论商业楼宇空调系统的安装实施

摘要：此方案是进行商场冷量分析、风量计算并针对分析出的结果进行分析，选用合适的空调机组设备及相关系统，并对其进行相关说明。

关键词：空调;冷水机组;风系统

中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）10-0015-03

1工程概况

1.1项目情况

该工程为上海市区内某商场，共8层，总建筑高度48 m，总建筑面积为40 000 m2，长为78 m，宽61 m。本次方案内容包括商场内集中中央空调系统设计（含空调水系统、风系统、空调系统管道保温及设备减震的简述[2]）。

1.2室内设计参数

夏季室内干球温度：26°;夏季相对湿度：55%;新风量：16 m/h·人[1];噪声：55 dB（A）;气流速度：0.3 m/s。

2系统参数计算

2.1空调系统冷负荷的确定

冷负荷的主要确认考虑以下方面的冷负荷，并对其进行累加，包括墙体冷负荷、屋顶冷负荷、玻璃窗冷负荷、日射的热冷负荷、人员散热冷负荷、设备冷负荷、照明冷负荷[1]。根据上述因素的综合考虑，根据当天的情况每三个小时对楼宇冷负荷进行估算，一层冷负荷及总冷负荷如表1。

2.2新风量的确定

商场负荷变化比较小，宜采用封闭式混合单风道集中式系统，即采用循环风量，部分引入新风量（为室外引入的新风），一般要求引进的新风，与排出的风量要平衡，或略大于排风量，压差一般为5～10 Pa，湿度一般不要超过75%。

作者简介：楚大林（1984—），男，上海人，本科，工程师，研究方向：机电设备安装。

2.3送风量的计算

以一层计算为例：首先确定室内状态点N，然后以N作热湿比ε线与φ=90%的交点，此点即为送风状态点L，查[1]N：i=64.33 kJ/kg干空气;L：i=46 kJ/kg干空气。

Q取当天最大负荷12时～16时的单小时平均的最大负荷869.62 kW。

新风量按总送风量的百分数来设计，取值10%。

商场按照每天4 500人核算，每人不小于16 m/（h·人）的新风量：即g=16 m/（h·人），G=ρ×n×g=1.2×4 500×16=86 400 m/h=24 m/s，回风量G=G-G=39-24=15 m/s。

2.4风口及其风口形式的确定

送回风口的形式、数量、尺寸等的确定，主要是根据该区域需求的风量大小来确定，并保证单个风口的风速不超过标准规定的最大风速，本次方案的送风管和回风管均设置在房屋的顶部，即采用上送风，和上回风的形式，此方式由于風管和风口都在房间的顶部，可以释放商场的楼层内的地面的面积，变相为商场节约了可利用的面积，本次风口形式采用散流器，层高较高的部分采用涡流散流器，回风口采用加过滤网的单层百叶回风[1];一层风口的数目：送风口142个，回风口70个;每个风口风量：设定一层额定风量120 000 m/h，故每个送风口的风量：Q=130 000/142=845 m/h=0.254 m/s。选择颈部尺寸为320×320的方形散流器，颈部面积M=0.102 4 m;则风口的风速为Q/M=2.5 m/s送风口的风速一般设定范围为2～6 m/s，因此选用的风口是符合要求的，大楼内的所有风口均可按照此方法，确定风口额大小。

2.5风管计算

风管的计算主要根据风速、风管的材质、风管的形式、风管的长度及截面积确定，设计的目的是达到均匀送排风。一区风道布置如图1。

主要计算步骤如下：（1）首先对风管进行编号（1-2- 3-4-5-6-7-8-9-10），标出各个风管段的长度和各个送风点的风量。（2）再选择最不利环路，选择最不利环路的原则（阻力损失最大的环路、距离最长的环路），根据划分好的各个风管段的流量及选定的风速，确定最不利环路上各个风管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。风管段1-2设定流速V=6 m/s，确定为矩形风管，通过计算得出风管段1-2的管径为320 mm×320 mm。（3）90°矩形弯头：查《实用供暖空调设计手册》查得ξ[1]，一楼一区风管计算如表2。其余各层的各个以同样方式计算。

3空调系统方案

3.1制冷机组的选择计算

制冷机组选用离心式冷水机组。制冷系统的部制冷量应包括用户实际所需的制冷量以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，按下式计算：

Q′=（1+m）Q

式中：Q′—制冷系统的部制冷量，kW;

Q—用户实际需要的制冷量，kW;

m—冷损失附加系数，m=0.10～0.15，取0.10。

所以总制冷量Q′=（1+0.1）×6 459.7=7 105.67 kW。

选用离心式冷水机组2台。参数如表3。

名义制冷量：3 610 kW;工质：HFC-134a;冷冻水：进水温度12℃，出水温度7℃，流量650 m/h，压头损失88 kPa;冷却水：进水温度32℃，出水温度37℃，流量700 m/h，压头损失88 kPa。

3.2冷却塔的选择

冷却塔的选型、冷却塔要求的水量可按下式计算[1]：

q=Q/c（t-t）

式中：c—水的比热容，常温时等于4.18;

Q—冷却塔排走的热量;压缩式制冷机，取制冷机负荷的1.30倍;

t，t—冷却塔的进、出水温度。

则冷却水量为：

q=1.3×7220×3600/（4.18×5×1000）=1616.7m/h

选用2台，流量810 m/h，进水32℃，出水37 ℃，冷却塔风机风量32 400 m/h的冷却塔。

3.3膨胀水箱的选择计算

本系统选用的闭式承压循環的水系统，为使水系统中的水因温度变化而引起的膨胀，有膨胀的位置，以及有利于系统中由于循环而产生的空气的排除，在管路系统中设置膨胀水箱。根据经验，膨胀水箱一般设置在水泵的吸入侧，且管道不易过长，在本系统中采用落地式的膨胀水箱。

膨胀水箱的主要作用是定压和补水。膨胀水箱上的一般配管主要包括膨胀管、信号管、补水管、溢流管、排污管等，设置时一般在各个管口设置闸阀（球阀）方便以后检修使用。膨胀水箱一般为保温水箱。

膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定，可由下面的公式计算[1]：Vp=αΔtVs。

其中，Vp—膨胀管有效容积，即从信号管到溢流管之间的高差内的容积，L;

α—水的体积膨胀系数，α=0.006 L/℃;

Δt—最大的水温变化值，℃;

Vs—膨胀水箱系统的水容量，即系统中和管道和设备内总水容量，L;

Vp=αΔtVs=0.006×5×0.55×42 688.3=704.3 L= 0.704 m。

本系统的有效容积可取1 m。

4管路设计

4.1冷冻水供水方式：二管异程式

（1）管路布置图见图2。

（2）机房冷冻水管径计算。

冷水机组的额定水流量为650 m/h×2=180.5 L/s×2=361 L/s;管径。

两台冷冻机组总管进出口接管直径为500 mm。

各层流速按照此公式，分层计算。

（3）冷却水系统的设计：两台冷水机组的冷却水额定流量为700 m/h×2=194.4 L/s×2=388.8 L/s。

管径[1]

两台冷冻机组总管进出口接管直径为500 mm。

4.2冷冻水泵

（1）流量：已知冷水机组的额定水流量：650 m/h;

水泵流量Q=2×650×（1+5%）=1 365 m/h

（2）水泵扬程的确定：

水泵扬程可按下公式计算[1]：

H=βH，H=ΔP+ΔP+0.05×L×（1+k）mHO

β—扬程保险系数1.10;

H—最不利环路总阻力;

ΔP—冷水机组蒸发器的水压降，88 kPa=9 mmHO;

ΔP—最不利环路中空调末端装置的水压降，67.52 kPa=6.89 mHO;

K—最不利环路中局部阻力当量长度总和与直管总长的比值取0.60;

L—总长度，150 m。

H=9+6.89+0.05×150×（1+0.6）=28 mHO。

水泵的设计杨程：H=1.1×28=30.8 mHO。

故选离心泵3台，采用2用1备，该机组的主要技术参数为：额定流量1 365 m/h÷2=189.6 L/s，扬程32 mHO，转速1 450 r/min。

4.3冷却水泵

（1）流量：已知冷水机组的额定水流量：700 m/h

水泵流量Q=2×700×（1+5%）=1 470 m/h

（2）水泵扬程的确定：

水泵扬程可按下公式计算[1]：

H=βH，H=ΔP+ΔP+0.05×L×（1+k）mHO。

β—扬程保险系数1.10;

H—最不利环路总阻力;

ΔP—冷水机组蒸发器的水压降，88 kPa=9 mmHO;

ΔP—最不利环路中空调末端装置的水压降，67.52 kPa= 6.89 mHO;

K—最不利环路中局部阻力当量长度总和与直管总长的比值取0.60;

L—总长度30 m;

H=8.8+6.89+0.05×30×（1+0.6）=18 mHO。

水泵的设计杨程：H=1.1×18=19.8 mHO。

故选离心泵3台，采用2用1备，该机组的主要技术参数为：额定流量1 470 m/h÷2=204.2 L/s，扬程20 mHO，转速1 450 r/min。

4.4加药装置

加药装置一般是根据管道中的总水量进行选择确认，本系统选用400 m/h。

5保温与减震

5.1管道保温措施

空调用冷冻水、冷却水管道保温采用40 mm厚橡塑保温。空调风管保温材料采用带铝箔的超细离心玻璃棉，厚度为30 mm[4]。

5.2噪声与减震

本系统工程中产生噪音的主要是空调设备（包含冷水机组、空调箱、膨胀水箱、加药装置、冷却塔）、通风管道及水管道等[3]。

空调设备一般采用减震垫或者減震器减震[3];空调机组与风管连接的地方采用软接头，风管采用在设备端增加消音器;空调机房的墙体一般采用吸声材料[3]。

6总结

商业楼宇空调系统方案，进行楼宇冷负荷的计算、水冷机组、冷却塔、膨胀水箱、风管系统和水管系统的设计（相关风管的计算以一层为例，水管以主管的计算为例），并对管道的保温、设备的减噪防震也做了简单说明。

参考文献

[1]陆耀庆.实用供暖空调设计手册（第2版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2]陆耀庆.供暖通风设计手册[M].北京：中国建筑工业，1987.

[3]周邦宁.中央空调设备选型手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]采暖通风与空气调节设计规范[M].北京：中国计划出版社，1989.

[5]GB50019—2015，采暖通风与空气调节设计规范[S].

[6]GB50016—2018，建筑设计防火规范[S].

[7]GB50243—2016，通风与空调工程施工质量验收规范[S].

On the Installation and Implementation Air Conditioning System in Commercial Building

CHU Dalin

（Shanghai Pufa Comprehensive Maintenance （Group）Co.，Ltd.，Shanghai 200120）

Abstract：This plan is to carry on the shopping mall cold volume analysis，air volume calculation and analysis of the results of the analysis，the selection of appropriate air conditioning equipment and related systems，and related to its description.

Keywords：air conditioning;water chiller;air system