风冷冷水(热泵)空调系统组成: 确定空调使用空间: 厨房、卫生间通常不需设置空调,设置排风装置即可。 设置时:不直接回风,排风量大于送风量。 计算负荷及选型: 建筑类型及房间名称 总冷负荷指标(w/m 2 ) 建筑类型及房间名称 总冷负荷指标(w/m 2 )
风冷冷水(热泵)空调系统组成:
确定空调使用空间:
厨房、卫生间通常不需设置空调,设置排风装置即可。
设置时:不直接回风,排风量大于送风量。
计算负荷及选型:
建筑类型及房间名称 |
总冷负荷指标(w/m 2 ) |
建筑类型及房间名称 |
总冷负荷指标(w/m 2 ) |
旅游旅馆、客房 |
114 |
理发、美容 |
208 |
酒吧、咖啡厅 |
256 |
商店、小卖部 |
151 |
西餐厅 |
277 |
棋牌室 |
274 |
中餐厅 |
360 |
科研、办公室 |
151 |
中庭、接待 |
191 |
展览厅、陈列馆 |
177 |
小会议室 |
235 |
公寓、住宅 |
158 |
大会议室 |
358 |
餐馆 |
300 |
上海地区空调冷负荷概算值:
建筑类型及房间名称 |
总冷负荷指标(w/m 2 ) |
客房 |
116~151 |
写字间、办公室 |
186~232 |
商场 |
291~326 |
中餐厅 |
326~530 |
西餐厅 |
302~384 |
国际多功能厅 |
302~384 |
阅览室 |
256~302 |
共享空间 |
349~418 |
舞厅、卡拉ok |
325~407 |
走廊 |
116~139 |
室内负荷的计算方法很多,以上提供的是一种比较简单的估算方法供参考(各地区取值如有差异,以当地经验设计数据为准)
风机盘管选型依据:
房间冷负荷(w)=房间面积(m 2 )×单位面积冷负荷(w/m 2 )
风机盘管选型原则:
选择最佳的风机盘管类型;选择高档的风机转速;选择制冷量大于要求的末端。
风机盘管形式:
风机盘管形式:
立式机组:安装在窗下;明装或暗装。
卧式机组:明装或暗装。
嵌入式机组:镶嵌于天花内;有面板。
2排单盘管:两排盘管,冬天通热水,夏天通冷冻水,只能采用两管制。
2+1排组合盘管:两排盘管冬天通热水,夏天通冷冻水,1排热盘管,冬天夏天都可以通热水,采用三管制或者四管制。
3排单盘管/3+1排组合盘管与其类似。
单盘管和组合盘管的冷热量及其修正都可以从样本中查得。
主机选型依据:
建筑物总冷负荷(kw)=所有房间总冷量总和×同时使用系数
同时使用系数建议取0.85或以上。
根据条件选择主机形式:
电源规格:220V/380V;
允许的冷凝排风方向:上出风、侧出风;
标准机组,水力模块外置机组或者外置水泵机组;
单台机组使用或多台机组并联使用。
根据功能选择主机冷量:
商用:餐厅、商店、工厂、办公室等等;
民用:公寓/别墅;全区使用、分区使用等。
上海某楼盘中一户型房间面积如下表,高层建筑,该户型位于中间层:
房间名称 |
房间面(m 2 ) |
单位冷负(w/m 2 ) |
冷量(w) |
额定制冷(w) |
卧室1 |
12.7 |
130 |
1651 |
2050 |
卧室2 |
13.3 |
130 |
1729 |
2050 |
卧室3 |
17.2 |
150 |
2580 |
2820 |
客厅 |
20.2 |
160 |
3232 |
3740 |
餐厅 |
16.9 |
160 |
2704 |
2820 |
建筑物总冷负荷=(1651+1729+2580+3232+2704)×0.85/1000=10.11KW
由于上海冬季仍有制热需求,对照相关产品样本,选择热泵机组一台。
机组及管道布置:
1)主机布置位置选定原则:远离卧室、能承重、距离短、进出风无障碍。
2)管道布置原则:尽可能同程、距离短、弯路少、凝水就近排放。
管道布置:
经过每一环路的管路长度相等,通过各设备环路的压降相同,水管路阻力易平衡。
经过每一环路的管路长度不等,各环路压降不均匀。
垂直同程+异程:
供水和回水总管都在底部。
计算水管管径:
冷冻水供回水水管管径 D=(4m w /πν) 1/2
m w —水流量,m 3 /s;ν—水流速,m /s。
-- 冷水机组的水流量=总管的流量(设备的水流量从设备样本中查得)
-- 风机盘管的水流量=支管的流量(设备的水流量从设备样本中查得)
-- 各段水管的水流量=该段水管所连接的风机盘管水流量之和
水流量mw=q/(1000×4.19×△T)
q—冷负荷,kw;△T—供回水温差,℃;通常按5℃取值。
计算水管管径:
管道种类 |
推荐流速 (m/s) |
水泵吸入口 |
1.2~2.1 |
水泵压出口 |
2.4~3.6 |
一般供水干管 |
0.8~1.0 |
室内供水立管 |
0.7~1.0 |
计算水管管径:
冷凝水管管径可以根据机组的冷负荷q(kW)按下列数据近似选定冷凝水水管的公称直径:
q≤7KW时,DN=20mm;q=7.1~17.6KW时,DN=25mm;q =17.6~100KW时,DN=40mm。
注意:管径变化不宜过于频繁。
以开利空调为例,计算水管管径:
计算水泵扬程:
整个系统的阻力:H=沿程阻力H f +局部阻力H d +风机盘管压降H u
管段沿程水头损失:H f (m H 2 O)=ixl
i—管道单位长度水头损失,m H 2 O/m;
l—管段长度,m。
管道单位长度水头损失 i=0.0246×[Q 1.75 ×( K1γ) 0.25 ]/d 4.75
Q—计算流量,m 3 /s;
γ —运动粘滞度,m 2 /s,冷水水温20℃时γ=1.01×10 -6 m 2 /s,热水水温70℃时γ=0.41×10 -6 m 2 /s;
K1 —水温修正系数K1 ;d—管道计算内径,m。
水温修正系数K1表
冷水水温 |
10℃ |
20℃ |
30℃ |
40℃ |
冷水管温度修正系数 |
1.061 |
1 |
0.949 |
0.908 |
热水水温 |
50℃ |
55℃ |
60℃ |
65℃ |
70℃ |
管温度修正系数 |
1.069 |
1.051 |
1.031 |
1.016 |
1 |
局部阻力 Hd (m H 2 O) = ξxρxv 2 /(2×9.8×1000)
ξ—局部阻力系数,从下表中选取
ρ—水的密度,1000kg/m 3 ;v—水流速,m/s。
查询开利风机盘管样本得到室内风机盘管的压降Hu
整个系统的阻力:H= H f +H d +H u
确定了水系统阻力后,考虑10-15%的余量,即水泵扬程不得小于1.1H~1.15H,根据扬程和流量,选择或者校核水泵。
水管系统配件的局部阻力系数ξ值:
水泵扬程计算示例:
已知条件:管段长度、管径、流量、管道附件种类数量。
管段长度必须包含主管立管长度,可以根据建筑层高估计。
所以整个管段的沿程阻力为:
H f =0.297+0.672+0.099+0.718+0.432+0.013=2.23mH 2 O
管段编号 |
局部阻力系数 |
H d mH 2 O |
1 |
0.5+0.5+1.5+1.5=4.0 |
0.0728 |
2 |
0.1=0.1 |
0.0018 |
3 |
0.1=0.1 |
0.0018 |
4 |
1.5+1.5=3.0 |
0.0735 |
5 |
0.1=0.1 |
0.0008 |
6 |
1.5+1.5+2*0.5=4 |
0.0202 |
6 |
2*0.5+1.5+1.5+0.5=4.5 |
0.0233 |
5 |
1.5=1.5 |
0.0127 |
4 |
1.5+0.5=2.0 |
0.0490 |
3 |
0.5=0.5 |
0.0091 |
2 |
0.5+1.5=2.0 |
0.0364 |
1 |
0.5+0.5+0.5+1.5=3.0 |
0.0546 |
所以整个管段的局部阻力为:0.36mH 2 O
查开利风机盘管样本:
风机盘管42CE002压降10kpa,换算得1.02 mH 2 O。
管段总阻力H= 2.23+0.36+1.02=3.61mH 2 O
取10%的安全系数,水泵扬程不低于3.61*1.13=4.08mH 2 O,小于RH011机外可用扬程6.02 mH 2 O,可以满足使用要求。
校核系统水容量:
在忽略风机盘管中所含水量外,系统水容量主要指设计图纸中主管、支管中正常运行时所容纳的水容量:R=∑qx Lx
qx—某管径水管每米长所容纳的水量(L/m)
Lx—此管径水管的总长度(m)。
R>系统最小水容量,不强制使用缓冲水箱;
R<系统最小水容量,必须使用缓冲水箱。
公称直径(mm) |
内径(mm) |
每米容水量(L/m) |
DN15 |
15.8 |
0.196 |
DN20 |
21.3 |
0.356 |
DN25 |
27 |
0.572 |
DN32 |
35.8 |
1.007 |
DN40 |
41 |
1.32 |
DN50 |
50 |
1.964 |
一定不能忽略支管中的水容量。
多台机组并联使用的设计:
不同型号机组可以并联;
每台机组的出水管路上都必须安装水流开关;
调节回水温度不同来控制机组启停:需要优先使用的机组,把他们的回水温度略微设定更低一些(制冷时)或更高一些(制热时);
每台机组出水管加装止回阀;
连接主机进出水管设置集分水器;
将水泵外置。
新风来源:
分项施工工序:
放样确认→安装室内机→安装室外机→安装水系统管道→试压检漏→安装风管→调试→安装风口→竣工验收
安装室内机:
就近排水,凝水盘略向出水接头方向倾斜 ;
接管上的阀门需要在凝水盘之内;
凝水盘做好保温;
预留检查口,其位置与大小,具体工程应和建筑紧密配合,协商解决;
回风口要装过滤网,以保护盘清洁,否则热交换效率低很快;
螺纹连接处应采取密封措施(最好选用聚四氟乙烯生料带);
水阀不能装反,电源线不能接错,机组外壳必须可靠接地。
安装室外机:
采用膨胀螺栓固定机组,以防止强风将其翻倒。
热泵机型,必须离地有足够的高度,通常提升至100mm以上。
如果设备安装所在地可能有强降雪天气发生,必须将其安装高度提升到至少为通常积雪水平高度以上200mm处。
水系统材料及安装:
机组接管示意图:
管道材料:
金属管
不锈钢管、铜管:寿命长,不易锈蚀,但是造价高;
镀锌管:寿命短,内部杂质多,清洗困难,价格相对便宜;
★ PPR(共聚聚丙烯)管
优点:耐热性好、导热系数极低、经济、质轻、耐腐蚀、不结垢;
PPR管,小型空调水系统的理想的材料。
注意:设计及施工不能直接套用镀锌管的工艺。
管道材料:排水管一般采用U-PVC管(硬聚氯乙稀):成本低廉质量轻,有一定的机械强度,水力条件好,安装简易,接口处一般用专用胶粘接。
家庭安装中建议使用发泡橡胶,厚度30mm。两种安装方式:
穿管,局部粘接;粘接。
在圆周接缝、阀门、三通等处用5mm厚,宽度5cm板将接缝封合。
系统附件:
自动排气阀:安装于系统最高点,系统排气;
流量开关:安装于主机出水管,监控水流量,雅居易标准机组自带;
Y型水过滤器:安装于机组回水管,防止污物进入,安装时要注意流向,并在两端加装截止阀以便拆洗;
旁通阀:安装于主机进出水管间,冲洗打压;
泄水阀:安装于系统水管最低处,存水排放;
补水装置:安装于主机进水管,为系统补水。
金属软管:安装于主机以及风机盘管供/回水管口,起到减振的作用;
球阀或闸阀:需要检修时,关断水路;
温度计/压力表:安装于机组进出水管,检查冷冻水的温度和压力;
电动二通阀/三通阀:安装于风机盘管的回水管。根据室温控制开启或者关闭,在整个水系统中,三通阀配备的个数应该至少达到三分之一,以防止当某些二通阀关闭时整个水路水流量过小而引起主机报警。
PPR管道采用热熔连接:
热熔连接前,必须认真清洁管道和接头表面的油污、杂质及毛刺;
金属管件连接时,采用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡;
热熔连接过程中不能旋转;
热熔温度过高,时间过长,造成过熔,水管被部分堵塞,管径大大缩小,导致水流量不足;
热熔的温度或时间不足,将造成未熔合,导致水管接头处漏水;
管道敷设部位应远离热源。
冷水PPR管支吊架安装间距:
公称直径mm |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
63 |
75 |
90 |
110 |
水平管m |
0.65 |
0.8 |
0.95 |
1.1 |
1.25 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.9 |
立管m |
1.0 |
1.2 |
1.5 |
1.7 |
1.8 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.5 |
热水 PPR管支吊架安装间距:
公称直径(mm) |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
63 |
75 |
90 |
110 |
水平管m |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.5 |
立管m |
0.9 |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.7 |
1.7 |
1.8 |
2.0 |
管道穿越墙体或楼板处应设钢制套管,管道接口不得置于套管内;
管道套管内径应比管道保温层外径大20~30mm,套管处不得有管路接口,套管厚度应为0.8~1.0mm的镀锌铁皮或内径合适的钢管制作;
管道支架、吊架的位置不允许妨碍水过滤器的拆除、安装,也不得占用设备的操作空间;
管路不论采用什么排列方式,但均要保持平行(管中心)或按1/1000~3/1000坡度,坡向立管便于管路末端排气。两管间距要基本相同并留出保温距离,立管、水平主管要做到横平竖直,尽量杜绝“U”形弯,和门形弯;
凝结水排水管的坡度,当没有特别的规定时,其坡度宜大于或等于5‰。并遵守就近排放原则,尽量缩短管路减少因坡度造成的下降量,提高吊顶高度。
管路系统试压与冲冼:
水压试验步骤如下:
1、将试压管道末端封堵,缓慢注水,同时将管道内气体排出;
2、充满水后,进行水密性检查;
3、加压宜用手动泵缓慢升压,升压时间不得小于10分钟;
4、升至规定试验压力(一般为0.8MPa)后,停止加压,稳压2小时无泄压;
试压合格后,对系统反复冲洗(最好不要经过设备),直到排水不带泥沙、铁屑等杂质,水不混浊为合格。
配管管路单独试压,不可与机组一起试压。
电气连接:
示例:下图是三相电气连接图机组,不同型号机组电源线截面尺寸以及控制线截面尺寸都可以从样本、安装指导说明书里查得。
风机盘管控制原理:
控制室内风机盘管末端的容量有两种方案。
一种是控制通过盘管的空气流量,另一种则是控制流过盘管的水量。
每种方法各有其优缺点。
水流量控制:
水可以有两条途径流过盘管:
1-开启或关闭水流。我们把能实现这种功能的阀门称为开关阀或两通阀。两通阀是专门用来作开关使用的,但是,三用阀也能实现此功能。
2-用调节阀调节水流。水侧采用调节控制阀后,空气侧的流量可以恒定。
控制空气流量:
控制经过盘管的空气流量有三种途径:
1-手动开关风机
2-手动选择风机速度
3-自动开关风机
上述三种途径均能使水以恒定流量在盘管内连续流动。
风盘控制器:
风速选择:停止/低速/中速/高速;
三种工作模式:加热、制冷 、通风;
可对室内风机调速:高速/中速/低速/自动;
具有时钟和定时开关机控制,具有温度校准功能 ,具有防冷风、低温保护功能
可选带联锁触点。