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中央空調知識 | 2015/7/28

冷量、水泵揚程、通風估算——暖通行業人員經常要用到的常識


 

 

 

空調的問題

23 代表小1匹,制冷面積10-14平米
26 代表正1匹,制冷面積14-18平米
32 代表小1.5匹,制冷面積18-22平米
35 代表正1.5匹,制冷面積22-25平米
0.8P,1700-2100W
1P,2200-2600W,適用面積12-15平方米
1.25P,2600-3000W
1.5P,3000-3800W,適用面積18平方米左右
2P,4000-5500W,適用面積28平方米左右
每平方米所需的空調功率(制冷量)一般估算在150W
150W制冷=1平方米一匹的制冷約15平方米這就是基本的最簡單的計算方法,按每平米140W(制冷量)計算,例20平米,即20*140=2800W,考慮到房間密封保溫問題,不要選得正好合適的,要選有余地。
家用的空調制冷量與房間面積、密封情況、人員多少、陽光照射程度等因素直接相關。
購買空調前最好根據房間面積大小、空氣流通情況,合理地選擇適合的機型及功率。
其實按照匹的概念容易產生混淆, 最好還是采用國標的功率單位:瓦(W)

 

 


房間的冷量需求計算方法和數據:

一、常用算法
在空調制冷量的匹數(PH)計算是以大卡或瓦(W)來計算的,一般來說1PH=2000大卡,以國際單位來計算要乘于1.16。所以1PH=2324W。
日常生活中以2500W為標準1PH來計算。
空調制冷量與房間面積對應表
場 所 空調冷負荷W/m2
普通客房 客廳 小辦公室 一般辦公室 理發廳 圖書館、博物館
115--145 145--175 145 175 220--185 145--185
服裝店 百貨商店 銀行營業廳 會議室、餐廳 電影院(每人)
160--205 175--340 160--200 340—450 300
空調冷負荷估算表
空調制冷量 W
1250--1870 2000--3500 4800--6500 7200 8300 9300
居住室面積 M2 4--10 15--25 30--45 40--55 60--70 65--85
計算機房面積 M2 4--10 15--20 30--40 30--45 40--50 50--60
旅館客房面積 M2 4--10 25--30 30--40 30--45 45--50 50--65
餐廳面積 M2   10--15 20--25 25--30 30—35 35--40
商場面積 M2   20--25 25--30 30--40 40--45 45--50
辦公室面積 M2   15--20 30--40 35—45 45--50 50--60
說明:根據房間面積和形式查表即可求出空調負荷,如房間面積為20平方普通居室每平方所需要的制冷量為115W--145W,現取130W,則130×20=2600W,空調的制冷量就可以在2500W--2800W之間取。家庭中選用空調時一般可按175W平方以下來估算,同時要考慮您所居住房間的朝向、窗門的大小、夏季陽光的照射量和當地的溫濕度高低在相應的基礎上略加大或減少。





二、變容量算法
主要為別墅、大型房間或辦公用,可按:
普通環境: 一立方米所需制冷量:50W,
惡劣環境: 一立方米所需制冷量:70W

 

估算方法1:
暖通水泵的選擇:通常選用比轉數ns在130~150的離心式潛水泵,水泵的流量應為冷水機組額定流量的1.1~1.2倍(單臺取1.1,兩臺并聯取1.2。按估算可大致取每100米管長的沿程損失為5mH2O,水泵揚程(mH2O):
Hmax=△P1+△P2+0.05L (1+K)
  △P1為冷水機組蒸發器的水壓降。
  △P2為該環中并聯的占空調末端裝置的水壓損失最大的一臺的水壓降。
  L為該最不利環路的管長
  K為最不利環路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值,當最不利環路較長時K值取0.2~0.3,最不利環路較短時K值取0.4~0.6

 

估算方法2:
這里所談的是閉式空調冷水系統的阻力組成,因為這種系統是最常用的系統。
  1.冷水機組阻力:由機組制造廠提供,一般為60~100kPa。
  2.管路阻力:包括磨擦阻力、局部阻力,其中單位長度的磨擦阻力即比摩阻取決于技術經濟比較。若取值大則管徑小,初投資省,但水泵運行能耗大;若取值小則反之。目前設計中冷水管路的比摩組宜控制在150~200Pa/m范圍內,管徑較大時,取值可小些。
  3.空調未端裝置阻力:末端裝置的類型有風機盤管機組,組合式空調器等。它們的阻力是根據設計提出的空氣進、出空調盤管的參數、冷量、水溫差等由制造廠經過盤管配置計算后提供的,許多額定工況值在產品樣本上能查到。此項阻力一般在20~50kPa范圍內。
  4.調節閥的阻力:空調房間總是要求控制室溫的,通過在空調末端裝置的水路上設置電動二通調節閥是實現室溫控制的一種手段。二通閥的規格由閥門全開時的流通能力與允許壓力降來選擇的。如果此允許壓力降取值大,則閥門的控制性能好;若取值小,則控制性能差。閥門全開時的壓力降占該支路總壓力降的百分數被稱為閥權度。水系統設計時要求閥權度S>0.3,于是,二通調節閥的允許壓力降一般不小于40kPa。

  根據以上所述,可以粗略估計出一幢約100m高的高層建筑空調水系統的壓力損失,也即循環水泵所需的揚程:
  1.冷水機組阻力:取80 kPa(8m水柱);
  2.管路阻力:取冷凍機房內的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力為50 kPa;取輸配側管路長度300m與比摩阻200 Pa/m,則磨擦阻力為300*200=60000 Pa=60 kPa;如考慮輸配側的局部阻力為磨擦阻力的50%,則局部阻力為60 kPa*0.5=30 kPa;系統管路的總阻力為50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa(14m水柱);
  3.空調末端裝置阻力:組合式空調器的阻力一般比風機盤管阻力大,故取前者的阻力為45 kPa(4.5水柱);
  4.二通調節閥的阻力:取40 kPa(4m水柱)。
  5.于是,水系統的各部分阻力之和為:80 kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa(30.5m水柱)
  6.水泵揚程:取10%的安全系數,則揚程H=30.5m*1.1=33.55m。
  根據以上估算結果,可以基本掌握類同規模建筑物的空調水系統的壓力損失值范圍,尤其應防止因未經過計算,過于保守,而將系統壓力損失估計過大,水泵揚程選得過大,導致能量浪費。

 

 

    對站臺層、站廳層、主要設備房的計算可給出實例,然后對屏蔽門漏風量等重要參數選擇作出具體說明,讓各位能對地鐵車站的設計參數有初步了解。
單位面積熱指標:住宅:150W/平方 ; 辦公樓:180W/平方 ;餐廳:250W/平方 ;地鐵車站無具體指標,需進行計算

    1.通風空調主要設備估算:通風空調可以估算的主要設備為主機、冷卻水泵、冷凍水泵和冷卻塔,空調器因為涉及熱濕轉換,沒有明顯的估算數據關系。一般常用浩辰或紅葉軟件計算。
主機冷量-冷凍水流量-冷卻水流量關系如下:
冷凍水流量=主機冷量*4.187/(溫差)*3.6 (單位為m3/h)
冷卻水流量=冷凍水流量*1.25 (單位為m3/h)
冷卻塔流量=冷卻水流量*1.1~1.25 常規說來,冷卻塔選型大有利于熱量傳遞
例:主機冷量為1290KW ,根據估算冷凍水流量為222m3/h ,冷卻水流量為277m3/h ,冷卻塔流量為300m3/h 。設計圖紙參數一致。

    2.新風計算標準:公共區為三中選一最大,通常為屏蔽門漏風量最大。
車站公共區空調季節小新風運行時取下面三者最大值:
每計算人員按20m3/人·h計;
新風量不小于系統總送風量的15%;
屏蔽門漏風量
當車站采用四個活塞風井 暫按6m3/s計算
當車站采用二個活塞風井 暫按8m3/s計算
新風計算結果出來后要進行校核,標準為“車站公共區空調季節全新風運行或非空調季節全通風:每個計算人員按30m3/人·h計算且換氣次數大于5次?!?/span>
車站設備管理用房區、控制中心、車輛段:空調人員新風量按30m3/人·h計。

    3.設備壓力降估算值:離心式冷水機組吸收式冷水機組的蒸發器冷凝器:壓力降kPa 50~100
冷卻塔:壓力降kPa 20~80
熱交換器:壓力降kPa 20~50
冷熱水排管:壓力降kPa 20~50
風機排管:壓力降kPa 10~20
調節閥:壓力降kPa 30~50
    4.排煙口最遠30m間距:實際上應為煙氣自然流動距離。
    5.幾個單位的轉換:1 RT = 3.517 KW , 1 mH2O = 0.01 Mpa = 0.1 atm = 0.1 bar
    6.水流速:一般冷凍水應小于2米/秒,冷卻水可適當放大,不宜大于2.5米/秒。
    7.冷凝水管的公稱直徑:Q≤7kW DN=20mm Q=7.1~17.6kW DN=25mm,Q=101~176kW DN=40mm Q=177~598kW DN=50mm,Q=599~1055kW DN=80mm Q=1056~1512kW DN=100mm,Q=1513~12462kW DN=125mm Q>12462kW DN=150mm
沿水流方向,水平管道應保持不小于千分之一的坡度;且不允許有積水部位。
當冷凝水盤位于機組負壓區段時,凝水盤的出水口處必須設置水封,水封的高度應比凝水盤處的負壓(相當于水柱溫度)大50%左右。水封的出口,應與大氣相通。為了防止冷凝水管道表面產生結露,必須進行防結露驗算。
注:
(1)采用聚氯乙烯塑料管時,一般可以不必進行防結露的保溫和隔汽處理。
(2)采用鍍鋅鋼管時,一般應進行結露驗算,通常應設置保溫層。
冷凝水立管的頂部,應設計通向大氣的透氣管。
    8.設計安全系數:通風空調系統的設備在利用設計計算值選型時,制冷機的冷量、空調器的冷量和風壓、水泵的水流量和揚程、風機的風量和風壓等均應考慮一定的安全系數。圖紙中表示最終的設備選型參數(風量、冷量、全壓、揚程、流量等)
空調器設備選型冷量 = 計算冷量 * 1.1
空調器設備選型風量 = 計算風量 * 1.05
制冷機的冷量 = 計算冷量
水泵的設備選型流量 = 計算流量(并聯工況應考慮流量折減)
水泵的設備選型揚程 = 計算揚程 * 1.05
風機的設備選型風量 = 計算風量 * 1.05
風機的設備選型全壓 = 計算全壓 * 1.1






冷水泵的選擇
    通常選用每秒轉速在30~150轉的離心式清水泵,水泵的流量應為冷水機組額定流量的1.1~1.2倍(單臺工作時取1.1,兩臺并聯工作時取1.2)。水泵的揚程應為它承擔的供回水管網最不利環路的總水壓降的1.1~1.2倍。最不利環路的總水壓降,包括冷水機組蒸發器的水壓降Δp1、該環路中并聯的各臺空調末端裝置的水壓損失最大一臺的水壓降Δp2、該環路中各種管件的水壓降與沿程壓降之和。冷水機組蒸發器和空調末端裝置的水壓降,可根據設計工況從產品樣本中查知;環路管件的局部損失及環路的沿程損失應經水力計算求出,在估算時,可大致取每100m管長的沿程損失為5mH2O。這樣,若最不利環路的總長(即供、回水管管長之和)為L,則冷水泵揚程H(mH2O)可按下式估算。
Hmax =Δp1 +Δp2 +0.05L(1+ K)
式中K為最不利環路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值。當最不利環路較長時K取0.2~0.3;最不利環路較短時K取0.4~0.6。






冷卻水泵的選擇
1) 冷卻水泵的流量應為冷水機組冷卻水量的1.1倍。
2) 水泵的揚程就為冷水機組冷凝器水壓降Δp1、冷卻塔開式段高度Z、管路沿程損失及管件局部損失四項之和的1.1~1.2倍。Δp1和Z可從有關產品樣本中查得;沿程損失和局部損失應從水力計算求出,作估算時,管路中管件局部損失可取5mH2O,沿程損失可取每100m管長約5 mH2O。若冷卻水系統來回管長為L,則冷卻水泵所需揚程的估算值H(mH2O)約為
H =Δp1 + Z + 5 + 0.05L
3) 依據冷卻水泵的流量和揚程,參考有關水泵性能參數選用冷卻水泵。
水流量計算
1、冷卻水流量:一般按照產品樣本提供數值選取,或按照如下公式進行計算,公式中的Q為制冷主機制冷量L(m3/h)= [Q(kW)/(4.5~5)℃x1.163]X(1.15~1.2)
2、冷凍水流量:在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組,可根據產品樣本提供的數值選用或根據如下公式進行計算。如果考慮了同時使用率,建議用如下公式進行計算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時使用率情況下的總冷負荷。
L(m3/h)= Q(kW)/(4.5~5)℃x1.163
3、冷卻水補水量一般1為冷卻水循環水量的1~1.6%。








 






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