中央空调系统方案设计案例

第一节：中央空调系统方案设计1.设计参考规范及标准中央空调主要参考以下的规范及标准：通用设计规范：1．《采暧通风及空气调节设计规范》（GBJI19-87）2．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88）3．《建筑设计防火现范》（GBJ116－87）4、《高层民用建筑设计防火现他》（GBJ0045－95）5．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）专用设计规范：1、《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87）2、《住宅设计规范》（GB50096-99）3．《办公建筑设计规范》（JG67－89）4、〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89）5．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）6、其它专用设计规范专用设计标准图集：1．《暖通空调标准图集》2．《暖通空调设计选用手册》（上、下册）3、其它有关标准2.空调负荷估算a)空调冷负荷估算（1）冷负荷估算面军A．空调冷负荷法估算冷指标。空调冷负荷法估算冷指标（W/m2空调面积）见下表序号建筑类型及房间名称空调建筑面积平方米/人建筑负荷人体负荷照明负荷新风量W/m2新风负荷总负荷1客房106072050271142宴会厅1.253013430251903603小会议室360434025922354大会议室1.5408840251903585健身房保龄球5358720601302726舞厅3209720331192567科研办公楼54028402043151商场8底层1.03516040121303659二层1.235128401210430710三层及三层以上24080401265225图书馆11阅览室105014302527121展览厅12陈列室45831202568177会堂13报告厅23558402513626914公寓住宅107014205054158硬剧院15观众厅0.53022815817444716休息厅27064204021637017化妆室44035502055180体育馆18比赛馆2.5356540156520519休息厅57027.520408620320贵宾厅85817305068173医院21高级病房11022一般手术室15023洁净手术室3002425X光CTB超15025餐馆300注：本表为最大负荷，在求建筑总冷负荷时，应考虑空调房间同时使用系数0.7-0.9B：按建筑面积冷指标进行估算建筑面积冷指标建筑名称冷负荷指标W/m2²建筑面积建筑名称冷负荷指标W/m2建筑面积旅馆80-90体育馆100-135200-350（按人员座位数）办公楼85-100图书馆35-40计算机房190-380医院80-90数据处理320-400商店105-125营业厅设空调时，200-250按营业厅面积剧院126-160200-300（按观众厅面积）会堂180-225注：l、上述指标为总建筑面积的冷负荷指标：建筑面积的总建筑面积小于5000平米时，取上限；大于l0000平米，取下限值。2、按上述指标确定的冷负荷，即是制冷机的容量，不必再加系数。3、由于地区差异较大，上述指标以北京地区为准。南方地区可按上限采取。热负荷估算（l）按建筑面积热指标进行估算注：总建筑面积、大外围结构热工性能好、窗户面积小，采用较小的指标；反之采用较大的指标。(2）窗墙比公式法：q=(7a+1.7)W/F(tn-tw)W/m2;说明：q—建筑物的供热指标，W/m2²。a—外窗面积与外墙面积（包括窗之比）；W一外墙总面积（包括窗），m2²F一总建筑面积，m2tn一室内供暖设计温度，℃tw一室外供暖设计温度，℃（3）冷热负荷说明A．以上估算的冷热负荷指标，是按2000年10月1日以前执行的《民用建筑节能设计标准》进行估算的。B．新的《民用建筑节能设计标准》，自2000年10月1实施执行，其冷热负荷指标，应参照有关的标准。3.机组选型机组选型步骤：A．估算或计算冷负荷通过3.2.2节的估算法进行估算总冷负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。B．估算或计算热负荷通过3.2.2节的估算法进行估算总热负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。C．初定机组型号根据总冷负荷，初次选定机组型号及台数D、确定机组型号根据总热负荷，校核初定的机组型号及台数。并确定机组型号。4.机组选型案例例：建筑情况：北京市某办公楼建筑面积为11000m2²，空调面积为10000m2其中大会议室面积500m2，小会议室面积为1500m2，办公楼建筑面积为8000m2含有新风。A．计算冷负荷。a．按空调冷负荷法估算：大会议室500x358=179000W=179Kw小会议室：1500X235=352500=352.5kw办公区：7000X151＝1057000＝1057kw合计：358十235＋1208=1588.5KW选主机时负荷：1588.5X0．70＝1112kwb．按建筑面积法估算：11000X98=1212000W＝1078kWc．由1）、2)计算结果，冷负荷按1112KW计算。B．计算热负荷按空调热负荷法计算：11000X60=660000W=660KWC．初选定机组型号及台数：1、若方案采用水源热泵①确定机组型号：总冷负荷为1112kw，两台GSHP580型水源热泵机组机组在水温为16～18℃，供回水温度7～17℃时制冷量为1152kw。略大于冷负荷，符合要求。总热负荷为660kw，一台GSHP580型水源热泵机组在水温为16～18℃，供回水温度55～45℃时制热量为665kw。略大于热负荷，符合要求。②最后确定为两台GSHP580型水源机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用一台机组即可（在室外温度较低时采用两台机组进行制热）。2、.若方案采用风冷热泵中央空调组机①确定机组型号：根据以上计算，总冷负荷为1112kw，两台LSBLGRF560M模块热泵系列风冷（热）泵机组供回水温度7～17℃时制冷量为1120kw．略大于冷负荷，符合要求。总热负荷为660kw，一台LSBLGRF560M型机组，供回水温度55～45℃时制热量为588kw．略小于热负荷，符合要求。②最后确定为两台LSBLGRF560M型模块热泵系列风冷（热）泵机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用一台机组即可（在是外温度较低时采用两台机组进行制热）。3、若采用水冷中央空调组机①根据以上计算，总冷负荷为1112kw，两台LSBLG640Z型水冷中央空调机组供回水温度7～17℃时制冷量为1278kw．略大于冷负荷，符合要求。②最后确定为两台LSBLG640Z型水冷中央空调机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组。5.辅助设备1)水泵的选型:冷负荷Q=1112kw；空调系统水环路带走的热量在此基础上乘以1.3同时使用系数取0.7则水流量为GG=（Q×A×1.3）÷（1.163×T）A:使用系数G:水流量T:空调水系统供回水温差G=（1112×0.7×1.3）÷（1.163×10）=87m3/h即：泵的流量为87m3/h。2)阻力计算管径长约300，比摩阻选200Pa/m则H1=300×200Pa=6mH2O局部阻力取0.5则H2=0.5×6=3mH2O制动控制阀H3=5mH2O机组压降H4=50Kpa=5mH2O换热器压降H5=4mH2O总扬程h=1.2H=(6+3+5+5+4)=28.8mH2O故选择循环泵G=87m3/hH=32mH2ON=17.5Kwn=1450rpm3)定压泵的选择：定压点为最高点加5mH2OH=32+5=37mH2O建筑物水容量取1.3L/建筑平米Vc=11000×1.3=14300L=14.3m3小时流量取Vc之10%则G=0.10×14.3=1.43m3/h故定压泵取2m3/hH=37mn=1450rpm6.热泵中央空调系统水量计算（1）夏季中央空调系统水量的计算：根据热力学定律，可以从以下公式中获得水源水量和冷冻水量。Gr＝0．86（QL＋N）／△TyG2＝0．86QL/△TL说明：Gr水源水量，m3/h；GL：冷冻水量，m3/h：QL：中央空调系统主机制冷量，kw：3N：中央空调主机电功率，kw；△Ty：水进出中央空调主机温差，℃；△TL：冷冻水进出中央空调主机温度℃。（2）冬季热泵中央空调系统水量的计算：根据热力学定律，亦可得冬季时的水量和热水量，从以下公式中便可获得。Gy＝0．86（Qr-N）／△TyGr＝0．86Qr/△Tr说明：Gy水源水量，m3/h；Gr：热水水量，m3/h：Qr：水源中央空调系统主机制热量，kw：N：水源中央空调主机电功率，kw；△Ty：水源水进出中央空调主机温差，℃；△TL：冷冻水进出中央空调主机温度，℃。（3）热水量计算热水量计算有下述两种计算方法。①根据热水用水定额和用水计算单位Qh=K*n*m*Qr/T说明：Qh最大小时热水用量L/HQr热水用水定额L/H，M用水计算单位数，人数或床数。T一天内热水供应的时间，H；Kh热水小时变化系数，全日供应热水。a)住宅的热水小时变化系数Kh居住人数50100150200250300500100030006000变化系数Kh6.585.124.494.133.883.703.282.862.482.34b)旅馆的热水小时变化系数Kh居住人数60150300450600900变化系数K9.656.845.614.974.584.19c)医院的热水小时变化系数Kh居住人数3550751002003005001000变化系数Kh7.624.553.783.542.932.602.231.95②根据供应热水的卫生器具及小时用水量同时使用的百分数计算。Qh=∑qhn0b/100说明：Qh：最大小时热水用水量qh：卫生器具小时用水定额no：同类型卫生器具数；b：卫生器具同时使用系数，公共浴室和学校、剧院及体育馆等浴室内的淋浴器和洗脸盆均按100%计；旅馆客房卫生间内浴盆那60-70%计，其他洁具不计，医院、疗养院的病房内卫生间的浴盆按25-50%计，其他洁具不计；对于全日供应热水的住宅，每户没有浴盆时，仅计算浴盆的热水用量，其他用具的热水用水量不计，浴盆同时使用百分数。住宅浴盆同时使用百分数居住人数1234567891015同时使用百分数10085757065605755524945居住人数2025304050100150200300400≥1000同时使用百分数4239373534312927262524③由于用水计算单位数、卫生洁具和热水用水定额、卫生洁具同时使用百分数等参数并无严格的数学关系，上述两种方法的计算结果可能不一致，计算时可进行分析对比，选用合适的数据。④混水热水量有时供水温度高，使用时，需与冷水混合使用，加热设备供水量计算式如下：Qr+Ql=QhQrTrCB+QlTlCB=QhThCBQr=Qh(Th+Tl)/(Tr+Tl)Qr加热设备出热水量L/hQl冷水量L/hQh混合后热水量L/hTr加热设备供热水温度Tl冷水温度Th混合后水温CB水比热，可取4.2KJ/h。⑤热水耗热量计算A、根据热水用量标准计算对于居住建筑、医院、疗养院、修养所、旅馆等建筑，可根据热水用水量标准计算。Q=Kn*mQrCn*(Tr-Tl)Q设计小时耗热量KJ/HQh最大小时用水量L/hCb水的比热，热水系统可取4.2Kj/Kg.℃；Tr．：热水温度，℃：T1．冷水温度，℃；qr：热水用水定额，L／h，据表5－2选用；m：用水计算单位数，人数或床数：T：一天内热水供应时间，h；Kn：热水小时变化系数。B、据卫生洁具热水用水量计算对于工业企业生活问、剧院、体育馆、学校、公共浴室、专用浴室和每户平均人口为4，人的住宅等建筑、耗热量可根据卫生器具小时热水用最少量计算。Q：设计小时耗热量，kJ／h：qh：卫生器具小时热水定额，L/H，；n0：同类型卫生器具数；b：卫生器具同时使用系数；CB：水的比热，可取4.2kJ／（kg·℃）；tr：热水温度，℃；tl：冷水温度，℃。