毕业设计中央空调配置选型.docx

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毕业设计中央空调配置选型

前言

多联式空调机在我国是近几十年出现的新结构形式的制冷产品，其市场拥有量仅次于家用中央空调，代表了空调设备的最新技术成果，具有布置灵活、维护较简单等特点，成为目前高级别墅、办公楼、医院等建筑中最为活跃的中央空调系统形式之一。

多联机式空调是一台或数台室外机连接数台相同形式或不同形式、容量的直接蒸发式室内机构成的单一制冷循环系统，它可以向一个或数个区域直接提供处理后的空气。

通过控制压缩机的制冷循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，就可以适时地满足室内冷、热负荷要求，多联机系统具有节能、舒适、运转平稳等优点，而且各个房间可以独立调节，能满足不同房间。

不同空调负荷的要求。

多联机的室外机一般集成了压缩机、冷凝器和电子膨胀阀。

其中冷凝器多以风冷式冷凝器为主，有些为水冷式冷凝器，则需要配置冷却塔。

多联机的室内机集成了蒸发器和电子膨胀阀，相对于家用空调室内机，多联机的室内机的结构形式非常丰富，包括挂壁时、嵌入式、风管式和座吊两用式等。

目前，中央空调总体上分为两大类，分别是氟系统中央空调和水系统中央空调，分类的依据是根据系统管道中的导热介质来定义；氟系统就是系统管道中以氟利昂为导热介质的中央空调系统，水系统则是系统管道中以水为导热介质的中央空调系统；按室内机的结构分为挂壁式、嵌入式、薄型风管式、高静压风管式、低静压风管式、座吊两用式、软风管式等，由于多联机室内机的结构形式非常丰富，故安装形式比较灵活，这也是多联机的优点之一；按制冷、制热负荷调节控制方式分为数码控制式、交流变频控制式、直流调速控制式。

一、多联机空调系统的特点:

1.与传统的中央空调相比，因其热交换温差远大于传统中央空调的热交换温差，所以具有更高的换热效率，可以把空气处理到更低的送风温度。

同时节省了占用空间，同时管路安装及调试简单。

2.在制冷方式、机组结构、处理空气方式上基本与大型中央空调类似，实现建筑与空调融合，提高了居室的舒适性。

3.室内空气分布更为合理，温度均匀，波动小，舒适感好。

4.高效节能。

采用模块化主机，根据设置自动调节制冷量，室内机分区控制，各个室内机独立运行，分别调节各个区域的空气。

5.运行宁静。

采用主机和室内机分离的安装方式，送风、回风系统设计合理，保证了宁静的家居环境。

6.能大大改善因采用多台分体式空调器所造成的室内机太多而影响建筑物外观及带来不安全的隐患，同时也可以免除传统分体式的制冷剂连接管暴露悬挂在室内半空中和柜机室内机落地摆放占用空间等弊端。

7.在安装上与家用机有很大的区别。

8.设计、制造与安装的技术含量都较高，产品价格昂贵，投资相对较高，维修费用高。

9.多联机系统难以引进新风，无法进行空气质量的调节，对于密闭的房间，舒适性较差。

二、多联机与其他空调的比较：

1.多联机最大的优点就是变流量、变负荷，因此可以宽范围地满足从一台到开多台的需要。

家用空调基本上不具备大范围的负荷调节功能，主要是通过压缩机的开停控制制冷/制热量。

2.多联机的形式多样，如柜机、挂壁机、座吊两用机、嵌入机、吊顶机等，面对的消费群体主要是别墅、宾馆、写字楼、店铺等豪华配置，其用户可以根据结构的需求任意选择不同款式的室内机。

家用空调面对的是普通家庭消费群体，其室内结构形式只有分体壁挂式和分体柜式两种形式。

3.多联机的使用控制比较多样，并且比较便利，具备集中控制、单独控制、网络控制等自由组合控制，满足用户在不同条件下使用的便利性要求。

家用空调的使用控制相对简单，每台单独控制。

4.家用空调的安装形式比较固定。

多联机一个或多个室外机带多个室内机，其配管和配线是总管或总线采用分歧的方式配给各室内机，而且具备室内机、室外机之间的长配管、高落差功能，以满足不同环境的安装要求。

5.家用空调的安装维修比较简单。

多联机的安装是一项工程，需要专门的设计和施工队伍，而且维修技术要求高。

三、室内外机的匹配：

实际工程中，尤其是中小型工程，同一层平面中有多种使用功能房间，其使用时间也不同，而且面积也较小（如：

小会议室、接待室、包间、小餐厅等），要实现空调系统的划分就比较困难，即使能做成系统也十分复杂。

如果采用VRV空调系统以上问题就简单了，而且充分的体现出它既能灵活布置，又能节省平常运行费用的特点。

既然把不同功能和不同使用时间的房间合在同一个空调系统中，那么，就存在室内合理匹配问题，这就需要考虑同时使用系数的问题，同时使用系数多少视具体情况而定，但是室内机和室外机的容量比既不能低于50%，也不能超过130%。

四、变频多联机系统在住宅空调中的优越性

常见的家用空调器有窗式、分体式、家用中央空调系统。

窗式空调的安装会对建筑立面产生较大的破坏，并且，其压缩机的工作噪声及其引起窗户振动的噪声直接在室内传播，特别是在夜晚，影响睡眠是让人十分头疼的问题，另外，其凝结水难以实现集中排放，严重影响建筑物外立面美观及公共卫生环境。

分体机安装拆卸简单，但系统形式为一拖一（一台室外机拖带一台室内机），且室内机与室外机之间的距离不能超过15米（因生产厂家不同可能有所差异）。

在较大面积的户型中，往往设置多台室外机且就近安装，同样影响建筑物外立面美观及公共卫生环境。

另外，其室内机形式一般为壁挂式和柜式，大空间、大面积的厅房，无法解决送风的均匀性和更高的室内空气品质要求，很难与室内装修配合。

这些问题大大降低了住宅的档次和品位。

配管长度、与建筑物内外装修的配和、室内的舒适性、空调的可靠性、新风量、控制的个性化需求等要求，窗式、分体式空调都很难适应用户的需求。

1.控制先进、智能化管理：

为更好地满足用户对温度的舒适要求，利用模糊逻辑控制原理，室内机同时感应室内空间与辐射温度，自动调节出适当温度，使房间内温度达到舒适均衡。

室外机、室内机都带有电脑板，通过信号的传输可对室内外机的电子膨胀阀进行连续精密调整，温度波动范围小，并可实现时间、风量、风向、状态的自由设定与控制。

空调系统备有简易遥控器、有线遥控器、无线遥控器、中央控制器、7日定时控制器五种控制方式，另外变频多联机系统还提供中央管理系统，可直接连接计算机进行楼宇的智能化管理。

2.工程设计自由度高、灵活方便：

只用“电”这一种能源就可解决全部空调运行问题，比较安全可靠，夏送冷风，冬送暖风；而且变频多联机系统实现了在冬季-15℃的室外温度以上变频多联机系统保证稳定的供热运转，完全可满足在寒冷地区的空调需要。

变频多联机系统室外机与室内机之间的冷媒管道配管长度可达100米（840型室外机为120米），室外机高于室内机的高度差可达50米（当室内机高于室外机时为40米），并且同一冷媒系统中各室内机之间最大高度差为15米，因此此系统可广泛地应用于各种楼宇建筑。

室内机有天花板内置风管式、四面出风嵌入式、两面出风嵌入式、壁挂式等7种型式、34个型号，用户可根据建筑风格和装饰美观的要求任意选用。

可采用多种新风形式（全热交换器、室内机、新风机）来满足不同使用场所的温度、湿度要求，而且新风机吊顶安装，不需设设备间，节省占地面积。

3.安装极为方便、施工周期短：

不需要机房及大量的附属设备，连接室内外机的仅是铜管，管道系统的安装非常简便、迅速，施工周期短。

可分层、分区、分段进行安装，并分层、分区交付使用，旧楼改造不影响正常办公和营业。

通讯系统采用无极性双绞线通讯线，在减少布线工作量的同时，避免了正负极接线错误而造成的损害，使施工简单化。

同径化管道系统（部分厂家有）节省设计施工时间和劳力，整个冷媒主管采用同一口径，将复杂的管道选择和施工简单化。

室外机的同厚度、同高度在排列时更美观、更方便；在室外机中，前方、后方或底部其中任一方向均可连接管道。

4.操作人性化、维护保养简单化：

设备运行时不用专人管理，室内外机通过微电脑实现全部自控，遥控器功能强大，操作简单、明了。

遥控器以及室外机电路板显示器均可显示设备运行数据和故障代码，维修保养人员可以通过显示的数据和代码及时、准确、全面掌握设备运转情况。

变频多联机系统是冷媒直接蒸发制冷系统，它不需类似冷水机组的大规模保养，只需简单清洗室内机过滤网和室外机散热翅片。

如一幢大楼变频多联机系统，当一套系统发生故障时，只修理这套系统即可，不会影响到其它系统的正常工作。

第一章工程概况

本建筑地处江苏省无锡市。

属北亚热带南部季风气候区。

气候温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛。

年平均气温16.5℃；年降水量1447毫米,年日照时间1697小时，全年无霜期239天，主导风向夏季为西南风，冬季为东北风本建筑是一幢别墅，三层楼的高均为4米，建筑物的总高约为12m,总建筑面积约为898㎡，空调总面积约为382㎡该建筑物相关资料如下：

（1）屋面

保温材料为沥青膨胀珍珠岩，厚度为60mm。

（2）外墙

外墙为厚度为200mm的红砖墙，墙外表面为水泥砂浆抹灰加浅色喷浆，墙为

厚为70mm的加气混凝土保温层，内粉刷加油漆。

（3）外窗

双层钢窗，玻璃为3mm厚的双层普通玻璃，内有活动百叶帘作为内遮阳。

（4）人数

人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的，本别墅人员5人来计算

（5）照明、设备

照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为50w/m²。

设备负荷为80w/m²。

（6）气象资料

室外气象参数表

地理位置

海拔（m）

大气压力

室外平均风速m/s

北纬

东经

夏季

冬季

夏季

冬季

31°14′34″

118°22′21″

8.9

102.52

100.40

3.2

3.1

室外计算（干球温度℃）表

夏季

冬季

夏季空调室外计算湿球温度/℃

室外干球温度/℃

日平均干球温度/℃

通风

室外干球温度/℃

通风

35.2

31.4

-6

28.5

室内计算参数表

名称

房间用途

温度

湿度（%）

室外风速m/s

夏季

居住

2.6

冬季

居住

2.6

（7）其他

噪声声级不高于35dB;

室内空气压力稍高于室外大气压。

第二章冷负荷计算

第一节冷湿负荷的概念

主要冷负荷由以下几种：

1.外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；

2.玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；

3.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；

4.人体散热引起的冷负荷;

5.设备热源引起的冷负荷。

一.冷负荷计算公式及说明

1.外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷

在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷可按下式计算：

LQn（q）=AK（t1，n-tN）

式中A—外墙和屋顶的计算面积，m2；

K—外墙和屋顶的传热系数可由《空气调节技术》附录2-7表1、表2中查得，W/（m2*K）；

t1，n—外墙和屋顶的冷负荷温度的逐时值，可根据外墙和屋顶的不同类型由《空气调节技术》附录2-7表3、表4查得，℃。

必须指出，《空气调节技术》附录2-7表3、表4中给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数数据计算出来的所采用的外表面换热系数为αW=18.6W/（m2*K），内表面换热系数为αN=8.72W/（m2*K），外墙和屋顶的吸收比ρ=0.90。

对不同地区应按实际情况进行修正，具体见《空气调节技术》附录2-7表5～表7。

2.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

在室内外温差作用下，玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：

LQn（c）=AK（t1，n-tN）

式中A—窗口面积，m2；

K—玻璃窗的传热系数，可由《空气调节技术》附录2-7表8、表9查得，W/（m2*K）；

tN—室内设计温度，℃；

t1，n—玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，可由《空气调节技术》附录2-7查得，℃。

附录2-7表8、表9中的K值，要根据窗框和遮阳等情况的不同按表10加以修正，表11中的t1，n值也要按表12进行地点修正（参见附录2-7说明）。

3.透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷

（1）日射得热因数的概念

透过玻璃窗进入室内的日射得热分两部分，即透过窗玻璃直接进入室内的太阳辐射热qt和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量qa。

由于窗的类型、遮阳设施、太阳入射角及太阳辐射强度等因素的组合太多，无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度之间的函数关系，于是采用一种对比的计算方法。

采用3mm厚的普通平板玻璃作为“标准玻璃”，在一定的条件［αW=18.6W/（m2*K），αN=8.72W/（m2*K）］下，得出夏季（以7月份为代表）通过这一“标准玻璃”的日射得热量qt和qn值。

令

Dj=qt+qn

式中，Dj称为日射得热因数。

经过大量统计计算工作，得出我国40个城市夏季九个不同朝向的逐时日射得热因数值Dj及Dj，max。

经过相似性分析，给出了适用各地区［不同纬度（每一带宽为±2°30′纬度）]的Dj，max，见附录2-8表1。

考虑到在非标准玻璃情况下，以及不同窗类型和遮阳设施对日射得热的影响，可对日射得热因数加以修正，通常乘以窗玻璃的综合遮阳系数Cz：

Cz=Cs+Cn

式中Cs—窗玻璃的遮阳系数：

Cs=实际窗玻璃的日射得热/“标准”窗玻璃日射得热

Cn—室内遮阳设施的遮阳系数。

Cs、Cn可由附录2-8表2、表3查得。

（2）冷负荷计算方法

透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷LQ按下式计算：

LQ=ACzDj，maxCLQ

式中A—窗玻璃的净面积，是以窗口面积乘以窗的有效面积系数Ca（窗的有效面积系数可由附录2-8表4查得），m2；

Cz—窗玻璃的综合遮阳系数，量纲为一；

Dj，max—日射得热最大值（可由附录2-8表1查得），W/m2；

CLQ—冷负荷系数，量纲为一，可由附录2-8表5至表8查得。

由于北纬30°、40°、45°纬度带各朝向冷负荷系数值比较接近，而北纬20°、25°纬度带的冷负荷系数值比较接近。

于是以北纬27.5°为界，将全国分成南北两区，分别给出各朝向逐时冷负荷系数值，见附录2-8表5、表8。

4.内部热源散热引起的冷负荷

室内热源包括工艺设备散热、照明散热和人体散热等。

室内热源散出的热量包括显热和潜热两部分，潜热散热作为瞬时冷负荷，显热散热中对流热成为瞬时冷负荷，而辐射部分则先被围护结构等物体表面所吸收，然后在缓缓地逐渐散出，形成滞后冷负荷。

因此必须采用相应的冷负荷系数。

（1）.设备散热形成的冷负荷

设备和用具显热散热形成的冷负荷按下式计算：

LQ=CLQQ

式中Q—设备和用具的实际显热散热量，W；

CLQ—设备和用具显热散热冷负荷系数。

根据这些设备和用具开始使用后的小时数及开始使用时间算起到计算冷负荷时间的小时数以及有罩和无罩情况的不同，可查附录2-9表1和表2。

设备显热散热量的计算如下：

Q=1000n1n2n3P/η

式中P—电动设备的安装功率，KW；

η—电动机效率，查《空气调节技术》P41表2-4

n1—利用系数，指电动机最大实耗功率与安装功率之比。

一般可取0.7～0.9，可用以反映安装功率的利用程度；

n2—电动机负荷系数

n3—同时使用系数，指室内电动机同时使用的安装功率和总安装功率之比，按照上述各系数的确切数据应根据设备的实际工作情况来确定，一般取0.5～0.8。

（2）.照明散热形成的冷负荷

室内照明设备散热属于稳定得热，只要电压稳定，这一得热量是不随时间变化的。

但照明散出的热量同样由对流和辐射两种成分组成，照明散热形成的瞬时冷负荷同样低于瞬时得热。

根据照明灯具的类型和安装方式的不同，其冷负荷计算式分别如下：

白炽灯LQ=1000PCLQ

荧光灯LQ=1000n1n2PCLQ

式中P—照明灯具所需功率，KW。

n1—镇流器消耗功率系数。

当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内，取n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器装在顶棚内时，取n2=0.5～0.6；而荧光灯罩无通风孔者，则视顶棚内通风情况，取n2=0.6～0.8。

CLQ—照明散热冷负荷系数，可根据明装和暗装荧光灯及白炽灯，按照不同的空调设备运行时间和开灯时间以及开灯后的小时数，由附录2-9表3查得。

5.人体散热引起的冷负荷

人体显热散热引起的冷负荷计算式为

LQx=qxnn′CLQ

式中qx—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（见《空气调节技术》P43页表2-6），W；

n—室内全部人数；

n′—群集系数，见《空气调节技术》P42页表2-5；

CLQ—人体显热散热准负荷系数，如附录2-9表4所示，取决于人员在室内停留时间及进入室内时算起至计算时刻为止的时间。

人体潜热散热引起的冷负荷计算式为

LQ1=q1nn′

式中q1—不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（见《空气调节技术》P43页表2-6），W；

二、冷负荷计算参数选取

（1）外墙：

外墙为厚度为240mm的水泥砂浆，墙外墙体内外均粉刷。

外墙参数为：

K=1.57W/（m2·k）,β=0.35,ν=12.9,ε（h）=8.5,νf=2.0；

（2）内墙：

内墙为厚度为120mm的水泥砂浆，墙外墙体内外均粉刷；内墙参数为：

K=2.37W/（m2·k）,β=0.59,ν=6.32,ε（h）=5.2,νf=1.6;

（3）楼板：

楼板为100mm钢筋混凝土楼板，外表面为30mm砂浆找平层，50mm水磨石预制块，内表面粉刷。

楼板参数为：

K=2.72W/（m2·k）,β=0.50,ν=6.4,ε（h）=5.3,νf=1.8;

（4）屋顶：

厚度为90mm的通风屋面，外部分别偶隔气层，保温层，水泥砂浆找平层，防水层，通风层和细石混凝土层，内部粉刷，保温材料为：

沥青膨胀珍珠岩。

屋顶参数为：

K=2.27W/（m2·k）,β=0.35,ν=39.4,ε（h）=9.0,νf=2.0。

第二节各房间冷负荷计算

一层楼客厅屋顶冷负荷计算

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

tl,n/℃

33.7

32.5

32.0

32.6

33.6

35.8

38.8

42.3

45.9

49.2

52.00

54.0

55.0

（tl,n-TN）/℃

8.7

7.5

7.0

7.6

8.6

10.8

13.8

17.3

20.9

24.2

27.0

29.0

30.0

A/m2

144

K/[W/（m2*k）]

2.27

LQ/W

2844

2452

2288

2484

2811

3530

4511

4655

6832

5910

6826

7480

7806

一层楼客厅南外墙冷负荷计算

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

tl,n/℃

33.00

32.70

32.50

32.20

32.00

31.80

31.70

31.60

31.70

31.80

32.00

32.20

（tl,n-TN）/℃

8.00

7.70

7.50

7.20

7.00

6.80

6.70

6.60

6.70

6.80

7.00

7.20

A/m2

52.80

K/[W/（m2*k）]

1.57

LQ/W

663

638

622

597

580

564

555

547

555

564

580

597

一层楼客厅南窗玻璃冷负荷计算

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

tl,n/℃

26.00

26.90

27.90

29.00

29.90

30.80

31.50

31.90

32.20

32.00

31.60

30.80

（tl,n-TN）/℃

1.00

1.90

2.90

4.00

4.90

5.80

6.50

6.90

7.20

7.00

6.60

5.80

A/m2

19.20

K/[W/（m2*k）]

3.01

LQ/W

110

168

231

283

335

376

399

416

405

381

335

一层楼客厅南窗玻璃进入日引起的冷负荷计算

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

CLQ

0.18

0.26

0.40

0.58

0.72

0.84

0.80

0.62

0.45

0.32

0.24

0.16

0.10

Dj,max

302.0

302.00

0.52

A/m2

12.00

LQ/W

337

486

748

1085

1346

1571

1496

1159

841

598

449

299

187

一层楼客厅北外墙冷负荷计算

时间

10:

11:

12:

13:

14:

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