中央空调系统-设计过程和步骤(全套)

跟很多初学者一样，刚开始做中央空调系统设计时，有些无从下手，不知道设计中各个步骤该查阅哪里，以及在设计过程中有些问题不理解为什么应该这样，所以本人查阅了一些资料，以防忘记，做了中央空调系统设计步骤和其中的一些问题的个人理解的总结，其中可能有些公式或理解有错误的地方，注意印证下，但希望可以对暖通初学者有一点点帮助，就可以了。暖通高手们，见笑了！以下都是用本人自己的通俗易懂的文字写的再说几句：作为一个水暖设计的初学者，跟很多初学者一样，由于设备专业的设计确实太繁杂了，尤其是空调方面涉及到的理论也很多，中央空调的类型和设计方式也很多样，所以对于经验很有限的暖通设计初学者来说，对于同类型的建筑，如果有那些大型有名的设计院的暖通高手的设计图纸作为参考的话，设计的时候就觉得心里有底了，设计时就会少走很多弯路和错路，因为手册规范技术措施都是些文字的阐述，其实设计人员的设计画图大多都是看别人的图纸，才学到各种类型和情况下该如果去设计画图的，大家都是看别人的设计图纸才学会设计画图的，所以好的设计图纸对于设计初学者确实很重要，尤其是那些有名设计院的设计图纸，对于提高一个设计师的设计水平很重要，因为有名的设计院的专家们毕竟走在设计的前端，设计经验更丰富，他们的设计要更加的合理，这种合理的设计是需要传承和传授的，对提高设计行业的整体设计水平也是很有帮助的，设计合理了也就更利于节能和节约，对项目也是更负责的，哪怕初学者只是吸取了一点好的设计理念和设计方式也是有意义的。当然任何事情都是有两面的，这可能涉及到设计人的“知识产权”，但相比对别人的帮助和提高，利要远远大于弊的。但是让很多设计初学者很心烦的是，在网上的论坛里面到处找也找不到一个觉的“好点”的设计图纸，什么网易筑龙里面的图纸不是残缺不全的，就是过时的过气的没什么参考价值的图纸，不然就是收费的，对于设计初学者还是很急迫能有好点的图纸作为学习和参考的，希望那些设计高手们设计专家们能多多帮助设计的初学者，你们就是设计导师！多去帮助别人，与人为善对自己也是很有意义的！就像曾经的一部老电影讲的那样，人人为我，我为人人。希望大家都向电影里的主人公学习！中央空调系统设计过程和步骤设计时最主要的依据就是：第一是规范（包括地方设计标准），第二是技术措施和最常用的手册，第三是其他资料一、风系统：（一）一次回风系统：确定空调机组的所需冷量Q和送风量G说明：一次回风系统的空调机组，常采用转轮热回收式空调机组，冷热水盘管共用一套（公共建筑节能标准有规定）。1、确定空调机组的所需冷量Q(1)采用空调房间总冷负荷面积概算指标来确定。房间的总冷负荷面积概算指标：可查阅：陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.4.1节第1478页，或《2003全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》1.3节第11页（此表源于陆耀庆第一版实用供热空调设计手册，09版技术措施无面积指标）。说明：其中该总冷负荷面积指标包括房间的余热冷负荷+新风冷负荷。房间的空调系统的冷、热负荷概述指标：可查询《简明空调设计手册》2.4节63页。建筑物的空调总冷、热负荷面积指标：可查阅CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》第3.1节，里面的数据还是挺准确的，尤其是热负荷指标。或建筑物空调冷负荷指标《2003全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》1.3.2。采暖热负荷指标的确定建筑物的采暖热负荷指标：可查阅CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》第3.1节，里面的数据还是挺准确的。或者是查阅《2003全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》1.3.1。（或陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》5.1.3节第317页）居住建筑的建筑物采暖热负荷指标：据DBJ14-037-2006《山东省居住建筑节能设计标准》4.1.6条规定：不宜超过32w/m²（公共建筑节能标准无热负荷指标规定）(2)人员密度：可查阅陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.3.3节第1466页（源于国际标准），或《2003全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》1.3节第11页（此表源于北京建筑设计研究院《建筑设备专业设计技术措施》）。或《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005，附录B其中新版实用供热空调手册上的人员密度要偏小些，设计常采用的人员密度值比手册上的要大。2、确定空调机组的送风量G（1）、定性分析参数时，可将房间的总冷负荷Q分解成新风冷负荷Q1+房间余热冷负荷Q2：一次回风系统的所需的总冷负荷为：新风冷负荷Q1和消除室内余热的冷负荷Q2，其实，一次回风系统跟风机盘管加新风系统，就其制冷的最终结果即维持房间的温度和新风量来说是一样，比如同一个房间，其所需的新风量为G1，室内的余热冷负荷为Q2，那么此房间的总冷负荷Q应该是一定的，不论采用一次回风系统还是风机盘管加新风系统，消耗的总冷负荷都是固定的Q，也就是计算软件算出的房间总冷负荷。所以对于一个房间来说，其用于消耗余热的冷负荷Q2是一定的，不变的，而空调机组所要提供的总冷负荷Q大小只与系统为改房间送入的新风量大小有关，如果一点新风不送的话，那么空调机组所需要为改房间提供的总冷负荷Q就等于该房间的余热冷负荷Q2，此时该房间所需外界提供的总冷负荷最小。如果不考虑空气的中间处理过程，则无论是一次回风系统，还是风机盘管加新风系统，只考虑始末两个状态点时，则必然都是：风量G1的新风由最初的Iw变成了最终变为了In，所以用于处理新风的冷负荷Q1=G1(In-Iw)，这部分就是新风冷负荷Q1，而同时还有一部分冷负荷是用于消除室内余热的冷负荷Q2，两者加起来Q1+Q2=Q为消耗的总冷负荷，见《空气调节》第4.3节118页。（2）、一次回风系统，送风状态点O与房间的总冷负荷Q是已知的，确定新风量G1即可求出总的送风量G及Q1，Q2，G2，或者确定总送风量G即可求出新风量G1及Q1，Q2，G2。计算公式如下：Q=G(Ic-Io)，又Ic*G=In*G1+Iw*(G-G1)，已知G1即可求出G，或已知G即求出G1通常房间要满足最小新风要求，所以通常要根据规范规定的最新新风量G1来求得一次回风系统的空调机组的总送风量G，如果是根据空调机组样本上的总冷负荷Q所对应的送风量G来选择空调机组时，这时要根据样本上的总送风量G来计算出新风量G1，核对G1是否满足规范规定的最小新风量要求。通常一次回风系统，采用的是机器露点温度送风，就室内温度Tn的露点温度Tn,l，送风状态点为Tn,l的等温线与相对湿度线90%的交点O，或者是按规范规定的最大温差送风（具体见周继红《中央空调工程设计与施工》67页），所以送风状态点O肯定是固定不变的，已知的，同时还已知的是房间的总冷负荷Q，那么此时总冷负荷Q中，具体新风负荷Q1和用于消除室内余热冷负荷Q2都是未知的，按道理来说，送风状态点O的参数已知，那么总的送风量G就只跟室内余热冷负荷Q2有关了，即G=Q2/(In-Io)，但是总冷负荷Q中新风负荷Q1和余热冷负荷Q2具体分配比例多少是未知的，所以此时总送风量G无法确定，只有当新风量确定时，那么新风负荷Q1就确定了，那么Q2就确定了，那么总的送风量G就确定了，或者当先确定了总的送风量G，那么就确定了Q2，那么就确定了Q1，那么新风量G1就确定了。（2）、当已知房间总冷负荷Q和送风状态点O时，调整新风量G1的大小，对总风量G的影响如下：新风G1增加时，那么新风负荷Q1增加，而总冷负荷Q是固定的，所以余热冷负荷Q2减小，G=Q2/(In-Io)，所以总送风量G减小；新风G1减小时，那么新风负荷Q1减小，而总冷负荷Q是固定的，所以余热冷负荷Q2增加，G=Q2/(In-Io)，所以总送风量G增加；当新风量G1减小到零，那么此时Q2达到最大值即Q，即房间的总冷负荷Q都为余热负荷Q2，那么此时送风量G也达到最大值G=Q/(In-Io)。采用风机盘管加新风系统来分析，此时供应新风机组的Q1和风机盘管的QF，其供应的总冷负荷Q=Q1+QF是固定的，此时增加新风量G1，那么用于冷却新风的供应的冷负荷Q1增加，从而风机盘管的供应冷负荷QF减小，而风机盘管的回风送风量G2=QF/(In-IL2)也减小，而混合后C点的总风量G=Q2/(In-Ic)，其中Q2为房间的余热冷负荷。因为Q2=QF所以Q2是减小的，而从焓湿图上看，由于L2点和L1点位置不变，而G1增加，G2减小，则混合点C的位置一定是上移的，所以Ic是增加的，所以根据G=Q2/(In-Ic)，总风量G是减小的。因为新风机组处理到与室内空气等焓状态L1后与风机盘管处理后的空气L2混合后达到状态点C，从焓湿图上可见，C点与L2点很接近，所以可以将风机盘管的制冷量QF近似等于用于消除室内余热冷负荷Q2，所以总风量G是减小的（理解错了）。但是有个疑问，按道理来说，房间所需的总冷负荷Q应该为新风冷负荷Q1与室内余热冷负荷Q2的和，而新风机组消耗的冷负荷就是Q1，但风机盘管消耗的冷负荷QF却是不等于余热冷负荷Q2，而是QFQ2，所以实际消耗的总冷负荷Q1+QF大于Q1+Q2，这是为什么呢？其实是理解错了，实际上QF=Q2，QF=G2(In-IL2)，而Q2=G(In-Ic)，从焓湿图上看上去IL2与Ic不相等，这主要是因为G2与G不相等，从上面公式就可以看出来，如果IL2与Ic相等的话，而G2与G不相等，那么QF就不可能与Q2相等了，所以不要被焓湿图迷惑了。（4）、当供应房间的总冷负荷Q和及总送风量G及送风状态点O固定不变时，调整新风量G1与回风量G2的比例时，对房间空气状态的影响：新风G1增加时，那么新风负荷Q1增加，而总冷负荷Q是固定的，所以用于消除余热的冷负荷Q2减小，那么此时房间的空气温度将会升高；新风G1减小时，那么新风负荷Q1减小，而总冷负荷Q是固定的，所以用于消除余热的冷负荷Q2增加，那么此时房间的空气温度将会降低；如果将新风量减小到零时，那么供应房间的总冷负荷Q将都用于消除室内余热Q2，此时房间的温度将会降为最低。从以上可看出，对于一次回风系统来说，平时运行中，可以通过调节改变新风量和回风量的大小，来调整空调房间内的空气温度。（二）总结概述一次回风系统：1、已知总冷负荷Q和送风状态点O（L）情况下，确定总送风量G，有两种方法：JQkJkwQGkhmkgkJkwQsmGTCQGTGCTmCQhTGmmCKgKJCTmCQmhhhhsmGsmGsmGQQQhGhGhGhhQGhhGQQQQhhQGLWNNWCLNWLN，下边就是是，如果上面，下边都是是注意右边上面果；各参数的单位推出的结的单位，完全是由右边其中左面△℃根源公式为：△ρ△ρ）（△换成△△当考虑水蒸气潜热时，为空气密度ρ，ρ为质量流量，可近似℃为空气的定压比热，其中△此公式源于空气密度，露点送风空气焓，混合空气焓，室外空气焓，室内空气焓，回风量，新风量，总送风量，总冷负荷，新风冷负荷，余热冷负荷，公式公式公式公式w)kg/J(*)/kg(2.1*)./(01.1)()/(*******205.1*01.1./005.1**/1.2kg-1.2kg/kJkg/kJkg/kJkg/kJ/2//kwkwkw4..................3...............................2.12........1..............................2.1333C33131221C1122（1）其中利用公式1和公式2要比公式3和公式4计算方便容易些，因为根据新风量G1直接可以求出新风负荷NWhhGQ11，从而根据总冷负荷Q求得余热负荷Q2，从而求得总送风量G。利用公式3,和公式4的计算送风量G的方法可见周继红《中央空调工程设计与施工》68页的例题（2）最值得注意的是：一次回风系统的新风负荷由公式NWhhGQ11来计算式完全正确可行的，因为通过周继红《中央空调工程设计与施工》68页的例题，已经验证了，利用公式