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空調(diào)水系統(tǒng)
空調(diào)水系統(tǒng)概述
由于現(xiàn)代高層建筑空間的限制以及用戶調(diào)節(jié)使用的方便，大量采用空氣——水空調(diào)系統(tǒng)方式，室內(nèi)冷熱負(fù)荷由冷凍水和熱水承擔(dān)。在空調(diào)用制冷系統(tǒng)中，水管系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。
制冷機(jī)組的能效比：
（kW/kW）
系統(tǒng)能效比：
系統(tǒng)季節(jié)能效比：
冷凍水系統(tǒng)
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)由：水泵、管道、定壓設(shè)備、閥門、換熱器、除污器等主要部件構(gòu)成。
冷凍水系統(tǒng)的主要形式
冷凍水系統(tǒng)均為 循環(huán)水系統(tǒng)；冷凍水系統(tǒng)從管道和設(shè)備的布局上分，可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。

1.開式和閉式系統(tǒng)
（1）開式系統(tǒng)
系統(tǒng)水量大，運(yùn)行工況穩(wěn)定，但易污染，且水泵壓頭較高。
近年來，由于能源的緊張和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外不少工程中采用蓄冷池蓄冷的空調(diào)方式，相應(yīng)地水系統(tǒng)需采用開式系統(tǒng)。
（2）閉式系統(tǒng)
閉式水系統(tǒng)與外界空氣接觸少，管道腐蝕可能性小，水泵能耗小。閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器，用戶處則應(yīng)采用表面式換熱設(shè)備（表冷器或空調(diào)箱），還需增設(shè)膨脹水箱，以適應(yīng)水系統(tǒng)內(nèi)的水在溫度變化時(shí)的體積膨脹。工程設(shè)計(jì)中，冷凍水系統(tǒng)多采用閉式水系統(tǒng)。
開式與閉式系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程相差較大：
閉式系統(tǒng)中，水泵的揚(yáng)程為：管道、制冷機(jī)組、換熱器、閥門等閉式循環(huán)水路中各個(gè)部件壓力損失的總和。
開式系統(tǒng)中，水泵除承擔(dān)管道等部件的壓力損失外，還要克服將水從開式水箱提升到管路最高點(diǎn)的高度差。
設(shè)計(jì)時(shí)需注意的事項(xiàng)：
對于開式系統(tǒng)，注意水泵吸水真空高度的問題，應(yīng)防止水泵吸入口汽化，必須保證水泵吸入口的水壓力大于水的汽化壓力。
對于閉式系統(tǒng)，在水泵吸入口設(shè)置定壓水箱，保證水系統(tǒng)任何一點(diǎn)的最低運(yùn)行壓力為5kPa以上，防止系統(tǒng)中任何一點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)壓，否則有可能將空氣吸入水系統(tǒng)中（抽空）或造成部分軟連接向內(nèi)收縮等問題。
膨脹水箱的作用與安裝位置
其作用是：（1）抵消系統(tǒng)內(nèi)溫度變化時(shí)水體積的膨脹和收縮；
（2）補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)水的損耗；
（3）穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)特別是水泵吸入口的壓力。
安裝位置：盡量接至水泵吸入口，其連通管道上不要裝設(shè)任何閥門；膨脹水箱水位應(yīng)高于系統(tǒng)最高水位1m以上，冬天要注意其防凍。目前，膨脹水箱正逐步用設(shè)在泵房內(nèi)的定壓罐來代替。
開式系統(tǒng)蓄水箱容量的確定原則：
（1）蓄存所有的系統(tǒng)水容量并附加一定的安全系數(shù)；
（2）按照系統(tǒng)小時(shí)循環(huán)水量的5%~10%計(jì)算。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)取上述兩者中較大的值。
2.直連系統(tǒng)與間連系統(tǒng)
根據(jù)用戶水系統(tǒng)與制冷機(jī)組的連接方式不同，冷凍水系統(tǒng)可以分為直連系統(tǒng)和間連系統(tǒng)。
3.異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)
冷凍水系統(tǒng)可分為異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)。
4.兩管制、三管制和四管制系統(tǒng)
5.一次泵和二次泵系統(tǒng)
一次泵系統(tǒng)組成簡單，控制容易，運(yùn)行管理方便，一般多采用此種系統(tǒng)。

二次泵系統(tǒng)：一次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的制備-------定流量運(yùn)行；二次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的輸配-------變流量運(yùn)行。
二次泵系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：能夠分區(qū)分路供應(yīng)用戶側(cè)所需的冷凍水，適用于大型系統(tǒng)。
6.變水量和定水量系統(tǒng)

典型冷凍水系統(tǒng)分析
1.一次泵定水量系統(tǒng)
2.一次泵變水量系統(tǒng)
3.二次泵變水量系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)
冷卻水進(jìn)水溫度一般應(yīng)不高于32℃，冷卻水主要指冷凝器和壓縮機(jī)冷卻用水。
（一）直流式冷卻水系統(tǒng)
最簡單的冷卻水系統(tǒng)是直流式供水系統(tǒng)，即升溫后的冷卻回水直接排除，不循環(huán)使用。這種系統(tǒng)只適用于水源水量特別充足的地區(qū)，例如靠近江、河、湖泊、海等地方，城市自來水不宜選用。
（二）循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)
1、自然通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
2、機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)：流量分配合理，各個(gè)單元之間相互影響小，運(yùn)行可靠性高。
缺點(diǎn)：配管管線布置最為復(fù)雜，管路數(shù)目多，占用空間大，各設(shè)備不能相互備用。
優(yōu)點(diǎn)：供回水都采用集中干管形式，管路數(shù)目少，占用空間小，設(shè)備之間可以相互備用，可通過冷卻風(fēng)機(jī)的臺數(shù)或轉(zhuǎn)速控制降低制冷機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)的冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗，故應(yīng)用最廣。
在干管式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)中，由于冷卻塔可以相互備用，如果水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制不當(dāng)，則容易出現(xiàn)“溢流”、“旁通”和“抽空”現(xiàn)象。
當(dāng)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)：
冷卻塔的進(jìn)水管上安裝了電動(dòng)閥，而回水管上未裝；
當(dāng)出水電動(dòng)閥關(guān)閉而進(jìn)水電動(dòng)閥開啟時(shí)；
冷卻塔水量分配不平衡時(shí)；
多臺大小不同的冷卻塔并聯(lián)設(shè)置且集水盤水位不相同時(shí)，容易出現(xiàn)“溢流”問題。
避免措施：當(dāng)冷卻塔不運(yùn)行時(shí)，同時(shí)嚴(yán)密關(guān)閉冷卻塔進(jìn)、出水電動(dòng)閥。
目前，冷卻水系統(tǒng)大多采用循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，利用冷卻塔機(jī)械循環(huán)。冷卻塔中冷卻水的終溫一般可達(dá)到比當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟雀?℃左右的溫度（約為32℃）。
冷卻水系統(tǒng)由冷凝器、冷卻塔、水泵等組成，冷卻塔是以冷凝器的冷卻水流量作為依據(jù)，選擇低噪音型，安裝位置離居住區(qū)遠(yuǎn)，離制冷機(jī)近，一般安裝在制冷機(jī)房屋面上，其出水管比進(jìn)水管大一號，因出水管是靠重力返回水泵。同型號多臺冷卻塔并聯(lián)使用應(yīng)考慮均壓連接和自動(dòng)（手動(dòng)）補(bǔ)水，且每臺互為備用。
3、冷卻水泵揚(yáng)程的確定
冷卻水系統(tǒng)的水力計(jì)算
冷卻水泵所需揚(yáng)程：
(mH2O)
hf、hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力（mH2O）；
hm——冷凝器阻力（mH2O）（一般為5~10mH2O）；
hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻塔盛水池到噴嘴的高差）（mH2O）；
ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力（mH2O），3-6mH2O。
制冷機(jī)房的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)步驟
六個(gè)步驟：
1、確定制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷
制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷應(yīng)包括用戶實(shí)際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)的冷損失。
2、確定制冷機(jī)組類型
根據(jù)用戶使用要求、冷負(fù)荷及其全年變化、當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)等情況，比較制冷機(jī)房一次投資和全年運(yùn)行費(fèi)用，確定制冷機(jī)組類型，包括制冷方式、制冷劑種類、冷凝器冷卻方式等。其次，冷熱源設(shè)備的選用須按技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性等原則進(jìn)行比較后確定。
從提供相同冷量、消耗一次能源的角度來說，電力驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)比吸收式制冷機(jī)能耗要低。但對當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張，或有現(xiàn)成的熱源，特別是有余熱、廢熱可利用的場合，應(yīng)優(yōu)先選用吸收式制冷機(jī)。
從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇電力驅(qū)動(dòng)冷水機(jī)組時(shí)，當(dāng)單機(jī)名義工況制冷量大于1758KW時(shí)，宜選用離心式冷水機(jī)組；當(dāng)制冷量在1054~1758KW時(shí)，宜選用螺桿式或離心式；當(dāng)制冷量在116~1054KW時(shí)，宜選用螺桿式；當(dāng)制冷量小于116KW時(shí)，宜選用渦旋式。
3、確定制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)工況
冷凝溫度（tk ）
以空氣為冷卻介質(zhì)：tk = t空氣進(jìn)口+（10-16）℃
以水為冷卻介質(zhì)：tk =t出水+（2-4）℃
蒸發(fā)溫度（t0 ）
以冷凍水、鹽水為冷媒：t0 =t冷媒－（2-3）℃
以空氣為冷媒：t0 =t送風(fēng)－（6-8）℃
4、確定制冷機(jī)組容量和臺數(shù)
設(shè)計(jì)制冷機(jī)房時(shí)，應(yīng)考慮建筑物全年空調(diào)負(fù)荷的變化規(guī)律和制冷機(jī)部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)特性，合理選擇機(jī)型、單機(jī)容量、臺數(shù)和全年運(yùn)行方式，以便提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行效率，從而降低年運(yùn)行費(fèi)用。
一般選擇2-3臺同型號的制冷機(jī)組，臺數(shù)不宜過多。除特殊要求外，可不設(shè)置備用制冷機(jī)組。
5、設(shè)計(jì)水系統(tǒng)
確定冷凍水和冷卻水系統(tǒng)形式，選擇冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的規(guī)格和臺數(shù)，進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。
6、布置制冷機(jī)房
制冷機(jī)房
根據(jù)系統(tǒng)工藝流程，設(shè)備型式特點(diǎn)、操作維修等綜合因素考慮。
（1）主要通道、操作走道的寬度和壓縮機(jī)突出部分與配電盤之間均應(yīng)≥1.5m。
（2）非主要通道和操作走道寬度≥0.8m。
（3）壓縮機(jī)突出部分≥1m。
（4）壓縮機(jī)和設(shè)備距墻≥1.2m。
（5）臥式殼管式冷凝器及臥式殼管式蒸發(fā)器應(yīng)考慮清洗和更換管子的空間。
（6）壓縮機(jī)間或設(shè)備間其凈高一般不小于3.5-4.5m，應(yīng)考慮設(shè)備安裝時(shí)起吊高度。
（7）采用臥式殼管式蒸發(fā)器時(shí)，應(yīng)采用封閉式冷凍水系統(tǒng)。
（8）立式冷凝器設(shè)在機(jī)房外。
（9）各種儀表及控制器應(yīng)安裝在便于觀察和調(diào)節(jié)的位置上。對于船用制冷裝置，還應(yīng)考慮這些儀表的防振和防潮等問題。
制冷機(jī)組與管道的保溫
管道和設(shè)備保溫層厚度的確定，要考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性。
最小保溫厚度：應(yīng)使其外表面溫度比最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度高2℃左右，以保證保溫層外表面不致有結(jié)露現(xiàn)象。
機(jī)房大小估算
以下僅供參考：
制冷機(jī)房（包括電制冷和直燃吸收式機(jī)房）、空調(diào)機(jī)房的位置在做方案時(shí)就需與設(shè)備專業(yè)一起研究，確定其面積和層高?？蓞⒖急?.3.2-1、表1.3.2-2。
空調(diào)機(jī)房的層高概略值表1.3.2-1
建筑物總建筑面積(m2)
主要空調(diào)機(jī)房層高（m）（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
建筑物總建筑面積（m2）
主要空調(diào)機(jī)房層高（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
1000
4.0
4.0
15000
5.5
6.0
2000
4.5
4.5
20000
6.0
6.0
3000
4.5
4.5
25000
6.0
6.0
4000
5.0
5.0
30000
6.5
6.5
設(shè)備層中空調(diào)機(jī)房所占用的面積的概略值表1.3.2-2
建筑總面積（m2）
空調(diào)機(jī)房面積（m2）（一般概略值）
不同空調(diào)方式的空調(diào)機(jī)房面積（m2）
各層機(jī)組單風(fēng)道方式（定風(fēng)量、變風(fēng)量）（一般概略值）
單風(fēng)道方式加風(fēng)機(jī)盤管方式（一般概略值）
1000
70（7.0%）
75（7.5%）
3000
200（6.6%）
190（6.3%）
120（4.0%）
5000
290（5.8%）
310（6.2%）
200（4.0%）
10000
450（4.5%）
550（5.5%）
350（3.5%）
15000
600（4.0%）
750（5.0%）
550（3.7%）
20000
770（3.8%）
960（4.8%）
730（3.6%）
25000
920（3.7%）
1200（4.8%）
850（3.4%）
30000
1090（3.6%）
1400（4.7%）
1000（3.0%）
制冷機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的0.5%~1%；
熱交換站面積約占公共建筑總建筑面積的0.3%~0.5%；
鍋爐房面積約占公共建筑總建筑面積的1%左右；
空調(diào)機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的的4%~6%；
而在分層面積上：500m2約要空調(diào)機(jī)房30m2；
（每層建筑面積）1000m2約要空調(diào)機(jī)房35~45m2；
2000m2約要空調(diào)機(jī)房45~55m2；
3000m2約要空調(diào)機(jī)房65~75m2。
2）制冷機(jī)房、直燃機(jī)房、空調(diào)機(jī)房的設(shè)置對建筑的要求：
① 制冷機(jī)房：
a． 有地下室時(shí)一般設(shè)在地下室，無地下室時(shí)設(shè)在一層，也有設(shè)在頂層的，但很少。
b． 在地下室中設(shè)在平面的幾何中心為好，這樣可以節(jié)省管網(wǎng)的投資和運(yùn)行的水泵能耗，因?yàn)楣艿蓝虅t系統(tǒng)阻力小，故水泵的揚(yáng)程低，耗能少。
c． 要靠近變配電站和水泵房。
d． 要考慮管網(wǎng)的出路。
e． 要有機(jī)器搬進(jìn)搬出的孔洞。
f． 制冷機(jī)房的高度要求（凈高）：
a）電制冷機(jī)房：大型h=4.5m；小型h=3.5m。
b）直燃機(jī)房：大型h=5m；小型h=4m。
② 直燃機(jī)房：
直燃機(jī)房的特殊要求：
因?yàn)槿細(xì)庥蟹阑鸱罒熞?，按燃?xì)庖?guī)范和防火規(guī)范的要求，其機(jī)房的位置應(yīng)當(dāng)符合以下要求：
a． 有直接對外的門窗。
b． 有通風(fēng)換氣。
c． 在地下室時(shí)有泄煙面。
③ 空調(diào)機(jī)房：
a．空調(diào)機(jī)房的樓板荷載為700~800kg/m2。
如：a．800m2的多功能廳，2×30000m3/h，機(jī)房面積50m2。
b. 辦公樓每1000m2約需50m2機(jī)房面積，占5%?？照{(diào)機(jī)房應(yīng)當(dāng)放在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，不能把這個(gè)防火分區(qū)的機(jī)房，放在另一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)。
c. 空調(diào)機(jī)房在平面上與主要房間至少應(yīng)有一室之隔，為的是避免噪聲振動(dòng)給使用帶來無法解決的先天不足。
d. 空調(diào)機(jī)房的門應(yīng)為甲級防火隔聲門。
e. 管道井（風(fēng)管道井和風(fēng)道井，還有電纜井）：有一條很重要，就是燃?xì)夤艿啦辉试S設(shè)在管井里。一定要設(shè)時(shí)，要設(shè)單獨(dú)管井，還得做管井通風(fēng)。管道井約占總建筑面積的1%~2%。風(fēng)道井分為防、排煙管井，每個(gè)防煙樓梯間附近都得有1~2m2的防、排煙管井。
制冷機(jī)房設(shè)計(jì)（舉例）
制冷機(jī)房是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時(shí)又是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機(jī)房一般由冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、補(bǔ)水裝置、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。
1 制冷機(jī)房的位置選擇
制冷機(jī)房通常靠近空調(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)，規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)充分利用建筑物的地下室。對于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時(shí)，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開獨(dú)立設(shè)置。
本建筑建有專門的制冷機(jī)房，故機(jī)組布置在專用機(jī)房內(nèi)。
2制冷方式確定
(1)電力等一次能源充足時(shí)應(yīng)選擇電力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷機(jī)組（能耗低于吸收式制冷機(jī)組）；當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張或有熱源可以利用，應(yīng)優(yōu)先選擇吸收式制冷機(jī)組（特別是有余熱廢熱場合）。
(2)從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，對于相對較大負(fù)荷（如2000kW左右）的情況，宜采用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組；選擇空調(diào)用蒸汽壓縮式冷水機(jī)組時(shí)，單機(jī)名義工況制冷量大于1758kW時(shí)宜選用離心式；制冷量在1054~1758kW時(shí)宜選用螺桿式或離心式；制冷量在700~1054kW時(shí)宜選用螺桿式；制冷量在116~700kW時(shí)宜選用螺桿式或往復(fù)式；制冷量小于116kW活塞式或渦旋式。
本工程建筑地有充足的電力供應(yīng)并且沒有特別的余熱廢熱利用場合所以不考慮采用蒸汽吸收式制冷機(jī)組，制冷量為510kW，故選用螺桿式制冷機(jī)組。
3 冷水機(jī)組的選擇
冷水機(jī)組是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，為整個(gè)系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個(gè)很重要的過程。
一般在選擇制冷機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素。
機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。
能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性。
對周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動(dòng)的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對周圍環(huán)境的危害程度；ODP值和GWP值要小。
運(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會效益好。
所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。
3.1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量
本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì)505.585kW，對其冷負(fù)荷附加至1.2。冷水機(jī)組的負(fù)荷為
Q=1.2×505.585=606.7kW
3.2 冷水機(jī)組的臺數(shù)
制冷機(jī)組一般以選用2~4臺為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺，較大型可選用3臺，特大型可選用4臺。機(jī)組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房內(nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺自動(dòng)化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。
綜合考慮本設(shè)計(jì)選用兩臺冷水機(jī)組，每臺制冷量不小于304kW。
3.3 冷水機(jī)組的類型
冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。風(fēng)冷冷水機(jī)組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調(diào)制冷系統(tǒng)。故本設(shè)計(jì)采用水冷冷水機(jī)組。
螺桿式冷水機(jī)組還具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10~100%范圍內(nèi)進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，并可在無負(fù)荷條件下啟動(dòng)；對濕行程不敏感，當(dāng)時(shí)蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒有液擊的危險(xiǎn)；排氣溫度低，主要由油溫控制，對基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。
參考開利螺桿式冷水機(jī)組的樣本，本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型號為30HXY110，其性能參數(shù)如下：
表1 30HXY110機(jī)組技術(shù)參數(shù)
制冷量(kW)
冷凍水流量(m3/h)
冷凍水壓降(kPa)
冷卻水流量(m3/h)
冷卻水壓降(kPa)
制冷劑
330
57
50
68
40
HCF-134a
4冷卻塔的選擇
冷卻塔是一種制冷系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的熱力設(shè)備，其作用是通過熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。一臺機(jī)組對應(yīng)一臺冷卻塔，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境對噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛。
中小型制冷劑的冷卻水量一般在65~500m3/h之間，在冷卻塔系列中屬于中等水量，而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式，故多選用逆流式冷卻塔。
因此本設(shè)計(jì)采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔放置在屋頂。
冷卻水量應(yīng)考慮1.1~1.2的安全系數(shù)。
冷卻水量：G=1.1×68=74.8 m3/h
根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出冷卻塔冷卻水量不小于74.8m3/h。據(jù)此參照連云港格林公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用型號為CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：
表2 CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù)
冷卻水量(m3/h)
風(fēng)量(m3/h)
進(jìn)水壓壓力(104Pa)
電機(jī)功率(kW)
直徑(m)
80
43400
3.03
2.2
2.5
5水泵的選擇
5.1冷凍水泵的選擇
泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇，對于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的臺數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個(gè)數(shù)一一對應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)中有兩臺冷水機(jī)組，故選用三臺冷凍水水泵，兩用一備。單臺冷水機(jī)組的冷水量為57 m3/h考慮附加5%，則每臺泵的流量為
Q=1.05×57=59.85 m3/h
本設(shè)計(jì)中最不利環(huán)路的損失為65.6kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為50kPa，機(jī)房的損失為40 kPa，考慮附加10%，則水泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(65.6+50+40) =155.6 kPa
即泵的揚(yáng)程為15.56m水柱，參照xx泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的泵的型號為BYG80-125，兩臺使用，一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下：
表3 BYG80-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
65
17
70
5.5
2900
3.5
5.2冷卻水泵的選擇
冷卻水泵的臺數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加5%~10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)程由冷卻水系統(tǒng)阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷卻塔積水盤水位(設(shè)置冷卻水箱時(shí)為水箱最低水位)至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需壓力組成，并附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)選用三臺冷卻水泵，兩用一備。單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為68 m3/h，考慮10%的附加，則每臺泵的流量為
Q=1.1×68=74.8 m3/h
冷卻水系統(tǒng)的阻力為40 kPa，冷凝器阻力為42 kPa，冷卻塔進(jìn)水壓力為31.5 kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為3.5m，考慮泵揚(yáng)程附加10%，則冷卻泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(40+42+35.1+35)=152.1kPa
即15.21m水柱，參照XX泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號為BYG80-125(Ⅰ)A，其技術(shù)參數(shù)如下：
表 4 BYG80-125(Ⅰ)A型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
88
16
74
7.5
2900
4.0
6補(bǔ)水定壓裝置的選擇
系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量為系統(tǒng)水容量的1%，系統(tǒng)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.40~0.55l/m2 ，空氣-水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.7~1.3。
全空氣系統(tǒng)取0.5，則水容量為
L=0.5×1485=742.5 L
空氣-水系統(tǒng)取1，則水容量為
L=1×8715=8715 L
系統(tǒng)補(bǔ)水量為
Q=9457.5×2%=189.15 l/h 即0.19 m3/h
補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的2.5~5倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時(shí)的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高30~50KPa。取補(bǔ)水量的4倍則補(bǔ)水泵的流量為
Q=4×0.19=0.76 m3/h
揚(yáng)程為
H=22.5+4=26.5 m
對于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為

式中，Vt——調(diào)節(jié)水量，取補(bǔ)水泵3min的水量
β——系數(shù)一般取0.65~0.85，
取β=0.7，則V=0.76/20/(1-0.7)=0.127 m3
參照XX設(shè)備有限公司的樣本，選取落地式膨脹水箱的型號為GSP0.8×1-40×2×3，其相關(guān)參數(shù)如下：
表5GSP0.8×1-40×2×3型落地式膨脹水箱參數(shù)
泵流量(m3/h)
泵揚(yáng)程(m)
調(diào)節(jié)容積(m3)
供水管徑
6.2
35
0.4
DN89
7 水處理設(shè)備的選擇
7.1 軟水器和軟化水箱
空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲存補(bǔ)水泵0.5~1.0h的水量。
根據(jù)補(bǔ)水量，參照XX設(shè)備公司的樣本，本設(shè)計(jì)選用的是SN-0.5A-BLL-T型全自動(dòng)軟水器，軟水流量為0.5m3/h。
軟化水箱儲存1.0h補(bǔ)水泵的水量則其容積為Q=0.76m3選用容積為1m3的水箱。
7.2 水處理儀
根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京XX暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號為YTD-150F的全自動(dòng)電子處理儀。
8熱交換設(shè)備選擇
8.1換熱器選擇
考慮到冬季供暖，采用換熱器對用戶進(jìn)行供熱。在空調(diào)工況條件下，采用熱媒為水溫60/50℃。供暖熱指標(biāo)按q=60W/m2計(jì)算，熱負(fù)荷為612kw。
流量計(jì)算：Q=Gc（t1-t2）
式中，G——通過換熱器被加熱水的流量，kg/s；
c——水的質(zhì)量比熱，4.2kJ/kg·℃；
t1、t2——流出和流進(jìn)換熱器的被加熱水溫度，℃。
按照公式(7-2)，G=612×3.6/4.2/10=52.46m3/h，熱源為電廠余熱提供的0.6mpa的過熱蒸汽。選擇xx生產(chǎn)的TS18板式換熱器兩臺，每臺最大流量為27m3/h。
8.2熱水泵選擇
熱水泵選擇原則同冷凍水泵的選擇，流量Q=1.05×27=28.35m3/h，揚(yáng)程為16m水柱。選用的泵的型號為BYG65-125，兩臺使用，一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下
表6 BYG65-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
32.5
17
65
3.0
2900
3.1
9除污器和水過濾器
在水系統(tǒng)中的孔板、水泵、換熱器的入口管道上，均應(yīng)安設(shè)過濾器，以防止雜質(zhì)進(jìn)入，污染或堵塞這些設(shè)備。本設(shè)計(jì)只對冷凍水泵、冷卻水泵安設(shè)過濾器，采用常用的Y型過濾器，該中過濾器具有外形尺寸小，安裝清洗方便的特點(diǎn)，過濾器的尺寸與相應(yīng)的水泵入口的管徑相匹配。
也可采用國家標(biāo)準(zhǔn)的除污器，減壓穩(wěn)定閥前也應(yīng)裝設(shè)Y型過濾器，除污器和水過濾器的型號都是按連接管管徑選定，連接管的管徑應(yīng)于干管的管徑相同。
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空調(diào)水系統(tǒng)
空調(diào)水系統(tǒng)概述
由于現(xiàn)代高層建筑空間的限制以及用戶調(diào)節(jié)使用的方便，大量采用空氣——水空調(diào)系統(tǒng)方式，室內(nèi)冷熱負(fù)荷由冷凍水和熱水承擔(dān)。在空調(diào)用制冷系統(tǒng)中，水管系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。
制冷機(jī)組的能效比：
（kW/kW）
系統(tǒng)能效比：
系統(tǒng)季節(jié)能效比：
冷凍水系統(tǒng)
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)由：水泵、管道、定壓設(shè)備、閥門、換熱器、除污器等主要部件構(gòu)成。
冷凍水系統(tǒng)的主要形式
冷凍水系統(tǒng)均為 循環(huán)水系統(tǒng)；冷凍水系統(tǒng)從管道和設(shè)備的布局上分，可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。

1.開式和閉式系統(tǒng)
（1）開式系統(tǒng)
系統(tǒng)水量大，運(yùn)行工況穩(wěn)定，但易污染，且水泵壓頭較高。
近年來，由于能源的緊張和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外不少工程中采用蓄冷池蓄冷的空調(diào)方式，相應(yīng)地水系統(tǒng)需采用開式系統(tǒng)。
（2）閉式系統(tǒng)
閉式水系統(tǒng)與外界空氣接觸少，管道腐蝕可能性小，水泵能耗小。閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器，用戶處則應(yīng)采用表面式換熱設(shè)備（表冷器或空調(diào)箱），還需增設(shè)膨脹水箱，以適應(yīng)水系統(tǒng)內(nèi)的水在溫度變化時(shí)的體積膨脹。工程設(shè)計(jì)中，冷凍水系統(tǒng)多采用閉式水系統(tǒng)。
開式與閉式系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程相差較大：
閉式系統(tǒng)中，水泵的揚(yáng)程為：管道、制冷機(jī)組、換熱器、閥門等閉式循環(huán)水路中各個(gè)部件壓力損失的總和。
開式系統(tǒng)中，水泵除承擔(dān)管道等部件的壓力損失外，還要克服將水從開式水箱提升到管路最高點(diǎn)的高度差。
設(shè)計(jì)時(shí)需注意的事項(xiàng)：
對于開式系統(tǒng)，注意水泵吸水真空高度的問題，應(yīng)防止水泵吸入口汽化，必須保證水泵吸入口的水壓力大于水的汽化壓力。
對于閉式系統(tǒng)，在水泵吸入口設(shè)置定壓水箱，保證水系統(tǒng)任何一點(diǎn)的最低運(yùn)行壓力為5kPa以上，防止系統(tǒng)中任何一點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)壓，否則有可能將空氣吸入水系統(tǒng)中（抽空）或造成部分軟連接向內(nèi)收縮等問題。
膨脹水箱的作用與安裝位置
其作用是：（1）抵消系統(tǒng)內(nèi)溫度變化時(shí)水體積的膨脹和收縮；
（2）補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)水的損耗；
（3）穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)特別是水泵吸入口的壓力。
安裝位置：盡量接至水泵吸入口，其連通管道上不要裝設(shè)任何閥門；膨脹水箱水位應(yīng)高于系統(tǒng)最高水位1m以上，冬天要注意其防凍。目前，膨脹水箱正逐步用設(shè)在泵房內(nèi)的定壓罐來代替。
開式系統(tǒng)蓄水箱容量的確定原則：
（1）蓄存所有的系統(tǒng)水容量并附加一定的安全系數(shù)；
（2）按照系統(tǒng)小時(shí)循環(huán)水量的5%~10%計(jì)算。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)取上述兩者中較大的值。
2.直連系統(tǒng)與間連系統(tǒng)
根據(jù)用戶水系統(tǒng)與制冷機(jī)組的連接方式不同，冷凍水系統(tǒng)可以分為直連系統(tǒng)和間連系統(tǒng)。
3.異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)
冷凍水系統(tǒng)可分為異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)。
4.兩管制、三管制和四管制系統(tǒng)
5.一次泵和二次泵系統(tǒng)
一次泵系統(tǒng)組成簡單，控制容易，運(yùn)行管理方便，一般多采用此種系統(tǒng)。

二次泵系統(tǒng)：一次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的制備-------定流量運(yùn)行；二次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的輸配-------變流量運(yùn)行。
二次泵系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：能夠分區(qū)分路供應(yīng)用戶側(cè)所需的冷凍水，適用于大型系統(tǒng)。
6.變水量和定水量系統(tǒng)

典型冷凍水系統(tǒng)分析
1.一次泵定水量系統(tǒng)
2.一次泵變水量系統(tǒng)
3.二次泵變水量系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)
冷卻水進(jìn)水溫度一般應(yīng)不高于32℃，冷卻水主要指冷凝器和壓縮機(jī)冷卻用水。
（一）直流式冷卻水系統(tǒng)
最簡單的冷卻水系統(tǒng)是直流式供水系統(tǒng)，即升溫后的冷卻回水直接排除，不循環(huán)使用。這種系統(tǒng)只適用于水源水量特別充足的地區(qū)，例如靠近江、河、湖泊、海等地方，城市自來水不宜選用。
（二）循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)
1、自然通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
2、機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)：流量分配合理，各個(gè)單元之間相互影響小，運(yùn)行可靠性高。
缺點(diǎn)：配管管線布置最為復(fù)雜，管路數(shù)目多，占用空間大，各設(shè)備不能相互備用。
優(yōu)點(diǎn)：供回水都采用集中干管形式，管路數(shù)目少，占用空間小，設(shè)備之間可以相互備用，可通過冷卻風(fēng)機(jī)的臺數(shù)或轉(zhuǎn)速控制降低制冷機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)的冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗，故應(yīng)用最廣。
在干管式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)中，由于冷卻塔可以相互備用，如果水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制不當(dāng)，則容易出現(xiàn)“溢流”、“旁通”和“抽空”現(xiàn)象。
當(dāng)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)：
冷卻塔的進(jìn)水管上安裝了電動(dòng)閥，而回水管上未裝；
當(dāng)出水電動(dòng)閥關(guān)閉而進(jìn)水電動(dòng)閥開啟時(shí)；
冷卻塔水量分配不平衡時(shí)；
多臺大小不同的冷卻塔并聯(lián)設(shè)置且集水盤水位不相同時(shí)，容易出現(xiàn)“溢流”問題。
避免措施：當(dāng)冷卻塔不運(yùn)行時(shí)，同時(shí)嚴(yán)密關(guān)閉冷卻塔進(jìn)、出水電動(dòng)閥。
目前，冷卻水系統(tǒng)大多采用循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，利用冷卻塔機(jī)械循環(huán)。冷卻塔中冷卻水的終溫一般可達(dá)到比當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟雀?℃左右的溫度（約為32℃）。
冷卻水系統(tǒng)由冷凝器、冷卻塔、水泵等組成，冷卻塔是以冷凝器的冷卻水流量作為依據(jù)，選擇低噪音型，安裝位置離居住區(qū)遠(yuǎn)，離制冷機(jī)近，一般安裝在制冷機(jī)房屋面上，其出水管比進(jìn)水管大一號，因出水管是靠重力返回水泵。同型號多臺冷卻塔并聯(lián)使用應(yīng)考慮均壓連接和自動(dòng)（手動(dòng)）補(bǔ)水，且每臺互為備用。
3、冷卻水泵揚(yáng)程的確定
冷卻水系統(tǒng)的水力計(jì)算
冷卻水泵所需揚(yáng)程：
(mH2O)
hf、hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力（mH2O）；
hm——冷凝器阻力（mH2O）（一般為5~10mH2O）；
hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻塔盛水池到噴嘴的高差）（mH2O）；
ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力（mH2O），3-6mH2O。
制冷機(jī)房的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)步驟
六個(gè)步驟：
1、確定制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷
制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷應(yīng)包括用戶實(shí)際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)的冷損失。
2、確定制冷機(jī)組類型
根據(jù)用戶使用要求、冷負(fù)荷及其全年變化、當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)等情況，比較制冷機(jī)房一次投資和全年運(yùn)行費(fèi)用，確定制冷機(jī)組類型，包括制冷方式、制冷劑種類、冷凝器冷卻方式等。其次，冷熱源設(shè)備的選用須按技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性等原則進(jìn)行比較后確定。
從提供相同冷量、消耗一次能源的角度來說，電力驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)比吸收式制冷機(jī)能耗要低。但對當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張，或有現(xiàn)成的熱源，特別是有余熱、廢熱可利用的場合，應(yīng)優(yōu)先選用吸收式制冷機(jī)。
從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇電力驅(qū)動(dòng)冷水機(jī)組時(shí)，當(dāng)單機(jī)名義工況制冷量大于1758KW時(shí)，宜選用離心式冷水機(jī)組；當(dāng)制冷量在1054~1758KW時(shí)，宜選用螺桿式或離心式；當(dāng)制冷量在116~1054KW時(shí)，宜選用螺桿式；當(dāng)制冷量小于116KW時(shí)，宜選用渦旋式。
3、確定制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)工況
冷凝溫度（tk ）
以空氣為冷卻介質(zhì)：tk = t空氣進(jìn)口+（10-16）℃
以水為冷卻介質(zhì)：tk =t出水+（2-4）℃
蒸發(fā)溫度（t0 ）
以冷凍水、鹽水為冷媒：t0 =t冷媒－（2-3）℃
以空氣為冷媒：t0 =t送風(fēng)－（6-8）℃
4、確定制冷機(jī)組容量和臺數(shù)
設(shè)計(jì)制冷機(jī)房時(shí)，應(yīng)考慮建筑物全年空調(diào)負(fù)荷的變化規(guī)律和制冷機(jī)部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)特性，合理選擇機(jī)型、單機(jī)容量、臺數(shù)和全年運(yùn)行方式，以便提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行效率，從而降低年運(yùn)行費(fèi)用。
一般選擇2-3臺同型號的制冷機(jī)組，臺數(shù)不宜過多。除特殊要求外，可不設(shè)置備用制冷機(jī)組。
5、設(shè)計(jì)水系統(tǒng)
確定冷凍水和冷卻水系統(tǒng)形式，選擇冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的規(guī)格和臺數(shù)，進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。
6、布置制冷機(jī)房
制冷機(jī)房
根據(jù)系統(tǒng)工藝流程，設(shè)備型式特點(diǎn)、操作維修等綜合因素考慮。
（1）主要通道、操作走道的寬度和壓縮機(jī)突出部分與配電盤之間均應(yīng)≥1.5m。
（2）非主要通道和操作走道寬度≥0.8m。
（3）壓縮機(jī)突出部分≥1m。
（4）壓縮機(jī)和設(shè)備距墻≥1.2m。
（5）臥式殼管式冷凝器及臥式殼管式蒸發(fā)器應(yīng)考慮清洗和更換管子的空間。
（6）壓縮機(jī)間或設(shè)備間其凈高一般不小于3.5-4.5m，應(yīng)考慮設(shè)備安裝時(shí)起吊高度。
（7）采用臥式殼管式蒸發(fā)器時(shí)，應(yīng)采用封閉式冷凍水系統(tǒng)。
（8）立式冷凝器設(shè)在機(jī)房外。
（9）各種儀表及控制器應(yīng)安裝在便于觀察和調(diào)節(jié)的位置上。對于船用制冷裝置，還應(yīng)考慮這些儀表的防振和防潮等問題。
制冷機(jī)組與管道的保溫
管道和設(shè)備保溫層厚度的確定，要考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性。
最小保溫厚度：應(yīng)使其外表面溫度比最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度高2℃左右，以保證保溫層外表面不致有結(jié)露現(xiàn)象。
機(jī)房大小估算
以下僅供參考：
制冷機(jī)房（包括電制冷和直燃吸收式機(jī)房）、空調(diào)機(jī)房的位置在做方案時(shí)就需與設(shè)備專業(yè)一起研究，確定其面積和層高。可參考表1.3.2-1、表1.3.2-2。
空調(diào)機(jī)房的層高概略值表1.3.2-1
建筑物總建筑面積(m2)
主要空調(diào)機(jī)房層高（m）（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
建筑物總建筑面積（m2）
主要空調(diào)機(jī)房層高（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
1000
4.0
4.0
15000
5.5
6.0
2000
4.5
4.5
20000
6.0
6.0
3000
4.5
4.5
25000
6.0
6.0
4000
5.0
5.0
30000
6.5
6.5
設(shè)備層中空調(diào)機(jī)房所占用的面積的概略值表1.3.2-2
建筑總面積（m2）
空調(diào)機(jī)房面積（m2）（一般概略值）
不同空調(diào)方式的空調(diào)機(jī)房面積（m2）
各層機(jī)組單風(fēng)道方式（定風(fēng)量、變風(fēng)量）（一般概略值）
單風(fēng)道方式加風(fēng)機(jī)盤管方式（一般概略值）
1000
70（7.0%）
75（7.5%）
3000
200（6.6%）
190（6.3%）
120（4.0%）
5000
290（5.8%）
310（6.2%）
200（4.0%）
10000
450（4.5%）
550（5.5%）
350（3.5%）
15000
600（4.0%）
750（5.0%）
550（3.7%）
20000
770（3.8%）
960（4.8%）
730（3.6%）
25000
920（3.7%）
1200（4.8%）
850（3.4%）
30000
1090（3.6%）
1400（4.7%）
1000（3.0%）
制冷機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的0.5%~1%；
熱交換站面積約占公共建筑總建筑面積的0.3%~0.5%；
鍋爐房面積約占公共建筑總建筑面積的1%左右；
空調(diào)機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的的4%~6%；
而在分層面積上：500m2約要空調(diào)機(jī)房30m2；
（每層建筑面積）1000m2約要空調(diào)機(jī)房35~45m2；
2000m2約要空調(diào)機(jī)房45~55m2；
3000m2約要空調(diào)機(jī)房65~75m2。
2）制冷機(jī)房、直燃機(jī)房、空調(diào)機(jī)房的設(shè)置對建筑的要求：
① 制冷機(jī)房：
a． 有地下室時(shí)一般設(shè)在地下室，無地下室時(shí)設(shè)在一層，也有設(shè)在頂層的，但很少。
b． 在地下室中設(shè)在平面的幾何中心為好，這樣可以節(jié)省管網(wǎng)的投資和運(yùn)行的水泵能耗，因?yàn)楣艿蓝虅t系統(tǒng)阻力小，故水泵的揚(yáng)程低，耗能少。
c． 要靠近變配電站和水泵房。
d． 要考慮管網(wǎng)的出路。
e． 要有機(jī)器搬進(jìn)搬出的孔洞。
f． 制冷機(jī)房的高度要求（凈高）：
a）電制冷機(jī)房：大型h=4.5m；小型h=3.5m。
b）直燃機(jī)房：大型h=5m；小型h=4m。
② 直燃機(jī)房：
直燃機(jī)房的特殊要求：
因?yàn)槿細(xì)庥蟹阑鸱罒熞螅慈細(xì)庖?guī)范和防火規(guī)范的要求，其機(jī)房的位置應(yīng)當(dāng)符合以下要求：
a． 有直接對外的門窗。
b． 有通風(fēng)換氣。
c． 在地下室時(shí)有泄煙面。
③ 空調(diào)機(jī)房：
a．空調(diào)機(jī)房的樓板荷載為700~800kg/m2。
如：a．800m2的多功能廳，2×30000m3/h，機(jī)房面積50m2。
b. 辦公樓每1000m2約需50m2機(jī)房面積，占5%。空調(diào)機(jī)房應(yīng)當(dāng)放在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，不能把這個(gè)防火分區(qū)的機(jī)房，放在另一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)。
c. 空調(diào)機(jī)房在平面上與主要房間至少應(yīng)有一室之隔，為的是避免噪聲振動(dòng)給使用帶來無法解決的先天不足。
d. 空調(diào)機(jī)房的門應(yīng)為甲級防火隔聲門。
e. 管道井（風(fēng)管道井和風(fēng)道井，還有電纜井）：有一條很重要，就是燃?xì)夤艿啦辉试S設(shè)在管井里。一定要設(shè)時(shí)，要設(shè)單獨(dú)管井，還得做管井通風(fēng)。管道井約占總建筑面積的1%~2%。風(fēng)道井分為防、排煙管井，每個(gè)防煙樓梯間附近都得有1~2m2的防、排煙管井。
制冷機(jī)房設(shè)計(jì)（舉例）
制冷機(jī)房是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時(shí)又是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機(jī)房一般由冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、補(bǔ)水裝置、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。
1 制冷機(jī)房的位置選擇
制冷機(jī)房通?？拷照{(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)，規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)充分利用建筑物的地下室。對于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時(shí)，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開獨(dú)立設(shè)置。
本建筑建有專門的制冷機(jī)房，故機(jī)組布置在專用機(jī)房內(nèi)。
2制冷方式確定
(1)電力等一次能源充足時(shí)應(yīng)選擇電力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷機(jī)組（能耗低于吸收式制冷機(jī)組）；當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張或有熱源可以利用，應(yīng)優(yōu)先選擇吸收式制冷機(jī)組（特別是有余熱廢熱場合）。
(2)從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，對于相對較大負(fù)荷（如2000kW左右）的情況，宜采用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組；選擇空調(diào)用蒸汽壓縮式冷水機(jī)組時(shí)，單機(jī)名義工況制冷量大于1758kW時(shí)宜選用離心式；制冷量在1054~1758kW時(shí)宜選用螺桿式或離心式；制冷量在700~1054kW時(shí)宜選用螺桿式；制冷量在116~700kW時(shí)宜選用螺桿式或往復(fù)式；制冷量小于116kW活塞式或渦旋式。
本工程建筑地有充足的電力供應(yīng)并且沒有特別的余熱廢熱利用場合所以不考慮采用蒸汽吸收式制冷機(jī)組，制冷量為510kW，故選用螺桿式制冷機(jī)組。
3 冷水機(jī)組的選擇
冷水機(jī)組是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，為整個(gè)系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個(gè)很重要的過程。
一般在選擇制冷機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素。
機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。
能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性。
對周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動(dòng)的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對周圍環(huán)境的危害程度；ODP值和GWP值要小。
運(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會效益好。
所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。
3.1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量
本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì)505.585kW，對其冷負(fù)荷附加至1.2。冷水機(jī)組的負(fù)荷為
Q=1.2×505.585=606.7kW
3.2 冷水機(jī)組的臺數(shù)
制冷機(jī)組一般以選用2~4臺為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺，較大型可選用3臺，特大型可選用4臺。機(jī)組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房內(nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺自動(dòng)化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。
綜合考慮本設(shè)計(jì)選用兩臺冷水機(jī)組，每臺制冷量不小于304kW。
3.3 冷水機(jī)組的類型
冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。風(fēng)冷冷水機(jī)組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調(diào)制冷系統(tǒng)。故本設(shè)計(jì)采用水冷冷水機(jī)組。
螺桿式冷水機(jī)組還具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10~100%范圍內(nèi)進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，并可在無負(fù)荷條件下啟動(dòng)；對濕行程不敏感，當(dāng)時(shí)蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒有液擊的危險(xiǎn)；排氣溫度低，主要由油溫控制，對基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。
參考開利螺桿式冷水機(jī)組的樣本，本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型號為30HXY110，其性能參數(shù)如下：
表1 30HXY110機(jī)組技術(shù)參數(shù)
制冷量(kW)
冷凍水流量(m3/h)
冷凍水壓降(kPa)
冷卻水流量(m3/h)
冷卻水壓降(kPa)
制冷劑
330
57
50
68
40
HCF-134a
4冷卻塔的選擇
冷卻塔是一種制冷系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的熱力設(shè)備，其作用是通過熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。一臺機(jī)組對應(yīng)一臺冷卻塔，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境對噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛。
中小型制冷劑的冷卻水量一般在65~500m3/h之間，在冷卻塔系列中屬于中等水量，而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式，故多選用逆流式冷卻塔。
因此本設(shè)計(jì)采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔放置在屋頂。
冷卻水量應(yīng)考慮1.1~1.2的安全系數(shù)。
冷卻水量：G=1.1×68=74.8 m3/h
根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出冷卻塔冷卻水量不小于74.8m3/h。據(jù)此參照連云港格林公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用型號為CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：
表2 CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù)
冷卻水量(m3/h)
風(fēng)量(m3/h)
進(jìn)水壓壓力(104Pa)
電機(jī)功率(kW)
直徑(m)
80
43400
3.03
2.2
2.5
5水泵的選擇
5.1冷凍水泵的選擇
泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇，對于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的臺數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個(gè)數(shù)一一對應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)中有兩臺冷水機(jī)組，故選用三臺冷凍水水泵，兩用一備。單臺冷水機(jī)組的冷水量為57 m3/h考慮附加5%，則每臺泵的流量為
Q=1.05×57=59.85 m3/h
本設(shè)計(jì)中最不利環(huán)路的損失為65.6kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為50kPa，機(jī)房的損失為40 kPa，考慮附加10%，則水泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(65.6+50+40) =155.6 kPa
即泵的揚(yáng)程為15.56m水柱，參照xx泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的泵的型號為BYG80-125，兩臺使用，一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下：
表3 BYG80-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
65
17
70
5.5
2900
3.5
5.2冷卻水泵的選擇
冷卻水泵的臺數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加5%~10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)程由冷卻水系統(tǒng)阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷卻塔積水盤水位(設(shè)置冷卻水箱時(shí)為水箱最低水位)至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需壓力組成，并附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)選用三臺冷卻水泵，兩用一備。單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為68 m3/h，考慮10%的附加，則每臺泵的流量為
Q=1.1×68=74.8 m3/h
冷卻水系統(tǒng)的阻力為40 kPa，冷凝器阻力為42 kPa，冷卻塔進(jìn)水壓力為31.5 kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為3.5m，考慮泵揚(yáng)程附加10%，則冷卻泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(40+42+35.1+35)=152.1kPa
即15.21m水柱，參照XX泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號為BYG80-125(Ⅰ)A，其技術(shù)參數(shù)如下：
表 4 BYG80-125(Ⅰ)A型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
88
16
74
7.5
2900
4.0
6補(bǔ)水定壓裝置的選擇
系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量為系統(tǒng)水容量的1%，系統(tǒng)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.40~0.55l/m2 ，空氣-水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.7~1.3。
全空氣系統(tǒng)取0.5，則水容量為
L=0.5×1485=742.5 L
空氣-水系統(tǒng)取1，則水容量為
L=1×8715=8715 L
系統(tǒng)補(bǔ)水量為
Q=9457.5×2%=189.15 l/h 即0.19 m3/h
補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的2.5~5倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時(shí)的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高30~50KPa。取補(bǔ)水量的4倍則補(bǔ)水泵的流量為
Q=4×0.19=0.76 m3/h
揚(yáng)程為
H=22.5+4=26.5 m
對于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為

式中，Vt——調(diào)節(jié)水量，取補(bǔ)水泵3min的水量
β——系數(shù)一般取0.65~0.85，
取β=0.7，則V=0.76/20/(1-0.7)=0.127 m3
參照XX設(shè)備有限公司的樣本，選取落地式膨脹水箱的型號為GSP0.8×1-40×2×3，其相關(guān)參數(shù)如下：
表5GSP0.8×1-40×2×3型落地式膨脹水箱參數(shù)
泵流量(m3/h)
泵揚(yáng)程(m)
調(diào)節(jié)容積(m3)
供水管徑
6.2
35
0.4
DN89
7 水處理設(shè)備的選擇
7.1 軟水器和軟化水箱
空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲存補(bǔ)水泵0.5~1.0h的水量。
根據(jù)補(bǔ)水量，參照XX設(shè)備公司的樣本，本設(shè)計(jì)選用的是SN-0.5A-BLL-T型全自動(dòng)軟水器，軟水流量為0.5m3/h。
軟化水箱儲存1.0h補(bǔ)水泵的水量則其容積為Q=0.76m3選用容積為1m3的水箱。
7.2 水處理儀
根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京XX暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號為YTD-150F的全自動(dòng)電子處理儀。
8熱交換設(shè)備選擇
8.1換熱器選擇
考慮到冬季供暖，采用換熱器對用戶進(jìn)行供熱。在空調(diào)工況條件下，采用熱媒為水溫60/50℃。供暖熱指標(biāo)按q=60W/m2計(jì)算，熱負(fù)荷為612kw。
流量計(jì)算：Q=Gc（t1-t2）
式中，G——通過換熱器被加熱水的流量，kg/s；
c——水的質(zhì)量比熱，4.2kJ/kg·℃；
t1、t2——流出和流進(jìn)換熱器的被加熱水溫度，℃。
按照公式(7-2)，G=612×3.6/4.2/10=52.46m3/h，熱源為電廠余熱提供的0.6mpa的過熱蒸汽。選擇xx生產(chǎn)的TS18板式換熱器兩臺，每臺最大流量為27m3/h。
8.2熱水泵選擇
熱水泵選擇原則同冷凍水泵的選擇，流量Q=1.05×27=28.35m3/h，揚(yáng)程為16m水柱。選用的泵的型號為BYG65-125，兩臺使用，一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下
表6 BYG65-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
32.5
17
65
3.0
2900
3.1
9除污器和水過濾器
在水系統(tǒng)中的孔板、水泵、換熱器的入口管道上，均應(yīng)安設(shè)過濾器，以防止雜質(zhì)進(jìn)入，污染或堵塞這些設(shè)備。本設(shè)計(jì)只對冷凍水泵、冷卻水泵安設(shè)過濾器，采用常用的Y型過濾器，該中過濾器具有外形尺寸小，安裝清洗方便的特點(diǎn)，過濾器的尺寸與相應(yīng)的水泵入口的管徑相匹配。
也可采用國家標(biāo)準(zhǔn)的除污器，減壓穩(wěn)定閥前也應(yīng)裝設(shè)Y型過濾器，除污器和水過濾器的型號都是按連接管管徑選定，連接管的管徑應(yīng)于干管的管徑相同。
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