空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全套精講講稿

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全套精講講稿第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一1空調(diào)建筑熱工要求1.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一些熱工特性玻璃的吸收率主要取決于Fe2O3的含量；長(zhǎng)波輻射（低于120℃）不能穿透玻璃；從空氣中進(jìn)入透光材料時(shí)，折射率總是大于1；遮陽系數(shù)SC的定義，可能為1或大于1；總遮陽系數(shù)＝分遮陽系數(shù)相乘；Low-e膜的作用：減少輻射傳熱，而不是減少SC，雙層玻璃之間。1.2工藝性空調(diào)的建筑熱工要求

“暖通設(shè)計(jì)規(guī)范”：與恒溫精度有關(guān)，與地區(qū)無關(guān)，有熱惰性D要求；比公建節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)低1.3舒適性空調(diào)的建筑熱工要求應(yīng)滿足公共建筑與居住建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范要求。注意點(diǎn)：熱工要求與氣候區(qū)、體型系數(shù)、窗墻比有關(guān)；窗的遮陽系數(shù)限值包括了外遮陽系數(shù)；不滿足限值要求時(shí)，可以采用權(quán)衡法判斷，參照建筑的概念；外窗和玻璃幕墻的氣密性的要求：外窗4級(jí)和玻璃幕墻：3級(jí)。1.4全國性與地方性規(guī)范的差異問題例如全國和北京市的公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范明顯不同。從嚴(yán)原則，從新原則。第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一2空調(diào)舒適性與設(shè)計(jì)參數(shù)選擇（1）2.1空調(diào)舒適性影響因素

人體的冷熱感與溫度、濕度、風(fēng)速、內(nèi)表面溫度、活動(dòng)量、衣著、年齡、性別、身體狀況等因素有關(guān)；濕度的影響與溫度有關(guān)。2.2空調(diào)舒適性的評(píng)價(jià)方法

熱舒適性指標(biāo)：

PMV：預(yù)計(jì)平均熱感覺指數(shù)，7級(jí)：＋3～－3；

PPD：預(yù)期不滿意百分率；

PMV=0相當(dāng)于PPD＝5％；規(guī)范要求：PMV=±1（PPD≯27％），±0.5（10％）第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一2空調(diào)舒適性與設(shè)計(jì)參數(shù)選擇（2）2.3空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

工藝性空調(diào)：按工藝需求確定；舒適性空調(diào)：（暖通設(shè)計(jì)規(guī)范、公建節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑節(jié)能規(guī)定）夏季：22～28℃，40～65％；25℃，設(shè)定值不低于26℃。冬季：18～24℃，30～60％；20℃

辦公新風(fēng)量：30m3/（h.人）綜合考慮：投資、能耗、環(huán)保、舒適、健康，對(duì)于無人員長(zhǎng)期停留的情況。防止設(shè)計(jì)參數(shù)過高！舒適＝健康？高參數(shù)要求＝高檔次？確定房間新風(fēng)量的因素：人員需要、補(bǔ)充排風(fēng)、正壓要求、稀釋污染溶度；確定房間新風(fēng)量的方法：這些風(fēng)量相加？確定全空氣空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)比的方法:Y=X/(1+X-Z)，三者關(guān)系？辦公樓排風(fēng)與新風(fēng)的關(guān)系？2.4空調(diào)室外計(jì)算參數(shù):

空調(diào)室外干球溫度、濕球溫度、日平均溫度、度日數(shù)第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一3焓濕圖與空氣處理過程（1）3.1基本公式應(yīng)記牢，適用條件、參數(shù)單位

h=1.01t+d(2500+1.84t),（kJ/kg干空氣），d的單位：kg/kg干空氣，應(yīng)用，基點(diǎn)：0℃；熱濕比：（kJ/kg）3.2焓濕圖的特點(diǎn)注意焓濕圖的大氣壓，不同大氣壓處理過程的區(qū)別；相同干球溫度和相對(duì)濕度，壓力減?。郝饵c(diǎn)溫度相同，d增大；平行線：等溫線不平行、等焓線和等d線平行；任意兩個(gè)參數(shù)能確定狀態(tài)點(diǎn)嗎？濕球溫度和焓不相交，因此是例外；干球溫度、濕球溫度、露點(diǎn)溫度的相對(duì)關(guān)系；tg低于0℃時(shí)存在ts?直接蒸發(fā)冷卻空調(diào)能夠使送風(fēng)溫度低于濕球溫度嗎？露點(diǎn)溫度？3.3熱濕處理過程牢記主要處理過程變化和熱濕比值：表冷器冷卻、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、循環(huán)水噴霧加濕（低溫水噴淋過程）、蒸汽加濕、加熱器。處理過程一定是直線嗎？混合計(jì)算：圖解法和計(jì)算法；飽和線上的兩點(diǎn)混合？露點(diǎn)和機(jī)器露點(diǎn)的區(qū)別；第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一3焓濕圖與空氣處理過程（2）3.4主要加濕方法與特點(diǎn)濕膜加濕電極式加濕(水位控制加濕量，不能用純凈水）電熱式加濕(用軟化水）超聲波加濕(用軟化水）噴水加濕干蒸汽加濕3.5主要除濕方法與特點(diǎn)加熱除濕：對(duì)溫度沒有要求的情況；冷凍除濕:

適用于露點(diǎn)溫度>4℃；轉(zhuǎn)輪除濕:

露點(diǎn)較低，再生溫度:120～140℃；溶液除濕:

除濕量大,露點(diǎn)較低，單一過程處理，氯化鈣、氯化鋰、溴化鋰、三甘醇等，再生溫度50～60℃。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一4空調(diào)負(fù)荷與計(jì)算（1）4.1基本概念

得熱量與冷負(fù)荷的關(guān)系、室溫恒定除去熱量；空調(diào)負(fù)荷與能耗關(guān)系；4.2空調(diào)區(qū)得熱量組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、外窗的太陽輻射熱、人體散熱量、照明散熱量、設(shè)備管道散熱、滲透空氣帶入的熱量、散濕過程的潛熱量。(穩(wěn)定負(fù)荷)4.3空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的影響因素

建筑形狀、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工狀況、室內(nèi)發(fā)熱量、系統(tǒng)方案、運(yùn)行方式。4.4空調(diào)濕負(fù)荷組成人體散濕量、滲透空氣帶入的濕量、化學(xué)反應(yīng)散濕量、濕表面散濕量。4.5房間負(fù)荷與系統(tǒng)負(fù)荷附加冷負(fù)荷：管道溫升、風(fēng)機(jī)溫升、新風(fēng)負(fù)荷；空調(diào)負(fù)荷與空調(diào)方式有關(guān)嗎？安全系數(shù)問題？多個(gè)房間空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的計(jì)算方法：各房間最大負(fù)荷相加or綜合逐時(shí)負(fù)荷最大值？第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一4空調(diào)負(fù)荷與計(jì)算（2）4.5空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算施工圖空調(diào)冷負(fù)荷應(yīng)逐項(xiàng)逐時(shí)計(jì)算；諧波反應(yīng)法和冷負(fù)荷系數(shù)法（傳遞函數(shù)法）；考慮室內(nèi)設(shè)備的同時(shí)使用系數(shù)、設(shè)備的功率因數(shù)、人員的群集系數(shù)間歇運(yùn)行應(yīng)考慮間歇附加；計(jì)算時(shí)刻t和作用時(shí)刻t-ε的區(qū)別;圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量計(jì)算時(shí)的室外計(jì)算溫度：外窗：室外逐時(shí)溫度：外墻和屋頂：室外逐時(shí)綜合溫度；與非空調(diào)鄰室的隔墻樓板：鄰室平均溫度地面冷負(fù)荷計(jì)算：舒適性空調(diào)的地面?zhèn)鳠崂湄?fù)荷可以不算；工藝性空調(diào)計(jì)算2m以內(nèi)；鄰室溫差大于3℃時(shí)，應(yīng)計(jì)算隔墻和樓板傳熱冷負(fù)荷。4.6空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算與采暖計(jì)算方法相同，但冬季室內(nèi)計(jì)算溫度應(yīng)采用冬季空調(diào)計(jì)算溫度；人員散濕量對(duì)熱負(fù)荷的影響不考慮，計(jì)算新風(fēng)加濕量時(shí)應(yīng)考慮；4.7送風(fēng)量計(jì)算

圖解法和計(jì)算法；第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調(diào)方案比較與選擇（1）5.1主要空調(diào)方案

風(fēng)系統(tǒng)水系統(tǒng)氟系統(tǒng)分體空調(diào)多聯(lián)機(jī)定風(fēng)量系統(tǒng)變風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管輻射空調(diào)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)除濕空調(diào)系統(tǒng)水環(huán)熱泵按冷媒分置換通風(fēng)空調(diào)蒸汽吸收制冷機(jī)直燃吸收制冷機(jī)活塞式制冷機(jī)螺桿式制冷機(jī)離心式制冷機(jī)水冷式風(fēng)冷式熱泵式活塞式制冷機(jī)螺桿式制冷機(jī)離心式制冷機(jī)地下水源熱泵地埋管熱泵污水源熱泵河水源熱泵冷熱源集中式分散式第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調(diào)方案比較與選擇（2）5.2空調(diào)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)可行性經(jīng)濟(jì)性：一次投資＋運(yùn)行費(fèi)用（全面、包括運(yùn)行管理）能耗：運(yùn)行能耗＋生產(chǎn)能耗調(diào)節(jié)性可操作性可靠性：環(huán)保性：制冷劑、溫室效應(yīng)、污染排放；資源消耗：美觀性：安全性：舒適性：

抓住主要因素。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調(diào)方案比較與選擇（3）5.3空調(diào)方案比較的一些問題設(shè)計(jì)方案優(yōu)選十分重要，不能輕視；沒有最好，只有最合適，任何方案都不可能是通用最佳的，都有一定的適用條件，具體問題具體分析；應(yīng)綜合比較，多參數(shù)和生命周期評(píng)價(jià)；既要采用新技術(shù)、又要防止盲目“追新”；空調(diào)冷機(jī)的安裝功率與實(shí)際能耗是不同的；空調(diào)系統(tǒng)不是越復(fù)雜越好、越貴越高檔；5.4一次回風(fēng)與二次回風(fēng)的適用條件

二次回風(fēng):

送風(fēng)溫差小、濕度要求較高，二次再熱量較大的情況；5.5變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)：比CAV節(jié)能、投資高、新風(fēng)量調(diào)節(jié)困難、噪聲較大、溫控精度不高；5.5水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)

冬季采暖地區(qū)、內(nèi)區(qū)較大且有穩(wěn)定的余熱，噪聲較大。暖通設(shè)計(jì)規(guī)范的水溫規(guī)定：15～35℃（規(guī)范與節(jié)能技術(shù)措施規(guī)定矛盾）第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調(diào)方案比較與選擇（4）5.6溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)：適合有余熱利用的場(chǎng)合、干燥氣候區(qū)，不適合間歇運(yùn)行；5.7風(fēng)冷和水冷誰更節(jié)能？水冷方式通常更節(jié)能？應(yīng)具體分析，在相同氣候條件下水冷的冷水機(jī)組效率高于風(fēng)冷。5.8風(fēng)機(jī)盤管＋新風(fēng)系統(tǒng)：

一次投資較低，通常比CAV和VAV系統(tǒng)節(jié)能，房間可單獨(dú)控溫，但存在漏水的隱患。

第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一6氣流組織設(shè)計(jì)（1）6.1氣流組織設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素溫濕度參數(shù)要求、允許風(fēng)速、噪聲標(biāo)準(zhǔn)、空氣品質(zhì)、ADPI要求、室內(nèi)溫度梯度、建筑物的特點(diǎn)（高度）、設(shè)備散熱情況、工藝設(shè)備布置情況、舒適性等；6.2送風(fēng)方式及送風(fēng)口選型規(guī)定一般情況：百葉風(fēng)口側(cè)送；有吊頂：散流器；要求高：孔板送風(fēng)；高大空間：噴口送風(fēng)、地板送風(fēng)：分層空調(diào)（10m+10000m3)；低溫送風(fēng)口：比露點(diǎn)高1～2℃。6.3送風(fēng)溫差和換氣次數(shù)的規(guī)定(舒適與節(jié)能的矛盾）舒適性空調(diào)：通過冷負(fù)荷計(jì)算確定;送風(fēng)溫差盡可能大！送風(fēng)高度<=5m,送風(fēng)溫差：5～10℃；送風(fēng)高度>5m,送風(fēng)溫差：10～15℃；換氣次數(shù)不宜小于5次／h（高大空間除外）工藝性空調(diào)：按溫控精度確定送風(fēng)溫差和換氣次數(shù)。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一6氣流組織設(shè)計(jì)（2）6.4基本概念空調(diào)送風(fēng)不等溫射流，等溫射流的阿基米德數(shù)＝0，阿基米德數(shù)表示射流的彎曲程度；6.5送風(fēng)射流計(jì)算：側(cè)送風(fēng)射流射程X>A－0.5m，6.6地板下送風(fēng)的特點(diǎn)

減少空調(diào)負(fù)荷，但送風(fēng)溫差減少，風(fēng)機(jī)能耗增加。6.7變風(fēng)量末端調(diào)節(jié)最小送風(fēng)量

應(yīng)考慮最小新風(fēng)量，最小換氣次數(shù)；第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一7空調(diào)水系統(tǒng)（1）9.1水泵備份的規(guī)定

嚴(yán)寒或寒冷地區(qū)，不超過3臺(tái)時(shí)，宜設(shè)置備份。9.2兩管制與四管制的適用條件

盡可能不用四管制,四管制:全年運(yùn)行中供冷供熱頻繁切換或同時(shí)使用。9.3一次泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)與冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)應(yīng)9.4冬夏季循環(huán)泵兼用問題

不宜兼用！9.5定壓方式、定壓點(diǎn)壓力規(guī)定宜膨脹水箱定壓；系統(tǒng)最高點(diǎn)壓力高于大氣壓5KPa，如果膨脹管直接接到循環(huán)水泵入口，應(yīng)附加最高點(diǎn)到水泵入口的流動(dòng)阻力。否則流動(dòng)后可能會(huì)出現(xiàn)倒空。9.6補(bǔ)水點(diǎn)壓力比靜壓高3～5m；9.7變頻定壓方式是否節(jié)能？第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一7空調(diào)水系統(tǒng)（2）9.7一次泵和二次泵

二次泵不一定比一次泵節(jié)能；9.8空調(diào)冷凝水管的規(guī)定：

水封、坡度、管材、接口、保溫。（支管0.01,干管,0.003)9.9系統(tǒng)調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能原理：流量減少，水壓減少。帶電動(dòng)閥溫控的風(fēng)機(jī)盤管，不變頻的情況下，水系統(tǒng)節(jié)能不顯著。9.10水泵多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行問題是否衰減？單臺(tái)運(yùn)行問題。

第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一8空調(diào)設(shè)備性能、選擇和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)8.1空調(diào)設(shè)備性能與影響因素了解空調(diào)設(shè)備的額定工作狀態(tài)、非額定工況的性能變化；8.2空調(diào)設(shè)備、冷熱源選擇空調(diào)冷熱源選擇原則：綜合季節(jié)能效比最高！綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV，季節(jié)能效比SEER，吸收式制冷的一次能耗通常大于電制冷；冰蓄冷通常不節(jié)能，但有助于移峰填谷，是否省錢要看峰谷電價(jià)差；區(qū)域供冷的綜合COP通常比分散式空調(diào)系統(tǒng)低；冷機(jī)的COP與空調(diào)系統(tǒng)COP是不同的；變頻調(diào)節(jié)在很低負(fù)荷率的情況下不一定節(jié)能；風(fēng)機(jī)盤管的額定工況是高速檔參數(shù)，選型通常按中速檔參數(shù)選；吸收制冷機(jī)部分負(fù)荷效率比額定工況高。表冷器濕工況的阻力增加。析濕系數(shù)＝Q總／Q顯,>=1噴水室的飽和效率；噴頭方向；8.3相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)器、冷水機(jī)組等能效比均有要求，1～5級(jí)。3級(jí)以上為節(jié)能型；設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不分壓縮機(jī)類型，低于公建節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范；第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調(diào)節(jié)能（1）8.1空調(diào)節(jié)能途徑建筑熱工：圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱、內(nèi)外遮陽、體型系數(shù)、窗墻比；空調(diào)設(shè)計(jì)：空調(diào)室內(nèi)參數(shù)確定；系統(tǒng)方案優(yōu)選；負(fù)荷和水力準(zhǔn)確計(jì)算；設(shè)備配置；設(shè)備能效比；變頻調(diào)節(jié)；免費(fèi)冷源利用（蒸發(fā)冷卻、冷卻塔供冷、新風(fēng)供冷）；氣流組織設(shè)計(jì)（分區(qū)、分層）；風(fēng)管和水管的合理布置；熱泵利用；新風(fēng)量控制；排風(fēng)熱回收；冷水機(jī)組熱回收。運(yùn)行管理：間歇運(yùn)行、變頻調(diào)節(jié)、設(shè)備清洗。第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調(diào)節(jié)能（2）8.2空調(diào)能耗計(jì)算計(jì)算方法：模擬計(jì)算法（DEST，DOE－2，Energy-plus,HASP)、滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間法、負(fù)荷頻率表法。模擬計(jì)算準(zhǔn)確性的影響因素。8.3排風(fēng)熱回收條件和效率要求設(shè)置要求；顯熱和全熱熱回收的效率不低于60％；3000m3/h,4000m3/h,8℃;應(yīng)設(shè)置旁通管；注意熱回收效率的什么效率：顯熱或全熱？排風(fēng)或新風(fēng)？目前是按新風(fēng)和排風(fēng)流量相同、沒有冷凝過程來計(jì)算和測(cè)試的。沒有說明都是新風(fēng)熱回收效率；冬季防凍問題，結(jié)露問題。熱回收效益還與使用時(shí)間有關(guān)。第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調(diào)節(jié)能（3）8.5設(shè)計(jì)送風(fēng)溫差的規(guī)定:盡可能加大，<=5m,>=5℃,>5m,>=10℃8.6分層空調(diào)的規(guī)定：>=10m,>＝10000m38.7風(fēng)機(jī)盤管新風(fēng)接法：供冷性能、能耗、空氣品質(zhì)、新風(fēng)量；8.8吊頂直接回風(fēng)的規(guī)定:頂層、發(fā)熱大、吊頂高。集灰問題。8.8風(fēng)機(jī)單位風(fēng)量耗功率要求，900Pa，包括新風(fēng)系統(tǒng)？應(yīng)標(biāo)注全壓和最低總效率。8.9水系統(tǒng)的輸送能效比要求；揚(yáng)程：36m8.10如何減少風(fēng)機(jī)、水泵的能耗？設(shè)備效率、管道布置、尺寸與水力計(jì)算、閥門設(shè)置與選型、過濾器。8.11可以采用電鍋爐和電熱水器的條件。采用可再生能源發(fā)電的地區(qū)？8.12冷熱源設(shè)備的能效要求：公建節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，按最高??；第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調(diào)節(jié)能（4）8.13綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV（水冷電制冷冷水機(jī)組）

2.3%A+41.5%B+46.1%C+10.1%D8.14空氣源熱泵冷水機(jī)組適用條件：

冬季性能系數(shù)低于1.8不能用。8.15新風(fēng)節(jié)能調(diào)控問題：控制參數(shù)：新風(fēng)免費(fèi)供冷：控制焓值；人員需求控制：CO2溶度；

8.16空調(diào)風(fēng)管不應(yīng)采用土建風(fēng)管:保