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2021-08-11 08:42:44 | 分类:默认分类 | 标签:

暖通基本概念

供热(供暖)通风与空调工程专业(暖通)三大任务:

生活舒适-创造七度空间(室内环境)

温 度:冷与热;

湿 度:干噪与潮湿;新鲜度:氧气与二氧化碳;

洁净度:落尘与VOC,人员、大气、家俱及装修速度:风速与吹风感;

安静度:噪音振动;

梯 度:温度场的均匀性。

生命安全系统(火灾逃生通道安全辅助系统)防烟系统:楼梯间、前室、避难层、次安全区;排烟系统:走道、房间生产安全:粉、尘、湿、热、烟有毒有害气体;特殊设备环境:IT机房、冷冻施工。

暖通三大物质及三大动力设备

水往低处流->水往高处流->加泵(消耗电力1000℃)

热量从高温传向低温->热量从低温传向高温->加压缩机->热泵(消耗电力)。

暖通设计基础知识及估算资料汇总._1

变频多联机:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._2

暖通设计基础知识及估算资料汇总._3

  • 多联机系统结构:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._4


存在问题:

多联机系统最大只能做到48匹(制冷量120kW),负担建筑面积约1100m?,不能满足大型项目的要求,也不能满足大空间建筑的要求。

只能对空气进行降温(辅助除湿)与升温,更多的功能无法实现。

氟利昂(制冷剂)由其压力驱动,其作用半径有限,所服务的距离不够远。

解决问题:引入新的能量载体:水。

三大物质:

空气(风-流动的空气)

氟利昂(制冷剂);

水-能量的传递介质高温热水、蒸汽:90℃,130℃,200℃;

冷冻水:7℃,12℃;冷却水:32℃,37℃;

冰(雪霜):0℃。

三大动力设备:风机:驱动空气;水泵:驱动水循环;压缩机:驱动氟利昂。

暖通设计基础知识及估算资料汇总._5

三大物质能量交换关系图:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._6

四类空调主机原理简图:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._7

  • 空调系统:

冷水机组:水冷离心式(螺杆式)、风冷螺杆式、蒸汽LiBr吸收式、直燃LiBr吸收式;

热泵机组:风冷螺杆式、地源热泵、水源热泵;

锅炉:热水锅炉、蒸汽锅炉、电锅炉(规范要求蓄热);

冷却塔:开式、闭式、横流、逆流;

水泵:卧式、立式、端吸、双吸;

空调末端设备:风机盘管、柜式空气处理机组、组合式空气处理机组、冷辐射板。

  • 水泵等典型设备:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._8

  • 小型分散中央空调系统及设备:

变频多联机系统,分体空调,恒温恒湿机组。

暖通设计基础知识及估算资料汇总._9

  • 小型分散中央空调系统:专业接口

建筑:室外机平台及通风百叶、噪音;

结构:设备承重;

电气:电源(多联机送至室外机)、室内机控制面板

给排水:冷凝水排放路径。

  • 空调末端设备:

风机盘管(=风机+盘管),空气处理机组(“大风机盘管”)

暖通设计基础知识及估算资料汇总._10

  • 空调末端设备:专业接口

建筑:空调机房、进风百叶及风井、层高、防噪;

结构:设备承重(规范700kg/m?,实际约500kg/m?)、设备基础(条形、整体);

电气配电:(380V,风机盘管220V,配入照明系统)、弱电控制(温度、水阀、风阀);

给排水:冷凝水排放(地漏)、给水(加湿)、洗涤池(清洗过滤网)、喷淋系统。

新风+风机盘管系统空调机房面积(中低端办公室)

暖通设计基础知识及估算资料汇总._11

全空气系统系统空调机房面积(普通商业、超市)

暖通设计基础知识及估算资料汇总._12

全空气系统系统空调机房面积(会议、剧场、高端商业:组合式空调机组

暖通设计基础知识及估算资料汇总._13

  • 空调冷热源设备:

风冷热泵(风冷冷热水机组):

暖通设计基础知识及估算资料汇总._14

风冷热泵机组:专业接口

建筑:风冷热泵放置位置(屋顶、室外)、通风良好、防噪;

结构:设备承重(由暖通提资料)、设备基础(重量)、水管重量、隔振;

电气:配电(耗电量大,就近设变压器380V)、冬季制热耗电量稍大、弱电控制(BA、水系统);

给排水:凝水排放(冬季融霜)、给水(空凋补水)。

  • 水冷式冷水机组(离心式、螺杆式):

暖通设计基础知识及估算资料汇总._15

  • 地源热泵冷热水机组(离心式、螺杆式):

暖通设计基础知识及估算资料汇总._16

水冷式冷水机组及地源热泵机组:专业接口

建筑:冷冻机房(主机、空调循环水泵)、隔声防振;

地源热泵系统:室内埋管区域(地下室底板下、绿化地带、车行道下)

结构:设备承重(由暖通提资料)、设备吊装孔(机组一般设在地下室)及运输通道承重、水沟(建筑垫层?结构局部成沟)、设备基础(重量)、水管重量、隔振;

电气:配电(耗电量大,就近设变压器380V)、冷水机组为夏季季节性负荷、热泵机组为冬夏两季负荷、水泵配电、弱电控制(BA、水系统);

给排水:机房设集水井排水、给水(空凋补水);

水冷式机组:冷却塔补水(水量较大:循环水量的1.5%,单独的水泵及水位控制)。

  • 冷冻机房设备布置原则:

1、同类设备集中布置;

2、先大(主机、分集水器)后小;

3、重点考虑分集水位置,便于管线进出机房;

4、管线高低错落,机房内联络管线标高进退余地较大。

机房内设备最小净距要求:

机组与墙:1m;机组与配电柜:1.5m;

机组与机组及机组与其它设备:1.2m;

机组与其上方管道、烟道及电缆桥架:1m;

主要通道宽度:1.5m;

宜预留蒸发器与冷凝器同等长度的检修距离;

水泵间距如下表(建筑给排水设计规范3.8.14条):

暖通设计基础知识及估算资料汇总._17

机房内宜有检修水泵的场地,检修场地尺寸宜按水泵或电机外形尺寸四周有不小于0.7m的通道确定挂墙式配电柜和控制柜、靠墙安装落地式配电柜和控制柜前通道宽度不宜小于1.5m;

冷冻机房布置的三种典型平面:“日字型、目字型及L型”

暖通设计基础知识及估算资料汇总._18

暖通设计基础知识及估算资料汇总._19

暖通设计基础知识及估算资料汇总._20

冷却塔:水与空气直接接触换热

暖通设计基础知识及估算资料汇总._21

暖通设计基础知识及估算资料汇总._22

暖通设计基础知识及估算资料汇总._23

暖通设计基础知识及估算资料汇总._24

暖通设计基础知识及估算资料汇总._25

  • 冷却塔:专业接口

建筑:冷却塔安装位置(屋顶、室外绿化地带、建筑楼层内)、隔声;

结构:冷却塔重量(较重)、基础(重量等同冷却塔,依据甲方定购设备不同而异)、水管重量、隔振;

电气:配电、弱电控制(BA、水系统);

给排水:补水及水位控制。

  • 锅炉:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._26

负压锅炉:直燃LiBr(溴化锂)机组(燃气、油)电热水(蒸汽)锅炉。

暖通设计基础知识及估算资料汇总._27

建筑:锅炉房位置(首层、地下一层、屋顶、负压锅炉可设于地下二层)、泄爆口(锅炉房面积的10%,轻质-120kg/m?或玻璃顶)、两个安全出口(一个直接,另一个可间接)、烟囱管井。

结构:锅炉承重(由暖通提资料)、设备吊装孔及运输通道承重、水沟(建筑垫层?结构局部成沟)、基础(重量)、水管重量。

电气:燃气报警及联动系统。

给排水:气体消防或水喷雾消防系统、锅炉房设集水井排水、大型蒸汽锅炉房设排污降温水池。

暖通设计基础知识及估算资料汇总._28

  • 空调冷热源设备:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._29

室内末端的换热介质氟系统:VRV多联机系统,分体空调

水系统:制冷(热)主机、锅炉、城市冷热水管网提供空调冷热水室内热量排至室外介质(室外热量被吸入室内介质)

水冷式:室内空调末端->水->氟利昂压缩->水->冷却塔->大气->土壤

风冷式:室内空调末端->水->氟利昂压缩->风冷冷凝器->大气室内末端设备布置方式

集中式:空气处理机组集中设在空调机房内为一个或多个空间服务:商场(超市)、剧场、会议厅、宴会厅、机场候机厅人员多;甲A写字楼的办公室

分散式:新风机组集中设置,风机盘管系统分房间布置

典型系统举例:

风冷式氟系统:VRV系统(一般为分散式系统)

水冷式氟系统:水源VRV系统(一般为分散式系统),水冷恒温恒湿机组,水环热泵风冷式水系统:风冷热泵系统(可构成集中式或分散式系统)

水冷式水系统:水冷冷水机组+锅炉;地源热泵系统(可构成集中式或分散式系统)

暖通设计基础知识及估算资料汇总._30

  • 通风及防排烟系统

风机:离心式、轴流式、贯流式;高温型;单速、双速

风口:送风口与排烟口风阀:防烟阀(280℃)、防火

阀(70℃)、常开、常闭

通风系统自然通风:机械通风,全面通风、局部通风,平时通风、事故通风、人防通风(清洁式、滤毒式及隔绝式)。

防烟系统(加压送风系统、也称正压送风系统):

防烟楼梯间(不是封闭楼梯间)、前室(合用前室)、避难层、次安全区

排烟系统:自然排烟,机械排烟。

防烟楼梯间、前室(合用前室)、避难层内走道、房间、中庭

  • 采暖设备及系统分类

采暖热源炉:热水锅炉、蒸汽锅炉、电锅炉

市政热网:高温热水:70/130℃,低温热水:60/80℃,蒸汽:0~220℃

散热器采暖系统:热水采暖系统(80℃)、蒸汽采暖系统

地板采暖系统:低温热水(<50℃),电热采暖

暖通设计基础知识及估算资料汇总._31

暖通设计基础知识及估算资料汇总._32

  • 管线系统及管井需求

风管:空调送回管,回风管及新风管;排烟风管、排风管;进风管,加压送风管;烟囱(锅炉),排油烟管。

水管空调冷冻水、空调热水、冷却水、凝结水管;采暖热水管

蒸汽管:高压蒸汽管、低压蒸汽管

金属与非金属金属风管:镀锌钢板,不锈钢板,铝板

非金属风管:无机玻璃钢,玻璃棉板;金属水管:无缝钢管,镀锌钢管,不锈钢管

非金属水管:聚丙烯(PPR),聚乙烯(HDPE、PeRT、PVC),聚丁烯(PB)

有压与无压

有压:空调、采暖及冷却水水管,蒸汽管

无压:风管、凝结水管(排水管)

暖通设计基础知识及估算资料汇总._33

暖通设计基础知识及估算资料汇总._34



一、末端设备冷负荷指标



暖通设计基础知识及估算资料汇总._35

备注:

1、选择末端设备时其参数按照“中档”选取,并适当考虑末端设备的噪音对房间使用功能带来的影响:家装卧室尽量选用FP-102以下的盘管;办公室、酒店类新风机、吊柜均选择3000m3/h风量以下吊柜;商场选择5000m3/h风量以下吊柜。

2、新风机一般选择4排管,回风工况一般选择6排管,2000m3/h以上的空调器均应在出风端设置消声静压箱;6000m3/h以上的空调器出风端宜采用阻抗复合消声器,并在回风端安装消声静压箱。

3、注意当西晒、大玻璃窗、角部房间、顶层房间等的负荷变化。若四周为玻璃幕墙,则负荷为400w/m2及以上。

二、主机选型(负荷指标)



2.1办公楼:

(1)、空面小于5000m2,有新风,主机按照200w/m2来选取。没有新风,则可选180w/m2 (过道不算空调面积)。

(2)、空面大于5000m2,有新风,主机按照180w/m2来选取。没有新风,则可选170w/m2 (过道不算空调面积)。

2.2商场、餐饮、茶楼:

主机按照220-250w/ m2来选取,根据面积大小来取值,2000m2以上取下限。

2.3宾馆(纯客房):

(1)、空面小于10000 m2,有新风,主机按照180w/m2来选取。没有新风,则可选170 =w/m2 (过道均不算空调面积,已考虑使用系数)。

(2)、空面大于10000m2,有新风,主机按照160-170w/m2来选取。没有新风,则可选150-160w/m2 (过道均不算空调面积已考虑使用系数。)

(3)、空面大于20000m2,主机按照150w/m2来选取。(过道均不算空调面积,已考虑使用系数)。

2.4餐饮+客房:

主机负荷分别计算,可根据使用要求考虑或者不考虑同时使用系数,为了保证空调效果,同时使用系数不宜过低(≥70%)。

2.5建面与空面的关系:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._362.6负荷估算表(以上内容用表格表达):

暖通设计基础知识及估算资料汇总._372.7厂房:注:新风负荷一般取值为15-25w/m2。

1、根据温度要求,一般厂房取180~220~260~350w/m2,如厂房单层面积在4000m2以上;内区负荷小,取上限,如厂房单层面积小,可考虑中间值;如厂房为顶层,则需考虑下限值。

2、末端可选择喷射型空调机组或者风管+喷射风口的送风方式;若制热有要求,最好考虑底部回风。

三、水系统



1、主水管管径及流速参见水管阻力计算表;最不利环路300m以内,可按照0.04~0.05比摩阻选择,最不利环路300m~400m可按照0.03~0.04比摩阻选择;最不利环路>400m可按照0.02~0.03比摩阻选择;

2、一般情况均采用异程式;若楼层高度超过10层宜采用立管同程式,楼层主管到最不利环路超过100m,宜采用水平管同程式。

3、水系统压力:

3.1系统静压力应≤8kg,即主机到膨胀水箱的高度应小于80m;且在60~80m高度范围时,水泵为抽出式,即将水泵出口向末端系统打水,减小主机承压,可不分高低区。

3.2当层高在100m左右时,即系统静压10kg时,最好是将水系统分为高低区;高区需要预留板换机房,若高区没有地方设置板换,可考虑将板换设置在冷冻机房,板换二次侧压力偏大,但高区系统压力减小,主机压力减小。

4、水管的选材上:通常DN40及以下镀锌钢管;DN50~DN250以上为无缝钢管,DN300及以上为螺旋钢管。

5、凝结水系统:

(1)一般情况下,每1kW的冷负荷每小时产生约0.4kg左右的冷凝水,在潜热负荷较高时,每1kW冷负荷每小时产生约0.8kg冷凝水;

(2)通常,可以根据机组的冷负荷Q按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径:

末端制冷量Q(kW)

凝结水管公称直径

≤7

DN20

7.1~17.6

DN25

17.7~100

DN32

101~176

DN40

177~598

DN50

(3)凝结水应保证5‰的排水坡度,坡向排水端;

(4)若冷凝水管路较长,应加设通气孔;

(5)材料选用UPVC管。无需保温。

6、 DN250以上才考虑报冷却水的电子水处理仪。

DN150以上才考虑冷冻水的电子水处理仪。

7、注意是否安装电动二通阀、自力式压差平衡阀(只适合于变水量系统)等;

8、冷却塔的选择(估算):

机组制冷量(kcal/104)×系数 =冷却塔的水流量(T/m3)

水冷活塞式冷水机组:

系数为:3

水冷螺杆/离心式冷水机组:

系数为:3~3.5

直燃型冷水机组:

系数为:4~4.5

冷却塔的选择也可按照主机冷却水量×1.25~1.5的安全系数来选择;

噪音要求不高、或考虑经济性时,才可用圆塔。

冷却塔的性能比较


圆形逆流

方形逆流

方形横流

噪音

换热效果

较好

美观程度

占用空间

占地面积小

塔体高

占地面积小

塔体高

占地面积大

塔体低

价格

 9、水泵的选择:(除甲方要求外,一般不用备用泵)

(1)原则上一律选用管道泵,即立式泵。除非甲方有要求改动。流量大于400m3/h的采用立式双吸泵。

(2)扬程的确定:

对于闭式系统,水泵的扬程是根据空调水系统的最不利环路的阻力确定的。

扬程= 管道阻力+空调设备(制冷机组、空调器、风机盘管、阀门等)阻力

其中:管道阻力 = 局部阻力 + 沿程阻力=沿程阻力×1.3

空调设备阻力的估算值为:14~18 m

考虑到气蚀带来的水泵性能的下降,可以乘以1.1的安全系数;

综上,水泵扬程 = (14~18 m + 管段长度×沿程阻力×1.3)×1.1

注:沿程阻力在公司的水管流速技术资料查找

一般情况下:冷冻水泵扬程在25~28 m之间(考虑1.1~1.2保险系数)

冷却水泵扬程在25 m左右(考虑1.1~1.2保险系数)

(3)冷冻水泵流量的确定:

定水量系统:水泵流量 = 系统末端水流量×1.2

变水量系统:水泵流量 = 系统末端水流量×同时使用系数×1.2

(4)冷却水泵流量的确定:主机和塔水量的平均值。

(5)水泵的选择:根据以上所算出来的系统的扬程和流量选择水泵,原则上尽量使所选的水泵靠近所需要的实际值。若扬程高了,水量可以选小些;扬程低了,水量可以选高些;

6、膨胀水箱:

为保证膨胀水箱和水系统的正常使用,在机械循环系统中,膨胀水箱应接在水泵的吸入侧。水箱标高应至少高出系统最高点1米。

膨胀水箱的容积按以下原则估算:120KW(含)以下的小系统,不设置膨胀水箱。120~500KW的中型系统,设置水箱尺寸为:600*600*600,进水管在水箱中间高度;500KW以上大系统根据实际情况处理。     

同时也可由系统中的水容量和最大的水温变化幅度进行下式计算:

VP=α·△t·VS  m3

式中    VP―膨胀水箱有效容积,m3

α——水的体积膨胀系数,α=0.0006,L/ m3·℃

△t——最大的水温变化值,℃

VS——系统内的水容量(包括设备里和管道里的),m3

7、主机旁通设置:当没有设置二通阀时,按照末端流量选择水泵,流量比主机大30%以上时,需考虑安装旁通管,使通过主机的水流量基本与主机匹配。

8、当多台主机并联运行时,需考虑水泵与主机的匹配,并注意在主机上安装电动蝶阀,保证主机的流量。

9、冷却塔为多台并联安装时,请注意在冷却塔进出水管及主机进水管上安装电动蝶阀,保证主机流量及冷却水被及时冷却。

四、风系统



1、各场所送风速度推荐表:

应用场所

送风主管

送风支管

新风主管

新风支管

办公室

4~5

3~4

6~8

2~3

商  场

8~12

6~8

8~12

6~8

图书馆

4~5

3~4

6~8

2~3

大礼堂、戏院

4~5

3~4

6~8

2~3

餐  厅

6~8

4~6

6~8

4~6

KTV歌城

5~8

4~5

7~10

4~6

工业厂房

10~15

8~10

10~15

6~8

2、送风口风速:防雨百叶3.0~3.5 m/s;双层百叶2.5~3.0 m/s;散流器2.5~3.3m/s;(可根据房间进深、层高等做适当调整,高空间采用喷射风口射程可达到20m);回风口风速≤2.2m/s;

3、凡是有制热要求吊顶高度大于4m的场所,宜采用下送风;当高度大于6m且需制热时,必须采用喷射风口或旋流风口送风。

4、喷射风口参数表:

暖通设计基础知识及估算资料汇总._38

5、风冷热泵机组系统中风机盘管下送风口不选用散流器,宜选用双层百叶风口。

6、风管材质选用:设计中没有明确指定材料,我司内部设计时,选用保温复合风管。

7、新风量的确定:

民用建筑最小新风量(表9.1)

房  间  名  称

每人最小新风量(m3/h)

吸烟情况

影剧院、博物馆、体育馆、商店

8

办公室、图书馆、会议室、餐厅、舞厅、门诊部、普通病房

17

旅馆房间

30

少量

旅馆新风标准(表9.2)

房  间  类  型

新风量[m3/(h.人)]

客房:一级

≥50

二级

≥40

三级

≥30

餐厅、宴会厅、多功能厅:一级

≥30

二级

≥25

三级

≥20

四级

≥15

KTV厅、歌厅、舞厅

30

门厅、四季厅:一级

≥20

二级

≥10

写字厅:一级

≥20

二级

≥20

三级

≥10

四级

≥10

康乐设施

≥30

美容美发

≥30

办公主楼新风标准(表9.3)

房间类型

新风量[m3/(h.人)]

备注


推荐

最小


办公室:一般

25.2

18

少许吸烟

 个人

43.2

25.2

不吸烟

 个人

50.4

43.2

颇重吸烟

会议室

86.4

50.4

极重吸烟

董事会

86.4

50.4

极重吸烟

美容室

18

14.4

偶尔吸烟

饭店房间

50.4

43.2

重吸烟

百货公司

14.4

10.8

不吸烟

餐厅:自助式

21.6

18

颇重吸烟

餐厅

25.2

21.6

不得吸烟

银行

18

14.4

偶尔吸烟

8、商场、餐厅、宴会厅、多功能厅等发热量大、人员密集的场所,需注意过渡季节尽量用室外新风送风,保持室内空气新鲜的同时达到节能运行的目的(即可考虑过渡全新风运行;平时回风+新风汇合运行)。

9、排风系统:

9.1餐厅、大型会议室、多功能厅等场所,宜考虑排风系统,排除室内污浊空气,排风量安装新风的80~90%计算。

9.2排风系统管道超过40m,宜采用排风扇+排风风机的方式,排风机风量=所有末端风扇风量的和。

五、配电系统



1、风机盘管控制线(不带二通阀)ZRVV4×0.75mm2,(带二通阀)ZRVV6×0.75mm2,主线为3×2.5 mm2(根据盘管的数量、功率确定,一般15台以内);

2、主机电源线大小参照其电气参数或电线选型表格;

3、小、中型中央空调系统需配置独立的配电箱(包含末端总电源,水泵、主机电源);

4、大型中央空调系统需配置独立的配电柜(包含冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔、主机电源等,末端电源可以独立);

5、电线电缆载流量表:

5.1 BV型塑料绝缘电线穿塑料管敷设的载流量θn=70℃  (表1)

暖通设计基础知识及估算资料汇总._39

暖通设计基础知识及估算资料汇总._40

5.2电流、功率、导线换算表  (表22)                            

内容

三 相

单 相

额定电流

I=功率×2倍(A)

功率×5倍(A)

启动电流

I×(4~7)倍额定电流

I×2倍额定电流

空气开关

≥额定电流×1.25


铜芯线(35℃)

(1~2.5mm2)×(10~8)A

(4~10mm2)×(7~5)A



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