中央空調(diào)工程原理教程

中央空調(diào)工程系統(tǒng)簡析第一頁，共四十頁。

主要介紹常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)原理及設備選型包括：水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)風冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)第二頁，共四十頁?？照{(diào)常用單位換算

單位換算表

瓦(W)

公制馬力(PS)

英制馬力(HP)

千克力、米/秒(Kg.m/s)

英尺、磅力/秒(ft.lbf/s)

千卡/秒(kcal/s)

英熱單位/秒(BTU/S)

1

0.00136

0.00134

0.102

0.7375

2.389*10-4

9.478*10-4

735.5

1

0.985

75

542.4

0.175

0.6972

745.7

1.014

1

76.04

550

0.1781

0.707

9.807

0.0133

0.01315

1

7.232

0.00234

0.0093

1.356

0.00184

0.00182

0.138

1

3.24*10-4

1.29*10-3

4187

5.77

5.16

427

3088

1

3.968

1055

1.435

1.415

107.6

778.1

0.252

1

功、能和熱量單位換算表

焦(j)

千克力、米(kgf.h)

千瓦、小時(kw.h)

公制馬力、小時(PS、H)

英制馬力、小時(PS、H)

千卡(kcal)

英熱單位(BTU)

磅力、英尺(16f.ft)

1

0.102

2.778*10-7

3.723*10-7

3.723*10-7

2.389*10-4

9.48*10-4

0.7376

9.80665

1

2.724*10-6

3.704*10-6

3.653*10-6

2.342*10-3

9.295*10-3

7.233

3.6*106

3.671*105

1

1.36

1.341

859.9

3412

2.665*106

2.648*106

2.7002*105

0.7355

1

0.9858

632.4

2510

1.953*106

2.685*106

2.737*105

0.7457

1.014

1

641.6

2546.4

1.98*106

4186.8

426.935

1.163*10-3

1.581*10-3

1.558*10-3

1

3.968

3088

1055.06

107.6

2.93*10-4

3.984*10-4

3.93*10-4

0.252

1

778.2

1.3558

0.1383

3.766*10-7

5.12*10-7

5.05*10-7

3.24*10-4

1.285*10-3

1

制冷量單位換算表

瓦

千焦/時

千卡/時

美國冷噸

日本冷噸

新英國冷噸

英熱單位/秒(BTU/S)

(W)

(ki/h)

(kcal/h)

1

3.6

0.85985

2.843*10-4

2.5899*10-4

2.95*10-4

3.14119

0.2778

1

0.23885

7.8983*10-5

7.1942*10-5

6.6542*10-5

0.9478

1.163

4.1868

1

3.3069*10-4

3.012*10-4

2.786*10-4

3.9684

3516.9

12660.9

3024

1

0.91084

0.84246

1.2*104

3861.1

13900.2

3320

1.09788

1

0.92495

1.3175*104

4174.5

15028.1

3589.4

1.187

1.08117

1

1.4244*104

0.29307

1.05507

0.252

8.83*10-5

7.59*10-5

7.02034*10-5

第三頁，共四十頁。水冷冷水機空調(diào)系統(tǒng)主要設備有：（1）螺桿機組（單螺桿、雙螺桿）、離心機組（2）冷卻塔（3）冷凍水泵（4）冷卻水泵（5）補水泵（6）電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置（7）水過濾器、閥門、控制系統(tǒng)（8）膨脹水箱（9）末端裝置（空氣處理機組、風機盤管等）第四頁，共四十頁。水冷機組外形結(jié)構(gòu)冷凝器蒸發(fā)器電控箱壓縮機第五頁，共四十頁。水冷中央空調(diào)工程原理空調(diào)制冷系統(tǒng)，主要是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、和節(jié)流膨脹閥四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化與外界進行熱量交換。在制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設備；制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷凍水，以實現(xiàn)制冷；壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；冷凝器是放出熱量的設備，將制冷劑的熱量一起傳遞給冷卻水（冷卻塔）帶走。第六頁，共四十頁。水冷螺桿機組水系統(tǒng)流程圖（一）第七頁，共四十頁。水冷螺桿機組水系統(tǒng)流程圖（二）

第八頁，共四十頁。水冷冷水機空調(diào)系統(tǒng)一、制冷主機的選擇

1.根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進行空調(diào)冷負荷計算。2.統(tǒng)計建筑空調(diào)總冷負荷。3.大部分建筑需要考慮房間的同時使用率，一般建筑的同時使用率為70~80%，特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。4.制冷機冷負荷為建筑空調(diào)總冷負荷與同時使用率的乘積。根據(jù)計算的制冷機冷負荷即可選擇制冷主機。5.制冷主機須選擇兩臺或以上。制冷主機臺數(shù)可根據(jù)建筑業(yè)主和建筑所備機房情況進行確定第九頁，共四十頁。水冷螺桿機組機房接管第十頁，共四十頁。建筑物冷負荷估算指標建筑物冷負荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送風量l/sm2顯冷負荷總冷負荷辦公室中部區(qū)659510605周邊11016010606個人辦公室16024015608會議室1852703609學校教室1301902.5409圖書館1301906309自助餐廳1502601.53010公寓高層，南向110160102010高層，北向8013010209戲院、大會堂11026012012實驗室150230105010圖書館、博物館9515010408醫(yī)院手術(shù)室1103806208公共場所5015010308第十一頁，共四十頁。建筑物冷負荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送風量l/sm2顯冷負荷總冷負荷衛(wèi)生所、診所130200104010理發(fā)室、美容院11020045010百貨商店地下1502501.54012中間層1102003408藥店11021033010零售店1101602.54010精品店11016053010酒廳11032021712飯店房間8013010157公共場所11016010158工廠裝配室1502603.5459輕工業(yè)160260153010第十二頁，共四十頁。二、水泵的選擇臥式離心泵立式離心泵1、水泵的主要形式第十三頁，共四十頁。2、水泵型號含義SLS200–250-XX（揚程）葉輪名義直徑泵進出口公稱直徑SLS單級單吸立式離心泵第十四頁，共四十頁。3、水泵選擇的步驟第一步：水泵流量的確定1.冷卻水流量：一般按照產(chǎn)品樣本提供數(shù)值選取，或按照如下公式進行計算，公式中的Q為制冷主機制冷量L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163X(1.15~1.2)2.冷凍水流量：在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的數(shù)值選用或根據(jù)如下公式進行計算。如果考慮了同時使用率，建議用如下公式進行計算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時使用率情況下的總冷負荷。L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163第十五頁，共四十頁。第二步：水系統(tǒng)水管管徑的計算

在空調(diào)系統(tǒng)中所有水管管徑一般按照下述公式進行計算：L(m3/h)0.785x3600xV(m/s)D(m)=公式中：L----所求管段的水流量（第一步已計算出）V----所求管段允許的水流速

流速的確定：一般，當管徑在DN100到DN250之間時，流速推薦值為1.5m/s左右,當管徑小于DN100時,推薦流速應小于1.0m/s,管徑大于DN250時，流速可再加大。進行計算時應該注意管徑和推薦流速的對應。第十六頁，共四十頁。注意：一般，選擇水泵時，水泵的進出口管徑應比水泵所在管段的管徑小一個型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進出口管徑應為DN100。

目前管徑的尺寸規(guī)格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600水泵的選擇第十七頁，共四十頁。第三步：水泵揚程的確定以水冷螺桿機組為例：冷凍水泵揚程的組成1.制冷機組蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）2.末端設備（空氣處理機組、風機盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；（據(jù)體值可參看產(chǎn)品樣本）3.回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；4.分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為7~10mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚程為26~35mH2O，一般為32~36mH2O。

注意：揚程的計算要根據(jù)制冷系統(tǒng)的具體情況而定，不可照搬經(jīng)驗值！第十八頁，共四十頁。水泵揚程的選擇冷卻水泵揚程的組成1.制冷機組冷凝器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2~3mH2O3.冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2~3mH2O4.回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為5~8mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚程為17~26mH2O，一般為21~25mH2O。

補水水泵揚程的計算：◆補水水泵揚程為系統(tǒng)最高點距補水泵接管處的垂直距離和補水管路的沿程阻力損失和局部阻力損失?！粞爻套枇p失和局部阻力損失一般為3~5mH2O。第十九頁，共四十頁。4、水泵參數(shù)表（部分）型號流量揚程（m）電機功率(kW)轉(zhuǎn)速（r/min）必需氣蝕余量（m）重量（kg）（m3/h）（L/S）SLS150-31514038.933.83014503.544020055.63226072.228SLS150-315A13136.429.52214803.536018951.92824367.524.5SLS150-315B12133.62518.514803.535017348.12422562.321

舉例：如果計算出系統(tǒng)水流量為160m3/h,則水系統(tǒng)管徑計算為DN200，所以水泵管徑選DN150，揚程選為32mH2O，校核水泵參數(shù)表中流量和揚程部分，選?。篠LS150-315型號的水泵。第二十頁，共四十頁。5、水泵并聯(lián)運行情況水泵臺數(shù)流量流量的增加值與單臺泵運行比較流量的減少1100/2190905%32516116%42843329%53001640%

由上表可見：水泵并聯(lián)運行時，流量有所衰減；當并聯(lián)臺數(shù)超過3臺時，衰減尤為厲害。故強烈建議：1.選用多臺水泵時，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調(diào)系統(tǒng)中水泵并聯(lián)不宜超過3臺，即進行制冷主機選擇時也不宜超過三臺。

一般，冷凍水泵和冷卻水水泵的臺數(shù)應和制冷主機一一對應，并考慮一臺備用。補水泵一般按照一用一備的原則選取。第二十一頁，共四十頁。三、冷卻塔的選擇1、冷卻塔的主要形式圓形逆流冷卻塔方形橫流冷卻塔當然冷卻塔的分類形式還有很多種，在這里就不一一列舉了。第二十二頁，共四十頁。2、冷卻塔的結(jié)構(gòu)第二十三頁，共四十頁。3、冷卻塔設計選型

1、冷卻塔臺數(shù)與制冷主機的數(shù)量一一對應，可以不考慮備用；2、冷卻塔的水流量=冷卻水系統(tǒng)水量×1.2；

舉例：假設空調(diào)系統(tǒng)冷卻水量為160m3/h，那么冷卻塔的冷卻水量=160×1.2=192m3/h，根據(jù)就近原則，選擇冷卻塔參數(shù)表中冷卻水量為200m3/h的冷卻塔。第二十四頁，共四十頁。四、電子水處理儀、水過濾器的選擇、閥門形式1、產(chǎn)品主要形式“Y”形過濾器電子水處理儀第二十五頁，共四十頁。2、電子水處理儀和過濾器的選擇

空調(diào)水系統(tǒng)中使用到的電子水處理儀和水過濾器一般都按照設備所在管段的管徑進行選擇。冷卻水系統(tǒng)屬開式系統(tǒng)，必須使用電子水處理儀；冷凍水系統(tǒng)屬閉式系統(tǒng)，要求不是那么嚴格，可以在冷凍水系統(tǒng)管路中或膨脹水箱進水管路中安裝電子水處理儀。第二十六頁，共四十頁。3、閥門形式

閥門選擇根據(jù)管道需求及管徑設置。第二十七頁，共四十頁。五、全自動軟化水裝置的選擇當工程所在地水質(zhì)較硬或是系統(tǒng)較大的時候，系統(tǒng)的循環(huán)水和補水最好是軟化水，該空調(diào)系統(tǒng)必須配置水軟化裝置，一般選用全自動軟化水裝置；全自動軟化水裝置的選用一般按照系統(tǒng)補水量進行選擇。補水裝置可以根據(jù)實際情況來選（裝置小，系統(tǒng)補水時間長；裝置大，系統(tǒng)補水時間短）。工程圖片第二十八頁，共四十頁。七、膨脹水箱的選擇膨脹水箱一般按照冷凍水系統(tǒng)管路總水容量的2~3%選擇。一般，一萬平方米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為2~4立方。

注意：原設計圖紙的水系統(tǒng)要求動態(tài)平衡，若做不到，需要加裝動態(tài)平衡閥。第二十九頁，共四十頁。八、末端設備的選擇1、風機盤管的選擇

風機盤管有兩個主要參數(shù)：制冷（熱）量和送風量，故有風機盤管的選擇有如下兩種方法：（1）根據(jù)房間循環(huán)風量選：房間面積、層高（吊頂后）和房間換氣次數(shù)三者的乘積即為房間的循環(huán)風量。利用循環(huán)風量對應風機盤管高速風量，即可確定風機盤管型號。（2）根據(jù)房間所需的冷負荷選擇：根據(jù)單位面積負荷和房間面積，可得到房間所需的冷負荷值。利用房間冷負荷對應風機盤管的高速風量時的制冷量即可確定風機盤管型號。確定型號以后，還需確定風機盤管的安裝方式（明裝或安裝），送回風方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。

對于一般的住宅和辦公建筑，房間面積在20m2以下，可選用FP-3.5,25m2左右的選用FP-5.0，30m2左右的選用FP-6.3,35m2左右的選用FP-7.1。房間面積較大時應考慮使用多個風機盤管，房間單位面積負荷較大，對噪音要求不高時可考慮使用風量和制冷量較大的風機盤管。第三十頁，共四十頁。2、空氣處理機的選擇

空氣處理機組主要用于處理室內(nèi)空氣和供新風，一般有空調(diào)工況和新風工況兩種工作狀態(tài)。空氣處理機組的選擇一般由三個主要參數(shù)決定：風量、表冷器排管數(shù)和機外余壓。先根據(jù)系統(tǒng)需要的風量確定空氣處理機組的型號，然后根據(jù)需要提供的冷量來決定其排管數(shù)，如此便可確定。根據(jù)系統(tǒng)需要的余壓要求確定余壓?？諝馓幚頇C組一般有吊頂式和落地式兩種。落地式包括立式和臥式兩種。另外機組的送回風方式也有多不同。應根據(jù)建筑情況和建筑業(yè)主要求進行最終的確定。注意：空調(diào)工況的制冷（熱）量比新風工況時要小。3、組合式空調(diào)機組的選擇（根據(jù)需要配置）第三十一頁，共四十頁。九、工程概算

1.設備費（除膨脹水箱、軟化水箱、閥門管道和管件以外，全部為設備費，設備費的準確度應比合同最終簽訂價高8%~10%左右）。2.設備運雜費（運輸、包裝費等）一般取設備費的1%~2%（根據(jù)設備的產(chǎn)地和使用地的距離來確定）。3.設備安裝費：一般取設備的5%~8%，（除散件設備，如：冷卻塔的安裝費：取冷卻塔設備費的10%~15%）。4.設備運行調(diào)試費：一般取設備費的0.5%~1%。5.管道制作、安裝、保溫等費用，一般為設備費的20%~40%。（根據(jù)系統(tǒng)的復雜程度來確定）。6.電氣費、土建費用（應另行計算）。7.工程設計費，取以上所有費用合計的2.5%~3%。8.工程的其他費用（包括各種稅費、工程臨時設施費、冬雨季施工費、利潤等），一般取以上所有費用合計的5%~8%。上述所有費用之和即工程總造價。第三十二頁，共四十頁。

一般，使用水冷冷水機組，末端為風機盤管沒有新風的情況下，建筑空調(diào)造價為200元/m2左右，末端為風機盤管加新風的為250元/m2左右。使用風冷冷水機組，末端為風機盤管沒有新風的情況下，建筑空調(diào)造價為300元/m2左右，末端為風機盤管加新風的為350元/m2左右?；蛘甙碦T計算：水冷大概在5500元/RT,風冷大概在7500元/RT.第三十三頁，共四十頁。風冷冷（熱）水機空調(diào)系統(tǒng)主要設備有：（1）風冷冷（熱）水機組（2）冷凍水泵（3）補水泵（4）電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置（5）水過濾器、閥門、控制系統(tǒng)（6）膨脹水箱（7）末端裝置（空氣處理機組、風機盤管等）

第三十四頁，共四十頁。風冷螺桿式冷熱水機組第三十五頁，共四十頁。風冷螺桿主機工程第三十六頁，共四十頁。風冷熱泵中央空調(diào)工程原理空調(diào)制冷系統(tǒng)，主要是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、和節(jié)流膨脹閥四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化與外界進行熱量交換。在制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設備；制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷凍水，以實現(xiàn)制冷；壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；冷凝器是放出熱量的設備，將制冷劑的熱量一起傳遞給空氣（風機）帶走。第三十七頁，共四十頁。風冷中央空調(diào)系統(tǒng)風冷冷熱水機組是一種提供冷熱源的獨立完整機組，它利用周圍空氣這個自然能源，和風冷熱泵機組的制造工藝。工程原理與水冷中央空調(diào)類似，只是在初期投資、機房選擇空調(diào)使用面積方面不同。風冷中央空調(diào)形成如下特點：一、安裝在室外，如屋頂、陽臺等處，不占有效建筑面積，節(jié)省土建投資。二、夏季供冷、冬季供熱，省去了鍋爐房，對城市建設和城市景觀設計有利。三、省去了冷卻水系統(tǒng)和冷卻塔、冷卻水泵、管網(wǎng)及其水處理設備，節(jié)省了這部份投資和運營費用。四、冬季供熱節(jié)電，熱泵的COP值為3左右，即熱泵供熱比