方再另行铺设管道。

参考文献
[1] 黄绪镜.百货商场空调设计.北京：中国建筑工业出版社.1992
[2] 陆耀庆.实用供热空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1993
[3] 陆亚俊，马最良，邹平华等.暖通空调.北京：中国建筑工业出版社.2002
[4] 赵荣义.简明空调设计手册.北京：化学工业出版社.2003
[5] 马最良，姚杨.民用建筑空调设计.北京：中国建筑工业出版社.1998
[6] 杨昌智.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，2001.10
[7] 赵荣义.空气调节.北京：中国建筑工业出版社，1994.7。