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暖通空調(diào)行業(yè)中制冷主機選型和空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計的介紹

2022-04-11 瀏覽量：1403

今天，小編將為大家介紹暖通空調(diào)行業(yè)中制冷主機選型和空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計的知識點，讓我們來一睹為快吧~

一、制冷主機選型

1、如何選擇制冷主機？

★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;

★統(tǒng)計建筑空調(diào)總負荷;

★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。

★制冷機冷負荷為建筑空調(diào)總負荷與同時使用率的乘積。根據(jù)計算的制冷機冷負荷既可選擇制冷主機。

★制冷主機臺數(shù)可以根據(jù)建筑業(yè)主和建筑所備機房情況進行確定。

★主機形式可以根據(jù)業(yè)主實際情況或根據(jù)工程情況對多種方案進行比較確定，選擇最適合該工程的主機形式。

二、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

1、空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計原則

★力求水力平衡；

★防止大流量小溫差；

★水輸送系數(shù)要符合規(guī)范要求；

★變流量系統(tǒng)宜采用變頻調(diào)節(jié)；

★要處理好水系統(tǒng)的膨脹與排氣；

★要解決好水處理與水過濾；

★要注意管網(wǎng)的保冷與保暖效果。

2、空調(diào)水系統(tǒng)形式：

空調(diào)水系統(tǒng)按照管道的布置形式和工作原理，一般分為一下主要幾種類型：

★按供、回水管道數(shù)量，分為：雙管制、三管制和四管制；

★按供、回水在管道內(nèi)的流動關(guān)系，分為：同程式和異程式；

★按供、回水干管的布置形式，分為：水平式和垂直式；

★按原理分為：開式和閉式；

★按調(diào)節(jié)方式分為：定流量和變流量；

3、各種空調(diào)水系統(tǒng)的優(yōu)缺點比較

管路系統(tǒng)不與大氣相接觸，僅在系統(tǒng)更高點設(shè)置膨脹水箱；

與設(shè)備的腐蝕機會少;不需克服靜水壓力，水泵壓力、功率均低。系統(tǒng)簡單，與蓄熱水池連接比較復(fù)雜。

開式管路系統(tǒng)與大氣相通，與蓄熱水池連接比較簡單，易腐蝕，輸送能耗大。

同程式供回水干管中的水流方向相同；經(jīng)過每一管路的長度相等

水量分配，調(diào)度方便，便于水力平衡

需設(shè)回程管，管道長度增加，初投資稍高

異程式

供回水干管中的水流方向相反；經(jīng)過每一管路的長度不相等

不需設(shè)回程管，管道長度較短，管路簡單，初投資稍低

水量分配，調(diào)度較難，水力平衡較麻煩

兩管制

供熱、供冷合用同一管路系統(tǒng)

管路系統(tǒng)簡單，初投資省

無法同時滿足供熱、供冷的要求

三管制

分別設(shè)置供冷、供熱管路與換熱器，但冷熱回水的管路共用

能同時滿足供冷、供熱的要求，管路系統(tǒng)較四管制簡單

有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路系統(tǒng)布置較簡單

四管制

供冷、供熱的供、回水管均分開設(shè)置，具有冷、熱兩套獨立的系統(tǒng)

能靈活實現(xiàn)同時供冷或供熱，

沒有冷、熱混合損失

管路系統(tǒng)復(fù)雜，初投資高，占用建筑空間較多

3、冷卻水系統(tǒng)設(shè)計

3.1冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

冷凝器冷卻水的出水溫度一般可達37℃以上。通過冷卻塔將高溫水冷卻到冷水機組冷凝器冷卻所要求的進水溫度，經(jīng)過冷卻水泵送至冷水機組循環(huán)使用。由于冷卻水系統(tǒng)為敞開式系統(tǒng)，冷卻水容易被外界臟物污染。另外，冷卻水以蒸發(fā)冷卻為主，水分蒸發(fā)量很大，水中鹽類物質(zhì)不斷濃縮而惡化水質(zhì)。因此，冷卻水系統(tǒng)中，要求設(shè)置水過濾和水質(zhì)處理裝置。

3.2冷卻塔的選取方法：

★根據(jù)制冷機樣本直接查取所需冷卻水水量值，乘以一定的安全裕量（1.1~1.2）計算冷卻塔水量值，然后根據(jù)冷卻塔水量值從產(chǎn)品樣本選擇型號和規(guī)格。

★根據(jù)冷卻水量和供、回水溫度及溫差即可選定冷卻塔，但是，冷卻塔的工作原理主要是依靠水分蒸發(fā)吸收熱量來實現(xiàn)水冷卻的目的?？梢?，冷卻水的冷卻效果主要取決于空氣濕球溫度，因此冷卻塔產(chǎn)品的技術(shù)資料都是在既定的空氣濕球溫度下的數(shù)據(jù)，需要對產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)進行修正。

★簡要經(jīng)驗值計算公式：

設(shè)備總冷量（KW）×860（大卡）÷3000=冷卻塔水流量，但在此基礎(chǔ)上加上25T～100T=冷卻塔實際規(guī)格流量或冷卻塔水流量×1.2～1.3=冷卻塔實際規(guī)格流量。

3.3冷卻塔選擇注意事項：

(1)周圍環(huán)境對噪聲的要求，如果要求噪聲嚴格時，可選用超低噪聲冷卻塔，冷卻塔夜間也需要運行時，也可選擇變轉(zhuǎn)速風(fēng)機冷卻塔，在夜間，風(fēng)機低轉(zhuǎn)速運行。

(2)對美觀要求較高時，宜選用方形塔，方形塔可組合使用，調(diào)節(jié)方便，有利節(jié)能運行，但投資較高，顏色應(yīng)與主體建筑協(xié)調(diào)。

(3)保證良好的通風(fēng)條件，合理組織冷卻塔的氣流。

(4)防止飄水對周圍環(huán)境影響。

(5)考慮有、無防火要求。

3.4冷卻塔的布置注意事項：

（a）冷卻塔應(yīng)設(shè)置在空氣流暢，風(fēng)機出口處無障礙物的地方。如建筑外觀的需要，冷卻塔需用百葉窗圍擋時，則百葉窗靜孔面積處的風(fēng)速應(yīng)小于2m/s，以保證有足夠的開口面；

（b）冷卻塔應(yīng)設(shè)置在噪聲要求低和允許水滴飛濺的地方，當(dāng)附近有住宅或其他建筑物，且有一定的噪聲要求時，應(yīng)考慮消聲和隔振措施；

（c）冷卻塔設(shè)置在屋頂或樓板上，應(yīng)校核結(jié)構(gòu)承壓強度；

（d）冷卻塔和制冷機一般為單臺布置，便于管理；

（e）冷卻塔的補給水量一般為冷卻塔循環(huán)水量的1∽3%；

（f）為了防止冷凝器和冷卻水管路系統(tǒng)的腐蝕，冷卻水和補給水的水質(zhì)要達到一定的標(biāo)準(zhǔn)，必要時應(yīng)設(shè)加藥裝置，對冷卻水進行處理；

（g）當(dāng)多臺冷卻塔并聯(lián)使用時，要特別注意避免因并聯(lián)管路阻力不平衡造成水量分配不均或冷卻塔底池的水發(fā)生溢流現(xiàn)象。為此，各進水管上都必須設(shè)置閥門，借以調(diào)節(jié)進水量；同時在各冷卻塔的底池之間，用與進水干管相同管徑的均壓管（平衡管）連接。此外，為使各冷卻塔的出水量均衡，出水干管宜采用比進水干管大兩號的集管并用45o彎管與冷卻塔各出水管連接。

3.5冷卻水泵的選取

冷卻水泵的選擇要點與冷凍水泵相似，應(yīng)以節(jié)能、低噪音、占地少、安全可靠、振動小、維修方便等因素，擇優(yōu)選擇。

冷卻水泵的組成

★制冷機組冷凝器水阻力：一般為5~7mH2O；

★冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2~3mH2O

★冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2~3mH2O

★回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；

★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，冷凍水泵為17~26mH2O，一般為21~25mH2O。

4、冷凍水系統(tǒng)設(shè)計

4.1選擇原則及注意事項：

首先要滿足更高運行工況的流量和，并使水泵的工作狀態(tài)點處于高效率范圍；泵的流量和應(yīng)有10~20%的富裕量；當(dāng)流量較大時，宜考慮多臺并聯(lián)運行，并聯(lián)臺數(shù)不宜超過3臺，并應(yīng)盡可能選擇同型號水泵；供暖和空調(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)水泵，宜配備一臺備用水泵；選泵時必須考慮系統(tǒng)靜壓對泵體的影響，注意水泵殼體和填料的承壓能力以及軸向推力對密封環(huán)和軸封的影響，在選用水泵時應(yīng)注明所承受的靜壓值，必要時有制造廠家做特殊處理。

4.2冷凍水泵選型：

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

冷凍水泵的組成

★制冷機組蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；

★末端設(shè)備（空氣處理機組、風(fēng)機盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；

★回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；

★分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；

★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，冷凍水泵為26~35mH2O，一般為32~36mH2O。

4.3進行水泵的配管布置時，應(yīng)注意以下幾點：

★安裝軟性接管：在連接水泵的吸入管和壓出管上安裝軟性接管，有利于降低和減弱水泵的噪聲和振動的傳遞。

★出口裝止回閥：目的是為了防止突然斷電時水逆流而時水泵受損。

★水泵的吸入管和壓出管上應(yīng)分別設(shè)進口閥和出口閥；目的是便于水泵不運行能不排空系統(tǒng)內(nèi)的存水而進行檢修。

★水泵的出水管上應(yīng)裝有溫度計和壓力表，以利檢測。如果水泵從地位水箱吸水，吸水管上還應(yīng)該安裝真空表。

★水泵基礎(chǔ)高出地面的高度應(yīng)小于0.1m，地面應(yīng)設(shè)排水溝。

5、冷凝水系統(tǒng)設(shè)計

風(fēng)機盤管機組、整體式空調(diào)器、組合式空調(diào)機組等運行過程中產(chǎn)生的冷凝水，必須及時予以排走，排放冷凝水管道的設(shè)計，采用開式、非滿流自流系統(tǒng)，排放方式采用分區(qū)排放，一般排到區(qū)域中心衛(wèi)生間的地漏中，這樣排水管道較短，不易漏水。

★沿水流方向，水平管道應(yīng)保持不小于千分之三的坡度，且不允許有積水部位；

★當(dāng)冷凝水盤位于機組內(nèi)的負壓區(qū)段時，凝水盤的出水口處必須設(shè)置水封，水封的高度應(yīng)比凝水盤處的負壓（相當(dāng)于水柱高度）大50%左右。水封的出口，應(yīng)與大氣相通；

★冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，進行防結(jié)露的保溫和隔氣處理；

★冷凝水立管的頂部，應(yīng)設(shè)計通向大氣的放氣閥；

★設(shè)計和布置冷凝水管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應(yīng)設(shè)計安排必要的設(shè)施；

★冷凝水管的公稱直徑DN(mm)，應(yīng)根據(jù)通過冷凝水的流量計算確定。

一般情況下，每1KW冷負荷每1h約產(chǎn)生0.4kg左右冷凝水；在潛熱負荷較高的場合，每1KW冷負荷每1h約產(chǎn)生0.8 kg左右冷凝水。通常，冷凝水管的公稱直徑選用DN20mm。

6、電子水處理儀、過濾器

6.1主要產(chǎn)品形式

電子水處理儀

Y型過濾器

6.2電子水處理儀、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(shè)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。

7、全自動軟化水裝置的選擇

當(dāng)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)水和補水更好是軟化水，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）。

8、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。

六、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

1、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則

★能保證室內(nèi)要求的參數(shù)，即在設(shè)計條件下和運行條件下均能保證達到室內(nèi)溫度、相對濕度、凈化等要求。

★初投資和運行費用綜合起來較為經(jīng)濟；

★盡量減少一個系統(tǒng)內(nèi)的各房間相互不利的影響；

★盡量減少風(fēng)管長度和風(fēng)管重疊，便于施工、管理和測試。

★系統(tǒng)應(yīng)與建筑物分區(qū)一致。

★各房間或區(qū)的設(shè)計參數(shù)值和熱濕比相接近污染物相同，可以劃分成一個全空氣系統(tǒng)。對于定風(fēng)量單風(fēng)道系統(tǒng)，還要求工作時間一致，負荷變化規(guī)律基本相同。

★一般民用建筑中的全空氣系統(tǒng)不宜過大，否則風(fēng)管難于布置；系統(tǒng)更好不要跨樓層設(shè)置，需要跨樓層設(shè)置時，層數(shù)也不應(yīng)過多這樣有利于防火。

2、空調(diào)氣流組織分布

2.1布置風(fēng)管要考慮哪些因素？

★盡量縮短管線，減少分支管線，避免復(fù)雜的局部構(gòu)件，以節(jié)省材料和減小系統(tǒng)阻力。

★要便于施工和檢修，恰當(dāng)處理與空調(diào)水、消防水管道系統(tǒng)及其他管道系統(tǒng)在布置上可能遇到的矛盾。

2.2目前常見的氣流組織形式有哪些，各種送風(fēng)方式的主要應(yīng)用場所？

房間內(nèi)合理的氣流組織主要取決于送風(fēng)口的形式和位置。目前，常見的氣流組織形式有：

側(cè)板送風(fēng)是目前常用的氣流組織形式。風(fēng)道位于房間上部，沿墻敷設(shè)，在風(fēng)道的一側(cè)或兩側(cè)開送風(fēng)口?？梢陨纤惋L(fēng)，上回風(fēng)，也可以上送風(fēng)，下回風(fēng)。它的特點是風(fēng)口應(yīng)貼頂布置，形成貼附式射流，回風(fēng)區(qū)進行熱交換。回風(fēng)口設(shè)在送風(fēng)口的同側(cè)，風(fēng)速為2～5m/s。冬季送熱風(fēng)時，調(diào)節(jié)百葉窗使氣流向斜下方射出。

★散流器送風(fēng) 散流器送風(fēng)可以進行平送和側(cè)送。它也是在空氣回流區(qū)進行熱交換。射流和回流流程較短，通常沿頂柵形成貼附式射流時效果較好。它適用于設(shè)置頂柵的房間。

★條縫送風(fēng) 通過條縫形送風(fēng)口進行送風(fēng)，其射程較短。溫差和速度變化較快，適用于散熱量較大只求降溫的房間，例如紡織廠、公共民用建筑等都有采用條縫送風(fēng)。

★噴口送風(fēng) 經(jīng)熱、濕處理的空氣由房間一側(cè)的幾個噴口高速噴出，渡過一定的距離后返回。工作區(qū)處于回流過程中，這種送風(fēng)方式風(fēng)速高，射程遠，速度、溫度衰減緩慢，溫度分布均勻。適用于大型體育館、禮堂、劇院及高大廠房等公共建筑中。

★孔板送風(fēng) 利用頂柵上面的空間作為靜壓箱。在壓力的作用下，空氣通過金屬板上的小孔進入室內(nèi)?；仫L(fēng)口設(shè)在房間下部?？装逅蜁r，射流的擴散及室內(nèi)空氣混合速度較快，因此工作區(qū)內(nèi)空氣溫度和流速都比較穩(wěn)定，適用于對區(qū)域溫差和工作區(qū)風(fēng)速要求嚴格，室溫允許波動較小的場合。

3、空調(diào)風(fēng)管管徑及風(fēng)口尺寸計算

3.1空調(diào)風(fēng)管及風(fēng)口風(fēng)速的選擇？

（1）風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速一般空調(diào)房間對空調(diào)系統(tǒng)的限定的噪音允許值控制在40～50dB（A）之間，即相應(yīng)NR（或NC）數(shù)為35～45dB（A）。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，滿足這一范圍內(nèi)噪音允許值的主管風(fēng)速為4～7m/s，支管風(fēng)速為2～3m/s。通風(fēng)機與消聲裝置之間的風(fēng)管，其風(fēng)速可采用8～10m/s。

（2）送風(fēng)口的出風(fēng)風(fēng)速為防止風(fēng)口噪音，送風(fēng)口的出風(fēng)風(fēng)速宜采用2～3m/s。

（3）回風(fēng)口的吸風(fēng)速度回風(fēng)口位于房間上部時，吸風(fēng)速度取4～5m/s，回風(fēng)口位于房間下部時，若不靠近人員經(jīng)常停留的地點，取3～4m/s ，若靠近人員經(jīng)常停留的地點，取1.5～2m/s ，若用于走廊回風(fēng)時，取1～1.5m/s。

好啦，以上就是有關(guān)制冷主機選型和空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計的介紹，希望可以幫助到大家~

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