空調(diào)設(shè)計(jì)方案的確定和系統(tǒng)分區(qū)

空調(diào)設(shè)計(jì)方案的確定和系統(tǒng)分區(qū)?一、引言隨著人們生活水平的提高和對室內(nèi)環(huán)境舒適度要求的不斷增加，空調(diào)系統(tǒng)在各類建筑中得到了廣泛應(yīng)用。合理的空調(diào)設(shè)計(jì)方案對于確保室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、降低能耗以及提高建筑的整體性能至關(guān)重要。本文將詳細(xì)闡述空調(diào)設(shè)計(jì)方案的確定過程以及系統(tǒng)分區(qū)的相關(guān)要點(diǎn)。二、空調(diào)設(shè)計(jì)方案確定的前期準(zhǔn)備（一）建筑資料收集1.建筑平面圖、剖面圖及立面圖，了解建筑的空間布局、結(jié)構(gòu)形式以及各房間的功能和用途。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)資料，包括墻體、屋面、門窗的材料及保溫隔熱性能參數(shù)，這對于計(jì)算空調(diào)負(fù)荷有著重要影響。3.建筑物的朝向、周邊環(huán)境等信息，考慮其對空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，例如朝向會影響太陽輻射得熱，周邊環(huán)境可能存在熱源或污染源等。（二）使用功能與要求分析1.與業(yè)主或使用方溝通，明確不同區(qū)域的使用時間、人員密度、設(shè)備散熱等具體要求。例如，辦公區(qū)域通常人員密度較高，需要考慮充足的新風(fēng)供應(yīng)以保證人員的舒適度和工作效率；會議室等場所可能會有臨時的設(shè)備使用，需要預(yù)留一定的負(fù)荷余量。2.了解對室內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)的具體設(shè)定值，這是確定空調(diào)設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)。（三）氣象資料獲取收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，如室外空氣溫度、濕度、太陽輻射強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向等。這些數(shù)據(jù)用于計(jì)算空調(diào)的冷負(fù)荷和熱負(fù)荷，以及評估空調(diào)系統(tǒng)在不同氣候條件下的運(yùn)行情況。三、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算（一）計(jì)算方法選擇目前常用的空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法有諧波反應(yīng)法、冷負(fù)荷系數(shù)法等。根據(jù)建筑的特點(diǎn)和計(jì)算精度要求，選擇合適的計(jì)算方法。對于一些較為復(fù)雜的建筑，可能需要采用多種方法進(jìn)行對比計(jì)算，以確保負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確性。（二）負(fù)荷計(jì)算參數(shù)確定1.根據(jù)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)資料確定各項(xiàng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)等參數(shù)。2.結(jié)合人員密度、設(shè)備功率等使用功能要求，確定人員散熱、設(shè)備散熱等內(nèi)部得熱參數(shù)。3.考慮新風(fēng)負(fù)荷，根據(jù)不同區(qū)域的人員需求確定新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而計(jì)算新風(fēng)負(fù)荷。（三）詳細(xì)計(jì)算過程按照選定的計(jì)算方法，逐步計(jì)算各個房間或區(qū)域的冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。在計(jì)算過程中，要充分考慮各種因素的影響，如朝向不同導(dǎo)致的太陽輻射差異、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能等。計(jì)算結(jié)果應(yīng)詳細(xì)列出各項(xiàng)負(fù)荷的組成，以便后續(xù)進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)。四、空調(diào)系統(tǒng)形式選擇（一）常見空調(diào)系統(tǒng)形式介紹1.集中式空調(diào)系統(tǒng)：該系統(tǒng)通過集中的空氣處理設(shè)備對空氣進(jìn)行處理，然后通過風(fēng)道將處理后的空氣輸送到各個房間。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備集中，便于管理和維護(hù)，適用于大型建筑或空間較大、人員集中的場所。2.半集中式空調(diào)系統(tǒng)：包括風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)等形式。風(fēng)機(jī)盤管負(fù)責(zé)處理室內(nèi)局部負(fù)荷，新風(fēng)通過獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)送入室內(nèi)。這種系統(tǒng)靈活性較高，適用于多種類型的建筑，能較好地滿足不同房間的個性化需求。3.分散式空調(diào)系統(tǒng)：如分體式空調(diào)、多聯(lián)機(jī)空調(diào)等。它們直接安裝在各個房間內(nèi)，獨(dú)立調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。具有安裝方便、使用靈活的特點(diǎn)，適用于小型建筑或?qū)照{(diào)使用要求較為靈活的場所。（二）根據(jù)建筑特點(diǎn)和需求選型1.對于大型商業(yè)建筑、寫字樓等，考慮到空間較大且功能分區(qū)相對明確，集中式空調(diào)系統(tǒng)可能是較好的選擇。它可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的空氣處理和分配，便于整體控制和管理，能夠滿足較大的空調(diào)負(fù)荷需求。2.酒店、公寓等建筑，房間數(shù)量較多且功能多樣，風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)較為合適。每個房間可以根據(jù)自身需求獨(dú)立調(diào)節(jié)溫度，同時新風(fēng)系統(tǒng)能夠保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，且系統(tǒng)相對靈活，易于安裝和改造。3.小型辦公室、家庭住宅等，分散式空調(diào)系統(tǒng)具有安裝簡便、使用靈活的優(yōu)勢，能夠滿足不同房間的個性化空調(diào)需求，且投資相對較小。（三）綜合考慮因素1.初投資：不同空調(diào)系統(tǒng)形式的設(shè)備采購、安裝成本差異較大。集中式空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備集中，初投資相對較高，但對于大型建筑而言，可能在整體成本上更具優(yōu)勢；分散式空調(diào)系統(tǒng)單個設(shè)備成本較低，但多個房間安裝時總體初投資可能較高。2.運(yùn)行成本：包括能耗、維護(hù)費(fèi)用等。集中式空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行管理上較為集中，便于優(yōu)化運(yùn)行策略降低能耗，但系統(tǒng)較為復(fù)雜，維護(hù)成本可能較高；分散式空調(diào)系統(tǒng)單個設(shè)備能耗相對容易控制，但設(shè)備數(shù)量多，總體維護(hù)工作量較大。3.空間占用：集中式空調(diào)系統(tǒng)需要較大的機(jī)房空間來放置空氣處理設(shè)備；風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)占用空間相對較??；分散式空調(diào)系統(tǒng)基本不額外占用建筑空間，但室外機(jī)的安裝位置需要考慮。4.舒適性：不同系統(tǒng)形式在調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度、風(fēng)速分布等方面的效果有所差異，應(yīng)根據(jù)使用功能和人員對舒適度的要求進(jìn)行選擇。例如，對于對溫濕度控制要求較高的場所，集中式空調(diào)系統(tǒng)可以通過精確的空氣處理實(shí)現(xiàn)更好的控制效果。五、空調(diào)設(shè)備選型（一）空氣處理設(shè)備選型1.組合式空調(diào)機(jī)組：對于集中式空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算得到的空調(diào)負(fù)荷和新風(fēng)量等參數(shù)，選擇合適規(guī)格的組合式空調(diào)機(jī)組。要考慮機(jī)組的制冷量、制熱量、風(fēng)量、過濾段、加熱段、冷卻段、加濕段、除濕段等功能段的配置，以滿足不同季節(jié)和室內(nèi)環(huán)境的處理要求。2.風(fēng)機(jī)盤管：在風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)中，根據(jù)各個房間的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果選擇相應(yīng)型號的風(fēng)機(jī)盤管。風(fēng)機(jī)盤管的型號主要根據(jù)其名義制冷量、制熱量、風(fēng)量等參數(shù)來確定，同時要考慮其噪音水平、水阻力等性能指標(biāo)，以確保室內(nèi)環(huán)境的舒適度和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（二）冷熱源設(shè)備選型1.冷水機(jī)組：根據(jù)建筑的總冷負(fù)荷選擇合適的冷水機(jī)組。常見的冷水機(jī)組有壓縮式冷水機(jī)組（包括活塞式、螺桿式、離心式等）、吸收式冷水機(jī)組等。要綜合考慮機(jī)組的制冷效率、性能系數(shù)、部分負(fù)荷運(yùn)行能力、維護(hù)成本等因素。例如，離心式冷水機(jī)組適用于大型建筑，制冷效率較高，但部分負(fù)荷性能相對較差；螺桿式冷水機(jī)組性能較為平衡，適用于多種規(guī)模的建筑。2.鍋爐：對于需要供熱的建筑，選擇合適的鍋爐。根據(jù)供熱負(fù)荷和能源類型（如燃?xì)?、燃油、電等）來確定鍋爐的型號和規(guī)格。要考慮鍋爐的熱效率、環(huán)保性能、運(yùn)行穩(wěn)定性等因素。例如，燃?xì)忮仩t具有熱效率高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是目前較為常用的供熱設(shè)備。3.熱泵機(jī)組：熱泵機(jī)組結(jié)合了制冷和制熱功能，在一些對能源利用效率要求較高的建筑中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)建筑的冷熱負(fù)荷特點(diǎn)和能源條件，選擇空氣源熱泵、地源熱泵或水源熱泵等合適的熱泵機(jī)組。熱泵機(jī)組的選型要考慮其制熱量、制冷量、能效比、適用環(huán)境溫度范圍等因素。（三）其他設(shè)備選型1.水泵：包括冷凍水泵、冷卻水泵、熱水循環(huán)泵等。根據(jù)系統(tǒng)的流量和揚(yáng)程要求選擇合適的水泵型號。要考慮水泵的效率、噪音水平、振動情況等性能指標(biāo)，以確保水系統(tǒng)的正常運(yùn)行和節(jié)能效果。2.冷卻塔：用于冷卻冷水機(jī)組的冷卻水。根據(jù)冷水機(jī)組的冷卻水量和當(dāng)?shù)貧庀髼l件選擇合適規(guī)格的冷卻塔。要考慮冷卻塔的冷卻能力、噪音控制、水質(zhì)處理等因素。3.空調(diào)末端風(fēng)口：如送風(fēng)口、回風(fēng)口、新風(fēng)口等。根據(jù)房間的布局和氣流組織要求選擇合適的風(fēng)口形式和尺寸。風(fēng)口的材質(zhì)和表面處理要滿足室內(nèi)裝修的要求，同時要保證良好的通風(fēng)效果。六、空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)（一）分區(qū)原則1.功能分區(qū)：根據(jù)建筑的不同使用功能進(jìn)行分區(qū)，如辦公區(qū)、商業(yè)區(qū)、酒店客房區(qū)、會議室等。不同功能區(qū)域的人員密度、設(shè)備使用情況、對環(huán)境參數(shù)的要求等差異較大，需要分別進(jìn)行空調(diào)設(shè)計(jì)和控制。2.朝向分區(qū)：考慮建筑的朝向差異，將不同朝向的房間劃分為不同區(qū)域。例如，朝南的房間太陽輻射得熱較大，空調(diào)負(fù)荷相對較高，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行時可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.樓層分區(qū)：對于高層建筑，可根據(jù)樓層進(jìn)行分區(qū)。由于不同樓層的室外氣象條件和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱等情況有所不同，合理的樓層分區(qū)有助于優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，降低能耗。（二）分區(qū)方式及特點(diǎn)1.按樓層豎向分區(qū)特點(diǎn)：便于集中管理和控制，設(shè)備布置相對集中，有利于減少機(jī)房面積?？梢愿鶕?jù)不同樓層的負(fù)荷特點(diǎn)選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)形式和設(shè)備，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。但豎向分區(qū)可能會增加垂直風(fēng)道的占用空間，對于空間有限的建筑需要謹(jǐn)慎考慮。適用情況：適用于高層建筑，尤其是樓層數(shù)較多、負(fù)荷差異較大的建筑。2.按功能區(qū)域水平分區(qū)特點(diǎn)：能夠更好地滿足不同功能區(qū)域的個性化需求，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的空調(diào)控制。水平風(fēng)道相對較短，減少了風(fēng)道阻力和能量損失。但系統(tǒng)相對復(fù)雜，需要更多的空調(diào)設(shè)備和控制閥門，增加了初投資和維護(hù)成本。適用情況：適用于功能分區(qū)明確、各區(qū)域?qū)照{(diào)要求差異較大的建筑，如大型商業(yè)綜合體、醫(yī)院等。3.混合分區(qū)特點(diǎn)：結(jié)合了豎向分區(qū)和水平分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)建筑的具體情況綜合考慮多種因素進(jìn)行分區(qū)。既能滿足不同樓層的負(fù)荷特點(diǎn)，又能針對不同功能區(qū)域進(jìn)行個性化設(shè)計(jì)，提高空調(diào)系統(tǒng)的適應(yīng)性和運(yùn)行效率。適用情況：適用于功能復(fù)雜、樓層較多的大型建筑，如超高層寫字樓、綜合性酒店等。（三）分區(qū)后的系統(tǒng)協(xié)調(diào)1.冷熱源系統(tǒng)協(xié)調(diào)：根據(jù)分區(qū)情況合理分配冷熱源設(shè)備的負(fù)荷，確保冷熱源系統(tǒng)能夠穩(wěn)定高效運(yùn)行。例如，可以采用不同容量的冷水機(jī)組分別為不同區(qū)域供冷，通過優(yōu)化機(jī)組的啟停控制，提高能源利用效率。2.水系統(tǒng)協(xié)調(diào)：對于分區(qū)后的水系統(tǒng)，要保證各個區(qū)域之間的水力平衡。通過安裝平衡閥、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，調(diào)節(jié)水流量，使各個區(qū)域的空調(diào)末端設(shè)備能夠正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)流量不均導(dǎo)致的冷熱不均現(xiàn)象。3.風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)：在風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要考慮不同分區(qū)之間的氣流組織和壓力平衡。合理布置風(fēng)道，避免出現(xiàn)氣流短路、回風(fēng)不暢等問題。通過設(shè)置風(fēng)閥、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，調(diào)整風(fēng)量分配，確保各個區(qū)域的空氣質(zhì)量和舒適度。七、空調(diào)系統(tǒng)的控制與管理（一）控制策略制定1.溫度控制：根據(jù)室內(nèi)設(shè)定溫度，通過溫度傳感器反饋信號，自動調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)速、冷水機(jī)組的制冷量等，使室內(nèi)溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。2.濕度控制：對于對濕度要求較高的場所，通過濕度傳感器監(jiān)測室內(nèi)濕度，采取加濕或除濕措施進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，在夏季高溫高濕季節(jié)，可通過冷水機(jī)組的除濕功能或安裝獨(dú)立的除濕設(shè)備降低室內(nèi)濕度。3.風(fēng)量控制：根據(jù)房間的負(fù)荷變化和人員活動情況，自動調(diào)節(jié)送風(fēng)量。例如，在人員較少或負(fù)荷較低時，降低風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)速，減少能耗。4.設(shè)備聯(lián)鎖控制：確?？照{(diào)系統(tǒng)中各個設(shè)備之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，如冷水機(jī)組啟動前先啟動冷凍水泵和冷卻水泵，停機(jī)時順序相反，以保護(hù)設(shè)備安全。（二）節(jié)能控制措施1.智能控制系統(tǒng)：采用智能控制系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和優(yōu)化控制。通過數(shù)據(jù)分析，自動調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。例如，根據(jù)室外氣象條件和室內(nèi)負(fù)荷變化，自動調(diào)節(jié)冷水機(jī)組的運(yùn)行臺數(shù)和負(fù)荷率，使系統(tǒng)在部分負(fù)荷工況下運(yùn)行更加高效。2.能量回收裝置：在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置能量回收裝置，如全熱交換器、轉(zhuǎn)輪式熱交換器等，回收排風(fēng)的能量，用于預(yù)熱或預(yù)冷新風(fēng)，降低新風(fēng)處理能耗。3.分時分區(qū)控制：根據(jù)建筑的使用時間和功能分區(qū)，實(shí)施分時分區(qū)控制。例如，在辦公區(qū)域非工作時間，關(guān)閉部分空調(diào)設(shè)備或降低運(yùn)行參數(shù)，減少不必要的能耗。（三）運(yùn)行管理與維護(hù)1.建立運(yùn)行管理制度：制定詳細(xì)的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行操作規(guī)程、維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃等，明確操作人員的職責(zé)和工作流程，確?？照{(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2.定期維護(hù)保養(yǎng)：定期對空調(diào)設(shè)備進(jìn)行檢查、清潔、維修和保養(yǎng)，如清洗空氣過濾器、檢查風(fēng)機(jī)盤管的翅片、維護(hù)冷水機(jī)組的壓縮機(jī)等，保證設(shè)備的性能和效率。