中央空调设计安装.ppt
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1、中中 央央 空空 调调 培培 训训 资资 料料 系统设计及安装系统设计及安装 前言 空调工程作为一门应用性学科已越来越普及与提高。随着国民经济的飞速发展,空气调节技术已是保证室内良好环境的一种必不可少的手段,空调系统的好坏与前期的工程设计、安装有着直接的关系,并对室内使用效果及运行的经济性有重要影响。经济的发展使从事空调系统设计、安装及维护的人员越来越多,怎样才能保证工程在设计、安装过程后系统能运行稳定、经济节能。在此,结合本人一些经验,谈谈中央空调风、水系统在设计与安装方面的注意要点,不足之处请予以指正。第一部分 空调系统分类选择一、按空气处理设备的设置情况分类二、按负担室内负荷所用的介质分
2、类三、按风管中空气流速分类四、按处理空气的来源分类五、空调系统的选择一、按空气处理设备的设置情况分类一、按空气处理设备的设置情况分类 按空气处理设备的设置情况不同,空调系统可分为集中式系统、半集中式系统、集中冷却的分散型机组系统和全分散式系统。1、集中式系统、集中式系统 这种系统的所以空气处理设备都集中设置在专用的空调机房内,空气经处理后由送风管送入空调房间。水冷柜机空调系统是典型的集中是系统。使用场所:通常只有面积较大的单个空调房间(例如影剧院、体育馆、会堂、大型的展览厅、餐厅、舞厅、商场、会议室、阅览室等),或者室内空气设计状态相同、热湿比和使用时间也大致相同,且不要求单独调节的多个房间才
3、采用此类系统。2、半集中式系统、半集中式系统 半集中式系统将各种非独立式的空调机分散设置,而将生产冷、热水的冷水机组或热水器和输送冷、热水的水泵等设备集中设置在中央机房内。风机盘管加独立新风系统是典型的半集中式系统。使用场所:空气调节房间较多且各房间要求单独调节的建筑物(如办公楼、宾馆客房等),宜采用此类系统。3、集中冷却的分散型机组系统、集中冷却的分散型机组系统 该系统将独立式的水冷空调机分散布置在各房间,各台空调机的冷凝器由中央冷却塔集中冷却,冷却水泵循环冷却水。水源热泵机组加独立新风系统是典型的集中冷却分散制冷系统。使用场所:由于其机组按结构类型不同可分为整体式和分离式两类,因此,可适用
4、于面积较大的场所及需独立调节的房间。4、全分散式系统、全分散式系统 这种系统没有集中的空调房间,只是在需要空调的房间内设置独立式的空调房间器。因此,全分散式系统又称作局部机组系统。家用分体式空调器属典型的全分散式系统。使用场所:适用于空调面积较小的房间,或建筑物中仅个别房间有空调要求的情况。二、按负担室内负荷所用的介质分类二、按负担室内负荷所用的介质分类1、全空气系统、全空气系统 这种系统空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担。如夏季,向空调房间送入温度和含湿量都低于室内设计状态的空气,吸收室内的余热和余湿后排出,使室内的温度和相对湿度保持稳定。集中式系统就是全空气系统。由于空气的比热容
5、较小,用于吸收室内余热余湿的空气量大,所以这种系统要求的风道截面积大,占用的建筑空间较多。2、全水系统、全水系统 这种系统空调房间的室内负荷全靠水作为冷热介质来负担。它不能解决房间的通风换气问题,通常不单独采用。3、空气、空气水系统水系统 这种系统负担室内负荷的介质既有空气又有水,风机盘管加新风系统就是空气-水系统。它既解决了全水系统无法通风换气的困难,又克服了全空气系统要求风管截面积大、占用建筑空间多的缺点。4、制冷剂式系统、制冷剂式系统 这种系统负担室内负荷及室外新风负荷的是制冷机或热泵的制冷剂。集中冷却的分散型机组系统和全分散式系统就属于这种类型。三、按风管中空气流速分类三、按风管中空气
6、流速分类1、低速空调系统、低速空调系统 这种系统主风管内的空气流速低于15m/s。综合考虑经济性和消声要求,设计中宜按下表选取风管内的风速。风机与消声装置之间的风管,其风速可采用810m/s。一般民用建筑的舒适性空调大都为低速空调系统,风管内风速不宜大于8m/s。系统风管用途风管截面积(m2)风速(m/s)空调风系统送、回风主管 0.5710新风管 0.3460.358送、回风主分支管 0.568带送、回风口的支管 35 2、高速空调系统、高速空调系统 一般指主风管风速高于15m/s的系统。对于民用建筑,主风管风速大于12m/s的也称为高速系统。采用高速系统可缩小风管尺寸,减少风管所占用的建筑
7、空间,但需要提高风机的压头,增加运行成本并需要解决好噪声防治问题。四、按处理空气的来源分类四、按处理空气的来源分类1、封闭式系统、封闭式系统 所处理的空气全部来自空调房间本身,经济性虽好,但卫生效果差。仅适用于密闭空间且无法(或不需)采用室外空气的场合,若有人员长期停留,必须考虑空气的再生。2、全新风系统、全新风系统 全部采用室外空气,经处理后送入室内吸收余热余湿,再全部排出室外,故又称为直流式系统。这种系统卫生效果好,但经济性差,只适合于室内有污染源,不允许采用回风的场所。3、混合式系统、混合式系统 封闭式系统不能满足卫生要求,全新风系统经济上不合理,因此大多数空调系统都综合两者的利弊,采用
8、一部分回风与新风混合,即为混合式系统。五、空调系统的选择五、空调系统的选择 “设计规范”规定了选择空调系统的总原则:选择空调系统时,应根据建筑物的用途、规模、使用特点、室外气象条件、负荷变化情况和参数要求等因素,通过多方面的比较确定。这样就可在满足使用要求的前提下,尽量做到一次投资省、系统运行经济和减少能耗。宾馆式建筑和多功能综合大楼的中央空调系统,一般都设有中央机房,集中放置冷、热源及附属设备;楼中的餐厅、商场、舞厅、展览厅、大会议室等多采用集中式系统,并且多为单风管、低速、一次回风与新风混合、无再热的定风量系统;客房、办公室、中小型会议室、贵宾房等则常用风机盘管加独立新风系统或集中冷却的分
9、散型机组系统。第二部分 空调风系统一、通风管道设计二、气流组织设计三、风系统安装及注意事项一、通风管道设计一、通风管道设计(一)(一)、风管设计的基本任务风管设计的基本任务 1、确定风管的形状和选择风管的尺寸;2、计算风管的压力损失。(二)(二)、风管设计注意事项风管设计注意事项 1、风管材料的选用、风管材料的选用 一般应采用钢板制作,其优点是不燃烧、易加工、耐火,也较经济。对洁净要求高或有特殊要求的工程,可采用铝板或不锈钢板制作。对于有防腐要求的工程,可采用塑料或玻璃钢制作。采用建筑风道时,宜用钢筋混泥土制作。选用风管材料时,应优先选用非燃烧材料制作。保温材料也应优先考虑非燃烧材料。2、风管
10、形式的确定风管形式的确定 风管的形式很多,一般采用圆形或矩形风管。圆形风管的强度大,耗材料少,但加工工艺复杂些,占用空间大,不易布置得美观,常用于暗装。矩形风管易布置,弯头及三通等部件的尺寸较圆形风管的部件小,且易加工,因而使用较为普遍。矩形风管的宽高比一般宜4:1。3、风管各环路中压力的平衡风管各环路中压力的平衡 风管设计时各并联环路之间的压力损失的差值应保持在小于15%的范围内。4、风管的风速控制见下表。风管的风速控制见下表。这个建议的控制风速已综合考虑了风管的初投资,系统的运行费用和空气流动对周围环境的影响。风管内的风速(m/s)系统风管用途风管截面积(m2)风速(m/s)空调风系统送、
11、回风主管 0.5710新风管 0.3460.358送、回风主分支管 0.568带送、回风口的支管 35普通机械送、排风系统总管69支管46消防排烟系统加压送风系统总管1520支管812 5、影响管内风速的因素影响管内风速的因素 、建筑空间、建筑空间 在高层民用建筑中,建筑空间是相当紧张,因此要求我们尽可能提高风速以减小风管截面。、风机压力及能耗、风机压力及能耗 风速越高,则风阻力越大,风机的能耗也越大,从而又要求降低风速。、噪声要求 风速对噪声的影响表现在三个方面:首先,随风速的提高,风机风压的要求较高而引起风机的运行噪声加大;其次,风速加大至一定程度时,在通过风管部件时将产生气流噪声;第三,
12、随风速的提高,风管消声器的消声能力将下降。6、矩形风管的弯管部分应尽量使用较大的曲率半径(风管中心线处的曲率半径)的弧形弯管,常用的标准曲率半径为R=(3/2)b(b为风管弯边的宽度)。(三)、(三)、风管内空气流动阻力的计算风管内空气流动阻力的计算 1、风量、风量 (1)通过圆形风管的风量L(m3/h)按下式计算:L=900d2 式中 d 风管内径,m;风速,m/s。(2)通过矩形风管的风量按下式计算:L=3600ab式中 a、b风管断面净宽和净高,m。2、风管内压力损失风管内压力损失 (1)沿程压力损失 单位风管长度沿程压力损失Rm(单位为Pa/m)可按下式计算:Rm=(/de)*(2/2
13、)式中 摩擦阻力系数;空气密度,kg/m3 de风管当量直径,m。于圆形风管:de=d 对于矩形风管:de=2ab/(a+b)风管长度为L(单位为m)的沿程阻力PP(单位为Pa)则为:P=P=RmRmLL (2)局部压力损失PjPj PjPj=2 2/2 2 式中 -局部阻力系数;-风管内该压力损失发生处的空气流速,m/s;-空气的密度,kg/m3 注:空气参数是假定空气处于标况下,即大气压力为101325Pa,温度为20,密度为=1.2kg/m3,运动粘度=15.0610-6 m2/s,钢板绝对粗糙度K=0.1510-3 m。(3)风管系统的阻力HH(单位为Pa):风管内空气流动的总阻力HH
14、为沿程阻力与局部阻力之和,即H=P+H=P+PjPj (4)风管系统的阻力HH(单位为Pa)简略估算法:对于一般通风系统,风管压力损失值HH可按下式估算 H=H=RmRmLL(1+k1+k)式中 Rm-单位长度风管的摩擦压力损失值为0.81.5Pa/m;L-到最远送风口的送风管总长度加上到最远回风口 的回风管的总长度,m;k-局部压力损失与摩擦压力损失的比值。弯头三通少时,取k=1.02.0;弯头三通多的场合,可取到k=3.05.0 以单位长度风管的压力损失Rm相等为前提,在已知总作用压力的情况下,取最长的环路或压力损失最大的环路,将总的作用压力值平均分配给各个部分,在根据各部分的风量和所分配
15、的压力损失值确定风管的尺寸,结合各环路间的压力损失的平衡进行调节,以保证各环路间的压力损失的差值小于15%即满足设计要求。(四)、风管阀门(四)、风管阀门 风管阀门按其用途可分为一次性调节阀、经常开关调节阀、自动调节阀和防火阀等几种。(1)、一次性风阀 系统不平衡,为达到所需风量设的调节阀。一次性调节阀较简单,无密封性要求,可采用插板阀(支风管可在风管阀兰处插入2mm厚的钢板作一次调节)、蝶阀、多叶调节阀和三通阀。(2)、经常开关调节阀 对于集中式系统主要有新风阀、一次和二次回风阀、排风阀。手动的一次回风阀要求调节方便、灵活。其他阀门除要求方便、灵活外,还要关闭严密。新风阀和排风阀最好采用电动
16、阀、并与送风机连锁,以防止误操作。(3)、自动调节阀 主要用于新风、一次回风和二次回风的自动调节上。除应符合经常开关的调节阀的要求外,还应有良好的调节特性。主要为对开多叶叶调节阀。(4)、防火阀 在防火隔断处要根据建筑设计防火规范的要求在风管上设防火阀。防火阀应坚固,开、关灵活。防火阀和防火隔断间的风管应保温,最好加水泥保护壳。防火阀应采用当地部门认可的产品。兼作一次性调节性的防火阀,应采用防火调节阀。防火调节阀应能有任意开启角度。二、气流组织设计二、气流组织设计1、风口形式、风口形式 在中央空调风系统设计过程中,无论是供冷风还是热风,最终都要通过风口把冷(热)风送至被调节房间。因此,正确选用
17、风口形式是十分重要的。在系统设计中,风口的选型受到较多因素的制约,其中最主要的因素是室内装修,其次是房间气流组织问题,最后是风口的安装及连接形式等等。在符合室内装修的大原则下,尽可能保证良好的气流组织和方便安装及检修,这是空调设计人员的一个重要任务。在空调工程中,常用的风口形式大致分为三类:百叶式风口、散流器和线形风口。百叶式风口:百叶式风口:、固定式百叶风口-此种风口叶片通常固定为某一角度,其用途有两个,一是用于空调回风口,二是用于新风进风口。、单层百叶风口-它是一种叶片角度可调的风口,既可作送风口,又可作回风口。、双层百叶风口-它是在单层百叶风口的基础上,后面再增加一组与前面叶片垂直的可调
18、叶片而制成。、自垂式百叶风口-靠风口两端的空气压差而打开,无压差时,则由其叶片自身的重力作用而自动关闭。散流器:散流器:、圆盘散流器-正面美观,气流组织属于平送贴附流型,比较适合于一些要求较高的房间空调送风。、斜片式散流器-属于平送流型,贴附射流。其射流轴心连度衰减较慢,流程较长,可控制范围较大。分圆形和矩形两种。、圆环式散流器-流型实际上与喷口相类似(直送型),较小尺寸即可提供较大风量且风阻力较低。线形风口:线形风口:其特点是长宽比值较大,既可作送风口,又可作回风口,它有两种形式,一是直片式,另一种是活条式。2、空调房间气流组织形式、空调房间气流组织形式 空调房间的气流形式,应根据室内温、湿
19、度参数、允许风速、噪声要求、建筑特点及内装修形式等因素综合考虑。侧送风是空调设计中常采用的送风方式,可利用顶棚的二级吊顶或侧墙面进行送风。侧送风口一般可采用百叶风口或条缝型风口,侧送风宜采用贴附气流以增大送风的射程,改善室内气流分布。采用侧送风时,回风宜设在送风口的同侧。侧送风是一种比较经济而实用的送风方式。当室内吊顶为平吊顶时,可根据房间高度和对气流的要求,分别采用散流器、条缝风口或孔板送风口送风。对于民用建筑舒适性空调,当建筑层高较高时,应考虑送热风时空气浮力的作用,不宜选用贴附型散流器,如商场门厅的门、窗存在室外冷风侵入,回风口宜设在下面。对于要求室温允许波动范围小,送风量大的工艺性建筑
20、,宜采用孔板向下送风,既可保证室内空气参数的严格要求,也可不致造成室内风速过高,但这种送风方式费用较高。对于高大空间的公共建筑和室温允许波动范围不太严格的高大空间,可采用喷口或旋流风口送风。采用喷口送风时,人员活动区宜处于回流区,喷口的安装高度,应根据房间高度和回流区的布置位置等因素确定,安装高度太低,射流容易直接送入人员活动区。对于冬夏季均使用喷口送风系统,为防止热射流因热浮力作用对气流的影响,选用的喷口应有改变射流角度的可能性。对于高大空间,如果条件允许也可采用下送上回式气流组织形式,应考虑采用类似于置换式通风气流组织方式。3、送、回风口流速、送、回风口流速 送风口的出口风速,应根据送风方
21、式,送风口类型,安装高度,室内允许风速和噪声标准等因素确定。为了减少室内噪音,侧送和散流器平送的出口风速采用2 25 5m/sm/s是合适的;孔板下送的出口风速一般采用3 35 5m/sm/s;条缝型风口下送多用于纺织厂,其房间高度为46m,一般采用出口风速为2 24 4m/sm/s。确定回风口的吸风速度,主要考虑三个因素,一是避免靠近回风口处的风速过大,防止对回风口附近经常停留的人员造成不舒服的感觉;二是不要因为风速过大而扬起灰尘及增加噪音;三是尽可能缩小风口断面、节约投资。回风口位于房间上部,吸风速度为4 45 5m/sm/s;回风口位于房间下部时,如不靠近人经常停留的地点风速取3 34
22、4m/sm/s,靠近人经常停留的地点1.51.52.02.0m/sm/s,用于走廊回风时风速取1.01.01.51.5m/sm/s;新风口的入风口速度,一般为4.04.04.54.5m/sm/s。三、风系统管道安装三、风系统管道安装(一)设计、施工规范与施工工艺标准一)设计、施工规范与施工工艺标准 空调工程通用国家标准和规范有:、采暖通风与空气调节设计规范(GBJ 19-87);、采暖通风与空气调节制图标准(GBJ 114-88);、建筑设计防火规范(GBJ 16-87);、民用建筑节能设计标准(JGJ 26-95);、通风与空调工程施工及验收规范(GB 50243-97);、制冷设备安装工程
23、施工及验收规范(GBJ 66-84);、安装工程分项施工工艺手册。(二)风管、风管部件、阀门的制作二)风管、风管部件、阀门的制作1、金属风管、金属风管 用薄钢板制作风管,以采用低碳钢板为宜,以冷轧钢板最适用于通风与空调工程,通常选用的金属风管有镀锌钢板、不锈钢板及铝板等。现以镀锌钢板风管为例,其钢板厚度应以下表为准:镀锌钢板风管的板材厚度(mm)标准表圆形风管直径或矩形风管长边长(mm)(空调通风)钢板厚度(mm)消防排烟输送油烟、水蒸气及腐蚀性气体1002000.501.02.02005000.751.02.050011201.01.52.0125020001.201.502.02.03.0
24、 镀锌钢板施工时应注意使镀锌层不受破坏,应采用咬口和铆接。若对严密性有较高要求时,咬口缝可加以锡焊,焊后应用水把焊缝处的焊药冲洗干净,以免腐蚀钢板。若不用锡焊,也可在咬口处涂抹密封胶。2、风管连接及法兰制作及规格、风管连接及法兰制作及规格(1)、矩形风管连接与法兰制作 目前在大多数空调工程中,风管与风管之间、风管与部件及配件之间的连接,主要采用法兰连接。一般在风管制作中以矩形风管为主,矩形风管法兰的加工顺序是:下料、组合成型并找正、焊接、钻螺栓孔。矩形风管法兰一般用四根角钢焊成,长度等于风管边长。加工时注意找正调直,并钻出铆钉孔再进行焊接,然后一副法兰卡在一起,钻螺栓孔编号,矩形风管法兰的四角
25、都应设置螺栓孔。矩形风管法兰的内边尺寸不得小于风管外边长尺寸,允许偏差为2mm,不平度不应大于2mm,以保证连接紧密不漏风。法兰上钻孔直径应比连接螺栓直径大2mm,螺栓及铆钉的间距不应大于150mm。风管与角钢法兰连接,管壁厚度小于或等于1.5mm时,采用翻边铆接,铆接部位应在法兰外侧;管壁厚度大于1.5mm时,可采用翻边点焊或沿风管的周边将法兰满焊。当风管与扁钢法兰连接时,可采用翻边连接。(2)、矩形风管法兰用料规格及常用垫料矩形镀锌钢板风管法兰规格表 空调通风常用法兰垫料表矩形风管大边长(mm)法兰用料规格角钢(mm)630L25 36301250L30 412502000L40 3应用系
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