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空調系統設計參考筆記

科技 更新时间:2024-12-04 08:29:45

優質空調的四要素:産品,設計,維護,安裝施工。

設計和選型問題的來源:

用戶的要求是否清楚?現場的條件調查是否明确?選用的設備是否合适?負荷計算是否準确?

設計五要素:建築情況,環境因素,舒适度,品牌因素,費用。

一、建築情況:

建築物的類型和規模;是新建築還是現有建築;可提供何種能源形式;是否有合适的空間(如管道井、吊頂空間、機房等);建築物的圍護結構的情況(如材料,結構類型等)。

二、環境因素:

在建築中,有何種環境要求?

周邊環境的空氣是否存在影響?(是否有大量的灰塵?空氣是否是含鹽量高的?)

周邊環境允許的噪聲标準或要求。

機組可能安裝場所附近,是否存在幹擾源(熱源、電磁源、強氣流等)?

三、舒适度:

房間的用途和結構(用于确定負荷計算的基本參數及選擇适用的室内機組或末端裝置);室内的溫濕度基準和允許波動範圍;室内空氣潔淨度要求和主要污染源;

新風和換氣的标準和基本要求;運行、監控和管理的要求;是否有特殊空調要求的房間?

四、品牌因素:

相關人員對空調系統形式和品牌的了解程度。

品牌的交易流程、服務水平和技術支援力量。

項目招标方或最終用戶對品牌的要求或期望。

五、費用:

競争對手的信息(産品情況、價格技術對應能力等);

綜合考慮設備、施工、運行和保養等各個方面的總體費用。

空調項目設計流程:初步接觸和方案讨論→方案設計→施工設計。

初步接觸和方案讨論:

要充分把握客戶的需求:

①獲得建築圖紙等設計資料(如有可能進行實地勘察,應掌握建築物的規模,内部配置等方面的信息)。

②了解客戶對空調環境的基本要求,确定是否對空調有特殊要求。

确定方案:

①對各種系統方案進行簡要對比(如有可能向客戶展示其他施工實例)。

②與用戶探讨并初步确定空調系統的主體形式。

方案設計:

合理分區,負荷計算(如有條件應采用逐時計算的方法)。

根據室内狀況進行機型選擇(應利用各機型的特點并考慮建築方面的限制,同時與設備供應商确認出貨能力)。

基本方案和初步項目預算提出,并與客戶商讨确認。

施工設計:

施工圖紙繪制:

①充分考慮施工可行性(施工條件、施工工期和供貨周期)。

②各種設備應在圖上明确标識,有特殊設計時應注明。

③與關聯工程方進行必要協調。

在進行空調系統的設計過程中,必須就各種基本事項和需要調查的事項與客戶充分溝通後确定。特别對于一些客戶難于理解的事項和設計時的假定事項必須讓客戶充分了解,否則容易造成在施工和驗收時産生争議甚至是索賠。

要點:

對于大型的建築,如發現因建築結構或房間用途不同導緻各部分熱負荷有明顯差異,應先進行空調分區讨論以求達到最佳效果。

建築物内負荷特性相差較大的内區與周邊區,以及在同一時段内分别進行加熱和冷卻的房間,一般宜分區設置空氣調節系統。

分空調系統時要了解清楚各空調房間的用途,規模,工作時間,負荷變化等情況。負荷特性相差較大的房間應分别設系統。

用集中冷源還是自帶冷源要從投資與經常費用綜合考慮。對個别使用時間與衆不同的房間,應設自帶冷源的空調機。

大中型建築物選制冷機的容量及台數時,應大小搭配;按過渡季的最小負荷選一台小制冷機,這樣既能滿足部分小負荷運行的需要,又可節約能耗。

多聯機系統工程設計:

系統選型步驟:

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)1

負荷計算:

對空調房間進行負荷計算時,應考慮以下因素:

通過建築圍護結構傳入的熱量。(包括朝向、牆體結構類型等)

通過外窗進入的太陽輻射量。

室内人員的散熱量。

各種室内熱源的散熱量。

外部空氣帶來的熱量。(包括外氣量和外氣處理方式)

各種散濕過程産生的潛熱量。

各種建築内部的熱濕幹擾。(包括吊頂、鄰室、風管系統的回風區等)

若在計算每個房間的空調冷負荷時,未列入新風冷負荷,則在計算空調系統冷負荷時應計入新風冷負荷。

負荷計算(估算法):

估算簡易公式:總負荷=單位面積冷負荷×房間地面面積×修正系數。

估算法流程:确定房間類型→計算房間面積→選取單位面積冷負荷估算指标→計算空調房間總負荷。

單位面積冷負荷估算指标:

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)2

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當人均占有面積超過10m2時,按10m2來計算。

對于一些廢氣量大的場合或者一些工藝型場合,一般應根據換氣次數來計算新風量。

計算公式:新風量(m3/h)=換氣次數×房間容積

對于一般性場合,如無特殊要求且室溫波動範圍在±1℃則可選用換氣次數為5次/小時。

換氣次數推薦值:

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新風量的确定:

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做新風處理時應注意的事項:

新風取入口應避開建築的排氣口和室外廢氣發生處。否則會引起引入的新風品質不高,不能達到換氣的目的。

對于冷媒機,新風處理機的新風管不能與空調的回風管道連接。當新風機與空調機同時使用時,會引起空調溫控出現偏差提前使空調機停止運行,室内無法達到要求的空調環境;當單獨使用新風機時,新風會從空調回風口吹入室内,可能将回風濾網上的灰塵帶入室内,降低室内的空氣品質。

機型選擇:

根據負荷計算結果和室内的條件(如負荷的分布特點、房間的内部結構、理想的氣流形式和使用特點等),選擇合适的室内機組,并酌情合理分組,配置相應的室外機組。

機型選擇流程:選擇室内機組→對室内機進行合理分組→選擇室外機。

第一步:選擇室内機組

選擇室内機組時,首先應根據負荷計算的結果,其次需要考慮房間的使用特點、天花造型、家具布置情況和室内機組工作的特點(尤其是氣流組織形式和具體操作控制方式)。

要點:

所選擇的室内機能力一般應不小于所計算出來的房間負荷。

選擇室内機時應綜合考慮室内的噪聲标準,空氣質量要求,并結合房間特點、内部裝修等因素進行分析。

對于四面出風嵌入式室内機一般不宜用在天花高(3m以上)的場合;對于天花高的場合可采用風管型室内機。

室内機形式:

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)8

四面出風嵌入式:

1、安全可靠,壽命長,運行噪音低;

2、同行業中最薄機身厚度(230mm),适合狹小天花空間;

3、配有酶殺菌空氣淨化裝置和高效過濾網,保持空氣清潔;

4、送風範圍寬廣,冷熱均勻分布,且适用性廣安裝、維護簡便。

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四面出風嵌入式安裝效果圖:

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一面出風嵌入式:

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1、單向氣流送風 ,适合角落送風。可引入新風。

2、機身超薄,适合狹小空間安裝,機身厚度最薄是198mm。

3、出風靜壓10Pa,超低噪音運行。

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)12

一面出風室内機的優勢:

1、單向氣流送風,适合角落送風。

2、機身超薄,适合狹小空間安裝,機身厚度最薄是198mm。

3、超低噪音運行。

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一面出風嵌入式安裝效果圖:

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标準型風管天井式:

1、送回風口自由配置,室内機豪華高貴,配有做工精良的回風 箱和高效過濾網,可配合不同室内裝修需要。

2、出風靜壓40Pa。

3、可引入新風。

4、機身輕巧,安裝方便。

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标準型風管天井式安裝效果圖:

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低靜壓風管機:特别适用于住宅、小型辦公等對隔音效果要求高的場所。

坐吊兩用機:既可以吊頂安裝,又可落地放置。适合不同的空間需要。

高靜壓風管天井式室内機:

1、可引入新風;

2、該機型為天花暗藏式,可以與裝修配合室内設計;

3、送風口自由布置,适用不同形式的房間(如下圖);

4、可以實現遠距離送風。

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高靜壓風管天井室内機效果圖:

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第二步:對室内機進行合理分組

對于大型的項目或因建築結構和房間用途不同導緻使用特點存在差異,應對空調面積進行合理分區。

在系統設計中,一般分區方法為按建築的負荷特性分區:

将建築物平面分為直接受外界條件影響的周邊區域(外區)和不直接受影響的内部區域(内區);

在大型項目中,對于其周邊區域可根據方位進行分區;

如果室内的人員密度和室内設備密度有較大差異時,應根據不同密度進行劃分。

系統規劃:

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第三步:選擇室外機

根據室内機選擇結果和分區情況分别選擇對應合适的室外機,對于多聯機系統應注意以下幾點:

冷媒管長度的限制;

室内外機組的配置比例的要求:室内機的總名義能力必須在其對應的室外機名義能力的110%範圍内,否則會因回油問題導緻壓縮機的壽命降低和故障。

各室外機可連接的最大室内機台數。

室外分層擺放的設計要求::

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室外機必要能力:

計算公式:室外機必要能力=整個系統的總負荷/配管修正系數。

室内機能力校驗:

對于同一型号的系統室内機,盡管在技術資料中标定了其制冷(暖)能力,但是由于各種實際使用狀況會對其最終能力産生影響(如:由于使用工況導緻機組處于重載或輕載運轉狀态,室内外機組的配置比例不同等原因);故必須在初步選定室内外機組的條件下進行能力校驗。

計算公式:

室内機實際能力=選用的室外機能力×(室内機能力/系統室内機總能力)×配管修正系數。

校核:

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配管設計:

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以美的為例。

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注意:當室内機容量總和超配室外主機較多的情況。

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各系列極限設計參數:

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對于U系列,配管長度有以下規律:

1、26~40:最長10米,高差5米。

2、50~140:最長20米,高差10米;特例120、140型号最後為-B的機器,最長50米,高差20米。

3、其餘所有機器:最長50米,高差20米。

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風管設計:

風管内的空氣壓力:

靜态壓力和動态壓力:

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全壓=靜壓 動壓。動壓=ρv2/2。

ρ--空氣的密度,一般取1.2×103kg/m3。

靜态壓力和動态壓力之間的關系:

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)42

如上圖所示:截面從A1增大到A2時,相對的氣流速度會從V1減少到V2。則動壓會變小,靜壓會增大。所以将這種靜态壓力增加和動态壓力減少的現象稱之為靜态壓力恢複。

風扇特性:

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)43

風管設計的方法有以下幾種:

等壓法:把單位長度的風管内的氣流摩擦損失設為定值的方法。在确定基準損失值後,根據各部分送風量确定各段風速和管道尺寸。

等速法:預先假定風管中各部位的氣流速度,再依次确定各段風管尺寸及阻力的方法。

全壓法:綜合考慮管道中動壓和靜壓情況,按照全壓基準(全壓=動壓 靜壓)進行設計的方法。

靜壓再獲得法:考慮随着風速變化(即動壓變化)而帶來的靜壓增減,通過計算該變化量來确定風管尺寸的方法。該方法多用于高速風管的設計中。

風管系統設計步驟:

通風量的确定→風口确定→風管通道确定→各部分的通過風量的确定→風管尺寸的确定→風機規格的确定或校核。

等壓法:把單位長度的風管内的氣流摩擦損失設為定值的方法。在确定基準損失值後,根據各部分送風量确定各段風速和管道尺寸。

鍍鋅鋼闆風管内摩擦損失圖上相關參數如下:

風量(m3/h);風速(m/s);風管直徑(cm);單位摩擦損失(mmAq/m);1mmH2O=10Pa。

利用摩擦損失圖求圓形直管段風管的單位摩擦損失:

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解答:已知風量=540m3/h=9m3/min,D=20cm

查表得 1.此段風管的單位摩擦損失=0.17mmH2O/m;

2.此段風管的風速v=4.6m/s。

利用摩擦損失圖求矩形直管段風管的單位摩擦損失:

空調系統設計參考筆記(空調系統工程的設計方法)45

解答:

已知A=300mm,B=150mm;查表得等效直徑D=229mm=22.9cm;

已知風量=540m3/h =9 m3/min,D=22.9cm;

查表得 1.此段風管的單位摩擦損失=0.088mmH2O/m;

2.此段風管的風速v=3.6m/s。

矩形彎頭的等效長度計算:

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風管計算中應考慮下列值:

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風口确定:

風口數量、類型和尺寸的确定:

将一個空調區域分割成多個小塊,每個小塊置一風口。

分割原則必須滿足以下條件:L≤3H且L≤1.5S;H:室内天花高度。

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最不利環路阻力确定:

選擇從一個回風格栅(或進新風口)起到一個空調機最遠端的送風格栅。最長的風管線路(或是沿程阻力可能最大的風管線路);

計算出僅在線路中的阻力損失,包括空調機内部的壓力損失。

将總的摩擦損失算出後再乘以1.1,就得出了總的阻力損失了。

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風管設計常見問題:

采用上送風上回風形式時,送回風口過于接近,導緻氣流短路。

空調風管過長,風口過多,導緻阻力不平衡,遠端風口不出風。

采用吊頂回風,造成室内效果差。

風機風壓過高,造成實際風量和運行噪聲過大。

風管尺寸突變或急彎,造成局部阻力過大,風量減小。

送風口設置不當,造成室内溫度不均勻。

高天花場所,采用的出風口風速和風口型式不當,氣流無法達到底部工作區域,引起效果不佳。

風機設備過于靠近有靜音要求的房間,導緻噪音超标。

本文來源于互聯網,作者:美的。暖通南社整理編輯。

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