空调制冷课程设计
说明书
二〇一五年一月
目录
1．工程概述 ......................................................................................................................................................... - 1 - 2．设计依据 ......................................................................................................................................................... - 1 -
2.1 设计任务书 ........................................................................................................................................... - 1 - 2.2设计规范及标准 .................................................................................................................................... - 1 - 3．设计范围 ......................................................................................................................................................... - 1 - 4．设计参数 ......................................................................................................................................................... - 1 -
4.1 空调室外空气计算参数 ....................................................................................................................... - 1 - 4.2 室内空气设计参数及有关指标（见表2）......................................................................................... - 1 - 5．制冷空调方案选择 ......................................................................................................................................... - 2 -
5.1 冷热源确定 ........................................................................................................................................... - 2 - 5.2 空调系统方式确定 ............................................................................................................................... - 2 - 6．风系统设计 ..................................................................................................................................................... - 2 -
6.1 房间气流组织方式 ............................................................................................................................... - 3 - 6.2 送、回风管的布置 ............................................................................................................................... - 3 - 6.3 风管材料和形状的确定 ....................................................................................................................... - 3 - 6.4 风口的选型 ........................................................................................................................................... - 3 -
6.4.1 风机盘管加新风系统 ............................................................................................................... - 3 -
7．水系统设计 ..................................................................................................................................................... - 3 -
7.1 冷冻水系统设计 ................................................................................................................................... - 5 -
7.1.1 两管制系统的优点 ................................................................................................................... - 5 - 7.1.2 闭式系统的优点 ....................................................................................................................... - 5 - 7.1.3 同程和异程系统的选择 ........................................................................................................... - 5 - 7.1.4 一次泵定流量系统的选择依据 ............................................................................................... - 5 - 7.2 冷却水管路设计 ................................................................................................................................... - 5 - 7.3 冷凝水管路设计 ................................................................................................................................... - 5 - 7.4 补给水管路设计 ................................................................................................................................... - 5 - 7.5 定压罐设计 ........................................................................................................................................... - 6 - 8．管道保温设计的考虑 ..................................................................................................................................... - 6 -
8.1 保温材料的选用 ................................................................................................................................... - 6 - 8.2 保温管道防结露 ................................................................................................................................... - 6 - 8.3 保温材料的经济厚度 ........................................................................................................................... - 6 - 9．空调系统消声减振的设计方案 ..................................................................................................................... - 6 - 10．设备明细表 ................................................................................................................................................... - 6 - 11．参考文献 ....................................................................................................................................................... - 6 -
1．工程概述
本工程地处北京，为一一般办公楼，占地面积1569.7256m2，共五层（包括一层底下室），室内地面标高±0.000，每层层高3.5m，地下室层高4.5m。市政给水干管已入户，水源充足；有380V和220V电源，且用电容量足够。拟采用风机盘管加独立新风系统，每层设有独立新风机组，主要设备放置在地下室专用机房。
2．设计依据
2.1 设计任务书
①甲方提供任务书 ②各房间空调系统设计 ③制冷机房设计
2.2设计规范及标准
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、《采暖通风与空气调节设计规范》、《暖通空调》（第二版）、《简明空调设计手册》、《实用供热空调设计手册》（第二版）
3．设计范围
①各房间空调系统设计 ②制冷机房设计
4．设计参数
4.1 空调室外空气计算参数
表1 室外空气参数
序号 1 2 3 4 5 6 空气参数 夏季空调室外计算干球温度tw 夏季空调室外日平均温度twp 冬季空调室外计算干球温度 冬季室外计算相对湿度 夏季室外平均风速 全年主导风向 数值 33.2℃ 28.6℃ -12℃ 37% 2.2m/s NNW 空气参数 夏季空调室外计算湿球温度ts 夏季通风室外计算温度 冬季通风室外计算温度 夏季室外计算相对湿度 冬季室外平均风速 冬季日照率 数值 26.4℃ 29.9℃ -7.6℃ 58% 2.7m/s 14% 4.2 室内空气设计参数及有关指标（见表2）
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表2 室内设计参数 类型 季节 空调运行时间 夏季 温度(℃) 28 湿度(%) 65 风速(m/s) 0.3 新风量 （ｍ/人.ｈ） 3 夏季 30
5．制冷空调方案选择
选择空调系统时应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况和参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较确定。办公楼的空调形式一般采用风机盘管或风机盘管加新风系统，新风机组一般分层设置。餐厅等大空间一般采用全空气系统。风管尺寸按经济流速确定，同时考虑控制气流噪声要求。
故本设计采用风机盘管加新风系统，新风机组分层设置。
建筑物总冷负荷为236.54kW，总湿负荷为0.022kg/s，一层所需新风量为2640.24m3/h,二层所需新风量为2784.6m3/h,三层和四层所需新风量同为3240m3/h，总送风量为15.06kg/s。
一、二层新风机组选用KG03D1Ⅱ-4Y-B，三、四层新风机组选用KG03.5D1Ⅱ-4Y-B，布置在楼道入口吊顶暗装；风机盘管选用FP系列，详细见平面图。 如冷负荷、湿负荷、风量、设备型号及数量、管道尺寸和布置位置等。
5.1 冷热源确定
螺杆式水冷冷水机组是冷凝器的冷却介质及载冷剂均为水的冷水机组，广泛应用于中央空调、工业冷却等各个领域，所以选择螺杆式水冷冷水机组。
根据建筑物总冷负荷236.55kW选择两台HBW-290S型号冷水机组，其中一台备用，将其布置在地下室机房中。
5.2 空调系统方式确定
本建筑物属于一般办公楼，而办公楼的空调形式一般采用风机盘管或风机盘管加新风系统，故选择风机盘管加新风系统，新风机组分层设置。
6．风系统设计
风系统设计包括新风系统和风机盘管系统，新风系统每层布置，风机盘管每间办公室布置一个，面积稍大的办公室布置两个。
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6.1 房间气流组织方式
办公室采用顶送风气流分布模式，即散流器平送，顶棚回风的气流分布模式。散流器底面与顶棚在同一平面上，送出的气流为贴附于顶棚的射流，工作区基本上处于混合空气中。
6.2 送、回风管的布置
新风干管布置在楼道顶棚，支管由干管引出穿墙进入空调房间，送入风机盘管送风管内。风机盘管送风管布置在空调房间顶棚内。由于所选风机盘管自带回风口，故不再单独设回风管。
6.3 风管材料和形状的确定
由于系统为低压空调系统，故采用金属矩形风管，根据技术经济比较采用镀锌钢板。
6.4 风口的选型
6.4.1 风机盘管加新风系统
由于送风管道顶棚安装，所以选择顶送风口——平流型方形散流器，有多层同心的平行导向叶片，使空气流出后贴附于顶棚流动。
7．水系统设计
lv2 沿程阻力也称摩擦阻力Pm(Pa)，可按下式计算：Pm。
d2局部阻力Pjv22。
总阻力PPmPj。
但实际可用鸿业水力计算软件直接计算，计算结果见下表。 水管水力计算表（一层） 序号 负荷(W) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 流量(L/s) 管径 管长(m) ν(m/s) R(Pa/m) △Py(Pa) 8.82 3.6 3.6 3.6 7.9 8.02 3.6 3.6 3.6 0.772 590.411 5207.428 0.752 407.671 1467.616 0.589 177.764 639.951 0.75 280.149 1008.535 ξ 4 2 2 2 4 4 2 2 2 动压(Pa) △Pj(Pa) △Py+△Pj(Pa) 298.259 1193.037 282.482 564.963 173.557 347.113 280.946 561.893 220.478 881.91 298.259 1193.037 282.482 564.963 172.247 344.493 277.617 555.233 6400.465 2032.579 987.064 1570.428 2352.613 5928.136 2032.579 979.902 1552.429 5733 0.273925 DN20 9007.2 0.430367 DN25 12377.7 0.591411 DN32 15748.2 0.752455 DN32 18349.2 0.876731 DN40 5733 0.273925 DN20 9007.2 0.430367 DN25 12330.9 0.589175 DN32 15654.6 0.747982 DN32 0.664 186.165 1470.703 0.772 590.411 4735.099 0.752 407.671 1467.616 0.587 176.503 635.409 0.745 276.999 997.196 - 3 -
10 11 18928.8 0.904425 DN40 21254.4 1.01554 DN40 3.65 3.55 0.685 197.439 720.651 0.769 245.939 873.083 1 4 234.626 234.626 295.82 1183.281 955.277 2056.364 水管水力计算表（二层） 序号 负荷(W) 流量(L/s) 管径 管长(m) ν(m/s) R(Pa/m) △Py(Pa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5733 0.273925 DN20 8.82 3.6 3.6 3.6 7.9 5 5 3.6 3.6 3.6 3.65 3.55 0.772 590.411 5207.428 0.752 407.671 1467.616 0.585 175.173 630.623 0.74 0.681 0.39 273.686 985.27 195.49 1544.371 246.793 1233.964 ξ 4 2 2 2 4 3 2 2 2 2 1 4 动压(Pa) △Pj(Pa) △Py+△Pj(Pa) 298.259 1193.037 282.482 564.963 170.867 341.733 274.116 548.233 232.178 928.713 76.137 228.41 186.78 373.56 127.245 254.491 219.569 439.138 194.759 389.517 286.969 286.969 344.577 1378.309 6400.465 2032.579 972.356 1533.503 2473.084 1462.374 1752.793 732.9 1237.823 985.681 1159.124 2387.71 9007.2 0.430367 DN25 12281.4 0.58681 DN32 15555.6 0.743252 DN32 18829.8 0.899695 DN40 1591.2 0.0760281 DN15 7324.2 0.349953 DN25 10598.4 0.506395 DN32 13922.1 0.665203 DN32 17245.8 0.82401 20934 1.00023 DN40 DN40 DN40 0.611 275.847 1379.233 0.504 132.891 478.409 0.663 221.857 798.685 0.624 165.601 596.164 0.758 238.947 872.155 0.83 284.338 1009.401 22939.2 1.09604 水管水力计算表（三层、四层） 序号 负荷(W) 流量(L/s) 管径 管长(m) ν(m/s) R(Pa/m) △Py(Pa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5733 0.273925 DN20 8.82 3.6 3.6 3.6 3.6 2.51 4.02 1.8 5 5 3.6 3.6 3.6 3.65 1.75 4.73 1.8 0.772 590.411 5207.428 0.752 407.671 1467.616 0.585 175.173 630.623 0.74 0.681 273.686 985.27 195.49 703.764 ξ 4 2 2 2 1 1 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2 2 动压(Pa) △Pj(Pa) △Py+△Pj(Pa) 298.259 1193.037 282.482 564.963 170.867 341.733 274.116 548.233 232.178 232.178 275.537 275.537 90.259 180.518 324.046 648.092 114.485 343.454 186.78 373.56 127.245 254.491 219.569 439.138 194.759 389.517 286.969 573.938 396.994 396.994 90.259 180.518 162.884 325.768 6400.465 2032.579 972.356 1533.503 935.942 852.599 1341.124 1130.836 2142.627 1752.793 732.9 1237.823 985.681 1446.093 966.499 1546.107 506.189 9007.2 0.430367 DN25 12281.4 0.58681 DN32 15555.6 0.743252 DN32 18829.8 0.899695 DN40 20512.8 0.980109 DN40 1732.5 0.0827795 DN15 22245.3 1.06289 DN40 0.742 229.905 577.062 0.425 288.708 1160.606 0.805 268.191 482.744 0.479 359.835 1799.173 0.611 275.847 1379.233 0.504 132.891 478.409 0.663 221.857 798.685 0.624 165.601 596.164 0.758 238.947 872.155 0.891 325.432 569.505 0.425 288.708 1365.589 0.571 100.234 180.421 1951.2 0.093229 DN15 7324.2 0.349953 DN25 10598.4 0.506395 DN32 13922.1 0.665203 DN32 17245.8 0.82401 20934 1.00023 DN40 DN40 DN40 24622.2 1.17646 1732.5 0.0827795 DN15 26354.7 1.25924 DN50 - 4 -
7.1 冷冻水系统设计
7.1.1 两管制系统的优点
管网系统简单，占用空间少，初投资低。 7.1.2 闭式系统的优点
闭式水系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱。管路系统不易产生污垢和腐蚀，不需克服系统静水压头，水泵耗电较小。 7.1.3 同程和异程系统的选择
选择异程式水系统。异程式水系统管路简单，不需采用同程管，水系统投资较少，但水量分配、调节较难，如果系统较小，适当减小公共管路的阻力，增加并联支管阻力，并在所有盘管连接支管上安装流量调节阀平衡阻力，则亦可用异程式布置。 7.1.4 一次泵定流量系统的选择依据
一次泵定流量系统的特点：是通过蒸发器的冷水流量不变，因此蒸发器不存在发生结冰的危险。当系统中负荷侧冷负荷减少时，通过减少冷水的供、回水温差来适应负荷的变化，所以在绝大部分运行时间内，空调水系统处于大流量、小温差的状态，不利于节约水泵的能耗。
7.2 冷却水管路设计
压力回流式：水泵设置在冷水机组冷却水的入口管路上，经冷却塔冷却后的冷却水借水泵压力流经冷水机组，然后再进入冷却塔进行再冷却。冷凝器的承压为系统静水压力和水泵全压之和。
7.3 冷凝水管路设计
①每层冷凝水集中回收后就近排至卫生间。
②水平干管必须沿水流方向保持不小于2/1000的坡度；连接设备的水平支管，应保持不小于1/100的坡度。
③冷凝水立管的顶部，应设置通向大气的透气管。
④通常，根据冷负荷（kW）选择确定冷凝水管的公称直径DN（mm）。
7.4 补给水管路设计
①空调水系统的补水，应经软化处理。补水软化处理系统宜设软化水箱，补水箱的贮水容积，可按补水泵小时流量的0.5~1.0配置。
②循环水系统的补水点，宜设在循环水泵的吸入侧；当补水压力低于补水点的压力时，
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应设置补水泵。
7.5 定压罐设计
可更换隔膜定压罐是稳定的供水系统中所必须的，特别是在平面面积和有限的供水网路中发挥不可替代的作用。定压罐的用途是在供水系统中在系统压力降低时补充一定的压力，使系统维持恒定的压力，同时减少水泵启动次数，延长设备使用寿命，降低电功耗。
因此选择定压罐定压。
8．管道保温设计的考虑
8.1 保温材料的选用
冷冻水管保温：保温材料为闭孔橡塑材料。
空调新风管道保温：保温材料为闭孔橡塑材料，保温厚度为25mm。 由于冷凝水管采用UPVC管材，所以不需再做保温层。
8.2 保温管道防结露
为防止保温管道二次结露，在保温层外用铝皮做保护层。
8.3 保温材料的经济厚度
冷冻水管管径≤DN80，保温厚度为30mm；管径≥DN100保温厚度为40mm。 空调新风管道保温：保温厚度为25mm。
9．空调系统消声减振的设计方案
为减少震动和降低噪声，冷水机组、水泵、空调设备、风机盘管等设备进出水管口均装软接头。其中新风机组和风机盘管进出口接帆布软接头，冷水机组、水泵进出水管口接可曲挠合成橡胶接头。
所有动力设备尽量采用低噪声，节能型设备，并考虑消声，隔振措施，机房内做吸声处理。
10．设备明细表
表3 设备明细表 名称 新风机组 新风机组 风机盘管 风机盘管
型号 KG03D1Ⅱ-4Y-B KG03.5D1Ⅱ-4Y-B FP-136WAXY-2 FP-34WAXY-2 数量 2 2 8 75 备注 吊顶式 吊顶式 卧式暗装 卧式暗装 - 6 -
风机盘管 方形散流器 软化水设备 冷冻水泵 补水泵 冷却水泵 补水箱 冷水机组 定压罐 分/集水器 FP-51WAXY-2 250×250 HCZS-5000 SLS65-100(I)A SLS20-110 SLS65-160(I)B ZB-4H HBW-290S S3 750 461 219×6 4 95 1 2 2 2 1 2 1 2 卧式暗装 多层锥面 树脂罐400×1700 盐罐480×850 其中一台备用 其中一台备用 其中一台备用 长×宽×高 2000×2000×1000 螺杆式，其中一台备用 立式 各一个；钢管 11．参考文献
[1] GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范. 北京：中国计划出版社. [2] GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范. 北京：中国计划出版社. [3] 陆亚俊等主编. 暖通空调（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2007. [4] 赵荣义主编. 简明空调设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，1998.
[5] 陆耀庆主编. 实用供热空调设计手册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2008.
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