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空調(diào)水系統(tǒng)
空調(diào)水系統(tǒng)概述
由于現(xiàn)代高層建筑空間的限制以及用戶調(diào)節(jié)使用的方便，大量采用空氣——水空調(diào)系統(tǒng)方式，室內(nèi)冷熱負(fù)荷由冷凍水和熱水承擔(dān)。在空調(diào)用制冷系統(tǒng)中，水管系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。
制冷機(jī)組的能效比：
（kW/kW）
系統(tǒng)能效比：
系統(tǒng)季節(jié)能效比：
冷凍水系統(tǒng)
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)由：水泵、管道、定壓設(shè)備、閥門、換熱器、除污器等主要部件構(gòu)成。
冷凍水系統(tǒng)的主要形式
冷凍水系統(tǒng)均為 循環(huán)水系統(tǒng)；冷凍水系統(tǒng)從管道和設(shè)備的布局上分，可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。

1.開(kāi)式和閉式系統(tǒng)
（1）開(kāi)式系統(tǒng)
系統(tǒng)水量大，運(yùn)行工況穩(wěn)定，但易污染，且水泵壓頭較高。
近年來(lái)，由于能源的緊張和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外不少工程中采用蓄冷池蓄冷的空調(diào)方式，相應(yīng)地水系統(tǒng)需采用開(kāi)式系統(tǒng)。
（2）閉式系統(tǒng)
閉式水系統(tǒng)與外界空氣接觸少，管道腐蝕可能性小，水泵能耗小。閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器，用戶處則應(yīng)采用表面式換熱設(shè)備（表冷器或空調(diào)箱），還需增設(shè)膨脹水箱，以適應(yīng)水系統(tǒng)內(nèi)的水在溫度變化時(shí)的體積膨脹。工程設(shè)計(jì)中，冷凍水系統(tǒng)多采用閉式水系統(tǒng)。
開(kāi)式與閉式系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程相差較大：
閉式系統(tǒng)中，水泵的揚(yáng)程為：管道、制冷機(jī)組、換熱器、閥門等閉式循環(huán)水路中各個(gè)部件壓力損失的總和。
開(kāi)式系統(tǒng)中，水泵除承擔(dān)管道等部件的壓力損失外，還要克服將水從開(kāi)式水箱提升到管路最高點(diǎn)的高度差。
設(shè)計(jì)時(shí)需注意的事項(xiàng)：
對(duì)于開(kāi)式系統(tǒng)，注意水泵吸水真空高度的問(wèn)題，應(yīng)防止水泵吸入口汽化，必須保證水泵吸入口的水壓力大于水的汽化壓力。
對(duì)于閉式系統(tǒng)，在水泵吸入口設(shè)置定壓水箱，保證水系統(tǒng)任何一點(diǎn)的最低運(yùn)行壓力為5kPa以上，防止系統(tǒng)中任何一點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)壓，否則有可能將空氣吸入水系統(tǒng)中（抽空）或造成部分軟連接向內(nèi)收縮等問(wèn)題。
膨脹水箱的作用與安裝位置
其作用是：（1）抵消系統(tǒng)內(nèi)溫度變化時(shí)水體積的膨脹和收縮；
（2）補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)水的損耗；
（3）穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)特別是水泵吸入口的壓力。
安裝位置：盡量接至水泵吸入口，其連通管道上不要裝設(shè)任何閥門；膨脹水箱水位應(yīng)高于系統(tǒng)最高水位1m以上，冬天要注意其防凍。目前，膨脹水箱正逐步用設(shè)在泵房?jī)?nèi)的定壓罐來(lái)代替。
開(kāi)式系統(tǒng)蓄水箱容量的確定原則：
（1）蓄存所有的系統(tǒng)水容量并附加一定的安全系數(shù)；
（2）按照系統(tǒng)小時(shí)循環(huán)水量的5%~10%計(jì)算。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)取上述兩者中較大的值。
2.直連系統(tǒng)與間連系統(tǒng)
根據(jù)用戶水系統(tǒng)與制冷機(jī)組的連接方式不同，冷凍水系統(tǒng)可以分為直連系統(tǒng)和間連系統(tǒng)。
3.異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)
冷凍水系統(tǒng)可分為異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)。
4.兩管制、三管制和四管制系統(tǒng)
5.一次泵和二次泵系統(tǒng)
一次泵系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，控制容易，運(yùn)行管理方便，一般多采用此種系統(tǒng)。

二次泵系統(tǒng)：一次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的制備-------定流量運(yùn)行；二次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的輸配-------變流量運(yùn)行。
二次泵系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：能夠分區(qū)分路供應(yīng)用戶側(cè)所需的冷凍水，適用于大型系統(tǒng)。
6.變水量和定水量系統(tǒng)

典型冷凍水系統(tǒng)分析
1.一次泵定水量系統(tǒng)
2.一次泵變水量系統(tǒng)
3.二次泵變水量系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)
冷卻水進(jìn)水溫度一般應(yīng)不高于32℃，冷卻水主要指冷凝器和壓縮機(jī)冷卻用水。
（一）直流式冷卻水系統(tǒng)
最簡(jiǎn)單的冷卻水系統(tǒng)是直流式供水系統(tǒng)，即升溫后的冷卻回水直接排除，不循環(huán)使用。這種系統(tǒng)只適用于水源水量特別充足的地區(qū)，例如靠近江、河、湖泊、海等地方，城市自來(lái)水不宜選用。
（二）循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)
1、自然通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
2、機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)：流量分配合理，各個(gè)單元之間相互影響小，運(yùn)行可靠性高。
缺點(diǎn)：配管管線布置最為復(fù)雜，管路數(shù)目多，占用空間大，各設(shè)備不能相互備用。
優(yōu)點(diǎn)：供回水都采用集中干管形式，管路數(shù)目少，占用空間小，設(shè)備之間可以相互備用，可通過(guò)冷卻風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)或轉(zhuǎn)速控制降低制冷機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)的冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗，故應(yīng)用最廣。
在干管式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)中，由于冷卻塔可以相互備用，如果水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制不當(dāng)，則容易出現(xiàn)“溢流”、“旁通”和“抽空”現(xiàn)象。
當(dāng)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)：
冷卻塔的進(jìn)水管上安裝了電動(dòng)閥，而回水管上未裝；
當(dāng)出水電動(dòng)閥關(guān)閉而進(jìn)水電動(dòng)閥開(kāi)啟時(shí)；
冷卻塔水量分配不平衡時(shí)；
多臺(tái)大小不同的冷卻塔并聯(lián)設(shè)置且集水盤水位不相同時(shí)，容易出現(xiàn)“溢流”問(wèn)題。
避免措施：當(dāng)冷卻塔不運(yùn)行時(shí)，同時(shí)嚴(yán)密關(guān)閉冷卻塔進(jìn)、出水電動(dòng)閥。
目前，冷卻水系統(tǒng)大多采用循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，利用冷卻塔機(jī)械循環(huán)。冷卻塔中冷卻水的終溫一般可達(dá)到比當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟雀?℃左右的溫度（約為32℃）。
冷卻水系統(tǒng)由冷凝器、冷卻塔、水泵等組成，冷卻塔是以冷凝器的冷卻水流量作為依據(jù)，選擇低噪音型，安裝位置離居住區(qū)遠(yuǎn)，離制冷機(jī)近，一般安裝在制冷機(jī)房屋面上，其出水管比進(jìn)水管大一號(hào)，因出水管是靠重力返回水泵。同型號(hào)多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)使用應(yīng)考慮均壓連接和自動(dòng)（手動(dòng)）補(bǔ)水，且每臺(tái)互為備用。
3、冷卻水泵揚(yáng)程的確定
冷卻水系統(tǒng)的水力計(jì)算
冷卻水泵所需揚(yáng)程：
(mH2O)
hf、hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力（mH2O）；
hm——冷凝器阻力（mH2O）（一般為5~10mH2O）；
hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻塔盛水池到噴嘴的高差）（mH2O）；
ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力（mH2O），3-6mH2O。
制冷機(jī)房的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)步驟
六個(gè)步驟：
1、確定制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷
制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷應(yīng)包括用戶實(shí)際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)的冷損失。
2、確定制冷機(jī)組類型
根據(jù)用戶使用要求、冷負(fù)荷及其全年變化、當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)等情況，比較制冷機(jī)房一次投資和全年運(yùn)行費(fèi)用，確定制冷機(jī)組類型，包括制冷方式、制冷劑種類、冷凝器冷卻方式等。其次，冷熱源設(shè)備的選用須按技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性等原則進(jìn)行比較后確定。
從提供相同冷量、消耗一次能源的角度來(lái)說(shuō)，電力驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)比吸收式制冷機(jī)能耗要低。但對(duì)當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張，或有現(xiàn)成的熱源，特別是有余熱、廢熱可利用的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先選用吸收式制冷機(jī)。
從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇電力驅(qū)動(dòng)冷水機(jī)組時(shí)，當(dāng)單機(jī)名義工況制冷量大于1758KW時(shí)，宜選用離心式冷水機(jī)組；當(dāng)制冷量在1054~1758KW時(shí)，宜選用螺桿式或離心式；當(dāng)制冷量在116~1054KW時(shí)，宜選用螺桿式；當(dāng)制冷量小于116KW時(shí)，宜選用渦旋式。
3、確定制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)工況
冷凝溫度（tk ）
以空氣為冷卻介質(zhì)：tk = t空氣進(jìn)口+（10-16）℃
以水為冷卻介質(zhì)：tk =t出水+（2-4）℃
蒸發(fā)溫度（t0 ）
以冷凍水、鹽水為冷媒：t0 =t冷媒－（2-3）℃
以空氣為冷媒：t0 =t送風(fēng)－（6-8）℃
4、確定制冷機(jī)組容量和臺(tái)數(shù)
設(shè)計(jì)制冷機(jī)房時(shí)，應(yīng)考慮建筑物全年空調(diào)負(fù)荷的變化規(guī)律和制冷機(jī)部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)特性，合理選擇機(jī)型、單機(jī)容量、臺(tái)數(shù)和全年運(yùn)行方式，以便提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行效率，從而降低年運(yùn)行費(fèi)用。
一般選擇2-3臺(tái)同型號(hào)的制冷機(jī)組，臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多。除特殊要求外，可不設(shè)置備用制冷機(jī)組。
5、設(shè)計(jì)水系統(tǒng)
確定冷凍水和冷卻水系統(tǒng)形式，選擇冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的規(guī)格和臺(tái)數(shù)，進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。
6、布置制冷機(jī)房
制冷機(jī)房
根據(jù)系統(tǒng)工藝流程，設(shè)備型式特點(diǎn)、操作維修等綜合因素考慮。
（1）主要通道、操作走道的寬度和壓縮機(jī)突出部分與配電盤之間均應(yīng)≥1.5m。
（2）非主要通道和操作走道寬度≥0.8m。
（3）壓縮機(jī)突出部分≥1m。
（4）壓縮機(jī)和設(shè)備距墻≥1.2m。
（5）臥式殼管式冷凝器及臥式殼管式蒸發(fā)器應(yīng)考慮清洗和更換管子的空間。
（6）壓縮機(jī)間或設(shè)備間其凈高一般不小于3.5-4.5m，應(yīng)考慮設(shè)備安裝時(shí)起吊高度。
（7）采用臥式殼管式蒸發(fā)器時(shí)，應(yīng)采用封閉式冷凍水系統(tǒng)。
（8）立式冷凝器設(shè)在機(jī)房外。
（9）各種儀表及控制器應(yīng)安裝在便于觀察和調(diào)節(jié)的位置上。對(duì)于船用制冷裝置，還應(yīng)考慮這些儀表的防振和防潮等問(wèn)題。
制冷機(jī)組與管道的保溫
管道和設(shè)備保溫層厚度的確定，要考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性。
最小保溫厚度：應(yīng)使其外表面溫度比最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度高2℃左右，以保證保溫層外表面不致有結(jié)露現(xiàn)象。
機(jī)房大小估算
以下僅供參考：
制冷機(jī)房（包括電制冷和直燃吸收式機(jī)房）、空調(diào)機(jī)房的位置在做方案時(shí)就需與設(shè)備專業(yè)一起研究，確定其面積和層高。可參考表1.3.2-1、表1.3.2-2。
空調(diào)機(jī)房的層高概略值表1.3.2-1
建筑物總建筑面積(m2)
主要空調(diào)機(jī)房層高（m）（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
建筑物總建筑面積（m2）
主要空調(diào)機(jī)房層高（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
1000
4.0
4.0
15000
5.5
6.0
2000
4.5
4.5
20000
6.0
6.0
3000
4.5
4.5
25000
6.0
6.0
4000
5.0
5.0
30000
6.5
6.5
設(shè)備層中空調(diào)機(jī)房所占用的面積的概略值表1.3.2-2
建筑總面積（m2）
空調(diào)機(jī)房面積（m2）（一般概略值）
不同空調(diào)方式的空調(diào)機(jī)房面積（m2）
各層機(jī)組單風(fēng)道方式（定風(fēng)量、變風(fēng)量）（一般概略值）
單風(fēng)道方式加風(fēng)機(jī)盤管方式（一般概略值）
1000
70（7.0%）
75（7.5%）
3000
200（6.6%）
190（6.3%）
120（4.0%）
5000
290（5.8%）
310（6.2%）
200（4.0%）
10000
450（4.5%）
550（5.5%）
350（3.5%）
15000
600（4.0%）
750（5.0%）
550（3.7%）
20000
770（3.8%）
960（4.8%）
730（3.6%）
25000
920（3.7%）
1200（4.8%）
850（3.4%）
30000
1090（3.6%）
1400（4.7%）
1000（3.0%）
制冷機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的0.5%~1%；
熱交換站面積約占公共建筑總建筑面積的0.3%~0.5%；
鍋爐房面積約占公共建筑總建筑面積的1%左右；
空調(diào)機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的的4%~6%；
而在分層面積上：500m2約要空調(diào)機(jī)房30m2；
（每層建筑面積）1000m2約要空調(diào)機(jī)房35~45m2；
2000m2約要空調(diào)機(jī)房45~55m2；
3000m2約要空調(diào)機(jī)房65~75m2。
2）制冷機(jī)房、直燃機(jī)房、空調(diào)機(jī)房的設(shè)置對(duì)建筑的要求：
① 制冷機(jī)房：
a． 有地下室時(shí)一般設(shè)在地下室，無(wú)地下室時(shí)設(shè)在一層，也有設(shè)在頂層的，但很少。
b． 在地下室中設(shè)在平面的幾何中心為好，這樣可以節(jié)省管網(wǎng)的投資和運(yùn)行的水泵能耗，因?yàn)楣艿蓝虅t系統(tǒng)阻力小，故水泵的揚(yáng)程低，耗能少。
c． 要靠近變配電站和水泵房。
d． 要考慮管網(wǎng)的出路。
e． 要有機(jī)器搬進(jìn)搬出的孔洞。
f． 制冷機(jī)房的高度要求（凈高）：
a）電制冷機(jī)房：大型h=4.5m；小型h=3.5m。
b）直燃機(jī)房：大型h=5m；小型h=4m。
② 直燃機(jī)房：
直燃機(jī)房的特殊要求：
因?yàn)槿細(xì)庥蟹阑鸱罒熞螅慈細(xì)庖?guī)范和防火規(guī)范的要求，其機(jī)房的位置應(yīng)當(dāng)符合以下要求：
a． 有直接對(duì)外的門窗。
b． 有通風(fēng)換氣。
c． 在地下室時(shí)有泄煙面。
③ 空調(diào)機(jī)房：
a．空調(diào)機(jī)房的樓板荷載為700~800kg/m2。
如：a．800m2的多功能廳，2×30000m3/h，機(jī)房面積50m2。
b. 辦公樓每1000m2約需50m2機(jī)房面積，占5%。空調(diào)機(jī)房應(yīng)當(dāng)放在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，不能把這個(gè)防火分區(qū)的機(jī)房，放在另一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)。
c. 空調(diào)機(jī)房在平面上與主要房間至少應(yīng)有一室之隔，為的是避免噪聲振動(dòng)給使用帶來(lái)無(wú)法解決的先天不足。
d. 空調(diào)機(jī)房的門應(yīng)為甲級(jí)防火隔聲門。
e. 管道井（風(fēng)管道井和風(fēng)道井，還有電纜井）：有一條很重要，就是燃?xì)夤艿啦辉试S設(shè)在管井里。一定要設(shè)時(shí)，要設(shè)單獨(dú)管井，還得做管井通風(fēng)。管道井約占總建筑面積的1%~2%。風(fēng)道井分為防、排煙管井，每個(gè)防煙樓梯間附近都得有1~2m2的防、排煙管井。
制冷機(jī)房設(shè)計(jì)（舉例）
制冷機(jī)房是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時(shí)又是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機(jī)房一般由冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、補(bǔ)水裝置、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。
1 制冷機(jī)房的位置選擇
制冷機(jī)房通常靠近空調(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)，規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)充分利用建筑物的地下室。對(duì)于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時(shí)，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開(kāi)獨(dú)立設(shè)置。
本建筑建有專門的制冷機(jī)房，故機(jī)組布置在專用機(jī)房?jī)?nèi)。
2制冷方式確定
(1)電力等一次能源充足時(shí)應(yīng)選擇電力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷機(jī)組（能耗低于吸收式制冷機(jī)組）；當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張或有熱源可以利用，應(yīng)優(yōu)先選擇吸收式制冷機(jī)組（特別是有余熱廢熱場(chǎng)合）。
(2)從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，對(duì)于相對(duì)較大負(fù)荷（如2000kW左右）的情況，宜采用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組；選擇空調(diào)用蒸汽壓縮式冷水機(jī)組時(shí)，單機(jī)名義工況制冷量大于1758kW時(shí)宜選用離心式；制冷量在1054~1758kW時(shí)宜選用螺桿式或離心式；制冷量在700~1054kW時(shí)宜選用螺桿式；制冷量在116~700kW時(shí)宜選用螺桿式或往復(fù)式；制冷量小于116kW活塞式或渦旋式。
本工程建筑地有充足的電力供應(yīng)并且沒(méi)有特別的余熱廢熱利用場(chǎng)合所以不考慮采用蒸汽吸收式制冷機(jī)組，制冷量為510kW，故選用螺桿式制冷機(jī)組。
3 冷水機(jī)組的選擇
冷水機(jī)組是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，為整個(gè)系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個(gè)很重要的過(guò)程。
一般在選擇制冷機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素。
機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。
能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性。
對(duì)周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動(dòng)的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對(duì)周圍環(huán)境的危害程度；ODP值和GWP值要小。
運(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會(huì)效益好。
所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。
3.1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量
本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì)505.585kW，對(duì)其冷負(fù)荷附加至1.2。冷水機(jī)組的負(fù)荷為
Q=1.2×505.585=606.7kW
3.2 冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)
制冷機(jī)組一般以選用2~4臺(tái)為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺(tái)，較大型可選用3臺(tái)，特大型可選用4臺(tái)。機(jī)組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房?jī)?nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺(tái)自動(dòng)化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。
綜合考慮本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)冷水機(jī)組，每臺(tái)制冷量不小于304kW。
3.3 冷水機(jī)組的類型
冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。風(fēng)冷冷水機(jī)組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調(diào)制冷系統(tǒng)。故本設(shè)計(jì)采用水冷冷水機(jī)組。
螺桿式冷水機(jī)組還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長(zhǎng)；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10~100%范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，并可在無(wú)負(fù)荷條件下啟動(dòng)；對(duì)濕行程不敏感，當(dāng)時(shí)蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒(méi)有液擊的危險(xiǎn)；排氣溫度低，主要由油溫控制，對(duì)基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。
參考開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組的樣本，本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型號(hào)為30HXY110，其性能參數(shù)如下：
表1 30HXY110機(jī)組技術(shù)參數(shù)
制冷量(kW)
冷凍水流量(m3/h)
冷凍水壓降(kPa)
冷卻水流量(m3/h)
冷卻水壓降(kPa)
制冷劑
330
57
50
68
40
HCF-134a
4冷卻塔的選擇
冷卻塔是一種制冷系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的熱力設(shè)備，其作用是通過(guò)熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。一臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)一臺(tái)冷卻塔，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境對(duì)噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛。
中小型制冷劑的冷卻水量一般在65~500m3/h之間，在冷卻塔系列中屬于中等水量，而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式，故多選用逆流式冷卻塔。
因此本設(shè)計(jì)采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔放置在屋頂。
冷卻水量應(yīng)考慮1.1~1.2的安全系數(shù)。
冷卻水量：G=1.1×68=74.8 m3/h
根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出冷卻塔冷卻水量不小于74.8m3/h。據(jù)此參照連云港格林公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用型號(hào)為CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：
表2 CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù)
冷卻水量(m3/h)
風(fēng)量(m3/h)
進(jìn)水壓壓力(104Pa)
電機(jī)功率(kW)
直徑(m)
80
43400
3.03
2.2
2.5
5水泵的選擇
5.1冷凍水泵的選擇
泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇，對(duì)于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對(duì)應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)中有兩臺(tái)冷水機(jī)組，故選用三臺(tái)冷凍水水泵，兩用一備。單臺(tái)冷水機(jī)組的冷水量為57 m3/h考慮附加5%，則每臺(tái)泵的流量為
Q=1.05×57=59.85 m3/h
本設(shè)計(jì)中最不利環(huán)路的損失為65.6kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為50kPa，機(jī)房的損失為40 kPa，考慮附加10%，則水泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(65.6+50+40) =155.6 kPa
即泵的揚(yáng)程為15.56m水柱，參照xx泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的泵的型號(hào)為BYG80-125，兩臺(tái)使用，一臺(tái)備用，其技術(shù)參數(shù)如下：
表3 BYG80-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
65
17
70
5.5
2900
3.5
5.2冷卻水泵的選擇
冷卻水泵的臺(tái)數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對(duì)應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加5%~10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)程由冷卻水系統(tǒng)阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷卻塔積水盤水位(設(shè)置冷卻水箱時(shí)為水箱最低水位)至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需壓力組成，并附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)選用三臺(tái)冷卻水泵，兩用一備。單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為68 m3/h，考慮10%的附加，則每臺(tái)泵的流量為
Q=1.1×68=74.8 m3/h
冷卻水系統(tǒng)的阻力為40 kPa，冷凝器阻力為42 kPa，冷卻塔進(jìn)水壓力為31.5 kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為3.5m，考慮泵揚(yáng)程附加10%，則冷卻泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(40+42+35.1+35)=152.1kPa
即15.21m水柱，參照XX泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號(hào)為BYG80-125(Ⅰ)A，其技術(shù)參數(shù)如下：
表 4 BYG80-125(Ⅰ)A型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
88
16
74
7.5
2900
4.0
6補(bǔ)水定壓裝置的選擇
系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量為系統(tǒng)水容量的1%，系統(tǒng)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.40~0.55l/m2 ，空氣-水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.7~1.3。
全空氣系統(tǒng)取0.5，則水容量為
L=0.5×1485=742.5 L
空氣-水系統(tǒng)取1，則水容量為
L=1×8715=8715 L
系統(tǒng)補(bǔ)水量為
Q=9457.5×2%=189.15 l/h 即0.19 m3/h
補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的2.5~5倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時(shí)的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高30~50KPa。取補(bǔ)水量的4倍則補(bǔ)水泵的流量為
Q=4×0.19=0.76 m3/h
揚(yáng)程為
H=22.5+4=26.5 m
對(duì)于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為

式中，Vt——調(diào)節(jié)水量，取補(bǔ)水泵3min的水量
β——系數(shù)一般取0.65~0.85，
取β=0.7，則V=0.76/20/(1-0.7)=0.127 m3
參照XX設(shè)備有限公司的樣本，選取落地式膨脹水箱的型號(hào)為GSP0.8×1-40×2×3，其相關(guān)參數(shù)如下：
表5GSP0.8×1-40×2×3型落地式膨脹水箱參數(shù)
泵流量(m3/h)
泵揚(yáng)程(m)
調(diào)節(jié)容積(m3)
供水管徑
6.2
35
0.4
DN89
7 水處理設(shè)備的選擇
7.1 軟水器和軟化水箱
空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲(chǔ)存補(bǔ)水泵0.5~1.0h的水量。
根據(jù)補(bǔ)水量，參照XX設(shè)備公司的樣本，本設(shè)計(jì)選用的是SN-0.5A-BLL-T型全自動(dòng)軟水器，軟水流量為0.5m3/h。
軟化水箱儲(chǔ)存1.0h補(bǔ)水泵的水量則其容積為Q=0.76m3選用容積為1m3的水箱。
7.2 水處理儀
根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京XX暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號(hào)為YTD-150F的全自動(dòng)電子處理儀。
8熱交換設(shè)備選擇
8.1換熱器選擇
考慮到冬季供暖，采用換熱器對(duì)用戶進(jìn)行供熱。在空調(diào)工況條件下，采用熱媒為水溫60/50℃。供暖熱指標(biāo)按q=60W/m2計(jì)算，熱負(fù)荷為612kw。
流量計(jì)算：Q=Gc（t1-t2）
式中，G——通過(guò)換熱器被加熱水的流量，kg/s；
c——水的質(zhì)量比熱，4.2kJ/kg·℃；
t1、t2——流出和流進(jìn)換熱器的被加熱水溫度，℃。
按照公式(7-2)，G=612×3.6/4.2/10=52.46m3/h，熱源為電廠余熱提供的0.6mpa的過(guò)熱蒸汽。選擇xx生產(chǎn)的TS18板式換熱器兩臺(tái)，每臺(tái)最大流量為27m3/h。
8.2熱水泵選擇
熱水泵選擇原則同冷凍水泵的選擇，流量Q=1.05×27=28.35m3/h，揚(yáng)程為16m水柱。選用的泵的型號(hào)為BYG65-125，兩臺(tái)使用，一臺(tái)備用，其技術(shù)參數(shù)如下
表6 BYG65-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
32.5
17
65
3.0
2900
3.1
9除污器和水過(guò)濾器
在水系統(tǒng)中的孔板、水泵、換熱器的入口管道上，均應(yīng)安設(shè)過(guò)濾器，以防止雜質(zhì)進(jìn)入，污染或堵塞這些設(shè)備。本設(shè)計(jì)只對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵安設(shè)過(guò)濾器，采用常用的Y型過(guò)濾器，該中過(guò)濾器具有外形尺寸小，安裝清洗方便的特點(diǎn)，過(guò)濾器的尺寸與相應(yīng)的水泵入口的管徑相匹配。
也可采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的除污器，減壓穩(wěn)定閥前也應(yīng)裝設(shè)Y型過(guò)濾器，除污器和水過(guò)濾器的型號(hào)都是按連接管管徑選定，連接管的管徑應(yīng)于干管的管徑相同。
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空調(diào)水系統(tǒng)
空調(diào)水系統(tǒng)概述
由于現(xiàn)代高層建筑空間的限制以及用戶調(diào)節(jié)使用的方便，大量采用空氣——水空調(diào)系統(tǒng)方式，室內(nèi)冷熱負(fù)荷由冷凍水和熱水承擔(dān)。在空調(diào)用制冷系統(tǒng)中，水管系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。
制冷機(jī)組的能效比：
（kW/kW）
系統(tǒng)能效比：
系統(tǒng)季節(jié)能效比：
冷凍水系統(tǒng)
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)由：水泵、管道、定壓設(shè)備、閥門、換熱器、除污器等主要部件構(gòu)成。
冷凍水系統(tǒng)的主要形式
冷凍水系統(tǒng)均為 循環(huán)水系統(tǒng)；冷凍水系統(tǒng)從管道和設(shè)備的布局上分，可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。

1.開(kāi)式和閉式系統(tǒng)
（1）開(kāi)式系統(tǒng)
系統(tǒng)水量大，運(yùn)行工況穩(wěn)定，但易污染，且水泵壓頭較高。
近年來(lái)，由于能源的緊張和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外不少工程中采用蓄冷池蓄冷的空調(diào)方式，相應(yīng)地水系統(tǒng)需采用開(kāi)式系統(tǒng)。
（2）閉式系統(tǒng)
閉式水系統(tǒng)與外界空氣接觸少，管道腐蝕可能性小，水泵能耗小。閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器，用戶處則應(yīng)采用表面式換熱設(shè)備（表冷器或空調(diào)箱），還需增設(shè)膨脹水箱，以適應(yīng)水系統(tǒng)內(nèi)的水在溫度變化時(shí)的體積膨脹。工程設(shè)計(jì)中，冷凍水系統(tǒng)多采用閉式水系統(tǒng)。
開(kāi)式與閉式系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程相差較大：
閉式系統(tǒng)中，水泵的揚(yáng)程為：管道、制冷機(jī)組、換熱器、閥門等閉式循環(huán)水路中各個(gè)部件壓力損失的總和。
開(kāi)式系統(tǒng)中，水泵除承擔(dān)管道等部件的壓力損失外，還要克服將水從開(kāi)式水箱提升到管路最高點(diǎn)的高度差。
設(shè)計(jì)時(shí)需注意的事項(xiàng)：
對(duì)于開(kāi)式系統(tǒng)，注意水泵吸水真空高度的問(wèn)題，應(yīng)防止水泵吸入口汽化，必須保證水泵吸入口的水壓力大于水的汽化壓力。
對(duì)于閉式系統(tǒng)，在水泵吸入口設(shè)置定壓水箱，保證水系統(tǒng)任何一點(diǎn)的最低運(yùn)行壓力為5kPa以上，防止系統(tǒng)中任何一點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)壓，否則有可能將空氣吸入水系統(tǒng)中（抽空）或造成部分軟連接向內(nèi)收縮等問(wèn)題。
膨脹水箱的作用與安裝位置
其作用是：（1）抵消系統(tǒng)內(nèi)溫度變化時(shí)水體積的膨脹和收縮；
（2）補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)水的損耗；
（3）穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)特別是水泵吸入口的壓力。
安裝位置：盡量接至水泵吸入口，其連通管道上不要裝設(shè)任何閥門；膨脹水箱水位應(yīng)高于系統(tǒng)最高水位1m以上，冬天要注意其防凍。目前，膨脹水箱正逐步用設(shè)在泵房?jī)?nèi)的定壓罐來(lái)代替。
開(kāi)式系統(tǒng)蓄水箱容量的確定原則：
（1）蓄存所有的系統(tǒng)水容量并附加一定的安全系數(shù)；
（2）按照系統(tǒng)小時(shí)循環(huán)水量的5%~10%計(jì)算。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)取上述兩者中較大的值。
2.直連系統(tǒng)與間連系統(tǒng)
根據(jù)用戶水系統(tǒng)與制冷機(jī)組的連接方式不同，冷凍水系統(tǒng)可以分為直連系統(tǒng)和間連系統(tǒng)。
3.異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)
冷凍水系統(tǒng)可分為異程系統(tǒng)和同程系統(tǒng)。
4.兩管制、三管制和四管制系統(tǒng)
5.一次泵和二次泵系統(tǒng)
一次泵系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，控制容易，運(yùn)行管理方便，一般多采用此種系統(tǒng)。

二次泵系統(tǒng)：一次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的制備-------定流量運(yùn)行；二次環(huán)路負(fù)責(zé)冷凍水的輸配-------變流量運(yùn)行。
二次泵系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：能夠分區(qū)分路供應(yīng)用戶側(cè)所需的冷凍水，適用于大型系統(tǒng)。
6.變水量和定水量系統(tǒng)

典型冷凍水系統(tǒng)分析
1.一次泵定水量系統(tǒng)
2.一次泵變水量系統(tǒng)
3.二次泵變水量系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)
冷卻水進(jìn)水溫度一般應(yīng)不高于32℃，冷卻水主要指冷凝器和壓縮機(jī)冷卻用水。
（一）直流式冷卻水系統(tǒng)
最簡(jiǎn)單的冷卻水系統(tǒng)是直流式供水系統(tǒng)，即升溫后的冷卻回水直接排除，不循環(huán)使用。這種系統(tǒng)只適用于水源水量特別充足的地區(qū)，例如靠近江、河、湖泊、海等地方，城市自來(lái)水不宜選用。
（二）循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)
1、自然通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
2、機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)：流量分配合理，各個(gè)單元之間相互影響小，運(yùn)行可靠性高。
缺點(diǎn)：配管管線布置最為復(fù)雜，管路數(shù)目多，占用空間大，各設(shè)備不能相互備用。
優(yōu)點(diǎn)：供回水都采用集中干管形式，管路數(shù)目少，占用空間小，設(shè)備之間可以相互備用，可通過(guò)冷卻風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)或轉(zhuǎn)速控制降低制冷機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)的冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗，故應(yīng)用最廣。
在干管式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)中，由于冷卻塔可以相互備用，如果水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制不當(dāng)，則容易出現(xiàn)“溢流”、“旁通”和“抽空”現(xiàn)象。
當(dāng)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)：
冷卻塔的進(jìn)水管上安裝了電動(dòng)閥，而回水管上未裝；
當(dāng)出水電動(dòng)閥關(guān)閉而進(jìn)水電動(dòng)閥開(kāi)啟時(shí)；
冷卻塔水量分配不平衡時(shí)；
多臺(tái)大小不同的冷卻塔并聯(lián)設(shè)置且集水盤水位不相同時(shí)，容易出現(xiàn)“溢流”問(wèn)題。
避免措施：當(dāng)冷卻塔不運(yùn)行時(shí)，同時(shí)嚴(yán)密關(guān)閉冷卻塔進(jìn)、出水電動(dòng)閥。
目前，冷卻水系統(tǒng)大多采用循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)，利用冷卻塔機(jī)械循環(huán)。冷卻塔中冷卻水的終溫一般可達(dá)到比當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟雀?℃左右的溫度（約為32℃）。
冷卻水系統(tǒng)由冷凝器、冷卻塔、水泵等組成，冷卻塔是以冷凝器的冷卻水流量作為依據(jù)，選擇低噪音型，安裝位置離居住區(qū)遠(yuǎn)，離制冷機(jī)近，一般安裝在制冷機(jī)房屋面上，其出水管比進(jìn)水管大一號(hào)，因出水管是靠重力返回水泵。同型號(hào)多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)使用應(yīng)考慮均壓連接和自動(dòng)（手動(dòng)）補(bǔ)水，且每臺(tái)互為備用。
3、冷卻水泵揚(yáng)程的確定
冷卻水系統(tǒng)的水力計(jì)算
冷卻水泵所需揚(yáng)程：
(mH2O)
hf、hd——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力（mH2O）；
hm——冷凝器阻力（mH2O）（一般為5~10mH2O）；
hs——冷卻塔中水的提升高度（從冷卻塔盛水池到噴嘴的高差）（mH2O）；
ho——冷卻塔噴嘴噴霧壓力（mH2O），3-6mH2O。
制冷機(jī)房的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)步驟
六個(gè)步驟：
1、確定制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷
制冷機(jī)房的總冷負(fù)荷應(yīng)包括用戶實(shí)際所需的制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)的冷損失。
2、確定制冷機(jī)組類型
根據(jù)用戶使用要求、冷負(fù)荷及其全年變化、當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)等情況，比較制冷機(jī)房一次投資和全年運(yùn)行費(fèi)用，確定制冷機(jī)組類型，包括制冷方式、制冷劑種類、冷凝器冷卻方式等。其次，冷熱源設(shè)備的選用須按技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性等原則進(jìn)行比較后確定。
從提供相同冷量、消耗一次能源的角度來(lái)說(shuō)，電力驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)比吸收式制冷機(jī)能耗要低。但對(duì)當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張，或有現(xiàn)成的熱源，特別是有余熱、廢熱可利用的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先選用吸收式制冷機(jī)。
從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇電力驅(qū)動(dòng)冷水機(jī)組時(shí)，當(dāng)單機(jī)名義工況制冷量大于1758KW時(shí)，宜選用離心式冷水機(jī)組；當(dāng)制冷量在1054~1758KW時(shí)，宜選用螺桿式或離心式；當(dāng)制冷量在116~1054KW時(shí)，宜選用螺桿式；當(dāng)制冷量小于116KW時(shí)，宜選用渦旋式。
3、確定制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)工況
冷凝溫度（tk ）
以空氣為冷卻介質(zhì)：tk = t空氣進(jìn)口+（10-16）℃
以水為冷卻介質(zhì)：tk =t出水+（2-4）℃
蒸發(fā)溫度（t0 ）
以冷凍水、鹽水為冷媒：t0 =t冷媒－（2-3）℃
以空氣為冷媒：t0 =t送風(fēng)－（6-8）℃
4、確定制冷機(jī)組容量和臺(tái)數(shù)
設(shè)計(jì)制冷機(jī)房時(shí)，應(yīng)考慮建筑物全年空調(diào)負(fù)荷的變化規(guī)律和制冷機(jī)部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)特性，合理選擇機(jī)型、單機(jī)容量、臺(tái)數(shù)和全年運(yùn)行方式，以便提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行效率，從而降低年運(yùn)行費(fèi)用。
一般選擇2-3臺(tái)同型號(hào)的制冷機(jī)組，臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多。除特殊要求外，可不設(shè)置備用制冷機(jī)組。
5、設(shè)計(jì)水系統(tǒng)
確定冷凍水和冷卻水系統(tǒng)形式，選擇冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的規(guī)格和臺(tái)數(shù)，進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。
6、布置制冷機(jī)房
制冷機(jī)房
根據(jù)系統(tǒng)工藝流程，設(shè)備型式特點(diǎn)、操作維修等綜合因素考慮。
（1）主要通道、操作走道的寬度和壓縮機(jī)突出部分與配電盤之間均應(yīng)≥1.5m。
（2）非主要通道和操作走道寬度≥0.8m。
（3）壓縮機(jī)突出部分≥1m。
（4）壓縮機(jī)和設(shè)備距墻≥1.2m。
（5）臥式殼管式冷凝器及臥式殼管式蒸發(fā)器應(yīng)考慮清洗和更換管子的空間。
（6）壓縮機(jī)間或設(shè)備間其凈高一般不小于3.5-4.5m，應(yīng)考慮設(shè)備安裝時(shí)起吊高度。
（7）采用臥式殼管式蒸發(fā)器時(shí)，應(yīng)采用封閉式冷凍水系統(tǒng)。
（8）立式冷凝器設(shè)在機(jī)房外。
（9）各種儀表及控制器應(yīng)安裝在便于觀察和調(diào)節(jié)的位置上。對(duì)于船用制冷裝置，還應(yīng)考慮這些儀表的防振和防潮等問(wèn)題。
制冷機(jī)組與管道的保溫
管道和設(shè)備保溫層厚度的確定，要考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性。
最小保溫厚度：應(yīng)使其外表面溫度比最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度高2℃左右，以保證保溫層外表面不致有結(jié)露現(xiàn)象。
機(jī)房大小估算
以下僅供參考：
制冷機(jī)房（包括電制冷和直燃吸收式機(jī)房）、空調(diào)機(jī)房的位置在做方案時(shí)就需與設(shè)備專業(yè)一起研究，確定其面積和層高。可參考表1.3.2-1、表1.3.2-2。
空調(diào)機(jī)房的層高概略值表1.3.2-1
建筑物總建筑面積(m2)
主要空調(diào)機(jī)房層高（m）（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
建筑物總建筑面積（m2）
主要空調(diào)機(jī)房層高（包括冷凍機(jī)房、鍋爐房）
回水池、泵房、電氣室（包括變電室、發(fā)電機(jī)）
1000
4.0
4.0
15000
5.5
6.0
2000
4.5
4.5
20000
6.0
6.0
3000
4.5
4.5
25000
6.0
6.0
4000
5.0
5.0
30000
6.5
6.5
設(shè)備層中空調(diào)機(jī)房所占用的面積的概略值表1.3.2-2
建筑總面積（m2）
空調(diào)機(jī)房面積（m2）（一般概略值）
不同空調(diào)方式的空調(diào)機(jī)房面積（m2）
各層機(jī)組單風(fēng)道方式（定風(fēng)量、變風(fēng)量）（一般概略值）
單風(fēng)道方式加風(fēng)機(jī)盤管方式（一般概略值）
1000
70（7.0%）
75（7.5%）
3000
200（6.6%）
190（6.3%）
120（4.0%）
5000
290（5.8%）
310（6.2%）
200（4.0%）
10000
450（4.5%）
550（5.5%）
350（3.5%）
15000
600（4.0%）
750（5.0%）
550（3.7%）
20000
770（3.8%）
960（4.8%）
730（3.6%）
25000
920（3.7%）
1200（4.8%）
850（3.4%）
30000
1090（3.6%）
1400（4.7%）
1000（3.0%）
制冷機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的0.5%~1%；
熱交換站面積約占公共建筑總建筑面積的0.3%~0.5%；
鍋爐房面積約占公共建筑總建筑面積的1%左右；
空調(diào)機(jī)房面積約占公共建筑總建筑面積的的4%~6%；
而在分層面積上：500m2約要空調(diào)機(jī)房30m2；
（每層建筑面積）1000m2約要空調(diào)機(jī)房35~45m2；
2000m2約要空調(diào)機(jī)房45~55m2；
3000m2約要空調(diào)機(jī)房65~75m2。
2）制冷機(jī)房、直燃機(jī)房、空調(diào)機(jī)房的設(shè)置對(duì)建筑的要求：
① 制冷機(jī)房：
a． 有地下室時(shí)一般設(shè)在地下室，無(wú)地下室時(shí)設(shè)在一層，也有設(shè)在頂層的，但很少。
b． 在地下室中設(shè)在平面的幾何中心為好，這樣可以節(jié)省管網(wǎng)的投資和運(yùn)行的水泵能耗，因?yàn)楣艿蓝虅t系統(tǒng)阻力小，故水泵的揚(yáng)程低，耗能少。
c． 要靠近變配電站和水泵房。
d． 要考慮管網(wǎng)的出路。
e． 要有機(jī)器搬進(jìn)搬出的孔洞。
f． 制冷機(jī)房的高度要求（凈高）：
a）電制冷機(jī)房：大型h=4.5m；小型h=3.5m。
b）直燃機(jī)房：大型h=5m；小型h=4m。
② 直燃機(jī)房：
直燃機(jī)房的特殊要求：
因?yàn)槿細(xì)庥蟹阑鸱罒熞螅慈細(xì)庖?guī)范和防火規(guī)范的要求，其機(jī)房的位置應(yīng)當(dāng)符合以下要求：
a． 有直接對(duì)外的門窗。
b． 有通風(fēng)換氣。
c． 在地下室時(shí)有泄煙面。
③ 空調(diào)機(jī)房：
a．空調(diào)機(jī)房的樓板荷載為700~800kg/m2。
如：a．800m2的多功能廳，2×30000m3/h，機(jī)房面積50m2。
b. 辦公樓每1000m2約需50m2機(jī)房面積，占5%。空調(diào)機(jī)房應(yīng)當(dāng)放在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，不能把這個(gè)防火分區(qū)的機(jī)房，放在另一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)。
c. 空調(diào)機(jī)房在平面上與主要房間至少應(yīng)有一室之隔，為的是避免噪聲振動(dòng)給使用帶來(lái)無(wú)法解決的先天不足。
d. 空調(diào)機(jī)房的門應(yīng)為甲級(jí)防火隔聲門。
e. 管道井（風(fēng)管道井和風(fēng)道井，還有電纜井）：有一條很重要，就是燃?xì)夤艿啦辉试S設(shè)在管井里。一定要設(shè)時(shí)，要設(shè)單獨(dú)管井，還得做管井通風(fēng)。管道井約占總建筑面積的1%~2%。風(fēng)道井分為防、排煙管井，每個(gè)防煙樓梯間附近都得有1~2m2的防、排煙管井。
制冷機(jī)房設(shè)計(jì)（舉例）
制冷機(jī)房是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時(shí)又是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機(jī)房一般由冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、補(bǔ)水裝置、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。
1 制冷機(jī)房的位置選擇
制冷機(jī)房通常靠近空調(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)，規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)充分利用建筑物的地下室。對(duì)于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時(shí)，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開(kāi)獨(dú)立設(shè)置。
本建筑建有專門的制冷機(jī)房，故機(jī)組布置在專用機(jī)房?jī)?nèi)。
2制冷方式確定
(1)電力等一次能源充足時(shí)應(yīng)選擇電力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式制冷機(jī)組（能耗低于吸收式制冷機(jī)組）；當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張或有熱源可以利用，應(yīng)優(yōu)先選擇吸收式制冷機(jī)組（特別是有余熱廢熱場(chǎng)合）。
(2)從能耗、單機(jī)容量和調(diào)節(jié)等方面考慮，對(duì)于相對(duì)較大負(fù)荷（如2000kW左右）的情況，宜采用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組；選擇空調(diào)用蒸汽壓縮式冷水機(jī)組時(shí)，單機(jī)名義工況制冷量大于1758kW時(shí)宜選用離心式；制冷量在1054~1758kW時(shí)宜選用螺桿式或離心式；制冷量在700~1054kW時(shí)宜選用螺桿式；制冷量在116~700kW時(shí)宜選用螺桿式或往復(fù)式；制冷量小于116kW活塞式或渦旋式。
本工程建筑地有充足的電力供應(yīng)并且沒(méi)有特別的余熱廢熱利用場(chǎng)合所以不考慮采用蒸汽吸收式制冷機(jī)組，制冷量為510kW，故選用螺桿式制冷機(jī)組。
3 冷水機(jī)組的選擇
冷水機(jī)組是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，為整個(gè)系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個(gè)很重要的過(guò)程。
一般在選擇制冷機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素。
機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。
能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性。
對(duì)周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動(dòng)的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對(duì)周圍環(huán)境的危害程度；ODP值和GWP值要小。
運(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會(huì)效益好。
所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。
3.1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量
本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì)505.585kW，對(duì)其冷負(fù)荷附加至1.2。冷水機(jī)組的負(fù)荷為
Q=1.2×505.585=606.7kW
3.2 冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)
制冷機(jī)組一般以選用2~4臺(tái)為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺(tái)，較大型可選用3臺(tái)，特大型可選用4臺(tái)。機(jī)組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房?jī)?nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺(tái)自動(dòng)化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。
綜合考慮本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)冷水機(jī)組，每臺(tái)制冷量不小于304kW。
3.3 冷水機(jī)組的類型
冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。風(fēng)冷冷水機(jī)組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調(diào)制冷系統(tǒng)。故本設(shè)計(jì)采用水冷冷水機(jī)組。
螺桿式冷水機(jī)組還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長(zhǎng)；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10~100%范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，并可在無(wú)負(fù)荷條件下啟動(dòng)；對(duì)濕行程不敏感，當(dāng)時(shí)蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒(méi)有液擊的危險(xiǎn)；排氣溫度低，主要由油溫控制，對(duì)基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。
參考開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組的樣本，本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型號(hào)為30HXY110，其性能參數(shù)如下：
表1 30HXY110機(jī)組技術(shù)參數(shù)
制冷量(kW)
冷凍水流量(m3/h)
冷凍水壓降(kPa)
冷卻水流量(m3/h)
冷卻水壓降(kPa)
制冷劑
330
57
50
68
40
HCF-134a
4冷卻塔的選擇
冷卻塔是一種制冷系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的熱力設(shè)備，其作用是通過(guò)熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。一臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)一臺(tái)冷卻塔，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境對(duì)噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛。
中小型制冷劑的冷卻水量一般在65~500m3/h之間，在冷卻塔系列中屬于中等水量，而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式，故多選用逆流式冷卻塔。
因此本設(shè)計(jì)采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔放置在屋頂。
冷卻水量應(yīng)考慮1.1~1.2的安全系數(shù)。
冷卻水量：G=1.1×68=74.8 m3/h
根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出冷卻塔冷卻水量不小于74.8m3/h。據(jù)此參照連云港格林公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用型號(hào)為CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：
表2 CDBNL3-80逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù)
冷卻水量(m3/h)
風(fēng)量(m3/h)
進(jìn)水壓壓力(104Pa)
電機(jī)功率(kW)
直徑(m)
80
43400
3.03
2.2
2.5
5水泵的選擇
5.1冷凍水泵的選擇
泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇，對(duì)于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對(duì)應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)中有兩臺(tái)冷水機(jī)組，故選用三臺(tái)冷凍水水泵，兩用一備。單臺(tái)冷水機(jī)組的冷水量為57 m3/h考慮附加5%，則每臺(tái)泵的流量為
Q=1.05×57=59.85 m3/h
本設(shè)計(jì)中最不利環(huán)路的損失為65.6kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為50kPa，機(jī)房的損失為40 kPa，考慮附加10%，則水泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(65.6+50+40) =155.6 kPa
即泵的揚(yáng)程為15.56m水柱，參照xx泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的泵的型號(hào)為BYG80-125，兩臺(tái)使用，一臺(tái)備用，其技術(shù)參數(shù)如下：
表3 BYG80-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
65
17
70
5.5
2900
3.5
5.2冷卻水泵的選擇
冷卻水泵的臺(tái)數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對(duì)應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加5%~10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)程由冷卻水系統(tǒng)阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷卻塔積水盤水位(設(shè)置冷卻水箱時(shí)為水箱最低水位)至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需壓力組成，并附加5%~10%的富裕量。
本設(shè)計(jì)選用三臺(tái)冷卻水泵，兩用一備。單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為68 m3/h，考慮10%的附加，則每臺(tái)泵的流量為
Q=1.1×68=74.8 m3/h
冷卻水系統(tǒng)的阻力為40 kPa，冷凝器阻力為42 kPa，冷卻塔進(jìn)水壓力為31.5 kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為3.5m，考慮泵揚(yáng)程附加10%，則冷卻泵的揚(yáng)程為
H=1.1×(40+42+35.1+35)=152.1kPa
即15.21m水柱，參照XX泵業(yè)有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號(hào)為BYG80-125(Ⅰ)A，其技術(shù)參數(shù)如下：
表 4 BYG80-125(Ⅰ)A型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
88
16
74
7.5
2900
4.0
6補(bǔ)水定壓裝置的選擇
系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量為系統(tǒng)水容量的1%，系統(tǒng)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.40~0.55l/m2 ，空氣-水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.7~1.3。
全空氣系統(tǒng)取0.5，則水容量為
L=0.5×1485=742.5 L
空氣-水系統(tǒng)取1，則水容量為
L=1×8715=8715 L
系統(tǒng)補(bǔ)水量為
Q=9457.5×2%=189.15 l/h 即0.19 m3/h
補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的2.5~5倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時(shí)的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高30~50KPa。取補(bǔ)水量的4倍則補(bǔ)水泵的流量為
Q=4×0.19=0.76 m3/h
揚(yáng)程為
H=22.5+4=26.5 m
對(duì)于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為

式中，Vt——調(diào)節(jié)水量，取補(bǔ)水泵3min的水量
β——系數(shù)一般取0.65~0.85，
取β=0.7，則V=0.76/20/(1-0.7)=0.127 m3
參照XX設(shè)備有限公司的樣本，選取落地式膨脹水箱的型號(hào)為GSP0.8×1-40×2×3，其相關(guān)參數(shù)如下：
表5GSP0.8×1-40×2×3型落地式膨脹水箱參數(shù)
泵流量(m3/h)
泵揚(yáng)程(m)
調(diào)節(jié)容積(m3)
供水管徑
6.2
35
0.4
DN89
7 水處理設(shè)備的選擇
7.1 軟水器和軟化水箱
空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲(chǔ)存補(bǔ)水泵0.5~1.0h的水量。
根據(jù)補(bǔ)水量，參照XX設(shè)備公司的樣本，本設(shè)計(jì)選用的是SN-0.5A-BLL-T型全自動(dòng)軟水器，軟水流量為0.5m3/h。
軟化水箱儲(chǔ)存1.0h補(bǔ)水泵的水量則其容積為Q=0.76m3選用容積為1m3的水箱。
7.2 水處理儀
根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京XX暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號(hào)為YTD-150F的全自動(dòng)電子處理儀。
8熱交換設(shè)備選擇
8.1換熱器選擇
考慮到冬季供暖，采用換熱器對(duì)用戶進(jìn)行供熱。在空調(diào)工況條件下，采用熱媒為水溫60/50℃。供暖熱指標(biāo)按q=60W/m2計(jì)算，熱負(fù)荷為612kw。
流量計(jì)算：Q=Gc（t1-t2）
式中，G——通過(guò)換熱器被加熱水的流量，kg/s；
c——水的質(zhì)量比熱，4.2kJ/kg·℃；
t1、t2——流出和流進(jìn)換熱器的被加熱水溫度，℃。
按照公式(7-2)，G=612×3.6/4.2/10=52.46m3/h，熱源為電廠余熱提供的0.6mpa的過(guò)熱蒸汽。選擇xx生產(chǎn)的TS18板式換熱器兩臺(tái)，每臺(tái)最大流量為27m3/h。
8.2熱水泵選擇
熱水泵選擇原則同冷凍水泵的選擇，流量Q=1.05×27=28.35m3/h，揚(yáng)程為16m水柱。選用的泵的型號(hào)為BYG65-125，兩臺(tái)使用，一臺(tái)備用，其技術(shù)參數(shù)如下
表6 BYG65-125型水泵技術(shù)參數(shù)
流量(m3/h)
揚(yáng)程(m)
效率(%)
電機(jī)功率(kW)
轉(zhuǎn)速(r/min)
必需汽蝕余量(m)
32.5
17
65
3.0
2900
3.1
9除污器和水過(guò)濾器
在水系統(tǒng)中的孔板、水泵、換熱器的入口管道上，均應(yīng)安設(shè)過(guò)濾器，以防止雜質(zhì)進(jìn)入，污染或堵塞這些設(shè)備。本設(shè)計(jì)只對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵安設(shè)過(guò)濾器，采用常用的Y型過(guò)濾器，該中過(guò)濾器具有外形尺寸小，安裝清洗方便的特點(diǎn)，過(guò)濾器的尺寸與相應(yīng)的水泵入口的管徑相匹配。
也可采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的除污器，減壓穩(wěn)定閥前也應(yīng)裝設(shè)Y型過(guò)濾器，除污器和水過(guò)濾器的型號(hào)都是按連接管管徑選定，連接管的管徑應(yīng)于干管的管徑相同。
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