中央空調(diào)工程原理教程

中央空調(diào)工程原理教程第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日

主要介紹常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)原理及設(shè)備選型包括：水冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日空調(diào)常用單位換算

單位換算表

瓦(W)

公制馬力(PS)

英制馬力(HP)

千克力、米/秒(Kg.m/s)

英尺、磅力/秒(ft.lbf/s)

千卡/秒(kcal/s)

英熱單位/秒(BTU/S)

1

0.00136

0.00134

0.102

0.7375

2.389*10-4

9.478*10-4

735.5

1

0.985

75

542.4

0.175

0.6972

745.7

1.014

1

76.04

550

0.1781

0.707

9.807

0.0133

0.01315

1

7.232

0.00234

0.0093

1.356

0.00184

0.00182

0.138

1

3.24*10-4

1.29*10-3

4187

5.77

5.16

427

3088

1

3.968

1055

1.435

1.415

107.6

778.1

0.252

1

功、能和熱量單位換算表

焦(j)

千克力、米(kgf.h)

千瓦、小時(shí)(kw.h)

公制馬力、小時(shí)(PS、H)

英制馬力、小時(shí)(PS、H)

千卡(kcal)

英熱單位(BTU)

磅力、英尺(16f.ft)

1

0.102

2.778*10-7

3.723*10-7

3.723*10-7

2.389*10-4

9.48*10-4

0.7376

9.80665

1

2.724*10-6

3.704*10-6

3.653*10-6

2.342*10-3

9.295*10-3

7.233

3.6*106

3.671*105

1

1.36

1.341

859.9

3412

2.665*106

2.648*106

2.7002*105

0.7355

1

0.9858

632.4

2510

1.953*106

2.685*106

2.737*105

0.7457

1.014

1

641.6

2546.4

1.98*106

4186.8

426.935

1.163*10-3

1.581*10-3

1.558*10-3

1

3.968

3088

1055.06

107.6

2.93*10-4

3.984*10-4

3.93*10-4

0.252

1

778.2

1.3558

0.1383

3.766*10-7

5.12*10-7

5.05*10-7

3.24*10-4

1.285*10-3

1

制冷量單位換算表

瓦

千焦/時(shí)

千卡/時(shí)

美國冷噸

日本冷噸

新英國冷噸

英熱單位/秒(BTU/S)

(W)

(ki/h)

(kcal/h)

1

3.6

0.85985

2.843*10-4

2.5899*10-4

2.95*10-4

3.14119

0.2778

1

0.23885

7.8983*10-5

7.1942*10-5

6.6542*10-5

0.9478

1.163

4.1868

1

3.3069*10-4

3.012*10-4

2.786*10-4

3.9684

3516.9

12660.9

3024

1

0.91084

0.84246

1.2*104

3861.1

13900.2

3320

1.09788

1

0.92495

1.3175*104

4174.5

15028.1

3589.4

1.187

1.08117

1

1.4244*104

0.29307

1.05507

0.252

8.83*10-5

7.59*10-5

7.02034*10-5

第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷冷水機(jī)空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備有：（1）螺桿機(jī)組（單螺桿、雙螺桿）、離心機(jī)組（2）冷卻塔（3）冷凍水泵（4）冷卻水泵（5）補(bǔ)水泵（6）電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置（7）水過濾器、閥門、控制系統(tǒng)（8）膨脹水箱（9）末端裝置（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷機(jī)組外形結(jié)構(gòu)冷凝器蒸發(fā)器電控箱壓縮機(jī)第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷中央空調(diào)工程原理空調(diào)制冷系統(tǒng)，主要是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、和節(jié)流膨脹閥四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化與外界進(jìn)行熱量交換。在制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備；制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷凍水，以實(shí)現(xiàn)制冷；壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將制冷劑的熱量一起傳遞給冷卻水（冷卻塔）帶走。第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷螺桿機(jī)組水系統(tǒng)流程圖（一）第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷螺桿機(jī)組水系統(tǒng)流程圖（二）

第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷冷水機(jī)空調(diào)系統(tǒng)一、制冷主機(jī)的選擇

1.根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進(jìn)行空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算。

2.統(tǒng)計(jì)建筑空調(diào)總冷負(fù)荷。

3.大部分建筑需要考慮房間的同時(shí)使用率，一般建筑的同時(shí)使用率為70~80%，特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。

4.制冷機(jī)冷負(fù)荷為建筑空調(diào)總冷負(fù)荷與同時(shí)使用率的乘積。根據(jù)計(jì)算的制冷機(jī)冷負(fù)荷即可選擇制冷主機(jī)。

5.制冷主機(jī)須選擇兩臺或以上。制冷主機(jī)臺數(shù)可根據(jù)建筑業(yè)主和建筑所備機(jī)房情況進(jìn)行確定第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水冷螺桿機(jī)組機(jī)房接管第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日建筑物冷負(fù)荷估算指標(biāo)建筑物冷負(fù)荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送風(fēng)量l/sm2顯冷負(fù)荷總冷負(fù)荷辦公室中部區(qū)659510605周邊11016010606個(gè)人辦公室16024015608會議室1852703609學(xué)校教室1301902.5409圖書館1301906309自助餐廳1502601.53010公寓高層，南向110160102010高層，北向8013010209戲院、大會堂11026012012實(shí)驗(yàn)室150230105010圖書館、博物館9515010408醫(yī)院手術(shù)室1103806208公共場所5015010308第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日建筑物冷負(fù)荷W/m2逗留者m2/人照明

W/m2送風(fēng)量l/sm2顯冷負(fù)荷總冷負(fù)荷衛(wèi)生所、診所130200104010理發(fā)室、美容院11020045010百貨商店地下1502501.54012中間層1102003408藥店11021033010零售店1101602.54010精品店11016053010酒廳11032021712飯店房間8013010157公共場所11016010158工廠裝配室1502603.5459輕工業(yè)160260153010第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日二、水泵的選擇臥式離心泵立式離心泵1、水泵的主要形式第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日2、水泵型號含義SLS200–250-XX（揚(yáng)程）葉輪名義直徑泵進(jìn)出口公稱直徑SLS單級單吸立式離心泵第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日3、水泵選擇的步驟第一步：水泵流量的確定1.冷卻水流量：一般按照產(chǎn)品樣本提供數(shù)值選取，或按照如下公式進(jìn)行計(jì)算，公式中的Q為制冷主機(jī)制冷量L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163X(1.15~1.2)2.冷凍水流量：在沒有考慮同時(shí)使用率的情況下選定的機(jī)組，可根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的數(shù)值選用或根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算。如果考慮了同時(shí)使用率，建議用如下公式進(jìn)行計(jì)算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時(shí)使用率情況下的總冷負(fù)荷。L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日第二步：水系統(tǒng)水管管徑的計(jì)算

在空調(diào)系統(tǒng)中所有水管管徑一般按照下述公式進(jìn)行計(jì)算：L(m3/h)0.785x3600xV(m/s)D(m)=公式中：L----所求管段的水流量（第一步已計(jì)算出）V----所求管段允許的水流速

流速的確定：一般，當(dāng)管徑在DN100到DN250之間時(shí)，流速推薦值為1.5m/s左右,當(dāng)管徑小于DN100時(shí),推薦流速應(yīng)小于1.0m/s,管徑大于DN250時(shí)，流速可再加大。進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)該注意管徑和推薦流速的對應(yīng)。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日注意：一般，選擇水泵時(shí)，水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)比水泵所在管段的管徑小一個(gè)型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)為DN100。

目前管徑的尺寸規(guī)格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600水泵的選擇第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日第三步：水泵揚(yáng)程的確定以水冷螺桿機(jī)組為例：冷凍水泵揚(yáng)程的組成

1.制冷機(jī)組蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

2.末端設(shè)備（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為5~7mH2O；（據(jù)體值可參看產(chǎn)品樣本）

3.回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；

4.分水器、集水器水阻力：一般一個(gè)為3mH2O；

5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為7~10mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚(yáng)程為26~35mH2O，一般為32~36mH2O。

注意：揚(yáng)程的計(jì)算要根據(jù)制冷系統(tǒng)的具體情況而定，不可照搬經(jīng)驗(yàn)值！第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日水泵揚(yáng)程的選擇冷卻水泵揚(yáng)程的組成

1.制冷機(jī)組冷凝器水阻力：一般為5~7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2~3mH2O3.冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2~3mH2O4.回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；

5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為5~8mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚(yáng)程為17~26mH2O，一般為21~25mH2O。

補(bǔ)水水泵揚(yáng)程的計(jì)算：◆補(bǔ)水水泵揚(yáng)程為系統(tǒng)最高點(diǎn)距補(bǔ)水泵接管處的垂直距離和補(bǔ)水管路的沿程阻力損失和局部阻力損失。◆沿程阻力損失和局部阻力損失一般為3~5mH2O。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日4、水泵參數(shù)表（部分）型號流量揚(yáng)程（m）電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速（r/min）必需氣蝕余量（m）重量（kg）（m3/h）（L/S）SLS150-31514038.933.83014503.544020055.63226072.228SLS150-315A13136.429.52214803.536018951.92824367.524.5SLS150-315B12133.62518.514803.535017348.12422562.321

舉例：如果計(jì)算出系統(tǒng)水流量為160m3/h,則水系統(tǒng)管徑計(jì)算為DN200，所以水泵管徑選DN150，揚(yáng)程選為32mH2O，校核水泵參數(shù)表中流量和揚(yáng)程部分，選?。篠LS150-315型號的水泵。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日5、水泵并聯(lián)運(yùn)行情況水泵臺數(shù)流量流量的增加值與單臺泵運(yùn)行比較流量的減少1100/2190905%32516116%42843329%53001640%

由上表可見：水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，流量有所衰減；當(dāng)并聯(lián)臺數(shù)超過3臺時(shí)，衰減尤為厲害。故強(qiáng)烈建議：1.選用多臺水泵時(shí)，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調(diào)系統(tǒng)中水泵并聯(lián)不宜超過3臺，即進(jìn)行制冷主機(jī)選擇時(shí)也不宜超過三臺。

一般，冷凍水泵和冷卻水水泵的臺數(shù)應(yīng)和制冷主機(jī)一一對應(yīng)，并考慮一臺備用。補(bǔ)水泵一般按照一用一備的原則選取。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日三、冷卻塔的選擇1、冷卻塔的主要形式圓形逆流冷卻塔方形橫流冷卻塔當(dāng)然冷卻塔的分類形式還有很多種，在這里就不一一列舉了。第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日2、冷卻塔的結(jié)構(gòu)第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日3、冷卻塔設(shè)計(jì)選型

1、冷卻塔臺數(shù)與制冷主機(jī)的數(shù)量一一對應(yīng)，可以不考慮備用；

2、冷卻塔的水流量=冷卻水系統(tǒng)水量×1.2；

舉例：假設(shè)空調(diào)系統(tǒng)冷卻水量為160m3/h，那么冷卻塔的冷卻水量=160×1.2=192m3/h，根據(jù)就近原則，選擇冷卻塔參數(shù)表中冷卻水量為200m3/h的冷卻塔。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日四、電子水處理儀、水過濾器的選擇、閥門形式1、產(chǎn)品主要形式“Y”形過濾器電子水處理儀第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日2、電子水處理儀和過濾器的選擇

空調(diào)水系統(tǒng)中使用到的電子水處理儀和水過濾器一般都按照設(shè)備所在管段的管徑進(jìn)行選擇。冷卻水系統(tǒng)屬開式系統(tǒng)，必須使用電子水處理儀；冷凍水系統(tǒng)屬閉式系統(tǒng)，要求不是那么嚴(yán)格，可以在冷凍水系統(tǒng)管路中或膨脹水箱進(jìn)水管路中安裝電子水處理儀。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日3、閥門形式

閥門選擇根據(jù)管道需求及管徑設(shè)置。第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日五、全自動軟化水裝置的選擇當(dāng)工程所在地水質(zhì)較硬或是系統(tǒng)較大的時(shí)候，系統(tǒng)的循環(huán)水和補(bǔ)水最好是軟化水，該空調(diào)系統(tǒng)必須配置水軟化裝置，一般選用全自動軟化水裝置；全自動軟化水裝置的選用一般按照系統(tǒng)補(bǔ)水量進(jìn)行選擇。補(bǔ)水裝置可以根據(jù)實(shí)際情況來選（裝置小，系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間長；裝置大，系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間短）。工程圖片第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日七、膨脹水箱的選擇膨脹水箱一般按照冷凍水系統(tǒng)管路總水容量的2~3%選擇。一般，一萬平方米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為2~4立方。

注意：原設(shè)計(jì)圖紙的水系統(tǒng)要求動態(tài)平衡，若做不到，需要加裝動態(tài)平衡閥。第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日八、末端設(shè)備的選擇1、風(fēng)機(jī)盤管的選擇

風(fēng)機(jī)盤管有兩個(gè)主要參數(shù)：制冷（熱）量和送風(fēng)量，故有風(fēng)機(jī)盤管的選擇有如下兩種方法：（1）根據(jù)房間循環(huán)風(fēng)量選：房間面積、層高（吊頂后）和房間換氣次數(shù)三者的乘積即為房間的循環(huán)風(fēng)量。利用循環(huán)風(fēng)量對應(yīng)風(fēng)機(jī)盤管高速風(fēng)量，即可確定風(fēng)機(jī)盤管型號。（2）根據(jù)房間所需的冷負(fù)荷選擇：根據(jù)單位面積負(fù)荷和房間面積，可得到房間所需的冷負(fù)荷值。利用房間冷負(fù)荷對應(yīng)風(fēng)機(jī)盤管的高速風(fēng)量時(shí)的制冷量即可確定風(fēng)機(jī)盤管型號。確定型號以后，還需確定風(fēng)機(jī)盤管的安裝方式（明裝或安裝），送回風(fēng)方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。

對于一般的住宅和辦公建筑，房間面積在20m2以下，可選用FP-3.5,25m2左右的選用FP-5.0，30m2左右的選用FP-6.3,35m2左右的選用FP-7.1。房間面積較大時(shí)應(yīng)考慮使用多個(gè)風(fēng)機(jī)盤管，房間單位面積負(fù)荷較大，對噪音要求不高時(shí)可考慮使用風(fēng)量和制冷量較大的風(fēng)機(jī)盤管。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日2、空氣處理機(jī)的選擇

空氣處理機(jī)組主要用于處理室內(nèi)空氣和供新風(fēng)，一般有空調(diào)工況和新風(fēng)工況兩種工作狀態(tài)?？諝馓幚頇C(jī)組的選擇一般由三個(gè)主要參數(shù)決定：風(fēng)量、表冷器排管數(shù)和機(jī)外余壓。先根據(jù)系統(tǒng)需要的風(fēng)量確定空氣處理機(jī)組的型號，然后根據(jù)需要提供的冷量來決定其排管數(shù)，如此便可確定。根據(jù)系統(tǒng)需要的余壓要求確定余壓?？諝馓幚頇C(jī)組一般有吊頂式和落地式兩種。落地式包括立式和臥式兩種。另外機(jī)組的送回風(fēng)方式也有多不同。應(yīng)根據(jù)建筑情況和建筑業(yè)主要求進(jìn)行最終的確定。注意：空調(diào)工況的制冷（熱）量比新風(fēng)工況時(shí)要小。3、組合式空調(diào)機(jī)組的選擇（根據(jù)需要配置）第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日九、工程概算

1.設(shè)備費(fèi)（除膨脹水箱、軟化水箱、閥門管道和管件以外，全部為設(shè)備費(fèi)，設(shè)備費(fèi)的準(zhǔn)確度應(yīng)比合同最終簽訂價(jià)高8%~10%左右）。

2.設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)（運(yùn)輸、包裝費(fèi)等）一般取設(shè)備費(fèi)的1%~2%（根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)地和使用地的距離來確定）。

3.設(shè)備安裝費(fèi)：一般取設(shè)備的5%~8%，（除散件設(shè)備，如：冷卻塔的安裝費(fèi)：取冷卻塔設(shè)備費(fèi)的10%~15%）。

4.設(shè)備運(yùn)行調(diào)試費(fèi)：一般取設(shè)備費(fèi)的0.5%~1%。

5.管道制作、安裝、保溫等費(fèi)用，一般為設(shè)備費(fèi)的20%~40%。（根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度來確定）。

6.電氣費(fèi)、土建費(fèi)用（應(yīng)另行計(jì)算）。

7.工程設(shè)計(jì)費(fèi)，取以上所有費(fèi)用合計(jì)的2.5%~3%。

8.工程的其他費(fèi)用（包括各種稅費(fèi)、工程臨時(shí)設(shè)施費(fèi)、冬雨季施工費(fèi)、利潤等），一般取以上所有費(fèi)用合計(jì)的5%~8%。上述所有費(fèi)用之和即工程總造價(jià)。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日

一般，使用水冷冷水機(jī)組，末端為風(fēng)機(jī)盤管沒有新風(fēng)的情況下，建筑空調(diào)造價(jià)為200元/m2左右，末端為風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的為250元/m2左右。使用風(fēng)冷冷水機(jī)組，末端為風(fēng)機(jī)盤管沒有新風(fēng)的情況下，建筑空調(diào)造價(jià)為300元/m2左右，末端為風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的為350元/m2左右。或者按RT計(jì)算：水冷大概在5500元/RT,風(fēng)冷大概在7500元/RT.第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備有：（1）風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組（2）冷凍水泵（3）補(bǔ)水泵（4）電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置（5）水過濾器、閥門、控制系統(tǒng)（6）膨脹水箱（7）末端裝置（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）

第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日風(fēng)冷螺桿式冷熱水機(jī)組第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日風(fēng)冷螺桿主機(jī)工程第36頁，共39頁，2023年，2月20日，星期日風(fēng)冷熱泵中央空調(diào)工程原理空調(diào)制冷系統(tǒng)，主要是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、和節(jié)流膨脹閥四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化與外界進(jìn)行熱量交換。在制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備；制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷凍水，以實(shí)現(xiàn)制冷；壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；冷