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1变制冷剂流量多联分体式空调系统设计与应用1．空气调节工程设计简介2.1传统空调系统的分类空调系统分类很多，现在比较标准的，应该是这样的：集中式空调系统全空气式系统（集中式）定风量式系统单风道式系统双风道式系统变风量式系统（VAV）水-空气式系统（半集中式）风机盘管+新风系统诱导气式系统分散式空调系统（分散式）窗式空调机式系统分体机空调机式系统柜式空调机式系统各种户用热泵式空调系统A．全空气定风量单风道系统：这是一种常用的空调方式。一般用于要求恒温、无尘、无噪音的场所。例如：净化空调、电视台、播音室、博物馆等；或者，空调空间大、居留人员多，而且空调区域对温湿度、洁净度以及使用时间等方面的参数要求一致的场所。例如：商场、影剧院、展览厅、餐厅、多功能厅、体育馆等。B．全空气定风量双风道系统：适用于需要对空调区域内的单个房间进行温湿度控制，或者，由于建筑物的形状、用途等原因，使得冷热负荷分布复杂的工程。这种系2统的设备费用和运行费用高，占用空间大，消耗能量也大，通常不采用。C．全空气变风量系统：可用于空调区域内的各房间需要分别调节室温，但是，温度和湿度的控制精度却不高的场所。如一些服务行业大型建筑物等。变风量系统尤其适用于全年都需要供冷的大型建筑物内区。这种系统方式的应用越来越多。D．风机盘管加新风系统的空调系统：这是目前使用较多的一种方式。其优点是可以实现独立调节的功能外加设计简单。这种空调方式适用于旅馆客房、公寓、住宅、医院病房、大型办公楼等建筑。E．窗式空调机式系统和诱导机式空调系统：一般用于建筑物中，较多房间需要单独调节控制的场所。F．分体空调机式系统：由于市场的需要，分体空调机式系统应用越来越广。目前，在空调工程中占有相当比例的份额。这部分，也是今天主要讲解的内容。G．柜式空调机式系统：与（F）中的方式基本相近，是一种小型而又比较灵活的空体方式。一般适用于独立小型的建筑物中。或者，在设有集中式空调系统中，少数因温度、功能要求不宜与大系统归并的少数场所。例如：建筑大楼中的电话机房、出租商店和消防控制室等部位。3H．各种户用热泵式系统：2.2热泵空调系统的简介2.2.1热泵空调的概念定义：按新国际制冷辞典解释为：热泵就是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。按以前的定义来讲，热泵是一种将低温热源的热能转移（泵上去）到高温热源的过程。通常，用于热泵的装置的低温热源或者是我们周围的介质---空气、河水、海水，或者是从工业生产设备中排出的工质和生活污水等。这些工质具有提出热能的可能性。热泵制冷机：就是既可以制冷又可以制热的设备。通常，这种设备通过一个换向阀的转换来达到制冷或制热的目的。更深一步从热力学理论上来讲，制冷循环和制热循环互为逆卡诺循环，两者没有本质的区别。用一种通俗的方法来解释：比方说窗式空调器，在夏季是消耗电能将室内空气中的热量送到室外大气中去已达到室内制冷的目的；而在冬季就是将室外空气中的热量“泵”入温度较高的室内中去以达到室内供热的目的。2.2.2热泵空调机组的分类一般按热泵热源与供热介质的组合方式分类，共有六种型式。简述如下：1）空气—空气热泵：冷源（或热源）为空气—供热（或制冷）介质为空气（空调房间）。例如：大多数柜式机组、窗式空调器、分体式冷暖两用型空调机、日4立SET-FREE空调方式等。一般采用往复式压缩机或蜗旋式压缩机等。2）空气—水热泵：冷源（或热源）为空气—供热（或制冷）介质为水（此处水我们称载冷剂）--空气（空调房间）。例如：风冷冷热水机组（或称热泵型冷水机组）。一般采用蜗旋式压缩机或螺杆式压缩机等。3）水—空气热泵：冷源（或热源）为水—供热（或制冷）介质--空气（空调房间）。例如：闭式环路水热泵系统。水源可为地下水、地表水、闭式循环水、废水、太阳能辅助热源等。压缩机一般采用蜗旋式或螺杆式等。4）水—水热泵：冷源（或热源）为水—供热（或制冷）介质为水（此处水我们称载冷剂）--空气（空调房间）。例如：多数用在具有热泵回收条件的大、中型系统中。地温水源中央空调系统亦属于此类。压缩机一般采用螺杆式压缩机，例如水源热泵系统和水环热泵系统。5）大地耦合式热泵：冷源（或热源）为大地耦合（或闭路大地热源）—供热（或制冷）介质--空气（空调房间）。例如：通常说的地源热泵系统。一般在大地内埋设水循环回路再通过热泵系统给房间供热的方式。压缩机一般采用蜗旋式或螺杆式等。6）大地热源直接膨胀式热泵：冷源（或热源）为大地（采用直接膨胀方式）—供热（或制冷）介质--空气（空调房间）。5此种热泵方式很少使用。2.4空调工程的设计内容2.4.1方案设计2.4.1.1首先，我们必须了解建筑物的用途、特性、工艺要求和使用要求，以及能源状况等问题。2.4.1.2掌握当地室外气象参数，制定出建筑物室内设计计算参数。2.4.1.3计算建筑物的冷负荷和热负荷（可以估算）。2.4.1.4根据以上几点，制定空调系统设计方案，并加以分析。2.4.1.5方案设计没有必须的固定模式，只要把设计意图表示清楚就可以了。2.4.2初步设计这部分内容，对在座的大家都非常有用途。我们所做的标书中技术标部分的内容往往应该做到这样的深度。初步设计实际上，就是前面所做的方案设计付诸于书面形式。2.4.2.1初步设计的内容及格式：除小型工程外，一般情况包括以下的次序和内容：设计文件目录—设计说明书—计算书—设备选型表—设计图纸。2.4.2.2设计文件深度：设计说明：包括以下内容；设计依据：主要与本专业有关的批文和建设方要求；采用的主要法规和标准；其他专业提供的本工程设计资料。设计范围：根据设计任务书的要求和有关设计资料，说明本设计的内容6和分工。室外、室内设计计算参数：查国家规范和有关技术措施。空调设计说明：包括空调系统冷热负荷、冷源和热源供给方式及参数、空调系统冷媒参数、空调系统设计内容的大概情况文字说明及施工安装注意事项等。设备明细表：应列出主要设备的名称、型号、规格、数量等。设计图纸：包括图例、系统流程图及主要平面图。计算书：（一般仅仅供内部使用，只有在甲方一定坚持要时才提供）对于空调工程的热负荷、冷负荷、风量、空调冷热水用量、冷却水量、主要管径和风道尺寸及主要设备的选择。2.4.3施工图设计设计施工图，实际上就是将初步设计完全转化成施工用文件。一般情况下由专业设计部门完成。值得一提的是，目前，建筑行业管理要求很严了。没有带正规设计单位印章的设计施工图实不允许施工的。同样，也不给验收和同意使用。在这里，我不再细谈了。2．“多联机”空调系统设计3.1空调冷、热负荷计算3．1.1《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003：第6.2.1条：除方案设计或初步设计阶段可使用冷负荷指标进行必要的估算之外，应对空气调节区进行逐项逐时的冷负荷计算。第6.2.15条：空气调节区的夏季冷负荷，应按各项逐时冷负荷的综合最大值确定。7空气调节系统的夏季冷负荷，应根据所服务空气调节区的同时使用情况、空气调节系统的类型及调节方式，按各空气调节区逐时冷负荷的综合最大值或各空气调节区夏季冷负荷的累加值确定，并应计入各项有关的附加冷负荷。*注：附加冷负荷，系指新风负荷、空气通过风机和风管的温升引起的冷负荷、冷水通过水泵水管及水箱的温升引起的冷负荷以及空气处理过程产生冷热抵消现象引起的附加冷负荷等。第6.2.16条：空气调节系统的冬季热负荷，宜按本规范第4.2节的规定计算；室外计算温度，应按本规范第3.2.5条的规定计算。第3.2.5条：冬季空气调节室外计算温度，应采用历年平均不保证1天的日平均温度。结论：空气调节系统的冬季热负荷按采暖方法（稳定传热方式）进行计算，只是将室外计算温度由采暖室外计算温度改为冬季空气调节室外计算温度即可。例如青岛市，采暖室外计算温度为-6℃，冬季空气调节室外计算温度为-9℃。3.1.2注意事项：值得一提的是，在销售过程中，所有的对外书面资料内，当需要出现空调冷、热负荷面积指标时其值应为负荷计算时的数值，不应为室外机配备后的面积指标。否则，会很被动，甚至会产生误解。公共建筑是否应考虑户间传热和间歇运行的问题，国家规范没有严格的要求，但对于水冷冷水机组和集中空调系统来讲，是绝对不行的，详见《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003第7.1.5条。然8而，对于居住建筑来讲，选用室内机时应考虑户间传热，详见《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003第4.9.3条。第7.1.5条：电动压缩式机组的总装机容量，应按本规范6.2.15条计算的冷负荷选定，不另作附加。第4.9.3条：在确定分户热计量采暖系统的户内采暖设备容量和计算户内管道时，应计入向邻户传热引起的耗热量附加，但所附加的热量不应统计在采暖系统的总热负荷内。根据厂家提供的资料来看，当“多联机”系统应用于空调使用系数不固定的公共建筑场所时（例如出租性办公楼等），应考虑户间传热和间歇运行的问题。3.2系统型式的选择、系统的划分及控制方式的选择3.2.1系统型式的选择应根据建筑物的性质、使用功能、建筑物的档次、投资情况等，进行合理的选用系统类型，例如，设计变频还是定频、是否有热回收的可能、等等。3.2.2系统的划分一个多联机空调系统的室外机组容量不宜太大，室外机的额定制冷量宜为56~84kW（20~30匹），从目前的技术发展水平来看，个人认为56kW（20匹）为最佳。另外，室外机尽可能分散布置。值得一提的是，选择室内机时是按照房间逐时负荷的最大综合值进行的，而选择室外机时，是按照空调系统逐时负荷的最大综合值进行的。换句话讲，不是将各房间的最大综合负荷相加，而是一组室外机所负担9的所有空调房间的某一时刻负荷的最大值。因此，其值通常小于等于各房间空调负荷的和。所以在空调系统划分后，室内机与室外机的配比会出现大于100%的现象。3.2.3控制方式的选择根据业主的要求，进行各种控制方式的选择。3.3室内机的选型和选择计算3.3.1室内机型号的选择与布置根据建筑物使用性质、所具有的空间以及房间装修等方面的要求，选择合适的室内机机型。*注意：选择室内机机型时应兼顾考虑室内气流组织的问题。例如，某幼儿园工程，选用四面出风嵌入式室内机，就不合理。因为，幼儿园的活动室也是休息室，四面出风嵌入式室内机出风温度及风速梯度较大，容易使儿童感冒生病。3.3.2室内机容量的选择计算各生产厂家，计算方法不完全一致，这里不细谈了。详见内部培训资料。*注意：当室内机承担新风负荷（或承担部分新风负荷）时，应考虑室内机回风温度的改变。3.4室外机的设计3.4.1室外机的布置布置室外机时，应注意以下几个方面：A．良好的通风条件：10风冷热泵空调系统成败最关键的环节。不应设在主导风向的负压区（或称涡流区）；当竖向布置时，一定要考虑风压的作用和“热岛”效应。例如，某化验楼设计，室外机设置在主导风向的背面，并且设置在开间与进深为7500mmx6300mm的凹槽型空间内，共有10台8~10HP的室外机。机组之间的空间仅有500mm。显然，散热效果不好。B．必要的环境温度：室外机正常工作的周围环境温度为-15℃~45℃。列举山东东营某一饭店的案例。C．与室内机合理的距离：室外机与室内机的距离应尽量缩短。一来，工程造价低。二来，减少因管路过长而引起的不必要的衰减。有关资料显示，在夏季制冷工况下，每百米管长冷量衰减约为20%-30%。在冬季制热工况下，衰减相对较小，每百米管长制热量衰减约为5%-10%。D．适宜的机组容量：设计时应该合理地划分空调系统，使室外机的容量不宜过大，室外机的额定制冷量宜为56~84kW（20~30匹），从目前的技术发展水平来看，个人认为56kW（20匹）为最佳，最大不超过112Kw（即40匹）。E．可靠的安全措施：室外机不得设置在油雾、酸雾、含盐成分较高等具有腐蚀性气体的环境中，例如，靠近伙房排油烟系统的排风出口附近；靠近海11边边缘等。应具有良好的接地等避雷措施。F．减少对环境的影响：噪声：室外机的噪声主要来源于风扇和风扇电机、压缩机。应核实室外机的噪声值是否满足民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88