空调系统方案选择

第三章 空调系统方案选择

3.1 空调系统选择的基本原则

（1）空调系统的选择，应充分考虑建筑物的类型，功能，规模，所在城市的气象条件与能源状况等因素。

（2）选择的空调系统必须保证建筑物室内的设计参数，即满足温湿度，新风量和舒适度等要求。

（3）充分考虑初投资和运行费用，满足经济合理的要求。

3.2 不同空调系统分析比较

以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，根据承担建筑物各种负荷的介质不同，空调系统分为全空气系统，全水系统，空气—水系统和冷剂系统。

3.2.1 全空气系统

在全空气系统中，室内空调负荷全部由处理过的空气来承担。全空气系统有以下几个优点：

（1） 设备简单，节省了初投资；

（2） 可以严格地控制室内的温度和湿度；

（3） 可以实现全年多工况节能运行调节，经济性好。

全空气系统处理的方案有一次回风系统和二次回风系统。两种系统的特点概括如下：

1）一次回风系统：新风和回风在热湿处理设备前混合。当房间送风温差可取较大时或者室内散湿量较大时，可以考虑一次回风系统。

2）二次回风系统：新风和回风在热湿处理设备前混合并经过处理后再次与回风进行混合。二次回风系统适用于送风温差受到限制而不允许利用热源再热的场所。二次回风系统利用回风节约一部分再热的能量，利用节能。但系统较一次回风系统复杂。

3.2.1 全水系统

全部由处理过的水来承担空调房间室内的热湿负荷的系统称为全水系统。由于水的比热比空气大，因此全水系统的体积比全空气系统要小，节省建筑物使用空间。但全水系统无法解决空调房间通风换气问题。

3.2.3 空气—水系统

空气—水系统同时使用空气和水来承担空调房间热湿负荷。常见的有风机盘管加新风系统和空气—水诱导器系统。风机盘管加新风系统有一下几个特点：

1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用； 2）可以独立地调节温湿度，各空调房间互不干扰； 3）只需新风机房，不占用建筑机房面积。

3.2.4 冷剂系统

冷剂系统就是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿。这种方式一般用于分散安装的局部空调机组，但由于冷剂管道不便于长距离输送，因此冷剂系统在规模上有一定的局限性。

3.3 空调系统方案的确定

对本酒店的楼层结构及类型进行分析，将酒店分为两个空调分区。 （1） 一区为首层至三层（包括地下一层部分房间），该区每层设有空调机房且

各房间功能不同，部分区域为大空间的门厅或报告厅，因此该空调分区采用全空气系统。由于门厅和报告厅所属房间的散湿量较大，送风温差可取较大值，所以采用一次回风系统。

（2） 二区为四层至十层，该区每层房间结构于功能单一（都为客房标间），因

此该区采用风机盘管加新风系统。新风冷却去湿处理到室内空气的焓值，而风机盘管承担室内冷负荷。

第四章 空调机组选型计算

4.1 空气—水系统空调机组选型计算

新风与风机盘管的空气处理过程在焓湿图上的表示见图4-1。

图4-1

现在以第四层标间417为例进行计算。

417房间冷负荷Q=1.48KW，湿负荷W=5.34×10?5kg/s，室内干球温度

tn=24℃，相对湿度=60%。室外设计干球温度tw=35.8℃，湿球温度tws=27.7℃，房间人员为2人，每人所需新风量为50m3/h，总新风量为100m3/h。 计算步骤：

（1） 根据式4—1求热湿比。

Q?= M式中 ε—房间热湿比，kJ/kg； Q—房间热负荷，kW； M—房间湿负荷，kg/s。

Q求得401房间热湿比?==27715kJ/kg。

M（2） 求房间送风量G

（4-1）

在焓湿图上根据tn=24℃，相对湿度=60%确定室内状态点N，该点的焓值过室内状态点N作ε线与ψ=90%相交，交点即为送风状态点O，in?53.5kJ/kg，

iO?45.5kJ/kg，to=17℃。送风温差?t?tn?to=7℃<10℃，符合规范要求。 根据公式4-2求送风量Ms

G?Q in?io （4-2）

式中，G—房间送风量， kg/s； io—送风状态点的焓值，kJ/kg。 因此，417房间送风量G?新风比

1.48Q?kg/s?0.185kg/s?555m3/h。 in?io53.5?45.5GW100??18%>10%，满足最小新风比。 G555（3） 计算房间的换气次数n

空调房间的换气次数根据式4-3计算：

Gn?

V （4-3）

式中，n—换气次数，h?1；

G—空调房间的送风量，m3/h； V—空调房间的体积，m3。 因此，401房间的换气次数n=

555h?1?5.7h?1?5h?1，满足规范要求。

27?3.6（4） 确定风盘处理状态点M

由

i?iMOiM?iOi?45.5100?得，Mo?M，解得iM?43.7kJ/kg。 连接O，?OLiO?iLio?iL45.5?53.5455L两点并延长与iM相交得M点，tM=16.5℃。

（5） 计算风机盘管风量GF

GF?G?GW=555-100m3/h=455m3/h。 （6） 确定风机盘管供冷量QT。

QT?GF?(iN?iM)?0.152?(53.5?43.7)?1.49KW

最后根据Q=1.49kW，GF=455m3/h选出风机盘管。

4.2 全空气系统空调机组选型计算

现以三层报告大厅为例，对全空气一次回风系统进行设计计算。

已知条件：（1）报告厅空调面积：770㎡，人员100人，新风量

Gw=30m3/h?100?3000m3/h。

（2）室内设计参数夏季tn=26℃，?n=60%；冬季tn?=22℃，?n?=50%； （3）夏季冷负荷Q=33.7KW，湿负荷Mw=1.89g/s；热负荷Q?=13.5KW；

?=—3℃，?w?=81%。（4）室外设计参数夏季tw=35.8℃，tsw=27.7℃；冬季tw

4.2.1 夏季过程

夏季工况在焓湿图上的表示见下图：

图 4-2

（1）计算热湿比，公式同（4-1）。

Q33.7?1000?==M1.89?17830kJ/kg

（2）确定送风状态点。

在焓湿图上由室内设计条件确定室内点N，in=59.3kJ/kg，dn=13g/kg。若采用露点送风，则过N点作ε=17830线与φ=90%相交点即为送风状态点O，

to=18.7℃，io=50.5kJ/kg，do=12.5g/kg。

（3）计算送风量，公式同（4-2）。

QG?in?io33.7??3.83kg/s=11490m3/h 59.3?50.5GW3000??26%>10%，满足最小新风比要求。 G11490（5）确定新，回风混合状态点C。

（4）校核新风比

由

NCGw，可用作图法在NW线上作出C点，tc=28.4℃，ic=66.7kJ/kg，?NWGdc=14.9g/kg。

（6）空调机组承担的总冷量Q，由下式求得。 Q?G(ic?io)

（4-4）

因此，本房间空调机组承担的总冷量Q=3.83×（66.7—50.5）=62KW。

4.2.2 冬季过程

冬季工况在焓湿图上的表示见下图：

图 4-3

（1）计算热湿比

???（2）确定送风状态点

Q?-13.5?1000=??7143kJ/kg W1.89在焓湿图上根据冬季室内参数tn?=22℃，?n?=50%确定室内状态点N?，

??43.7kJ/kg,dn??8.4g/kg。取冬季送风量G??G?3.83kg/s?11490m3/h。则in冬季送风点状态参数可以计算如下： Q??13.5iO??in???43.7??47.2kJ/kg

G3.83W1.89??dn???8.4?dO?7.9g/kg

G3.83过O?点作等d线与??90%相交得L?，iL??31.8kJ/kg。 （3）检查是否需要预热

in??iL?43.7?31.8?iW?in??43.7???2.1kJ/kg 26%0.26由于iW?iW??2.7kJ/kg，所以不需要预热。 （4）确定新风与一次回风混合状态点C?

连接N?和W?，过L?作i?31.8kJ/kg和连线的交点即为混合状态点C?，

tC??15.5℃。

（5）计算再热量

Ql?G(iO??iL?)?3.83?(47.2?31.8)?57KW第五章 气流组织选型计算

5.1 气流组织的基本要求与分类

空调房间的气流组织，又称空气分布，是指合理地布置送风口和回风口，使得经过净化或热湿处理后的空气，由送风口送入空调房间后，在与室内空气混合并进行热湿交换的过程，均匀地消除房间的余热和余湿，以满足生产工艺和人体舒适的要求。影响气流组织分布的主要因素主要是送风口的形式和位置，以及送风射流的参数。

按照送风口在空调房间所处位置的不同，气流组织方式可分为上部送风和下部两大类。上部送风有侧向送风，孔板上送风，散流器送风，喷口送风以及条缝口送风等等。下部送风有置换通风，地板送风等。

5.2 侧向送风选型计算

侧送是一种应用于高层民用建筑的送风方式，通常多属于贴附射流。侧送风的气流组织较好，工作区通常是回流。对于室温允许波动范围有要求的房间，一般能够满足区域温差的要求。

以四层标间417为例，对侧向送风气流组织进行计算。

已知房间的尺寸为L=4.9m，W=18m，净高H=3.6m，房间高度符合侧送风条件。总送风量G=555m3/h，送风温度ts=17℃，工作区温度tn=24℃，即送风温差?ts=7℃。 （1）求最小相对射程

设室温允许波动范围?tx=1℃，?tx/?ts=1/7=0.143，由《民用建筑空调设计》表6-5查得射流最小相对射程x/ds=20。 （2）求送风口最大直径，选定风口 设在墙一侧靠顶棚安装风管，

5.2.1 侧向送风的送，回风口布置形式和适用条件

5.3 散流器送风选型计算

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