空调系统末端设计步骤

设计顺序：先末端，后主机　　设计原则：合理、经济，最大限度节约运行成本　　设计方案及适用范围：　　一、末端部分：　　1、风机盘管系统；　　适用范围：一般办公、餐饮等场所　　2、风机盘管加新风系统；　　适用范围：要求较高的办公、酒店、餐饮娱乐等场所　　3、全空气系统；　　适用范围：商场超市、车间等大开间场所　　二、主机部分：　　1、螺杆式冷水机组制冷，市政或锅炉供热；　　适用范围：有专用机房、电力充足、需专人值守　　2、风冷机组制冷（制热），市政或锅炉供热；　　适用范围：空调面积较小、没有机房、无专人值守　　3、离心式冷水机组制冷，市政或锅炉供热；　　适用范围：空调面积较大、有专用机房、电力充足、需专人值守　　4、溴化锂机组制冷（制热），市政或锅炉供热；　　适用范围：电力不足、有市政热源并经综合比较经济、有专用机房、需专人值守　　三、其它：　　1、一拖多系统；　　适用范围：空调面积较小、无专用机房、无专人值守、空调面积较大但非同时使用且需独立计费等场所　　2、风管机系统；　　适用范围：大开间、无专用机房、无专人值守、控制灵活、初投资较低　　设计程序：　　一、末端部分：　　（一）设备选型：　　1、计算实际空调面积；　　2、根据使用场所确定冷负荷指标，计算出设计总负荷，根据设备布置特点确定所需设备数量，确定设备型号；　　冷负荷概算指标：　　采用组合式空调器，循环次数商场6～7次，推荐8～9次　　（二）水系统设计：　　1、设备定位布置，确定立管位置，根据系统复杂程度确定采用同程式或异程式（当立管与最末端设备距离超过30米时尽量采用同程式）；　　2、确定主管道走向，并与设备合理连接，当主管道有分支时应设阀门以便于调节；　　3、根据设备流量确定每一管段的水流量，再根据设计水流速计算出管径；　　4、空调水设计流速为0.9－2.5m/s，管径越大、流速越大，管道比摩阻应小于500；　　5、水管与设备连接时，进水管上设软接、过滤器、阀门，出水管上设软接、阀门；　　6、冷凝水管径设计：　　当机组冷负荷Q≤7KW，DN＝20；Q＝7.1－17.6，DN＝25；Q＝17.7－100，DN＝32；Q＝101－176，DN＝40；Q＝177－598，DN＝50；Q＝599－1055，DN＝80；Q＝1056－1512，DN＝100；Q＝1513－12462，DN＝125；Q＞12462，DN＝150　　7、空调水管保温：　　当采用超细玻璃棉管壳保温时，供回水管保温厚度采用50mm，冷凝水管保温厚度采用30mm；　　当采用橡塑材料保温时，供回水管保温厚度采用30mm，冷凝水管保温厚度采用15mm；　　当冷凝水管采用PVC等塑料管材时，可不作保温处理。一拖多氟系统应当保温。　　（三）风系统设计：　　1、风量选择：　　（1）新风工况：按每人最小新风量确定　　影剧院、博物馆、体育馆、商店，每人最小新风量8M3/H；　　办公室、图书馆、会议室、餐厅、舞厅、普通病房，每人最小新风量17M3/H；　　客房，每人最小新风量30M3/H，正常采用50M3/H；　　（2）回风工况：按循环次数确定，一般取8－10次/H，即空调空间体积×（8－10）/H　　2、风机风压的选择：　　估算法：风压＝（最不利环路长度×10）Pa　　3、设备定位，尽量靠近水系统立管；　　4、布置风口，在保证无空调死区的前提下，尽量减少风口数量、保持风口规格统一；送风口风速在2－2.5 m/s之间，回风口风速在3－5 m/s之间，根据风口风量和风速确定风口尺寸；　　5、确定主风道走向，并与各风口合理连接，当主管道有分支时应设阀门以便于调节，并且每个风口均设风量调节阀；　　6、根据风口数量确定各段风道风量，再根据设计风速计算出风道截面积，根据安装空间确定风道规格，在保证装修标高的前提下，尽量减小风道的宽高比，尽量减少变径；　　通风空调风管内设计流速（m/s）：　　注：1、表中分子为推荐流速，分母为最大流速。　　2、对消声有严格要求的系统，管内的流速不宜超过5 m/s，支管内的流速不宜大于3 m/s。　　7、当风道穿越机房或防火分区时，风道上应设防火调节阀；　　8、当风机风量大于10000 M3/H时，风机的进出口应设消音静压箱，通过静压箱截面流速为2－3 m/s；小于10000 M3/H时，在风机出口处设消音器即可，消音器的内径与主风道相同；　　9、钢板空调风道保温：　　当采用超细玻璃棉板保温时，保温厚度为40mm；当采用橡塑板保温时，保温厚度为15mm。　

设计顺序：先末端，后主机　　
设计原则：合理、经济，最大限度节约运行成本　　
设计方案及适用范围：　　
一、末端部分：　　
1、风机盘管系统；　　适用范围：一般办公、餐饮等场所　　
2、风机盘管加新风系统；　　适用范围：要求较高的办公、酒店、餐饮娱乐等场所　　
3、全空气系统；　　适用范围：商场超市、车间等大开间场所
二、主机部分：　
　1、螺杆式冷水机组制冷，市政或锅炉供热；　　适用范围：有专用机房、电力充足、需专人值守　　
2、风冷机组制冷（制热），市政或锅炉供热；　　适用范围：空调面积较小、没有机房、无专人值守　　
3、离心式冷水机组制冷，市政或锅炉供热；　　适用范围：空调面积较大、有专用机房、电力充足、需专人值守　　
4、溴化锂机组制冷（制热），市政或锅炉供热；　　适用范围：电力不足、有市政热源并经综合比较经济、有专用机房、需专人值守
三、其它：　　
1、一拖多系统；　　适用范围：空调面积较小、无专用机房、无专人值守、空调面积较大但非同时使用且需独立计费等场所　　
2、风管机系统；　　适用范围：大开间、无专用机房、无专人值守、控制灵活、初投资较低　　
设计程序：　　
一、末端部分：
（一）设备选型：　　
1、计算实际空调面积；　　
2、根据使用场所确定冷负荷指标，计算出设计总负荷，根据设备布置特点确定所需设备数量，确定设备型号；　　冷负荷概算指标：　　采用组合式空调器，循环次数商场6～7次，推荐8～9次
（二）水系统设计：　　
1、设备定位布置，确定立管位置，根据系统复杂程度确定采用同程式或异程式（当立管与最末端设备距离超过30米时尽量采用同程式）；　　
2、确定主管道走向，并与设备合理连接，当主管道有分支时应设阀门以便于调节；　　
3、根据设备流量确定每一管段的水流量，再根据设计水流速计算出管径；　

设计准备阶段，收集有关资料
（1）熟悉有关设计规范与标准
　空调工程的设计应符合暖通专业有关的设计规范、施工验收规范、设计技术措施、制图标准及当地的有关技术规定及法规，在着手毕业设计前应收集这方面的资料并熟悉其中的主要内容。
　（2）收集有关的产品样本
　空调工程(含冷、热站、防排烟、通风)的设计一般应用到下面主要设备和附件：制冷机组，包括压缩式（活塞式，离心式，螺杆式）和吸收式（单,双效式,直燃式），包括水冷式和风冷式, 包括单制冷机和冷热水热泵等；空气处理机，包括组合式机组，变风量机组，新风机组，风机盘管机组，单元式空调机组等；冷却塔，热交换器，燃油、燃气锅炉，分集水器，除污器，循环水泵，风机，自动排气阀，风量调节阀，防火阀，送回风口，保温材料，消声器，水过滤器，减压阀，蒸汽调节阀等。以上设备部件应在设计开始前准备好相关样本资料。
　（3）准备有关设计手册及标准图集
　有关的设计手册、规范、措施详见“参考资料”。空调工程的设计会用到下列标准图集：膨胀水箱、分集水器、除污器、风机安装、水泵安装、风管保温、水管保温、风管水管支吊架等。同学们可以在设计前与各设计院资料室或书店联系购买。
　（4）熟悉本工程的有关原始资料
　毕业设计任务书是提供给同学们本次设计范围及要求的资料之一。它与有关图纸一并可以作为假象的甲方委托给设计院进行工程设计的委托任务书。同学们在开始设计前必须对自己本设计的任务了如指掌，包括了解各建筑的位置、朝向、房屋使用功能、建筑物的性质、档次、运行的班次、围护结构材料、门窗结构层次、房间布置、室内人员分布、照明、空调制冷、通风、防排烟的要求及范围等。也包括热媒、热源和冷源的种类及位置，以及甲方的基本情况（包括资金情况）等，收集同类型建筑的空调设计资料，吸取国内、外好的经验及做法。
　（5）收集室外气象资料
　主要包括：冬、夏季室外空调计算干球温度，夏季湿球温度、相对湿度、室外风速、主导风向、日照率和当地大气压等。
　2、根据任务要求及有关资料，确定室内空调设计参数，包括室内冬、夏季温湿度要求、风速大小、新风量标准及新风量、噪声标准等。
　（1）室内空调设计参数：《全国民用建筑工程设计技术措施》；《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005。
　（2）新风量标准：《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005；办公30m3/h.人；商场、书店、体育馆、饭店（餐厅）、影剧院：20m3/h.人；教室17m3/h.人；游艺厅、舞厅、KTV、美发、健身：30m3/h.人； 宾馆：大堂、四季厅：17m3/h.人；
5星级：客房50 m3/h.人，餐厅宴会厅:30 m3/h.人，大堂四季厅10m3/h.人；
4星级：客房40 m3/h.人，餐厅,宴会厅:25 m3/h.人, 大堂四季厅10m3/h.人；
3星级：客房30 m3/h.人，餐厅,宴会厅：20 m3/h.人；
2星级：客房30 m3/h.人，餐厅,宴会厅：15 m3/h.人。
　3、计算各房间的冷、热、湿负荷和冬、夏季热湿比,房间的冷负荷的计算可以参照《空气调节》教材及《负荷计算专刊》进行，采用工程的简化计算方法，也可按《高层建筑空调与节能》的简化计算方法进行。热负荷的计算按照《供热工程》教材进行，也可以参照有关的建筑面积热指标进行，但使用指标必须在老师的指导下进行。.湿负荷的计算可参照教材及负荷计算专刊。进行高层建筑冷、热负荷计算时，必须考虑室外风速、建筑高度、夜间辐射等对负荷的影响，详见《高层建筑空调与节能》。
　4、确定空调方案及空调方式
　（1）空调系统的划分：对于高层建筑，建筑物内平面和竖向房间的负荷差别很大，各房间用途、使用时间和空调设备承压能力等均不尽相同，而且整个建筑物的空调容量很大，为使空调系统既能保持室内要求参数，又能经济合理，就需要将系统分区。系统分区主要考虑室内设计参数、负荷特性、建筑高度、房间使用功能和使用时间，空调设备容量和节能管理方便等因素。所采用的空调方式应根据不同的建筑形式、建筑物使用功能、时间以及空调负荷的特点等考虑。
　①室内设计参数
　一般将室内温、湿度参数，洁净度和噪声等要求相同或相近的房间划为一个系统。例：旅馆客房和其他公共房间（餐厅、舞厅、健身房、会议、小买部、门厅等）分别考虑空调系统。
②负荷特性
　对于大型建筑物来说，周边区（进深4m左右的区域）受到室外空气和日射的影响大，冬、夏季空调负荷变化大，内部区由于远离外围护结构，室内负荷主要是人体、照明、设备等的发热，可能为全年冷负荷，因此，可将平面分为周边区和内部区，周边区亦可按朝向分区（平面面积大时），根据各区负荷变化特点分别进行空调。
　③建筑物高度
　在高层建筑中，考虑设备、管道、配件等的承受能力，一般30层以下的建筑中水系统不分区，30层以上的超高层建筑在竖向可分为2~3个区。
　④房间功能和使用时间
　按建筑各房间的用途、功能和使用时间分区。例如：办公楼建筑可按办公室、会议室、食堂、门厅等设置不同的空调系统；旅馆建筑客房是全天使用的，而其它如餐厅、会议室、舞厅等非全天使用，应划分为不同的空调系统；对医院来说把洁净度要求相同的房间分别设置空调系统。
　对于空调系统划分的详细内容，可参照教材及《实用供热通风空调设计手册》或其它空调设计手册。
　（2）冷热源的设置位置
　主要考虑设备的承压、维修、管理、噪声、振动、管路长短、对结构的荷载、燃料供应及对环境及美观上的影响，详见有关设计手册。
　（3）冷热源的设备选择
　冷热源的设备选择必须按经济性、安全性、先进性的原则进行综合技术经济比较来确定，具体应考虑以下问题：建筑物用途和规模，热负荷、制冷剂，设备特性和能效比，电源、热源和水源，初投资和运行费，维护管理，机房位置和高度，消防、安全和环保要求。
　①若当地供电紧张，有热电站供热或有足够的冬季供暖锅炉，特别是有废热、余热（30kPa以上的蒸汽或80℃以上的热水）可以利用时，应优先选用溴化锂吸收式制冷机。
　②直燃式溴化锂冷、热水机与溴化锂吸收式制冷相比，热效率高，燃料消耗少，安全性好，可直接供热和供冷，初投资、运行费和占地面积少，因此在同等条件下应优先选用直燃式溴化锂冷、热水机。
　③考虑建筑全年空调冷负荷分布规律和制冷机部分负荷下的调节特性系数来合理选择机型、台数和调节方式。冷水机组一般选用2～4台，中小型2台，较大型3台，大型4台。机组之间考虑互为备用和轮换使用的可能性。
　④按能效比高低来选择制冷设备的顺序为离心式-螺杆式-活塞式-吸收式。电力制冷机的能效比远高于吸收式制冷机。因此，当地供电不紧张时，应优先选用电力制冷机。电力制冷机的选用范围：从合理的单机容量考虑，空调制冷量：＜582KW（50万Kcal/h）时，宜选用活塞式；制冷量：582～116kW (50～100万kCal/h)时，宜选用螺杆式，制冷量：＞116kW(100万kCal/h)时，宜选用离心式。
　⑤热源设备的选用应按照国家能源政策来考虑，在符合消防、环保、安全技术规定的前提下，尽量选用高效、清洁、环保的可再生能源，如水（地）源热泵、太阳能、核能等。对非供暖区，现场又不可能设燃煤锅炉时，可考虑选用燃油、燃气锅炉。原则上尽量不选用电热锅炉。
　（4）设备层
　20层以内的高层建筑，宜上部(如屋顶层)或下部(如地下室)设一个设备层；
　30层以内的高层建筑，宜上部或下部设两个设备层；
　30层以上的超高层建筑，宜在上、中、下分别设备层。
　（5）空调方式
　确定空调方式时，应考虑建筑物的性质和用途、建筑物使用特点、空调负荷的特点、对温湿度调节性能的要求、初投资和运行费用、维护管理费用、对空调机房面积和位置的要求、对风、水管道或管井的要求等。详见有关手册。
　（6）空调水系统
　空调水系统可分为：双管制和四管制；闭式和开式系统；同程式和异程式；上分式和下分式；冷冻水、冷却水和热水系统等。按运行调节方法来区分则有定流量和变流量系统。冷热水系统一般以闭式机械循环同程式上分式系统用得较多，同学们可以根据工程得具体情况，结合各种系统的特点，分析比较采用。
　（7）防火排烟系统
　作为初步考虑方案，这里应提出防火排烟的方式、部位、烟风道的位置、具体要求等。
　（8）空调房间的气流组织形式
　5、确定送风温差及i-d图上各状态点，计算各房间总送风量，各房间的新风量，并确定各系统的最小新风比及回风量。
　（1）由i-d图上室内状态点、送风温差及热湿比线确定送风状态点及状态参数，根据送风状态及室内状态点和各房间计算冷负荷，计算出各房间的总送风量。
　（2）根据新风标准及各室的人员数或最小新风比，确定出各室的新风量。并在i-d图上确定出新回风混合点状态及其计算得到包括新风负荷在内的各空调系统的计算总负荷。
　（3）由总送风量，新风或最小新风比计算各室或各系统的回风量。
　6、在i-d图上作出各系统冬、夏季处理过程，并校核同一系统中各房间的空气参数是否满足要求，并提出局部末端处理的方法及其计算。校核冬季的室内状态参数。
　7、根据各空调系统夏季最大冷负荷、冬季最大热负荷及送风量以及空气状态参数，选择各空气处理设备，包括组合式机组、变风量空调器、新风机组及风机盘管等。
　8、初步布置送回风系统管道及送回风口位置、数量、布置空调机房。
　布置送风管道应与送回风口布置、机房位置、水管的布置等一并考虑、同时兼顾，并同时考虑到建筑吊顶空间的净高、风管的保温、安装、风口的连接、风道的转弯、三通、风管阀门、附件的位置等因素，风管的走向必须有利于空气的流动、降低噪声，与风口的连接尽量做到短而直。
　9、选择计算风管附件：调节阀、防火阀、静压箱、消声器、消声弯头等。
　10、各房间气流组织的校核计算及送回风口位置、数量的调整。
　11、送回风管道系统的水力计算，确定风管断面尺寸及计算各系统阻力。
　12、布置空调冷热水、冷却水系统，并进行水力计算，确定水管各管段管径及系统阻力。
　13、选择计算冷水主机、换热设备、热源主机、冷却塔、分集水器、除污器、水过滤器、减压阀、疏水器等设备及附件。
　14、布置冷冻机房，并计算水系统总阻力，选择冷冻水泵，冷却水泵的型号、台数。
　15、风管、水管、设备及附件的保温层的材料选择及保温层厚度的确定。
　16、确定全年空调系统运行调节方案，提出节能措施。
　17、空调通风系统防火排烟的设计，排风系统的设计及其它。
　18、设计及施工说明书
　整个设计过程应该在设计说明书中表达出来。设计说明书是工程设计的重要资料，对施工、运行、管理都有实用价值，对今后工程的改造和同类工程的设计也有一定的参考价值，因此必须认真写好设计说明书，字迹要清楚、整齐、叙述要简明扼要，要把计算的已知数据、公式、结果、方案、讨论中涉及到的主要问题记录在案，以备今后查找核对。要善于运用图表来表达，并将涉及中的主要参考资料附于说明书后面。尽可能提供详尽的运行资料、经济资料及主要设备及材料情况。
　施工说明书的内容：施工中应当注意的事项，用施工图表达不清楚的内容，如设备材料等的防腐、保温、连接方式、试压要求等，可参照《实用供热通风空调设计手册》或其它相关资料上的内容进行。施工说明书可书写在图纸上。
三、绘制施工图
　施工图是把设计内容变为设计文件和图纸作为现场施工制作的依据，是一种工程语言。它要以满足施工需要为原则，既要表达出工程外貌，又要表达清楚构造细节，因此要严肃认真对待。画施工图之前应仔细核实设计基础资料，了解施工条件和材料供应情况及与其它工种（土建、水、电、工艺）紧密配合，尽量使设计符合实际情况。
　1.图纸内容：详见任务书
　2.图纸深度：管道及设备的位置，管道与管道等的相互关系都应表达清楚，尺寸齐全（包括定位尺寸、规格尺寸及必要的建筑尺寸）。管道、设备及构件名称、编号、管道标高、坡度等要很清晰地表达出来。要求图面清晰、层次清楚、字体端正的仿宋体。（详见《采暖通风设计制图标准》）。