空调系统设计方法PPT课件

第一节第一节 工况设计与过程设计工况设计与过程设计工况设计工况设计: : 暖通空调设计方法一般是以夏季或冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行设计计算的，空调冷、热负荷也是按最不利工况进行计算的。因此，空调设备的选型、管道输水系统的能力可以满足最不利工况空调系统的使用要求。这种设计方法，我们称它为“工况设计。第1页/共128页空调负荷的特点空调负荷的特点: : 表3 .1 某地区旅馆建筑空调部分负荷时间频率第2页/共128页 空调负荷在不断变化，空调设备也要求不断改变运行状况，而且要求空调设备在部分负荷运行时也能高效率运行，空调系统具有低的能耗指标。按“工况设计”方法设计的工程往往会出现如:空调负荷变化了，而空调系统和设备不能作相应调节或调节性能差，出现大马拉小车现象，通过下面举例进行说明。第3页/共128页例1某空调系统选择两台同型号冷水机组，单台机组供冷量为Q，相应选择两台同型号冷水泵并联运行，单台水泵流量为G，扬程为H，如图1,图2所示。第4页/共128页第5页/共128页 当空调负荷率为50%时，只需开一台水泵即可，此时系统的阻力为H” 。第6页/共128页 很显然，水泵的工作是很不合理的，因为水泵的扬程为H”即可，而节流损失为H-H”段，长期运行则会浪费大量的能量。因此，设计中，无论是系统设计还是设备选型都要考虑部分空调负荷时运行的特点。第7页/共128页例2如上例两台相同的冷水机组,部分负荷时的耗电指标见表3 .2。表3 .2 部分负荷时的耗电指标第8页/共128页过程设计过程设计: : 过程设计也就是“动态设计动态设计”，就是在“工况设计”的基础上考虑空调系统的设计和设备选型都能满足空调系统运行处于良好的状态，达到最大程度节约能量的目的。 空调工程设计，要求我们对系统的工作过程进行全面的分析，设计方案在设计工况条件下具有先进的技术经济指标，而且在空调系统运行过程中部分负荷工况时，指标也要求良好。因此，设计的任务就是要求将空调系统全工况下的性能调整到最佳程度，这就是我们称之为的过程设计方法。第9页/共128页过程设计过程设计: : 过程设计是一个比较复杂的设计过程,设计要考虑工程各方面特点及运行方式;还要了解暖通的设备特性、工程规模、空调负荷的变化规律及运行管理方式,都直接影响到设计方案和设备选型.第10页/共128页第二节第二节 空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算 空调冷负荷计算是空调工程设计中最基础的计算工作，冷负荷计算的准确性，直接影响到工程投资费用、能耗、运行费以及使用效果。 在方案和初步设计阶段，一般是采用负荷指标估算冷负荷。 在施工图设计阶段，当冷负荷计算的基本数据基本具备后再进行详细计算。第11页/共128页一、空调冷负荷的计算一、空调冷负荷的计算空调房间或区域夏季冷负荷应包括下列各项内容空调房间或区域夏季冷负荷应包括下列各项内容: :(1)(1)通过建筑围护结构传入的热量; ;(2)通过外窗进入的太阳辐射热; ;(3)(3)人体散热量; ;(4)(4)照明散热量; ;(5)(5)设备散热量; ;(6)(6)食品和物料的散热量; ;(7)(7)新风带人的散热量; ;(8)(8)伴随各种散热量产生的潜热. .第12页/共128页二、热负荷的计算二、热负荷的计算 热负荷的计算一般采用稳态方法热负荷的计算一般采用稳态方法 采暖热热负荷的计算采暖热热负荷的计算 (1)(1)围护结构的传热量 (2)(2)渗入室内冷空气的加热量 (3)(3)各种修正值和附加值 (4)(4)室内各种稳定散热量应扣除 空调热负荷的计算 (1)(1)围护结构的传热量( (室外计算参数的选取不同) ) (2) (2)新风的加热量 (3)(3)室内各种稳定散热量应扣除第13页/共128页三、空调冷负荷的估算三、空调冷负荷的估算 空调冷负荷的估算一般以单位空调面积或单位建筑面积作为估算基础空调冷负荷的估算一般以单位空调面积或单位建筑面积作为估算基础 表3.3 空调冷负荷设计指标(W/空调面积) 第14页/共128页 表3 .4 建筑物冷水机实际装机容量及冷指标 第15页/共128页 表3 .5 建筑物综合冷负荷指标(W/建筑面积) 第16页/共128页第三节第三节 空调系统设计方法步骤空调系统设计方法步骤( () )仔细阅读原始设计资料、文件；( () )收集相关的设计参考资料，设计手册等；( () )查取室内外设计气象参数，计算空调冷、热负荷； ( () )选择和确定空调方案：空调方式、冷热源方案、系 统控制方案等；( () )设备选型（主机、末端设备）；( () )系统布置（设备、管路等的布置）；( () )系统的水力计算；( () )风机水泵及附属设备等设备选型；( () )施工图绘制；( () )整理设计、计算说明书。第17页/共128页第四节空调系统方案选择与设计第四节空调系统方案选择与设计(2)(2)在不同的设计阶段可能都有多个设计方案可供选择, ,通过经济技术比较, ,根据具体情况选择确定最好的设计方案。第18页/共128页第四节空调系统方案选择与设计第四节空调系统方案选择与设计一、冷热源方案二、空调系统方式与空调房间的气流组织形式三、空调水系统四、空调冷却水系统设计五、新风系统设计六、排风系统第19页/共128页一、冷热源方案一、冷热源方案（详见第五章）详见第五章） 确定冷热源的类型 需要根据设备性能、建筑情况、能源政策与价格、投资及运行费用情况等决定 根据负荷的大小和运行调节情况配备的冷热源数量第20页/共128页二、空调系统方式与空调房间气流组织形二、空调系统方式与空调房间气流组织形式式 全空气空调系统 风机盘管加新风系统 变制冷剂流量多联分体式空调系统 空调房间的气流组织形式 空气处理设备 凝结水排放系统第21页/共128页全空气空调系统全空气空调系统全空气空调系统的分类定风量和变风量系统、单风道和双风道系统。定风量和变风量系统、单风道和双风道系统。全空气空调系统的适应性面积大、空间较高、人员多、温湿度及噪声要求较严格。全空气空调系统的特点其所选的空气处理设备一般是组合式空调器；系统处理风量大；所负担的空调面积大；新风调节方便过渡季节可实现全新风送风，节约能源，降低运行费用；组合式空调器占地面积比较大，风管占据空间多；投资及运行费用比较高。第22页/共128页第23页/共128页第24页/共128页 按照节能设计标准，当送风量(或新风量)较大，且送排风温差8时，宜设置热回收装置，并要求热回收装置的额定热回收率不低于60%。第25页/共128页第26页/共128页风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统风机盘管+新风系统是国内应用最成熟的系统，投资和运行费用省，但存在水患、空气过滤效果差等缺陷。只要设计和管理措施得当，在很多场合仍然可以广泛使用。第27页/共128页风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统风机盘管的类型卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装风机盘管加新风系统的适应性空调房间较多、面积较小、各个房间要求单独调节、建筑层高较低、温湿度要求不严格的房间风机盘管加新风系统的特点使用灵活、调节方便、噪声较小；当建筑吊顶为平时，可接风管；（见P31图4-3）第28页/共128页第29页/共128页第30页/共128页风机盘管加新风系统设计要点风机盘管加新风系统设计要点选择风机盘管时，一般情况下，应按高档转速冷热量来选择。选择风机盘管时，一般情况下，应按高档转速冷热量来选择。由于室内冷负荷通常比热负荷大，风机盘管选型时，夏季工况能满足，冬季工况往往都由于室内冷负荷通常比热负荷大，风机盘管选型时，夏季工况能满足，冬季工况往往都能满足但如果在严寒地区，则要根据冬季工况选型，夏季工况校核。能满足但如果在严寒地区，则要根据冬季工况选型，夏季工况校核。室内层高较高时，要选择合适的风口以增加射程和诱导室内空气。平顶空间较高或设在室内层高较高时，要选择合适的风口以增加射程和诱导室内空气。平顶空间较高或设在顶层时顶层时 ，要采用带回风箱的风机盘管，要采用带回风箱的风机盘管, ,以减少能耗。以减少能耗。第31页/共128页风机盘管加新风系统设计要点风机盘管加新风系统设计要点新风机房可以集中设置，也可分区设置，以减少送风管的尺寸和输送能耗。新风通常处新风机房可以集中设置，也可分区设置，以减少送风管的尺寸和输送能耗。新风通常处理到室内空气的等焓值，当采用蓄冷供水或风机盘管作干工况运行时，新风要追加处理理到室内空气的等焓值，当采用蓄冷供水或风机盘管作干工况运行时，新风要追加处理部分室内负荷和除湿负荷。部分室内负荷和除湿负荷。新风应直接送到室内，或送到风机盘管的出风端汇合后接出风口，不要送到风机盘管的新风应直接送到室内，或送到风机盘管的出风端汇合后接出风口，不要送到风机盘管的回风口，这样会减少风机盘管的有效处理风量。回风口，这样会减少风机盘管的有效处理风量。风机盘管凝水盘通大气，排水不必设存水弯，但要风机盘管凝水盘通大气，排水不必设存水弯，但要设起落差设起落差5050 ；新风机要设有效高；新风机要设有效高5050 水封水封，凝水管设，凝水管设1%1%的坡度的坡度。第32页/共128页变制冷剂流量多联分体式空调系统变制冷剂流量多联分体式空调系统变制冷剂流量多联分体式空调系统的特点：(1)通常为空气源热泵，无需冷却水系统和机房。(2)由于主机小型化，制冷能效比较大型机组要低，装机电功率也会高。在实施中如同时使用率较低时，耗电会比较省。第33页/共128页变制冷剂流量多联分体式空调系统变制冷剂流量多联分体式空调系统其适应的场合：(1)住宅空调，以户为单位，可设计一拖一或一拖多，使用灵活，用电较节省；(2)负荷小位置分散的房间，其运行时段和集中空调水系统运行时段不能覆盖的，需单独设空调系统，以方便运行与维修管理；(3)处于集中空调中的某些房间，集中空调系统不能满足其温度、湿度参数或运行时段的要求时，增设独立空调系统作为补充或不覆盖时段运行；(4)中小型出租办公或商店，要求分别管理和计费的场合； (5)中小型招租办公或商店，空调系统不能一次投入逐步开发的项目。第34页/共128页其设计要点：(1)室内机有壁挂(侧出风) 、天花吊顶(帖附出风) 、 风管机(散流器或条缝风口)等形式，要注意布置的位置， 使工作区处于回流区内，不要给人有吹风的感觉。(2)室外机有侧出风与顶出风等形式，要防止进出风相互影响，当下层出风成为上层的进风时，会降低空调机的效率，甚至出现跳闸。第35页/共128页(3)冷媒管的长度与分配都很重要，接管过长出力会减少，远了要折算衰减，尤其供热工况，热损失后效果会很差， 2008年发布的沪建交2008828号文件规定，变制冷剂流量多联分体式空调机组的配管长度宜控制在50m内， 最长不应超过70m 。(4)新风系统有制冷剂直接蒸发的新风机组，特殊情况下，也可选用空气源热泵冷热水机组提供的冷热水配置新风空调箱解决。 (5)较小规模的新风（如会议室），可利用排风新风全热交换器解决，要防止进、排风口短路。第36页/共128页第37页/共128页第38页/共128页第39页/共128页第40页/共128页第41页/共128页第42页/共128页第43页/共128页第44页/共128页第45页/共128页第46页/共128页空调房间的气流组织形式空调房间的气流组织形式 何谓气流组织？ 气流组织的基本要求 气流组织的形式和适用范围 各种送风方式的设计要点第47页/共128页何谓气流组织？何谓气流组织？ 通过末端风口选型和合理布置，使空调系统的送、回 、排风达到最好的效果，这就是气流组织。 场合不同，要求也不同。第48页/共128页其重要性因场合不同显示出来：（）一般空调房间要求工作区域的温湿度均匀、稳定、气流速度不超过规定值；（）室内温湿度有精度要求时，既要保证室内规定区域的温湿度波动在规定值允许的范围内，还要使区域的送风温差保持在规定值内；（）有洁净度要求的房间，分为工业洁净和生物洁净，分别要保证工作区内的含尘浓度和细菌数要达到某级的标准，因此气流组织有更严格的规定；（）对高大空间的空调，有的要求保证工作区温湿度及其精度，也还有要求限制垂直温度梯度要求的。第49页/共128页表表3.6 气流组织的基本要求气流组织的基本要求第50页/共128页各种送风方式的设计要点各种送风方式的设计要点1.侧送风侧送风(1)是使用最多的送风形式，采用帖附方式，可以增加射程长度；(2)但要求顶棚不应有凸出的物体，有横梁时应使射流方向与其平行。(3)工作区位于回流区内 ，切忌将回风口设置在送风口对面。(4)为了防止气流噪声出风速度要控制在一定范围内，表3.7 为推荐出风口风速值。第51页/共128页表表3.7 推荐的出风口风速推荐的出风口风速第52页/共128页2.散流器送风散流器送风(1)散流器按形状分为方形、矩形和圆形；按送风气流分为平送帖附型和下送扩散型；按功能分为普通型和送回(吸)两用型。(2)圆形散流器由多层锥面(扩散圈)组成，当锥面下降成平送流型，上提时为下送流型。(3)旋流送风口依靠起旋器或旋流叶片等部件，使轴向气流起旋形成旋转射流。由于中心处于负压区，能诱导周围大量空气与之混合，适合计算机房地板送风场合；也有安装在顶棚的旋流送风口，有定型产品，不同的型号可适应冷热风吹出等特点 。(4)自力式温控变流型散流器将温控器装置在散流器内，感受系统送冷风还是热风来改变送风流型，从而达到供暖与供冷的目的，能消除高大空间冬季上热下冷的弊病 。第53页/共128页第54页/共128页第55页/共128页3.喷口送风喷口送风(1)喷口送风射程长、送风量大、构造简单，适用于大型候机楼、候车室、展馆、体育馆、大型车间等大空间。喷口也有多种形式。(2)由于不等温射流的升降原因，选用时要注重选型计算。(3)工作区应在回流区，射程方向不应有阻拦物，当不是单侧送风时应防止射流的碰撞，出风口前、后都不应设调节阀。 第56页/共128页4.孔板送风孔板送风 (1)孔板送风利用顶棚上部空间为稳压层。空气进人稳压层以后在静压作用下，通过孔板均匀地进入空调房间。根据室内温度精度和区域温差的规定，回风口可设在下部或侧墙下部，孔板设置有全部孔板和局部孔板两种，其布置流形见下图。 (2)孔板送风的特点是送风射流消失快，送风气流与室内气流很快混合，区域温差小，适用于室温允许波动范围较严格，气流速度较低的空调房间。第57页/共128页(3)在整个顶棚上均匀地穿孔的为全面孔板。当孔口速度vo在3 m/s以上、送风(冷风) 温差t3、单位面积送风量超过60 m3/( m2h)，并且是均匀送风时，孔板下方形成直流，用于有较高净化要求的空调房间。第58页/共128页(4)当孔口出风速度vo和送风温差t。较小时，下方形成不稳定流型，因送风和室内气流充分混合，区域温差很小，适用于高精度和低流速要求的空调工程。第59页/共128页(5)当整个顶板不是全部布置孔板的为局部孔板，下方一般为不稳定流，两旁为回旋气流，适用于工艺分布在部分区域或有局部热源的空调房间，以及仅在局部地区要求较高的空调精度和较小气流速度的空调工程。第60页/共128页 三、空调水系统三、空调水系统(一)水系统的分类及组成空调水系统的分类方法很多，按照管道的布置形式和工作原理，一般可归纳为以下几种主要类型:1 、按供、回水管道数量，可分为:双管制、三 管制和四管制；2 、按供、回水在管道内的流程，可分为：同程式和异程式；3 、按供、回水干管的布置形式，可分为水平式和垂直式；4 、按原理可分为:闭式和开式；5 、按流量是否可调可分为：定流最和变流量。第61页/共128页第62页/共128页第63页/共128页冷水机组定流量运行 风机盘管等空气处理设备的支管上装有温控电动二通阀或三通阀(有的工程，由于资金等原因没有安装)，根据负荷控制温度，如果夏季室温低于整定值时，通过电动阀调节或关断来调节水量。第64页/共128页冷水机组定流量运行 电动阀与风机盘管的风机电源连锁，当风机盘管停止使用时，电动阀随之关闭停止供水。风机盘管启动使用时，阀门连锁开启，当系统中部分电动二通阀关闭时，系统阻力将增大，水泵扬程增高， a 、b两点的压差增大，水流量减少。为了保持系统内压力稳定，在供、回水总管之间设置带压差控制阀的旁通管，当a 、b两点间压差超过压差控制阀的整定值时，阀门开启，部分水量返回至冷水机组循环流动，冷水机组定流量运行。第65页/共128页冷水机组定流量运行对于间断使用的空调系统，如办公楼，空调冷水机组和水泵提前运行，而往往房间内的风机盘管还未完全开启，此时，循环水量也可通过压差旁通阀回流。第66页/共128页(二)水系统的压力分布 水系统处于静止状态时，系统内各处的压力等于水的静水压力，其大、小只与该点至膨胀水箱水面垂直高度h。有关。 当水泵运转时，其系统内水压分布除与水泵在系统内所处位置有关外，还与膨胀管与系统连接位置有关。 当水泵停止工作时，系统内各点的水压等于hn（为水的密度)，膨胀水箱在系统中的连接位置即为水系统中的恒压点。 第67页/共128页 膨胀水箱 一方面是收集因水加热体积膨胀而增加的水容积，防止系统损坏， 另一方面，还起定压作用。膨胀水箱的连接处为定压点，因此，膨胀水箱接于系统内不同的位置，可以改变水系统内的压力分布，这对高层建筑水系统的压力分布分析十分重要。第68页/共128页第69页/共128页 a点是水系统中工作压力最低的地方，无论在静止状态和工作条件下，a点的压力均为h2，即该点的静水压力。只要该点保持正压，水系统中各个地方都不会出现负压， a点是水系统中工作压力最低的地方。 冷水机组人口处压力Pb为: Pb = h-Pa-b 式中:h - 水系统的水位高度，m； Pa-b - a-b段管道的总压降，m。第70页/共128页 a点是水系统中工作压力最低的地方，无论在静止状态和工作条件下，a点的压力均为h2，即该点的静水压力。只要该点保持正压，水系统中各个地方都不会出现负压， a点是水系统中工作压力最低的地方。 冷水机组人口处压力Pb为: Pb = h-Pa-b 式中:h - 水系统的水位高度，m； Pa-b - a-b段管道的总压降，m。 水泵出口处压力 Pl = H+ h-Pa-b-c 式中: H 水泵的扬程，m 。 Pa-b-c a-c段管道的总压降，m。第71页/共128页 最低层风机盘管的工作压力Pf为：Pf = H hPa-b-c Pe-f h4 当膨胀水箱接至b点时， b点为恒压点，并等于h。与连接a点比较，系统的工作压力提高了Pa-b 。 当膨胀水箱接至c点时，水泵入口的压力为h，水泵出口的压力Pl （Pl = H+ h） 。与连接b点比较，冷水机组的工作压力增大，其增加值大约等于冷水机组的压力降，同时，最低层风机盘管的工作压力Pf增加为：Pf = H hPe-f h4第72页/共128页 对于高层建筑，应尽量降低水系统的工作压力，膨胀水箱接至a点和b点比较有利。 连接在a点时，膨胀水箱还可以起到排放空气的作用。 膨胀水箱接至d点，只在特定情况下采用。为了保证a点不产生负压，应提高膨胀水箱的安装高度h ，且满足h3 h2 Pd-a 第73页/共128页(三)水系统的竖向分区 高层建筑水系统内所承受的水压比较大，通过系统水压分布分析，考虑到各种综合因素影响，当所选用设备和构件不能承受系统水压时，水系统竖向应该进行分区，水系统竖向分区方法可归纳为以下主要形式。（）中间设置二次换热装置（）分别设置冷源第74页/共128页（）中间设置二次换热装置 为了减小底层设备的承压，中间设置二次换热装置。将系统分成低区I和高区两个独立的水系统，见下图。低区I中，1为冷水机组，3为冷水泵，5为膨胀水箱。高区中，4为冷水泵，为膨胀水箱，2为中间换热器。低区供水温度为7，回水温度为12 ，通过换热器冷却高区供水。高区供水温度一般为88.5 ，回水温度为1313.5 。 换热器通常选用板式换热器，它可以在介质温差很小时有较好的传热效果。通过间接换热器将水压传递隔断，组成了单独的水系统。第75页/共128页 中间设置二次换热装置方式的缺点是：高区系统供、回水温度升高，空气处理设备也要求相应增大，增加工程投资，部分(高区)循环水重复扬送，增加了电能消耗。另外，大楼内另增加了水泵噪声源和管理上的不方便。有些情况下也可以将中间换热装置和高区水泵也设在空调制冷机房，因为板式换热器承压一般比较高，只需要提高水泵的承压能力。第76页/共128页（）分别设置冷源为了减小下部设备的承压，将空调水系统竖向分成两个或两个以上的完全独立的系统，分别设置冷源，常用的形式有如下几种类型：低区冷源设备选择水冷冷水机组，一般设在大楼的地下层。高区选风冷热泵机组布置在屋面层，见右图。第77页/共128页第78页/共128页水系统的竖向分区 水系统的竖向分区方案，应该考虑到建筑特点、使用性质、设备选型及其吊装条件、运行管理和噪声影响等因素，并进行技术经济比较后确定。 设计中，考虑到综合影响因素，一般将水系统垂直高度100m(最大静水压力约1MPa)作为竖向分区的界线。 第79页/共128页(四) 同程式和异程式 同程式和异程式是根据水的流动方向进行区分。 同程式系统的供、回水干管的水流是沿着同一个方向流动，两个及两个以上的供水环路的供、回水管段总长度基本相等 。 异程式则相反。第80页/共128页第81页/共128页 当系统达到平衡时，则： 两并联环路的不平衡率，用下式表示：第82页/共128页(五) 冷水泵的选择及节能 冷水泵是空调系统中的主要能耗设备之一，它的装机功率约占冷水机组的10以上。水泵的节能是水泵选择时需要考虑的重要间题。 分析水泵特性图当水泵流量从500m3h减少至250m3h时，电功率从64kW降为45kW。这时流量减少50 %，但电功率减少不到30%。第83页/共128页第84页/共128页1.定转速同型号水泵并联系统分析 定转速同型号水泵并联系统因具有设计方法简单的优点，所以在中小型空调工程中用得比较普遍。 下面两图分别表示2台相同冷水机组和2台同型号水泵的并联系统和水泵工作特性图。第85页/共128页定转速同型号水泵并联系统分析 当空调负荷小于时，只需要一台冷水机组和一台水泵工作时，此时，并联环路以外共用的管段中的流量减少了一半，在既定的管网中，流量变化时，其阻力与流量的平方成正比 。第86页/共128页定转速同型号水泵并联系统分析 同理，冬季和夏季同用一台水泵也会得到同样结果。 第87页/共128页2. 大、小泵匹配 (1).流量相同，扬程不同的水泵匹配采用流量相同，扬程不同的大、小泵的匹配方法是在设计工况时，采用大泵并联运行，在单台水泵运行时，选用与大泵流量相同，扬程不同的水泵。第88页/共128页 (2).扬程相同的多台小泵并联采用扬程相同的多台小泵并联，将一台特性曲线为I的水泵改为两台特性曲线为的小泵，并将I看作两台小泵的并联运行特性曲线。一台冷水机组运行时，两台泵并联运行，水泵工作点为1，当要求水流量为Q时，只开一台水泵，水泵工作点为2，当要求流量为Q时，水泵工作点为3。可见当流量从Q至Q间，只需开一台泵，可以节约能源，但水泵需要节流，存在有节流损失，而且冷水机组的特性也随着水泵流量的改变而变化。第89页/共128页 (3)变速调节水泵转速改变，其流量、扬程和轴功率随着改变，变化关系如下：式中：G1，H1，N1分别为水泵叶轮转速为n1时 的流量、扬程和功率； G，H， N分别为水泵叶轮转速为n时的流量、扬程和功率。 第90页/共128页 (3)变速调节同一水泵，不同转速具有不同的特性曲线。 第91页/共128页 (3)变速调节.多台并联水泵其中一台变转速水泵在多台并联运行的水泵系统中，为了减少工程投资，只考虑其中一台水泵变转速。 第92页/共128页 (3)变速调节.多台并联水泵变转速 多台并联水泵采用变转速运行见下图， 设计工况运行时，水泵转速为n，两台水泵的并联工作曲线为II，流量从2Q至Q区间，采用两台泵同时变转速，流量小于Q时，采用一台泵变转速运行，可以完全消除水泵的节流调节能量损失。另外，在设计选用水泵时，水系统阻力缺乏详细计算，为了安全起见，往往将水泵扬程选择过高，导致能量损失。而采用多台水泵变转速运行时，可以将这种能耗节省下来。第93页/共128页 (3)变速调节.变转速水泵的控制 变转速水泵可采用压差控制和温差控制。从节能观点看，温差控制较合理。空调水量、冷负荷和供、回水温差存在下述关系: 供、回水温差一般为5，水的比热为常数，供水量与空调冷负荷成正比。因此，只要控制供、回水温差等于5 ，则水量便随空调冷负荷变化而变化，此时，空调的供水量是最经济合理的。第94页/共128页(六) 一级泵和二级泵系统1.一级泵手动调节水系统 在风机盘管供回水支管上设置手动调节阀处调后,调节阀固定不变,负荷侧和冷源侧均为定流量.第95页/共128页(六) 一级泵和二级泵系统2.一级泵、电动两通阀调节水系统在风机盘管供水或回水支管上设置电动两通阀，房间设置温度控制器。根据房间设定温度控制阀门的开启或关闭，进行间断供水。电动两通阀与风机盘管的风机连锁。水泵运行并不节能。旁通管的管径按一台冷水机组的流量进行设计。第96页/共128页(六) 一级泵和二级泵系统3.一级泵、电动三通阀调节水系统在风机盘管供水和回水支管间设置旁通管，利用电动三通阀调节进入风机盘管的水量，风机盘管为变水量运行。冷源侧和水系统是定水量运行。水泵运行并不节能。风机盘管可以达到节能运行的目的。第97页/共128页(六) 一级泵和二级泵系统4.一级泵、水泵变流量水系统水泵通过变频或其它方法改变转速而变流量运行，风机盘管上设置电动两通阀。一方面根据房间设定温度控制电动两通阀的开启或关闭来间断调节风机盘管的供水量。同时，冷水机组根据系统回水温度调节制冷量，而水泵随着冷负荷的变化而改变流量。负荷侧和冷源侧的水流量均随空调负荷改变而改变。冷水机组一般对水流量最小值有要求。第98页/共128页(六) 一级泵和二级泵系统5.二级泵系统负荷侧和冷源侧分别设置水泵,负荷侧和冷源侧之间的供、回水总管上设有旁通管。风机盘管上设置电动两通阀。冷水机组、一级泵和旁通管构成一次环路。一级泵定流量运行。二级泵可根据各个环路的阻力选择水泵型号。第99页/共128页(六) 一级泵和二级泵系统二级泵的供水形式:多台水泵并联供水按不同环路流量和阻力分别选择水泵。水泵变速变流量供水第100页/共128页(七) 空调水系统膨胀水箱容积及系统补水膨胀水箱容积宜取1.5VP， VP为闭式循环水系统水温变化引起的体积增量， 也称膨胀水量。式中水的膨胀系数(/ )，取0.0006/；c系统的水容量()，可按下表确定，当空调水系统采用双管统时，膨胀水箱有效容积的大小应按冬季工况来确定； t 水的平均温差，冷水取15 ；热水取 45 。第101页/共128页(七) 空调水系统膨胀水箱容积及系统补水空调水系统补水点一般设置在膨胀水箱或专设补水泵。补水量按系统水容量的左右计算。第102页/共128页第103页/共128页四、空调冷却水系统设计四、空调冷却水系统设计水冷式空调冷水机组的冷凝器散热，依靠冷却水进行冷却，由于冷却水量非常大，考虑节约能量和水资源，且降低运行费用，一般冷却水是经过冷却塔冷却后循环使用。冷凝器冷却水的出水温度一般可达37以上。通过冷却塔将高温水冷却到冷水机组冷凝器冷却所要求的进水温度，经过冷却水泵送至冷水机组循环使用。由于冷却水系统为敞开式系统，冷却水容易被外界脏物污染。另外，冷却水以蒸发冷却为主，水分蒸发量很大，水中盐类物质不断浓缩而恶化水质。因此，冷却水系统中，要求设置水过滤和水质处理装置。第104页/共128页1.冷却水循环系统冷却水循环系统第105页/共128页冷冻机组的冷却水系统冷冻机组的冷却水系统第106页/共128页2.冷却塔的选择冷却塔的选择（1）原理与分类冷却塔冷却水的原理主要是空气与水直接充分接触进行热、湿交换的过程。被冷却水通过布水装置均匀的洒向填料层，风扇从下部进风窗吸人空气，经填料层向上排风。在填料层内，空气和水逆向流动并进行热、湿交换，水经过冷却后，流人集水盘，从排水口排出。 目前冷却塔产品大至可分为以下几种:按外形可分为圆形塔和方形塔。按空气流动方向可分为逆流塔和横流塔。按冷却水进、出水温差可分为标准型、中温型和高温型(工业用)。按噪声等级可分为普通型、低噪声型和超低噪声型。按集水盘深度可分为标准型和深水盘型。第107页/共128页冷却塔的构造冷却塔的构造第108页/共128页第109页/共128页第110页/共128页第111页/共128页冷却水汽轮机排汽水泵水泵凝结水凝汽器湿空气出口水 池32冷空气入口14补水补水冷却水出口冷却水出口第112页/共128页H w3H 1H 2H w43142wvwvmmmm213344()awwwwm hhm hm h34321() 10wwammm dd2avmm1avmm4wm3wm3342121() 10wwvvammmmm dd31240wwHHHH1243wwHHHH334321421() kg()() 10wwwawmhhmhhhdd第113页/共128页（）冷却水量 冷凝器单位产冷量的散热量，对不同机型不一样，其大致关系如下:对蒸汽压缩式制冷: （1.21.3）对双效溴化锂制冷：（1.751.85）式中：冷水机组制冷量，k。第114页/共128页（3）冷却塔的选择 冷却水的冷却效果主要取决于空气湿球温度，因此，冷却塔产品的技术资料都是在既定的空气湿球温度下的数据，如果设计条件与产品技术要求不符，则需要对产品的技术数据进行修正。 另外，冷却塔的性能与冷却水的进、出口温度关系很大。从热平衡观点看，对既定的冷却塔，温差越大，处理水量越小。例如：一台双效溴化锂冷水机组，Q= 1000kW，冷却水量300t/h，供水温度32，进水温度37.5 。 选择温差标准型冷却塔，当进水温度37.5时， 300t/h冷却塔的能力只280t/h，通过温差修正，应选择350t/h型冷却塔。 第115页/共128页（3）冷却塔的选择 选择冷却塔时，还应考虑以下因素:(1)周围环境对噪声的要求，如果要求噪声严格时，可选用超低噪声冷却塔，冷却塔夜间也需要运行时，也可选择变转速风机冷却塔，在夜间，风机低转速运行。(2)对美观要求较高时，宜选用方形塔，方形塔可组合使用，调节方便，有利节能运行，但投资较高，颜色应与主体建筑协调。(3)保证良好的通风条件，合理组织冷却塔的气流。(4) 防止飘水对周围环境影响。(5)考虑有、无防火要求。 第116页/共128页3.冷却水泵的选择冷却水泵的选择第117页/共128页4.冷却水系统的补水量冷却水系统的补水量第118页/共128页4.冷却水系统的补水量冷却水系统的补水量第119页/共128页5.冷却水水质冷却水水质 冷却塔为敞开式，容易被大气中的脏物污染，同时，又给微生物的繁殖和生存提供了良好的条件。由于冷却水蒸发量大，而冷却水系统水容量小，水中盐类物质浓度增加也比较快。 目前，冷却水水质处理方法有:软化法、电子或磁水处理法、加药法等 。 下表是冷却水水质参考性指标。 第120页/共128页五、新风系统设计五、新风系统设计为了节约能量，空调系统设计中大量采用了循环空气，如果空调房间没有新鲜空气或新鲜空气量太少，室内空气品质会下降，人们会感觉到不舒适。新风系统设计就是将室外空气，经过滤、冷却或加热后，按照所规定的新风量标准送人空调房间。新风系统是目前改善房间空气品质的主要措施之一。有关旅馆、旅游行业规定的新风量的标准如表4-21和表4-22所示。第121页/共128页(一) 新风系统形式空调新风系统形式可概括为三种:1、 集中式新风系统 2 、新风通过空气处理设备负压段吸入，与空调回风混合后，经空气处理设备处理后，送入空调房间。 3 、就地换气，利用换气扇对房间进行送风或 排风。第122页/共128页集中式新风系统 室外空气经过新风机组过滤、冷却去湿或加热处理室外空气经过新风机组过滤、冷却去湿或加热处理后，用风管分别送至空调房间后，用风管分别送至空调房间。有以下几种形式有以下几种形式: :1分层设置水平式新风系统2垂直式新风系统3区域性新风系统第123页/共128页(二) 新风处理状态参数1、新风处理至室内空气参数的等温线上（o）2 、新风处理至室内空气参数的等焓线上（o）3 、新风处理至o点 第124页/共128页(二) 新风处理状态参数3 、新风处理至o点 第125页/共128页(三) 新风送入房间的方式1、新风直接送入空调房间2 、新风送入风机盘管回风口处第126页/共128页六、排风系统六、排风系统排风系统可分为全面排风和局部排风两大类。在民用建筑工程设计中，主要是采用全面排风形式，排风系统的主作用如下:、排除室内散发的有害物及污秽气体。 、平衡空气。 、组织气流，维持房间的压力。 、卫生间排风。 、地下室房间的排风。 、变、配电室排风。第127页/共128页感谢您的观看！第128页/共128页