空调设计大全11篇

空调设计篇（1）

中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0110-01

引言：一般大空间建筑占地面积大，像一些大型健身房，空间容量大，室内各个地区的温度都不同，温差比较大，因此，要想让暖通设备能够更好工作就要设计好暖通线路。大型建筑物大多数都是为了某种需要而被建设的，比如电影院主要是为了供人们欣赏电影，因此设计工作者在设计时都会考虑到建筑的作用，从而能够合理的设计暖通系统。

1.暖通空调系统分类

暖通空调系统按照对于外界环境的改变情况进行划分，可以分成以下两种：首先是处于湿热的状况下，集中表现在对室内温度湿度进行调节：再有就是针对污染气体进行控制，可以起到一个净化器的作用。上述两大类的控制对象和功能又有相融之处。以设备集中程度区分为三类：集中、半集中及分散系统。如果以承担冷、热、湿负荷介质区分有五大类：全空气、蒸汽、全水、冷剂和空气-水系统。还可按用途分为舒适性、工艺性系统。

2.大空间暖通空调设计的特点

大空间暖通空调与其他类型的暖通空调相比有很多的不同，因此在设计时需要格外注意，其不同点主要体现在两方面：

（1）通常情况下，大空间暖通空调都放置在大空间建筑中，而大空间建筑一般都是一个非常完整的建筑，因此需要设计独立热源，以此来保证建筑中空调以及采暖系统具有足够的热力，以此来建筑整个建筑的热力需求。根据传统的暖通设计方法，只需要将锅炉安装在地面即可，但是因为该建筑属于大空间建筑，该种类型的建筑往往具有特别的功能，另外还需要考虑到建筑普遍存在的功能，所以建筑中往往没有多余的地面空间来设计安装锅炉，在这种情况下，设计人员通常将锅炉设计在屋顶或者其他位置，而这虽然不占用地面空间，但是增加了锅炉运行的难度，为了能够保证锅炉正常的运行，则需要设计人员制定出合理的方案。

（2）大空间类型的建筑都有一定的高度，而暖空气主要是在建筑上层流通，在这种情况下，设计人员需要解决采暖系统温度平稳问题，不能使上下层温度处于失调状态，否则建筑室内的人员将产生不舒服的感觉。另外，因为采暖系统具有一定的水静压力，该压力的存在将会影响到建筑室内的气流组织，进而影响到建筑室内温度，在水静压力的影响，室内温度会呈现出梯度变化的规律，进而使得建筑室内温度处于失衡状态。为了保证建筑室内空间一直处于平衡的状态，设计人员需要格外注意送风方式的设计选择，根据大空间建筑的具体要求，来选择合理的送风方式，尽可能减轻水静压力对温度产生的影响。传统的设计方法是上送下回，就是从顶棚送从下方回，当前工程通常选用能够调节风量大小和距离的风口，用来提升寒冷季节送风速度；侧方送下方回的形式送风口通常设置在三米上下，应当结合建筑设计和布局来选择风口位置，保障室内美观，另外还应当对气流组织进行精准计算。但是因为大空间建设的独特性，其内部构造以及外部环境等与普通的建筑有所不同，所以要依照具体的情况来决定是否应用这种送风方式。

3.现代大空间建筑暖通节能设计分析

3.1 设计前准备

（1）弄清该建筑物在总图中的位置，四邻建筑物及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。

（2）弄清建筑物鹊娜嗽笔量，使用时间，有无废气要排等。作为计算负荷及划分系统的依据。

（3）清楚建筑物是低层、多层还是高层建筑，不同的建筑有不同的设计参数，在高层设计中还要考虑到防火规范的条款。

（4）现今的大空间建筑，有专门设计的单一功能的音乐厅、剧院、大会堂，但更多是为应对各种活动需要设计的多功能大厅，临时舞台、布景、桌椅等常会变动的临时配置给空调系统设置带来影响。为此，空调系统设计必须灵活，空调负荷分配、冷热源配置都要作相应考虑，以应对频繁的布局变化，提供稳定、全方位、高质量的空调服务。

3.2 冷热负荷特点及冷热源方案

（1）冷热负荷特点。由于容纳的人多，新鲜空气量和送风量应比一般建筑大，但由于人均体积大，可采用较小的换气次数，新风量的标准也可适当降低。

（2）冷源、热源方案

如果在建筑工程项目周围环境中发现存在足够的供冷或者供热设施，设计人员可以适当减少冷热源的设置数量，提升暖通空调系统运行的节能性，降低系统建设成本消耗。对建筑结构特征进行分析的主要目的，是为了避免暖通空调系统建设中对建筑结构造成损害，从而强化冷热源设计方案的安全性和适应性。如果建筑空间较小，冷源源可以应用风冷式或者是风冷热泵式冷水机组，有效满足建筑空间供暖制冷需求。在选择过程中不仅要考虑到初期建设的成本投入，同时还需要考虑到后期运行中的维修维护费用投入，还应结合当地的能源结构和建筑使用功能特点对耗能指标进行分析比较。

3.3 系统设计

（1）大空间建筑通常使用率低，会长期处于闲置状态。在需要采暖地区，出于节能和管理方便考虑，常用散热器值班维持一定温度，空调提供临时热风的组合形式。值班采暖温度按5℃或10℃设计，举办活动则空调送热风提供足够热量。

（2）大空间建筑多以玻璃幕做墙护结构，整体为轻型结构，要注意结构表层结露状态。暖通工程师可以计算出可获最佳效益的围护结构传热阻。

（3）气流组织根据建筑类型与结构形式选择。大礼堂、体育场馆的屋顶结构通常设计为网架或桁架，层高≥10m，体育馆最高可达25m。

（4）空调机房整体布置要注意是否方便施工与养护管理，管道布置是否经济。机房是空调系统核心，所处位置与面积大小对整体供热、供冷效率与质量产生直接影响。每隔机房所供应作用面积应在空调设计参数之内，并留有余地，最大面积不超过500m2，，以避免风力过大损害系统寿命，也使管道尺寸设计在合理范围内。应尽可量靠近外墙、拉近与空调间距离，减少传输长度，便于送、回风管、进、排风口的布置。此外还要远离要求安静环境房间。

3.4 噪声与振动

会议厅、礼堂等常要求减少噪声振动，因此，空调系统设计应注重消声减噪、减振设计。通常风扇，马达等是噪声与震动来源，为此，机组、水泵设计应远离环境质量要求高的房间，采用低噪音、震动的空调，使用优质消声设备。消声设备的风速不宜太高，消声器应靠近出机房的位置；设减振垫、软接头等减振措施；风机的风压应经过计算后确定，要控制风管、风口的风速。

结束语

大空间的环境营造比小空间建筑要花费更多精力，而只有良好的暖通空调环境营造才能符合大空间建筑自身的价值。暖通空调设计随时展在不断更新、变化，为此，要关注局势变化，吸收新设计理念，与时俱进，提高设计水平。

空调设计篇（2）

前言：20世纪以来，随着人类生存和发展的需求，各国竞相建造了规模宏大的公共建筑电影院、剧场、体育馆、展览馆、空港航站楼、高层建筑内的中庭等的建筑内的建造越来越引起人们的兴趣和关注。为了充分发挥这些建筑的功能，创造优质的环境，暖通空调技术必须也要不断的进步。传统的大空间建筑体型结构、功能变化较少，工程上已积累了丰富的经验。现代的大空间建筑造型奇特，尺寸庞大，依靠传统的经验难以满足各方面的要求，需要借助计算机的模拟来进行设计预测。下面对大空间建筑的空调设计做一简要概述。

一、大空间建筑的特征（1）大空间高度高。这是形成温度梯度的主要原因。

（2）大空间的外墙面积与地板面积之比大（图1）。这形成了外界界面对室内空间的自然对流影响很大，冬季易在四周造成下降气流。

（3）居留区人均占有空间体积大（图1）。从卫生角度看是良好的，可采用较小的换气次数。

（4）多功能的使用要求。要求空调满足多环境，控制灵活

二、负荷特性各种大空间建筑的符合因素所占的比例并不一样。图2表示了它们之间的差别。

三、空调风量和换气次数空调风量的确定因素可按：1.冷热负荷的处理要求；2.室内清洁度的保持；3.换气次数的确保；4.满足法规的要求。1、2、3三者是通过常规计算可确定，但3项有时缺少实践的经验作依据。对于常规的电影院、会堂，人均容积比较一致。通过室内负荷计算及送风温差所得的人均风量是相似的，相应的换气次数一般在4~6次/之间，但对于体型复杂、空间大小不规则、居留密度偏高的场合，这些指标不一定能套用。例如对于体育建筑的情况，其换气次数最大为4.5次/，最小为1.2次/。这是由于：1.这类建筑体积庞大，赛场内人数少；2.设计对负荷的处理和计算考虑不同，因而有计算确定的换气次数有较大的区别。但只要采取有效的气流组织，即使换气次数小，亦能满足空调的要求。

四、空调方式、气流组织及有关问题1．空调方式和气流组织对室内环境和负荷的影响。

空调采用不同的空调形式或气流组织对室内温度的垂直方向的分布有很大的影响（如图3所示）。另外，空调送回风方式对负荷率也有很大的影响（如图4所示，宫川保之的研究），因此在设计中气流组织与负荷计算是相互联系的。

2．居留区（工作区）空调和诱导通风的应用。

对于一般的电影院、会场等的空调和气流组织，由于高度有限，一般都采用全面空调方式，辅以比较常规的气流组织形式。但高大空间室内温度分层现象非常严重。实践证明，可以在不同的场合采用不同的分层空调方式来实现。对居留区（工作区）空调的基本原则是：（1）供冷时，冷风只送到工作区。此外利用室外空气或回风以分隔形成上部非空调房间，或用于满足消防排烟之需。（2）在供暖时，送风温差宜小，且应送到工作区。有条件时与辐射供暖结合。采取这些措施后，空调负荷可减少30%~40%。采用诱导方式（诱导封口的诱导比和为4~5倍），从而可使上下温度分布均匀。对大空间空调来说，最重要的是气流的控制。

3．大空间送风方式的总体选择。

不同性质的公共建筑和人员停留情况，整体考虑的送风方式有下面的原则：对长时间停留且对舒适要求高的场合，如剧场观众厅、宗教教堂、大教室等无论规模大小都适宜采用顶棚喷口；对长时间停留但对舒适要求不太高的场合，如体育馆、室内棒球场、大工场，适宜采用顶棚喷口和横向喷口；对短时间停留的场合，如空港大厅、门厅等，则不适宜采用顶棚散流器和向上送风的方式。

4．各类建筑的具体措施。

（1）剧场、音乐厅、会场1.总体来讲，均采用低速风道全空气方式。为调节负荷，也有采用变风量调节方式的。从室内空气分布来看，有稀释型和置换型。传统的上送下回方式属稀释型，均匀的下送上回方式属置换型。负荷强度大者建议采用置换方式。2.气流组织形式：上送下回，侧送下回，后部喷口送风，下送上回。以上发生均用采用，一般是几种方式综合应用。3.用合理的系统分区来保证场内温度分布的均匀性。一般观众厅根据平面和垂直方向可分为3~5个区。根据厅内存在温度梯度的特性，采用多台AHU或在系统支路上设调温装置，以控制送风装置。4.合理设计舞台空调系统。可在舞台两侧天桥下安装送风管，向下、向侧台送风。可在前天桥下设送风管，向下送风，直达表演区，或采用球形旋转风口从舞台两侧向中央送风。也可沿幕间设扁高型风管向下送风。另外，舞台必须设立独立的送回风系统，以便调节压力。

（2）体育比赛管及多功能大厅1.满足居留区域空调：可采用侧送射流覆盖观众席，相当于局部空调的坐席空调在大型体育馆中也用应用。从节能出发，对于超大型比赛场地，在赛场内不一定设空调系统。对于比赛场地有严格要求的，可利用赛场周边的看台向场内送风。2.气流组织手法：变更送风方向，以满足所需的射流轨迹，适应冬季和夏季的不同要求。变更送风口的数量和位置，以控制相应的空调区域。3.利用可感气流。从节能和热舒适两者矛盾的统一出发，大型的体育场内可利用加强场内气流速度来满足舒适性的要求，这时夏季可适当提高室内的温度。3.高速喷流系统。为防止在大空间形成严重的温度梯度。造成热空气在上部的滞留，近几年来多功能大厅、体育馆采用系统的或单体式诱导喷口特别广泛。

（3）中庭1.封闭式中庭：中庭内的温度波动较小，一般能处于舒适温度区，即处于零耗能带。可只考虑排风（夏季）和地面辐射采暖（冬季），不一定设空调系统。也可在中庭的下部根据实际的负荷设置空调送风系统，用水平送风来隔断上下层空调。2.开启式中庭：通常在低层部位用空调送风直接控制，也有在活动中心直接设置与建筑相协调的空调送风装置和在各层中庭界面上设送风口的。由于中庭的体型各不相同，所处地点和气候不同，功能亦有区别，在设计时，应事先进行模型实验和计算机模拟计算。

关于膜构造体育建筑、游泳比赛馆、人工冰场、空港旅客大厅的空调因其特殊性，有专门的文献介绍，这里由于篇幅的限制就不一一阐述了。

五、大空间建筑的空调冷热源常规的冷热源，电力型或热力型（如燃气）的压缩式制冷机（或热泵）、吸收式制冷机、直燃式冷热水机组均可用于大空间建筑。从供冷供热的角度出发应该考虑：当所在地区已有足够规模的区域供冷供热设施时，可利用其装置提供冷热量；在供冷供热的基本方式上应尽可能采用热泵和蓄冷蓄热技术；在有些场合燃气机热泵也是十分合理的能源方式。此外能源的复合化—复合能源的应用也是值得注意的倾向。使用两种能源，如电力和燃气（或油），在一定程度上不仅可实现城市供能中电力与燃气峰谷之间的平衡，而且在能源价格可选择的场合下，对运行费用可以有调剂作用。

六、大空间建筑节能80年代的大空间建筑在节能问题上只要着眼于节约能源和对舒适性方面的关心。进入90年代以后，除了以上的考虑外，更加关注空调建筑物对地球环境的影响。应充分利用自然能（太阳、风、雨、土等），以便最大限度的节约能源和资源，并减低对环境的负荷。

传统的行之有效的利用能源的手段对大空间建筑物仍然是适用的。在空调方面减少设计负荷（建筑设计上配合），采用居留区空调，合理确定送风量和新风量，减低空气和水的输送能耗、利用新风供冷、合理的能源组合、选用高效率的制冷设备和空气末端装置、蓄冷和低位热源的利用等，都是重要的节能措施。在有条件的情况下，下面的方法可以采用：

（1）建筑采用覆土埋入式将体育馆做成下沉式，即半地下化，周围覆以土层，在隔声、保温、提高建筑物稳定性方面十分有利。

（2）利用自然通风对于没有环境噪声干扰的大空间建筑，最大限度地利用自然通风改善室内环境和节约能量消耗是最为合理的。现今屋顶可开闭式大型体育馆彻底实现了这一要求。

（3）土壤热的利用体育馆占地面积大，利用其地下的土壤作为蓄热材料蓄热十分有利。例如在进厅地面下埋设盘管，利用夜间由廉价电力制冷（热）水，由盘管将热量蓄在土层，白天取出供空调用，同时由于地下蓄热，使地板起辐射供冷（热）的作用。此外，为了减低新风负荷，将新风流经专用的配管沟道进行预冷或预热，间接利用了土壤的热量（土壤与空气换热）。

七、其他问题

（1）系统划分问题

系统划分原则：

1.大空间建筑风量庞大，从平面上看，应根据方位、面积，分区组织空调系统，一般中大型体育馆均作分区。

2.在以上的基础上，根据上下温度均匀性的要求，多功能使用的可能性，工作时间的差别予以划分系统。

3.根据具体情况也可把系统细分化，这样不出现大风道，但水系统较复杂。

（2）空气处理问题

1.国外70年代起空气处理箱中均采用表面换热器，一般设再热器和加湿器。

2.应重视空气过滤问题。

3.新风与排风之间设全热换热器回收能量：这是减少冷热装置负荷的重要措施，既减小装置容量，节约初投资，有可降低运行费用。

4.直接根据人员的多少控制进入系统的新风量

5.对于干热地区，根据气象条件的分析，有些大空间建筑可采用经直接蒸发或间接蒸发冷却器的全新风空气处理系统。

（3）新风预处理方式

1.新风用深井水冷却后再与回风混合，有很好的经济性，与空气处理后的井水用作制冷机冷凝器的冷却水，可以改善制冷机的工况，当井水应用受限制时，不可行。

2.根据影剧院潜热负荷大、新风比大、空调制冷除湿负荷大的特点，美国有些地区采用对新风预除湿处理，然后混合回风再经空气冷却处理。

空调设计篇（3）

中图分类号：TB657文献标识码： A

一、高大空间空调节能设计应考虑的问题

（一）针对工程特点，正确计算建筑冷负荷

设计冷负荷是选择设备的主要依据，许多空调建筑即使在最热的夏季，仍有1/3的冷水机组是不运行的，有的甚至高达1/2。会导致制冷机多数时间在部分负荷下低效率运行，造成投资和能源浪费。设计中冷负荷取值过大是造成此类问题的主要原因。所以正确地计算建筑冷负荷对整个系统的设计十分重要。

（二）选择高效运行的风机、水泵等设备，保证风系统及水系统的运行节能

在空调设备运行中，风机、水泵的能耗一般占系统总能耗的15%～20%，风系统和水系统庞大和复杂，不仅管路和设备投资较高，而且耗能也较大。应从节能、安全性和维护管理等方面综合平衡后进行合理的考虑和安排才能使风机、水泵在任何情况下均处于高效率点节能运行。

（三）合理布置系统管路，必要时设置水力平衡阀门

空调设计节能措施关系到国家的节能政策和项目的投资运用费用，在符合国家节能政策的前提下，设计人员应根据项目所处的地理位置，经技术经济分析后，决定采用适用的节能设计措施。空调形式的节能与否应全方位综合考虑，不能以一代全，以点带面，盲目跟风、追新、追亮点。

二、工程概况

本工程厂房总建筑面积 12320m2，局部为 2 层，总建筑高度为 14 m。全部采用集中空调系统。其中北侧为生产、调试、装配区，单层，长 114m，宽 18 m，净高 13.6 m，其南侧与其他车间相连。建筑面积 2 052 m2，建筑体积 27 910 m3，只有该部分属于高大空间厂房。1

三、高大空间空调节能设计的要点

（一）空调方式的选择

建筑净高 13.6 m，建筑体积 27 910 m3，适合分层空调，采用全空气集中式分层空调方式。沿其长度方向布置 3 个系统，分别为 K-1、K-2 和 K-3 系统。分层空调区高度与建筑物高度之比 h1/H≤1/2 时，这种空调方式才经济合理。根据生产设备高度和气流组织的要求，分层面定为 6.0 m，工作区域高度为 3.1 m。分层面以下的空间为空调区，以上为非空调区。在非空调区设置通风系统，排除上部余热，降低上部空调温度和屋顶内表面温度，以达到减少非空调区的对流热转移和辐射热转移量的效果。

（二）采用下部送风的空调系统形式

下部送风的空调系统形式作为一种通风效率高、空气龄短、空气品质较高的通风方式，通常可分为置换通风和地板送风的方式。置换通风是将经过处理或未经处理的空气，以低风速、低湍流度、小温差的方式送入室内人员活动区的下部，使送入房间的气流在地板上均匀分布，首先带走人员负荷，然后，升温的空气上升至上部空间，被灯光等设备散发的热量加热，在房间上部空间形成滞留层，从

滞留层中带走房间余热和污染物。形成以热烟羽形式向上的对立气流，有效地将热量和污染物排出人员活动区。地板送风（UFAD）是指利用地板静压箱，将经热湿处理的空气由地板送风风口送到人员活动区的气流组织形式，与置换通风相比，地板送风以较高的风速从尺寸较小的地板送风口送出，形成相对较强的空气混合，因此送风温度可较置换通风的低，系统负担的冷负荷也大于置换通风，但

是地板送风的风口附近区域不应有人长期停留。下部送风方式的节能性还体现在，送风温度较高，一般为16～18℃，随着送风温度的提高，冷水机组的出水温度提高，COP值也相应提高，因此对于除湿要求不严格的场所，是一种舒适节能的系统形式。

选择下部送风的空调方式，对提高人员活动区的空气质量，优化室内能量分配，改善通风效率非常有利，对高大空间建筑具有明显的节能效果。设计上应注意的是，送风温度不宜过低，置换式通风送风温度不宜低于18 ℃，地板送风不宜低于16℃。置换通风的污染源亦为热源，且污染气体密度较小，室内人员活动区0．1～1．1m高度的空气竖直温差不宜大于3℃，因此置换通风的方式通常送风风量会比较大，从热量的流向上虽是一种节能的空调送风形式，但节能性还需要考虑风系统的能耗进行综合的考量。无论是置换通风还是地板送风，在热力的作用下都会产生室内空气分层的现象，设计时应控制分层界面的高度在人员活动区以上，以保证人员活动区域的空气质量和热舒适性。此外，这两种气流组织形式应避免同其他的气流组织形式出现在同一空调区，以免影响房间内的空气分层。2

（三）采用可实现全新风运行或可调新风比的措施

在空调系统的节能设计中，应尽可能地利用室外空气，减少冷热源的耗量。对于人员密集的大空间，如商场建筑、影剧院、体育馆、会展中心等，宜选择全空气定风量空气调节系统，在室外空气比焓低于室内空气比焓的过渡季节，可实现全新风运行，直接利用室外较低温度的新风来供冷，可以得到明显的节能效果，尤其是在室外空气比焓低于室内空气比焓时间较多的北方及沿海城市、在冬季室外温度较高的南方城市，节能的潜力更大，同时带来的一个优势是新风量的增大使室内空气品质得到提高。

（四）几种配合方式

全新风运行一个重要的配合要素是，一定要保证与之对应的机械排风系统，防止全新风运行时房间正压过大无法达到要求的新风量。可采用以下几种配合方式：

1、定风量送风机＋定风量回风机的双风机系统

该系统的运行特点是：送、回风机均定速运行，通过改变新风、回风和排风风阀来改变新风量的大小。这种方法可以灵活控制新风量，实现新风补入的无级调节，根据室内外的空气状态参数适时调节新风量，达到节能和卫生的最佳运行状态，但是这种方式需要占用较多的空调机房空间，而且送风机及排风机为定速运行，风系统运行不节能。3

2、定风量送风机＋变风量排风机的双风机系统

该系统的运行特点是：送风机定速运行，排风机变速运行，过渡季节新风阀全开、回风阀关闭，同时排风机高速运行排风，非过渡季调节新风阀的开度满足室内最小新风量的需求，排风机低速运行，以小风量向外排风，保证房间内的正压。这种运行方式还可和机械排烟系统相结合，即排风机兼作排烟风机，低速运行用于非过渡季节的排风，高速运行用作全新风运行时的排风和失火时的排烟。排风机可不设置在空调机房内，也可设置在机房内，还可在机房内吊装，不占用空调机房的面积，布置更加灵活。

3、排风热回收与空调送风相结合的空调系统形式

可以选用带热回收段的空调机组，如果空调机房空间不足，不能选用带热回收段的机组，则可采用立式空调机组＋吊装新风热回收机组，简化系统装置，有效利用机房的空间。新风量采用焓值控制的方式，当室外空气比焓大于室内空气比焓时，根据房间所需要最小新风量调节新风阀的开度，保证房间的卫生标准，室外空气比焓小于室内空气比焓时，新风阀全部打开，同时关闭回风风口风阀，空调送风改为全新风运行。

全新风设计尚需注意必须设置与新风量相适应的排风系统，新风入口的面积必须满足最大新风量的要求，按风口风速为2．0～4．5m／s计算，并且根据选用样本考虑风口的有效面积系数，如无资料，可按0．5考虑，计算结果算出的新风口尺寸会比较大，需要协调建筑专业，结合建筑立面留出新风口。因新风风道占用空间大，建议空调机房最好靠外墙布置。

结语

综上，高大空间厂房的空调设计，应按分层空调计算空调冷负荷。分层高度越低，负荷越小，节能效果越好。实测结果表明，只对某一高度以下区域有空调要求的高大厂房，采用分层空调是一种经济有效的方式。

参考文献

空调设计篇（4）

自Maclaine-cross和Banks建立间接蒸发冷却计算模型以来,国内外专家学者以此为基础对喷雾间接蒸发冷却技术进行了大量的研究。杨强生等人基于Merkel方程,实验研究了喷雾空气冷却器的传热传质过程,通过回归的方法得到容积散质系数的关联式[1]。梅国晖等人研究了高温表面喷雾冷却传热系数、气水雾化喷嘴最佳气水比和喷射方向对喷雾冷却换热的影响,研究表明,喷雾冷却过程存在最佳气水比,但最佳气水比不是固定不变的,它随着水压的增加而减小;在低水流密度下,喷射角90°处喷雾传热系数最大,其他喷射角度的传热系数大致以喷射角90°处对称,在高水流密度下,随喷射角度增加而显著增加[2-4]。刘振华通过数值计算方法讨论了液滴与空气速度比和喷雾条件之间的相互关系,认为在自由射流情况下,速度比的变化使流体形成在喷嘴附近的非稳定区和下游的稳定区,在均一流情况下则不存在非稳定区,在稳定区内速度比与模型类别、喷雾距离和初始速度无关;在喷雾距离大于0.5m后,可认为速度比进入稳定区,其大小取决于液滴直径和空气冲击速度,空气冲击速度越大,速度比越接近1,液滴直径越小;液滴直径小于100μm,可认为速度比等于1,对工程计算没有影响[5]。JunghoKim详尽研究了喷雾冷却的传热机理和目前喷雾冷却模型的优缺点,研究了物体表面形状、喷雾倾斜角度和重力对喷雾冷却的影响[6]。最近,美国国家航空航天局的EricA.Silk等人研究了3种强化表面的喷雾冷却效果和喷射倾斜角度(喷射轴向与物体表面法向夹角)对喷雾冷却的影响,在喷雾温度为20.5℃时,分析了冷却水管采用3种不同肋片表面对冷却效果的影响,研究表明,相对于平表面而言,直肋片表面热流密度最大,且喷射倾斜角度为30°时,热流密度可提高75%[7]。

2喷雾冷却与淋水冷却的比较

2.1能耗比较

开式喷雾通风冷却塔由于采用喷雾装置,改变了机械通风冷却塔的工艺结构,不需要淋水填料,所需的风机功率很小甚至不需要风机,因此,节省设备的初投资和运行维护费用,表1是一种喷雾冷却塔与机械通风冷却塔能耗比较[8]。

2喷雾冷却与淋水冷却的比较

2.1能耗比较

开式喷雾通风冷却塔由于采用喷雾装置,改变了机械通风冷却塔的工艺结构,不需要淋水填料,所需的风机功率很小甚至不需要风机,因此,节省设备的初投资和运行维护费用,表1是一种喷雾冷却塔与机械通风冷却塔能耗比较[8]。

从表1可以看出,当冷却水量从75m3/h增加到700m3/h时,在没有考虑普通冷却塔配套设施能耗和运行费用的基础上,喷雾冷却塔与相应规格的机械通风冷却塔相比,综合节能效率在30%~50%之间,喷雾冷却效益显著。

喷雾冷却器设置在地铁排风通道内,水雾与冷却器表面的换热量最终必须由通道内排风带走,因此,空气的温湿度决定了冷却器的换热效果,而通道内空气的温湿度与室外空气温湿度差别很大,因此,实现相同排热量所需冷却器的体积相对会大一些,相应设备功率会增大,这样,不可避免地要增加部分能耗和初投资及运行费用。

由于冷却塔设置在地铁排风通道内,必然会造成通道的排风断面减小,排风阻力增大,由局部阻力计算公式可知,局部阻力与通道的局部阻力系数和速度的二次幂的乘积成正比,当通道排风断面减小一半时,则局部阻力将为原来的4倍,因此,要实现相同排风量,排风机的功率可能会增大。

2.2费用比较

假定某地铁制冷站冷却塔选用横流式冷却塔,型号为DBHZ2—600,9.6万元/台,设计进、出口水温分别为37℃/32℃,湿球温度为28℃,占地面积43m2,高度为3.61m,风机功率为12kW,风量为351m3/h,A声级噪声为56.6dB;循环水泵选用1台轴流泵,流量为400m3/h,功率为7.5kW,凝结水泵选用1台轴流泵,流量为750m3/h,功率为3kW,水泵费用为0.75万元;循环水泵运行费用为5.58万元/a,凝结水泵运行费用为2.23万元/a(电费为0.85元/(kWh),水费为2.8元/t,水、电价来自于重庆市自来水公司和重庆市电力公司;冷却塔和水泵信息来自阿里巴巴网2007-3-15报价)。

空调设计篇（5）

二、提高暖通空调设计的操作性和调节性

暖通空调的方案设计虽是纸上谈兵，所以其可操作性自然受到了人们的关注，随着现代技术的不断发展，暖通空调系统的使用越来越自动化，减少了人力对空调系统的控制，由于人为因素造成的损失也一定程度上得到了避免。自动控制系统实现了对空气调节等的自动控制，使得暖通空调的利用变得更加方便快捷。暖通空调系统的自动化控制是通过DDC控制、继电器控制和PLC控制这三种方式来实现的。这也是大型建筑物中暖通空调设计的要求，虽然很大程度上增加了设计的费用，对设计水平也提出了更高的要求。为了保证暖通空调在运行的时候可以拥有更好的调节性，对暖通空调融通量的设计就提出了更精确的要求，可以随着外界天气的变化，也就是外界负荷的变化，其内部进行调节[1]。

三、增强暖通空调设计方案的可行性

为了使暖通空调系统的设计可以满足人们的需求，适应建筑物本身的使用要求，暖通空调的设计不但要考虑到建筑本身的环境，还应该考虑供水、供电以及供热等多方面的因素，考虑到在不同的时间段内，所有供求的关系也是在不断变化的，这样才能保证暖通空调在长时间的运行当中都能够稳定的运行。

四、加强暖通空调设计的安全性、经济性

暖通空调的安全性应该是每一个空调系统设计者最需要重视的问题。为了使暖通空调系统在长时间的运行下都能够具有较高的安全性，所以在设计的时候要保证空调系统对空气的过滤以及净化能力，提高空调系统的自行排风能力，保证人们能够在一个空气质量得到保证的环境下进行生活工作。为了进一步加强空气的质量，应该在空调系统中很容易滋生细菌的部位采取有效的排水或者消毒措施[2]。为了控制系统的成本，在进行设计时应该同时考虑到系统设备的损耗、施工过程的支出，对于不同的设计方案应该进行全方位的经济对比，综合考虑不同季节空调系统的经济性，选出最经济但同时质量又比较高的设计方案。

五、暖通空调绿色节能设计

空调设计篇（6）

2、高层建筑暖通空调设计过程中要统筹的问题

2.1高层建筑暖通空调系统的可靠性与可行性设计高层建筑暖通空调系统要符合国家相关的规范和要求，特别是环保部分的要求，要突出高层建筑暖通空调系统的长期稳定运行，这样才能确保高层建筑暖通空调设计的质量。同时，进行设计过程中要对相关的参数、机械和标准进行合理地平衡，以便使高层建筑暖通空调设计趋向合理，进而提高高层建筑暖通空调设计的可行性。可行性和可靠性是高层建筑暖通空调设计的两个基本考虑目标，需要在实际的设计中实现有效地整合和统一。2.2高层建筑暖通空调系统的调节性与操作性高层建筑暖通空调系统在全年的季节变化和气象环境中会出现功能上和运行上的巨大调整和改变，为了确保高层建筑暖通空调系统的正常运行，需要对负荷进行最大化和最小化的预期，并通过调节系统实现高层建筑暖通空调系统负荷的合理调整，这样既可以达到节约能源，更可以实现对高层建筑室内的环境调整。同时，要在设计高层建筑暖通空调系统时要突出可操作性，要考虑到高层建筑暖通空调运行的因素和实际的情况，尽量做到对高层建筑暖通空调系统的连续控制和自动控制，进而实现人们对高层建筑暖通空调系统差异化需要的满足。

3、设计高层建筑暖通空调系统时应该注意的问题

3.1空调泵选型在高层建筑暖通空调设计的过程中，要根据环境和用户需要的冷热变化和负荷扬程的变化进行而高层建筑暖通空调的优化设计，可以通过对高层建筑暖通空调泵的选型，台数控制，变频泵的速度等方面达到及时调节和节能的目的。3.2供暖方面高层建筑暖通空调设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性，又要考虑室外管线衔接的合理性，不能顾此失彼，要重点考虑到供暖效率、水力平衡、承压能力、散热设备及化学管材等重要参数，确保高层建筑暖通空调供暖的效果和能力。3.3空调通风方面在高层建筑暖通空调通风设计中一般存在两种问题致使空调装机容量偏大。一是由于设计时考虑各种各样的安全系数，从而使单位空调面积的制冷机装机容量大比手册中冷负荷概算偏大，远大于实际运行中单位空调面积峰值冷量。二是目前在空调系统设计过程中，部分设计人员采用负荷指标估算方法，使得制冷机装机容量普遍偏大，也明显造成初投资的大量浪费，甚至影响部分负荷下的冷机效率。水泵扬程选择不当也是暖通空调中比较常见的一个问题。水系统扬程选择因设计差异而存在较大差异。如某工程冷却塔放置在80m高的屋顶，冷却水为闭式循环系统，而设计者在选择水泵扬程时误将高程加进了水泵的扬程中，致使所选水泵扬程高达95m。有的设计在选择冷冻水泵时，忽视了冬、夏季流量的之间的差异，如某工程夏季空调所需7℃/12℃冷水的循环流量是400m3/h，而冬季所需50℃/60℃热水循环量为200m3/h，可见夏季空调冷冻水循环量要比冬季采暖热水循环量大得多，所以冬夏季冷水泵热水泵应分别设置，合用一台是不合适的。

空调设计篇（7）

Abstract: The author introduced the concept of HVAC design, analysis of HVAC design status of recommendations to improve the level of HVAC design.Keywords: architecture; HVAC; design; Preliminary

中图分类号：U260.4+3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

暖通空调的设计对于整个建筑来说是十分重要的，在各方面的考虑因素下借鉴别国的经验是可以的，但是最根本的还是要站在自己的实际的情况之下思考，找到适合自己国家发展和使用的暖通空调实际方案。那么暖通空调的设计就要符合相关的设计规范、科学合理的设计，使它最终能够满足实际的需要又可以发挥它最大的使用效能。以上就是针对国内的这方面的设计的问题做了一些简单的分析和研究，并作了相关问题的解决措施，就是希望这方面的实际得到更多人的重视，从而在整体的水平上对于暖通空调的设计有所提高。

1 暖通空调设计的概念

暖通空调（Heating, Ventilation and Air Conditioning，简称HVAC）是现代建筑中不可或缺的重要组成部分，其主要有采暖、通风和空气调节三个功能，可以说暖通空调在一定程度上决定了建筑物室内环境的舒适度。暖通空调在为人们带来方便的同时，也会暴露其自身的一些缺点。据统计，暖通空调在耗能方面可算是大户，其能耗占全国总能耗的15%以上。因此，暖通空调不仅关系到人民生活水平的提高，而且还关系到国家的能源损耗、环境污染。所以，如何既要尽可能的发挥暖通空调的功效，实现提高建筑物室内舒适度这一目标，又能进一步减少能耗、减少环境污染往往成为暖通空调设计的关键。

只有合理的好的暖通空调的设计才能实现整体热量最大可能的利用，还可以对建筑结构的保温做出改变从而减少热量的耗损。更何况暖通空调可以对空气、温度湿度等来变化从而改变整体室内的环境，这就是说人们越来越看到了暖通空调的必要性，这是追求健康舒适生活的一种必要的基本的需要，也可以看得出暖通空调设计在我国的整体建筑设计中地位很重要，这也是对于评价建筑设计好与坏的一个重要的因素。

2 我国暖通空调设计现状分析

2.1 暖通空调方案设计经常被忽略考虑。很多企业追求的是利益的最大化，当他们接手一些工程的时候，更加注重的是建筑的设计，而对于暖通空调的设计往往是不被关注的，企业的管理者多数认为建筑设计的成败才是整个企业的生存根本的关键，这才是企业能不能达到这份工程的关键之所，而暖通空调的设计不过是一个能起到更好作用的部分。除了这个，还有另一个原因是造成暖通空调不受重视的现状。那就是对于暖通空调的设计的费用不合理。在实际的设计中，暖通空调设计需要的优化和资源的使用是与实际的现状相差很远的，那么时间上不够，人员使用的不足的情况下设计的暖通空调的方案自然是不会很好的，也会有很大的危险性在里面。再者，暖通空调的设计费用同国外相比更是少之又少。一些国外建筑设计费通常要占到建筑设计总费用的 7%～10%，而我国仅仅占到3%，这与设计人员付出的劳动量不成正比。领导层面的不重视，收入水平又与正常劳动量不成正比，在这样的情况下设计者又怎能充分发挥主观能动性去完善和创新暖通空调的设计。

2.2 暖通空调设计缺乏科学评价体系。暖通空调的设计可以说是“百花齐放百家争鸣”，如何在众多各式各样的暖通空调设计方案中选择最合适、成本最小的早已成为设计者之间一个经久不衰的话题了。正如前文所述，暖通空调是耗能方面的大户，对国家资源有着很强的依赖性。如何减少能耗，减轻污染往往成为暖通空调设计的关键之处。特别是“节能减排”政策的出台，更是对这一目标提出了更高的要求。现行暖通空调设计规范中有十多处提到应通过技术经济性比较来确定具体的设计方案，但关于应如何评价比较，设计人员却找不到答案。其实，原因就在于暖通空调设计缺乏科学的评价方案。只有一套科学的、成熟的原则指导，才能使得暖通空调的设计方案在筛选过程中不失本位，实现资源的合理配置。

2.3 暖通空调设计方案存在的具体问题。具体说来，主要包括以下几个方面：

2.3.1 暖通空调设计图纸是有一定的问题的，比如其的不规范和不合理性。可以看到图纸的重要性对于一个设计是很明显的，它能够很直接的表现设计的情况，表现设计人员的概念和框架，这是设计的关键之所。如果图纸设计存在问题，那么这样设计就会存在天生的缺陷。目前暖通空调设计图纸中，设计说明的内容往往不完整，设计说明应有的一些列参数、指标、设备的型号等等，很多设计者往往忽略其中某些方面，这种不严谨的态度应当需要坚决杜绝。

2.3.2 风冷热泵式冷热水机组和多联机机组的应用存在的不合理之处。风冷热泵式冷热水机组及多联机机组在我国市场广阔，原因在于它有夏季产生冷，冬季产生热的简单系统，既不要冷却水也不需要机房等等的优点。但是它的使用是需要条件的，要与使用地点的环境和气候相适应，这是因为机组自身对与环境和大气的依赖较大，尤其是在严寒的北方地区，冬天的时候室外的气温低，机组的使用效率就会跟着降低，可以说是无法使用的，但是一些设计的人却忽视这一点，从而使很多不应该的损失发生，所以虽然此机组有优势，但是要根据实际的情况使用，这样才能发挥效能，避免浪费。

3 提高暖通空调设计水平的建议

加强有关人员的重视程度。不管是相关的管理者还是设计人员都是一样的，都要重视暖通空调设计的关键性，只有在基础上改变不重视的观念，才有可能提高暖通空调设计的实际水平，要不然的话，就算在好的技术，再好的创新都是很难在实际当中使用的，那就更别说发挥它的实际效能了。

完善暖通空调设计的评价体系。糟糕的暖通空调设计评价体系在筛选设计方案的过程中起到负面作用，往往扼杀合理科学的设计方案。这不仅是企业自身的损失，也会在一定程度上打击员工的积极性，使其失去创新的活力和激情。完善暖通空调设计评价体系不妨从可行性、经济性、节能性、可靠性、可控性、可维护性、安全性、舒适性、美观性、环境影响等十大评价指标进行综合评价。通过这种方式确定的设计方案可以最大程度保证其科学性和可执行性。同时，还应规范各种操作制度，使得这种评价体系透明化、规范化，使得各个设计方案能够客观、公正的得到评价。加大暖通空调设计投入费用。正象上问所说，暖通空调的设计很重要，它关系着建筑使用环境、减低消耗、减少环境污染等等方面的能力的提高。那么相关人士就要确切的重视到这一点，不断的对于暖通空调的设计给予支持，从而在这个方面不断的完善。此外，加大这方面的支持和投入也是可以激励其设计人员工作的，这样在暖通空调设计的创新方面是有帮助的。

强化设计者的责任意识。在实际的运用中暖通空调存在的问题是与设计的人员自身的责任的观念有关的，首先不管设计者自身的一些失误的话，那么设计者本身责任观念的淡薄就是跟整个项目设计的好坏密不可分的了。即便是那些本来科学的，符合标准的设计也是有可能因为设计者不负责任的小的疏忽而造成失败和损失，所以工作中设计者必须要有一定的责任心，认真务实，工作态度端正，不能有任何疏忽和错误的地方。

4 结束语

经济的发展使人们对于各个方面的要求都在不断的提高，尤其是对于建筑环境的要求越来越重视，其中暖通空调设计的要求也是有所提高，那是因为它关系着建筑的温度和湿度，它影响着建筑的实际使用效果和美观，所以本文就是针对当前建筑暖通空调设计中存在的问题进行分析，并给出一些解决的办法。

参考文献：

[1] 朱兴来.探讨如何提高暖通空调方案设计水平[J].建筑与设计 2011（10）.

空调设计篇（8）

引言

设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择，设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。目前在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会，对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。

1、可行性和可靠性问题

能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求；设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热（冷）蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题，尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所，如航天发射场，应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题，进行系统工作可靠性分析。在这种情况下，室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。

2、经济性比较问题

经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。

一次投资是投资方最为关注的一个参数，在计算投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资，而且应包括各种相关收费（如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等），相应的安装、调试费用，相关的工程管理等各种收费，相关水处理和配电与控制投资，机房土建投资与相应室外管线的费用，而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多，价格各异，因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用，在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积，作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设，全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。

运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机（锅炉和制冷机等）的能耗外，还应计算其他辅助设备（如风机和水泵等）的能耗。不能简单按照设备铭牌功率和运行时间的乘积来计算能耗而应考虑在全年季节变化的情况下，建筑物实际负荷的变化，同时应考虑设备非标准状态下的效率。办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行，其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。在计算过程中应注意不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多，如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用，目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。运行费用除了能耗费用如电费、燃油费、燃煤费、燃气费外，还应包括消耗的水费、人工费等。

在经济性比较时，切忌图省事可直接采用有关厂家给出的比较数据和结果。笔者曾发现，对电供暖的运行费用，3个不同设备（电锅炉、水源热泵和户式燃气供暖炉）厂家提供的计算结果大相径庭。通过对其计算过程的详细核对，发现不同设备生产厂家由于考虑问题的角度不同，计算中存在一些有利于自己产品、不利于他人产品的失误或假设。对此设计人员应给予足够重视，对厂家提供的数据应认真分析和核对。

在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命，以相同的使用周期为基准，进行综合经济性的计算比较，而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目，应考虑冬季和夏季设备综合利用问题，进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程，应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。

3、调节性和可操作性问题

暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。

4、安全性问题

设计方案的安全性是以往考虑较少的问题，随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延，暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点，在SARS严重流行时期，人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用，这将对暖通空调行业的发展产生深远的影响。经过对这些事件的认真分析、研究和反思，将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进，使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段，对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。

暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。

人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时，应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠的防范措施，新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多，因此它是最容易遭受生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说，分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。在确定系统新风量时，除了要考虑以往的一些因素外，还要考虑在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面，应注意不要走向另一个极端，对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如，为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统，显然是不合理的，这将使投资、能耗和运行费用大大增加，关键是要合理确定系统方案和新风量，加强有组织排风，并采用隔绝式的热回收装置、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节，平时按正常风量运行，流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接，不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。

5、环境影响问题

随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高，环境保护问题越来越受到人们的重视，而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源，因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制，而且限制的区域不断扩大。在这些区域内，环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势，避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时，要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求，不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感，同时也要考虑建设方和用户的经济承受能力，不要盲目冒进，以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。在对设计方案进行经济性比较分析时，还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程（包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程）的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较，是一个需要深入研究的问题。

6、设计方案比较中的一些误区

空调设计篇（9）

随着城市经济的发展，人们消费水平不断提高，大型综合商业建筑不断涌现。商场舒适的购物环境可以吸引顾客，为商场带来更大的经济效益。广东属夏热冬暖地区，大型商场夏季空调系统的设置，为商场舒适的购物环境提供了保证。商场夏季空调的舒适程度，跟人员密度、新风量设计、空调送风形式等因素密切相关。下面笔者对设计过一大型商业综合体的夏季空调系统设计作介绍，并结合验收使用后发现的问题进行分析探讨，以供同行设计参考。

1、工程概况及空调系统设计

1.1工程概况

本项目是肇庆市中心的一座四层大型商业建筑，于2008年进行设计，2009年通过验收并投入使用，并获市优秀设计一等奖。该商场为目前本市最大、人气最旺的集娱乐、餐饮、购物于一体的大型综合商场。总建筑面积 82451.7m2 ，地下室面积19090m2 ，其中空调区域总面积约48100m2 。地下一层，为汽车停车库和设备房。地上一至四层为商场，其中二、三层的局部为大型超市。本工程所在地区属夏热冬暖地区，仅设计夏季通风空调系统。

1.2空调系统设计

由于超市营业开始时间为早上8点，商场为早上10点后，同时考虑超市运行管理与商场不同，根据建设方要求，对该大型商业综合体设置两个制冷中心，一为专供超市使用的超市制冷系统，一为供除超市外的其他商场空间的商场制冷系统。制冷机房均位于地下室。

（1）超市制冷系统

超市空调面积约16300m2，冷源采用两台 500URT离心式冷水机组，冷冻水供回水设计温度7°C～12 °C ，采用两台LRCM-HS-450横流式冷却塔，设于四层天面。空调水系统经过分（集）水器分地下室、办公区、卖场、商店街、大厅自动扶梯口共六个分区，实行分区控制。除办公区采用风机盘管加新风形式，其他分区均采用全空气集中送风形式。过渡季节可通过新回风阀调节新回风比，实现全新风运行，以达到节能目的。

（2）商场制冷系统

商场空调面积约31800 m2，冷源采用两台650URT离心式冷水机组和一台346URT螺杆式冷水机组，冷冻水供回水设计温度7 °C～12 °C，采用两台HBLD -600A和一台HBLD -300横流式冷却塔，设于四层天面。空调水系统经过分（集）水器分六个支系统。首层采用全空气与风机盘管结合形式，二～四层采用全空气集中送风形式。过渡季节可通过新回风阀调节新回风比，实现全新风运行，以达到节能目的。

2、夏季逐时冷负荷计算要点分析

无论是该工程设计时实行的规范《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003，还是现在新实行的规范《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012，均以强条的形式规定，施工图设计阶段必须对空调区进行逐时冷负荷计算。该工程设计时，根据暖通设计规范和《实用供热空调设计手册》对本工程进行夏季逐时冷负荷进行计算发现，商业建筑的各项冷负荷之中，人体和照明形成的冷负荷占的比例最大，尤其是不受护结构影响的商场内区，达60%以上，而引入新风形成的冷负荷比例约占30%。《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005规定了设计新风量需满足人均的最小新风量值。由此可见，商场冷负荷的计算，关键是人员密度的确定，人员密度决定了商场人员的数量和新风量的多少，从而决定了人体冷负荷和新风冷负荷的大小。本工程设计阶段计算夏季逐时冷负荷时，人员密度的确定参考了《简明空调设计手册》，商场首层人员密度按0.6人/m2，二层以上按0.35人/m2，超市按0.40人/m2，新风量标准参照《公共建筑节能设计标准》确定。

3、空调系统运行情况分析

该商场自2009年营业至今，笔者一直留意空调系统的运行情况和效果，下面对空调使用过程中发现的一些问题进行分析，以便以后设计时引起注意。

3.1笔者夏季和过渡季节逛该商场时，均觉得闷酷，通风效果较差。究其原因，是新风量不足引起的。经分析原因是：

（1）原设计空调末端机房设于外墙的新风吸入口，有效面积达不到设计值。设计时，由于商场各层防火分区划分、布局通道布置等不一样，各层的空调末端机房考虑靠外墙设置，新风吸入口配合外立面设置在外墙。但后期招商引资以及外墙装修、广告牌设置调整等因素，使得外墙新风吸入口开口面积不足，或者被广告牌遮挡引起有效面积不足等情况，造成过渡季节尽管新风阀全开启，新风吸入量也满足不了要求的情况。夏季空调季节，由于运行管理等原因，新风阀的开启度也不足，也是引起新风量不足的原因。

（2）该商场地处市中心，开业以来，一直为目前本市人气最旺的商场，尤其是超市，走大众路线，且为本市最大的综合超市，该商场常年人员众多，尤其是周末和节假日，人员更多，空气质量更加受影响。人员多，新风量又减少的情况下，商场空调的舒适性受到很大影响，让人觉得更加不舒服。

3.2商场设计的时候，由于业主尚未确定除超市以外的招商工作，因此要求除超市以外的空调区域均计算在商场空调制冷系统内。但后期的招商引资，包括一层的麦当劳、肯德基，四层的电影院、KTV、大型餐饮等空间，均自行设置空调系统，不采用商场的空调制冷系统，使得原商场制冷系统的装机容量富裕量较大。日后设计为避免此情况，设计者应该尽量向建设方确定商业的使用用途和空调面积，合理考虑制冷系统的装机用量，以免造成浪费。

4、商业建筑空调系统设计注意

商业建筑空调系统设计时，应根据商业建筑功能布局多变等特点，设计出灵活性较强的空调系统。例如空调送风方式的考虑、末端空调机房位置的选择、新风采风方式的选择等。下面以本商场设计时，对末端空调机房位置和新风采风方式的不同方案进行选择为例说明。

商场设计阶段，暖通专业提出于商场内设置若干垂直新风风道，风道旁设置末端空调机房，空调机房的新风从新风风道采风的方案。但由于建设方当时定的各层布局不同，以及各层的防火分区划分不一样等因素影响，新风风道很难各层垂直下来设置，空调末端机房也很难做到各层设置位置一样，而且建设方对新风风道占用了一定营业厅面积也有异议，最终建设方决定，空调末端机房随各层布局布置在靠外墙位置，于外墙设置百叶新风口吸风。但商场运行几年来，商场布局不断变化，而且外墙广告牌设置也不断增加和调整，减少了新风吸入口的有效面积，使吸入新风量达不到设计值，影响商场空调的舒适性。日后设计为避免此情况，设计人员应综合考虑建筑物的特性，合理选择采集新风的形式和末端空调机房的位置。

5、结 语

商场是一个人员较多的公共场所，商场空调系统的合理设计，关系到商场内人员的身体健康。我们作为暖通专业设计人员，责无旁贷，应努力提高自身设计水平，为顾客创造一个舒适、健康的活动环境。

参考文献：

[1] GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国计划出版社.2003

[2] GB50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国计划出版社.2012

空调设计篇（10）

本设计依据有关规范考虑节能和舒适性要求，设计的空调系统采用中央空调系统。

关键词：酒店、空调系统

Abstract: this paper expounds a hotel in the design of air conditioning, proposed for the rational design of central air-conditioning system, indoor staff provide comfortable working environment.

Design content includes: air conditioning system division and the scheme of the system; The choice of cold source; Air terminal handling equipment selection; The wind system design and calculation; Indoor air distribution and air distribution form of the selected content.

This design according to relevant specification considering energy saving and comfort requirements, the design of air conditioning system consists of central air conditioning system.

Keywords: hotel, air conditioning system

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、工程概述

1、建筑性质：公共建筑， 建筑层数：一类高层民用建筑，建筑层数：地上25层，裙房4层，地下3层；地上建筑面积合计：37000平方米，地下建筑面积12000平方米。

2、建筑构成：地下室一～三层为地下停车场（地下三层兼作人防）；主楼地下一层主要为机电设备用房；主楼地下一层除设置变配电间外，其余为厨房的辅助用房；一层至七层为办公室、大餐厅、厨房、咖啡厅、大餐厅、大报告厅、会议室、健身房、网球馆等；八层以上为标准的酒店套间及标准间。

二、设计依据

本工程设计根据甲方提供的委托设计任务书及建筑专业提供的图纸，并参照暖通现行国家颁布的有关规范、标准进行设计。

三、设计计算参数：

1、空调室外空气计算参数：参照某市相应气象参数

2、空调房间室内设计计算参数：满足相应设计规范要求

四、空调设计

1、冷源：本工程冷负荷6000kw,选用三台离心式冷水机组，其单台制冷量为600RT。制冷机房设于地下一层。冷却塔设于本栋二十五层屋顶，共6台,每台250m/h 。冷冻水温度为7/12℃，冷却水供回水温度:32/37℃。

2、热源：由附近热力站供热，热交换站设在地下一层。空调用热媒为:60/50℃热水，冬夏手动切换。热负荷4800kw

3、空调水系统：空调水系统冷源侧为定流量系统，负荷侧为变流量系统。空调冷热水系统为冬夏分设泵，两管制系统。系统膨胀定压采用膨胀水箱装置。风机盘管及空调器配用动态平衡阀控制水量。

4、空调风系统：

4.1风机盘管采用卧式高静压型带回风箱，室内温空器三档调节。回风口加铝合金过滤网。

4.2办公室等新风由新风空调器送至各房间，维持正压并压入走廊至各层公共厕所、走廊排风口，卫生间排风口设带防回流阀的吊顶排气扇，总排风机设在屋顶；走廊排风通过设在屋顶的全热回收新风换气机组进行回收利用。

4.3空调风路系统设计以竖向分层，横向按防火分区设置空调系统为原则，同时根据建筑使用功能，本工程主要采用全空气空调系统和风机盘管加新风系统，具体为：

5、加湿：冬季全空气系统（除餐厅）及新风系统均采用湿膜加湿。

五、通风、防排烟设计

1、大餐厅、报告厅、网球馆等风量较大的房间设置集中排风，其他房间排向室外。厨房排风由排油烟机排出，补风由新风空调器送入。新风冬季经加热后送入地下泵房、制冷机房等房间，排风至室外。

2、地下车库配有诱导送、排风系统。

3、部分楼梯间采用窗井自然排烟，开窗面积满足规范要求；其它楼梯间均设置加压送风系统，每隔两层（或一层）设常开双层百叶风口。火灾时，由消防中心启动加压送风机，进行加压送风 。

4、防烟楼梯间的前室、防烟楼梯间与消防电梯合用前室设置加压送风系统,逐层设置电动（手动）加压送风口。火灾时，由消防中心远距离打开着或层及其相邻层送风口，同时启动加压风机，进行加压送风。

六、自控系统设计

1、根据工程的规模设计中采用数字式计算机管理自控系统（DDC系统），由中央电脑及终端设备加上现场控制分站和传感器执行器等组成。

2、空调机组的回风管设温湿度传感器。根据该参数和新风温度对表冷器的SM动态流量平衡电动调节阀与加湿器的K系列平衡阀进行调节。空调器除污器前后装压力表并将其信号送至中控室。

3、新风机组的送风管设温湿度传感器，根据该参数和新风温度对表冷器的SM动态流量平衡电动调节阀与加湿器的K系列平衡阀进行调节。新风机组的除污器前后装压力表并将其信号送至中控室。

4、 风机盘管的调节采用室温调节器加风机三速开关及风机盘管专用EVS动态流量平衡电动阀进行控制。

5、 对应送排风机的连锁启停应有各相关阀位及相关的设备运行状态在消防中心显示。

七、节能设计

1、风机盘管加新风系统，设置集中排风系统，总新风量的65%采用全热回收新风换气机组进行热回收。

空调设计篇（11）

数据中心是容纳计算机房及其支持区域的一幢建筑物或是建筑物中的一部分。数据中心空调系统的主要任务是为数据处理设备提供合适的工作环境，保证数据通信设备运行的可靠性和有效性。本文结合工程实例浅析一下数据中心机房空调设计的特点和机房空调的节能措施。

一、冷源及冷却方式

数据中心的空调冷源有以下几种基本形式：直接膨胀风冷式系统、直接膨胀水冷式系统、冷冻水式系统、自然冷却式系统等。

数据中心空调按冷却方式主要为三种形式：风冷式机组、水冷式机组以及双冷源机组。

二、空调设备选型

（1）空气温度要求

我国《电子信息系统机房设计规范》（ GB50174―2008 ） 中规定：电子信息系统机房划分成 3级。对于A级与B级电子信息系统机房，其主机房设计温度为2 3±1°C，C级机房的温度控制范围是1 8―2 8°C 。

（2）空气湿度要求

我国《电子信息系统机房设计规范》（GB50174―2008 ） 中规定：电子信息系统机房划分成3级。对于A级与B级电子信息系统机房，其主机房设计湿度度为40―55%，C级机房的温度控制范围是40―60%。

（3）空气过滤要求

在进入数据中心机房设备前，室外新风必须经过滤和预处理，去除尘粒和腐蚀性气体。空气中的尘粒将影响数据机房设备运行。

（4）新风要求

数据中心空调系统必须提供适量的室外新风。数据通信机房保持正压可防止污染物渗入室内。

三、气流组织合理布置

数据中心的气流组织形有下送上回、上送侧回、弥漫式送风方式。

1.下送上回

下送上回是大型数据中心机房常用的方式，空调机组送出的低温空气迅速冷却设备，利用热力环流能有效利用冷空气冷却率，如图1所示为地板下送风示意图：

图1地板下送风示意图

数据中心内计算机设备及机架采用“冷热通道”的安装方式。将机柜采用“背靠背，面对面”摆放。在热空气上方布置回风口到空调系统，进一步提高制冷效果。

2.上送侧回

上送侧回通常是采用全室空调送回风的方式，适用于中小型机房。空调机组送风出口处宜安装送风管道或送风帽。回风可通过室内直接回风。如图2所示为上送侧回示意图：

图2上送侧回示意图

四、节能措施

1、选择合理的空调冷源系统方式

在节能型数据中心空调冷源形式的选择过程中，除了要考虑冷源系统形式的节能性以外，还要综合考虑数据中心的规模、数据中心的功率密度、数据中心的投资规模、工作人员的维护能力、数据中心所在地的气候条件以及数据中心的基础条件等。

2、设计合理的室内空气温湿度

越低的送风温度意味着越低的空调系统能量利用效率。笔者认为冷通道设计温度为l5―22℃，热通道为25―32℃。

3、提高气流组织的效率

数据中心空调气流组织应尽量避免扩散和混合。在数据中心机房内提高气流组织的效率就要避免冷热空气的混合，使空调产生的冷量能够充分被计算机设备利用更好地来冷却CPU和各种芯片。

五、案例论述：

1 项目概述

该项目位于青岛市，总建筑面积为21915m2，地下一层，地上四层，数据机房位于地下室部分和首层，IDU机房及辅助用房总建筑面积约为5000 m2。其中包括五个IDU机房、一个核心机房、一个UPS机房、一个低压配电室、一个高压配电室和一个电池间。见图3首层空调平面布置图。

图3首层空调平面布置图

2 设计参数及空调方案分析.

2.1 室内设计参数（见表1）

2.2 机房空调冷负荷的构成

机房空调负荷包括：由机房内设备的散热、围护结构传热、通过外窗进入的太阳辐射热、人体散热、照明装置散热引起的负荷，新风负荷及伴随各种散湿过程产生的潜热负荷。该项目的设备散热量为3105 KW，加上UPS间设备散热量及围护结构冷负荷后，需由机房专用空调承担的冷负荷约为3405KW。

2.3 空调系统冷源及水系统

空调冷源采用待自然冷却的功能风冷冷水机组，本项目采用四台冷量为1200KW的待自然冷却的风冷冷水机组（三用一备）。冷冻水采用一次泵系统变流量运行，冷冻水供回水温度为10/15°C。精密空调机组自带电动三通阀，冷冻水管道设计成环路，及按照双路设计。

2.4空调方式

（1）IDU机房： 精密空调机组安装在IDU机房内，同机架排列方向垂直，冗余配置。空调室内末端向活动地板下供应冷却空气，并通过有孔地板或格栅风口根据机架和设备的需要向冷通道内输送冷却空气。热通道内出来的回流热空气通过机柜上部空间回至空调室内末端。

（2）核心机房：核心机房采用2台制冷量160.4kw的精密空调机组，由于核心机房C列内安装有高热密度机柜，额定功耗在18kW。

3 空调自控系统

3.1空调房间的温度控制

精密空调自带现场控制器（DDC）根据房间温度信号控制变频器调节送风机转速，通过调节送风量使室温恒定。

3.2冷冻机根据用户端的负荷和机器运行供冷能力自动选择冷冻机运行台数，满足末端用冷需求。

4 节能环保

采用带自然冷却的冷水机组，可起到良好的节能效果；采用高效率的冷水机组、水泵，从设备自身降低能耗；空调冷冻水泵、精密空调风机采取调速措施，降低能耗；提高冷冻水供、回水温度，从而提高冷冻机运行效率；适当增大冷冻水的供、回水温差，以减小水泵流量从而实现节能；空调系统设有完备的自动控制系统，实现空调系统的智能化运行，可靠、节能；冷水机组、水泵等选用低噪声设备，其进出口接管处均设置柔性接管，底部设置减振台座或橡胶减振垫；空调系统供回水管均采用难燃型闭泡橡塑绝热材料保温，可靠、保温效果好，风管绝热层最小热阻为0.80m2K/W。

结语：

计算机空调系统是计算机房设计的关键，该系统必须保证计算机系统能够连续稳定地运行，排除计算机设备及其他热源所发出的余热，维持机房内恒温恒湿的要求。如何保证机房内的温度、湿度、洁净度和气流速度符合要求，主要依靠机房空调系统来实现。

参考文献：