空调设计设备选型指南

内容：

1 水冷冷水机空调系统

☆主要设备

（1）制冷主机（2）冷冻水泵（3）冷却水泵（4）冷却塔

（5）电子水处理仪（6）水过滤器（7）膨胀水箱

（8）末端装置（组合式空调机组、柜式空调机组、风机盘管等）

2 冷、热源的选择

1. 冷、热源系统设计选型注意的几个方面

1.1 各种冷、热源系统的能效特性

1.2 冷、热源系统的部分负荷性能

1.3 冷、热源系统的投资费用

1.4 冷、热源系统的运行费用

1.5 冷、热源系统的环境行为

2. 冷源设备选择

2.1 冷水机组的总装机容量

冷水机组的总装机容量应以正确的空调负荷计算为准，可不作任何附加，避免所选冷水机组的总装机容量偏大，造成大马拉小车或机组闲置的情况。

2.2 冷水机组台数选择

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。

为保证运转的安全可靠性，当小型工程仅设1台时，应选用调节性能优良、运行可靠的机型，如选择多台压缩机分路联控的机组，即多机头联控型机组。

2.3 冷水机组机型选择

2.3.1水冷电动压缩式冷水机组的机型宜按制冷量范围，并经过性能价格比

进行选择。

2.3.2冷水机组机型选择

电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水机组，在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）不应低于以下规

定。

2.3.3冷水机组的制冷量和耗功率

冷水机组铭牌上的制冷量和耗功率，或样本技术性能表中的制冷量和耗功率是机组名义工况下的制冷量和耗功率，只能作冷水机组初选时参考。冷水机组在设计工况或使用工况下的制冷量和耗功率应根据设计工况或使用工况（主要指冷水出水温度、冷却水进水温度）按机组变工况性能表、变工况性能曲线或变工况性能修正系数来确定。

2.4热源设备

2.4.1热源设备类型

提供空调热水的锅炉按其使用能源的不同，主要分为两大类：（1）电热水锅炉（2）燃气、燃油热水锅炉

电热水锅炉

电热水锅炉的优点是使用方便，清洁卫生，无排放物，安全，无燃烧爆炸危险，自动控制水温，可无人值守。

《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）规定：除了符合下列情况之一外，不得采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源：电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑；

以供冷为主，采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑；

无集中供热与燃气源，用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑；

夜间可利用低谷电进行蓄热、且蓄热电锅炉不在日间用电高峰和平段时间启用的建筑；

利用可再生能源发电地区的建筑；

内、外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的建筑.

☆燃气、燃油热水锅炉

燃气、燃油热水锅炉的初投资比电热水锅炉略高，但运行费用低。

缺点：第一安全性差，特别是燃气锅炉。第二，燃气、燃油热水锅炉有170~ 180℃的高温排烟，需建筑考虑排烟竖井，从合适的地方排烟至室外。

燃气、燃油热水锅炉的额定热效率不应低于89%。

燃气、燃油热水锅炉房单台锅炉的容量，应确保在最大热负荷和低谷热负荷时都能高效运行。

2.4.2热源设备供热量与台数

热源设备供热量应为空调系统冬季热负荷之和，并要考虑同时使用系数和10%的热损失。

锅炉台数不宜少于2台，当中、小型建筑设置1台锅炉能满足热负荷和检修需要时，可设1台。

2.5. 冷热源一体化设备

2.5.1空气源热泵冷、热水机组

《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）指出，空气源热泵冷、热水机组的选择应根据不同气候区，按下列原则确定：

适用于夏热冬冷地区的中、小型公共建筑；

夏热冬暖地区采用时，应以热负荷选型，不足冷量可由水冷机组提供；

寒冷地区，当冬季运行性能系数低于1.8或具有集中热源、气源时不宜采用。

注：冬季运行性能系数系指冬季室外空气调节计算温度时的机组供热量(w)与机组输入功率(w)之比。

2.5.2 直燃型溴化锂吸收式冷、热水机组

2.5.2.1直燃机的优点

一机多用，使用范围广。既可以单独供冷，也能实现夏季

供冷，冬季供热，必要时还可提供生活用热水；

用电量很小，对电力供应紧张的地区可以起到电力调峰的作用；

在电价较高的地区，运行费用较电制冷低。

2.5.2.2直燃机的缺点

在没有余热、废热可利用时，直燃机节电不节能；

直燃机价格贵，初投资高；

与同等冷量的电制冷机组比较，冷却水量大，相应冷却塔和冷却水泵将增大；

直燃机的供热量一般为供冷量的80%，它比较适合于空调耗冷量与耗热量在数值上相差不多的地区。

2.5.2.3直燃机的选型

直燃型溴化锂吸收式冷、热水机组一般选用2~4台，中小

型工程选用2台，较大型选3台，大型可选4台，以便于互为备用和轮换检修。从节能和运行调节的角度考虑，必要时可选不同大小规格的机组搭配的方案。

天然气是直燃机的最佳能源，应优先采用燃气型直燃机。

直燃机在名义工况下的性能系数应符合现行国家标准《直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组》（GB/T18362）的规定。

普通型直燃机的蒸发器、冷凝器的工作压力为0.8MPa，对设于在高层或超高层建筑物地下室或底层的机组，其承压如超过了0.8MPa，除了可考虑空调水系统竖向分区外，也可考虑选用加强型高承压机组，工作压力可达1.6MPa，但机组的价格将有所增加。

直燃机在样本中提供的制冷量、供热量等技术参数是在名义工况下或某一额定工况下的值，只能作为初选机型时参考。机组在设计工况下的制冷量、供热量和加热源耗热量应按生产厂家产品样本中的变工况性能曲线图来确定。

3 水泵的选择

3.1水泵的主要形式

卧式泵

立式离心泵

常用的水泵型式有卧式离心清水泵（IS泵）、立式离心泵、管道泵、热水泵（IR泵）、空调专用泵等。

一般的清水泵在水温不高于80℃时均能使用，因此，空调的冷热水和冷却水均可用一般的清水泵，但在机房位置充足的情况下，冬季供暖用的热水最好还是采用热水泵（IR泵），热水泵（IR泵）在排气上有较好的措施。

水泵的轴封应选用机械密封式，填料密封式摩擦阻力大且易漏水。

3.2 水泵的选择

3.2.1水泵流量的确定

冷却水泵流量：冷却水泵的流量可按冷却塔水量乘1.1的安全裕量确定。

冷热水泵流量：冷热水泵的流量可按冷热水机组的额定水量乘1.2的系数确定。

3.2.2水泵扬程的确定

3.2.2.1冷、热水泵

冷热水系统通常采用闭式系统。闭式系统水泵的扬程H按下式计算：

H=（蒸发器或热水锅炉水阻力+最不利环路空调末端表冷器水阻力+最不利环路阻力）×1.1～1.2

蒸发器或热水锅炉水阻力和空调末端表冷器水阻力可查产品样本。最不利环路阻力应该是布置好管路，画出最不利环路轴测图，对管段编导，按水量和推荐流速初选管径，再进行水力计算来求得。

3.2.2.2冷却水泵

☆冷却水系统水泵的扬程H按下式计算：

H=（冷凝器水阻力+冷却塔布水器所需余压+冷却水管路阻力+冷却塔存水盘水位到布水器之间的高差h）×1.15～1.2

冷凝器水阻力可根据冷却水量查冷水机组冷凝器冷却水量与冷凝器水阻力的曲线图求得。冷却塔布水器所需余压可查冷却塔样本，横流式冷却塔无该项阻力。冷却水管路阻力通过水力计算确定。冷却塔存水盘水位到布水器之间的高差h

可以近似用冷却塔高度代替。

3.3 水泵参数表（部分）

选择时首先要满足最高运行工况的流量和扬程，并使水泵的设计运行工作点处于高效区。

一般，冷冻水泵和冷却水水泵的台数应和制冷主机一一对应，可考虑一台备用。

3.4水泵并联运行情况

由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。故强烈建议：

1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。

2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台。

3.多台泵并联运行时，应尽可能选择同型号水泵。

3.5 空气调节冷热水系统的输送能效比（ER）

空气调节冷热水系统的输送能效比（ER）应按下式计算：

ER=0.002342H/(ΔT·η)

式中：H—水泵设计扬程 m;

ΔT—供回水温差℃；

η—水泵在设计工况点的效率 %。

《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）规定夏热冬冷地区两管制热水管道的ER值不应大于0.00433；空调冷水管道的ER值不应大于0.0241。

注：两管制热水管道系统中的输送能效比（ER）值，不适用于采用直燃式冷热水机组作为热源的空气调节热水系统。

3.6其它

为了降低噪音，一般应选用转速为1450r/min的水泵。而且在水泵的进出口处均应装金属软管。泵的基础应有减振。

选水泵时应注意水泵的耐压强度。将系统的静水压力提给水泵厂家，复核能否满足要求。

4 冷却塔的选择

4.1冷却塔的主要形式

圆形逆流冷却塔

方形横流冷却塔

4.2 冷却塔设计选型

冷却塔台数与制冷主机的数量一一对应；

冷却塔的水流量 = 冷水机组冷却水流量×1.25～1.3；

为了保证水泵不吸入空气产生气蚀，同时也为了冷却水温稳定性较好，宜采用集水型冷却塔，即增大冷却塔存水盘的深度，集水量可考虑1.5～2分钟左右的冷却水循环水量。

冷却塔多台并联时要有平衡管，以保持各塔水盘内的水位一致。

5 电子水处理仪、水过滤器的选择

5.1产品主要形式

电子水处理仪

“Y”形过滤器

5.2电子水处理仪和过滤器的选择

空调水系统中使用到的电子水处理仪和水过滤器一般都按照设备所在管

段的管径进行选择。

冷却水系统属开式系统，必须使用电子水处理仪；

冷冻水系统属闭式系统，要求不是那么严格，可以在冷冻水系统管路中或膨胀水箱进水管路中安装电子水处理仪。

6 膨胀水箱的选择

6.1 膨胀水箱有效膨胀容积：

VC=0.0006(t2-t1)V

式中：VC—膨胀水箱有效膨胀容积 L；

0.0006—水的体积膨胀系数；

t1—空调水系统水的最低工作温度，一般可取为7℃；

t2—空调水系统水的最高工作温度，一般可取为65℃；

V—空调水系统内的存水量，可按系统的设计耗冷量

Q0(kW)来估算，系统水容量大约为2～3L/kW，则：

VC=0.0006×(65-7)×(2~3) Q0≌(0.07~0.1) Q0 L

膨胀水箱有国家标准图集（采暖通风标准图集T905（一）、（二）），可以根据膨胀水箱有效膨胀容积来选用。

膨胀水箱的安装位置应高于所有的空调末端设备和冷、热水管道1.5～2m。

7 末端设备的选择

7.1末端设备的类型

一：组合式空调机组；二：柜式空调机组三：风机盘管

空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。另外机组的送回风方式也有许多不同。需根据建

组合式空气调节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。

广泛应用于机械、家用电器、电子、化工、纺织、卷烟、宾馆、酒店、展览馆等工业与民用建筑空调工程。

☆组合式空调机组（叠式）

适用于层高较大，而长度受到限制的空调机房。

☆柜式空调机组（立柜式明装）

适用于银行、宾馆、酒店、公寓楼等作一般空调用，直接送风。

☆柜式空调机组（立柜式暗装）

适用于有较高空调机房的商场、宾馆、电视台、工业厂房等一般空调场合，配合风箱可调节新风回风比例。

☆柜式空调器（柜式吊顶）

安装于吊顶内，广泛应用于商场、影视厅、银行、宾馆等场合，作一般空调送风或新风系统。

☆柜式空调器（柜式吊顶超薄）

适用于吊顶内高度较小的场合，特别适用于与风机盘管搭配，走廊送新风系统。☆柜式空调器（卧式暗装）

适用于有较大面积、高度受到一定限制的空调机房的空调场合。配回风箱可调节新风回风比例。

☆风机盘管系统

☆风机盘管

类型：立式、卧式、暗装、明装

卧式暗装

卧式明装

☆卧式暗装：宾馆客房最常见的形式

立式暗装

立式明装

吸顶式暗装

7.2 末端设备的选择

7.2.1风机盘管的选择

风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故有风机盘管的选择有如下两种方法：

根据房间循环风量选：利用循环风量对应风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。

根据房间所需的冷负荷选择：利用房间冷负荷对应风机盘管的高速风量时的制冷量即可确定风机盘管型号。

确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或暗装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。

7.2.2空气处理机的选择

新风空调机组是组合式空气调节机组的派生系列，适用于各种新风系统及风机盘管的新风系统。

空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有回风工况和新风工况两种工作状态。新风机组选新风工况，其余则选回风工况。

空气处理机组的选择一般由三个主要参数决定：风量、表冷器排管数和机外余压。

先根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号，然后根据需要提供的冷量来决定其排管数，如此便可确定。根据系统需要的余压要求确定余压。

8 风机选型

8.1风机类型

目前风机共有三种，轴流风机、离心风机和贯流风机。贯流风机仅用于某些风机盘管上。

8.2特点：

轴流风机的特点是占地面积小、便于维修、风压较小，噪音较高、耗电较小。多用于噪声要求不高、空气处理室阻力较小的大风量系统。

离心式风机可以用于低压或高压送风系统，特别适用于要求低噪音和高风压的系统。

排风排烟风机可选用离心风机或者排烟轴流风机。风量应考虑10%～30%的漏风量，风压应满足排烟系统最不利环路的要求。排烟风机应保证在280℃时能连续工作30min 。

设置机械排烟的地下室机械送风系统的送风机可选一般低噪轴流风机，在轴流风机与竖井连接处应设置70℃防火阀，进风机风量不宜小于排烟量的50%。

机械加压送风机可采用轴流风机或中、低压离心风机。加压送风量应经计算确定。机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压。其余压值应符合下列要求：防烟楼梯间为40～50Pa；前室、合用前室为25～30 Pa。

选通风机时，送风机的风量应比计算风量大10%，以保安全。机房集中布置时，送风机的压力一般可按下表估算，不应选得过高。

☆风机的必要压头（Pa)

选用风机时，根据应用场合，以及风机压力、流量等参数，同时考虑风机性能曲线等因素。