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1、家用中央空调设计2,冷热水空调系统设计,1、系统负荷确定 冷热水空调系统的末端空调设备，均能根据室温变化进行控制调节，在住宅中，所有末端设备同时使用的可能性很小，计算系统的总冷负荷时，应考虑同时使用系数的选用。,2设备选择,冷、热水空调系统的冷、热源形式很多，如空气源热泵机组、单冷机组加热水炉、家用燃气空凋机组等。室内末端设备一般为风机盘管和空调箱。 (1)风机盘管和空调箱的选择 风机盘管的选择步骤如下： 1)根据装饰要求确定风机盘管的形式。 2)根据房间的冷负荷(包括全热和显热)，一般按风机盘管的中档风速时的供冷量来选择风机盘管型号，也可按高档风速时供冷量的8085来选择。 3)校核冬季加热
2、量是否满足房间冬季供热要求。 空调箱应根据空气处理过程的计算结果(风量和冷量)进行选择(计算方法及过程参见第2章)。家用中央空调系统中，大多采用薄型吊式空调箱，以节省有限的空间。,(2)冷热源的选择 冷热源的选择应考虑以下因素：,1)本地区的气象条件。 2)本地区的供电、供热、燃油、燃气情况。 3)主机的使用范围和使用条件。 4)用户的要求。,选用空气源热泵机组时，其型号一般按夏季总冷负荷来确定，同时应校核计算该型号热泵机组冬季工况的实际制热量，如制热量小于冬季热负荷，应考虑配置辅助电加热器。当冬季室外气温较低时，机组盘管表面将结霜，辅助电加热器还可用来补偿除霜过程中的部分热量损失，使水温相对
3、保持稳定，以免影响室内气温的稳定。当选用定速热泵机组时，机组靠开、停压缩机来调节系统负荷。由于水系统规模小，水容量小，应考虑系统的热稳定性要求，以免造成部分负荷时压缩机频繁起动。 如果空调系统是采用单冷机组+燃油(燃气)热水炉或城市热网冬季供热方式，则应按冬季热负荷选择燃油(燃气)炉容量或热网供热量，并应配置热水循环泵。热水炉在供暖的同时还可提供卫生热水。 家用燃气空调机组在制冷或供热的同时，也可提供卫生热水，该种系统还具有良好的负荷调节功能。,3水系统热稳定性问题,热泵机组和单冷机组的压缩机为定速压缩机时，空调水系统将存在热稳定性问题。水系统热稳定性是指单位时间内，在热干扰作用下，水系统本身
4、的温度波动的大小。一般来讲，单位时间内，在一定的热干扰作用下，水系统温度波动小，称为水系统热稳定性好；反之，水系统热稳定性差。 配有定速压缩机的系统，能量调节一般通过开、停压缩机来实现。部分负荷下，压缩机运行很短时间，系统水温就达到设定温度，此时压缩机停机；当水系统容量较小时，过很短时间，系统水温就偏出设定温度范围，压缩机必须开机，从而造成压缩机开、停机频繁，影响主机的寿命，并且，冬季除霜时造成系统水温降过大，影响供热效果，造成吹冷风的现象。 系统的水容量越大，则系统的热稳定性越好，反之，系统的热稳定性越差。因此，水系统设计时，应校核计算系统水容量是否满足系统热稳定性要求。,(1)系统水容量计
5、算,系统的水容量为管道水容量与设备水容量之和。管道水容量按下式计算：,(2)系统热稳定性要求,综合室内环境的舒适度、主机的使用寿命、系统造价和工程实施的可能性等因素，对家用中央空调系统热稳定性要求如下： 1)夏季运行时，主机停机10min，要求供水温度升高小于5。 2)冬季运行时，主机除霜时间为3min时，要求系统供水温度降低小于3。,(3)系统最小水容量要求,根据热平衡方程和热稳定性要求，可按下式分别计算冬、夏季空调系统对水容量的最小要求：当系统水容量不能满足要求时，应加大系统主管管径或增设一个储水箱。,4管路设计,1)水系统一般采用两管制，舒适性要求特别高的高档住宅可采用四管制。由于系统规
6、模小，水管路大多采用异程式。 2)空调水管的水流速主要与经济和噪声两因素有关，管内流速建议按表611选用。 3)应对水管路进行阻力计算，校核主机所配水泵扬程是否满足要求。 4)采用外置式高位膨胀水箱时，系统补水由膨胀水箱内的浮球阀来控制；采用内置式膨胀水箱时，在机组进水管上应装设一只自动补水阀，当机组进水管处水压低于设定压力时，补水阀自动开启进行补水。,5)为避免空气滞留于管内，水管的最高处应装设自动排气阀： 6)机组与水管连接处应配软管，以减少机体的振动对室内管道的影响。 7)机组与空调水管的连接处，应装设温度计和压力表，以便于日常运转时检查： 8)机组进水口应设有Y形水过滤器，以防堵塞机组
7、内的换热器： 9)为了便于水流量调节，空调箱和风机盘管的支管切断阀宜选用有一定调节作用的截止阀或球阀。,5新风处理,对于层高较高的别墅或办公等商业用房，有条件时应采用新风空调箱或板翅式全热换热器来处理新风。采用新风空调箱时，新风一般处理到室内参数的等焓点。为减轻室内机组的负担，新风最好处理到室内点等湿线与90相对湿度线的相交点。采用板翅式全热换热器时，由于其交换效率一般为6070，室内机组将负担部分新风负荷。,6系统控制,(1)末端设备控制 风机盘管机组的室温控制有风量控制和水量控制。风量控制般有两种方式： 一是采用三档风速手动转换开关来控制机组的风量，此方式调节效果不理想； 二是采用自动调速
8、装置控制机组风量，此方式投资较大：水量控制一般有三种方式：一是变流量方式，变流量方式是由室内温控器控制机组出水管上的电动二通阀的开启或关闭，当风机盘管停止运行时，该阀关闭。空调水总管上装设压差旁通阀，以稳定进入机组的水流量。二 是定流量方式，定流量方式是由室内温控器控制机组出水管上的电动三通阀的开启或关闭；,三是置于定流量与变流量之间的混合方式，该种方式中，离主机近的部分机组采用电动二通阀，其他机组则采用电动三通阀，此时可省掉压差旁通阀，采用此种方式时应注意二通阀与三通阀的数量配备。三通阀数量过少，有可能致使主机因水流量过低而停机。 空调箱的室温控制一般为水量控制，温控器根据回风温度，按比例调
9、节回水管上的电动阀的开启度。,(2)主机控制,1)主机具有必备的自动保护功能，如低水温保护、防冻保护等。 2)根据设定的回水温度来控制压缩机的运行。 3)主机出口接管上装有水流开关，当水流量过低时关闭主机。 4)当室内机运行时，主机与之连锁自动运行。,VRV空调系统设计,直接以制冷剂为输送冷热量介质的空气源热泵型空调系统，一般由一台室外机和316台室内机组成。小容量的室外机通常设有一台变频压缩机(或采用其他变制冷剂流量技术的压缩机)，大容量的室外机则还设有一台或数台定频压缩机。该系统一般有两种类型： 1)采用直流变频技术。控制系统简便，室外机制冷量在145kW左右，可以拖27台室内机，特别适用
10、于面积在200以下的住宅用户，此系统的室外机一般就近安置，由于连接的室内机数量少，管路布置和连接方式简单，设备选择及管路设计均较简单。 2)采用VRV系统。,1VRV系统连接方式的确定,VRV系统连接方式有三种： 1线形分流方式是通过制冷剂管道接头将室内机和室外机连接起来，适用于纵深长的房间； 2端管分流方式是通过制冷剂管道端管将室内机和室外机连接起来，这种方式便于增设室内机； 3组合方式则是线形分流方式和端管分流方式的组合，比较适合布局复杂的空调区域。,2、室内机和室外机的选择,机组一般根据夏季制冷王况进行选择计算，并根据冬季制热工况进行校核计算。计算的步骤如下。 (1)室内机选择 根据空调
11、房间的冷负荷、室内干球温度、室内湿球温度和夏季空调室外计算干球温度，查找室内机制冷容量表，从中选择大于房间冷负荷的室内机。 (2)室外机选择 根据室内机的组合总容量选择室外机。室内机和室外机组合时，室内机容量系数的总值，应根据系统同时使用系数的大小与室外机相应组合率时的容量系数相配。,室内机的容量系数是指室内机额定制冷量(单位为w)除以116得到的数值，其条件是：室外干球温度为35，室内干球温度为27、湿球温度为195，制冷剂配管当量长度为5m，室内机与室外机水平落差为0m。 室外机的容量系数定义同室内机。机组的组合率是指室内机的总容量系数与室外机的容量系数的百分比，机组的组合率范围为5013
12、0，一般情况下推荐按接近或略小于100选取，当同时使用系数小时，可根据系数的大小在100130范围内选取。 (3)机组实际运行参数 室外机的实际制冷量可根据室外空调计算干球温度、室内干球温度、室内湿球温度、机组组合率和选定的室外机型号，从室外机制冷容量表中查出。,室内机的实际制冷量按下式计算： 式中 ICA室内机的实际制冷量； OCA室外机的实际制冷量； INX室内机的容量系数； TNX室内机总容量系数。,如计算得到的室内机实际制冷量，比房间需要的冷负荷小，应重新选择室内机规格，按相同步骤重新计算。 以上计算的室内机实际制冷量，是在室内机与室外机水平落差0m、制冷剂配管当量长度5m时的制冷量。
13、实际上，室内机与室外机不可能在同一水平的位置上，制冷剂配管当量长度常常大于5m，因此必须对室内机的实际制冷量进行修正。如果修正值小于房间的冷负荷，则应选择规格大一档的室内机，并再次重复以上的步骤进行计算，直到满足要求为止。 (4)冬季制热量的校核计算 冬季制热量的校核计算基本上与步骤(3)相同。在计算出室内机的实际制热量后，再进行室内机与室外机水平落差和配管长度的修正计算。,3设备布置和管道设计,VRV系统的室内机型式主要有天花板卡式嵌入型、天花板嵌入导管内藏型、天花板嵌入风管连接型、天花板悬吊型、挂壁型、落地型、落地内藏型。天花板卡式嵌入型和天花板,1)嵌入风管连接型适用于层高较高、空间较大
14、的场所。 2)天花板嵌入风管连接型可以连接较长的风管，可以采用下送风口； 3)天花板嵌入导管内藏型可采用侧送风口； 4)对于层高较低的住宅为便于家具布置，采用挂壁型比较合理； 5)落地型、落地内藏型一般沿外窗布置,制冷剂配管设计应遵循以下基本要点：,1)最长允许长度 室外机和室内机之间的配管长度不应超过最长允许长度，不同的厂家有不同的最长允许长度。一般来说，室外机和室内机之间的配管长度最长为100m，当量配管长度最长为125m(接头的当量配管长度为05m，端管的当量配管长度为1.0m)。 2)允许高度差 室外机和室内机之间的高度差应小于允许高度差。当室外机位置高于室内机位置时，室内机和室外机之
15、间的高度差可大些；当室外机位置低于室内机位置时，室内机和室外机之间的高度差则小些，并且，同一系统内的室内机之间的高度差也有限制：,3)分支后的允许长度 从第一个制冷剂分支组件(接头或端管)至最远的室内机之间的配管长度，应小于分支后的允许长度。 4)制冷剂分支组件的选择 选择分支接头时，从室外机开始，第一个接头应根据室外机的型号选用相对应的接头，其他接头则根据连接于该接头以下的所有室内机的容量总和来查表选用。 选择端管时，根据与连接于端管以下的所有室内机的容量总和，查表选择合适的组件型号，端管与室内机之间不能再使用接头。 5)配管管径的选择 室外机与第一个分支组件之间的配管管径，应与相连的室外机
16、接管相同；两个相邻分支组件之间的配管管径，根据下游组件相连的所有室内机的容量总和查表确定；分支组件与相连的室内机之间的配管管径，与室内机接管管径相同。,4制冷剂泄漏注意事项,VRV系统使用的制冷剂通常是R22，常温常压下R22本身是无气味、无毒、不燃的气体，并且对人体无害，但当房间内R22浓度较大时，空气中含氧量将降低，从而影响人员的呼吸。VRV系统中制冷剂管路较长，制冷剂量较多，设计时应考虑制冷剂泄漏的影响，计算泄漏时各房间的最大制冷剂浓度。日本KHK(高压气体保护协会)制订的R22危险浓度为0.3kg。,计算步骤如下： 1)分别计算各个系统的制冷剂充注量。制冷剂充注量包括室内机的制冷剂充注
17、量和制冷剂配管的制冷剂充注量。其中，室内机的制冷剂在出厂时已经加入，配管的制冷剂在现场加入。 2)计算最小的房间体积。 3)计算该房间制冷剂泄漏时的制冷剂浓度。泄漏的制冷剂量为整个系统的总制冷剂量，如果计算结果大于危险浓度，则应对第二小的房间、第三小的房间等进行相同的计算，直到计算结果小于危险浓度。,当计算结果大于危险浓度时，可以采取以下两种措施： 房间开设与外界相通的通风窗，通风面积应大于或等于地板面积的15； 设置R22泄漏报警装置和与之联锁控制的排风机。,5新风处理,两种送风方式： 新风直接送人室内； 新风送人室内机的回风箱内。,6，系统控制,VRV系统具有精确的温度控制。系统中的电子膨
18、胀阀可以根据室内机负荷的变化不断地调整制冷剂流量，高精度的PID控制系统。将室内温度控制精度控制在05之间。 VRV系统的控制功能齐全，并有各种控制方式供选择。一个有线遥控器可以控制一台室内机，也可以控制16台室内机，还可以再设另一个具有相同控制范围的有线遥控器，以便于在不同的地方进行控制。有线遥控器与室内机之间的连线最长为500m。无线遥控器具有和有线遥控器相同的功能。集中遥控器可以连接128台室内机，具有分区或统一进行操作、监控、温度设定等功能。,瑞苑公寓,1概述 浦东瑞苑公寓是浦东又一新建的高档出租式公寓楼，建筑面积40000 ，总高度120m，南北朝向。大楼共有38层，地下两层地上36
19、层，每层层高3m，每层24户，每户使用面积60-250。采用200300mm混凝土外墙，外墙上30安装了双层可开启式玻璃窗。,2中央空调系统,(1)变频多联机空调系统 由于多联机一拖二、一拖三的主机制冷量为5280kW，室内机的容量为2560kW，一般每套房需要室内机45台，配置12台室外主机就可以满足公寓甲较小面积的套房，并且还可根据不同面积和不同房型作灵活调整，所以这部分公寓主要使用变频多联系统。业主对室内装潢要求较高，所以室内机全部选用内藏风管型，侧面送风，顶面回风。考虑到安全和方便检修，主机均设置在阳台内。为了美观、整齐，整幢大楼的每层阳台上均设置统一尺寸的机座台。公寓楼中使用了282
20、套大金变频多联机，总制冷量约2300kW。主机为2MX-52H4MX-80H，室内机为CDX-25HCDH-60H内藏风管型。,(2)VBV变频空调系统 公寓中E、F型房及复式套房，空调使用面积较大，均在200以上，所以选用制冷量较大的V久V变频中央空调系统。复式套房的大堂层高有6m左右，采用落地内藏型室内机，置于上层走廊旁，既满足了大堂空间的完整性，又保证了检修维护的方便性。在餐厅、卧室中，根据面积要求选用不同规格的内藏风管型室内机。由于这部分房间层高低，采用了局部吊顶，侧面出风，顶部回风，满足了装潢设计的要求。VRV变频家用中央空调系统有20套，总制冷量约381kW。机组型号见表10-2。VI：IV室外机置于每层阳台上。采用额定功率为0.63kW(084匹)的风管型连接型(FXYM或FXYS型)及落地内藏型(FXYLM型)室内机，共106台，每台室内机均可单独控制。大楼采用自然排风及换气扇进行新风交换，平面布置见图101 经使用运行，业主及物业均认为VRV系统具有灵活设计、低运转成本低(据介绍，比常规空调可以节约40以上的耗电量)、有效利用空间、安装时间短、控制使用方便及舒适安全等优点：,