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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)設計的介紹

2022-04-11 瀏覽量：1237

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)設計

1、空調(diào)水系統(tǒng)的設計原則

★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)更高點設置膨脹水箱；

與設備的腐蝕機會少;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)復雜，初投資高，占用建筑空間較多

3、冷卻水系統(tǒng)設計

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，水中鹽類物質不斷濃縮而惡化水質。因此，冷卻水系統(tǒng)中，要求設置水過濾和水質處理裝置。

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)品的技術數(shù)據(jù)進行修正。

★簡要經(jīng)驗值計算公式：

設備總冷量（KW）×860（大卡）÷3000=冷卻塔水流量，但在此基礎上加上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，也可選擇變轉速風機冷卻塔，在夜間，風機低轉速運行。

(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，顏色應與主體建筑協(xié)調(diào)。

(3)保證良好的通風條件，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）冷卻塔應設置在空氣流暢，風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速應小于2m/s，以保證有足夠的開口面；

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

（c）冷卻塔設置在屋頂或樓板上，應校核結構承壓強度；

（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要達到一定的標準，必要時應設加藥裝置，對冷卻水進行處理；

（g）當多臺冷卻塔并聯(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；泵的流量和應有10~20%的富裕量；當流量較大時，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；

★末端設備（空氣處理機組、風機盤管等）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分別設進口閥和出口閥；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，吸水管上還應該安裝真空表。

★水泵基礎高出地面的高度應小于0.1m，地面應設排水溝。

5、冷凝水系統(tǒng)設計

風機盤管機組、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，水平管道應保持不小于千分之三的坡度，且不允許有積水部位；

★當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置水封，水封的高度應比凝水盤處的負壓（相當于水柱高度）大50%左右。水封的出口，應與大氣相通；

★冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，進行防結露的保溫和隔氣處理；

★冷凝水立管的頂部，應設計通向大氣的放氣閥；

★設計和布置冷凝水管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應設計安排必要的設施；

★冷凝水管的公稱直徑DN(mm)，應根據(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

當工程所在地水質較硬或是系統(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)風系統(tǒng)設計

1、空調(diào)風系統(tǒng)設計原則

★能保證室內(nèi)要求的參數(shù)，即在設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；

★盡量減少風管長度和風管重疊，便于施工、管理和測試。

★系統(tǒng)應與建筑物分區(qū)一致。

★各房間或區(qū)的設計參數(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)。對于定風量單風道系統(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，否則風管難于布置；系統(tǒng)更好不要跨樓層設置，需要跨樓層設置時，層數(shù)也不應過多這樣有利于防火。

2、空調(diào)氣流組織分布

2.1布置風管要考慮哪些因素？

★盡量縮短管線，減少分支管線，避免復雜的局部構件，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，各種送風方式的主要應用場所？

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

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

★散流器送風散流器送風可以進行平送和側送。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。它適用于設置頂柵的房間。

★條縫送風通過條縫形送風口進行送風，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。

★噴口送風經(jīng)熱、濕處理的空氣由房間一側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，這種送風方式風速高，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口設在房間下部?？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)風速要求嚴格，室溫允許波動較小的場合。

3、空調(diào)風管管徑及風口尺寸計算

3.1空調(diào)風管及風口風速的選擇？

（1）風管內(nèi)的風速一般空調(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NR（或NC）數(shù)為35～45dB（A）。根據(jù)設計規(guī)范，滿足這一范圍內(nèi)噪音允許值的主管風速為4～7m/s，支管風速為2～3m/s。通風機與消聲裝置之間的風管，其風速可采用8～10m/s。

（2）送風口的出風風速為防止風口噪音，送風口的出風風速宜采用2～3m/s。

（3）回風口的吸風速度回風口位于房間上部時，吸風速度取4～5m/s，回風口位于房間下部時，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 ，若用于走廊回風時，取1～1.5m/s。

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

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