空調風系統:
風管分類及規格:
(1)按制作材料分
①金屬風管:普通鋼板風管、鍍鋅鋼板風管、彩色涂塑鋼板風管、不銹鋼風管、鋁合金板風管等。
②非金屬復合風管:無機玻璃鋼風管、波鎂風管、酚醛風管、聚氨酯風管、玻璃纖維風管、硬聚乙烯風管等。
③土建風道:磚砌、混凝土風道(空調不提倡)
(2)按工作壓力分
①低壓:P≤500Pa,接縫和接管連接處嚴密。
②中壓:500<P≤1500Pa,接縫和接管連接處增加密封措施。
③高壓:P>1500Pa,所有拼縫和接管連接處增加密封措施。
(3)按斷面形狀分
①圓形:節省管材,水力條件好。
②矩形:與建筑配合方便;寬高比不大于4,最大不應超過10。
注意:消防要求:不燃或難燃。
風管規格:
①標準;②特點:節省、閥門配件;③非標。
風管閥門及附件
風管閥門:
(1)常用閥門:插板閥、蝶閥、多葉調節閥等
(2)在風系統中的作用
①關斷作用:插板閥、蝶閥、多葉調節閥等
②調節作用:
一次調節作用:用于初調節風量平衡;
經常性調節:如,用于新、回風比調節;
③特殊作用:止回閥、防火閥(70℃、280℃)等。
注意:一般有控制要求或位置操作不便的采用電動閥。
局部構件:
(1)彎頭:
(2)三通:
(3)變徑
風系統布置:
布置原則:
(1)盡量簡短:作用半徑一般宜控制50-80m內。
(2)盡量減少局部阻力構件
(3)有利于阻力平衡
常見布置形式:
(1)形式一:
2)形式二:
(3)形式三:
風系統設計要點:
(1)控制合理的寬高比
①有利于水力條件;②有利于建筑層高的要求
(2)減少局部阻力措施
①盡量用阻力小的局部構件;②合理的變徑。
(3)正確的風機進口連接
(4)正確使用風管軟接
①位置:風機進出口;②長度:150-200mm。
(5)風管風速:①噪聲控制要求:風管6-8m/s,支風管:3-5m/s,是限值; ②風速宜沿途降低。
(6)阻力平衡措施:①風管布置有利于風量平衡;②正確設置風量調節閥、定風量閥。
(7)合適的水力計算方法
風道保溫
(1)保溫部位:
①空氣處理后的風管:空調送風管、新風管;
②回收室內空氣能量的風管:空調回風管、排風管。
(2)保溫材料
①泡沫塑料類:如,橡塑(難燃B1級)等;
②無機纖維類:如,玻璃棉(不燃)等。
(3)保溫厚度
①計算原則:防結露、經濟技術、允許熱損失
②計算方法:平板傳熱
③GB50736-2012表K.0.4-1空調風管絕熱層最小熱阻。
《公建節能設計標準》對風系統的要求
(1)熱回收
①送風量大于等于3000m3/h的直流式系統,且新風與排風溫差大于等于8℃。
②設計新風量大于等于4000m3/h的空調系統,且新風與排風溫差大于等于8℃。
(2)風道:空調系統不應設計土建風道作為空調送風和經過處理的新風。不得已采用土建風道時,應采取可靠的防漏風和絕熱措施。
(3)風管絕熱層最小熱阻:①一般空調風管:0.74m2K/w;②低溫風管:10.8m2K/w。
(4)風機單位風量耗功率:WS=P/(3600ηt)
P:風機全壓ηt:風機效率(總)
空調水系統:
(1)冷(熱)水系統:為空氣處理設備提供冷(熱)量。
(2)冷卻水系統:為水冷式冷水機組的冷凝器提供冷卻水。
(3)冷凝水系統:排放對空氣冷卻減濕處理產生的凝結水。
空調冷(熱)水系統:
(1)按循環方式分:開式系統、閉式系統。
(2)按供回水制式(管數)分:2管制、3管制、4管制系統。
(3)按供回水管路布置形式分:同程式、異程式系統。
(4)按運行調節方法分:定流量系統、變流量系統。
(5)按水泵配置方式分:一級泵系統、多級泵系統(一般多為二級泵系統)。
冷熱水參數:
(1)《暖通》規范(GB50736-2012-8.5.1條)規定:
①冷水機組直接供冷:空調冷水供水溫度不宜低于5℃,供回水溫差不應小于5℃;
②蓄冷空調:空調冷水供水溫度及供回水溫差應根據蓄冷介質、蓄冷方式分別確定。
③溫濕度獨立控制系統:擔負顯熱的冷水機組的空調供水溫度不宜低于16℃;當采用強制對流末端設備時,供回水溫差不宜低于5℃。
④蒸發冷卻或或天然冷源:空調供水溫度應根據當地氣候條件和末端設備的工作能力合理確定;當采用強制對流末端設備時,供回水溫差不宜低于4℃。
⑤采用輻射供冷末端設備:供水溫度應以末端設備表面不結露為原則確定,供回水溫差不宜小于2℃。暖通南社
⑥采用市政熱力或鍋爐供應的一次熱源通過換熱器加熱的二次空調熱水時,其供水溫度宜根據系統需求和末端能力確定,對于非預熱盤管,供水溫度宜采用50-60℃,用于嚴寒地區預熱時,供水溫度不宜低于50-60℃,嚴寒地區不宜小于15℃,夏熱冬冷地區,不宜小于10℃。
⑦采用直燃式冷(溫)水機組、空氣源熱泵、地源熱泵等作為熱源時,空調熱水供回溫度和溫差應按設備要求和具體情況確定,并應使設備具有較高的供熱性能系數。
⑧采用區域供冷系統時,供回水溫差應符合本規范8.8.2條。
(2)工程常用水溫
①冷水:7/12℃,5/10℃(多級換熱用),5/13℃(大溫差)。
②熱水:60/50℃,45/40℃(熱泵類機組)。
空調冷(熱)水系統形式:
(1)開式與閉式
①開式:水泵揚程高,能耗大;循環水易受污染;容易引起水擊;回水箱具有一定的蓄冷能力;不提昌采用。
②閉式:水泵揚程低,能耗小;循環水不易受污染;容易引起水擊;提昌采用。
(2)2管制、3管制、四管制、分區2管制
① 2管制:
不能同時供冷供熱,供冷供熱需工況轉換。
系統簡單,節省投資。
GB50736-2012規范規定:當建筑物所有區域只要求按季節同時進行供冷供熱轉換時,應采用兩管制。
是工程上廣泛應用的基本形式。
② 3管制:可實現同時供冷供熱,但有冷熱混合損失,能耗大,控制復雜,目前工程上基本不使用。
③ 4管制:可實現同時供冷供熱,沒有冷熱混合損失。
初投資大,管路多,系統復雜。
GB50736-2012規范規定:供冷供熱工況轉換頻繁或需同時使用時,宜采用4管制。
適合內區較大或建筑使用標準較高的建筑,如5星級酒店。(注意不要濫用)
④分區2管制:按建筑物空調區域的負荷特性將空調水路分為冷水和冷熱水合用的兩種2管制系統,對于全年需供冷的區域,采用2管制單冷系統,其余區域采用冷熱轉換2管制系統。
(3)同程與異程
(4)一級泵定流量與變流量系統
① 一級泵定流量系統
負荷側:末端設電動三通閥控制盤管流量從而控制房間溫度,系統流量不隨負荷變化。
冷源側:進入冷水機組蒸發器水流量不變。
②一級泵變流量系統(負荷側變流量,冷源側定流量)
負荷側:末端設電動二通閥控制盤管流量從而控制房間溫度,系統流量隨負荷變化。
冷源側:進入冷水機組蒸發器水流量不變。
壓差旁通控制:
恒定供回水總管上的壓差。
確保進入蒸發器水流量不變。
旁通管設計流量:取單臺最大冷水機組額定流量。
臺數控制。關于壓差設定值。
③一級泵變流量系統(負荷側變流量,冷源側變流量)
冷源側變流量:水泵變頻;
關于冷水機組蒸發器水流量的減少;水泵的變頻控制。
(4)二級泵變流量系統
承壓與分區:
(1)承壓
①系統最高壓力點(水泵出口壓力)
系統靜止:PA=ρgh
系統運行瞬間:PA=ρgh+P
系統正常運行時:PA=ρgh+P-Pd
ρ:水的密度,kg/m3
Pd:水泵出口動壓,Pa
P:水泵全壓,Pa
②設備承壓能力
冷水機組(水側):普通:1.0MPa;加強:1.7MPa;
特加強:2.0MPa。
風機盤管:1.6MPa;
水泵,填料密封:1.0MPa;機械密封:1.6MPa。
管材:低壓管道:2.5MPa,中壓管道:4-6.4MPa;
低壓閥門:1.6MPa,中壓閥門:2.5-6.4MPa。
(2)分區:
①按承壓能力分
豎向分區原則:建筑總高度≤100m時, 豎向可以不分區,水泵宜設在機組的出口;
建筑總高度>100m時,為降低機組承壓, 豎向分區宜分區。
②分區方式:
補水定壓:
(1)高位膨脹水箱
作用;位置;連接點(定壓點)。
容積計算:VP=βV0
V0:系統水容量(L);
β:計算系數,β=(1/ρ2-1)
ρ2:運行水溫下的密度kg/m3
單位建筑面積系統水容量(L/m2)
(2)定壓罐定壓
(3)補水泵、補水箱設置及計算
①補水泵臺數:一般設2臺,平時運行1臺,初期補水和事故補水時運行2臺;
②補水泵流量:補水泵的設計小時總流量按系統水容量的5-10%確定;
③補水泵揚程:補水點壓力+(30-50)kPa;
④補水泵補水點:宜設在水泵的吸入段;
⑤補水箱容積:按補水泵0.5-1.0h水量。
設計要點:
(1)水泵
①冷熱水泵是否分開?
②臺數:一次泵系統,宜按一機對一泵配置,一般可不設備用泵;
③主機和水泵之間的連接方式。
(2)水力計算:
①任務:根據流量、比摩阻確定管徑,計算系統壓力損失。
②計算流量問題:以額定流量計算,可能總流量大于水泵流流量,怎么辦?
③比摩阻:一般控制在100-300Pa/m;
④水力平衡措施
《暖通》規范規定:并聯環路壓力損失差額不應大于15%;不滿足時的措施:
同程管路布置、調整管徑、加設閥門;
平衡閥應用:靜態平衡閥、動態平衡閥、動態平衡電動調節閥。
空調冷卻水系統:
冷卻塔:
(1)常用類型
①按原理:逆流式、橫流式、蒸發式(閉式)、噴射式;
②按噪聲:標準型、低噪聲型、超低噪聲型;
③按集水池深度:普通型、集水型;
④按形狀:圓形(逆流)、方形(逆流、橫流);
⑤按水溫:標準型、中溫型、高溫型。
(2)設置
①位置:屋頂、地面。
②要求:通風良好;噪聲不影響環境;積水盤應高于系統管路;多塔并聯積水盤水位高度應一致。
系統形式:(1)開式;(2)閉式。
主要設備選型:
(1)冷卻塔
①臺數:一般一機對一塔。
②排熱量計算:冷凝熱:制冷量+功率。
③冷卻水溫確定;④風量計算;⑤一般選型;⑥關于濕球溫度。
(2)冷卻泵
①工作方式:灌入式;
②配置:一般,一機對一塔対一泵;
③選型:
流量:可取冷水機組額定冷卻水量;
揚程:冷凝器阻力+塔體楊程+噴嘴壓力+管路阻力。
其它:
(1)配管:出水管一般比進水管大一號。
(2)補水
(3)控制:①臺數;②水溫;③風機。
空調冷凝水系統配管:
(1)排放形式及管路布置
①排放形式:重力排放,一般水平干管坡度0.003-0,005;
②為減小坡降,一般水平干管控制在30m內。
(2)排放地點:室外檢查井、屋頂、衛生間地漏等,但不能直接與污水系統直接相連,應采取隔斷措施,如存水彎、水封等。
(3)管徑確定
按冷負荷估算,估算指標詳見《措施》09。
管材及閥門附件、管道保溫
管材與連接方式:
(1)焊接鋼管
①鍍鋅鋼管:
規格:詳國標,一般DN15-150
連接方式:絲扣連接、溝槽連接、法蘭連接。
②非鍍鋅鋼管:縱焊縫、螺旋焊縫
規格:詳國標,DN500以上螺旋焊縫。
連接方式:DN<=40,絲扣連接,DN>40焊接連接。
③無縫鋼管
規格:詳國標,一般DN15-500。
連接方式:方式:焊接。
閥門附件:
(1)關斷作用:閘閥、截止閥、蝶閥、球閥等。
(2)調節作用:壓力調節閥、流量調節閥。
(3)控制與調節作用:
壓差控制閥、流量控制閥、電動二通調節閥、電動三通調節閥、溫控閥等。
(4)平衡作用:靜態平衡閥、動態平衡閥、動態平衡電動調節閥
(5)特出作用:浮球閥、止回閥、減壓閥、疏水閥、自動排氣閥等。
(6)其它附件:溫度計、壓力表、軟接;過濾器、除污器。
管道保溫:
(1)保溫管道:空調冷熱水管、冷凝水管。
(2)保溫材料
①要求:導熱系數;密度;吸水性;強度;防火。
②常用材料:橡塑、玻璃棉等。
(3)保溫厚度
①計算原則:外表面不結露、經濟厚度。
②計算方法:參見《設備與管道保冷設計導則》GB/T8175
③厚度確定:參見《暖通》、《節標》
(4)保溫結構:
①保護層:鋁箔、鋁皮、鍍鋅鐵皮、玻纖布+防火涂料。
②防潮層;③保溫層。
水處理:
(1)冷(熱)水系統
①處理目的:防垢、防銹
②處理方法:
化學方法:鈉離子交換法,除去水中鈣鎂粒子。
物理方法:電子除垢器、電子全程水處理器等。
(2)冷卻水:
①處理目的:防垢、防銹、殺菌、除藻。
②處理方法
化學方法:加藥。
物理方法:電子除垢器、電子全程水處理器等。
空調系統運行調節、節能:
全年的運行調節:運行調節目的、任務:保證室內設計參數、節能。
室外空氣狀態變化時的運行調節
(1)方法:根據室外空氣參數的特點,在i-d圖上劃分若干個氣象區域,不同的區域采用不同的空氣處理方案(處理方案稱空調工況,區域稱為工況區)。
(2)一次回風系統運行調節方案
①氣象分區:如下圖。
②調節方案(全年均有冷負荷)
Ⅰ區:(iW>iN)
空氣處理:
溫度調節:調表冷器流量
濕度調節:不調節
新風量:最小新風比
Ⅱ區:(iW≤iN,tN>tS)
空氣處理:
溫度調節:表冷器流量
濕度調節:調新風比。
新風量:全新風或加大m%。
Ⅲ區:(tN≤tS,且tN>t4)
空氣處理:
溫度調節:調新風比
濕度調節:調噴蒸汽量
新風量:≥最小新風量
Ⅳ區:(iW≤iN,tN>tS)
空氣處理:
溫度調節:加熱器流量
濕度調節:調噴蒸汽量
新風量:最小新風量
消聲減震:
噪聲源及室內噪聲標準
通風空調系統噪聲源:
(1)噪聲分類
①空氣動力噪聲:由空氣振動而產生,如空氣流動產生渦流、發生壓力突變引起的擾動產生的噪聲。
②機械性噪聲:由固體振動產生。
③電磁性噪聲:由電機空隙中交變力相互作用而產生。
(2)空調系統噪聲源
①風機運轉產生的噪聲:頻率范圍200-800HZ,中低頻。
空氣動力噪聲:渦流、撞擊噪聲、葉片回轉噪聲;機械性噪聲。
②其它氣流噪聲。
風管內氣流引起的管壁振動;
氣流遇到障礙物(閥門、彎頭)產生喘流引起噪聲;
風口風速過高產生的噪聲;
入射到風管內的其它噪聲。
(3)噪聲傳遞
①沿風管、圍護結構不嚴密處傳入室內。
②通過基礎、圍護結構、風道壁傳入室內。
(4)噪聲疊加
室內允許噪聲標準:
(1)噪聲評價曲線(NR):詳見《建筑環境學》
(2)室內允許標準
參見《民用建筑隔聲設計規范》、其它相關規范要求。
(3)A聲級(LA)與評價曲線號的換算
噪聲標準一般給出A聲級(LA)與NR曲線號,兩者換算:LA=NR+5(dB)
消聲設計:見南社百科相關課件。
風機噪聲計算:
(1)風機聲功率計算:
①估算公式;②經驗公式。
(2)風機各頻帶聲功率級計算。
空調系統的噪聲衰減:
(1)直管段的噪聲自然衰減
(2)彎頭的自然噪聲衰減
(3)三通、變徑管噪聲的自然衰減
(4)風口反射噪聲的衰減
(5)房間的噪聲自然衰減
消聲器:
(1)阻性消聲器:消聲頻帶:中高頻
(2)抗性消聲器:消聲頻帶:中低頻
(3)共振型消聲器:消聲頻帶:中低頻
(4)阻-抗復合消聲器:消聲頻帶:全頻帶
(5)消聲彎頭
(6)消聲靜壓箱
消聲設計程序:
(1)根據房間用途確定噪聲允許標準
(2)計算風機聲功率級
(3)計算噪聲自然衰減
隔振:
(1)需要隔振的設備:各種有運動部件的設備:
①風機、空調機組;②水泵;
③制冷機組、鍋爐等。
(2)隔振方式:
①設備與基礎之間:彈簧隔振器、橡膠隔振器。
②吊裝設備:彈性吊架、彈簧吊架。
管路隔振:
(1)水泵、冷水機組、風盤、空調機組與水管采用柔性接頭。
(2)風機進出口采用柔性接頭。
(3)管路采用彈簧或彈性支架。
機房降噪與隔聲:
(1)吸聲降噪;(2)機房隔聲;
(3)機房外設備的噪聲控制:
①盡量選用低噪聲的設備;
②選擇合理的設備位置;
③采用隔聲屏。
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