暖通设计基础知识及估算资料汇总

暖通基本概念

供热（供暖）通风与空调工程专业（暖通）三大任务：

生活舒适-创造七度空间（室内环境）

温 度：冷与热；

湿 度：干噪与潮湿；新鲜度：氧气与二氧化碳；

洁净度：落尘与VOC，人员、大气、家俱及装修速度：风速与吹风感；

安静度：噪音振动；

梯 度：温度场的均匀性。

生命安全系统（火灾逃生通道安全辅助系统）防烟系统：楼梯间、前室、避难层、次安全区；排烟系统：走道、房间生产安全：粉、尘、湿、热、烟有毒有害气体；特殊设备环境：IT机房、冷冻施工。

• 暖通三大物质及三大动力设备

水往低处流->水往高处流->加泵（消耗电力1000℃）

热量从高温传向低温->热量从低温传向高温->加压缩机->热泵（消耗电力）。

变频多联机：

• 多联机系统结构：

存在问题：

多联机系统最大只能做到48匹（制冷量120kW），负担建筑面积约1100m²，不能满足大型项目的要求，也不能满足大空间建筑的要求。

只能对空气进行降温（辅助除湿）与升温，更多的功能无法实现。

氟利昂（制冷剂）由其压力驱动，其作用半径有限，所服务的距离不够远。

解决问题：引入新的能量载体：水。

三大物质：

空气（风-流动的空气）

氟利昂（制冷剂）；

水-能量的传递介质高温热水、蒸汽：90℃，130℃，200℃；

冷冻水：7℃，12℃；冷却水：32℃，37℃；

冰(雪霜)：0℃。

三大动力设备：风机：驱动空气；水泵：驱动水循环；压缩机：驱动氟利昂。

三大物质能量交换关系图：

四类空调主机原理简图：

• 空调系统：

冷水机组：水冷离心式（螺杆式）、风冷螺杆式、蒸汽LiBr吸收式、直燃LiBr吸收式；

热泵机组：风冷螺杆式、地源热泵、水源热泵；

锅炉：热水锅炉、蒸汽锅炉、电锅炉（规范要求蓄热）；

冷却塔：开式、闭式、横流、逆流；

水泵：卧式、立式、端吸、双吸；

空调末端设备：风机盘管、柜式空气处理机组、组合式空气处理机组、冷辐射板。

• 水泵等典型设备：

• 小型分散中央空调系统及设备：

变频多联机系统，分体空调，恒温恒湿机组。

• 小型分散中央空调系统：专业接口

建筑：室外机平台及通风百叶、噪音；

结构：设备承重；

电气：电源(多联机送至室外机)、室内机控制面板

给排水：冷凝水排放路径。

• 空调末端设备：

风机盘管（=风机+盘管），空气处理机组(“大风机盘管”)

• 空调末端设备：专业接口

建筑：空调机房、进风百叶及风井、层高、防噪；

结构：设备承重（规范700kg/m²，实际约500kg/m²）、设备基础(条形、整体)；

电气配电：（380V，风机盘管220V,配入照明系统）、弱电控制（温度、水阀、风阀）；

给排水：冷凝水排放（地漏）、给水（加湿）、洗涤池（清洗过滤网）、喷淋系统。

新风+风机盘管系统空调机房面积(中低端办公室)

全空气系统系统空调机房面积（普通商业、超市）

全空气系统系统空调机房面积（会议、剧场、高端商业：组合式空调机组）

• 空调冷热源设备：

风冷热泵（风冷冷热水机组）：

风冷热泵机组：专业接口

建筑：风冷热泵放置位置（屋顶、室外）、通风良好、防噪；

结构：设备承重（由暖通提资料）、设备基础(重量)、水管重量、隔振；

电气：配电（耗电量大，就近设变压器380V）、冬季制热耗电量稍大、弱电控制（BA、水系统）；

给排水：凝水排放（冬季融霜）、给水（空凋补水）。

• 水冷式冷水机组(离心式、螺杆式)：

• 地源热泵冷热水机组(离心式、螺杆式)：
  

水冷式冷水机组及地源热泵机组：专业接口

建筑：冷冻机房（主机、空调循环水泵）、隔声防振;

地源热泵系统：室内埋管区域（地下室底板下、绿化地带、车行道下）

结构：设备承重（由暖通提资料）、设备吊装孔（机组一般设在地下室）及运输通道承重、水沟（建筑垫层？结构局部成沟）、设备基础(重量)、水管重量、隔振；

电气：配电（耗电量大，就近设变压器380V）、冷水机组为夏季季节性负荷、热泵机组为冬夏两季负荷、水泵配电、弱电控制（BA、水系统）；

给排水：机房设集水井排水、给水（空凋补水）；

水冷式机组：冷却塔补水（水量较大：循环水量的1.5%，单独的水泵及水位控制）。

• 冷冻机房设备布置原则：

1、同类设备集中布置；

2、先大（主机、分集水器）后小；

3、重点考虑分集水位置，便于管线进出机房；

4、管线高低错落，机房内联络管线标高进退余地较大。

机房内设备最小净距要求：

机组与墙：1m；机组与配电柜：1.5m；

机组与机组及机组与其它设备：1.2m；

机组与其上方管道、烟道及电缆桥架：1m；

主要通道宽度：1.5m；

宜预留蒸发器与冷凝器同等长度的检修距离；

水泵间距如下表（建筑给排水设计规范3.8.14条）：

机房内宜有检修水泵的场地，检修场地尺寸宜按水泵或电机外形尺寸四周有不小于0.7m的通道确定挂墙式配电柜和控制柜、靠墙安装落地式配电柜和控制柜前通道宽度不宜小于1.5m；

冷冻机房布置的三种典型平面：“日字型、目字型及L型”

冷却塔：水与空气直接接触换热

• 冷却塔：专业接口

建筑：冷却塔安装位置（屋顶、室外绿化地带、建筑楼层内）、隔声；

结构：冷却塔重量（较重）、基础(重量等同冷却塔，依据甲方定购设备不同而异)、水管重量、隔振；

电气：配电、弱电控制（BA、水系统）；

给排水：补水及水位控制。

• 锅炉：

负压锅炉：直燃LiBr(溴化锂)机组（燃气、油）电热水（蒸汽）锅炉。

建筑：锅炉房位置（首层、地下一层、屋顶、负压锅炉可设于地下二层）、泄爆口（锅炉房面积的10%,轻质-120kg/m²或玻璃顶）、两个安全出口（一个直接，另一个可间接）、烟囱管井。

结构：锅炉承重（由暖通提资料）、设备吊装孔及运输通道承重、水沟（建筑垫层？结构局部成沟）、基础(重量)、水管重量。

电气：燃气报警及联动系统。

给排水：气体消防或水喷雾消防系统、锅炉房设集水井排水、大型蒸汽锅炉房设排污降温水池。

• 空调冷热源设备：

室内末端的换热介质氟系统：VRV多联机系统，分体空调

水系统：制冷（热）主机、锅炉、城市冷热水管网提供空调冷热水室内热量排至室外介质（室外热量被吸入室内介质）

水冷式：室内空调末端->水->氟利昂压缩->水->冷却塔->大气->土壤

风冷式：室内空调末端->水->氟利昂压缩->风冷冷凝器->大气室内末端设备布置方式

集中式：空气处理机组集中设在空调机房内为一个或多个空间服务：商场（超市）、剧场、会议厅、宴会厅、机场候机厅人员多；甲A写字楼的办公室

分散式：新风机组集中设置，风机盘管系统分房间布置

典型系统举例：

风冷式氟系统：VRV系统（一般为分散式系统）

水冷式氟系统：水源VRV系统（一般为分散式系统），水冷恒温恒湿机组，水环热泵风冷式水系统：风冷热泵系统（可构成集中式或分散式系统）

水冷式水系统：水冷冷水机组+锅炉；地源热泵系统（可构成集中式或分散式系统）

• 通风及防排烟系统

风机：离心式、轴流式、贯流式；高温型；单速、双速

风口：送风口与排烟口风阀：防烟阀（280℃）、防火

阀（70℃）、常开、常闭

通风系统自然通风：机械通风，全面通风、局部通风，平时通风、事故通风、人防通风（清洁式、滤毒式及隔绝式）。

防烟系统（加压送风系统、也称正压送风系统）：

防烟楼梯间（不是封闭楼梯间）、前室（合用前室）、避难层、次安全区

排烟系统：自然排烟，机械排烟。

防烟楼梯间、前室（合用前室）、避难层内走道、房间、中庭

• 采暖设备及系统分类

采暖热源炉：热水锅炉、蒸汽锅炉、电锅炉

市政热网：高温热水：70/130℃，低温热水：60/80℃，蒸汽：0～220℃

散热器采暖系统：热水采暖系统（80℃）、蒸汽采暖系统

地板采暖系统：低温热水（<50℃），电热采暖

• 管线系统及管井需求

风管：空调送回管，回风管及新风管；排烟风管、排风管；进风管，加压送风管；烟囱（锅炉），排油烟管。

水管空调冷冻水、空调热水、冷却水、凝结水管；采暖热水管

蒸汽管:高压蒸汽管、低压蒸汽管

金属与非金属金属风管：镀锌钢板，不锈钢板，铝板

非金属风管：无机玻璃钢，玻璃棉板；金属水管：无缝钢管，镀锌钢管，不锈钢管

非金属水管：聚丙烯(PPR)，聚乙烯（HDPE、PeRT、PVC)，聚丁烯(PB)

有压与无压

有压：空调、采暖及冷却水水管，蒸汽管

无压：风管、凝结水管（排水管）

备注：

1、选择末端设备时其参数按照“中档”选取，并适当考虑末端设备的噪音对房间使用功能带来的影响：家装卧室尽量选用FP-102以下的盘管；办公室、酒店类新风机、吊柜均选择3000m³/h风量以下吊柜；商场选择5000m³/h风量以下吊柜。

2、新风机一般选择4排管，回风工况一般选择6排管，2000m³/h以上的空调器均应在出风端设置消声静压箱；6000m³/h以上的空调器出风端宜采用阻抗复合消声器，并在回风端安装消声静压箱。

3、注意当西晒、大玻璃窗、角部房间、顶层房间等的负荷变化。若四周为玻璃幕墙，则负荷为400w/m²及以上。

2.1办公楼：

（1）、空面小于5000m²，有新风，主机按照200w/m²来选取。没有新风，则可选180w/m² (过道不算空调面积)。

（2）、空面大于5000m²，有新风，主机按照180w/m²来选取。没有新风，则可选170w/m² (过道不算空调面积)。

2.2商场、餐饮、茶楼：

主机按照220-250w/ m²来选取，根据面积大小来取值，2000m²以上取下限。

2.3宾馆（纯客房）：

（1）、空面小于10000 m²，有新风，主机按照180w/m²来选取。没有新风，则可选170 =w/m² (过道均不算空调面积，已考虑使用系数)。

（2）、空面大于10000m²，有新风，主机按照160-170w/m²来选取。没有新风，则可选150-160w/m² (过道均不算空调面积已考虑使用系数。)

（3）、空面大于20000m²，主机按照150w/m²来选取。(过道均不算空调面积，已考虑使用系数)。

2.4餐饮+客房：

主机负荷分别计算，可根据使用要求考虑或者不考虑同时使用系数，为了保证空调效果，同时使用系数不宜过低（≥70%）。

2.5建面与空面的关系：

2.6负荷估算表(以上内容用表格表达)：

2.7厂房：注：新风负荷一般取值为15-25w/m²。

1、根据温度要求，一般厂房取180~220~260~350w/m²，如厂房单层面积在4000m²以上；内区负荷小，取上限，如厂房单层面积小，可考虑中间值；如厂房为顶层，则需考虑下限值。

2、末端可选择喷射型空调机组或者风管+喷射风口的送风方式；若制热有要求，最好考虑底部回风。

1、主水管管径及流速参见水管阻力计算表；最不利环路300m以内，可按照0.04~0.05比摩阻选择，最不利环路300m~400m可按照0.03~0.04比摩阻选择；最不利环路＞400m可按照0.02~0.03比摩阻选择；

2、一般情况均采用异程式；若楼层高度超过10层宜采用立管同程式，楼层主管到最不利环路超过100m，宜采用水平管同程式。

3、水系统压力：

3.1系统静压力应≤8kg，即主机到膨胀水箱的高度应小于80m；且在60~80m高度范围时，水泵为抽出式，即将水泵出口向末端系统打水，减小主机承压，可不分高低区。

3.2当层高在100m左右时，即系统静压10kg时，最好是将水系统分为高低区；高区需要预留板换机房，若高区没有地方设置板换，可考虑将板换设置在冷冻机房，板换二次侧压力偏大，但高区系统压力减小，主机压力减小。

4、水管的选材上：通常DN40及以下镀锌钢管；DN50~DN250以上为无缝钢管，DN300及以上为螺旋钢管。

5、凝结水系统：

（1）一般情况下，每1kW的冷负荷每小时产生约0.4kg左右的冷凝水，在潜热负荷较高时，每1kW冷负荷每小时产生约0.8kg冷凝水；

（3）凝结水应保证5‰的排水坡度，坡向排水端；

（4）若冷凝水管路较长，应加设通气孔；

（5）材料选用UPVC管。无需保温。

6、 DN250以上才考虑报冷却水的电子水处理仪。

DN150以上才考虑冷冻水的电子水处理仪。

7、注意是否安装电动二通阀、自力式压差平衡阀（只适合于变水量系统）等；

8、冷却塔的选择（估算）：

9、水泵的选择：（除甲方要求外，一般不用备用泵）

（1）原则上一律选用管道泵，即立式泵。除非甲方有要求改动。流量大于400m3/h的采用立式双吸泵。

（2）扬程的确定：

对于闭式系统，水泵的扬程是根据空调水系统的最不利环路的阻力确定的。

扬程= 管道阻力+空调设备（制冷机组、空调器、风机盘管、阀门等）阻力

其中：管道阻力 = 局部阻力 + 沿程阻力=沿程阻力×1.3

空调设备阻力的估算值为：14～18 m

考虑到气蚀带来的水泵性能的下降，可以乘以1.1的安全系数；

综上，水泵扬程 = （14～18 m + 管段长度×沿程阻力×1.3）×1.1

注：沿程阻力在公司的水管流速技术资料查找

一般情况下：冷冻水泵扬程在25～28 m之间（考虑1.1～1.2保险系数）

冷却水泵扬程在25 m左右（考虑1.1～1.2保险系数）

（3）冷冻水泵流量的确定：

定水量系统：水泵流量 = 系统末端水流量×1.2

变水量系统：水泵流量 = 系统末端水流量×同时使用系数×1.2

（4）冷却水泵流量的确定：主机和塔水量的平均值。

（5）水泵的选择：根据以上所算出来的系统的扬程和流量选择水泵，原则上尽量使所选的水泵靠近所需要的实际值。若扬程高了，水量可以选小些；扬程低了，水量可以选高些；

6、膨胀水箱：

为保证膨胀水箱和水系统的正常使用，在机械循环系统中，膨胀水箱应接在水泵的吸入侧。水箱标高应至少高出系统最高点1米。

膨胀水箱的容积按以下原则估算：120KW（含）以下的小系统，不设置膨胀水箱。120~500KW的中型系统，设置水箱尺寸为：600*600*600，进水管在水箱中间高度；500KW以上大系统根据实际情况处理。     

同时也可由系统中的水容量和最大的水温变化幅度进行下式计算：

VP=α·△t·VS  m³

式中    VP―膨胀水箱有效容积，m³

α——水的体积膨胀系数，α=0.0006，L/ m³·℃

△t——最大的水温变化值，℃

VS——系统内的水容量（包括设备里和管道里的），m³

7、主机旁通设置：当没有设置二通阀时，按照末端流量选择水泵，流量比主机大30%以上时，需考虑安装旁通管，使通过主机的水流量基本与主机匹配。

8、当多台主机并联运行时，需考虑水泵与主机的匹配，并注意在主机上安装电动蝶阀，保证主机的流量。

9、冷却塔为多台并联安装时，请注意在冷却塔进出水管及主机进水管上安装电动蝶阀，保证主机流量及冷却水被及时冷却。

四、风系统

8、商场、餐厅、宴会厅、多功能厅等发热量大、人员密集的场所，需注意过渡季节尽量用室外新风送风，保持室内空气新鲜的同时达到节能运行的目的（即可考虑过渡全新风运行；平时回风+新风汇合运行）。

9、排风系统：

9.1餐厅、大型会议室、多功能厅等场所，宜考虑排风系统，排除室内污浊空气，排风量安装新风的80~90%计算。

9.2排风系统管道超过40m，宜采用排风扇+排风风机的方式，排风机风量=所有末端风扇风量的和。

1、风机盘管控制线（不带二通阀）ZRVV4×0.75mm²，（带二通阀）ZRVV6×0.75mm²，主线为3×2.5 mm²（根据盘管的数量、功率确定，一般15台以内）；

2、主机电源线大小参照其电气参数或电线选型表格；

3、小、中型中央空调系统需配置独立的配电箱（包含末端总电源，水泵、主机电源）；

4、大型中央空调系统需配置独立的配电柜（包含冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔、主机电源等，末端电源可以独立）；

5、电线电缆载流量表：

5.1 BV型塑料绝缘电线穿塑料管敷设的载流量θn=70℃  (表1)