空调系统设计方法

根据计算的冷、热负荷，根据建筑的使用特点选择合适的主机。 然后根据主机选择相应的附属设备。常规机房的设备及布置原则
制冷机房设备
• • • • • • • • 制冷/制热主机 冷却塔 冷冻水泵、冷却水泵 补给水泵 水处理设备 除污器 膨胀稳压设备 机房电气
机房内设备布置
机房内设备布置应符合下列规定： • 1.机组与墙之间的净距不小于1m，与配电柜的距离不小于 1. 5m； • 2.机组与机组或其他设备之间的净距不小于1.2m； • 3.宜留有不小于蒸发器、冷凝器或低温发生器长度的维修 距离； • 4.机组与其上方管道、烟道或电缆桥架的净距不小于1m； • 5.机房主要通道的宽度不小于1.5m。
非稳态方法计算的夏季冷负荷
空调区的下列各项得热量，应按非稳态方法计算其形成的夏 季冷负荷，不应将其逐时值直接作为对应时刻的逐时冷负荷 值： • 1.通过围护结构传入的热量 • 2.通过透明围护结构进入的太阳辐射热量 • 3.人体散热量 • 4.非全天使用的设备、照明灯具散热量等
稳态方法计算的夏季冷负荷
空调区的夏季计算得热量
空调区的夏季计算得热量，应根据下列各项确定 • 1.通过围护结构传入的热量 • 2.通过透明围护结构进入的太阳辐射热量 • 3.人体散热量 • 4.照明散热量 • 5.设备、器具、管道及其它内部热源的散热量 • 6.食品或物料的散热量 • 7.渗透空气带入的热量 • 8.伴随各种散湿过程产生的潜热量
辐射板 构造
风管式
装配式
整体式
末端设备-风机盘管
风机盘管一般分为立式和卧式两种。可按室内安装位置选定， 同时根据室内装修的需要可做成明装或安装。
风机盘管机组在其循环空气入口处应安装可清洗或可更换的 过滤器。
末端设备-风机盘管
• 优点：布置灵活，各房间可独立调节室温，房间不住人时 可方便的关掉机组（风机），不影响其他房间，从而比其 他系统较节省运行费用。此外，房间之间空气互不串通， 又因风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的 调节。 • 缺点：对机组制作应有较高的质量要求，否则在建筑物大 量使用时会带来维修方面的困难。当风机盘管机组没有新 风系统同时工作时，冬季室内相对湿度偏低，故此种方式 不能用于全年室内湿度有要求的地方。风机盘管由于噪声 的限制因而风机转速不能过高，所以机组剩余压头很小， 气流分布受限制，适用于进深小于6m的房间。
根据建筑的实际使用情况，选择合适的空调系统。确定水系统是 否需要进行竖向分区，对水系统的形式进行确定，设计时应考虑 水力平衡；确定空气系统的形式，并根据室内的装饰设计及房间 布局，确定气流组织形式，布置风口
空调水系统
类型 特征
管路系统与大气相 通
冷负荷估算指标
建筑名称或房间类型 旅馆类：标准客房 酒吧、咖啡 西餐厅 中餐厅、宴会厅 商店、小卖部 中庭、大堂 小会议室（允许少量吸烟） 大会议室（不允许吸烟） 理发、美容 保龄球（投球区） 健身房 交谊舞厅 迪斯科舞厅 办公室 冷负荷指标 （W/m2空调面积） 80~110 100~180 160~200 180~350 100~160 120~160 200~300 180~280 120~180 160~240 100~150 200~250 250~350 90~120
末端设备-辐射换热器
埋管式 毛细管式 热媒水循环流动于埋置在地面、墙面或平顶的填充层或 粉刷层内的直径d=10~20mm金属管或塑料管内而构成 模拟植物叶脉和人体血管输配能量的形式，利用 φ3.35*0.5mm导热塑料管预加工成毛细管席，然后采 用砂浆直接粘贴于墙面、地面或平顶表面而组成辐射板 利用建筑构件如空心楼板的空腔，让热空气循环流其间 而构成 在按一定模数组成的金属板上通过焊接、镶嵌、粘接、 紧固等方式与金属管相固定而预制成辐射板 整块辐射板系通过模压等工艺形成的一个带有水通路的 整体，没有接触热阻
单机名义工况制冷量(kW) 冷水机组类型
≤116
116-1054 1054-1758 ≥1758
涡旋式
螺杆式 螺杆式 离心式 离心式
主机
• 制冷主机名称及其功能
名称 水冷式 水-水热泵 风冷式 空气-水热泵 蒸发冷却式 功能 水冷单冷式（可带热回收） 水冷式制冷及水热源热泵制热（可带热回收） 风冷单冷式（可带热回收） 风冷式制冷及空气热源热泵制热（可带热回收） 蒸发冷却单冷式（可带热回收）
空气-制冷剂系统（VRV）
• 风机+冷剂盘管（供冷时为蒸发器/供热时为冷凝器）:由小 型低压头风机和冷剂盘管（制冷剂之蒸发器或冷凝器）所 构成，俗称室内机，而室外机即制冷压缩冷凝机组（供冷 时），新风系统可独立设置
根据计算的冷负荷和新风负荷选择相应的设备
主机
• 目前常用的空调人工冷源设备有电动压缩式冷水机组和溴 化锂吸收式冷水机组两大类 • 水冷式冷水机组选型范围
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末端设备-风机盘管
• 风机盘管水系统
末端设备-风机盘管
风机盘管水系统设计要点：
• 1.水系统一般采用两管制，闭式系统。 • 2.水系统的竖向分布，应根据设备和管道及附件的承压能力确 定，两管制系统尚应按建筑物朝向分区布置。为使水量分配比 较均匀，压差相差达15%以上时，需采用水量平衡的措施。 • 3.风机盘管凝结水盘的泄水管坡度，不宜小于0.01。 • 4.风机盘管水系统水平管段和盘管接管的最高点，应设排气装 置，最低点应设排污泄水阀。 • 5.为了对风机盘管进行检修和对系统水量进行初调平衡，应在 每一水平环路的供回水干管、垂直供回水主管的两端、机组供 回水支管上装设调节阀门。
全空气系统
VAV • 1.同一个空调系统中，各空调区的冷、热负荷差异和变化 大 • 2.低负荷运行时间较长 • 3.各空调区的温度，要求分别进行控制 • 4.建筑区内全年需要送冷风
全水系统
空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担 风机盘管系统(无新风)
空气-水系统
• 风机+水盘管:由小型低压头风机和表 冷器构成，表冷器（盘管）有干、湿 之分，风机盘管出风口与新风系统可 分别设置 • 诱导器:借新风系统之动力，诱导室 内回风经显热盘管（干盘管）热交换 后与新风混合后送风 • 风机+辐射换热器：主要布置在房间 顶部，不足时可在侧墙布置。新风系 统独立设置。
全空气系统
CAV单风管: • 1.空调区的面积和空间大，人员多、使用时间基本一致 • 2.对噪声控制具有较高要求 • 3.要求对空调区的温、湿度进行集中监控和管理 • 4.要求恒温、恒湿或具有高洁净度要求的工艺性空调系统 CAV双风管: • 1.要求对空调区内各个房间能单独进行温湿度调控 • 2.空调冷热负荷特别复杂
空调系统设计方法
上海同济
仔细阅读原始设计资料、文件，如设计任务书、建筑图，充分了 解设计对象的特点以及室内环境或工艺工程对空调系统的要求； 收集相关的设计参考资料，设计手册、设计措施、设计规范（标 准）等
• 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB507362012 • 《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB500192015 • 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计规范》JGJ134-2010 • 《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2015 • 《地源热泵系统工程技术规范》 GB50366-2005（2009版） • 《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012 • 《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》2009 年 • 《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调.动 力》2007年 • 《建筑设计防火规范》GB50016-2014 • 《声环境质量标准》GB3096-2008
末端设备
末端设备的分类 • 1.组合式空调机组：各功能段根据需要选用 • 2.风机盘管：主要形式有卧式暗装（有普通型与高静压之 分）、立式明装、卡式吸顶等。
• 3.辐射换热器
末端设备
组合式空调机组
末端设备-辐射换热器
分类根据 名称 供冷辐射 使用功能 供暖辐射 特征 应用16~20℃的冷媒水循环流动于辐射板换热元件（管道） 内，将室内余热转移至室外 应用30℃以上的热媒水循环流动于辐射板换热元件（管 道）内，向室内供暖
室内设计参数
• 严寒和寒冷地区主要房间应采用18℃~24 ℃; • 夏热冬冷地区主要房间宜采用16 ℃ ---22 ℃; • 人员长期逗留区域空调室内设计参数应符合下表的规定：
室内设计参数
• 供暖与空调的室内热舒适性应按现行国家标准《中等热环 境PMV 和PPD 指数的测定及热舒适条件的规定》 GB/T18049 的有关规定执行，采用预计平均热感觉指数（ PMV）和预计不满意者的百分数（PPD） 评价，热舒适 度等级划分应按表3.0.4 采用。
热负荷
冬季供暖通风系统的热负荷应根据建筑物下列散失和获得的 热量确定： • 1.围护结构的耗热量 • 2.加热由外门、窗缝隙渗透入室内的冷空气耗热量； • 3.加热由外门开启时经外门进入室内的冷空气耗热量； • 4.通风耗热量 • 5.通过其他途径散失或获得的热量
夏季计算散湿量
空调区的夏季计算散湿量，应考虑散湿源的种类、人员群集 系数、同时使用系数以及通风系数等，并根据下列各项确定： • 1.人体散湿量； • 2.渗透空气带入的湿量； • 3.化学反应过程的散湿量； • 4.非围护结构各种潮湿表面、液面或液流的散湿量； • 5.食品或气体物料的散湿量； • 6.设备散湿量 • 7.围护结构散湿量
• 噪声等级：昼间55bB，夜间45bB
新风指标
• 公共建筑主要房间每人所需最小新风量应符合表3.0.6-1规 定。
新风指标
• 设置新风系统的居住建筑，所需最小新风量宜按换气次数 法确定。居住建筑换气次数宜符合表3.0.6-2规定。
在方案设计和初步设计阶段，一般采用冷负荷指标估算空调冷负 荷。在施工图设计阶段，空调冷负荷计算所需的基础资料和数据 基本齐全，冷负荷应该进行详细计算。由于维护结构都有一定的 蓄热性，对负荷具有延迟和衰减作用，在进行冷负荷计算时采用 非稳态计算法进行。
空调系统的选择原则
选择空调系统时，应符合下列原则：
• 1.根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况、 参数要求、所在地区气象条件和能源状况，以及设备价格、 能源预期价格等，经技术经济比较确定 • 2.功能复杂、规模较大的公共建筑，宜进行方案对比并优 化确定 • 3.干热气候区应考虑其气候特征的影响
冷负荷估算指标
建筑名称或房间类型 商场、百货大楼 餐馆 科研、办公室 公寓、住宅 冷负荷指标 （W/m2空调面积） 150~250 200~350 90~140 80~90
图书、阅览 展览厅、陈列室
会堂、报告厅
75~120 130~200
150~200
通过技术经济比较，选择并确定适合所设计建筑物的空调系统方 式、冷热源方式、以及空调系统控制方式。
根据设计建筑物所处地区，查取室外空气冬、夏季气象设计参数 ；根据设计建筑物的使用功能，确定室内空气冬、夏季设计参数 。
室外设计参数
• • • • • • • 冬季通风室外计算温度℃：4.2 冬季空气调节室外计算温度℃：-2.2 冬季空气调节室外计算相对湿度%：75 夏季空气调节室外计算干球温度℃：34.4 夏季空气调节室外计算湿球温度℃：27.9 夏季通风室外计算温度℃：31.2 夏季通风室外计算相对湿度%：69
供冷/供暖辐 一板两用，既供暖又供冷，冬季用以供暖、夏季用以供 射 冷
安装方式
组合式 （干式）
直埋式 （湿式）
加热盘管预先镶嵌在绝热板上，并以铝箔覆面预制成片 状辐射板，现场仅进行组合、拼装和配管（线）连接， 没有砂浆粉刷和混凝土浇捣工作；整个安装过程为干式 作业 加热管在现场敷设，并在现场埋置于粉刷层或现浇混凝 土填充层内。由于需浇混凝土，所以也称湿式
空调区的下列各项得热量，可按稳态方法计算其形成的夏季 冷负荷： • 1.室温允许波动范围大于或等于+1℃的空调区，通过非轻 型外墙传入的传热量； • 2.空调区与邻室的夏季温差大于3℃时，通过隔墙、楼板 等内围护结构传入的传热量； • 3.热源密集空调去的人体散热量； • 4.全天使用的设备、照明灯具散热量等。