空调设计主要包含了空气调节系统中的冷剂系统，风系统，水系统。每个系统在空调系统中都有各自的作用，其设计也各有特点。

1. 冷冻水系统主要起着载冷的作用，将冷水机制取的冷水运送至水系统末端，末端将冷冻水与室内空气进行换热，从而实现制冷。

2. 冷剂系统是将冷凝器出口侧的高压液体运送至末端，制冷剂在末端经节流器后气化，依靠气化吸热制冷再与室内空气进行换热。

3. 风系统是将经过处理的冷空气均匀的送到各区域，为房间降温的作用，它直接影响空调系统的舒适性。

空调系统设计流程：确定建筑类型及用途→房间冷负荷计算→空调水/冷剂系统设计→空调风系统设计。

根据用途、规模、能源状况、机房面积、初期投入及运行费用、舒适性确定中央空调系统类型。

房间冷负荷计算：

通过围护结构得热量及其形成的冷负荷；

通过透明围护结构进入的太阳辐射热量；

人体散热量；照明散热量；

设备、器具、管道、及其他内部热源的散热量；

食品和物料的散热量；

渗透空气带入的热量；

伴随各种散湿过程产生的潜热量。

冷负荷计算：

通过围护结构得热量及其形成的冷负荷→通过围护结构得热量及其形成的冷负荷，主要包括楼板及外墙。可根据传热公式Q=KFΔtг-ε计算出围护结构的逐时负荷。

通过透明围护结构进入的太阳辐射热量→通过外窗进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分。根据传热公式Q=KFΔtг，传热公式Qc=Xg·Xd·Cs·Cn·Jj.г算出围护结构的逐时负荷。

人体散热量→人体散热量与性别、年龄、衣着、劳动强度等有关系。

照明散热量→照明散热量与照明系统的功率有关，灯具的光能主要转化为热能。

设备、器具、管道、及其他内部热源的散热量→试建筑用途，布置等而定。

部分民用建筑空调冷负荷的估算指标

水系统设计：

水系统可分为冷冻水系统及冷却水系统。

冷冻水系统是直接供应末端实现制冷目的的系统，一般以供水7℃，回水12℃进行设计。冷冻水系统的设计主要包括以下几点：末端布置，冷水机组选型，水泵的选型，管道的选型，阀门及附件的配置。

水系统原理图

末端布置：

末端的布置应满足安装要求和维修要求。如接管位置应留有足够的空间给作业人员安装及维修，并在接管侧预留400*400的检修口，采用吊顶方式安装时赢考虑空间是否能满足设备安装及冷凝水排水的空间要求。

假设这里共布置FP-102（制冷量5.56KW，压降4.1kpa）50台，组合式空调机组AHU（制冷量150KW，压降12kpa）4台，组合式新风处理机（35.7KW，压降12kpa）3台

则空调系统总冷量=55.6*50+152.9*4+35.7*3=278+611.6+107.1=996.2KW

风机盘管安装图

水系统设计：

冷水机组选型：

冷水机组主要有风冷模块机组，风冷螺杆机组，水冷螺杆机组，离心机组等。冷水机组具体参数应由具体产品参数而定。

系统总冷量=冗余系数*996.2=1.1*996.2=1095.8KW

这里选用2台制冷量为527KW的水冷螺杆式冷水机组，单台冷水机组水流量为90m ³ /h，压降为67kpa。

螺杆式冷水机组安装

冷冻水泵的选型：

冷冻水泵是冷冻水运输的动力来源。主要通过计算水系统中的总流量及水系统的阻力损失来确定水泵的参数。

总流量是前面所布置的末端在标准工况下所需的水流量的总和。

所以水泵流量应=总流量*1.2（冗余系数）

系统阻力损失由冷水机组压降+末端压降+最不利环路阻力构成。

所以水泵的扬程应=（冷水机组压降+末端压降+最不利环路阻力）*1.1（冗余系数）

水泵流量=冗余系数*180*1.2=1.1*216m ³ /h，

扬程={67+12+（最不利环路高程*9.8+0.47*40+0.6*100）}*冗余系数

= （18.8+60+79+20*9.8）*冗余系数=353.8kpa*1.1=40m

最不利环路高程未最不利环路的高差，根据管道表可知在管径为150的管道阻力损失取47KPa/100m，在管道管径为15~125的管段阻力损失取60KPa/100m。这里假设DN150为40米，DN15~125为100米。

根据结算结果这里选用2台扬程为40m，流量为220 m ³ /h的离心泵，一主一备。

水泵流量调节：

水系统的流量调节可通过采用增加水泵变频器实现流量调节也可以通过供回水管道的旁通实现。水泵必须配置备份，保证当个别水泵出现问题时，空调系统依然能正常运行，一般采用n+1备份。当扬程大于管道耐压值时应在中间楼层增加换热器，采用二次泵系统实现冷冻水的运输。

水泵安装图

管道选型：

冷冻水系统管道的选型

冷冻水管道根据工艺及材质不同有镀锌钢管，无缝钢管，螺旋钢管等。

管道的选用应满足冷冻水系统的流量，流速，压力要求。其中管径可按流量进行选取。具体参照下表：

管道选型

根据管道外径选择所采用的钢管种类其中镀锌钢管的公称直径范围为6mm~150mm，无缝钢管的外径范围为32mm~630mm，螺旋钢管外径范围为273mm~1220mm。管道可根据不同耐压值选择不同壁厚。

两台冷水机组冷冻水流量共180m ³ /h，根据表格选用主管为DN150。其他段管道选型也参照改表闭式系统。

冷冻水管施工

阀门及附件配置：

管道阀门/辅件配置：

管道中应根据功能要求及产品要求添加阀门，末端支管应安装蝶阀和卸水阀实现末端故障的维修。

供回水主管道上安装旁通管道，通过压差旁通阀实现冷冻水流量调节。

楼层水平干管应该增加蝶阀实现水系统的楼层分区，相对独立的运行。重要设备两端接管侧应安装截止阀或蝶阀实现水系统运行中更换故障设备。

主管道上可安装平衡阀用于平衡管道的压力使设备能在接近工况压力下运行。

在管道垂直高点安装排气阀以排出管道内的气体。

辅件配置主要有温度计，压力表，集，分水器，流量计，传感器，膨胀水箱等。温度计可安装在设备（冷水机组和重要末端等）进出水端以显示设备的工作状况。压力表用于检测设备进出端的压力，直观的看到设备的工作压力。膨胀水箱安装在水系统中的最高点，用于防止由于水系统中的水量由于热胀冷缩而水量不足的问题。

风系统设计：

空调风系统由送风系统，排风系统，排烟系统组成。送风系统包括新风系统，末端送风系统等。排风系统应用于有人流较多，有污染产生或对空气质量有一定要求的场合。在这里只对排风及排烟系统做简要描述。

新风系统的设计包括了：新风量的确定，散流器的布置，风管的选型，风机的选型，阀门及辅件的选型。

新风量的确定：

稀释人群本身和活动所产生的污染物，补充室内燃烧所耗的空气或补偿排风。

保持房间正压要求：取以上三条最大值作为最小新风量，若最大值仍不足系统送风量的10%，则新风量应按总风量10%计算。

这里取总风量的10％作为新风量，查得所选末端风量为1050m ³ /h，即单个房间的新风量为100m ³ /h，则总风量=50*100=5000m ³ /h。

散流器的布置：

散流器的在房间的布置应均匀，且便于维修。当进、排风口在同侧时, 排风口宜高于进风口6米，进、排风口在同侧同一高度时, 不要相距太近，以免排风短路，其水平距离根据风量的大小不宜小于10－20米。

送风口的噪声应符合环保部门的排放标准, 否则应采取消声措施。

散流器的尺寸应尽量配合天花，这里根据散流器表选择300*300的顶棚散流器，设计流速为1.5m/s。

散流器参数表（部分）

风管的选型：

风管的尺寸可根据风管尺寸选择表进行选择，选定后的风速应符合规范要求。这里假设主管道2000*450的矩形风管（不变径）则流速约为10m/s,支管选择300*150，流速约为3m/s。主管长度为30m，最不利环路上支管为7米。

低速风管尺寸选择表（部分）

风管现场安装：

风机的选型：

风机的选型主要根据风系统中的总风量及压力进行选择

风机风量=总风量*冗余系数=5000*1.2=6000m ³ /h

风机全压=管道沿程阻力+各部件局部阻力=8*（30+7）=296pa（这里按每米8pa损失进行估算）可根据阻力表进行计算

因此在这里选择风量与全压均满足的新风机组，这里选择了风量为6500m ³ /h，全压为340pa的新风处理机组。

矩形风管摩擦阻力表（部分）

风管阀门及附件：

新风管穿越防火墙时应增加防火阀。

正压房间按需要可增加止回阀。

采风口应采用防水百叶等。

为减少震动风管与风机连接部分应做软件。

采风管应按需求增加过滤网。

排风系统：

排风系统应用于有人流较多，有污染产生或对空气质量有一定要求的场合。以下场合应设排风系统。

一、公用场所

面积较大的公用场所，人多空气污浊，必须设置较大排风的风机或数个小风量的排风机，人少时小风量外排，无人时可关闭。

二、宾馆客房

一般客房卫生间均由土建或装修单位设排风机排除污浊空气；高级豪华套间客房必须另设排风装置。

三、KTV间的排风

KVT 一般为小间并要做好隔音，排风设施一般须安装消音排风管道，并要设有防止倒风装置。

四、蒸气浴室、游泳馆

空气潮湿且温度高的场所，必须设置排风装置定期以较大风量排放室内空气，或长期以小风量排除室内空气，排风机易选防潮防爆电驱动的低噪音排风机。

五、厨房、公用卫生间

宜采用机械排风并通过垂直排风管道排风，应用防回流装置。

排烟系统：

防排烟系统指高层民用建筑的防排烟设施主要包括防烟楼梯间及前室、消防电梯前室、合用前室、封闭楼梯间、避难层（间）等场所设置的防烟设施。排烟系统是在火灾发生时能及时排走产生的有害烟气，减少火灾中人吸入的有毒气体并且能在火灾发生时给人一个视野。

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