暖通空调系统设计手册 - 图文

暖通空调系统设计手册

目 录

第一章 设计参考规范及标准 .............................................................................................................. 5 一、通用设计规范： ........................................................................................................................ 5 二、专用设计规范： ........................................................................................................................ 5 三、专用设计标准图集： ................................................................................................................ 5 第二章 设计参数 .................................................................................................................................. 6 一、商业和公共建筑物的空调设计参数ASHRAE ....................................................................... 6 二、舒适空调之室内设计参数 日本 ............................................................................................... 7 三、新风量 ........................................................................................................................................ 8 1、每人的新风标准ASHRAE ...................................................................................................... 8 2、最小新风量和推荐新风量UK ................................................................................................ 9 3、各类建筑物的换气次数 UK ................................................................................................... 9 4、各场所每小时换气次数 ........................................................................................................... 9 5、每人的新风标准UK .............................................................................................................. 10 6、考虑节能的基本新风量（1/s人）(日本) ............................................................................. 11 7、办公室环境卫生标准 日本 ................................................................................................. 11 8、民用建筑最小新风量 ............................................................................................................. 11 第三章 空调负荷计算 ........................................................................................................................ 15 一、不同窗面积下，冷负荷之分布% ........................................................................................... 15 二、负荷指标（估算）（仅供参考） ............................................................................................ 15 三、空调冷负荷法估算冷指标。空调冷负荷法估算冷指标（W/M2空调面积）见下表 ......... 16 四、按建筑面积冷指标进行估算 建筑面积冷指标 ........................................................... 17 五、建筑物冷负荷概算指标香港 .................................................................................................. 18 六、各类建筑物锅炉负荷估算W/M3℃ ........................................................................................ 19 七、热损失概算W/M3℃ ................................................................................................................ 20 八、冷库冷负荷概算指标 .............................................................................................................. 20 第四章 风管系统设计 ........................................................................................................................ 21 一、通风管道流量阻力表 .............................................................................................................. 21 1、缩伸软管摩擦阻力表 ............................................................................................................. 21 2、镀锌板风管摩擦阻力表 ......................................................................................................... 21 二、室内送回风口尺寸表 .............................................................................................................. 24 1、风口风量冷量对应表 ............................................................................................................. 24 2、不同送风方式的风量指标和室内平均流速ASHRAE ........................................................ 24 三、室内风管风速选择表 .............................................................................................................. 25 1、低速风管系统的推荐和最大流速m/s .................................................................................. 25 2、低速风管系统的最大允许速m/s .......................................................................................... 25 3、通风系统之流速m/s .............................................................................................................. 25 四、室内风口风速选择表 .............................................................................................................. 26 1、送风口风速 ............................................................................................................................. 26

2、以噪音标准控制的允许送风流速m/s .................................................................................. 26 3、推荐的送风口流速m/s .......................................................................................................... 27 4、送风口之最大允许流速m/s .................................................................................................. 27 5、回风口风速 ............................................................................................................................. 27 6、回风格栅的推荐流速m/s ...................................................................................................... 27 7、百叶窗的推荐流速m/s .......................................................................................................... 28 8、逗留区流速与人体感觉的关系 ............................................................................................. 28 9、顶棚散流器送风量 ................................................................................................................. 28 10、侧送风口送风量 ................................................................................................................... 28 五、通风系统设计 .......................................................................................................................... 30 1、送风口布置间距 ..................................................................................................................... 30 2、标准型号风盘所接散流器的尺寸表-办公室 ........................................................................ 30 3、散流器布置 ............................................................................................................................. 31 4、空调房间允许最大送风温差℃ ............................................................................................. 31 5、工艺性空气调节空调房间允许最大送风温差. .................................................................... 32 6、厨房通风问题 ......................................................................................................................... 32 7、消声器、静压箱总结 ............................................................................................................. 36 8.风管贴吸音材料风道的衰减量（日本） ................................................................................ 37 9.风管的自然衰减量（只有直风道dB/m，其它都是dB） .................................................... 38 六、防排烟设计 .............................................................................................................................. 38 第五章 管道系统设计 ........................................................................................................................ 42 一、空调管路系统的设计原则 ...................................................................................................... 42 二、管路系统的管材 ...................................................................................................................... 43 三、供回水总管上的旁通阀与压差旁通阀的选择 ...................................................................... 44 四、空调水系统管径的确定 .......................................................................................................... 45 五、冷冻水泵扬程估算方法 .......................................................................................................... 47 1、水泵扬程简易估算法 ............................................................................................................. 47 2、冷冻水泵扬程实用估算方法 ................................................................................................. 48 3、水泵扬程设计 ......................................................................................................................... 49 六、冷却水系统的设计 .................................................................................................................. 49 1、冷却水系统的补水量 ............................................................................................................. 50 2、冷却水循环系统设计中应注意的几个问题： ..................................................................... 50 七、冷凝水管道设计 ...................................................................................................................... 51 八、分汽缸、分水器、集水器尺寸的确定 .................................................................................. 52 九、膨胀水箱的容积计算 .............................................................................................................. 54 十、空压管道管径选择表 .............................................................................................................. 56 十一、保温 ...................................................................................................................................... 57 十三、阀门选用 .............................................................................................................................. 58 第六章 空调设备选型 ........................................................................................................................ 59 一、机组选型 .................................................................................................................................. 59 二、机组选型案例 .......................................................................................................................... 59 三、辅助设备 .................................................................................................................................. 60 1、冷却塔 ..................................................................................................................................... 60 2、水泵的选型: ............................................................................................................................ 61 3、热泵中央空调系统水量计算 ................................................................................................. 61 4、冷冻水和冷却水流量估算 ..................................................................................................... 62

5、设备水压力降 估算（日本） ................................................................................................ 62 6、制冷机冷却水量估算表 ......................................................................................................... 62 第七章 材料、设备资料 .................................................................................................................... 63 一、钢板和铝板的厚度和重量ASHRAE ..................................................................................... 63 二、角钢和角铝的规格和重量ASHRAE ..................................................................................... 63 三、计算单位换算 .......................................................................................................................... 64 四、常用液体的密度（单位：103千克/米3，未注明者为常温下） ....................................... 65 五、空气调节常用计算公式 .......................................................................................................... 66 六、钢材理论重量计算 .................................................................................................................. 68 七、专业英语 .................................................................................................................................. 69 第八章 耗电量、机房面积 ................................................................................................................ 81 1、水源热泵系统设备耗电量比例 ................................................................................................ 81 2、医院耗电量比例 TRANE .......................................................................................................... 81 3、各种系统分项造价占总造价的百分率%（近似） ................................................................. 81 4、冷水机组和附属设备估算（△T=5℃） .................................................................................. 81 5、空调面积占建筑面积比例 ........................................................................................................ 82 6、空调机房建筑面积概算指标 .................................................................................................... 82 7、空调设备所占的建筑面积百分率% ......................................................................................... 83 8、设备层布置原则： .................................................................................................................... 83 第九章 暖通空调中存在的问题及解决办法、图纸要求 ................................................................ 85 一、贯彻执行暖通设计规范、标准方面存在的问题 .................................................................. 85 1.1 室内外空气计算参数不符合规范要求 .............................................................................. 85 1.2 供暖热负荷计算有漏项和错项 .......................................................................................... 85 1.3 卫生间散热器型式选择不妥 .............................................................................................. 85 1.4 楼梯间散热器立、支管未单独配置 .................................................................................. 85 1.5 供暖管道敷设坡度不符合规范要求 .................................................................................. 85 1.6 厨房操作间通风存在问题 .................................................................................................. 85 1.7 膨胀水箱与热(冷)水系统的连接不符合规范要求 ........................................................... 86 1.8 通风空调系统防火阀的设置不符合规范要求 .................................................................. 86 1.9 防烟楼梯间前室送风口风量的确定有问题 ...................................................................... 86 1.10 误将防烟分区排风量的计算混同于排烟风机风量的计算 ............................................ 86 1.11 高层建筑排烟系统排烟口选型不当 ................................................................................ 87 二、在工程设计中存在的问题 ...................................................................................................... 87 2.1 供暖入口设置过多 .............................................................................................................. 87 2.2 供暖系统设计不合理 .......................................................................................................... 87 2.3 排风系统设计不合理 .......................................................................................................... 87 2.4 空调系统的选择不合理 ...................................................................................................... 87 2.5 厕所采用风机盘管时未加新风 .......................................................................................... 88 2.6 平衡阀的设置与口径选择存在问题 .................................................................................. 88 2.7 系统分区不当造成失败 ........................................................................................................ 88 2.8、双风机系统设计问题 .......................................................................................................... 89 2.9 送回风管布置不好 .............................................................................................................. 90 3.0 排气系统设计诸问题 ............................................................................................................ 91 三、设计图纸方面存在的问题 ...................................................................................................... 92 3.1 设计说明内容不完整 .......................................................................................................... 92

3.2 平面图深度不够，有些应该绘制的内容遗漏 .................................................................. 92 3.3 系统图深度不够 .................................................................................................................. 93 3.4 锅炉房设计过于简化 .......................................................................................................... 93 3.5 计算书内容不全甚至全部空白 .......................................................................................... 93 3.6 暖通空调设备未编号列表表示，图画繁杂不清 .............................................................. 93 3.7 平面图、剖面图、系统图不一致 ...................................................................................... 93 3.8 设计图纸与计算书不一致 .................................................................................................. 93 四、问题原因及克服方法 .............................................................................................................. 94 五、施工图设计深度要求 .............................................................................................................. 94 5.1 设计说明、施工说明、图例和设备表 ................................................................................ 94 5.2 设备平面图 ............................................................................................................................ 94 5.3 剖面图 .................................................................................................................................... 95 5.4 通风、空调、制冷机房平面图 ............................................................................................ 95 5.5 通风、空调、制冷机房剖面图 ............................................................................................ 95 5.6 暖通设计中的系统图、立管图 ............................................................................................ 95 5.7 详图 ........................................................................................................................................ 95 计算书（供内部使用，备查） ................................................................................................... 95

第一章 设计参考规范及标准

中央空调主要参考以下的规范及标准：

一、通用设计规范：

1．《采暧通风及空气调节设计规范》（ GBJI19-87） 2．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88） 3．《建筑设计防火现范》（GBJ116－87）

4、《高层民用建筑设计防火现他》（ GBJ0045－95）

5．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）

二、专用设计规范：

1、《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87） 2、《住宅设计规范》（GB50096-99） 3．《办公建筑设计规范》（JG67－89） 4、〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89）

5．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93） 6、其它专用设计规范

三、专用设计标准图集：

1．《暖通空调标准图集》

2．《暖通空调设计选用手册》（上、下册） 3、其它有关标准

表一、管内水流速推荐值（m/s）

管径㎜ 闭式系统 开式系统 管径㎜ 闭式系统 开式系统 15 0. 4~0.5 0.3~0.4 100 1.3~1.8 1.2~1.6 20 0.5~0.6 0.4~0.5 125 1.5~2.0 1.4~1.8 25 0.6~0.7 0.5~0.6 150 1.6~2.2 1.5~2.0 32 0.7~0.9 0.6~0.8 200 1.8~2.5 1.6~2.3

表二、水系统的管径和单位长度阻力损失

闭式水系统 钢管管径/㎜ 流量/(m3/h) 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 0~0.5 0.5~1.0 1~2 2~4 4~6 6~11 11~18 18~32 32~65 65~115 115~185 kPa/100m 0~60 10~60 10~60 10~60 10~60 10~60 10~60 10~60 10~60 10~60 10~47 流量/(m3/h) -- -- 0~1.3 1.3~2.0 2~4 4~8 8~14 14~22 22~45 45~82 82~130 kPa/100m -- -- 0~43 11~40 10~40 -- -- -- -- 10~40 10~43 开式水系统 40 0.8~1.0 0.7~0.9 250 1.8~2.6 1.7~2.4 50 0.9~1.2 0.8~1.0 300 1.9~2.9 1.7~2.4 65 1.1~1.4 0.9~1.2 350 1.6~2.5 1.6~2.1 80 1.2~1.6 1.1~1.4 400 1.8~2.6 1.8~2.3 200 250 300 350 400 450 500 185~380 380~560 560~820 820~950 950~1250 1250~1590 1590~2000 10~37 9~26 8~23 8~18 8~17 8~15 8~13 130~200 200~340 340~470 470~610 610~750 750~1000 1000~1230 10~24 10~18 8~15 8~13 7~12 7~12 7~11 五、冷冻水泵扬程估算方法

所谓水泵的选取计算其实就是估算（很多计算公式本身就是估算的），估算分的细致些考虑的内容全面些就是精确的计算。

特别补充：当设计流量在设备的额定流量附近时，上面所提到的阻力可以套用，更多的是往往都大过设备的额定流量很多。同样，水管的水流速建议计算后，查表取阻力值。

关于水泵扬程过大问题。设计选取的水泵扬程过大，将使得富裕的扬程换取流量的增加，流量增加才使得水泵噪音加大。特别的，流量增加还使得水泵电机负荷加大，电流加大，发热加大，―换过无数次轴承‖还是小事，有很大可能还要烧电机的。

另外―水泵出口压力只有0.22兆帕‖能说明什么呢？水泵进出口压差才是问题的关键。例如将开式系统的水泵放在100米高的顶上，出口压力如果是0.22MPa，就这个系统将水泵放在地上向100米高的顶上送，出口压力就是0.32MPa了！

1、水泵扬程简易估算法

暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）：

Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)

△P1为冷水机组蒸发器的水压降。

△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。 L为该最不利环路的管长

K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～ 0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6

2、冷冻水泵扬程实用估算方法

这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是最常用的系统。 1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。

2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内，管径较大时，取值可小些。

3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。

4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。

根据以上所述，可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失，也即循环水泵所需的扬程：

1. 冷水机组阻力：取80 kPa（8m水柱）； 设备阻力损失

设备名称 离心式冷冻机 蒸发器 冷凝器 吸收式冷冻机 蒸发器 冷凝器 冷却塔 冷热水盘管 阻力（kPa） 30~80 50~80 40~100 50~140 20~80 20~50 备注 按不同产品而定 按不同产品而定 按不同产品而定 按不同产品而定 不同喷雾压力 水流速度在0.8~1.5m/s左右 热交换器 风机盘管机组 20~50 10~20 风机盘管容量愈大，阻力愈大，最大30kPa左右 自动控制阀 30~50 2.管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200 Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000 Pa=60 kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60 kPa*0.5=30 kPa；系统管路的总阻力为50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa（14m水柱）；

3.空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45 kPa（4.5水柱）；

4.二通调节阀的阻力：取40 kPa（0.4水柱）。

5.于是，水系统的各部分阻力之和为：80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa（30.5m水柱） 6.水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。

根据以上估算结果，可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围，尤其应防止因未经过计算，过于保守，而将系统压力损失估计过大，水泵扬程选得过大，导致能量浪费。

3、水泵扬程设计

（1）冷、热水管路系统

开式水系统 Hp=hf+hd+hm+hs （10-12） 闭式水系统 Hp=hf+hd+hm （10-13）

式中 hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa； hm——设备阻力损失，Pa； hs——开式水系统的静水压力，Pa。

hd/ hf值，小型住宅建筑在1~1.5之间；大型高层建筑在0.5~1之间；远距离输送管道（集中供冷）在0.2~0.6之间。设备阻力损失见表10-5。

六、冷却水系统的设计

目前最常用的冷却水系统设计方式是冷却塔设在建筑物的屋顶上，空调冷冻站设在建筑物的底层或地 下室。水从冷却塔的集水槽出来后，直接进入冷水机组而不设水箱。当空调冷却水系统仅在夏季使用时， 该系统是合理的，它运行管理方便，可以减小循环水泵的扬程，节省运行费用。为了使系统安全可靠的运 行，实际设计时应注意以下几点：

1． 冷却塔上的自动补水管应稍大一点，有的按补水能力大于2倍的正常补水量设计；

2． 在冷却水循环泵的吸入口段再设一个补水管，这样可缩短补水时间，有利于系统中空气的排出； 3． 冷却塔选用蓄水型冷却塔或订货时要求适当加大冷却塔的集水槽的贮水能力；

4． 应设置循环泵的旁通止逆阀，以避免停泵时出现从冷却塔内大量溢水问题，并在突然停电时，防 止

系统发生水击现象；

5． 设计时要注意各冷却塔之间管道阻力平衡问题；按管时，注意各塔至总干管上的水力平衡；供水 支

管上应加电动阀，以便在停某台冷却塔时用来关闭；

6． 并联冷却塔集水槽之间设置平衡管。管径一般取与进水干管相同的管径，以防冷却塔集水槽内水

位高低不同。避免出现有的冷却塔溢水，还有冷却塔在补水的现象。

1、冷却水系统的补水量

现在的资料给出的冷却水系统的补水量数据判别较大，见下表：

补 水 量 电动制冷时补水量为循环量的 1.53%，吸收式制冷时为循环水量的 2.08%；粗略估算取 2%~3% 取循环水量的 1%~1.5% 取循环水量的 1%~3 吸收制冷时取循环水量的 2%~3% 取循环水量的 0.3~1% 平均补水量为循环水量的 2.5%，当机组运行时间长且运行时需换水 1~2次时，补水量可达 3%~5% 电动冷水机组，补水量约为循环量的 1.4%~1. .6%；吸收式冷水机组时，补水量为循环水量的 2%~3% 电动制冷取循环水量的 1.2%~1.6%；吸收式制冷为 1.4%~1.8% 经对表中资料的分析，从理论上说，如把水冷却5 _C，蒸发的水量不到被冷却水量的1%。但是，实 际上还应考虑排污量和由于空气夹水滴的飘溢损失；同时，还应综合考虑各种因素（如冷却塔的结构、冷 却水水泵的扬程、空调系统的大部分时间里是在部分负荷下运行等）的影响。我们建议：电动制冷时，冷 却塔的补水量取为冷却水流量的1%~2%；溴化锂吸收式冷水机组的补水量取为冷却水流量的2%~2.5%。

2、冷却水循环系统设计中应注意的几个问题：

1．电动冷水机组的冷凝器进、出水温差一般为5 _C，双效溴化锂吸收式冷水机组冷却水进、出口温 差一般为6~6.5 _C，因此，在选用冷却塔时，电动冷水机组宜选普通型冷却塔（Δt=5 _C）；而双效溴化 锂吸收式冷水机组宜选中温型冷却塔（Δt=8 _C）；

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