中央空调系统方案设计案例.doc

中央空调系统方案设计案例

1. 空调负荷估算
a) 空调冷负荷估算（1）冷负荷估算面军
A．空调冷负荷法估算冷指标。
空调冷负荷法估算冷指标（W/m
空调面积）见下表
序号
建筑类型及
房间名称
空调建筑面积
平方米/人
建筑
负荷
人体
负荷
照明
负荷
新风量W/m

新风
负荷
总负荷
1
客房
10
60
7
20
50
27
114
2
宴会厅
1.25
30
134
30
25
190
360
3
小会议室
3
60
43
40
25
92
235
4
大会议室
1.5
40
88
40
25
190
358
5
健身房保龄球
5
35
87
20
60
130
272
6
舞厅
3
20
97
20
33
119
256
7
科研办公楼
5
40
28
40
20
43
151

商场

8
底层
1.0
35
160
40
12
130
365
9
二层
1.2
35
128
40
12
104
307
10
三层及三层以上
2
40
80
40
12
65
225

图书馆

11
阅览室
10
50
14
30
25
27
121

展览厅

12
陈列室
4
58
31
20
25
68
177

会堂

13
报告厅
2
35
58
40
25
136
269
14
公寓住宅
10
70
14
20
50
54
158

硬剧院

15
观众厅
0.5
30
228
15
8
174
447
16
休息厅
2
70
64
20
40
216
370
17
化妆室
4
40
35
50
20
55
180

体育馆

18
比赛馆
2.5
35
65
40
15
65
205
19
休息厅
5
70
27.5
20
40
86
203
20
贵宾厅
8
58
17
30
50
68
173

医院

21
高级病房

110
22
一般手术室

150
23
洁净手术室

300
24
25

X光CTB超

150
25
餐馆

300
注：本表为最大负荷，在求建筑总冷负荷时，应考虑空调房间同时使用系数0.7-0.9

B：按建筑面积冷指标进行估算
建筑面积冷指标
建筑名称
冷负荷指标
W/m
²建筑面积
建筑名称
冷负荷指标
W/m
建筑面积
旅馆
80-90
体育馆
100-135
200-350（按人员座位数）
办公楼
85-100
图书馆
35-40
计算机房
190-380
医院
80-90
数据处理
320-400
商店
105-125
营业厅设空调时，200-250按营业厅面积
剧院
126-160
200-300（按观众厅面积）
会堂
180-225
注：l、上述指标为总建筑面积的冷负荷指标：建筑面积的总建筑面积小于5000平米时，取上限；大于l0000平米，取下限值。
2、按上述指标确定的冷负荷，即是制冷机的容量，不必再加系数。
3、由于地区差异较大，上述指标以北京地区为准。南方地区可按上限采取。
热负荷估算
（l）按建筑面积热指标进行估算
注：总建筑面积、大外围结构热工性能好、窗户面积小，采用较小的指标；反之采用较大的指标。
(2）窗墙比公式法：
q=(7a+1.7)W/F(tn-tw)W/m
;
说明：q—建筑物的供热指标，W/m
²。
a —外窗面积与外墙面积（包括窗之比）；
W一外墙总面积（包括窗），m
²
F一总建筑面积， m

tn一室内供暖设计温度，℃
tw一室外供暖设计温度，℃
（3）冷热负荷说明
A．以上估算的冷热负荷指标，是按 2000年 10月 1日以前执行的《民用建筑节能设计标准》进行估算的。
B．新的《民用建筑节能设计标准》，自2000年10月1实施执行，其冷热负荷指标，应参照有关的标准。

2. 机组选型
机组选型步骤：
A．估算或计算冷负荷
通过3.2.2节的估算法进行估算总冷负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。
B．估算或计算热负荷
通过3.2.2节的估算法进行估算总热负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。
C．初定机组型号
根据总冷负荷，初次选定机组型号及台数
D、确定机组型号
根据总热负荷，校核初定的机组型号及台数。并确定机组型号。

3. 机组选型案例
例：建筑情况：北京市某办公楼建筑面积为11000 m
²，空调面积为 10000 m
其中大会议室面积500 m
，小会议室面积为 1500 m
，办公楼建筑面积为8000 m
含有新风。
A．计算冷负荷。
a．按空调冷负荷法估算：
大会议室500 x 358=179000W=179Kw
小会议室：1500 X 235=352500=352.5kw
办公区：7000X 151＝1057000＝1057kw
合计：358十235＋1208=1588.5KW
选主机时负荷：1588.5X0．70＝1112kw
b．按建筑面积法估算：
11000X98=1212000W＝1078kW
c．由1）、2)计算结果，冷负荷按1112KW计算。
B．计算热负荷
按空调热负荷法计算：
11000 X 60=660000W=660KW
C．初选定机组型号及台数：
1、 若方案采用水源热泵
① 确定机组型号：总冷负荷为1112kw，两台GSHP580型水源热泵机组机组在水温为16～18℃，供回水温度7～17℃时制冷量为1152kw。略大于冷负荷，符合要求。
总热负荷为660kw，一台GSHP580型水源热泵机组在水温为16～18℃，供回水温度55～45℃时制热量为665kw。略大于热负荷，符合要求。
② 最后确定为两台GSHP580型水源机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用一台机组即可（在室外温度较低时采用两台机组进行制热）。
2、 .若方案采用风冷热泵中央空调组机
① 确定机组型号：
根据以上计算，总冷负荷为1112kw，两台LSBLGRF560M模块热泵系列风冷（热）泵机组供回水温度7～17℃时制冷量为1120kw．略大于冷负荷，符合要求。
总热负荷为660kw，一台LSBLGRF560M型机组，供回水温度55～45℃时制热量为588kw．略小于热负荷，符合要求。
② 最后确定为两台LSBLGRF560M型模块热泵系列风冷（热）泵机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用一台机组即可（在是外温度较低时采用两台机组进行制热）。
3、 若采用水冷中央空调组机
① 根据以上计算，总冷负荷为1112kw，两台LSBLG640Z型水冷中央空调机组供回水温度7～17℃时制冷量为1278kw．略大于冷负荷，符合要求。
② 最后确定为两台LSBLG640Z型水冷中央空调机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组。

4. 辅助设备
1) 水泵的选型:
冷负荷Q=1112 kw；空调系统水环路带走的热量在此基础上乘以1.3同时使用系数取0.7则水流量为G
G=（Q×A×1.3）÷（1.163×T）
A: 使用系数
G: 水流量
T: 空调水系统供回水温差
G=（1112×0.7×1.3）÷（1.163×10）=87 m
/h
即：泵的流量为87 m
/h。
2) 阻力计算
管径长约300，比摩阻选200Pa/m
则H1=300×200 Pa=6mH2O
局部阻力取0.5则H2=0.5×6=3mH2O
制动控制阀 H3=5mH2O
机组压降 H4=50Kpa=5mH2O
换热器压降 H5=4mH2O
总扬程 h=1.2H=(6+3+5+5+4)=28.8 mH2O
故选择循环泵 G=87 m
/h H=32 mH2O N=17.5Kw n=1450rpm
3) 定压泵的选择：
定压点为最高点加5m H2O
H=32+5=37m H2O
建筑物水容量取1.3L /建筑平米
Vc=11000×1.3=14300L=14.3 m3

小时流量取Vc之10%
则G=0.10×14.3=1.43m
/h
故定压泵取2 m
/h H=37m n=1450rpm

5. 热泵中央空调系统水量计算
（1） 夏季中央空调系统水量的计算：
根据热力学定律，可以从以下公式中获得水源水量和冷冻水量。
Gr＝0．86（QL＋N）／△Ty
G2＝0．86QL/△TL
说明：Gr水源水量，m3/h；
GL：冷冻水量，m3/h：
QL：中央空调系统主机制冷量， kw：
N：中央空调主机电功率，kw；
△Ty：水进出中央空调主机温差，℃；
△TL ：冷冻水进出中央空调主机温度℃。
（2） 冬季热泵中央空调系统水量的计算：
根据热力学定律，亦可得冬季时的水量和热水量，从以下公式中便可获得。
Gy＝0．86（Qr-N）／△Ty
Gr＝0．86Qr/△Tr
说明：Gy水源水量，m3/h；
Gr：热水水量，m3/h：
Qr：水源中央空调系统主机制热量， kw：
N：水源中央空调主机电功率，kw；
△Ty：水源水进出中央空调主机温差， ℃；
△TL ：冷冻水进出中央空调主机温度，℃。
（3） 热水量计算
热水量计算有下述两种计算方法。
① 根据热水用水定额和用水计算单位
Qh=K*n*m*Qr/T
说明：Qh最大小时热水用量L/H
Qr热水用水定额L/H，
M用水计算单位数，人数或床数。
T一天内热水供应的时间，H；
Kh热水小时变化系数，全日供应热水。

a) 住宅的热水小时变化系数 Kh
居住人数
50
100
150
200
250
300
500
1000
3000
6000
变化系数Kh
6.58
5.12
4.49
4.13
3.88
3.70
3.28
2.86
2.48
2.34

b) 旅馆的热水小时变化系数 Kh
居住人数
60
150
300
450
600
900
变化系数K
9.65
6.84
5.61
4.97
4.58
4.19

c) 医院的热水小时变化系数 Kh
居住人数
35
50
75
100
200
300
500
1000
变化系数Kh
7.62
4.55
3.78
3.54
2.93
2.60
2.23
1.95

② 根据供应热水的卫生器具及小时用水量同时使用的百分数计算。
Qh=∑qhn0b/100
说明： Qh：最大小时热水用水量
qh：卫生器具小时用水定额
no：同类型卫生器具数；
b：卫生器具同时使用系数，公共浴室和学校、剧院及体育馆等浴室内的淋浴器和洗脸盆均按100%计；旅馆客房卫生间内浴盆那60-70%计，其他洁具不计，医院、疗养院的病房内卫生间的浴盆按25-50%计，其他洁具不计；对于全日供应热水的住宅，每户没有浴盆时，仅计算浴盆的热水用量，其他用具的热水用水量不计，浴盆同时使用百分数。

住宅浴盆同时使用百分数
居住人数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15
同时使用百分数
100
85
75
70
65
60
57
55
52
49
45

居住人数
20
25
30
40
50
100

150
200
300
400
≥1000
同时使用百分数
42
39
37
35
34
31
29
27
26
25
24

③ 由于用水计算单位数、卫生洁具和热水用水定额、卫生洁具同时使用百分数等参数并无严格的数学关系，上述两种方法的计算结果可能不一致，计算时可进行分析对比，选用合适的数据。
④ 混水热水量
有时供水温度高，使用时，需与冷水混合使用，加热设备供水量计算式如下：
Qr+Ql=Qh
QrTrCB+QlTlCB=QhThCB
Qr=Qh(Th+Tl)/(Tr+Tl)
Qr加热设备出热水量L/h
Ql冷水量L/h
Qh混合后热水量L/h
Tr加热设备供热水温度
Tl冷水温度
Th混合后水温
CB水比热，可取4.2KJ/h。
⑤ 热水耗热量计算
A、根据热水用量标准计算
对于居住建筑、医院、疗养院、修养所、旅馆等建筑，可根据热水用水量标准计算。
Q=Kn*mQrCn*(Tr-Tl)
Q设计小时耗热量KJ/H
Qh最大小时用水量L/h
Cb水的比热，热水系统可取4.2Kj/Kg. ℃；
Tr．：热水温度，℃：
T1．冷水温度，℃；
qr：热水用水定额，L／h，据表5－2选用；
m：用水计算单位数，人数或床数：
T：一天内热水供应时间，h；
Kn：热水小时变化系数。
B、据卫生洁具热水用水量计算
对于工业企业生活问、剧院、体育馆、学校、公共浴室、专用浴室和每户平均人口为4，人的住宅等建筑、耗热量可根据卫生器具小时热水用最少量计算。
Q ：设计小时耗热量，kJ／h：
qh：卫生器具小时热水定额，L/H，；
n0：同类型卫生器具数；
b：卫生器具同时使用系数；
CB：水的比热，可取 4.2kJ／（kg·℃）；
tr：热水温度， ℃；
tl：冷水温度，℃。