空調系統設計全套精講講稿第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一1空調建筑熱工要求1.1建筑圍護結構的一些熱工特性玻璃的吸收率主要取決于Fe2O3的含量；長波輻射（低于120℃）不能穿透玻璃；從空氣中進入透光材料時，折射率總是大于1；遮陽系數SC的定義，可能為1或大于1；總遮陽系數＝分遮陽系數相乘；Low-e膜的作用：減少輻射傳熱，而不是減少SC，雙層玻璃之間。1.2工藝性空調的建筑熱工要求

“暖通設計規范”：與恒溫精度有關，與地區無關，有熱惰性D要求；比公建節能標準低1.3舒適性空調的建筑熱工要求應滿足公共建筑與居住建筑的節能設計規范要求。注意點：熱工要求與氣候區、體型系數、窗墻比有關；窗的遮陽系數限值包括了外遮陽系數；不滿足限值要求時，可以采用權衡法判斷，參照建筑的概念；外窗和玻璃幕墻的氣密性的要求：外窗4級和玻璃幕墻：3級。1.4全國性與地方性規范的差異問題例如全國和北京市的公共建筑節能設計規范明顯不同。從嚴原則，從新原則。第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一2空調舒適性與設計參數選擇（1）2.1空調舒適性影響因素

人體的冷熱感與溫度、濕度、風速、內表面溫度、活動量、衣著、年齡、性別、身體狀況等因素有關；濕度的影響與溫度有關。2.2空調舒適性的評價方法

熱舒適性指標：

PMV：預計平均熱感覺指數，7級：＋3～－3；

PPD：預期不滿意百分率；

PMV=0相當于PPD＝5％；規范要求：PMV=±1（PPD≯27％），±0.5（10％）第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一2空調舒適性與設計參數選擇（2）2.3空調室內設計參數的確定

工藝性空調：按工藝需求確定；舒適性空調：（暖通設計規范、公建節能設計規范、建筑節能規定）夏季：22～28℃，40～65％；25℃，設定值不低于26℃。冬季：18～24℃，30～60％；20℃

辦公新風量：30m3/（h.人）綜合考慮：投資、能耗、環保、舒適、健康，對于無人員長期停留的情況。防止設計參數過高！舒適＝健康？高參數要求＝高檔次？確定房間新風量的因素：人員需要、補充排風、正壓要求、稀釋污染溶度；確定房間新風量的方法：這些風量相加？確定全空氣空調系統新風比的方法:Y=X/(1+X-Z)，三者關系？辦公樓排風與新風的關系？2.4空調室外計算參數:

空調室外干球溫度、濕球溫度、日平均溫度、度日數第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一3焓濕圖與空氣處理過程（1）3.1基本公式應記牢，適用條件、參數單位

h=1.01t+d(2500+1.84t),（kJ/kg干空氣），d的單位：kg/kg干空氣，應用，基點：0℃；熱濕比：（kJ/kg）3.2焓濕圖的特點注意焓濕圖的大氣壓，不同大氣壓處理過程的區別；相同干球溫度和相對濕度，壓力減小：露點溫度相同，d增大；平行線：等溫線不平行、等焓線和等d線平行；任意兩個參數能確定狀態點嗎？濕球溫度和焓不相交，因此是例外；干球溫度、濕球溫度、露點溫度的相對關系；tg低于0℃時存在ts?直接蒸發冷卻空調能夠使送風溫度低于濕球溫度嗎？露點溫度？3.3熱濕處理過程牢記主要處理過程變化和熱濕比值：表冷器冷卻、轉輪除濕機、循環水噴霧加濕（低溫水噴淋過程）、蒸汽加濕、加熱器。處理過程一定是直線嗎？混合計算：圖解法和計算法；飽和線上的兩點混合？露點和機器露點的區別；第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一3焓濕圖與空氣處理過程（2）3.4主要加濕方法與特點濕膜加濕電極式加濕(水位控制加濕量，不能用純凈水）電熱式加濕(用軟化水）超聲波加濕(用軟化水）噴水加濕干蒸汽加濕3.5主要除濕方法與特點加熱除濕：對溫度沒有要求的情況；冷凍除濕:

適用于露點溫度>4℃；轉輪除濕:

露點較低，再生溫度:120～140℃；溶液除濕:

除濕量大,露點較低，單一過程處理，氯化鈣、氯化鋰、溴化鋰、三甘醇等，再生溫度50～60℃。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一4空調負荷與計算（1）4.1基本概念

得熱量與冷負荷的關系、室溫恒定除去熱量；空調負荷與能耗關系；4.2空調區得熱量組成圍護結構傳熱、外窗的太陽輻射熱、人體散熱量、照明散熱量、設備管道散熱、滲透空氣帶入的熱量、散濕過程的潛熱量。(穩定負荷)4.3空調系統冷負荷的影響因素

建筑形狀、圍護結構熱工狀況、室內發熱量、系統方案、運行方式。4.4空調濕負荷組成人體散濕量、滲透空氣帶入的濕量、化學反應散濕量、濕表面散濕量。4.5房間負荷與系統負荷附加冷負荷：管道溫升、風機溫升、新風負荷；空調負荷與空調方式有關嗎？安全系數問題？多個房間空調系統負荷的計算方法：各房間最大負荷相加or綜合逐時負荷最大值？第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一4空調負荷與計算（2）4.5空調冷負荷計算施工圖空調冷負荷應逐項逐時計算；諧波反應法和冷負荷系數法（傳遞函數法）；考慮室內設備的同時使用系數、設備的功率因數、人員的群集系數間歇運行應考慮間歇附加；計算時刻t和作用時刻t-ε的區別;圍護結構傳熱量計算時的室外計算溫度：外窗：室外逐時溫度：外墻和屋頂：室外逐時綜合溫度；與非空調鄰室的隔墻樓板：鄰室平均溫度地面冷負荷計算：舒適性空調的地面傳熱冷負荷可以不算；工藝性空調計算2m以內；鄰室溫差大于3℃時，應計算隔墻和樓板傳熱冷負荷。4.6空調熱負荷計算與采暖計算方法相同，但冬季室內計算溫度應采用冬季空調計算溫度；人員散濕量對熱負荷的影響不考慮，計算新風加濕量時應考慮；4.7送風量計算

圖解法和計算法；第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調方案比較與選擇（1）5.1主要空調方案

風系統水系統氟系統分體空調多聯機定風量系統變風量系統風機盤管輻射空調蒸發冷卻系統除濕空調系統水環熱泵按冷媒分置換通風空調蒸汽吸收制冷機直燃吸收制冷機活塞式制冷機螺桿式制冷機離心式制冷機水冷式風冷式熱泵式活塞式制冷機螺桿式制冷機離心式制冷機地下水源熱泵地埋管熱泵污水源熱泵河水源熱泵冷熱源集中式分散式第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調方案比較與選擇（2）5.2空調方案評價指標可行性經濟性：一次投資＋運行費用（全面、包括運行管理）能耗：運行能耗＋生產能耗調節性可操作性可靠性：環保性：制冷劑、溫室效應、污染排放；資源消耗：美觀性：安全性：舒適性：

抓住主要因素。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調方案比較與選擇（3）5.3空調方案比較的一些問題設計方案優選十分重要，不能輕視；沒有最好，只有最合適，任何方案都不可能是通用最佳的，都有一定的適用條件，具體問題具體分析；應綜合比較，多參數和生命周期評價；既要采用新技術、又要防止盲目“追新”；空調冷機的安裝功率與實際能耗是不同的；空調系統不是越復雜越好、越貴越高檔；5.4一次回風與二次回風的適用條件

二次回風:

送風溫差小、濕度要求較高，二次再熱量較大的情況；5.5變風量空調系統的特點：比CAV節能、投資高、新風量調節困難、噪聲較大、溫控精度不高；5.5水環熱泵空調系統

冬季采暖地區、內區較大且有穩定的余熱，噪聲較大。暖通設計規范的水溫規定：15～35℃（規范與節能技術措施規定矛盾）第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一5空調方案比較與選擇（4）5.6溶液除濕空調系統：適合有余熱利用的場合、干燥氣候區，不適合間歇運行；5.7風冷和水冷誰更節能？水冷方式通常更節能？應具體分析，在相同氣候條件下水冷的冷水機組效率高于風冷。5.8風機盤管＋新風系統：

一次投資較低，通常比CAV和VAV系統節能，房間可單獨控溫，但存在漏水的隱患。

第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一6氣流組織設計（1）6.1氣流組織設計應考慮的因素溫濕度參數要求、允許風速、噪聲標準、空氣品質、ADPI要求、室內溫度梯度、建筑物的特點（高度）、設備散熱情況、工藝設備布置情況、舒適性等；6.2送風方式及送風口選型規定一般情況：百葉風口側送；有吊頂：散流器；要求高：孔板送風；高大空間：噴口送風、地板送風：分層空調（10m+10000m3)；低溫送風口：比露點高1～2℃。6.3送風溫差和換氣次數的規定(舒適與節能的矛盾）舒適性空調：通過冷負荷計算確定;送風溫差盡可能大！送風高度<=5m,送風溫差：5～10℃；送風高度>5m,送風溫差：10～15℃；換氣次數不宜小于5次／h（高大空間除外）工藝性空調：按溫控精度確定送風溫差和換氣次數。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一6氣流組織設計（2）6.4基本概念空調送風不等溫射流，等溫射流的阿基米德數＝0，阿基米德數表示射流的彎曲程度；6.5送風射流計算：側送風射流射程X>A－0.5m，6.6地板下送風的特點

減少空調負荷，但送風溫差減少，風機能耗增加。6.7變風量末端調節最小送風量

應考慮最小新風量，最小換氣次數；第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一7空調水系統（1）9.1水泵備份的規定

嚴寒或寒冷地區，不超過3臺時，宜設置備份。9.2兩管制與四管制的適用條件

盡可能不用四管制,四管制:全年運行中供冷供熱頻繁切換或同時使用。9.3一次泵的臺數應與冷水機組臺數對應9.4冬夏季循環泵兼用問題

不宜兼用！9.5定壓方式、定壓點壓力規定宜膨脹水箱定壓；系統最高點壓力高于大氣壓5KPa，如果膨脹管直接接到循環水泵入口，應附加最高點到水泵入口的流動阻力。否則流動后可能會出現倒空。9.6補水點壓力比靜壓高3～5m；9.7變頻定壓方式是否節能？第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一7空調水系統（2）9.7一次泵和二次泵

二次泵不一定比一次泵節能；9.8空調冷凝水管的規定：

水封、坡度、管材、接口、保溫。（支管0.01,干管,0.003)9.9系統調節變頻調節的節能原理：流量減少，水壓減少。帶電動閥溫控的風機盤管，不變頻的情況下，水系統節能不顯著。9.10水泵多臺并聯運行問題是否衰減？單臺運行問題。

第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一8空調設備性能、選擇和相關標準8.1空調設備性能與影響因素了解空調設備的額定工作狀態、非額定工況的性能變化；8.2空調設備、冷熱源選擇空調冷熱源選擇原則：綜合季節能效比最高！綜合部分負荷性能系數IPLV，季節能效比SEER，吸收式制冷的一次能耗通常大于電制冷；冰蓄冷通常不節能，但有助于移峰填谷，是否省錢要看峰谷電價差；區域供冷的綜合COP通常比分散式空調系統低；冷機的COP與空調系統COP是不同的；變頻調節在很低負荷率的情況下不一定節能；風機盤管的額定工況是高速檔參數，選型通常按中速檔參數選；吸收制冷機部分負荷效率比額定工況高。表冷器濕工況的阻力增加。析濕系數＝Q總／Q顯,>=1噴水室的飽和效率；噴頭方向；8.3相關節能標準空調器、冷水機組等能效比均有要求，1～5級。3級以上為節能型；設備標準不分壓縮機類型，低于公建節能設計規范；第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調節能（1）8.1空調節能途徑建筑熱工：圍護結構隔熱、內外遮陽、體型系數、窗墻比；空調設計：空調室內參數確定；系統方案優選；負荷和水力準確計算；設備配置；設備能效比；變頻調節；免費冷源利用（蒸發冷卻、冷卻塔供冷、新風供冷）；氣流組織設計（分區、分層）；風管和水管的合理布置；熱泵利用；新風量控制；排風熱回收；冷水機組熱回收。運行管理：間歇運行、變頻調節、設備清洗。第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調節能（2）8.2空調能耗計算計算方法：模擬計算法（DEST，DOE－2，Energy-plus,HASP)、滿負荷運行時間法、負荷頻率表法。模擬計算準確性的影響因素。8.3排風熱回收條件和效率要求設置要求；顯熱和全熱熱回收的效率不低于60％；3000m3/h,4000m3/h,8℃;應設置旁通管；注意熱回收效率的什么效率：顯熱或全熱？排風或新風？目前是按新風和排風流量相同、沒有冷凝過程來計算和測試的。沒有說明都是新風熱回收效率；冬季防凍問題，結露問題。熱回收效益還與使用時間有關。第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調節能（3）8.5設計送風溫差的規定:盡可能加大，<=5m,>=5℃,>5m,>=10℃8.6分層空調的規定：>=10m,>＝10000m38.7風機盤管新風接法：供冷性能、能耗、空氣品質、新風量；8.8吊頂直接回風的規定:頂層、發熱大、吊頂高。集灰問題。8.8風機單位風量耗功率要求，900Pa，包括新風系統？應標注全壓和最低總效率。8.9水系統的輸送能效比要求；揚程：36m8.10如何減少風機、水泵的能耗？設備效率、管道布置、尺寸與水力計算、閥門設置與選型、過濾器。8.11可以采用電鍋爐和電熱水器的條件。采用可再生能源發電的地區？8.12冷熱源設備的能效要求：公建節能標準和設備標準，按最高取；第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期一9空調節能（4）8.13綜合部分負荷性能系數IPLV（水冷電制冷冷水機組）

2.3%A+41.5%B+46.1%C+10.1%D8.14空氣源熱泵冷水機組適用條件：

冬季性能系數低于1.8不能用。8.15新風節能調控問題：控制參數：新風免費供冷：控制焓值；人員需求控制：CO2溶度；

8.16空調風管不應采用土建風管:保