第一章 制冷主机选型综述
(—)冷水机组类综述
冷水机组是中央空调系统的心脏，正确选择冷水机组，不仅是工程设计成功的保证，同时对系统的运行也产生长期影响。因此，冷水机组的选择是一项重要的工作。
1．选择冷水机组的考虑因素：
★ 建筑物的用途。
★ 各类冷水机组的性能和特征。
★ 当地水源(包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)。
★ 建筑物全年空调冷负荷（热负荷）的分布规律。
★ 初投资和运行费用。
★ 对氟利昂类制冷剂限用期限及使用替代制冷剂的可能性。
2．冷水机组的选择注意事项：
在充分考虑上述几方面因素之后，选择冷水机组时，还应注意以下几点：
★ 对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控组件等都组装在同一框架上的冷水机组。对小型全空气调节系统，宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组。
★ 对有合适热源特别是有余热或废热等场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组。
★ 制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组。
★ 选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量φ＞1163kW时，宜选用离心式；φ＝582～1163kW时，宜选用离心式或螺杆式；φ＜582kW时，宜选用活塞式。
★ 电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数高，前者为后者的二倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式(国外机组螺杆式排在离心式之前)。但各类机组各有其特点，应用其所长。
★ 选择制冷机时应考虑其对环境的污染：一是噪声与振动，要满足周围环境的要求；二是制冷剂CFCs对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小，特别要注意CFCs的禁用时间表。在防止CFCs污染方向吸收式制冷机有着明显的优势。
★ 无专用机房位置或空调改造加装工程可考虑选用模块式冷水机组。
★ 尽可能选用国产机组。我国制冷设备产业近十年得到了飞速发展，绝大多数的产品性能都已接近国际先进水平，特别是中小型冷水机组，完全可以和进口产品媲美，且价格上有着无可比拟的优势。因此在同等条件下，应优先选用国产冷水机组。
(二)热泵机组类
★ 热泵机组的冷负荷计算方法同于常规空调系统，热负荷计算方法于采暖系统大致相同，但需考虑新风耗热量；
★ 选型时要注意当地是否有足够的水源（包括水量、水温及水质）、电源和热源（包括热源性质、品位高低）；
★ 风冷热泵机组的供水温度一般为45℃，而风机盘管机组和组合式空调机组等样本中提供的供热量，通常都是以60℃进水为前提，所以，必须对这些设备的供热量进行修正；
★ 选择热泵机组时，一般应以冬季供暖负荷作为选择依据，同时校核夏季的冷负荷；
★ 对于商场、餐厅等内部负荷和新风负荷特别大的建筑物，由于供暖负荷一般仅为供冷负荷的60％～70％。所以，宜采用热泵机组与单冷机组联合供应的方式，例如“3十1”模式，即3台风冷热泵机组加1台单冷机组；
★ 风冷热泵机组的额定供热量，通常都是标准工况(环境温度t0＝7℃，出水温度ts＝45℃条件下的数值，当环境温度低于7℃时，供热量将大幅度降低。一般的降低幅度大致如下： t0＝5℃时， 下降百分比为5％～8％； t0＝3℃时， 下降百分比为12％～14％， t0＝0℃时， 下降百分比为25％～32％； t0＝-3℃时，下降百分比为45％～50％； t0＝-5℃时，下降百分比为55％～65％。注：按标准工况设计的风冷热泵机组，实际上在一3℃以下时已不能正常运行；
★ 风冷热泵机组的单台容量较小，宜应用于中小型工程；
★ 冬季室外的空气温度，白天总是高于夜晚。因此，室外供暖计算温度久tw＝-3℃地区，对于仅白天使用的建筑物如办公楼、商场等，可以采用风冷热泵机组。对于全天(24小时)要求供暖的建筑物，采用风冷热泵时则应谨慎对待；
★ 水源热泵系统比较适合于多住户的公寓楼及面积较大的大型别墅。设计时应确保系统水流量计算准确．以便于冷却塔、水泵等设备的选型；
★ 在相对湿度较高的地区，选用热泵时，应特别注意分析运行条件，并采取有效的除霜措施。
(三)地源热泵的机房内热泵机组部分
1．地源热泵的机房内热泵机组部分可以参照下列步骤进行选型：
★ 水源热泵机组的容量不要过大。中央空调冷热源设备选型时，设备制冷(热)量约为设计冷(热)负荷的1.05～1.10。
★ 水源热泵机组选型时，应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时 ，运行时间短，启动频繁。机组容量合适，运行时间长，有利于除湿。
★ 封闭水系统水温的选择，夏季要求水温低些，目的是提高能效，降低耗电功率。冬季水 温不要太高，因为水温高时，虽然制冷量高了，但耗电功率也高了，能效系数变化不大。
★ 设计时要考虑采暖空调对象建筑物的同时使用系数。同时使用系数的取值与建筑物类型有关，与建筑物的数量有关，需通过理论计算和实测确定。《住宅建筑空调负荷计算中同时 使用系数的确定》列出数据是：当住户〈100户时，该系数为0.7；当户数为100～150户时，为0.65～0.7；当户数为150～200户时为0.6。
2．室外地下换热部分可参照以下步骤进行选择：
地热换热器的选型包括型式和结构的选取，对于给定的建筑场地条件应尽量使设计在满足运行需要的同时成本最低。地热换热器的选型主要涉及以下几个方面：
★ 地热换热器的布置型式，包括埋管方式和联结方式，如图所示。埋管方式可分为水平式和垂直式。选择主要取决于场地大小、当地土壤类型以及挖掘成本，如果场地足够大且无坚硬岩石，则水平式较经济；如果场地面积有限时则采用垂直式布置，很多场合下这是唯一的选择。如果场地土中有坚硬的岩石，用钻岩石的钻头可以成功钻孔。联结方式有串联和并联两种，在串联系统中只有一个流体信道，而并联系统中流体在管路中可有两个以上的流道。采用串联或并联取决于成本的大小，串联系统较并联系统采用的管子管径要大，而大直径的管子成本要高。另外，由于管径较大，系统所需的防冻液也较多，管子重量也相应增大，导致安装的劳动力成本也较大。
★ 塑料管的选择，包括材料、管径、长度、循环流体的压头损失。聚乙烯是地热换热器中最常用的管子材料。这种管材的柔韧性好、且可以通过加热熔合形成比管子自身强度更好的连接接头。管径的选择需遵循以下两条原则：其一，管径足够大，使得循环泵的能耗较小；其二：管径足够小，以使管内的流体处于紊流区、使流体和管内壁之间的换热效果好。同时在设计时还要考虑到安装成本的大小问题。
★ 循环泵的选择。选择的循环泵应该能够满足驱动流体持续地流过热泵和地热换热器，而且消耗功率较低。一般在设计中循环泵应能够达到每吨循环液所需的功率为100W的耗能水平。
(四)水源热泵机组
★ 水源热泵机组的容量不要过大。中央空调冷热源设备选型时，设备制冷(热)量约为设计 冷( 热)负荷的1.05～1.10。水源热泵机组选型时，应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时 ，运行时间短，启动频繁。机组容量合适，运行时间长，有利于除湿。
★ 封闭水系统水温的选择，夏季要求水温低些，目的是提高能效，降低耗电功率。冬季水温不要太高，因为水温高时，虽然制冷量高了，但耗电功率也高了，能效系数变化不大。
★ 设计时要考虑采暖空调对象建筑物的同时使用系数。同时使用系数的取值与建筑物类型有关，与建筑物的数量有关，需通过理论计算和实测确定。《住宅建筑空调负荷计算中同时 使用系数的确定》列出数据是：当住户〈100户时，该系数为0.7；当户数为100～150户时，为0.65～0.7；当户数为150～200户时为0.6。
(五) 直燃机机组
直燃机设计选型时要确保同时满足冷热负荷的需要，但不设过大余量，以防造成主机投资浪费。一个系统最好配置两台以上主机且分别配置独立的冷却水循环泵、冷却塔及冷热水循环泵，这样可以使系统可靠性更高，低负荷时水泵电耗更低。由于直燃机运转时无振动、无磨损，运转可靠，如选用单台主机也具有明显的经济优势而不降低其可靠性。
标准型直燃机供热量是制冷量的80％，即 。如果热负荷大(如制冷时供卫生热水，或供暖时供卫生热水或供暖负荷大于制冷负荷)，则可选择高压发生器加大型以提高供热能力，或选择大冷量机组来实现(这样初投资较大)。每加大一号高压发生器，供热能力增加20％，即Q增加＝0．8×0.2 。如夏季制冷并供应卫生热水(按夏季制冷量选型)则有： ，或 ， ，N为高压发生器的加大号数。如系统需夏季制冷、冬季供暖并供应卫生热水(满足夏季制冷量要求选定机型后校核冬季供热量)则：
①满足夏冬两季使用要求；
②如冬季热负荷大，采取加大高压发生器满足；
③如冬季热负荷大，采取加大机组型号来满足使用要求（ ，指机组加大型号后的制冷量）。若须加大机组型号满足使用要求，则夏季靠调节燃烧器以保证经济运行。在过渡季节系统则靠调节燃烧器火头以保证经济运行。另外，制冷量和供热量的比例也可利用一些阀门来调节实现。
(六) 热泵机组
★ 机组负荷选择风冷热泵机组的容量通常是根据建筑物的夏季冷负荷来选择，同时对冬季热负荷进行校核计算．如果机组供热量大于采暖负荷，则该机组满足冬季采暖要求；如果采暖负荷大于机组供热量，可按下面2种情况考虑：当机组供热量小于等于采暖负荷的50％～60％时，可增加辅助电加热装置；反之则应综合考虑初投资和运行费用来确定机组的容量，即适当加大机组的装机容量．
★ 辅助电加热装量的形式 风冷热泵机组空调系统的辅助电加热装置有以下几种形式可供选择：(1)在风机盘管系统中设置小型锅炉，以此来提高冬季机组的供水温度；(2)在有另外热源(热水或废热水)时，可采用扳式热交换器提高冬季供水温度；(3)采用直烧式(气源可为水煤气、天煤气、柴油等)加热器提高冬季供水温度；(4)采用电加热器提高冬季供水温度．
★ 蓄冷（热）负荷在选择风冷热泵机组时还应考虑建筑物的蓄冷(热)负荷．一般公共建筑，空调设备往往是间歇运行，即白天运行、夜间关闭，这样在第2天运行时，由于建筑物的蓄冷(热)，房间温度需要运行一定的时间后能达到设定值，如果要求缩短这一时间，在选择机组时就要考虑蓄冷(热)负荷．它与预冷(热)时间有关，一般预冷（热）时间按2～3h。
(七)组合式空调器类综述
目前，在各类综合性功能高层建筑的中央空调系统中，往往对所需温度、湿度、新风量、冷（热）负荷的空气气流组织，采用分层或分区进行集中处理，其优点是便于建筑物内的物业管理和使用中的节能。
组合式空调机组的特点是以功能段为组合单元，用户可根据空气调节和空气处理的需要，任选所需各段进行自由排列组合，有极大的自由度和灵活性。
考虑到运行和检修方便、气流均匀等因素，应适当设置中间段。
选型时必须注意到以下几点：
1、向制造厂家提供组合式空调机组所需功能段的组合示意图。示意图上应注明所选机组型号、规格、段号、功能段长度、排列先后次序以及左右式方位等基本要求。
2、组合式空调机组的操作面规定为：
（1）送、回风机有传动皮带的一侧；
（2）袋式过滤器能装卸过滤袋的一侧；
（3）自动卷绕式过滤器设有控制箱的一侧；
（4）冷（热）媒进、出口的一侧，有排水管一侧；
（5）喷水室（段）喷水管接水管的一侧。
当人面对机组操作时，气流向右吹为右式，反之则为左式，选型订货时需说明所需机组的左、右式。
3、选用表冷器、加热器和消声器前，必须设置过滤器（段），以保护换热器和消声器表面清洁度，防止堵塞孔、缝，并应设置中间段。
4、喷水段、表冷段等，除已有排水管接至空调机组之外，还应考虑排水的水封装置。
5、选用喷水室（段）时，应说明几级几排。
6、选用表冷器、加热器（段）时，应注明型式和排数，使用的冷（热）媒性质、温度和压力等。机组用蒸汽供热时，空气温升不小于20℃；以热水加热时，空气温升不小于15℃。
7、选用干蒸汽加湿器需要说明加湿量、供汽压力和控制方法（手动、电动或气动）。
8、选用风机段要说明风机的型号、规格、安装形式、出风口位置，风机段前应设置中间段，保证气流均匀。新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg.
9、注明各风口接口的位置、方向和尺寸，送、回风阀的型式、规格，采用的控制方式（手动、电动或气动）。风机出口应有柔性短管，风机底座应有减振装置。
10、需要留出的观察孔以及仪表安装孔位置和个数，风机供电的引线位置走向。
11、机组的基础应高于室内地平面，基础四周应设有排水沟或地漏，以便排除冷凝水和放空设备底部存水。
12、机组四周或机组与机组（多台时）布置时应留出足够的操作和检修空间。
13、考虑到机组防腐性能，箱体材料最好选用镀锌钢板、玻璃钢或特殊铝合金。对于黑色金属制作的构件表面应作过防腐处理；对于玻璃钢箱体应采用氧指数不小于30的阻燃树脂制作。
14、机组漏风率标准：
（1）机组内静压保持700Pa时，机组漏风率不大于3%
（2）净化空调系统的机组内静压保持1000Pa、洁净度低于1000级时，机组漏风率不大于2%；洁净度高于或等于1000级时，机组漏风率不大于1%。
对机组性能考核要求：机组的风量、余压、供冷量和供热量的实测值应大于或等于其名义值的93%。机组的水阻力和输入功率的实测值不得大于其名义值的110%。
基本参数应符合下列规定：
a机组风量实测值不低于额定值的95%，全压实测值不低于额定值的88%。
b机组额定供冷量的空气焓降应不小于17kJ/kg；新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg。
c机组供热量的空气温升至少应不小于 蒸汽加热时 温升20℃ 热水加热时 温升15℃
机组在85%的额定电压下能正常启动和工作。
机组的盘管及其管路在下列相应条件下应能长期正常运行，且无渗漏：
a冷水盘管在980kPa压力下，或通热水使用时，在980kPa压力、60℃的热水条件下；
b热水盘管在980kPa压力、130℃的热水条件下；
c蒸汽盘管在70kPa压力、112℃的蒸汽条件下。
机组箱内的隔热、隔声材料应具有无毒、无异味、自熄性和不吸水性能。不应使用裸露的含石棉或玻璃纤维的材料。隔热、隔声材料与面板之间应贴牢固、平整、无缝隙，保证在运行时箱体外表面无凝露。
机组应有凝结水处理设置，在运行中箱体外不应有渗漏水，箱体内不应有积水，排水应通畅。
箱体和检查门应具有良好的气密性，机组的漏风率应不大于5%。检查门锁紧性能要好，防止因内、外压差而自行开关。盘管的迎面风、风速超过2.5m/s时，应加设挡水板。喷水段进、出风侧应有挡水板。
机组箱体应具有足够的刚度，在运行中不应产生变形。机组采用黑色金属材料制成的构件，其表面均应做防腐处理。
第二章 集中空调和制冷机的辅助设备选型综述
一、清水泵类产品选型指南：
1、选择清水泵主要看参数流量和扬程；
2、离心泵适用于大流量、大扬程的场所；
3、管道泵流量范围不大，适用于扬程低的场所；
4、常规选择卧式泵，当安装有局限时选立式泵；
5、当单级泵不能满足要求时选择双级泵；
6、当温度t>65℃，选热水泵；当t≤65℃，选冷水泵。
二、新风机设备选型步骤如下：
1、据安装设置选择新风机的形式；
2、设备风量、风压选用时以不小于设计值为原则；
根据房间用途、面积、内部人员数量确定合适新风量，按表4.1进行选择。
表4.1 新风机组选型风量参数表
备注：（1） 确定房间所需新风量时，应根据房间空间大小及室内人员数量综合考虑。根据上表推荐资料分别按“每人所需新风量”和“房间新风换气次数”计算出新风数量值，取二者中较大值，作为设备选型依据。
（2）对于特殊行业，如医院（手术室、特护窝病房）、实验室、工业车间、按文书行业相关规范条例确定所需新风量。
3、确定制冷量及制热量的设计工况；
4、原则上一台新风机组只负责一层楼面所需的新风量；
三、风机盘管设备选型步骤如下：
1、明确所选用机组的型式、规格、风口位置等要求。
在选用风机盘管制冷机组时，是把设计预热负荷与机组显热负荷相匹配。在大多数情况下，盘管有足够的潜热容量，可满足设计需要。如使用室外空气则相应修整其负荷及计算公式：水温升（℃）= 空气温升（℃ db）
先要确定工作要求：
制冷：室内预热制冷负荷（ ），室内总热制冷负荷（ ），进风温度（℃db/℃wb），进水温度（℃），风量（ ）；
制热：通常按制冷选用的机组，供暖能力是足够的，回执量是按照水流量相同时来选定的。即用进水温度来满足室内所需加热负荷。室内加热负荷（），进风温度（℃）。
然后再确定机组规格、水量、所需水温及压降等参数。
2、明确所选用机组的接水管左出或右出方向（与管道布置等有关）。
3、明确风机电动机轴承是否采用含油或不含油轴泵。若选用不含油轴泵，使用中一贯内按规定定期加油。
4、注意出水的保温措施，以免夏季使用时产生凝露，污损室内建筑物。
5、冬季通热水，水温一般不超过60℃，可减少结垢，同时减轻冷热交替作用使胀管胀紧力减弱，影响传热。
6、机组盘管最高处设置放气阀。
四、冷水塔类综述
1、按照被冷却水的温度选择：高温塔、中温塔、常温塔。
2、按照安装位置的现状及对噪声的要求选择：横流塔与逆流塔。
3、按照冷水机组的冷却水量选择冷却水量，原则上冷却塔的水量要略大于冷水机组的冷却水量。
4、选用多台水塔时尽量选择同一型号。
其次，冷却塔选型需要注意:
1、塔体结构材料要稳定、经久耐用、耐腐蚀，组装配合精确。
2、配水均匀、壁流较少、喷溅装置选用合理，不易堵塞。
3、淋水填料的型式符合水质、水温要求。
4、风机匹配，能够保证长期正常运行，无振动和异常噪声，而且叶片耐水侵蚀性好并有足够的强度。风机叶片安装角度可调，但要保证角度一致，且电机的电流不超过电机的额定电流。
5、电耗低、造价低，中小型钢骨架玻璃冷却塔还要求质量轻。
6﹑冷却塔应尽量避免布置在热源、废气和烟气发生点、化学品堆放处和煤堆附近。
7、冷却塔之间或塔与其它建筑物之间的距离，除了考虑塔的通风要求，塔与建筑物相互影响外，还应考虑建筑物防火、防爆的安全距离及冷却塔的施工及检修要求。
8、冷却塔的进水管方向可按90°、180°、270°旋转。
9、冷却塔的材料可耐-50℃低温，但对于最冷月平均气温低于-10℃的地区订货时应说明，以便采取防结冰措施。冷却塔造价约增加3%。
10、循环水的浊度不大于50mg/l，短期不大于100mg/l不宜含有油污和机械性杂质，必要时需采取灭藻及水质稳定措施。
11、布水系统是按名义水量设计的，如实际水量与名义水量相差±15%以上，订货时应说明，以便修改设计。
12、冷却塔零部件在存放运输过程中，其上不得压重物，不得曝晒，且注意防火。冷却塔安装、运输、维修过程中不得运用电、气焊等明火，附近不得燃放爆竹焰火。
13、圆塔多塔设计，塔与塔之间净距离应保持不小于0.5倍塔体直径。横流塔及逆流方塔可并列布置。
14、选用水泵应与冷却塔配套，保证流量，扬程等工艺要求。
15、当选择多台冷却塔的时候，尽可能选用同一型号。
此外，衡量冷却塔的效果还通常采用三个指标：
（1）冷却塔的进水温度t1和出水温度t2之差Δt,Δt被称为冷却水温差，一般来说，温差越大，则冷却效果越好。对生产而言，Δt越大则生产设备所需的冷却水的流量可以减少。但如果进水温度t1很高时，即使温差Δt很大，冷却后的水温不一定降低到符合要求，因此这样一个指标虽是需要的，但说明的问题是不够全面的。
（2）冷却后水温t2和空气湿球温度ξ的接近程度Δt’,Δt’=t2-ξ(℃),Δt’称为冷却幅高。Δt’值越小，则冷却效果越好。事实上Δt’不可能等于零。
（3）考虑冷却塔计算中的淋水密度。淋水密度是指1m2有效面积上每小时所能冷却的水量。用符号q表示。q=Q/F,m3/m2.h（Q-冷却塔流量，m3/h；F-冷却塔的有效淋水面积，m2）
其它说明：
1、根据使用工况及水量确定它的主要参数。
2、优选换效率高的（相同水量体机小的）。
3、优选噪音低的（相同水量风机输入功率低的噪音低）。
4、填料材质好的寿命长、阻燃填料为第一优选。
5、选型位置应考虑不受季风影响。
要求：
1、阻力后的配管不能低于补水管进水口径。
2、冷却塔出水管的阀门离塔越近越好。
3、建议回水管室外部分做保温。
4、多台并联的冷却塔建议水路做成两路，便于在机组能量调整时节能运行。
5、冷却塔启动时一定要先开水泵，后开风机。不允许在没有淋水的情况下是风机运转。
因此，在布水管上设有倾斜的收水板，如果开动风机而没有喷水时，布水器反转，收水板会刮到填料，使填料刮出来被风带走，或者将布水管卡坏，因此，冷却塔启动时，一定要先开水泵，后开风机，停止工作时，应先停风机，后停水泵。
五、风口类产品选型指南
1、首先，根据工艺要求和现场的条件等，确定送回风的形式、气流组织形式以及风口型式；
2、其次，再根据风量来确定风口的外形尺寸；
3、再次，选型时还要注意以下要求：
（1）一般可采用百叶风口或条缝型风口等侧送，有条件时，侧送气流宜贴附。工艺性空气调节房间,当室温允许波动范围小于或等于±0.5℃时,侧送气流应贴附。
（2）当有吊顶可利用时，应根据房间高度以及使用场所对气流的要求，分别采用圆型、方型和条缝型散流器和孔板送风。当单位面积送风量较大，而且工作区内要求风速较小或区域温差要求严格时，应采用孔板送风。
（3）空间较大的公共建筑和室温允许波动范围大于或等于±1.0℃的高大厂房，可采用喷口或旋流风口送风。
采用贴附侧送时，应符合下列要求：
（1）送风口上缘离顶棚距离较大时，送风口处应设置向上倾斜10-20℃的导流片。
（2）送风口内应设置使射流不至左右偏斜的导流片。
（3）射流流程中不得有阻挡物。此外,送风口的出口风速，应根据送风方式、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。消声要求较高时，宜采用2-5m/s，喷口送风可采用4-10m/s。
回风口的布置方式，应符合下列要求：
（1）回风口不应设在射流区内和人员长时间停留的地点，采用侧送时，宜设在送风口的同侧。
（2）条件允许时，可采用集中回风或走廊回风，但走廊的断面风速不宜过大。
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