空調(diào)工程設計內(nèi)容與設計步驟

1、1空調(diào)工程設計內(nèi)容與設計步驟（一） 選擇空調(diào)系統(tǒng)并合理分區(qū)1、 空調(diào)系統(tǒng)的選擇根據(jù)空調(diào)冷熱源布置，冷媒輸送方式及空氣處理過程的特點，概括性地說空調(diào)系統(tǒng)一般有三種形式， 即集中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)選擇的總原則和要求（1）選擇時根據(jù)用途、規(guī)模、使用特點、室外氣象條件、負荷變化情況和參數(shù)要求等因素通過技術(shù)經(jīng)濟比 較確定。這樣就可以在滿足使用要求的前提下，盡量做到投資省、系統(tǒng)運行經(jīng)濟和能耗小（2） 對集中式空調(diào)系統(tǒng)（又稱中央空調(diào)系統(tǒng)），要求一般采用單風管式低風速空調(diào)系統(tǒng)，當房負荷變化較 大，采用變風量系統(tǒng)能滿足要求時，不宜采用定風量再熱式系統(tǒng)，不過普通舒適性空調(diào)精度無

2、嚴格要求，目前仍較多采用無再熱的定風量集中式系統(tǒng)。僅作為夏季降溫用的系統(tǒng)，不應采用二次回風系統(tǒng)。（3）空調(diào)面積較小的房間，或建筑物中僅個別房間有空調(diào)要求的情況，宜采用分散式空調(diào)系統(tǒng)。對空氣調(diào) 節(jié)房間較多，且各房間空調(diào)要求不一的建筑物，條件許可時，宜采用四管制或雙風道變風量空調(diào)系統(tǒng)。面積很大的空調(diào)房間，或者室內(nèi)空氣設計狀況想同、熱濕比和使用時間也大致相同，且不要求單獨調(diào) 節(jié)的多個空調(diào)房間，通常多采用單風管、低速、一次回風、無再熱的定風量集中式空調(diào)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)現(xiàn) 在再我國民用建筑舒適性中央空調(diào)中采用最多。賓館式建筑和多功能綜合大樓的中央空調(diào)系統(tǒng)，一般都設有集中冷熱源，水一風形式的集中空調(diào)；其中的

3、餐廳、商場、舞廳、展覽廳、大會議室、辦公室等多采用組合式空調(diào)器（或柜式空調(diào)器）的風系統(tǒng)， 并且多為低速單風管、一次回風與新風和混合、無再熱的定風量系統(tǒng)；客房、中小型會議室、貴賓房等則 常用風機盤管加新風系統(tǒng)。2、空調(diào)系統(tǒng)的分區(qū)同一建筑內(nèi)平面和豎向房間的負荷差別大，各房間用途、使用時間和空調(diào)設備承壓能力等均不相同，為使空調(diào)系統(tǒng)既能保持室內(nèi)要求參數(shù)，又能經(jīng)濟管理，就需要將系統(tǒng)分區(qū)。系統(tǒng)分區(qū)主要考慮室內(nèi)設計參數(shù)、負荷特性、建筑高度房間使用功能和使用時間等因素。一般方法是：（1）將室內(nèi)溫濕度基數(shù)、潔凈度和噪聲等要求相同或相近的房間劃為一個系統(tǒng)。（2）根據(jù)空調(diào)控制精度，將室內(nèi)溫、濕度允許波動范圍相同或相

4、近的房間劃分為一個系統(tǒng)。（3） 對大型辦公樓來說，周邊區(qū)（由玻璃窗到進深5米左右）受到室外氣溫和太陽輻射的影響，冬夏季空 調(diào)負荷變化大，內(nèi)部區(qū)由于遠離外圍結(jié)構(gòu)，室內(nèi)負荷主要是人體、照明、設備等的發(fā)熱，空調(diào)負荷變化較小，可能全年為冷負荷。因此，可將平面分為周邊區(qū)和內(nèi)部區(qū)。（4） 在高層建筑中，根據(jù)設備、管道、配件等承壓能力，沿其高度方向上劃分，可分為低區(qū)、中區(qū)和高區(qū)。（5）按建筑物各房間的用途、功能、性質(zhì)和使用時間分區(qū)，設置不同的空調(diào)系統(tǒng)。例如：辦公樓建筑可按 辦公室、會議室、食堂等設置不同的空調(diào)系統(tǒng)。旅館建筑客房是全天使用的，而其他餐廳、會議室、舞廳 等非全天使用，應劃為不同的空調(diào)系統(tǒng)。醫(yī)院應

5、把潔凈度要求相同的房間劃為一個區(qū)，按門診、手術(shù)室、 病房、辦公室分別設置空調(diào)系統(tǒng)。除了雙風道、變風量和水源熱泵系統(tǒng)外，一般應注意避免把負荷特性（指熱濕負荷大小及變化情況等）不同的空調(diào)房間劃分為同一系統(tǒng)，否則會導致能耗的增加和系統(tǒng)調(diào)節(jié)的困難，甚至不能滿足要求。同時對負荷特性一致的空調(diào)房間，規(guī)模過大時，宜劃分為若干個子系統(tǒng)，分區(qū)設置空調(diào)系統(tǒng)，這樣將會 減少設備選擇、管道布置系統(tǒng)安裝及調(diào)節(jié)控制等方面的困難。集中式空調(diào)系統(tǒng)：按處理空氣的來源分：直流式、封閉式、回風式?；仫L式分：1、一次回風：回風與新風先混合，然后加以處理達到送風狀態(tài)的集中式系統(tǒng)。 2、二次回風：新風與部分回風混合并經(jīng)處理后再次與部分回

6、風混合而達到要求的送風狀態(tài) 按送風管套數(shù)分：1、單風管式：只能從空調(diào)機房送出一種狀態(tài)經(jīng)處理的空氣。2、雙風管式：一條風管送冷風，一條風管送熱風，冷風和熱風在各房間的送風口前的混合箱內(nèi)按不同比例混合達到各自要求的送風狀態(tài)后，再送入房間。同時，根據(jù)主送風管內(nèi)的空氣流速，又可分為：低速空調(diào)系統(tǒng)（一般主風管風速在15m/s 以下）和高速空調(diào)系統(tǒng)（主風管風速在 15m/s 以上）2（二）確定室外空氣計算參數(shù)和室內(nèi)空氣設計參數(shù)空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷計算總是以空調(diào)室內(nèi)外空氣參數(shù)為依據(jù)，正確確定建筑物所在地室外空氣計算參數(shù)和建筑物中各類不同使用功能的空調(diào)房間的室內(nèi)空氣設計參數(shù)，對空調(diào)設備的投資和經(jīng)濟運行等均具有重要

7、 意義。1、 室外計算參數(shù)的確定主要參數(shù)有：夏季室外空氣調(diào)節(jié)日平均溫度、夏季空調(diào)室外計算干球溫度和濕球溫度、冬季室外空調(diào)計算 干球溫度和相對濕度、夏季和冬季的室外大氣壓力、夏季和冬季的室外平均風速等。參數(shù)可在室外氣象參 數(shù)表中查取。2、 室內(nèi)空氣參數(shù)的確定確定室內(nèi)空氣參數(shù)主要應考慮建筑物的空調(diào)標準（或工藝要求），同時還應考慮到室外空氣參數(shù)、冷熱源情況、經(jīng)濟條件及節(jié)能要求等因素。（1） 舒適性空調(diào)室內(nèi)溫、濕度標準夏季：溫度應采用24 28C;相對濕度 應采用40%- 65%風速不應大于0.3m/s。冬季：溫度應采用18 22C；相對濕度應采用40沿60%風速不應大于0.2 m/s。（2）工藝性空

8、調(diào)室內(nèi)溫、濕度標準 相關(guān)參數(shù)在有關(guān)規(guī)范或空調(diào)手冊中查取確定工藝空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)時，一定要了解實際工藝生產(chǎn)過程對溫、濕度的要求。對于夏季室溫和相對濕 度低于舒適性空調(diào)的場所，在工藝條件允許的前提下，夏季盡量提高室溫和相對濕度，這樣可以節(jié)省設備 投資和能源消耗，而且有利于工人健康。（三）空調(diào)負荷的計算空調(diào)負荷包括空調(diào)房間負荷、新風負荷、空調(diào)系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)負荷。計算方法有冷負荷系數(shù)法或諧波反應 法。冷負荷系數(shù)法計算空調(diào)房間的具體方法。1、冷負荷系數(shù)法確定空調(diào)房間各項冷負荷（1）圍護結(jié)構(gòu)瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法1外墻和屋頂瞬變傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋頂瞬變傳熱形成的逐時

9、冷負荷可按下式計算：LQ1= F K （tl,n-tn） W式中：F 外墻和屋頂?shù)挠嬎忝娣e，怦；K外墻和屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)，W/（m2K） tn室內(nèi)設計溫度，C;tl,n外墻和屋頂?shù)睦湄摵捎嬎銣囟鹊闹饡r值, 對不同地區(qū)和不同情況應該按下式進行修正：tl,n=（ tl,n+td） KaKPC式中：tl,n外墻和屋頂?shù)睦湄摵捎嬎銣囟鹊闹饡r值,td地區(qū)修正系數(shù)，C需查表Ka不同外表面換熱系數(shù)修正系數(shù)（需查表）Kp不同外表面的顏色修正系數(shù)（需查表）各地區(qū)的室外表面換熱系數(shù)aw,可根據(jù)該地的室外平均風速v,按下式計算：aw=3.85v+8.95kcal/（ m2hC）或aw=4.48v+10.41W/（m2

10、K）室內(nèi)換熱系數(shù)，一般可取8.7W/（m2K）2內(nèi)墻、樓板等室內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱形成的瞬時冷負荷當空調(diào)房間的溫度與相鄰非空調(diào)房間的溫度差大于3C時，需要考慮由內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對空調(diào)房間（需查表）C（需查表）C（需查表）3形成的瞬時冷負荷。這可按如下的穩(wěn)定傳熱公式計算：LQ2=FK- （tls- tn） W式中：F 內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱面積，怦。K內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/（m2K）（需查表）tn夏季空調(diào)室內(nèi)設計溫度，C；tls相鄰非空調(diào)房間的平均計算溫度，C，用下式計算：tls=tp+tlsC式中：tp夏季空調(diào)室外計算日平均溫度，C ；tls相鄰非空調(diào)房間的平均計算溫度與夏季空調(diào)室外計算日平均溫度的

11、差值。當鄰室散熱量很少（如辦公室、走廊等）時，tls取23;當鄰室散熱量V23W/m3時，tls取3;當鄰室散熱量在23116W/m3之間時，tls取5。3外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 在室內(nèi)外溫差作用下，玻璃窗瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，可按下式計算：LQ3=FK（tl-tn） W式中：F外玻璃窗面積，m2。K玻璃窗的傳熱系數(shù)，W/（mK）（需查表）tn室內(nèi)設計溫度，C；tl玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，C（需查表）對不同的地點應按下式修正tl=tl+tdC式中：tl玻璃窗的冷負荷溫度逐時值，C（需查表）td地區(qū)修正系數(shù)（需查表）2）透過玻璃進入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時冷負荷通過玻璃進入室內(nèi)的日射

12、得熱形成的逐時冷負荷LQ4可按下式計算:LQ4=FCZD,max QQW式中：F窗玻璃的凈面積，m，是窗口面積乘以有效面積系數(shù)Ca。Ca（需查表）CZ窗玻璃的綜合遮擋系數(shù)，CZ= CsCn,CsCn（需查表）D,max日射得熱因數(shù)最大值，W/m;（需查表）CLQ冷負荷系數(shù)需查表（3）室內(nèi)熱源形成的冷負荷 室內(nèi)熱源包括照明散熱、人體散熱及工藝設備散熱等。室內(nèi)熱源散出的熱量包括顯熱和潛熱量部分， 潛熱散熱作為瞬時冷負荷，顯熱散熱中對流熱成為瞬時負荷，而輻射熱則先被圍護結(jié)構(gòu)等物體表面吸收， 然后再緩慢地逐漸散出，形成滯后冷負荷。因此，必須采用相應的冷負荷系數(shù)。1照明散熱形成的冷負荷 照明散熱形成的冷

13、負荷可按下式計算： 白熾燈：LQ5=1000 N- CLQW熒光燈：LQ5=1000nir）2 N -CLQW式中：N照明燈具所需功率，W;ni鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取ni=1.2，當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取n1=1.0;n2燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈罩上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱于頂棚內(nèi)，取n2=0.50.6,而熒光燈罩無通風孔者，則視頂棚內(nèi)通風情況，取n2=0.60.8;CLQ照明散熱冷負荷系數(shù)，根據(jù)明裝和暗裝熒光燈及白熾燈，按照不同的空調(diào)設備運行時間和開燈好、時間及開燈后的小時數(shù)，需查表2人體散熱形成的冷負荷人體散熱形成的冷

14、負荷，可按下式計算：LQ6=qsnn， N -CLQ+ qLnn，W式中：CLQ人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)（需查表），對人員密集的場所，可取CLQ=1.0，對于室溫在全天24小時內(nèi)不能保持恒定的，也可取人體顯熱冷負荷系數(shù)CLQ=1.0；4式中：qs成年男子顯熱散熱量，W（需查表）n室內(nèi)全部人數(shù)；qL成年男子潛熱散熱量，W;（需查表）n群集系數(shù)（需查表）3設備和用具的散熱量引起的冷負荷設備和用具的散熱量引起的冷負荷，可按下式計算：LQ7=QCLQ+QqW式中：Q設備和用具實際的顯熱散熱量，WCLQ設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)，根據(jù)有罩和無罩情況（需查表）；Qq設備和用具實際的潛熱散熱量，W。（常用家

15、電的散熱量可查表）設備和用具的顯熱散熱量，也可根據(jù)其類型按下述公式計算：a）電動設備的顯熱量當工藝設備在室內(nèi)，電動機不在室內(nèi)時：Q= nin2n3 N/nW當工藝設備不在室內(nèi)，只有電動機在室內(nèi)時：Q=nin2，n3N（ 1-n ） / nW式中：N電動設備的安裝功率，W；n 電機效率；（需查表）n1安裝系數(shù)，即電動機的最大實耗功率與安裝功率之比，通常取n仁0.70.9；n2負荷系數(shù)，即電動機平均實耗功率與設備設計時最大實耗功率之比，通常對精密機床取n2=0.150.40；對普通機床取n2=0.5；n3同時使用系數(shù)，即室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，根據(jù)工藝過程中設備的使用情況，通

16、常取n3=0.50.8。b）電熱設備顯熱散熱量對于無保溫密閉罩的電熱設備Q= n1n2n3n4N W式中：n1、n2、n3的意義同前式；n4考慮排風帶走熱量的系數(shù)。c）電子設備的散熱量電子設備的散熱量按Q= n1n2n3N（1-n）/nW計算，電子計算機取n2=1.0，一般儀表取0.50.9。 通常每臺計算機的冷負荷值可按300350W考慮實際上內(nèi)部熱源的影響很難精確計算，設計時很難明確，這時可采取簡化計算，同時考慮一定的修正因素。燈光照明散熱形成的冷負荷計算式可簡化為:白熾燈：LQ5=(0.90.95)1000 NW熒光燈：LQ5=(0.90.95)1000 n1-n2NW人體散熱引起的冷負

17、荷計算式可簡化為：LQ6=（0.90.95） - （qs+ qL）n -nW在餐廳、多功能宴會廳的設計中，還應考慮到食物的散熱和散濕，其數(shù)據(jù)可按就餐人數(shù)考慮：食物全熱：17.4W/人，食物顯熱和潛熱：8.7W/人，食物散濕：11.5g/（h人）。2、 空調(diào)房間冷負荷的確定“設計規(guī)范”規(guī)定：空調(diào)房間的夏季冷負荷，應按各項逐時冷負荷的綜合最大值確定，具體方法為：(1)分項計算各項得熱引起的冷負荷的逐時值，外墻負荷、窗日射負荷應按南、東、西、北等各朝向分 另燧時計算，再按鐘點將各朝向的冷負荷逐時相加。(2)將同一鐘點的各項冷負荷抄列于匯總表中，并逐時相加得岀各鐘點的各項冷負荷的總和。(3)考慮最不利

18、情況，取上表中逐時累計的各項冷負荷總和中最大值最為該空調(diào)房間的冷負荷。(4)如果空調(diào)系統(tǒng)中新風直接送入房間處理(則新風不承擔室內(nèi)空氣負荷時)，則空調(diào)房間冷負荷還應 包括5新風負荷。3、 新風量的確定與新風冷負荷(1)新風量的確定考慮在滿足衛(wèi)生要求的前提下盡量節(jié)能的原則，結(jié)合實踐經(jīng)驗，“設計規(guī)范”對空調(diào)系統(tǒng)的新風量作了如下規(guī)定：民用建筑的新風量房間名稱每人最小新風量(m3/h)吸煙情況影劇院、博物館、體育館、商店辦公室、圖書館、會議室、餐廳、 舞廳、醫(yī)院的門診部和普通病房旅館客房81530無無少量民用建筑每人每小時所需的新風量(最小值)房間名稱新風量m3/(h人)吸煙情況影劇院8.5無體育館8.

19、0無百貨商店8.5無高級客房30.0少量餐廳20.0少量辦公室25.0無會議室50.0大量一般病房17.0無備注：1、旅館客房等設有專用衛(wèi)生間，新風量應比排風量稍大一點，或排風量取為確定的 新風量的90%以維持室內(nèi)正壓。一般情況下，新風量與送風量的比可取為10%-15%。2、對一般工業(yè)用空調(diào)每人所需的新風量不小于30nS/h，如室內(nèi)有排風系統(tǒng)時，空調(diào)的新風量不應小于排風量。對有特殊氣味、有害氣體、有空氣污染源的房間，新風量應適當提高；對有細菌和有毒物質(zhì)的特殊空調(diào)房間，應全部采用新風，且排風量應大于新風量。(2)新風負荷的確定在濕空氣的hd圖上，根據(jù)設計地室外空氣的夏季空調(diào)計算干球溫度tw和濕球

20、溫度tw,s確定新風狀態(tài)點W,得出新風的焓hw；根據(jù)室內(nèi)空氣的設計溫度tN和相對濕度N,確定回風狀態(tài)點N(也就是室內(nèi) 空氣設計狀態(tài)點)，得出回風的焓hN,則夏季空調(diào)的新風冷負荷CLW可按下式計算：CLW=1.2 Lw- ( hW-hN)W式中：Lw新風量，m3h;hw新風狀態(tài)點W的焓值，kJ/kg；hN回風狀態(tài)點N的焓值，kJ/kg；1.2空氣在20C時的密度，kg/ m3。4、空調(diào)系統(tǒng)冷負荷的確定多個房間共用同一空調(diào)系統(tǒng)時，空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷可按上述方法算岀的各個房間的空調(diào)逐時綜合冷負荷相加，并逐時累計其中最大值為空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷。5、制冷系統(tǒng)負荷的確定確定空調(diào)用制冷系統(tǒng)的負荷(如冷水機組或獨立式空調(diào)機組的制冷量)時，應考慮空調(diào)系統(tǒng)所服務的房間的同期使用率，制冷裝置及冷水系統(tǒng)的冷量損失，制冷設備運行一段時間后岀力及傳熱效率降低，及設備 可能發(fā)生故障而需有一6定的備用量等因素的影響。制冷系統(tǒng)負荷Qo可按下式確定：Qo=Q KrKfKnKbW式中：Q空調(diào)系統(tǒng)冷負荷，WKr房間同期使用系數(shù)，視建筑物的使用性質(zhì).功能.規(guī)模.等級及經(jīng)營管理等因素而定， 取Kr=0.61.0之間。Kf一冷量損失附加系數(shù)，與空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模，設備類型、管道長短有關(guān)，水一風系統(tǒng)，取值Kf=1.051.10;直接蒸發(fā)式標冷器系