中央空调系统方案设计常识
1.设计参考规范及标准
通用设计规范：
1．《采暧通风及空气调节设计规范》（ GBJI19-87）
2．《采暖通风及空气调节制图标准》（GBJ114－88）
3．《建筑设计防火现范》（GBJ116－87）
4．《高层民用建筑设计防火规范》（ 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）冷负荷估算面积
- 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 |
10 |
60 |
7 |
20 |
50 |
27 |
114 |
|
2 |
宴会厅 |
1.25 |
30 |
134 |
30 |
25 |
190 |
360 |
|
3 |
小会议室 |
3 |
60 |
43 |
40 |
25 |
92 |
235 |
|
4 |
大会议室 |
1.5 |
40 |
88 |
40 |
25 |
190 |
358 |
|
5 |
健身房保龄球 |
5 |
35 |
87 |
20 |
60 |
130 |
272 |
|
6 |
舞厅 |
3 |
20 |
97 |
20 |
33 |
119 |
256 |
|
7 |
科研办公楼 |
5 |
40 |
28 |
40 |
20 |
43 |
151 |
|
|
商场 |
|
||||||
|
8 |
底层 |
1.0 |
35 |
160 |
40 |
12 |
130 |
365 |
|
9 |
二层 |
1.2 |
35 |
128 |
40 |
12 |
104 |
307 |
|
10 |
三层及三层以上 |
2 |
40 |
80 |
40 |
12 |
65 |
225 |
|
|
图书馆 |
|
||||||
|
11 |
阅览室 |
10 |
50 |
14 |
30 |
25 |
27 |
121 |
|
|
展览厅 |
|
||||||
|
12 |
陈列室 |
4 |
58 |
31 |
20 |
25 |
68 |
177 |
|
|
会堂 |
|
||||||
|
13 |
报告厅 |
2 |
35 |
58 |
40 |
25 |
136 |
269 |
|
14 |
公寓住宅 |
10 |
70 |
14 |
20 |
50 |
54 |
158 |
|
|
硬剧院 |
|
||||||
|
15 |
观众厅 |
0.5 |
30 |
228 |
15 |
8 |
174 |
447 |
|
16 |
休息厅 |
2 |
70 |
64 |
20 |
40 |
216 |
370 |
|
17 |
化妆室 |
4 |
40 |
35 |
50 |
20 |
55 |
180 |
|
|
体育馆 |
|
||||||
|
18 |
比赛馆 |
2.5 |
35 |
65 |
40 |
15 |
65 |
205 |
|
19 |
休息厅 |
5 |
70 |
27.5 |
20 |
40 |
86 |
203 |
|
20 |
贵宾厅 |
8 |
58 |
17 |
30 |
50 |
68 |
173 |
|
|
医院 |
|
||||||
|
21 |
高级病房 |
|
|
|
|
|
|
110 |
|
22 |
一般手术室 |
|
|
|
|
|
|
150 |
|
23 |
洁净手术室 |
|
|
|
|
|
|
300 |
|
24 25
|
X光CTB超 |
|
|
|
|
|
|
150 |
|
25 |
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0.7-0.9
B：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/m²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 |
100-135 200-350（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 |
126-160 200-300（按观众厅面积） |
|
会堂 |
180-225 |
注：1、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10000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
（1）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/m²。
a—窗墙比/外窗面积与外墙面积（包括窗之比）；
W一外墙总面积（包括窗），m²
F一总建筑面积，m²
tn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11000 m²，空调面积为 10000m²其中大会议室面积500m²，小会议室面积为 1500 m²，办公楼建筑面积为8000 m²含有新风。
A．计算冷负荷。
a．按空调冷负荷法估算：
大会议室500 x 358=179000W=179Kw
小会议室：1500 X 235=352500=352.5kw
办公区：7000X 151＝1057000＝1057kw
合计：358十235＋1208=1588.5KW
选主机时负荷：1588.5X0．70＝1112kw
b．按建筑面积法估算：
11000X98=1212000W＝1078kW
c．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：
11000 X 60=660000W=660KW
C．初选定机组型号及台数：
1.若方案采用水源热泵
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
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
(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=1112 kw；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G
G=（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）=87 3/h
即：泵的流量为87 m3/h。
2)阻力计算
管径长约300，比摩阻选200Pa/m
则H1=300×200 Pa=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)=28.8 mH2O
故选择循环泵 G=87 m3/h H=32 mH2O N=17.5Kw n=1450rpm
3)定压泵的选择：
定压点为最高点加5m H2O
H=32+5=37m H2O
建筑物水容量取1.3L /建筑平米
Vc=11000×1.3=14300L=14.3 m3
小时流量取Vc之10%
则G=0.10×14.3=1.43m3/h
故定压泵取2 m3/h H=37m n=1450rpm
6.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）／△Ty
G2＝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：
N：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）／△Ty
Gr＝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/H
Qr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 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
500 |
1000 |
3000 |
6000 |
|
变化系数Kh |
6.58 |
5.12 |
4.49 |
4.13 |
3.88 |
3.70 |
3.28 |
2.86 |
2.48 |
2.34 |
b)旅馆的热水小时变化系数 Kh
|
居住人数 |
60 |
150 |
300 |
450 |
600 |
900 |
|
变化系数K |
9.65 |
6.84 |
5.61 |
4.97 |
4.58 |
4.19 |
c)医院的热水小时变化系数 Kh
|
居住人数 |
35 |
50 |
75 |
100 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
|
变化系数Kh |
7.62 |
4.55 |
3.78 |
3.54 |
2.93 |
2.60 |
2.23 |
1.95 |
(2)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 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
15 |
|
同时使用百分数 |
100 |
85 |
75 |
70 |
65 |
60 |
57 |
55 |
52 |
49 |
45 |
居住人数 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 |
400 |
≥1000 |
|
同时使用百分数 |
42 |
39 |
37 |
35 |
34 |
31 |
29 |
27 |
26 |
25 |
24 |
(3)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=Qh
QrTrCB+QlTlCB=QhThCB
Qr=Qh(Th+Tl)/(Tr+Tl)
Qr加热设备出热水量L /h
Ql冷水量L/h
Qh混合后热水量L/h
Tr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/H
Qh最大小时用水量L/h
Cb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，℃。
