《全国民用建筑工程设计技术措施—暖通空调·动力》(2009)

1 基本规定

1.1 总则

1.2 室内空气计算参数

1.2.1.3.jpg

注:普通住宅的卫生间宜设计成分段升温模式,平时保持18℃,洗浴时,可借助辅助加热设备(如浴霸)升温到25℃。

1.2.2 空调房间的室内设计计算参数宜符合表1.2.2的规定。

表1.2.2 空调系统室内设计计算参数
1.2.2.1.jpg
1.2.2.2.jpg
1.2.2.3.jpg

1.2.3 公共建筑主要空间的设计新风量,应符合表1.2.3的规定。

表1.2.3 公共建筑主要空间的设计新风量
1.2.3.1.jpg
1.2.3.2.jpg

1.2.4在设有空调的大型公共建筑物中,有放散热、湿、油烟、气味等的一些房间,一般情况下应通过热平衡计算,确定其通风换气量。当方案设计与初步设计缺乏计算通风量的资料或有其他困难时,可参考表1.2.4所列换气次数估算。

表1.2.4 房间换气次数参考值
1.2.4.jpg

1.3 室外空气计算参数

式中 tsh——室外计算逐时温度(℃);
    twp——夏季空调室外计算日平均温度(℃);
     β——室外温度逐时变化系数,按表1.3.10采用;
     △tr——夏季室外计算平均日较差(℃);
    twg——夏季空调室外计算干球温度(℃);按1.3.7条采用。

表1.3.10 室外温度逐时变化系数
1.3.jpg


1.3.11冬季室外平均风速应采用累年最冷3个月各月平均风速的平均值;夏季室外平均风速应采用累年最热3个月各月平均风速的平均值。

1.3.12冬季室外最多风向及其频率应采用累年最冷3个月的最多风向及其平均频率;夏季室外最多风向及其频率应采用累年最热3个月的最多风向及其平均频率;年最多风向及其频率应采用累年最多风向及其平均频率。

1.3.13 冬季室外大气压力应采用累年最冷3个月各月平均大气压力的平均值;夏季室外大气压力采用累年最热3个月各月平均大气压力的平均值。

1.3.14冬季日照百分率应采用累年最冷3个月各月平均日照百分率的平均值。

1.3.15 设计计算用采暖期天数,应按累年日平均温度稳定低于或等于采暖室外临界温度的总日数确定。
采暖室外临界温度的选取,一般民用建筑宜采用5℃。

1.3.16 山区的室外气象参数应根据就地的调查、实测与地理和气候条件相似的邻近台站的气象资料进行比较确定。

1.3.17未列入城市地区的室外气象参数应按本节的规定进行统计确定。对于冬夏两季各种室外计算温度亦可按下列的简化统计方法确定:

1.3.17-1.jpg

式中tn—采暖室外计算温度(℃);
    tlp—累年最冷月平均温度(℃);
    twk—冬季空调室外计算温度(℃);
    twf—夏季通风室外计算温度(℃);
    trp—累年最热月平均温度(℃);
    twg—夏季空调室外计算干球温度(℃);
    tws—夏季空调室外计算湿球温度(℃);
    ts·rp—与累年最热月平均温度和平均相对湿度相对应的湿球温度(℃),可在当地大气压力下的h-d图上查得;
    twp—夏季空调室外计算日平均温度(℃);
    tp·min—累年最低日平均温度(℃);
    tmax—累年极端最高温度(℃);
    ts·max—与累年极端最高温度和最热月平均相对湿度相对应的湿球温度(℃),可在当地大气压力下的h-d图上查得。

1.3.18 当局部送风系统的空气需要冷却或加热处理时,其室外计算参数,夏季应采用通风室外计算温度及室外计算相对湿度;冬季应采用采暖室外计算温度。

1.3.19 夏季太阳辐射度应根据当地的地理纬度、大气透明度和大气压力,按7月21日的太阳赤纬计算确定。

1.3.20 建筑物各朝向垂直与水平面的太阳总辐射照度可按《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的“附录A”采用。

1.3.21 透过建筑物各朝向垂直面与水平面标准窗玻璃的太阳直接辐射照度和散射辐射照度可按《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的“附录B”采用。

1.3.22 采用《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的“附录A”和“附录B”时,当地的大气透明度等级,应根据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的“附录C”和夏季大气压力按表1.3.22确定。

表1.3.22 大气透明等级
1.3.22.jpg

2 采暖

2.1 一般规定

2.2 热负荷计算


式中 R——围护结构的传热阻[(m²·℃)/W];
        αn——内表面的换热系数[W/(m²·℃)],见表2.2.3-1;
        αw——外表面的换热系数[W/(m²·℃)],见表2.2.3-2;
        δ——各层材料的厚度(m);
        λ——各层材料的导热系数[W/(m²·℃)],见附录A;
        α——导热系数的修正系数,见表2.2.3-3;
        Rk——空气间层的热阻[(m²·℃)/W],见表2.2.3-4.

表2.2.3-1 内表面的换热系数αn及内表面的换热阻Rn值(适用于冬季和夏季)
表面特性
αn[W/(m²·℃)
Rn[(m²·℃)/W]
墙、地面;表面平整的顶棚、屋盖或楼板以及带肋和顶棚,h/s≤0.3
8.7
0.11
有井形突出的顶棚、屋盖或楼板,h/s>3
7.6
0.13
注:表中h为肋高;s为肋间净距。

表2.2.3-2 外表面的换热系数αw及外表面的换热阻Rw值
适用季节
外表面状况
αw[W/(m²·℃)
Rw[(m²·℃)/W]
冬季
外墙、屋顶、与室外空气直接接触的表面
23.0
0.04
与室外空气相通的不采暖地下室上面的楼板
17.0
0.06
闷顶、外墙上有窗的不采暖地下室上面的楼板
12.0
0.08
外墙上无窗的不采暖地下室上面的楼板
6.0
0.17
夏季
外墙和楼板
19.0
0.05

表2.2.3-3 导热系数λ及蓄热系数S的修正系数a值
序号
材料、构造、施工、地区及使用情况
α
1
作为夹芯层浇筑在混凝土墙体及屋面构件中的块状多孔保温材料
(如加气混凝土、泡沫混凝土及水泥膨胀珍珠岩等),因干燥缓慢及灰缝影响
1.60
2
铺设在密闭屋面中的多孔保温材料
(如加气混凝土、泡沫混凝土、水泥膨胀珍珠岩、石灰炉渣等),因干燥缓慢
1.50
3
铺设在密闭屋面中及作为夹芯层浇筑在混凝土构件中的半硬质矿棉、岩棉、玻璃棉板等,因压缩及吸湿
1.20
4
作为夹芯层浇筑在混凝土构件中的泡沫塑料等,因压缩
1.20
5
开孔型保温材料(如水泥刨花板、木丝板、稻草板等),表面抹灰或混凝土浇筑在一起,因灰浆掺入
1.30
6
加气混凝土、泡沫混凝土砌块墙体及加气混凝土条板墙体、屋面、因灰缝影响
1.25
7
填充在空心墙体及屋面构件中的松散保温材料(如稻壳、木屑、矿棉、岩棉等),因下沉
1.20
8
矿渣混凝土、炉渣混凝土、浮石混凝土、粉煤灰陶料混凝土、加气混凝土等实心墙体及屋面构件,
在严寒地区,且在室内平均相对温度超过65%的供暖房间内使用,因干燥缓慢
1.15
9
聚苯乙烯挤塑板屋面保温隔热及聚苯乙烯挤塑板外墙外保温技术体系
1.05
10
EPS(聚苯乙烯泡沫)薄抹灰、胶粉EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)颗粒外墙外保洁技术体系
1.10
11
EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)板现浇混凝土外墙外保温系统
1.20
12
EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统
1.30
13
聚氨酯硬泡体屋面保温、外墙外保温系统
1.05

表2.2.3-4 空气间层的热阻Rk值[(m²·K)/W]
特征
位置及热流状况
间层厚度(mm)
5
10
20
30
40
50
>60
一般空气间层
热流向下(水平、倾斜)
0.10
0.14
0.17
0.18
0.18
0.20
0.20
热流向上(水平、倾斜)
0.10
0.14
0.15
0.16
0.17
0.17
0.17
垂直空气间层
0.10
0.14
0.16
0.17
0.18
0.18
0.18
单面铝箔空气间层
热流向下(水平、倾斜)
0.16
0.28
0.43
0.51
0.57
0.60
0.64
热流向上(水平、倾斜)
0.16
0.26
0.35
0.40
0.42
0.42
0.43
垂直空气间层
0.16
0.26
0.39
0.44
0.47
0.49
0.50
双面铝箔空气间层
热流向下(水平、倾斜)
0.18
0.34
0.56
0.71
0.84
0.94
1.01
热流向上(水平、倾斜)
0.17
0.29
0.45
0.52
0.55
0.56
0.57
垂直空气间层
0.18
0.31
0.49
0.59
0.65
0.69
0.71

2.2.4 对于有顶棚的坡屋面,当以顶棚面积计算其传热量时,应按下式计算屋面和顶棚的综合传热系数k[W/(m²·℃)]:

2.2.4.jpg

式中 k1——屋顶的综合传热系数[W/(m²·℃)];
        k2——顶棚的综合传热系数[W/(m²·℃)];
        α——屋顶与顶棚间夹角的度数。

2.2.5 当建筑物采用外墙内保温时,应采用按面积加权平均法求出的墙体平均传热系数计算墙体的温差传热耗热量。

2.2.6 门、窗的传热系数应按表2.2.6确定。

表2.2.6门、窗的传热系数
窗框材料
窗户类型
空气层厚度(mm)
玻璃厚度(mm)
传热系数[W/(m²·K)]
钢、铝
单框单玻
6
6.4
单框中空
6
6
4.3
9
6
4.1
12
6
3.9
16
6
3.7
双层窗
100~140
6
3.5
单框中空断热桥
6
6
3.3
12
6
3.0
塑料、木
单层木窗或玻璃木门
5.8
单框(塑料)单玻
6
4.7
单框中空
6
6
3.4
9
6
3.2
12
6
3.0
16
6
2.8
双层窗
100~140
6
2.5
单层窗+单框双玻窗
2.0
木外门
4.5
木内门
2.9
注:表中窗户包括一般窗户、天窗和阳台门上部带玻璃部分。

2.2.7 地面的温差传热耗热量Q2(W),应按正式计算:

2.2.7.jpg

式中 kpj.d——非保温地面的平均传热系数[W/(m²·℃)],见表2.2.7-1及表2.2.7-2;
        Fd——房间地面总面积(m²)。

表2.2.7-1 当房间仅有一面外墙时的Kpj.d[W/(m²·℃)]
房间长度(进深)(m)
3~3.6
3.9~4.5
4.8~6
6.6~8.4
9
kpj.d
0.4
0.35
0.30
0.25
0.2

表2.2.7-2 当房间有两面相邻外墙时的Kpj.d[W/(m²·℃)]
房间长度(进深)(m)
房间宽度(开间)(m)
3.00
3.60
4.20
4.80
5.40
6.60
3.0
0.65
0.60
0.57
0.55
0.53
0.52
3.6
0.60
0.56
0.54
0.52
0.50
0.48
4.2
0.57
0.54
0.52
0.49
0.47
0.46
4.8
0.56
0.52
0.49
0.47
0.45
0.44
5.4
0.53
0.50
0.47
0.45
0.43
0.41
6.0
0.52
0.48
0.46
0.44
0.41
0.40
注:1当房间长或宽度超过6.0m时,超出部分可按表2.2.7-1查kpj.d
       2 当房间有三面外墙时,需将房间先划分为两个相等的部分,每部分包含一个冷拐角。然后,据分割后的长与宽,使用本表。
       3 当房间有四面外墙时,需将房间先划分为四个相等的部分,作法同本注2。

2.2.8围护结构的附加耗热量,应按其占基本耗热量百分数计算,各项附加百分率应按下列规定数值选用:
1 朝向修正率:
北、东北、西北:0%~10%
东、西:-5%
东南、西南:-10%~-15%
南:-15%~-30%
注:1冬季日照率<35%时,东南、西南和南向的修正率宜取-10%~0%,东、西向不修正。
2 日照被遮挡时,南向可按东西向、其它方向按北向进行修正。
3 偏角<15°时,按主朝向修正。

2 风力附加率:建筑物位于不避风的高地、河边、湖滨、海岸、旷野时,其垂直的外围护结构的传热耗热量应附加5%。

3 窗墙面积比过大修正率:当窗墙面积比大于1:1时(墙面积中不包含窗的面积),外窗应附加10%。

4 外门开启附加率(建筑层数为n):
1)开启一般的外门(如住宅、宿舍、幼托等):
一道门              65n%
两道门(有门斗)   80n%
三道门(有两个门斗)60n%
2)开启频繁的外门(如办公楼、学校、门诊部、商店等):
一道门                98n%~130n%
两道门(有门斗)         120n%~160n%
三道门(有两个门斗)  90n%~120n%
3)外门的附加率,最大不应超过500%。
注:1外门开启附加率仅适用于短时间开启的、无热风幕的外门。
    2 仅计算冬季经常开启的外门。
    3 外门是指建筑物底层入口的门,而不是各层各户的外门。
    4 阳台门不应计算外门开启附加率。

5 两面外墙附加率:当房间有两面外墙时,宜对外墙,外门及外窗附加5%。

2.2.9房间高度大于4m时(不包括楼梯间),应在基本耗热量与附加耗热量之和的基础上,计算高度附加率;每高出1m,附加2%,最大附加率不应大于15%。

2.2.10 对于间歇使用的建筑物,宜按下列规定计算间歇附加率(附加在耗热量的总和上):
1 仅白天使用的建筑物:20%;
2 不经常使用的建筑物:30%。

2.2.11 与供暖房间相邻的不供暖房间的室内温度tb(℃),可近似按下式计算:

2.2.11.jpg


式中 K1、K2——不供暖房间与供暖房间之间围护物的传热系数[W/(m²·℃)];
        Ka、Kb——不供暖的房间与室外空气相邻的围护物的传热系数[W/(m²·℃)];
        F1、F2——对应于K1、K2围护物的传热面积(m²);
        Fa、Fb——对应于Ka、Kb围护物的传热面积(㎡);
        L——由渗透及通风进入不供暖房间的室外空气量(m³/h)。

2.2.12 加热通过门、窗缝隙渗入室内的冷风耗热量Q3(W),应按下列方法计算:

2.2.12.jpg


式中 Cp——干空气的定压质量比热容[kJ/(kg·℃)],Cp=1.0056;
        ρw——室外供暖计算温度下的空气密度(kg/m³);
        V——房间的冷风渗透体积流量(m³/h);
        tn、tw——室内、外供暖计算温度(℃)。

2.2.13 多层民用建筑的冷风渗透量L(m³/h),可按下列方法计算确定:
1 缝隙法:忽略热压及室外风速沿高度递增的因素,只计入风压作用时的渗透冷风量V(m³/h):

2.2.13-1.jpg

式中 l——房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度(m);
        L1——每1m门窗缝隙的渗风量[m³/(m·h)],见表2.2.13-1;
        n——渗风量的朝向修正系数,见表2.2.13-2。

表2.2.13-1 每1m门窗缝隙的渗风量了L1[m³/(m·h)]
门窗类型
冬季室外平均风速(m/s)
1
2
3
4
5
6
单层钢窗
0.6
1.5
2.6
3.9
5.2
6.7
双层钢窗
0.4
1.1
1.8
2.7
3.6
4.7
推们铝窗
0.2
0.5
1.0
1.6
2.3
2.9
平开铝窗
0.0
0.1
0.3
0.4
0.6
0.8
注:1每1m外门缝隙的L1值为表中同类型外窗L1的2倍。
       2 当有密封条时,表中数值可乘以0.5~0.6的系数。

表2.2.13-2 缝隙渗风量的朝向修正系数n
城市
朝向
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
北京
1.00
0.50
0.15
0.10
0.15
0.15
0.40
1.00
天津
1.00
0.40
0.20
0.10
0.15
0.20
0.10
1.00
张家口
1.00
0.40
0.10
0.10
0.10
0.10
0.35
1.00
太原
0.90
0.40
0.15
0.20
0.30
0.20
0.70
1.00
呼和浩特
0.70
0.25
0.10
0.15
0.20
0.15
0.70
1.00
沈阳
1.00
0.70
0.30
0.30
0.40
0.35
0.30
0.70
长春
0.35
0.35
0.15
0.25
0.70
1.00
0.90
0.40
哈尔滨
0.30
0.15
0.20
0.70
1.00
0.85
0.70
0.60
济南
0.45
1.00
1.00
0.40
0.55
0.55
0.25
0.15
郑州
0.65
1.00
1.00
0.40
0.55
0.55
0.25
0.15
成都
1.00
1.00
0.45
0.10
0.10
0.10
0.10
0.40
贵阳
0.70
1.00
0.70
0.15
0.25
0.15
0.10
0.25
西安
0.70
1.00
0.70
0.25
0.40
0.50
0.35
0.25
兰州
1.00
1.00
1.00
0.70
0.50
0.20
0.15
0.50
西宁
0.10
0.10
0.70
1.00
0.70
0.10
0.10
0.10
银川
1.00
1.00
0.40
0.30
0.25
0.20
0.65
0.95
乌鲁木齐
0.35
0.35
0.55
0.75
1.00
0.70
0.25
0.35

2 换气次数法:缺乏相关数据时,多层建筑的渗透冷风量L(m³/h),可按正式近似估算:

L=N×V    (2.2.13-2)

式中 N——换气次数(1/h),见表2.2.13-3;
        V——房间净面积(m³)。

表2.2.13-3 居住建筑的房间换气次数N(h-1
房间暴露情况
一面有外窗门
两面有外窗或门
三面有外窗或门
门厅
换气次数
0.50
0.5~1
1~1.5
2

2.2.14 高层民用建筑的冷风渗透量L(m³/h),应考虑热压与风压联合作用,以及室外风速随高度递增的原则按下列方法确定:

2.2.14.jpg

式中 L0——单位长度门窗缝隙渗入的理论空气量(理论渗风量)[m³/(m·h)];
        l——房间某朝向上的可开启门窗缝隙的长度(m);
        m——各朝向冷风渗透的综合修正系数;
        b——外窗、门缝隙的渗风指数,b=0.56~0.78,无实测数据时,可取b=0.67。

2.2.15
1 单位长度门窗缝隙渗入的理论渗风量L0[m³/(m·h)],应按下式计算:

2.2.15.jpg


式中 α1——外门窗缝隙的渗风系数[m³/(m·h·Pa)],见表2.2.15-1;
        vo——冬季室外最多风向下的平均风速(m/s);
        ρw——室外采暖计算温度下的空气密度(kg/m³)。

2 建筑外窗空气渗透性能分级及缝隙渗风系数下限值,见表2.2.15-1。

表2.2.15-1建筑外窗空气渗透性能分级及缝隙渗风系数下限值α1
外窗空气渗透性能级别
1
2
3
4
α1值[m³/(m·h·Pa)]
0.8
0.7
0.6
0.5
外窗空气渗透性能级别
5
6
7
8
α1值[m³/(m·h·Pa)]
0.4
0.3
0.2
0.1

3 《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分组及检测方法》GB/T7106-2008规定,外窗按其空气渗透性分为8级,见表2.2.15-2。

表2.2.15-2外窗气密性能分级(压差=10Pa)
2.2.15-2.jpg
注:q1为单位缝长分级指标值;q2为单位面积分级指标值。

2.2.16 各朝向冷风渗透的综合修正系数m值,应按下式计算:

2.2.16-1.jpg


式中 Cr——热压系数,在纯热压作用下,作用在外窗、门缝两侧的热压差占渗入或渗出总热压差的百分份额,见表2.2.16;
       △Cf——风压差系数,在纯风压作用下,建筑物迎背风两侧风压差的一半;当认为迎背风面的外门、窗缝隙的阻力状况相同,且迎背风面的空气动力系数各为1.0和-0.4时,△Cf可取为0.7;
        n——在纯风压作用下渗风量的朝向修正系数,见表2.2.13-2;
        C——作用于外门、窗缝隙两侧的有效热压差与有效风压差之比;
        Ch——高度修正系数,可按下列原则计算确定:

2.2.16-2.jpg

        h——计算门、窗的中心线标高(m)。

表2.2.16 热压系数Cr值
序号
建筑内部隔断状况
热压系数Cr
气密性差
气密性好
1
室外空气经过外门、窗缝隙入室,经由内门缝或户门缝流往走廊后,便直接进入热压井)即内部有一道隔断)
1.0~0.8
0.8~0.6
2
如上述,但在走廊内,又遇走廊门缝或前室门缝或楼梯间门缝后才进入热压井(即内部有两道隔断)
0.6~0.4
0.4~0.2
3
室外空气经外门、窗缝进入室内后,不遇阻隔径直流入热压井时,即为开敞式(即内部无隔断)
1.0
1.0

2.2.17有效热压差与有效风压差之比C,应按下式计算:

2.2.17-1.jpg

式中 hz——纯热压作用下建筑物中和界的标高(m),可取建筑物总高度的1/2;
        t′n——建筑物内热压竖井内的空气计算温度(℃),当走廊及楼梯间不供暖时,t′n按温差修正系数取值时,供暖时取为16℃或18℃;
        tw——室外供暖计算温度;
        vo——冬季室外最多风向下的平均风速(m/s)。

2.2.18 取△Cf=0.7及b=0.67,根据以上诸式即可求出部分城市某朝向向上每1m外窗、门缝的渗风量L1[m³/(m·h)],设计计算时可直接查用陆耀庆主编的《实用供热空调设计手册》(第二版)上册中表5.1-12。

2.2.19 根据渗风量L1[m³/(m·h)],可按正式计算出房间的渗风量L1(m³/h):

2.2.19.jpg


式中 l——房间某朝向上的可开启门窗缝隙的长度(m)。

2.2.20 通过外门缝隙渗入的冷风量,可根据缝隙实际长度按下列原则确定:
1 阳台门的冷风渗透量,可按相应朝向和级别窗户冷风渗透量的两倍计算;
2 住宅防盗门可按2级窗计算;
3 普通外门可按1级计算;
4 住宅楼梯间不供暖时,应计算户门的冷风渗透量;冷风渗透量可按2m³/h计算。

2.2.21 当室内有每天连续使用2h以上听机械排风系统时,应对补风进入的空气按下式计算冷风渗入量L(m³/h);

2.2.21.jpg


式中 n——每天排风的小时数(h);
        Lp——排风量(m³/h)。

2.3 散热器


注:1引自陈欣、邹平华、董重成:“装饰罩对散热器散热量影响的初步研究”,《暖通空调》1999年第29卷第1期。
       2 表中Qz为加装饰时的散热量(W);△T为热媒平均温度与室内温度的平均温差(℃)。

2.3.3 散热器的片数或长度,应按以下原则取舍:
1 双管系统:热量尾数不超过所需散热量的5%时可舍去,大于或等于5%时应进位;
2 单管系统:上游(1/3)、中间(1/3)及下游(1/3)散热器数量计算尾数分别不超过所需散热量的7.5%、5%及2.5%时可舍去、反之应进位;
3 铸铁散热器的组装片数,不宜超过下列数值:
粗柱型(包括柱翼型)  20片
细柱型                          25片
长翼型                           7片

2.3.4 计算散热器的散热量时,应扣除室内明装不保温采暖管道的散热量;明装不保温采暖管道的散热量Qp(W)应按下式计算:

2.3.4.jpg


式中 F——管道的外表面积(㎡/m),见表2.3.4-1;
        K——管道的传热系数[W/(m²·℃)];
        tp——管道内热媒的平均温度(℃);
        tn——室内采暖计算温度(℃);
        η——管道安装位置的修正系数,沿地面敷设的管道:η=1.0;沿顶棚敷设的管道:η=0.5;立管:η=0.75。

表2.3.4-1焊接钢管的外表面积(m²/m)
公称口径(mm)
管道外径(mm)
表面积(m²/m)
公称口径(mm)
管道外径(mm)
表面积(m²/m)
15
21.3
0.067
80
88.5(89)
0.278(0.28)
20
26.8
0.084
100
114(108)
0.358(0.339)
25
33.5
0.105
125
140(133)
0.440(0.418)
32
42.3
0.133
150
165(159)
0.518(0.5)
40
48.0
0.151
200
(219)
(0.688)
50
60(57)
0.188(0.179)
250
(273)
(0.858)
70
75.5(73)
0.235(0.229)
300
(325)
(1.021)
注:括号中数字为无缝钢管时的表面积

表2.3.4-2 不保温管道的传热系数[W/(㎡·℃)]
公称口径(mm)
热媒水平均温度与室内空气温度之差(℃)
蒸汽压力(MPa)
40~50
50~60
60~70
70~80
≥80
0.07
0.2
DN≤32
12.8
13.4
14.0
14.5
14.5
15.1
17.0
DN=40~100
11.0
11.6
12.2
12.8
13.4
14.0
15.6
DN=125~150
11.0
11.6
12.2
12.2
13.2
13.4
15.0
DN≥200
9.9
9.9
9.9
9.9
9.9
13.4
15.0

2.3.5串联楼层数≥8层的垂直单管系统,应考虑立管散热冷却对下游散热器散热量的不利影响,宜按下列比率增加下游散热器的数量:
1 下游的1~2层:附加15%;
2 下游的3~4层:附加10%;
3 下游的5~6层:附加5%。

2.3.6散热器的布置,应符合以下规定:
1 散热器应明装,并宜布置在外窗的窗台下。室内有两个或两个以上朝向的外时,散热器应优先布置在热负荷较大的窗台下;
2 托儿所、幼儿园、老年公寓等有防烫伤要求的场合,散热器必须暗装或加防护罩;
3有外窗的房间,散热器不宜高位安装。进深较大的房间,宜在房间的内外侧分别布置散热器;
4 散热器暗装时,应留有足够的气流通道,并应方便维修;
5 门斗内不得设置散热器;
6片式组对散热器的长度,底层每组不应超过1500mm(约25片),上层不宜超过1200mm(约20片),片数过多时可分组串联连接(串接组数不宜超过两组),串联接管的管径应≥25mm;供回水支管应采用异侧连接方式;
7 楼梯间的散热器,应尽量布置在底层;当底层无法布置时,可按表2.3.6进行分配。

表2.3.6 楼梯间散热器的分配比例(%)
建筑物的总楼层数
散热器所在楼层
1F
2F
3F
4F
5F
6F
2
65
35
3
50
30
20
4
50
30
20
5
50
25
15
10
6
50
20
15
15
7
45
20
15
10
10
≥8
40
20
15
10
10
5

2.3.7 散热器的外表面,应刷非金属性涂料。

2.4 散热器热水采暖系统

2.5 居住建筑散热器集中热水采暖系统

2.6 低温热水地面辐射采暖系统


式中 Q——房间所需的地面散热量(W);
        F——敷设加热管的地面面积(m²)。

2.6.8热媒的供热量,应包括地面向房间的散热量和向下层房间(包括地面向土壤)传热的热损失量。

2.6.9 确定地面所需的散热量时,应扣除来自上层地板向下的传热量。在住宅建筑中,当各层均采用地面辐射采暖时,除顶层外,可以近似地认为来自上层地板辐射采暖房间的热量,等于本房间地板向下的传热量,即每层热媒的供热量与房间的负荷近似相等。

2.6.10  计算地面散热量时,应考虑家具及其它地面上的覆盖物对地面(散热面)遮挡所造成的散热量折减,对于住宅建筑,单位面积应增加散热量的修正系数,可参照表2.6.10确定。

表2.6.10不同房间的计算遮挡率与单位面积应增加散热量的修正系数
房间名称
主卧
次卧
客厅
书房
房间面积(m²)
10~18
6~16
9~26
6~12
家具遮挡率(%)
21~12
33~14
22~6.4
34~20
修正系数
1.27~1.14
1.47~1.16
1.28~1.07
1.52~1.25
注:1引自董重成等“地面遮挡对地板辐射采暖散热量的影响研究”。《全国暖通空调制冷2004年学术文集》。
2 一股情况下,地面的遮挡率与房间面积成反比,因此面积小的房间遮挡率宜取大值。
3 面积范围可近似按内插法确定系数。

2.6.11 确定地面散热量时,应校核地表面平均温度tpj(℃),地表面的平均温度可按正式计算:

2.6.11.jpg

式中 tn——室内计算温度(℃);
        qx——单位地面面积所需散热量(W/m²)。

2.6.12 地表面的平均温度不应高于表2.6.12的规定值。当房间采暖负荷过大,地表面平均温度超过下表的规定值时,应通过改善建筑热工性能或设置其他采暖设备等措施,减少地面辐射供暖系统负担的热负荷。

表2.6.12地表面平均温度(℃)
区域特征
适宜范围
最高限值
人员长期停留区
24~26
28
人员短期停留区
28~30
32
无人停留区
35~40
42

2.6.13地面辐射采暖系统的地面构造,宜由楼板或与土壤相邻的地面、绝热层、加热管与填充层、找平层和面层等组成,一般应符合下列要求:
1 与土壤相邻的地面,必须设绝热层,且在绝热层下部必须设防潮层;直接与室外空气相邻的楼板,也必须设置绝热层;
2 当采用模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)板作为绝热层时,其厚度不应小于表2.6.13的规定值;

表2.6.13模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)板绝热层厚度(mm)
楼层之间楼板上的绝热层
20
与土壤或不采暖房间相邻的地板上的绝热层
30
与室外空气相邻的地板上的绝热层
40

3 采用EPS板作为绝热层,且以塑料卡钉固定加热管时,为了增强EPS板的表面强度,确保卡钉能将加热管牢固地固定在EPS板上,在EPS板的表面上,必须复合一层夹筋镀铝膜层;当采用其它固定方式固定加热管时,如钢丝网绑扎或采用挤塑板(XPS)作为绝热层时,可以不设置夹筋镀铝膜层;
4 潮湿房间如浴室、游泳馆、洗手间、卫生间等房间的填充层上部,应设置隔离层(防水层),以防止绝热层受潮失效;
5 当工程允许地面按双向散热进行设计时,各楼层间的楼板上可不设绝热层。

2.6.14加热管管材的选择原则是:承压与耐温适中、便于安装、能热熔连接、环保性好(废料能回收利用);实践中宜优先选用耐热聚乙烯(PE-RT)管和聚丁烯(PB)管,也可采用交联聚乙烯(PE-X)管及铝塑复合管。

2.6.15在住宅建筑中,地面辐射采暖系统应按户划分系统,配置分、集水器;并根据户内房间分环路布置加热管,较小房间如卫浴的加热管,可串接在其它环路中。

2.6.16连接在同一组分、集水器上的加热管,可串接在其它环路中。

2.6.17 加热管的管系列S值应符合表2.6.17-1的规定,其公称壁厚可按表2.6.17-2确定,同时应满足下列要求:
管径小于15mm的管材,壁厚不应小于1.8mm;
管径大于或等于15mm的管材,壁厚不应小于2.0mm;
需进行热容焊接的管材,壁厚不应小于1.9mm。

表2.6.17-1管系列S值
管材种类及设计应力σD(MPa)
不同系统工作压力时的管系列S值
0.4MPa
0.6MPa
0.8MPa
PE-RT(σD=3.34)
6.3
5
4
PE-X(σD=4.00)
6.3
6.3
5
PB(σD=5.46)
10
8
6.3
注:S值是管材环应力δ(MPa)与管内壁承受压力P(MPa)的比值,仅与管道的外径D(mm)和壁厚e(mm)有关,其关系式为S=δ/P=(D-e)/2e。

表2.6.17-2 管材的壁厚
管材种类
公称外径(mm)
不同工作压力时管材的公称壁厚(mm)
0.4MPa
0.6MPa
0.8MPa
PE-RT管
16
2.0
20
2.0
2.3
25
2.0
2.3
2.8
PE-X管
16
1.8
1.8
1.8
20
1.9
1.9
1.9
25
1.9
1.9
2.3
PB管
16
1.3
1.3
1.3
20
1.3
1.3
1.3
25
1.3
1.5
1.5

2.6.18单位地面面积的散热量和向下传热损失应根据热媒的平均温度和流速、室内空气温度、加热管管径和材质、覆盖加热管的地面层热阻、加热管管间距等因素,通过计算确定。

2.6.19当地面构造符合下列规定时:
1 加热管采用公称外径为20mm的PE-X管或PB管;
2 混凝土填充层的厚度为50mm;
3 以20mm厚的EPS板作为绝热层;
4 供回水温度差为10℃。

单位地面面积的散热量和向下传热损失,可分别按《地面辐射供暖技术规程》JGJ142附录A·1和A·2直接查出;《地面辐射供暖技术规程》条文说明中同时规定,当采用PE-RT管和PP-R管时,其单位地面面积的散热量和向下传热损失,可分别按PE-X管及PB管的数据采用。

2.6.20 室内加热管的布置,不宜采用全室等间距均布模式,应以保证室内地表面温度分布均匀为布置原则,选择采用旋转形、往复形、直列形或将这些形式组合在一起的综合布管方式,但务必将高温管段布置于室内热损失大的区域,并适当减小该区域内的布管间距。

2.6.21 加热管的敷设间距一般不应小于150mm,也不宜大于300mm;近年来随着建筑热工性能的改善,采暖负荷减少,要求管间距大于300mm的情况时有出现,这时,宜按下列方法处理:
1 按实际需要适当增大加热管的敷设间距(英国标准BS EN 1264-2中管间距规定值为450mm);
2 按照局部辐射采暖方式进行设计,在远离建筑外围护结构的内部区域(本区域内几乎没有采暖热损失),不布置加热盘管。

2.6.22加热管与墙体表面间的距离,不宜小于200mm。

2.6.23 当面层采用带龙骨的架空实木地板时,加热管不应敷设在混凝土填充层内,应明敷在地板下龙骨之间的绝热层上。

2.6.24填充层的材料,宜采用C15豆石混凝土,豆石粒径为5~12mm;填充层的厚度不宜小于40mm,当地面荷载大于2.0kN/m²时,应会同结构设计人员对地面采取加固构造措施。

2.6.25 浇捣混凝土填充层时,应采用“分仓跳格”法间隔进行。

2.6.26 伸缩缝的设置,应符合下列要求:
1 地面面积超过30m²,或长度大于6m时,每间隔5m应设置宽度≥8mm的伸缩缝;
2 在填充层与墙(含过门处)、柱等垂直构件的交接处,应预留宽度≥10mm的不间断伸缩缝;
3 在内、外墙和柱子交接处的伸缩缝,应直至地面最后装饰层的上表面为止,保持整个截面隔开;
4 所有伸缩缝,均应从绝热层的上表面开始,直到填充层的上表面为止;
5 伸缩缝内应满填高发泡聚乙烯泡沫塑料或弹性膨胀膏;
6 施工图设计中,平面图上应明确的标注出需要设置伸缩缝的位置。

2.6.27 设计低温热水地面辐射采暖系统时,应注意下列要求:
1 为了防止管道系统冲洗时脏水流入加热盘,在分水器的进水管与集水器的出水管之间应设置旁通管并配置阀门;如果在下供下回式采暖系统的供回水共用立管的顶部设置带阀的旁通管,则在分、集水器的进、出水管间可不再设旁通管;
2 在分水器供水管上顺水流方向应安装阀门、过滤器、阀门及泄水管;在集水器出水管上应设置泄水管、平衡阀或其它可判断的调节阀;
3 分、集水器上均应设置手动或自动排气阀;
4 连接在每组分、集水器的分支环路不宜多于8个;
5 埋于垫层内的加热管不应有接头;
6 地面上的固定设备和卫生洁具下,不应布置加热管。

2.6.28为了充分利用室内的自由热,并满足个性化的要求,地面辐射采暖系统应设计室温自控装置。

2.7 燃气红外线采暖系统

2.8 热风采暖与热风幕


表2.8.5-2 平等送风时射流作用距离的无因次数X
vp·max(m/s)
射流末端的最小平均回流速度vp·max(m/s)
0.07
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
0.30
0.40
0.50
0.60
0.75
1.00
1.25
1.50
0.385
0.40
0.42
0.43
0.44
0.46
0.47
0.48
0.36
0.38
0.40
0.41
0.42
0.44
0.46
0.47
0.33
0.35
0.37
0.38
0.40
0.42
0.43
0.44
0.30
0.33
0.35
0.37
0.38
0.40
0.41
0.43
0.20
0.29
0.31
0.33
0.35
0.37
0.39
0.40
0.20
0.28
0.30
0.33
0.35
0.37
0.38

表2.8.5-3 常用送风口的紊流系数a
送风口名称
a
送风口名称
a
收缩的圆形喷口
普通的圆喷口
支管上的圆喷口
带导流片的轴流风机
0.07
0.08
0.10
0.12
带导流片的直角弯管
带金属网的轴流风机
带导流片的弧形弯管
暖风机出口
0.20
0.24
0.10
0.16

2.8.6 扇形送风的集中式热风采暖系统,可按表2.8.6-1所给出的步骤计算。

表2.8.6-1 扇形送风集中式热风采暖系统的计算步骤
2.8.6-1.jpg

表2.8.6-2 扇形送风时射流作用的无因次数X
vp·max(m/s)
射流末端的最小平均回流速度vp·max(m/s)
0.07
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
0.30
0.40
0.50
0.60
0.75
1.00
1.25
1.50
0.31
0.32
0.33
0.34
0.36
0.37
0.38
0.39
0.28
0.30
0.31
0.33
0.34
0.35
0.36
0.37
0.25
0.27
0.29
0.30
0.32
0.33
0.35
0.36
0.22
0.25
0.26
0.28
0.29
0.32
0.33
0.34
0.12
0.21
0.23
0.25
0.26
0.29
0.30
0.32
0.12
0.20
0.22
0.24
0.27
0.28
0.29

2.8.7 采用热风采暖系统时,应遵守下列规定:
1 室内的人员活动区宜处于回流区,射流末端的最小平均回流速度vp·max宜保持:vp·max=0.15m/s。
2 室内人员活动区的最大平均回流速度vp·max宜取下列数值:
坐着工作时:vp·max≤0.3m/s;
轻体力劳动时:vp·max≤0.5m/s;
重体力劳动时:vp·max≤0.75m/s。
3 送风口的安装高度,应根据房间高度及回流区的高度等因素确定,一般不宜低于3.5m,不得高于7m;回风口底边与地面的距离,宜保持0.4~0.5m。
4 送风口的送风速度vo(m/s),应根据送风口的高度、型式及布置经过计算确定,当送风口位于房间上部时,送风速度宜取:vo=5~15m/s;当送风口位于离地不高处时,送风速度宜取:vo=0.3~0.7m/s。
5 回风口听回风速度,宜取:vh=1~3m/s。
6 送风温度宜控制在35~50℃,最高不得大于70℃。

2.8.8 暖风机的最大优点是升温快、设备简单、初投资低,它主要适用于空间较大、单纯要求冬季供暖的餐厅、体育馆、商场等类型的建筑物。对噪声控制较严格的房间,不宜采用暖风机供暖。

2.8.9 暖风机宜与传统的散热器值班采暖系统配合应用;如餐厅应用时,可以沿外墙(窗)设置传统的散热器采暖系统,保持室温5℃左右,另外配置暖风机采暖系统,供用餐时升温之用(由5℃升到16℃左右),非用餐时间保持关闭状态。

2.8.10 暖风机的名义供热量,通常是根据进风温度为15℃额定的,当实际进风温度不等于15℃时,其供热量应按正式进行修正:

2.8.10.jpg

式中 Q——暖风机的实际供热量(W);
        Qm——暖风机的名义供热量(W);
        tp——热媒的平均温度(℃);
        tn——实际进风温度(℃)。

2.8.11 吊挂式小型暖风机的设计与布置,应遵守下列规定:
1 室内空气每小时的循环次数,不应少于1.5次;
2 布置水平出风的小型暖风机时,应使暖风机的出口射流在平面上相互衔接,并使室内空间形成一个气流循环圈;
3 暖风机不应沿外墙布置,避免射流由外墙吹向室内;
4 布置垂直向下出风的吊顶式小型暖风机时,应保持暖风机的出口射流在活动区地面以上2m处的水平面上互相搭接;
5 水平出风小型暖风机的安装高度h(m),应符合下列要求:
当出口风速vo=5m/s时,h=2.5~3.5m;
当出口风速vo>5m/s时,h=4~5.5m;
6 送风温度不宜低于35℃,不应高于55℃。

2.8.12 水平出风小型暖风机的射程X(m),应根据生产企业提供的数据采用;当缺乏数据时,可近似按下式估算:

X=11.3×vo×D   (2.8.12)

式中 vo——暖风机的出口风速(m/s);
        D——暖风机的出口当量直径(m)。

2.8.13落地式大型暖风机的设计与布置,应遵守以下规定:
1 暖风机宜沿房间的长度方向布置,其出风口与侧墙之间的距离,不应小于4m;
2 暖风机的气流射程,不应小于室内供暖区的长度;
3 在气流射程区域内,不应有任何阻挡气流流动的障碍物;
4 暖风机出口的高度h(m),应符合下列要求:
室内净高H≤8.0m时,h=3.5~6.0m;
室内净高H>8.0m时,h=5~7m;
5 暖风机进风口底部距离地面的高度,不宜大于1.0m,也不应小于0.4m;
6 当采用蒸汽作为热媒时,每台暖风机应设置疏水器。

2.8.14 符合下列条件之一的场所,宜设置空气幕或热风幕:
1 位于严寒地区的公共建筑,人员出入频繁且无条件设置门斗的主要出入口;
2 位于非严寒地区的公共建筑,人员出入频繁且无条件设置门斗的主要出入口,设置空气幕或热风幕经济合理时;
3 室外冷风侵入会导致无法保持室内设计温度时;
4 内部有很大散湿量的公共建筑(如游泳馆)的外门;
5 两侧温度、湿度或洁净度相差较大,且人员出入频率的通道。

2.8.15热风幕的送风参数,应通过计算确定,且宜符合下列要求:
1 送风温度:一般的外门不宜高于50℃,高大外门不应高于70℃;
2 送风速度:公共建筑的外门,风速不宜大于6m/s,高大外门不应大于25m/s;
3 通过外门进入室内的混合空气的温度不应低于12℃。

2.8.16 为了防止在供汽压力或供水温度过低的情况下热风采暖系统、暖风机和热风幕投入运行,从而出现“吹冷风”的现象,宜配置恒压(温)启动自控环节,确保蒸汽压力或热水温度未达到设计值之前,热风采暖系统、暖风机和热风幕不能启动。

2.9 热水采暖系统的水力计算


式中 h——计算环路散热器中心之间的高差(m);
        ρs——设计供水温度下的密度(kg/m³);
        ρr——设计回水温度下的密度(kg/m³);
        g——重力加速度(m/s²),g=9.81(m/s²)。

2.9.6 局部压力损失△P1(Pa),可按局部阻力系数ζ(常用管道配件的局部阻力系数见表2.9.6-1)或当量长度ld(m)(见表2.9.6-2)计算确定:

2.9.6-1.jpg

表2.9.6-1 常用管道部件的局部阻力系数
序号
名称
局部阻力系数ζ
1
截止阀

DN
15
20
25
32
40
≥50
直杆式
ζ
16.0
10.0
9.0
9.0
8.0
7.0
斜杆式
ζ
1.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
2
止回阀

DN
15
20
25
32
40
≥50
升降式
ζ
16.0
10.0
9.0
9.0
8.0
7.0
旋启式
ζ
5.1
4.5
4.1
4.1
3.9
3.4
3
旋塞阀
DN
15
20
25
32
40
≥50
ζ
4.0
2.0
2.0
2.0
-
-
4
蝶阀
0.1~0.3
5
闸阀
DN
15
20-50
80
100
150
200-250
300-450
ζ
1.5
0.5
0.4
0.2
0.1
0.08
0.07
6
变径管
渐缩
0.10(对应小断面的流速)
渐扩
0.30(对应小断面的流速)
7
突然扩大
1.0(按其中较大断面流速计算)
8
突然缩小
0.5(按其中较大断面流速计算)
9
焊接弯头

DN
80
100
150
200
250
300
90°
ζ
0.51
0.63
0.72
0.72
0.87
0.78
45°
ζ
0.26
0.32
0.36
0.36
0.44
0.39
10
普通弯头

DN
15
20
25
32
40
≥50
90°
ζ
2.0
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
45°
ζ
1.0
1.0
0.8
0.8
0.5
0.5
11
弯管(揻弯)(R-弯曲半径;D-直径)
D/R
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
5.0
ζ
1.2
0.8
0.6
0.48
0.36
0.30
0.29
12
括弯
DN
15
20
25
32
40
≥50
ζ
3.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
13
水箱接管
进水口
1.0
出水品
0.50(箱体上的出水管在箱内与壁面保持平直,无凸出部分)
出水口
0.75(箱体上的出水管在箱体内凸出一定长度)
14
水泵入口
1.0
15
无网滤水网
2.0~3.0
有网底阀
DN
40
50
80
100
150
200
250
300
500
ζ
12
10
8.5
7
6
5.2
4.4
3.7
2.5
16
平衡阀
14~15
17
方形补偿器
2.0
18
套筒补偿器
0.5

表2.9.6-2 热水采暖系统局部阻力当量长度ld(m)
局部阻力名称
公称管径DN(mm)
15
20
25
32
40
50
70
ζ=1
0.343
0.516
0.652
0.99
1.265
1.76
2.30
柱型散热器
0.7
1.0
1.3
2.0
-
-
-
铸铁锅炉
-
-
-
2.5
3.2
4.4
5.8
钢制锅炉
-
-
-
2.0
2.5
3.5
4.6
突然扩大
0.3
0.5
0.7
1.0
1.3
1.8
2.3
突然缩小
0.2
0.3
0.3
0.5
0.6
0.9
1.2
直流三通
0.3
0.5
0.7
1.0
1.3
1.8
2.3
旁流三通
0.5
0.8
1.0
1.5
1.9
2.6
3.5
分(合)流三通
1.0
1.6
2.0
3.0
3.8
5.3
6.9
裤衩三通
0.5
0.8
1.0
1.5
1.9
2.6
3.5
直流四通
0.7
1.0
1.3
2.0
2.5
3.5
4.6
分(合)流四通
1.0
1.6
2.0
3.0
3.8
5.3
6.9
方形补偿器
0.7
1.0
1.3
2.0
2.5
3.5
4.6
集气罐
0.5
0.8
1.0
1.5
1.9
2.6
3.5
除尘器
3.4
5.2
6.5
9.9
12.7
17.6
23.0
截止阀
5.5
5.2
5.9
8.9
10.1
12.3
16.1
闸阀
0.5
0.3
0.4
0.5
0.6
0.9
1.2
弯头
0.7
1.0
1.0
1.5
1.3
1.8
2.3
90°揻弯和乙字弯
0.5
0.8
0.7
1.0
0.6
0.9
1.2
括弯
1.0
1.0
1.3
2.0
2.5
3.5
4.6
急弯双弯来
0.7
1.0
1.3
2.0
2.5
3.5
4.6
缓弯双弯头
0.3
0.5
0.7
1.0
1.3
1.8
2.3

2.9.7塑料管道的摩擦阻力系数λ,可按正式计算:

2.9.7-1.jpg

式中 b——水的流动相似系数;
        Kd——管道的当量粗糙度,塑料管:Kd=1×10-5m;
        Res——实际雷诺数;
        μt——水的运动黏度(与温度有关)(m²/s);
        Rez——阻力平方区的临界雷诺数。

2.9.8进行水力计算时,可根据流量及流速由附录B塑料管及铝塑复合管水力计算表确定沿程压力损失。
附录B中的比摩阻,是根据平均水温t=60℃计算得出的;当水温不等于60℃时,应按下式进行修正:

R=R60×a  (2.9.8)

式中 R——设计温度和设计流量下的比摩阻(Pa/m);
        R60——在设计流量和热水平均温度等于60℃时的比摩阻(Pa/m);
        a——比摩阻修正系数,见表2.9.8。

表2.9.8 比摩阻的修正系数
供、回水平均温度(℃)
60
55
50
45
40
修正系数a
1.00
1.015
1.03
1.045
1.06

2.9.9 塑料管附件的局部阻力系数,可按表2.9.9确定。

表2.9.9 塑料管附件的局部阻力系数ζ
管路附件
ζ
管路附件
ζ
90°弯头(R≥5D)
0.3~0.5
三通
直流
0.5
乙字弯
0.5
旁流
1.5
括弯
1.0
合流
1.5
突然扩大
1.0
分流
3.0
突然缩小
0.5
四通
直流
2.0
压紧螺母(连接件)
1.5
分流
3.0

2.10 热水采暖系统的水质要求及防腐设计


注:1防腐阻垢剂具有防腐、阻垢、除垢、除锈、育(保护)膜、防止人为失水、抑制细菌和藻类繁殖以及停炉保护等多种功能。使用固体防腐阻垢剂后,通常不用除氧就能有效地防腐。
2 固体防腐阻垢剂有以下三种功能:
◆由于除垢除锈,等于除去了电化学腐蚀的阴极,从而能有效地阻止电化学腐蚀;
◆它含有几种育膜剂,能在铁的表面生成一层黑亮的保育膜,可阻隔氧和二氧化碳的腐蚀;
◆它是碱性药剂,能迅速提高水的pH值。
3 对于采用钢制散热器的采暖系统,实际运行时只要控制9≤pH≤12(pH≥10时,铁处于钝化区中,腐蚀最小)就可以了。不过,运行中必须注意,一旦出现pH<9时,应迅速投药;否则会因为水中的碳酸盐析出而使水系统中形成沉淀物的堆积。另外,为了降低悬浮物的浓度,每组排污阀每天应进行一次排污。

2 自动加药装置:图2.10.3-2所示为旁通式自动加药装置,它是一种根据pH值按比例自动进行加药的系统。
这种加药装置通常由pH仪、自动加药装置、袋式过滤器等组成,可以添加具有防止腐蚀和结垢的化学水处理剂,能自动控制pH值(保持pH=9.8±0.2)。

2.10.6-2.jpg

2.10.7 热水采暖系统的防腐设计,应符合表2.10.7的规定。

表2.10.7 热水采暖系统的防腐设计
序号
项目
要求
备注
1
基本要求
◇热水采暖系统,应根据补水的水质情况、系统规模、与热源的连接方式、定压方式、设备及管道材质等按本表要求进行防腐设计;  
◇采用铝制(包括铸铝与铝合金)及其内防腐型散热器时,热水采暖系统不宜与热水锅炉直接连接;  
◇热水地面辐射供暖系统的加热管,宜带阻氧层;  
◇散热器采暖系统与空调供热系统不应合在同一个热水系统里
非供暖季节采暖系统应充水保养;  
热水地面辐射供暖系统与散热器采暖系统并联于同一热源系统时,应将它们作为一个热水采暖系统,进行防腐设计
2
设计说明
◇有条件时,应注明补水的水质资料;  
◇标明采暖系统的总水容量、定压方式、给出系统的最高、最低工作压力及补水泵的启停压力
3
定压方式
◇采用高位膨胀水箱定压时,宜采用常压密闭水箱;  
◇采用钢制散热器时,应采用闭式系统;  
◇采用水泵定压方式时,宜应用变频泵;  
◇户用燃气(油)热水炉(器),应选用内置隔膜膨胀水罐的产品
宜采用隔膜式压力膨胀水罐定压(充注惰性气体)
4
补水量的控制
◇计算确定高位膨胀水箱和隔膜式压力膨胀水罐的有效容积时,应包括膨胀容积和调节容积;  
◇采用普通补水泵补水时,宜按补水量的50%、100%两档设置水泵;水泵应自动控制运行;  
◇热源设备的供回水管、采暖系统的分支回路、立管上,均应设置密闭性好的关断阀门;放气应采用带自闭功能的自动排气阀
系统的补水管上应设置水表
5
水处理设施
◇补水水质达不到表2.10.1或表2.10.2的规定时,应设补水水处理设施和/或循环水处理设施;  
◇循环水水质达不到表2.10.1或表2.10.2规定时,应设循环水水处理设施;  
◇补水水处理设备的小时处理水量,宜按系统总水容量的2%~2.5%设计;循环水水处理设备的小时处理水量宜按系统循环水量的10%设计;  
◇对于既有采用普通补水泵定压、又用安全阀泄水卸压的采暖系统,宜增设隔膜式压力膨胀水罐定压,或改用变频泵补水定压,宜根据补水水质情况增设补水水处理设施;  
◇对于既有采用高位开式膨胀水箱定压或系统中含有不阻氧塑料管的采暖系统,宜根据补水水质、循环水水质情况增设补水水处理设施、旁通式循环水水处理设施
补水水质符合表2.10.1或表2.10.2的规定时,可不设补水水处理设施;但宜预留水处理设施的位置
6
预防电化学腐蚀
◇热水采暖系统的供暖设备、管道与热源设备的材质应尽量一致。在同一热水采暖系统中,少量的不同金属设备无法避免混装时,其接头处应做防腐绝缘处理;  
◇与热源间接连接的二次热水采暖系统中,采用铝制(包括铸铝、铝合金及内防腐型)散热器时,与钢管连接处应有可靠的防止电化学腐蚀措施
热水供暖系统有条件时宜与空调水系统分开设置,以避免不同金属设备混装引发电化学腐蚀
7
除污器、过滤器的设置
◇循环水水处理设施的过滤:循环水旁通进水管上设滤径为3mm的过滤器或旁通式袋式等过滤器;  
◇建筑物热力入口的供水总管上,宜设两级过滤,初级为滤径3mm;二级为滤径0.65~0.75mm的过滤器
除尘器的阻力远远小于Y型过滤器,为了减少系统阻力,应优先采用除污器
8
金属腐蚀检查片的设置
新建民用建筑热水采暖系统及既有热水供暖系统改造时,宜在系统中预先设置金属腐蚀检查片,以便定期检查金属的腐蚀速率、评估被腐蚀状况,并及时采取相应的水处理补救措施
金属腐蚀检查片应使用与金属设备相同的材质,并宜设置于热源或便于监控的管道中

3 供热与供冷管网

3.1 一般规定

3.2 直埋敷设

3.3 管沟敷设和地上敷设


式中 △l——管段的热伸长量,(mm);
        α——钢材的线膨胀系数,[m/(m·℃)];
        t1——管道工作循环最高温度,(℃);
        t2——管道安装温度或工作循环最低温度,(℃);
         L——设计布置的管段长度,(m)。

采用套筒补偿器时,t2应取管道安装温度和工作循环最低温度中的较低值。采用方形补偿器、波纹管补偿器时,t2应取管道工作循环最低温度。
2 采用套筒补偿器时,应计算各种安装温度下的补偿器安装长度,并保证管道在可能出现的最高、最低温度下,补偿器留有不小于20mm的补偿余量。
3 方形补偿器、波纹管补偿器、球形补偿器安装时应进行预变形,预变形系数可取0.3~0.5。

3.3.3 管道支架设置
1 活动支架之间的距离可参考3.3.3-1选用。

表3.3.3-1 管道活动支架最大间距(m)
管道公称直径(mm)
地上敷设或通行管沟敷设
不通行管沟敷设
直管段
转角管段
直管段
转角管段
25~40
2
1.5
2
1.5
50~65
3.5
2.5
3
2
80~125
5
3.5
4
3
150~200
8
5
6
4
250~300
11
8
7
5
350~500
14
9
8.5
6

2 固定支架之间的距离可参考表3.3.3-2选用。

表3.3.3-2 管道固定支架最大间距(m)
管道工称直径(mm)
供热介质温度≤150℃
供热介质温度≤300℃
方形补偿器
轴向补偿器
方形补偿器
轴向补偿器
25~40
50
50
50~65
60
50
60
30
80~125
90
70
80
50
150~300
120
100
100
60
350~500
160
140
140
80

3 采用方形补偿器或波纹管补偿器时,管道上应安装防止管道失稳的导向支架。
当采用轴向波纹管补偿器时,第一个导向支架与补偿器的距离不应大于4倍管道公称直径,第二个导向支架与第一个导向支架的距离不应大于14倍管道公称直径,其余导向支架的间距可与活动支架的间距相同。

3.3.4 管道支架作用力计算
1 活动支架的荷载应包括钢管、保温结构及管内介质的重量。蒸汽管道应考虑压力试验时的充水重量。
2 管道对固定支架的作用力计算,应包括以下三部分:
1)活动支架摩擦力。
摩擦系数可取下列数值:
钢与钢滑动摩擦                 0.3;
钢与混凝土滑动摩擦             0.6;
不锈钢与聚四氟乙烯滑动摩擦      0.1;
钢与钢滚动摩擦                 0.1。
2)自然补偿管段弹性力、补偿器弹性力或摩擦力。
3)两侧管道横截面不对称产生的内压不平衡力。
3 管道固定支架两侧管段作用力合成时,应按以下原则进行:
1)应考虑升温和降温过程,选择最不利工况和最大温差进行计算;
2)当固定支架承受几个支管的作用力时,应考虑几个支管作用力的最不利组合;
3)按本条第2款第1)、2)项计算的作用力相互抵消时,较小方向作用力乘以0.7的抵消系数;
4)固定支架两侧管段内压不平衡力的抵消系数取1。
4 活动支架摩擦力计算时,钢管计算重量应乘以1.1的系数;保温结构计算重量应乘以1.2的系数,蒸汽管道介质计算重量应考虑运行中可能产生的凝结水的重量。
5 管道整体压力试验时应对固定支架的承载能力进行校核,必要时采取临时加固措施。试压时管道对固定支架的作用力应包括管道或补偿器的预变形弹性力和按试验压力计算的内压不平衡力。
6 在同一支架上敷设不同季节运行的多根管道时,计算其活动支架摩擦力及固定支架受力时,应根据管道的运行规律,考虑管道可能产生的最大作用力。

3.4 管网的计算

3.5 管网的调节与控制

4 通风与防火

4.1 通风的一般规定


式中 L——通风换气量(m³/h);
       Q——室内显热发热量(W);
       tp——室内排风设计温度(℃);
       ts——送风温度(℃)。

3 当采用全面排风方式消除室内余湿和其他有害物质时,应根据余湿量、有害物质的散发量和送排风含湿量差、含尘浓度差等,以及房间有害物质的允许值,通过平衡计算或依据相关规范、标准等提供的换气次数,确定所需通风量。
4 局部排风量宜按排气罩口面积和所需风速计算确定。

4.1.6 设置集中采暖且有排风的建筑物,应按下列要求设置补风系统:
1 应首先采用自然补风,包括利用相邻房间的清洁空气进行自然补风。
2 当自然补风达不到要求时,宜设置机械补风(送风)系统。
3 每天运行不超过两小时的机械排风系统,可不设机械补风(送风)。
4 人员停留区域和不允许冻结的房间,机械送风系统的空气,冬季宜进行加热,并满足室内风量和热量的平衡要求。
5 选择机械送风系统的换热器时,应按下列原则确定室外新风计算温度:
1)一般采用冬季采暖室外计算温度;
2)用于补偿消除余热、余湿的全面排风耗热量时,应采用冬季通风室外计算温度。
6 夏季为消除余热来计算通风量时,新风温度应采用夏季通风室外计算温度。

4.1.7 仅用于消除室内余热的通风系统,当采用直流系统时,夏季室内计算温度取值不宜低于夏季通风室外计算温度。

4.1.8 可能突然放散大量有害气体或有爆炸危险气体的建筑物,应设置事故通风系统或装置。事故通风量宜根据工艺设计要求通过计算确定,但换气次数应≥12次/h。排除有爆炸危险气体的通风设备应采用防爆型。

4.1.9 事故通风的通风机,应分别在室内、外便于操作的地点设置电器开关。

4.2 厨房通风


Q1——厨房设备发热量(W),宜按工艺提供数据;
Q2——操作人员散热量(W);
Q3——照明灯具散热量(W);
Q4——外围护结构冷负荷(W)。

4.2.6 厨房通风系统应独立设置,局部排风应依据厨房规模、使用特点等分设系统,机械补风系统设置宜与排风系统相对应。

4.2.7 厨房通风应采用直流式系统,补风宜符合下列要求:
1 补风量宜为排风量的80%~90%;
2当厨房与餐厅相邻时,送入餐厅的新风量可作为厨房补风的一部分,但气流进入厨房开口处的风速不宜大于1m/s;
3 当夏季厨房有一定的室温要求或有条件时,补风宜做冷却处理,可设置局部或全面冷却装置;对于严寒和寒冷地区,应对冬季补风做加热处理,送风温度可按12~14℃选取。

4.2.8 当厨房通风不具备准确计算条件时,排风量可按下列换气次数进行估算:
中餐厨房    40~60次/h
西餐厨房    30~40次/h
职工餐厅厨房    25~35次/h
注:1上述换气次数对于大、中型旅馆、饭店、酒店的厨房较合适。
       2 当按吊顶下的房间体积计算风量时,换气次数可取上限值;当按楼板下的房间体积计算风量时,换气次数可取下限值。
       3 以上所指厨房为有炉灶的房间。

4.2.9 厨房送风口、排风口的布置应按下列要求确定:
1 送风口应沿排风罩方向布置,距其不宜小于0.7m;
2 全面排风口应远离排风罩;
3 设在操作间内的送风口,应采用带有可调节出风方向的风口(如旋转风口、双层百叶风口等)。

4.2.10 厨房排风系统的设计,还应符合下列要求:
1 风管宜采用1.5mm厚钢板焊接制作,其水平管段应尽可能短;风管应设不小于2%的坡度坡向排水点或排风罩;
2 风管风速不应小于8m/s,且不宜大于10m/s;排风罩接风管的喉部风速应取4~5m/s;
3 排风管室外设置部分宜采取防产生冷凝水的保温措施;
4 排风机设置应考虑方便维护,且宜选用外置式电机。

4.2.11 采用燃气灶具的地下室、半地下室(液化石油气除外)或地上密闭厨房,通风应符合下列要求:
1 室内应设烟气的一氧化碳浓度检测报警器;
2 房间应设置独立的机械送排风系统;通风量应满足下列要求:
1)正常工作时,换气次数不应小于6次/h;事故通风时,换气次数不应小于12次/h;不工作时换气次数不应小于3次/h;
2)当燃烧所需的空气由室内吸收时,应满足燃烧所需的空气量;
3)应满足排除房间热力设备散失的多余热量所需的空气量。

4.3 汽车库通风

4.4 电气和设备用房通风


式中 η1——变压器效率,一般取0.98;
        η2——变压器负荷率,一般取0.70~0.80;
        ф——变压器功率因数,一般取0.90~0.95;
        W——变压器功率(kV·A)。

2)当资料不全时可采用换气次数法确定风量,一般按:变电室5~8次/h;配电室3~4次/h。
5 变配电室的排风温度宜≤40℃。
6 下列情况变配电室可采用降温装置,但最小新风量应≥3次/h换气或≥5%的送风量:
1)机械通风无法满足变配电室的温度、湿度的要求;
2)变配电室附近有现成的冷源,且采用降温装置比通风降温合理。
7 设置在变配电室内的通风管道,应采用不燃材料制作。

4.4.3 制冷机房的通风,应符合下列要求:
1 地面上制冷机房宜采用自然通风,当不能满足要求时应采用机械通风;地面下制冷机房应设置机械通风。
2 制冷机房宜独立设置机械通风系统。
3 制冷机房的通风量应按以下确定:
1)当采用封闭或半封闭式制冷机,或采用大型水冷却电机的制冷机时,按事故通风量确定;
2)当采用开式制冷机时,应按消除设备发热的热平衡公式(4.1.5)计算的风量与事故通风量的大值选取;其中设备发热量应包括制冷机、水泵等电机的发热量,以及其他管道、设备的散热量;
3)事故通风量应根据制冷机冷媒特性和生产厂商的技术要求确定。当资料不全时,事故通风量L(m³/h)按下式确定:

4.4.3.jpg

式中G——机房内最大的制冷机冷媒(工质)充液量(kg);

4)当制冷机设备发热量的数据不全时,可采用换气次数法确定风量,一般取4~6次/h。

4 制冷机房设备间的室内温度,冬季宜≥10℃、夏季宜≤35℃;冬季设备停运时值班温度应≥5℃。
5 机械通风应根据制冷剂的种类设置事故排风口高度,地下制冷机房的排风口宜上、下分设。
6 制冷机房应根据制冷剂的种类特性,设置必要的制冷剂泄漏检测及报警装置,并与机房内的事故通风系统连锁,测头应安装在制冷剂最易泄漏的部位。
7 制冷机房的通风应考虑消音、隔声措施。

4.4.4 锅炉房、直燃溴化锂制冷机房(简称直燃机房)的通风,应符合下列要求:
1 锅炉间、直燃机房、水泵间、油泵间等有散发热量的房间,宜采用自然通风或机械排风与自然补风相结合的通风方式;当设置在地下或其他原因无法满足要求时,应设置机械通风。
2 锅炉间、直燃机房以及与之配套的油库、日用油箱间、油泵间、燃气调压和计量间,宜设置各自独立的通风系统,事故排风机应采用防爆型并应由消防电源供电,通风设施应安装导除静电的接地装置。
3 锅炉间、直燃机房及配套用房的通风量应按以下确定:
1)当设置在首层时,燃油锅炉间、燃油直燃机房的正常通风量应≥3次/h换气;事故通风量应≥6次/h换气;燃气锅炉间、燃气直燃机房的正常通风量应≥6次/h换气;事故通风量应≥12次/h换气。
2)当设置在半地下或半地下室时,锅炉房、直燃机房的正常通风量应≥6次/h换气;事故通风量应≥12次/h换气;
3)当设置在地下或地下室时,锅炉房、直燃机房的正常通风量应≥12次/h换气;
4)锅炉间、直燃机房的送风量应为排风量与燃烧所需空气量之和;
5)油库的通风量应为≥6次/h换气;油泵间的通风量应≥12次/h换气;计算两者换气量时,房间高度一般可取4m;
6)地下日用油箱间的通风量应≥3次/h换气;
7)燃气调压和计量间应设置连续排风系统,通风量应≥3次/h换气;事故通风量应≥12次/h换气。
4 事故通风系统应与可燃气体浓度报警器连锁,当浓度达到爆炸下限的1/4时系统启动运行。事故通风系统应有排风和通畅的进(补)风装置。
5 锅炉房、直燃机房的通风应考虑消声、隔声措施,特别是自然进(补)风口的消声、隔声。
6 燃煤锅炉房的运煤系统和干式机械排灰渣系统,应设置密闭防尘罩和局部的通风除尘装置。

4.5 洗衣房、卫生间及其它通风系统

4.6 通风机、风管及其它


式中 Pm——单位长度风管摩擦阻力损失(Pa);
        L——风管总长度(m);
        K——整个系统局部阻力损失与摩擦阻力损失的比值,一般可按以下选取:
弯头、三通等构件较少时,K=1.0~2.0;
弯头、三通等构件较多时,K=3.0~5.0。

4.6.4 多台风机并联运行的通风系统,应在各自管道上装设止回装置(即止回阀或联动风阀)。当采用止回阀时,其通过风速一般应≥8m/s。

4.6.5 当通风系统使用时间较长且运行中有工况(即风量和压力)变化时,通风机宜采用双速或变频调速风机。

4.6.6 为便于调节通风机的风量和压力,其前或后应装设风量调节阀,调节阀宜选用百叶式或花瓣式。

4.6.7 当输送腐蚀性或潮湿气体时,通风系统中的钢制设备及配件应作防腐处理。当采用非金属材料制作时,必须符合建筑的防火标准且应坚固和严密。

4.6.8 通风系统中支管段处应设置风量调节阀,且系统干管及各支管段之间的压力损失不宜>15%。

4.6.9 为便于系统运行前的调试和运行中的调节,在管路干管分支点前后应设置测压孔,其距局部构件的前、后距离分别不应小于5倍和3倍的管段直径;通风机出口气流稳定处的管段上应设置测压孔。

4.6.10 自然通风系统中空气流速可按表4.6.10取值。

表4.6.10 自然通风系统空气流速(m/s)
系统部位
进、排风口
地面出风口
进风竖井
排风竖井
水平干管
一般风道
空气流速
0.5~1.0
0.2~0.5
1.0~2.0
1.0~1.5
0.5~1.0
0.5~1.0

4.6.11 机械通风及空调系统中空气流速可按表4.6.11取值。

表4.6.11 机械通风系统中空气流速(m/s)
系统部位
空气过滤器
换热盘管
喷水室
风机出口
主风管
支风管
空气流速
居住建筑、公共建筑
1.2~1.75
2.0~2.5
2.5~3.0
5.0~10.5
5.0~8.0
3.0~5.0
站房、库房、机房
1.75~2.0
2.5~3.0
2.5~3.0
8.0~14.0
6.0~12.0
4.0~7.0
注:采用粗糙度较大的非金属材料制作风管时,宜选用较小值。

4.6.12 风管的制作与连接应符合下列要求:
1 矩形风管的长、短边之比宜不大于4,最大不应超过10;风管的截面尺寸宜选用国家现行标准的规格;
2 风管的变径应采用渐扩或渐缩形,各边的变形角度不宜大于30°;
3 风管改变方向、变径或汇、分支路时,不宜采用方(矩)形箱式管件替代弯头、渐扩(缩)管、三通等管件;当必须使用分配气流的静压箱时,其断面风速不应大于1.5m/s。
4 弯头、渐扩(缩)管、三通、调节阀等管件之间的间距,宜有5~10倍管径长度的直管段;
5 非金属风管材料的燃烧性能应符合相关防火规范的规定要求;
6 可伸缩性金属或非金属软管的长度不宜超过2m,安装时不应有死角或塌陷;
7 柔性风管应选用防火、防腐、不透气、不宜霉变的柔性材料;
8 风管与风机、风机箱、空气处理机等设备相连处应设置柔性短管,其长度宜为150~300mm;
9 输送空气温度超过80℃的通风管道,应采取一定的保温防护措施;
10 风机传动装置的外露部位以及直通大气的进、出口,必须装设防护罩(网)或采取其他安全措施。

4.6.13 风管的设计应符合下列要求:
1 风管接口不得安装在墙内或楼板内,风管沿墙体或楼板安装时,距离墙面、楼面宜大于150mm;
2 风管内不得敷设各种管道、电线或电缆,室外立管的固定拉索严禁拉在避雷针或避雷网上;
3 风管穿过需要封闭的防火、防爆楼板或墙体时应设壁厚不小于1.6~2.0mm的预埋管或防护套管,风管与防护套管之间应采用柔性防火封堵材料封堵;
4 排除潮湿或含有油污等气体的通风管道在安装时,应有0.5%以上的坡度,且在管路系统和设备最低处设置水封或排液装置。

4.7 排风热回收


表4.7.1-3 热回收装置的效率
4.7.1-3.jpg

7 当居住建筑设置全年性空调、采暖系统,并对室内空气品质要求较高时,宜在机械通风系统中采用全热或显热热回收装置。

4.7.2 各种热回收装置的特点,见表4.7.2。

表4.7.2 各种热回收装置的特点
热回收装置的种类
结构特点
风量范围(m³/h)
阻止(Pa)
效率(%)
转轮式热回收装置
结构紧凑、设备体积小。采用铝合金之类的芯材可做成显热回收型,采用吸湿性不燃材料或带吸湿性涂层的芯材可做成全热回收型
500~100000
140~160
50~85(显、全)
板式热回收装置
一般采用铝箔作为基材,实现新风、排风之间的显热交换
250~5000
200~300
50~80(显)
板翅式热回收装置
采用不燃性矿物纤维作为基材,实现全热回收
250~8000
350左右
60~85(全)
中间热媒式热回收装置(液体循环式)
由循环泵,新风、排风换热器和密闭式膨胀罐组成,实现显热回收
1500~3600
200左右
55~65(显)
热管式热回收装置
密封管内的工质(氨、氟利昂、甲醇等)在受热情况下发生相变,实现两端热量的传递,仅能回收显热
1500~36000
200左右
50~70(显)
填料喷淋无菌型全热回收装置
由两个独立的溶液喷淋处理箱、循环泵以及氯化钙循环喷淋水溶液组成
55~85(全)

4.7.3 热回收系统的设计要点
1 转轮式热回收装置
1)为了保证回收效率,要求新风、排风的风量基本保持相等,最大不超过1:0.75。如果实际工程中新风量很大,多出的风量可通过旁通管旁通。
2)转轮两侧气流入口处,宜装空气过滤器。特别是新风侧,应装设效率不低于30%的粗效过滤器。
3)在冬季室外温度很低的严寒地区,设计时必须校核转轮上是否会出现结霜、结冰现象,必要时应在新风进风管上设空气预热器或在热回收装置后设温度自控装置;当温度达到霜冻点时,发出信号关闭新风阀门或开启预热器。
4)适用于排风不带有害物和有毒物质情况下。一般情况下,最好布置在负压段。

2 板式显热回收装置
1)当室外温度较低时,应根据室内空气含湿量来确定排风侧是否会结霜或结露。
2)一般来讲,新风温度不宜低于—10℃,否则排风侧会出现结霜。
3)当排风侧可能出现结霜或结露时,应在热回收装置之前设置空气预热器。
4)新风进入热回收装置之前,必须先经过过滤净化。排风进入热回收装置之前,也应装过滤器;但当排风较干净时,可不装。

3 板翅式全热回收装置
1)当排风中含有害成分时,不宜选用。
2)实际使用时,在新风侧和排风侧宜分别设有风机和粗效过滤器,以克服全热回收装置的阻力并对空气进行过滤。
3)当过渡季或冬季采用新风供冷时,应在新风道和排风道上分别设旁通风道,并装设密闭性好的风阀,使空气绕过热回收装置。

4 中间热媒式换热装置(液体循环式)
1)换热盘管的排数,宜选择n=6~8排。
2)换热盘管的迎面风速,宜选择Vg=2m/s。
3)作为中间热媒的循环水量,一般可根据水汽比μ确定:
n=6排时,μ=0.30
n=8排时,μ=0.25
4)当供热侧与得热侧的风量不相等时,循环水量应按数值大的风量确定。
5)为了防止热回收装置表面结霜,在中间热媒的供回水管之间设置电动三通调节阀。

5 热管式热回收装置
1)冬季使用时,低温侧上倾5°~7°。夏季时可用手动方法使其下倾10°~14°。
2)排风中应含尘土量小,且无腐蚀性。
3)迎面风速宜控制在1.5~3.5m/s之间。
4)可以垂直水平安装,即可并联,也可串联。
5)当热气流的含湿量较大时,应设计排凝水装置。
6)设计时应注明,当启动换热装置时,应使冷、热气流同时流动或使冷气流先流动;停止时,应使冷、热气流同时停止,或先停止热气流。
7)受热管和翅片上积灰等因素的影响,计算出的效率应打一定的折扣。
8)当冷却端为湿工况时,加热端的效率值应适当增加,即增加回收热量。

4.8 建筑防排烟的一般规定

4.9 建筑防排烟的自然通风方式


3 除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外,避难层(间)应设有两个不同朝向的可开启外窗或百叶窗,且每个朝向的自然通风面积不应小于2.0m²;
4 中庭、剧场舞台可开启外窗的总面积不应小于该中庭、剧场舞台楼地面面积的5%;
5 需要排烟的疏散走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%;
注:无论是《建筑设计防火规范》GB50016中所述的地上长度超过40m的疏散走道,还是《高层民用建筑设计防火规范》GB50045中所述的长度超过60m的内走道,如走道多处开窗,可将走道分段考虑,每段可开启外窗面积满足本条要求,且开窗间距满足本措施第4.9.4条第2款的要求,即可自然排烟。
6 需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%;
7 其他场所,宜取该场所建筑面积的2%~5%;
8 建筑面积大于500m²且净空高度大于6m的大空间场所,不应小于该场所地面面积的5%。

4.9.4 自然排烟口的设置应符合下列要求:
1 应设置在排烟区域的屋顶上或外墙上方;当设置在外墙上时,排烟口底标高不宜低于室内净高度的1/2,并应有方便开启的装置,同时自然通风口的开启方向应沿火灾气流方向开启;
2 距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。

4.9.5 建筑面积大于500m²且室内净高大于6m时的中庭、展览厅、观众厅、营业厅、体育馆、客运站、航站楼等公共场所采用自然排烟时,应设置与火灾自动报警系统联动或由其他电动设施控制启闭的自动排烟窗。自动排烟窗附近同时应设置便于操作的手动开启装置。

4.9.6 设置在外墙上的自动排烟窗其净面积按下列要求确定:
1 当开窗角大于70°时,其面积可按窗的面积计算。
2 当开窗角度小于70°时,其面积近似按公式(4.9.6)计算窗的有效排烟面积:

4.9.6.jpg

式中 Fp——有效排烟面积(m²);
        Fc——窗的面积(m²);
        α——窗的开启角度。

3 当采用侧拉窗时,其面积应按开启的最大窗口计算。
4 当采用百叶窗时,其面积按窗的有效面积计算。窗的有效面积为窗的净面积乘以系数。根据实际工程经验,当采用防雨百叶窗时,系数取0.6;当采用一般百叶窗时,系数宜取0.8。

4.9.6图.jpg

4.10 机械防烟(加压送风)


式中  Ly——加压送风量(m³/h);
         0.827——漏风系数;
         A——门、窗缝隙的总有效漏风总面积(m²);
         门缝宽度:疏散门0.002~0.004m;
         电梯门0.005~0.006m;
        △P——压力差(Pa);
         疏散楼梯间取40~50Pa;
         前室、消防电梯前室、合用前室取25~30Pa;
         n——指数(一般取2);
         1.25——不严密处附加系数。

2 开启着火层疏散门时,为保持门洞处风速所需的送风量:

4.10.3-2.jpg

式中Lv——加压送风量(m³/h);
       F——一樘门开启的断面积(m²);
       v——开启门洞处的平均风速(m/s),取0.7~1.2m/s。
       α——背压系数,根据加压间密封程度取0.6~1.0;
       b——漏风附加率,取0.1~0.2;
       n——同时开启门和计算数量;对于多层建筑和20层以下的高层建筑取2,20层及20层以上取3。
注:1当前室有2个或2个以上门时,其风量按计算数值乘以1.50~1.75确定,开启门时,通过门的风速不应小于0.7m/s。
       2 在多层建筑中,若地下仅有一层疏散楼梯间,按上述公式计算时,公式中n取1,通过门洞处的风速v应适当加大,宜取0.9~1.2m/s。计算数值直接取用(不与表4.10.3比较)。
根据以上公式(4.10.3-1)和(4.10.3-2)分别算出的风量,取其中的大值,再与表4.10.3规定的数值相比较,取其中大值作为系统计算加压送风量。

表4.10.3 机械加压送风量
表.jpg

注:1表4.10.3的风量数值系统开启宽×高=1.6m×2.0m的双扇门为基础的计算值。当采用单扇门时,其风量宜按表列数值乘以0.75确定;当前室有2个或2个以上门时,其风量应按表列数值乘以1.50~1.75确定。开启门时,通过门的风速不宜小于0.7m/s。
    2 风量上下限选取应按层数、风道材料、防火门漏风量等因素综合比较确定。

4.10.4 封闭避难层(间)的机械加压送风量应按避难层净面积每平米不小于30m³/h计算。

4.10.5 在改建工程中,当不具备设置加压送风竖井的条件时,楼梯间可采用直灌式加压送风系统。直灌式加压送风系统的设置应符合下列规定:
1 超过15层的高层建筑,应采用楼梯间多点送风的方式,送风口的服务半径不宜大于10层;
2 直灌式加压送风系统的送风量宜比计算数值或表4.10.3中的送风量增加20%,加压送风口不宜设在首层。

4.10.6 机械加压送风系统的全压,除计算的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:
1 封闭楼梯间、防烟楼梯间的余压值应为40~50Pa;
2 防烟楼梯间前室或合用家室、消防电梯前室、封闭避难层(间)的余压值应为25~30Pa;
3 人民防空工程避难走道的前室与走道之间的压差为25~30Pa。

4.10.7 民用建筑防烟楼梯间的加压送风口宜每隔2或3层设置一个;合用一个风道的剪刀楼梯应每层设置一个;每个风口的有效面积,应按风口数量均分系统总风量确定。

4.10.8 前室或合用前室的加压送风口应每层设置一个,每个送风口的有效面积,通常按火灾着火层及其上下相邻两层的三个风口均分计算确定(开启门时,通过门的风速不宜小于0.7m/s),也可设定为火灾时着火层及其上一层的二个风口均分计算确定。

4.10.9 机械加压送风系统设计中需注意:
1 机械加压送风口不宜设置在被门挡住的部位;
2 防烟楼梯间和合用前室的机械加压送风系统宜分别独立设置;
3 建筑层数超过32层或建筑高度大于100m时,其送风系统及送风量应分段设计;
4 剪刀楼梯间可合用一个风道,其风量按两楼梯间风量计算,送风口应分别设置;塔式住宅设置一个前室的剪刀楼梯应分别设置加压送风系统;
5 地上和地下部分在同一位置的防烟楼梯间需设置机械加压送风时,加压送风系统宜分别设置;若合用一个风道时,风道应叠加,且均应满足地上、地下加压送风系统的要求;
6 前室的加压送风口为常闭型时,除设置由消防控制中心控制且与加压送风机联锁的自动装置外,尚应设置现场手动开启装置;手动开启装置宜设在距地面0.8~1.5m处。
7 前室的加压送风口为常开型时,其前室应采用带启闭信号的常闭防火门;并应在加压送风机的压出段上设置防回流装置或电动调节阀;
8 人民防空工程避难走道的前室、防烟楼梯间及其前室或合用前室的机械加压送风系统宜分别独立设置,当需要共用系统时,应在支管上设置压差自动调节装置;避难走道的前室的机械加压送风量应按前室入口门洞风速不小于1.2m/s计算确定;
9 采用机械加压送风的场所不应设置百叶窗,不宜设置可开启外窗;系统加压送风量应计算窗缝的漏风量;
10 防烟楼梯间的加压送风口可采用自垂百叶式或常开百叶式风口,并应在加压风机压出段上设置防回流装置或电动调节阀。

4.10.10 加压送风系统的余压值超过4.10.6条规定的数值较多时,宜设置以下超压装置:
1 设置泄压阀,且在穿越防火墙处设置70℃防火阀,泄压阀板的开启面积可用以下公式计算:

4.10.10.jpg

式中 F——泄压阀阀板的开启面积(m²);
        LV——加压送风量(m³/h);
        LY——当疏散通道门关闭时,加压部位保持一定的正压值所需送风量(m³/h),即按4.10.3条1款所计算出的数值。

2 采用旁通阀
1)在楼梯间的适当位置设置压力传感器,控制加压送风机出口处的旁通泄压阀,调整楼梯间的余压值。
2)在每层防烟楼梯间前室,消防电梯前室或使用前室设置压力传感器,控制加压送风机出口处的旁通泄压阀,调整加压送风前室或合用前室的余压值。

4.10.11 未能设置在独立管道井内的加压送风管应采用耐火极限不小于1.0h的防火风管。
注:当加压送风管采用钢板制作时,宜采取适当加厚钢板厚度或采用防火板包覆等措施,以满足耐火极限不小于1.0h的要求。

4.11 机械排烟

4.12 通风空调系统的防火、防烟和防爆


6 在防火阀两侧各2m范围内的风管及其绝热材料应采用不燃材料;穿越防火分隔处的缝隙应用柔性防火封堵材料封堵;
7 防火阀应符合现行国家标准《防火阀试验方法》GB15930的有关规定。

4.12.5 通风、空气调节系统的风管等应采用不燃材料制作,但下列情况除外:
1 接触腐蚀性介质的风管和柔性接头可采用难燃材料;接触腐蚀性介质的风机采用符合难燃材料要求的材料制作;
2 体育馆、展览馆、候机(车、船)楼(厅)等大空间建筑、办公楼(高层建筑办公楼除外)等的通风、空气调节系统,当风管按防火分区设置且设置了防烟防火阀时,可采用燃烧产物毒性较小且烟密度等级小于等于25的难燃材料制作;
3 高层建筑中对于人员密集场所,当管道不穿越防火分区时,可采用符合现行《公共场所阻然制品及组件燃烧性能要求和标识》GB20286中不低于B级的材料制作;对于其他场所,当管道不穿越防火分区时,可采用符合现行《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB8624中不低于C级的材料制作。

4.12.6 设备和风管的绝热材料、用于加湿器的加湿材料、消声材料及其粘结剂,宜采用不燃材料,当确有困难时,可采用燃烧产物毒性较小且烟密度等级小于等于50的难燃材料。

4.12.7 风管内设置电加热器时,电加热器的开关应与风机的启停联锁控制;电加热器前后各0.8m范围内的风管和穿过设置有火源等容易起火房间的风管,均应采用不燃材料。

4.12.8 燃油、燃气锅炉房应有良好的自然通风或机械通风设施,其通风量应符合本措施的第4.4.4条的规定。

5 空调

5.1 一般规定、建筑物围护结构建筑热工要求

5.2 空调负荷计算


式中 △t——空气通过风机后的温升(℃);
        L——风机的风量(m³/h);
        H——风机的全压(Pa);
        η——电动机安装位置的修正系数,当电动机安装在气流内时,η=1;当电动机安装在气流外时,η=η2
        η1——风机的全压效率,应取实际效率。
        η2——电动机效率。
当电动机的效率η2=0.85(0.8~0.9)时,△t可按表5.2.5确定。

表5.2.5空气通过通风机的温升△t(℃)
风机全压(Pa)
电动机在气流外(η=0.85)
电动机在气流内(η=1)
η1=0.5
η1=0.6
η1=0.7
η1=0.8
η1=0.5
η1=0.6
η1=0.7
η1=0.8
300
0.48
0.40
0.34
0.30
0.56
0.47
40
0.35
400
0.64
0.53
0.46
0.40
0.75
0.63
0.54
0.47
500
0.80
0.67
0.57
0.50
0.94
0.78
0.67
0.59
600
0.96
0.80
0.69
0.60
1.13
0.94
0.81
0.71
700
1.12
0.93
0.80
0.70
1.32
1.10
0.94
0.82
800
1.28
1.07
0.91
0.80
1.50
1.25
1.08
0.94
900
1.44
1.20
1.03
0.90
1.69
1.41
1.21
1.06
1000
1.60
1.33
1.14
1.00
1.88
1.57
1.35
1.18
1200
1.92
1.60
1.37
1.20
2.26
1.88
1.61
1.41
注:1 若求空气通过风机所增加的显热冷负荷百分率时,可将上表所查的△t值除以送风温差(送风温度与空调房间内空气温度之差值)。
       2 表中的温升,仅考虑了风机运行时机械能转变为热能的部分,未计入机壳传热导致的冷量损耗。

5.2.6 一般空调系统送回风管(不包括低温送风管道)的温升可如下估算确定:
1 空气通过无绝热层的方形薄钢板风管的温升或温降可参考表5.2.6-1;
2 有绝热层的方形薄钢板风管,其温升或温降可参考表5.2.6-2;
3 风管形状修正系数见表5.2.6-3。

表5.2.6-1无绝热层方形薄钢板风管的温升或温降[℃/(℃·10m)]
风管内空气的流速(m/s)
风量(m³/h)
500
1000
1500
2000
4000
6000
8000
10000
2.5
0.38
0.27
0.22
0.19
0.13
0.11
0.10
0.09
5.0
0.27
0.19
0.16
0.13
0.10
0.08
0.07
0.06
6.5
0.24
0.17
0.14
0.12
0.08
0.07
0.06
0.05
8.0
0.22
0.15
0.12
0.11
0.08
0.06
0.06
0.05
10.0
0.19
0.13
0.11
0.10
0.07
0.06
0.05
0.04
12.0
0.18
0.12
0.10
0.09
0.06
0.05
0.04
0.04
风管内空气的流速(m/s)
风量(m³/h)
12500
15000
20000
22500
25000
30000
35000
40000
2.5
0.08
0.07
0.06
0.06
0.05
0.05
0.05
0.04
5.0
0.05
0.05
0.04
0.04
0.04
0.03
0.03
0.03
6.5
0.05
0.04
0.04
0.04
0.04
0.03
0.03
0.03
8.0
0.04
0.04
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.02
10.0
0.04
0.04
0.03
0.03
0.03
0.03
0.02
0.02
12.0
0.04
0.03
0.03
0.03
0.03
0.02
0.02
0.02

表5.2.6-2有绝热层方形薄钢板风管的温升或温降[℃/(℃·10m)]
风管内空气的流速(m/s)
风量(m³/h)
500
1000
1500
2000
4000
6000
8000
10000
2.5
0.65
0.46
0.38
0.33
0.23
0.19
0.17
0.15
5.0
0.46
0.33
0.27
0.23
0.17
0.13
0.11
0.11
6.5
0.41
0.29
0.23
0.21
0.15
0.12
0.10
0.09
8.0
0.37
0.26
0.21
0.19
0.13
0.11
0.09
0.08
10.0
0.33
0.23
0.19
0.17
0.11
0.09
0.08
0.07
12.0
0.30
0.21
0.17
0.15
0.11
0.09
0.07
0.07
风管内空气的流速(m/s)
风量(m³/h)
12500
15000
20000
22500
25000
30000
35000
40000
2.5
0.13
0.12
0.11
0.10
0.09
0.09
0.08
0.07
5.0
0.09
0.09
0.07
0.07
0.07
0.06
0.05
0.05
6.5
0.08
0.07
0.07
0.06
0.06
0.05
0.05
0.05
8.0
0.07
0.07
0.06
0.05
0.05
0.05
0.05
0.04
10.0
0.06
0.06
0.05
0.05
0.05
0.04
0.04
0.04
12.0
0.06
0.05
0.05
0.05
0.04
0.04
0.03
0.03

表5.2.6-3 风管形状修正系数
圆风管
矩形风管高宽比
1:2
1:3
1:4
1:5
1:6
1:7
0.89
1.07
1.15
1.25
1.35
1.43
1.50

5.2.7 送风管漏风引起的冷量损失可按下列附加率估算:
风管长度大于20m   10%
风管长度10~20m    5%
风管长度小于10m   不计
注:1附加率的计算基数为与该风管相连的空气处理机组的计算负荷。
    2 送回风管均在空调空间内时,不计此项。
    3 风道阻力计算不计此项。
    4 漏风的附加率还应加到空气冷却器和空气加热器的处理能力、加湿器加湿量的计算中,以及送风机的风量中。

5.2.8 冷水通过水泵后的温升和因此而引起的冷负荷附加率可按表5.2.8-1和表5.2.8-2估算。

表5.2.8-1冷水经水泵后的温升(℃)
水泵效率ηs
水泵扬程(m)
10
15
20
25
30
35
0.5
0.6
0.7
0.8
0.05
0.04
0.03
0.03
0.07
0.06
0.05
0.04
0.09
0.08
0.07
0.06
0.12
0.10
0.08
0.07
0.14
0.11
0.10
0.09
0.16
0.13
0.12
0.12

表5.2.8-2水泵效率ηs=0.5时,通过水泵引起的冷负荷附加率(%)
水泵扬程(m)
进出空气处理室的冷水温差△ta(℃)
2
3
4
5
6
10
20
30
2.3
4.6
6.9
1.5
3.1
4.6
1.2
2.3
3.5
0.9
1.8
2.8
0.8
1.5
2.3

5.2.9 传入有绝热层冷水(7/12℃)管道的热量引起的温升及冷负荷附加,可按表5.2.9-1和表5.2.9-2数值概略估算。

表5.2.9-1 每100m长有绝热层冷水管道内的冷水温升(℃)
冷水管道绝热层外径D(mm)
50
70~80
100
150
200以上
冷水温升
0.15
0.10
0.07
0.05
0.03

表5.2.9-2单位长度冷水管道的冷水冷损失qsg值(W/m)
绝热后管道外径D(mm)
管内外温差(tpw-tpn)(℃)
15
20
25
30
35
40
60
80
100
150
200
250
300
2.4
3.1
3.9
5.9
7.1
9.7
11.6
3.1
4.2
5.2
7.1
10.4
13.0
15.5
3.9
5.2
6.5
9.7
13.0
16.2
19.6
4.6
6.3
7.1
11.7
15.7
19.6
23.3
5.5
7.3
9.2
13.7
18.2
22.7
27.4
6.3
8.4
10.4
15.7
19.3
26.0
31.3

5.2.10 冷水箱温升引起的冷量损失计算,可根据水箱保温情况、水箱间的环境温度、水箱内冷水的平均温度,按稳定传热进行估算。

5.2.11 空调的夏季计算散湿量,应根据下列各项确定:
1 人体散湿量;
2 渗透空气带入的湿量;
3 化学反应过程的散湿量(一般民用建筑不计算此项);
4 各种潮湿表面、液面或液流的散湿量;
5 食品或气体物料的散湿量;
6 设备的散湿量;
7 地下建筑围护结构的散湿量。
确定散湿量时,应根据散湿源的种类,分别选用适宜的人员群集系数、同时使用系数以及通风系数。

5.2.12 空调系统的冬季热负荷,应根据下列各项确定:
1 通过围护结构的传热量;
2 由于室外空气侵入而散失的热量;
3 加热新风所需的热量。
以上各项均可按稳定传热计算,室外计算温度应采用冬季空调计算温度,计算方法详见第2章。

5.2.13 当建筑物有内外分区时,建筑物内区的冬季冷负荷宜按下列原则确定:
1 当建筑物内外区有隔墙分隔时,室内照明功率、人员数量、设备功率等宜与夏季取值相同;
2 当建筑物内外区无隔墙分隔时,室内照明功率、人员数量、设备功率等的取值宜比夏季有所减少,并应根据内区面积、送风方式等因素综合确定。

5.2.14 下列情况宜采用计算机模拟软件进行全年动态负荷计算:
1 需要对空调方案进行能耗和投资等经济分析时;
2 利用热回收装置回收冷热量、利用室外新风作冷源来调节室内负荷、冬季利用冷却塔提供空调冷水等节能措施而需要计算节能效果时;
3 采用蓄冷蓄热装置,需要确定装置的容量时。

5.3 空调系统的划分、选择与设计

5.4 空调房间气流组织与送风量


式中  Y——修正后的系统新风量在送风量中的比例;
         Vot——修正后的总新风量(m³/h);
         Vst——总送风量,即系统中所有房间送风量之和(m³/h);
         X——未修正的系统新风量在送风量中的比例;
         Von——系统中所有房间的新风量之和(m³/h);
         Z——需求最大的房间的新风比;
        Voc——需求最大的房间的新风量(m³/h);
        Vsc——需求最大的房间的送风量(m³/h);

表5.4.17 单位长度缝隙的渗漏风量
围护结构两侧压差(Pa)
缝隙渗漏风量[m³/(m·h) ]
单层钢窗
双层钢窗
5
2.6
1.8
16.6
10
4.0
2.8
23.5
20
6.1
4.3
33.3
25
7.1
4.9
37.2
50
10.9
7.6
52.6
注:门缝宽度为0.002m。

5.5 空气处理

5.6 空气输送、空调机房与管道层


式中  Ws——单位风量耗功率[W/(m³/h)];
         P——风机全压值(Pa);
         η1——包含风机、电机及传动效率在内的总效率(%)。

表5.6.4 风机的单位风量耗功率限值[W/(m³/h)]
系统型式
办公建筑
商业、旅馆建筑
粗效过滤
粗、中效过滤
粗效过滤
粗、中效过滤
两管制定风量系统
0.42
0.48
0.46
0.52
四管制定风量系统
0.47
0.53
0.51
0.58
两管制变风量系统
0.58
0.64
0.62
0.68
四管制变风量系统
0.63
0.69
0.67
0.74
普通机械通风系统
0.32
注:1普通机械通风系统中不包括厨房等需要特定过滤装置的通风系统。
       2 严寒地区增设预热盘管时,单位风量耗功率过增加0.035[W/(m³/h)]。
       3 低温送风空气处理机组单位风量耗功率增加可参照上述数值。
       4 当空气处理机组内采用湿膜加湿时,单位风量耗功率可增加0.053[W/(m³/h)]。

5.6.5 空调风系统应采取以下减少风机耗功率的措施:
1 应合理布置和划分风系统的服务区域,风道作用半径不宜过大;高层民用建筑在其层高允许的情况下,宜分层设置空调系统;当需要在垂直方向设置空调系统(如新风系统)时,应符合4.12.2的防火要求;当符合4.12.2要求,层数不受限制时,每个系统所辖层数也不宜超过10层;
2 风道设计与连接应符合4.6节的要求;
3 风管内风速不应过大,可根据空调区域的噪声要求按9.1.5的规定确定;
4 应合理选用空调通风系统的风机:
1)风机压头和空气处理机组机外余压应计算确定,不应选择过大;
2)应采用高效率的风机和电机;
3)有条件时宜优先选用直联驱动的风机。

5.6.6 空调机房不宜作为空调系统的静压使用,当条件所限必须作为静压室时,应符合下列要求:
1 不应作设备送风侧的静压室;
2 空调机房应有较好的隔声和密闭性,当与室外相邻时,应有较好的保温措施;
3 应考虑设备发热量、机房围护结构冷负荷和其他热量引起的回风温升。

5.6.7 空调机房应符合下列要求:
1 空调机房宜邻近所服务的空调区;
2 空调机房的面积和净高应根据系统负荷、设备大小确定,应保证有适当的操作空间、检修通道和设备吊装空间;
3 无窗的空调机房,宜有通风措施;
4 空调机房不宜与空调房间共用一个出入口,机房应根据邻近房间的噪声和振动要求,采取相应的隔声、吸声措施;通风机等转动设备应设减振装置;
5 空调机房的外门和窗应向外开启;大型空调机房应有单独的外门及搬运设备的出入口;设备构件过大不能由门出入时,应预留安装孔洞;
6 空气处理设备(不包括风机盘管等小型设备)不宜安装在空调房间内;
7 空调机房内应考虑排水设施。

5.6.8 空调管道或与其他管道共同敷设于管道层时,管道层应符合下列要求:
1 净高不应低于1.8m;当管道层内有结构梁时,梁下净高不应低于1.2m;层高≤2.2m的管道层内不宜安装空气处理机组及其他需要经常维修的空调通风设备;
2 应设置人工照明,宜有自然通风;
3 隔墙上安装各种管道后,人行通道净宽不应小于0.7m,净高不应低于1.2m;
4 应考虑排水设施。

5.7 空调冷热水系统的形式与分区


5.7.3 空调冷热水系统的设备配置形式和调节方式,应经技术经济比较后确定。
1 水温要求一致且各区域管路压力损失相差不大的中小型工程,可采用冷源侧定流量、负荷侧变流量的一次泵系统(简称一次泵系统),见图5.7.3-1。

5.7.3-1.jpg


2 负荷侧系统较大、阻力较大时,宜采用在冷源侧和负荷侧分别设置一级泵(定流量)和二级泵(变流量)的二次泵系统;当各区域管路阻力相差悬殊(超过0.05MPa)或各系统水温要求不同时,宜按区域或按系统分别设置二级泵,见图5.7.3-2。

5.7.3-2.jpg

3 具有较大节能潜力的空调系统,在确保设备的适应性、控制方案和运行管理可靠的前提下,可采用冷源侧和负荷侧均变流量的一次泵(变频)变流量水系统,见图5.7.3-3。

5.7.3-3.jpg


4 采用换热器加热或冷却的空调热水或冷水系统,其负荷侧二次水应采用二次泵变频调节的变流量系统,见图5.7.3-4。
注:1 本节二次泵系统专指冷源侧和负荷侧各级水泵直接串联的空调冷水系统。为与采用换热器间接连接的水系统区别,本节将直接串联连接的冷源侧和负荷侧水泵分别称为一级泵和二级泵,将间接连接的换热器前、后一次水循环泵和二次水循环泵分别简称为一次泵和二次泵。
    2 本节对电动控制的两通阀门的称谓:除注明者外,“电动两通阀”包括双位控制和连续调节阀门,其中连续调节阀门,按习惯特称为“两通调节阀”。

5.7.3-4.jpg

5.7.4 一次泵空调水系统设计应符合下列要求:
1 末端空气处理装置的回水支管中宜设置电动两通阀;
2 当末端空气处理装置采用电动两通阀时,应在冷热源侧和负荷侧的集、分水器(或总供、回水管)之间设旁通管和电动两通调节阀,旁通管和旁通阀的设计流量应取单台最大冷水机组的额定流量,见图5.7.3-1;
3 冷水机组与冷水循环泵之间,宜采用一对一独立接管的连接方式;机组数量较少时,宜在各组设备连接管之间设置互为备用的手动转换阀,见图5.7.4-1和5.7.4-2;

5.7.4-1.jpg
5.7.4-2.jpg

4 冷水机组与冷水循环泵之间采取一对一连接有困难时,可采用共用集管的连接方式。当冷水泵停止运行时,应隔断对应冷水机组的冷水通路;当采用集中自动控制系统时,每台冷水机组的进水或出水管道上应设置与对应的冷水机组和水泵联锁开关的电动两通阀(隔断阀),见图5.7.4-3。

5.7.4-3.jpg

5.7.5 二次泵空调水系统设计应符合下列要求:
1 空调末端装置的回水支管上应采用电动两通阀;
2 应在冷热源侧和负荷侧的分、集水器(或总供、回水管)之间设平衡管(旁通管)或耦合管,旁通管上不设阀门,旁通管管径不宜小于总供、回水管管径,见图5.7.3-2。
3 一次泵与冷水机组之间的接管和转换、控制阀门的设置应符合第5.7.4条每3、4款的要求;
4 二次泵宜采用变频调速泵。

5.7.6 一次泵(变频)变流量空调冷水系统的设计应符合下列要求:
1 空调末端装置的回水支管上应采用电动两通阀。
2 冷水机组与冷水循环水泵配置可不一一对应,并应采用共用集管连接方式。冷水机组和冷水循环水泵的台数变化及其运行与启停,应分别独立控制。
3 冷水循环泵应采用变频调速泵。
4 冷水机组的进水或出水管道上应设置与冷水机组联锁开关的电动两通阀(隔断阀)。
5 在总供、回水管之间应设旁通管和电动两通调节阀,旁通管和旁通阀的设计流量应取单台最大冷水机组允许的最小流量。
6 系统流量变化范围应按下列原则确定:
1)应考虑蒸发器最大许可的水压降和水流对蒸发器管束的侵蚀因素,确定冷水机组的最大流量;
2)冷水机组的最小流量不应影响到蒸发器换热效果和运行安全性

7 冷水机组应按下列要求选择和配置:
1)宜选择允许水流量变化范围大、适应冷水流量快速变化(允许流量变化率大)的冷水机组;
2)冷水机组应具有减少出水温度波动的控制功能,例如:除根据出水温度变化调节机组负荷的常规控制外,还具有根据冷水机组进水温度变化来预测和补偿空调负荷变化对出水温度影响的前馈控制功能等;
3)采用多台冷水机组时,应选择在设计流量下蒸发器水压降相同或接近的冷水机组。

5.7.7 空调水系统的冷水机组、末端装置及管路部件的工作压力不应大于其承压能力,必要时应采取相应的防超压措施:
1 设备、管件、管路承受的压力应按系统运行时的压力考虑;
2 空调冷水泵宜安装在冷水机组蒸发器的进水口侧(水泵压入式);当冷水机组进水口侧承受的压力大于所选冷水机组蒸发器的承压能力,但系统静水压力在冷水机组蒸发器承压能力以内,且末端空调设备和管件、管路等能够承受系统压力时,可将水泵安装在冷水机组蒸发器的出水口侧(水泵抽吸式),水系统竖向可不分区;
注:当空调冷水泵设在冷水机组蒸发器的出水口侧,但定压点设在进水口侧时,如机组阻力较大,建筑和膨胀水箱高度较低,水泵入口有可能产生负压。因此一般情况下空调冷水泵宜安装在冷水机组蒸发器的进水口侧。
3 当系统静水压力大于标准型冷水机组的承压能力(一般电压缩式冷水机组为1.0MPa,吸收式冷水机组为0.8MPa)时,应选用工作压力更高的设备,或经过经济比较,采用竖向分区的闭式循环系统。

5.7.8 空调水系统的竖向分区可采用以下方式:
1 高、低区冷热源分开设置,并应符合下列要求:
1)高、低区冷热源设备都集中设置在地下机房时,高区系统应选择承压较高的设备及配件;
2)高区冷热源设备布置在中间设备层或顶层楼板上时,应妥善解决设备的消声、隔振问题。

2 高、低区采用同一冷热源,在中间设备层内布置水一水换热器供高区使用,应符合下列要求:
1)高区二次空调冷水供水水温宜高于一次水供水水温1~1.5℃;
2)高区二次空调热水供水水温宜低于一次水水温2~3℃。
注:高区空气处理机组或风机盘管应按二次水水温进行选择设计。

3 高区的空调负荷较小或与低区的使用性质和使用时间不同时,可单独设置冷热源设备,例如采用自带冷热源的空调机组或风冷热泵机组等。

5.7.9 空调冷热水系统循环水泵的输送能效比(ER),应符合下列规定:
1 输送能效比(ER)不应大于表5.7.9中规定的限值:
2 工程设计的输送能效比(ER),应按下式计算:

ER=0.002342H/(△T×η)   (5.7.9)

式中H——水泵设计扬程(mH2O);
     △T——供回水温差(℃)
      η——水泵在设计工作点的效率(%)。


表5.7.9 空调冷热水系统的最大输送能效比(ER)
管道类型
两管制空调热水管道
四管制空调热水管道
空调冷水管道
严寒地区
寒冷地区/夏热冬冷地区
夏热冬暖地区
ER
0.00577
0.00618
0.00865
0.00673
0.0241
注:1表中的数据适用于独立建筑物内的空调冷热水系统,最远环路总长度一般在200~500m范围内。区域供冷(热)管道或总长更长的水系统可参照执行。
       2 两管制热水管道数值不适用于采用直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组、空气源热泵、地源热泵等作为热源,供回水温差小于10℃的系统。

5.8 空调冷热水温度、水力计算和管路平衡


式中 G——计算管段的水量(m³/h);
        Q——计算管段的空调负荷(kW);
       △t——供回水温差(℃)。

2 计算管段的水量可按所接空气处理机组和风机盘管和额定流量的叠加值进行简化计算,当其总水量达到与水泵流量相等时,干管水流量值不再增加。

5.8.3 空调冷水系统的阻力计算应符合下列规定:
1 管道每米长摩擦阻力可按下式计算:

5.8.3-1.jpg

式中 Hi——计算管段的比摩阻(kPa/m);
        dj——管道计算内径(m);
        qs——设计秒流量(m³/s);
        Ch——海澄-威廉系数,钢管闭式系统取Ch=120,开式系统取Ch=100。

2 比摩阻宜控制在100~300Pa/m,不应大于400Pa/m;且空调房间内空调管道流速不宜超过5.8.3-1的限值。
3 系统局部阻力可按下列要求计算

1)阀门(包括电动阀)阻力通过产品的流通能力和流量按下式确定:

5.8.3-2.jpg

式中 △Pv——阀门的阻力(Pa);
        Gs——通过阀门的设计水量(m³/h);
        Kv——阀门的流通能力,应根据产品提供的数据确定。

2)一般阀门和其他管件局部阻力当量长度,可参考表5.8.3-2。
4 各种设备(包括空调末端设备、过滤设备等)阻力应根据产品提供的数据确定。

表5.8.3-1 空调房间内空调水管流速限值
管径(DN)
20
25
32
40
50
70
80
100
最大流速(m/s)
0.8
0.8
1.0
1.0
1.2
1.5
1.5
2.0

表5.8.3-2 空调冷水局部阻力当量长度计算表
管径DN(mm)
球阀止回阀
闸阀
90°弯头
45°弯头
180°回弯
分(合)流三通
直通三通
标准
R/D=1.5
R/D=1
标准
R/D=1
同径
变径小1/4
变径小1/2
15
5.5
0.2
0.5
0.3
0.8
0.2
0.4
0.8
0.9
0.3
0.4
0.5
20
6.7
0.3
0.6
0.4
1.0
0.3
0.5
1.0
1.2
0.4
0.6
0.6
25
8.8
0.3
0.8
0.5
1.2
0.4
0.6
1.2
1.5
0.5
0.7
0.8
32
12
0.5
1.0
0.7
1.7
0.5
0.9
1.7
2.1
0.7
0.9
1.0
40
13
0.5
1.2
0.8
1.9
0.6
1.0
1.9
2.4
0.8
1.1
1.2
50
17
0.7
1.5
1.0
2.5
0.8
1.4
2.5
3.0
1.0
1.4
1.5
65
21
0.9
1.8
1.2
3.0
1.0
1.6
3.0
3.7
1.2
1.7
1.8
80
26
1.0
2.3
1.5
3.7
1.2
2.0
3.7
4.6
1.5
2.1
2.3
100
37
1.4
3.0
2.0
5.2
1.6
2.6
5.2
6.4
2.0
2.7
3.0
125
43
1.8
4.0
2.5
6.4
2.0
3.4
6.4
7.6
2.5
3.7
4.0
150
52
2.1
4.9
3.0
7.6
2.4
4.0
7.6
9.1
3.0
4.3
4.9
200
62
2.7
6.1
4.0
3.0
10
12
4.0
5.5
6.1
250
85
3.7
7.6
4.9
4.0
13
15
4.9
6.7
7.6
300
98
4.0
9.1
5.8
4.9
15
18
5.8
7.9
9.1
350
110
4.6
10
7.0
5.5
17
21
7.0
9.1
10
400
125
5.2
12
7.9
6.1
19
24
7.9
11
12
450
140
5.8
13
8.8
7.0
21
26
8.8
12
13
500
160
6.7
15
10
7.9
25
30
10
13
15
600
186
7.6
18
12
9.1
29
35
12
15
18

5.8.4 四管制系统管道阻力应按空调冷水和热水管路分别计算,空调热水管路阻力的计算方法同采暖系统。

5.8.5 两管制系统可按供冷流量确定管径,冬季空调热水系统的阻力可根据冷水管路阻力按下式进行估算:

5.8.5.jpg

式中 HR——冬季空调热水系统的阻力(kPa);
        α——在相同水量和管径时,热水由于粘滞系数小等因素的修正系数,可取α=0.9~0.95;
        GR——空调热水流量(m³/h);
        GL——空调冷水流量(m³/h);
        HL——空调冷水的管路阻力(不包括蒸发器阻力)(kPa);
        HJ——加热器阻力(kPa)。

5.8.6 空调水系统的水力平衡应符合下列要求:
1 应通过系统布置和管径选择,减少并联环路之间的压力损失差值;
2 因温差引起的重力水头,计算中可忽略不计;
3 当异程系统并联环路和计算不平衡率大于15%时,应设置必要的流量调节或水力平衡装置。

5.8.7 需要用阀门调节进行平衡的空调水系统,应在每个并联支环路设置可测量数据的流量调节或水力平衡装置,且支环路上并联和末端设备之间阻力的不平衡率计算值不应大于15%。

5.9 空调冷热水系统循环泵及附件


式中 G——水泵的流量(m³/h)
        Q——水泵所负担的冷(热)负荷(kW);
        K——水泵流量附加系数,取1.05~1.1;
       △t——供回水温差(℃)。

5.9.3 循环水泵的扬程,应按下列方法计算确定:
1 一次泵系统:
1)闭式循环系统应按管路和管件阻力、自控阀及过滤器阻力、冷水机组的蒸发器(或换热器)阻力、末端设备的换热器阻力之和计算;
2)开式系统除上述阻力之外,还应包括从蓄水池或蓄冷水池最低水位到末端设备之间的高差,如设喷淋室,末端设备的换热器阻力应以喷嘴前的必要压头代替。
2 二次泵系统:
1)闭式循环系统一级泵扬程应按冷源侧的管路和管件阻力、自控阀及过滤器阻力、冷水机组的蒸发器阻力之和计算;
2)开式系统一级泵扬程除第1)项的阻力之外,还应包括从蓄水池或蓄冷水池最低水位到冷水机组的蒸发器之间的高差;
3)闭式循环系统二级泵扬程应按负荷侧的管路和管件阻力、自控阀与过滤器阻力、末端设备的换热器阻力之和计算;
4)开式系统二级泵扬程除第3)项的阻力之外,还应包括从蓄水池或蓄冷水池最低水位到末端设备之间的高差,如设喷淋室、末端设备的换热阻力应以喷嘴前的必要压头代替。
3 水泵扬程应增加5%~10%的附加值。

5.9.4 循环水泵的选型,应符合下列要求:
1 空调水系统宜选用低比转数的单级离心泵;
2 选型及订货应明确提出水泵的承压要求。

5.9.5 多路供水的空调水系统宜设置分、集水器,其直径宜大于最大接管直径的2倍。

5.9.6 冷水机组、换热器、水泵、电动调节阀等设备的入口管道上,应安装过滤器或除污器,且优先选用除污器;各设备相距不远时可不重复设置。过滤器孔径宜如下确定:
1 水泵进口:4mm;
2 空气处理机组和新风机组进口:2.5mm;
3 风机盘管进口:1.5mm。

5.9.7 空调水系统应在下列部位设置阀门:
1 空气处理机组(或风机盘管)的供回水管道;
2 垂直系统每对立管和水平系统每一环路和供回水总管;
3 分、集水器处供回水干管;
4 水泵的吸水管和出水管应设阀门,闭式循环系统各并联水泵的出水管上,以及开式系统供水管阀门前(水泵出口与阀门之间)还应设止回阀;
5 冷水机组、换热器等设备的供回水管。

5.9.8应按下列要求设置温度计或压力表:
1 冷水机组进出口应设压力表及温度计;
2 换热器一、二次侧进出口应设压力表及温度计;
3 分、集水器处应设压力表及温度计;
4 集水器各分路阀门外的管道上应设温度计、压力表,分水器各分路阀门外应设压力表;
5 水泵进出口应设压力表;
6 过滤器或除污器的前后应设压力表;
7 空气处理机组出水支管应设温度计。

5.9.9 空调冷热水管道及设备均应保温。保温层厚度应保证其外表面不结露,冷水管道及设备保温层外应设隔汽层,保温材料及厚度等应符合本措施10.2节、10.3节和10.4节的有关规定。

5.9.10 空调水系统管道的坡度、空气排除、泄水、以及管道的伸缩和固定可参照第2章的有关规定。

5.10 空调冷凝水管道

5.11 变风量空调系统

5.12 低温送风空调系统

5.13 水环热泵空调系统


2 当建筑物冬季空调负荷有内外区特征,需同时供冷与供热时,水环热泵空调系统加热量,应为各末端水源热泵机组从循环水中取热总量和向循环水中排热总量之差值,可按公式(5.13.6-3)计算,或按式(5.13.6-4)估算。

5.13.6-3.jpg

本条各式中 Q——空调系统冬季加热量(kW);
Qr——空调房间或区域的冬季设计热负荷(包括围护结构热负荷和新风热负荷)(kW);
Nr——水源热泵机组制热时的输入功率(kW),Nr=Qr/COP(COP为所选水源热泵机组制热性能系数,参见表5.13.1-2);估算时可取Nr=0.25Qr
QL——内区冬季冷负荷(kW),计算灯光、人体等散热量时应考虑小于1的同时使用系数;
NL——内区末端机组制冷时的输入功率(kW),NL=QL/EER(EER为水源热泵机组制冷能效比,参见表5.13.1-2);估算时可取NL=0.3QL

5.13.7 系统管道绝热应符合第10章的规定,并应按下列原则确定:
1 水环热源空调系统室内部分循环水管道应按冬季、过渡季水源热泵机组制热工况下水管表面防结露要求确定保温层厚度,在确保不结露的前提下可不保温;
2 暴露在室外空气中的热水管道、可能出现冻结的水管与设备(膨胀水箱等)应作保温;
3 设于室外的冷却水管应避免太阳直晒,否则冷却塔出水管的室外管路部分宜保温;
4 表面温度高于环境温度的热源水管道应保温;
5 凝结水管应按防结露要求保温;
6 分体式水源热泵机组的制冷剂管道应保温;
7 制冷剂管道保温应采用符合防火要求的柔性泡沫橡塑材料,厚度不宜小于20mm,并应有可靠的包扎保护措施;
8 室内部分的循环水管道与凝结水管的保温材料宜采用符合防火要求的柔性泡沫橡塑。

5.13.8 水源热泵机组应采取以下隔振降噪措施:
1 吊装水源热泵机组应设减振吊架;
2 水源热泵机组与风系统、水系统均应通过软接头或软管连接,电线导管应采用软管;
3 对噪声要求较高的场所宜采用分体式水源热泵机组;分体式水源热泵机组的主机应置于走道吊顶内或设备间等噪声要求不高的区域;
4 高静压水源热泵机组送回风管段宜有消声措施;水源热泵机组所在范围的吊顶宜有良好的吸声与隔声性能。

5.14 变制冷剂流量多联分体式空调系统

5.15 蒸发冷却空调系统


1)夏季室外空气设计状态点W在象限Ⅰ区,即室外空气焓值小于送风焓值,室外空气含湿量小于送风状态点的含湿量(hw<ho,dw<do),经等焓加湿即可达到要求的送风状态点,应使用直接蒸发冷却空调,并取100%新风。见图5.15.1-2。
2)状态点W在象限Ⅱ区,即可室外空气焓值大于送风焓值,室外空气含湿量小于送风含湿量(hw>ho,dw≤do),需先经间接蒸发冷却,再经直接蒸发冷却即可达到要求的送风状态点,即采用二级或三级蒸发冷却。由于室外空气焓值小于室内空气焓值,所以宜取100%新风。见图5.15.1-3、图5.15.1-4。
3)状态点W在象限Ⅲ区,即室外空气焓值大于送风焓值,室外空气含湿量大于送风含湿量(hw>ho,dw≥do),处于热湿比ε上部的状态点原则上可通过加大通风量的直接蒸发冷却来实现室内环境控制。对于这种室外设计参数,实际上大多数时间室外状态出现在左侧两区,因此也应采用间接蒸发冷却。处于热湿比ε下部的状态点则不能单独使用蒸发冷却空调。可采用蒸发冷却联合冷却方式。参见图5.15.1-5、图5.15.1-6。
4)状态点W在象限Ⅳ区,即室外空气焓值大于室内空气的焓值,室外空气含湿量小于室内空气含湿量(hw>hN,dW<dN)。当室外空气状态点远离dN时,可采用多级(或带排风热回收)的蒸发冷却方式。当室外空气状态点距离dN太近时,由于处理的送风温度太高、温度太大,不能单独使用蒸发冷却空调。可采用蒸发冷却联合冷却方式。参见图5.15.1-6。
5)夏季设计室外空气状态点W在象限Ⅴ区,即室外空气焓值大于室内空气的焓值,室外空气含湿量大于室内空气含湿量(hw>hN,dw>dN),此时处理的送风温度太高、湿度太大,不能单独使用蒸发冷却空调。可采用蒸发冷却联合冷却方式,参见图5.15.1-7。

5.15.1-2.jpg
5.15.1-5.jpg
5.15.1-7.jpg

4 蒸发冷却空调的送风温度取决于当地的干、湿球温度,适宜或适用蒸发冷却空调的理论计算送风温度绝大多数在16~20℃之间,详见表5.15.1-1。

表5.15.1-1适宜或适用蒸发冷却空调的范围
地区参数范围
送风温度
所属类别
备注
tws≤18℃,tw>28℃
16℃以下
适宜
用于室内设计温度较高的场所
18℃<tws<22℃
19℃以下
适用
一般舒适性空调
tws=22℃,tw>30℃
21℃以下
可用
只能用于室内温度稍高(28~29℃)及湿度稍大(<70%)的场所
注:tws为室外湿球温度;tw为室外干球温度。

5 两级蒸发冷却空调系统,通常适用在湿球温度低于20℃的地区,如我国新疆、青海及甘肃部分地区;适用于湿球温度低于22℃的地区,如云南、宁夏、内蒙等地。
6 三级蒸发冷却空调系统,一般适用在湿球温度低于21℃的地区,如我国新疆、青海、甘肃、内蒙等地区;适用于湿球温度低于23℃的地区,如云南、贵州、宁夏、黑龙江北部、陕西北部的榆林、延安等地。
7 直接蒸发冷却器在不同的室外空气状态参数下所能达到的理论出风温度不同;表5.15.1-2给出了不同室外空气状态参数下直接蒸发冷却器可达到的理论出风温度。

表5.15.1-2室外空气相对湿度(%)
室外空气温度(℃)

2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
23.9
12.2
12.8
13.9
14.4
15
16.1
16.7
17.2
17.8
18.3
18.9
19.4
20
20.6
21.1
23.9
22.2
26.7
13.9
14.4
15.6
16.7
17.2
17.8
18.9
19.4
20
20.6
21.7
22.2
22.8
23.3
24.4
26.7
25
29.4
16.1
16.7
17.2
18.3
19.4
20
21.1
21.7
22.2
22.8
23.3
23.9
24.4
25
26.1
29.4

32.2
17.8
18.3
19.4
20.6
21.1
22.2
23.3
24.4
25
25.6
26.1
27.2
27.8
28.3
28.9
30

35
19.4
20
21.1
22.2
23.3
24.4
25.6
26.1
27.2
27.8
28.9
29.4
30.6




37.8
20.6
21.7
22.8
24.4
25.6
26.7
27.8
28.3
29.4
30.6
31.1






40.6
22.2
23.3
25
26.1
27.2
28.9
30
31.1
31.7








43.3
23.9
25
26.6
28.3
29.4
30.6
32.2
33.3









46.1
25.5
26.7
28.3
30
31.7
32.8
34.4










48.9
27.2
28.3
30
32.2
33.9
35











51.7
28.3
30
32.2
33.9
35.6












(例如:室外空气温度是35℃,相对湿度是15%,那么蒸发冷却器的出风温度应该是22.2℃。任何比灰字里的数据小的出风温度应该是舒适的,比灰字里的数据大的出风温度应该是不舒适的)。

8 表5.15.1-3给出了部分适合采用蒸发冷却空调地区的参数及理论出风温度。

表15.5.1-3部分适合采用蒸发冷却空调地区的参数及理论出风温度
序号
城市
夏季室外空气计算参数
冷却塔间接+直接两级蒸发冷却
板翅式间接+直接两级蒸发冷却
三级蒸发冷却
分区
大气压(Pa)
干球温度(℃)
湿球温度(℃)
空气焓值(kJ/kg)
直接蒸发换热效率
直接蒸发换热效率
直接蒸发换热效率
70%
90%
70%
90%
70%
90%
1
乌鲁木齐
90700
34.1
18.5
56.0
17.7
15.9
18.0
16.1
15.0
13.8
Ⅱ区
2
西宁
77400
25.9
16.4
55.3
16.1
15.0
16.4
15.3
14.5
13.9
3
杜尚别
91000
34.3
19.4
59.1
18.6
17.0
19.2
17.5
15.5
14.6
4
克拉玛依
95800
35.4
19.3
56.6
18.4
16.5
18.7
16.8
15.4
14.3
5
阿尔泰
92500
30.6
18.7
55.8
18.2
16.9
18.6
17.2
16.0
15.2
6
库车
88500
34.5
19.0
58.8
18.5
16.7
18.8
16.9
15.8
14.8
7
酒泉
84667
30.5
18.9
60.9
18.6
17.3
19.5
18.0
16.5
15.8
8
山丹
81867
30.0
17.1
55.7
16.6
15.2
17.7
16.0
14.8
13.8
9
阿拉木图
93000
27.6
17.5
52.1
16.9
15.8
17.2
16.0
15.0
14.5
10
且末
86800
34.1
19.4
61.1
18.8
17.2
19.4
17.7
16.4
15.5
11
兰州
84300
30.5
20.2
65.8
19.8
18.7
20.0
18.9
18.2
17.5
12
呼和浩特
88900
29.9
20.8
65.1
20.6
19.7
20.9
19.9
19.2
18.7
13
塔什干
93000
33.2
19.6
59.0
19.1
17.6
19.4
17.8
16.4
15.5
14
石河子
95700
32.4
21.6
65.3
21.3
20.2
21.6
20.4
19.6
18.9
15
伊宁
98400
32.4
21.4
65.7
20.9
19.7
21.2
19.9
19.1
18.3
16
博乐
94800
31.7
21.0
63.5
20.7
19.6
21.0
19.8
18.9
18.2
17
塔城
94800
31.1
20.3
60.9
19.8
18.4
20.0
18.7
17.9
17.2
18
呼图避
94800
33.6
20.8
62.6
20.7
19.2
20.3
18.9
18.1
17.3
19
米泉
94000
33.8
20.4
61.6
20.1
18.7
20.4
18.9
17.8
16.9
20
昌吉
94400
32.7
20.9
63.2
20.5
19.2
20.8
19.5
18.6
17.9
21
吐鲁番
99800
41.1
23.8
71.5
23.3
21.5
23.4
21.8
20.5
19.4
22
鄯善
96100
37.0
21.3
63.7
20.4
18.6
20.9
19.0
17.6
16.4
23
哈密
92100
36.5
19.9
60.3
19.3
17.4
19.7
17.8
16.3
15.2
24
库尔彻
90100
33.8
21.6
68.0
21.4
20.1
21.7
20.4
19.2
18.4
25
喀什
86500
33.2
20.0
63.6
19.8
18.4
20.2
18.7
17.7
16.9
26
和田
86500
33.8
20.4
65.7
20.1
18.7
20.5
19.0
18.0
17.2
27
昌都
86133
26.0
14.8
54.9
14.4
13.2
15.3
13.8
Ⅰ区
28
林芝
70533
22.5
15.3
55.4
15.1
14.3
15.6
14.7
14.1
13.6
29
日喀则
63867
22.6
12.3
48.5
11.9
10.8
12.7
11.4
30
拉萨
65200
22.8
13.5
37.5
12.6
11.4
12.9
11.6

5.15.2 蒸发冷却空调系统的设计原则。
1 蒸发冷却技术有广泛的应用空间,但也同时存在自身的不足,如:受气候环境因素的制约、缺乏除湿功能等。科学客观地研判是否采用蒸发冷却空调系统和采用何种形式的蒸发冷却空调系统显得尤为重要。

2 满足室内舒适度的要求
1)由于蒸发冷却空调系统的送风量较传统空调系统的送风量大,风感较强。一般在相同舒适条件下室内空气设计干球温度的设定值可高于传统空气系统的设定值。
2)正确地确定蒸发冷却的级数,合理控制送风除湿能力,以满足室内的相对湿度。
3)蒸发冷却空调系统的换气次数较大,空气品质好,合理的气流组织(如:下送风、置换通风等)会带来更舒适的空气环境。
4)蒸发冷却系统的室外空气采集口(进风口)是决定室内空气品质的重要因素。

3 设计参数的选择
1)室内空气设计干球温度一般可比传统空气温度舒适区高2~3℃,室内空气设计的相对湿度在允许范围内取较大的值,以合理的降低空调系统的换气次数。
2)蒸发冷却器的迎面风速一般采用2.2~2.8m/s,通常每平方米迎风面积按10000m³/h设计,即对应的额定迎面风速为2.7m/s。
3)为保障系统正常运行,蒸发冷却的循环水要进行连续或定时泄水排污,一般取设计泄水量等于蒸发量,实际运行可根据当地水质情况减少泄水量。
4)一、二次风量对比间接蒸发冷却器的效率影响较大,实践表明,二次风量为送风量的60%~80%之间时,换热效率较高,系统运行最经济,所以总进风量应考虑为送风量的1.6~1.8倍。目前工程中常用的二次风参数与一次风参数相同,但也可以考虑当室内回风焓值小于一次风焓值时用回风作为二次风,效果会更好。也就是二次进风口与回风管道相连,此时间接蒸发冷却器的总送风量就是实际的送风量。
5)蒸发冷却器的换热效率(蒸发冷却效率)取决于具体产品的性能。间接蒸发冷却器的换热效率一般为50%~80%。直接蒸发冷却器中金属填料的综合性能较好,换热效率一般为70%~90%。
6)不得按一般资料介绍的换气次数法确定系统送风量,其大小与建筑物性质、室外空气状态、舒适性空调、蒸发冷却空调机组处理空气的送风状态等因素相关,应根据热、湿平衡公式准确计算确定。
7)在餐厅、舞厅、会议厅等高密度人流场所等工程中,为了避免室内湿度过大,应采用多级蒸发冷却,降低送风的含湿量,增强送风的除湿能力,以便有效地降低室内相对湿度。

4 蒸发冷却空调系统设计同时要考虑地区的水资源条件,保证用水质量。系统设计时要明确定期对水质的管理和系统的维护以更好的控制蒸发冷却水系统的硬度,减少水垢的产生。

5.16 地板送风空调系统

5.16.2-2.jpg

5.16.3 地板送风空调房间和空调系统的夏季冷负荷可按5.2节的要求进行计算,并应满足下列要求:
1 应分析热源位置、对流热和辐射热成分,根据热力分层高度,分别计算以下3部位室内冷负荷:热力分层以下工作区冷负荷、热力分层以上非工作区冷负荷、架空地板和楼板传给地板静压箱的热量;
2 非工作区域内的对流热量不应计入工作区域内的空调冷负荷;
3 办公室内典型热源对流与辐射热量分配可参考表5.16.3;
4 工作区的热力分层高度根据人员的坐、站姿态确定,宜为1.2~1.8m;
5 应考虑架空地板、楼板传给地板静压箱的附加热量。

表5.16.3 办公室典型热源的对流与辐射热量比例
热源
辐射热(%)
对流热(%)
太阳直射(无内遮阳)
100
0
太阳辐射(有内遮阳)
60
37
荧光灯(悬挂在室内,无灯罩,无通风)
67
33
荧光灯(安装在顶棚内,有通风灯罩)
59
41
白炽灯
80
20
外墙传热
63
37
屋面传热
84
16
空气渗透
0
100
电脑
10~15
85~90
显示器
35~40
60~65
电脑和显示器
20~30
70~80
激光打印机
10~20
80~90
复印机
20~25
75~80
传真机
30~35
65~70
人体显热
40
60
注:1本表数值根据ASHRAE手册整理。
      2 所有的数值基于室温为24℃,当室温为27℃时,显热减少约20%,潜热值相应增加。

5.16.4 空调系统通过地板送风静压箱的送风有效距离不宜大于18m,其温升可参考表5.16.4或按0.1~0.3℃/m估算。

表5.16.4 地板送风静压箱送风距离与温升的关系(m)
系统配置参数
送风温度增加(℃)
0.6
1.1
1.7
2.2
2.8
3.3
风量增加率(%)
8
17
27
40
56
75
地毯布置状况
基本配置
6.4
6.1
10.7
9.8
14.3
13.4
17.7
16.8
21.3
20.1
25.6
23.5
地板静压箱高:457mm
7.6
7
12.8
11.6
16.8
16.5
22
20.7
外区单位围护结构长度送风量:21.7L/s/m
5.8
5.2
9.4
8.5
12.8
11.9
16.1
14.9
19.2
18
22.3
21.3
外区不单独送风(不分内外区)
4.9
4.3
7.9
7.3
10.7
10
13.4
12.8
内区单位地板面积送风量:5L/s/㎡
6.1
5.5
10
9.1
13.7
12.8
17.1
16.1
20.4
19.5
单位送风量:内区5L/s/m²、外区21.7L/s/m
5.5
4.9
8.8
8.2
11.9
11
14.9
14
18.3
17.1
送风温度12.8℃
16.2
12.8
24.7
21.3
楼板中等厚度
12.2
10.1
18.9
16.5
24.4
21.9
注:1表5.16.4中的数值来源某产品技术手册。
       2 表中系统配置参数列中“基本配置”参数为:
◆从地板送风口送入房间的空气温湿度为:15.6℃、80%RH;
◆楼板下空气温度:26.7℃;
◆人员工作区地毯表面温度:22.8℃;
◆架空地板名义高度:305mm,静压箱高度:273mm;
◆内部区域单位地板面积标准送风量:3.0(L/s)/m²;
◆单位外围护结构长度标准送风量:41.8(L/s)/m;
◆混凝土结构楼板厚度:152mm。
3 表中“系统配置参数”列中的其他栏为某项数据调整后的配置参数。
4 表中“内区”指需全年送冷区域,“外区”指夏季送冷冬季送热区域。

5.16.5 地板送风空调系统房间气流组织和送风量应按下列要求确定:
1 送风口的出口风速和送风温差、回风(排风)口布置、风速等要求见5.4节。
2 进入地板送风静压箱的空调送风温度宜为16~18℃,地板送风口的送风温度宜为17~18℃。
3 工作区域内头部到脚部的温差不宜大于3℃。
4 房间送风量应按以下公式确定:

5.16.5-1.jpg

式中  L——房间送风量(m³/h);
        Qgq——房间工作区全热冷负荷(W);
        Qgx——房间工作区显热冷负荷(W);
        ρ——空气平均密度(kg/m³),标准状态下取1.2kg/m³;
        C——空气定压比热,取C=1.01[kJ/(kg·℃)];
        hn——室内焓值(kJ/kg);
        ho——送风焓值(kJ/kg);
        tn——室内工作区设定平均温度(℃);
        to——送风温度(℃)。

5 房间回风温度应按下式确定:

5.16.5-2.jpg

式中  th——房间回风温度(℃);
        Qf——非工作区显热冷负荷(W)。
        其他符号同公式(5.16.5-1)。

6 当采用有压地板送风静压箱时,空调系统送风量应考虑静压箱漏风量,可取送风量的10%~30%。

5.16.6 送风地板静压箱应满足下列要求:
1 应符合建筑防火和架空地板的有关规定;
2 地板静压箱的高度应满足静压箱内系统装置最大部件的安装、空气流动和电气布线的要求,并应考虑建筑层高(使用净高)、经济性等因素;
3 有压地板送风静压箱应整体密封,以减少地板块之间及施工质量引起的空气渗漏;
4 应根据空调区域的划分,并考虑减少架空地板和楼板向地板静压箱传热形成的空调送风热衰减,合理确定地板送风静压箱的隔断设置与进风口设置。
注:1 地板送风静压箱的测试结果表明:高度为100mm时,静压箱内仍能够获得较好的气流分布。当电气布线与地板送风系统综合使用时,地板送风静压箱的典型高度为300~450mm。
       2 用于地板送风的架空地板根据用途一般分为以下3种:
◆有压地板送风静压箱:静压箱相对房间的正压值一般维持在12.5~25Pa,用于克服地板送风口的阻力;
◆无压(或零压)地板送风静压箱:静压箱维持与房间基本相同的压力值,地板送风口的阻力靠末端装置风机克服;
◆架空地板:作为空调风管与末端装置的布置空间。

5.16.7 地板送风装置的选型与布置,应符合下列规定:
1 为个人/岗位服务的送风口宜邻近使用人员布置;
2 应根据房间送风量、内外分区、工作岗位分布情况等确定地板送风口的数量和送风量;
3 应根据热力分层高度、有压地板送风静压箱的静压值(采用被动式送风口时),按产品提供的送风装置的性能参数选择;风速为0.25m/s的送风射流末端高度宜接近热力分层高度;
4 应根据房间热负荷分配状况、热舒适性和控制要求及地板送风口的特性等因素,经技术经济比较后选用地板送风装置形式,常用地板送风装置类型和特征见表5.16.7。

5.16.8 地板送风空调系统应合理分区,并应通过经济技术比较,采用合理的系统组合方式。
1 全年送冷的区域、送风装置常采用以下型式:
1)采用可调的被动式地板送风口,风口阻力由有压静压箱克服;
2)采用单风道型末端装置+被动式地板送风口;由全空气空气处理机组通过敷设在架空地板内的送风管道,向风口送风并提供压力;由单风道型末端装置调节送风量;
3)采用串联式风机动力型末端装置+被动式地板送风口;末端装置调节一次风风量,送入房间风量恒定;由末端装置风机克服地板送风口的阻力;

表5.16.7常用地板送风装置
分类
构造和特征
被动式
旋流型地板散流器
1空调送风呈旋流状射出,与工作区域的空气快速混合后达到散流器垂直射程  
2可通过旋转散流器,或打开散流器调节风量控制阀进行手动有限调节  
3 增加电控装置,通过风量控制阀可实现自动控制
可变面积地板散流器
1 空调送风通过地板上的方形条缝格栅以射流方式送出  
2 采用内部风阀调节散流器的可活动面积,当送风量减少时,其出风速度基本维持不变  
3 使用人员可调节格栅的方向来改变送风射流的方向  
4 送风量可由使用者控制,或通过区域温度控制器自动控制
条缝型地板格栅风口
1 送风的射流呈垂直面状,适于布置在外区靠近外窗处  
2 布置在外区时,为减少送风冷量损失,宜通过风管接入送风  
3 风口一般配有多叶调节风阀,可对风量进行一次性微调
主动式
地板送风单元
1 在单一地板块上安装多个射流型出风格栅  
2 可转动格栅调节出风方向  
3 风机送风量可通过改变风机转速控制
岗位/个人环境送风控制单元
1 有桌面送风柱、桌面下散流器、隔断散流器等形式  
2 可以调节送风方向,可以手动或自动调节风量
注:1 被动式地板送风装置:依靠有压静压箱内压力,将空气从静压箱送入空调房间的送风口。
       2 主动式地板送风装置:依靠所带风机将空气从无压静压箱送入空调房间的送风装置。
       3 送风口宜带有集尘装置。

4)采用主动式地板送风装置,风量调节一般由送风装置所带变速风机实现,并克服风口阻力。
2 夏季送冷冬季送热的区域,送风装置常采用以下型式:
1)当该区域采用被动式地板送风口时,应与全年送冷区域分别设置空调机组,冬季送热;
2)可采用带电加热器或热水盘管的风机动力型末端装置+被动式地板送风口;
3)冬季供热可采用风机盘管或散热器。
注:变风量末端装置的分类、选择,以及变风量系统的设计见5.11节。

5.17 温湿度独立控制空调系统


5.17.2 温湿度独立控制空调系统应根据工程所在的气候分区采取不同的形式。各城市的气候分区可参考表5.17.2和图5.17.2。

表5.17.2 部分城市所处气候分区
湿度分区
代表地区
最湿月平均含湿量
Ⅰ区—干燥地区
博克图、呼玛、海拉尔、满州里、克拉马依、乌鲁木齐、呼和浩特、大柴旦、大同、哈密、伊宁、西宁、兰州、阿坝、喀什、平凉、天水、拉萨、康定、酒泉、吐鲁番、银川
<12g/kg
Ⅱ区—潮湿地区
哈尔滨、长春、沈阳、太原、北京、天津、大连、石家庄、西安、济南、郑州、洛阳、徐州、南京、合肥、重庆、成都、贵阳、武汉、杭州、宁波、长沙、南昌、福州、广州、深圳、海口、南宁
>12g/kg

5.17.2_2.jpg
注:图中数据为最湿月的平均含湿量g/kg。

5.17.3 干燥地区(Ⅰ区)新风宜采用蒸发冷却进行降温(或降温加湿)处理,可按5.15节确定蒸发冷却方式。

5.17.4 潮湿地区(Ⅱ区)新风可采用冷却除湿、溶液除湿、转轮除湿和联合除湿等处理方式(典型系统的组成和新风状态变化过程见图5.17.4-1~图5.17.4-7),系统设计应符合下列要求:
1 新风宜采用排风热回收设施时行预冷(见图5.17.4-1和图5.17.4-2)。
2 新风采用冷却除湿时,当除湿后的新风送风温度偏低需要进行等湿再热时,应采用自身再热方式;当室内设置集中排风系统时,宜利用排风进行再热(见图5.17.4-2);当无排风热回收可利用时,可采用液体工质进行预冷和再热(见图5.17.4-3);不应采用热水、电加热等外部热源再热方式。
注:冷却除湿指利用低温冷水通过表冷器盘管,使空气温度降低到露点以下进行除湿。
3 采用溶液除湿时,可根据下列原则采取不同的除湿方式:
1)当有≥70℃的余热可利用时,宜采用余热驱动式溶液除湿方式,也可采用室内排风喷水冷却溶液除湿(见图5.17.4-4),和采用冷却塔的冷却水进行冷却除湿(见图5.17.4-5);余热驱动的溶液除湿方式,可采用分散除湿、集中再生的方式,将再生浓缩后的浓溶液分别输送到各台新风中(见图5.17.4-6);在新风除湿机与再生器之间常设置储液罐,可实现较高的能量蓄存功能,缓解再生器对于持续热源的需求;
2)当无可直接利用的热源时,可采用热泵驱动式溶液除湿方式(见图5.17.4-7)。
注:1热泵式溶液除湿新风机组的性能系数(新风获得冷量/压缩机和溶液泵耗电量)COP可超过5.0。例如在新风温度和相对湿度分别为36.0℃、68%(含湿量25.8g/kg)的高温高湿工况,以及30.0℃、65%(含湿量17.4g/kg)的一般工况,如室内排风为26.0℃、相对湿度60%(含湿量12.6g/kg),送风工况为17.3℃、74%或78%(9.1g/kg或9.6g/kg),则热泵式溶液除湿机组的COP分别为5.0和5.9。
2 采用排风喷水冷却除湿过程的溶液除湿机组的性能系数(新风获得冷量/再生加热量)COPr为1.2~1.5;采用冷却水冷却除湿过程的溶液除湿机组的COPr为0.8~0.95。溶液除湿系统的蓄能密度一般在500MJ/m³以上,蓄能密度随着储液罐的浓溶液与稀溶液之间的浓度差的增加而增大。

4 采用转轮除湿时,宜采用室内排风热回收对新风进行预冷(见图5.17.4-8)。

5.17.4-1_2.jpg
5.17.4-2_2.jpg
5.17.4-3_2.jpg
5.17.4-4_2.jpg
5.17.4-5_2.jpg
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5.17.4-7_2.jpg
5.17.4-8_2.jpg

5.17.5 新风量应按以下原则确定:
1 应满足卫生和除湿要求,按二者计算结果取较大值。
2 新风送风量和送风含湿量应按以下关系式确定:

5.17.5.jpg

式中do——新风送风的含湿量(g/kg);
      dn——室内设计含湿量(g/kg);
      D——室内总湿负荷(g/h);
      ρ——空气密度(kg/m³);
      L——新风送风量(m³/h)。

3 干燥地区(Ⅰ区)采用蒸发冷却方式处理新风时,宜充分利用新风冷量,适当增大新风量。
4 潮湿地区(Ⅱ区)可按满足卫生要求确定新风量;采用冷却除湿时,应校核冷源水温是否能满足要求,必要时可增大新风量。

5.17.6 新风送风气流组织和送风装置应符合下列要求:
1 采用排风全热热回收预冷装置的冷却除湿系统,如不采用再热且送风温度较低时,宜采用高诱导比低温送风口、塑料散流器等;
2 新风处理采用其他方式且送风温度接近室温时,宜采用置换通风、地板送风等下送风方式。

5.17.7 房间末端装置可采用辐射板(墙)、冷梁、风机盘管干工况运行等,供冷量应按下列要求确定:
1 新风送风温度低于室内温度时,末端装置供冷量应扣除新风所承担的房间显热负荷。
2 新风送风温度高于室内温度时,末端装置供冷量应增加新风带入的显热负荷。
3 末端装置采用辐射板时,供冷、供热量可按下式进行估算:

5.17.7-1.jpg

式中q——供热地板或供冷顶板表面总散热量(W/m²);
       θs.m——供热地板表面或供冷顶板表面温度(℃);
       θi——室内设计温度(℃)。

4 干工况风机盘管,单位风量的供冷量约在2.0~2.4W/(m³/h)。
5 采用干工况运行的风机盘管,其供冷能力可按正式进行估算:

5.17.7-5.jpg

式中 Qe.干工况——干工况供冷量(W);
        Qh.标准——标准供热工况时供热量(W);
        △tm.c——干工况供冷时风侧和水侧的逆流对数平均温差(℃);
        △tm.h.标准——标准供热工况时风侧和水侧的逆流对数平均温差(℃)。

注:1 风机盘管标准工况时冬季供热量和夏季供冷量采用的水流量相同,即在相同风量时,盘管传热系数和传热面积相同;因此同样可采用干工况显热交换的标准供热量,通过风侧和水侧的逆流对数平均温差的比值进行换热量的修正估算。
       2 当冷水温度为15~19℃时,风机盘管干工况供冷能力约为标准湿工况供冷能力的30%~45%。

5.17.8 冷源水温宜采用下列数值:
1 用于末端装置处理显热的冷水温度宜为15~19℃,应用于潮湿地区(Ⅱ区)的辐射板可干工况风机盘管的冷水温度应保证供冷表面的温度高于室内露点温度;
2 采用冷却除湿方式处理潜热的新风系统的低温冷水温度宜为5~7℃。

5.17.9 应优先采用自然冷源制取高温冷水:
1 Ⅰ区干燥地区可采用间接蒸发冷却冷水机组作为冷源,其原理见图5.17.9-1,机组设计出水温度见表5.17.9;
注:1 间接蒸发冷却冷水机组的出水温度低于室外湿球温度,可达到室外空气的湿球温度和露点温度的平均值。
       2 机组的性能系数COP可超过10,且室外越干燥,机组COP越高。

2 Ⅱ区潮湿地区有条件时,可采用地下水、土壤源等自然资源为房间末端装置提供夏季高温冷水,采用土壤源换热器的工作原理见图5.17.9-2。
注:1 10米以下的地下水水温一般接近当地的年平均温度,当使用地的年平均温度低于16℃时,可通过抽取深井水作为冷源,但利用过的地下水必须回灌。
       2 采用土壤源系统时,夏季很多时间可以直接利用土壤天然冷源得到15~19℃的高温冷水,而不必开启热泵;冬季则应利用热泵方式从地下埋管中进取热量,以保证土壤全年的热平衡。土壤源换热器可以为垂直埋管形式,也可以是水平埋管方式。当采用垂直埋管形式时,埋管深度一般在100m左右,管与管间距在5m左右。当采用大量垂直埋管时,夏季的冷却温度就不再与当地年平均气温有关,而是由冬夏的热量平衡和冬季取热蓄冷时的蓄冷温度决定。

5.17.9-1.jpg

表5.17.9 间接蒸发冷却冷水机组的设计出水温度
地点
夏季室外计算参数
间接蒸发冷却冷水机组的设计出水温度(℃)
地点
夏季室外计算参数
间接蒸发冷却冷水机组的设计出水温度(℃)
干球温度(℃)
湿球温度(℃)
露点温度(℃)
干球温度(℃)
湿球温度(℃)
露点温度(℃)
阿勒泰
30.6
18.7
12.6
15.7
吐鲁番
40.7
23.8
12.3
18.1
克拉玛依
34.9
19.1
9.4
14.3
哈密
35.8
20.2
11.3
15.8
伊宁
32.2
21.4
15.7
18.6
喀什
33.7
19.9
13.4
16.7
乌鲁木齐
34.1
18.5
7.5
13.0
和田
34.3
20.4
13.6
17.0

5.17.9-2.jpg

5.17.10 采用人工冷源时,对于采用冷冻除湿方式处理潜热负荷的温湿度独立控制空调系统,当建筑规模较小时,处理显热和潜热系统的冷源可合用,其冷水温度应按处理潜热系统的要求确定;当建筑规模较大时,宜设置高、低温冷水机组或双工况冷水机组,分别用于处理显热、潜热的空调系统。
注:采用电动制冷机组,当冷水的供水温度从常规空调系统的5~7℃提高到15~19℃时,制冷机组的COP约提高20%~35%。

5.17.11 潮湿地区(Ⅱ区)使用的辐射板或干式风机盘管的高温冷水系统,应对室内温湿度进行监测,并采取确保设备表面不结露的自动控制,有结露危险时(室内露点温度高于冷表面温度)可加大新风量,必要时关闭末端装置冷水阀。

6 空调系统的冷热源

6.1 冷热源方案与设备的选择

6.2 冷(热)源机房的设置原则

6.3 区域供冷

6.4 蓄冷蓄热系统的设计

主机和蓄冰装置均处在高温段,可兼顾制冷主机与蓄冰装置的效率。但供水温度较高,供回水温差较小,不能用于大温差和低温供水、低温送风空调系统。冷负荷的增减变化由制冷主机与蓄冰装置并联分担,温度控制及冷量分配需要有相对复杂的控制系统。
并联系统的供回水温差一般为5~6℃,在基载机组性能系数满足节能规范要求的情况下,也可为8℃。
2)串联系统——双工况主机与蓄冰装置串联布置,供水温度低,供回水温差大,适用于大温差、低温供水和低温送风空调系统。系统工作特性明确,系数参数不仅在设计工况时可以预计到,而且在任何部分负荷运行点上都可以预计到。控制简单,运行稳定,主机优先和融冰优先的控制策略较易实现。
①主机上游(见图6.4.7-2)——制冷机处于高温端,制冷效率高,而蓄冰装置处于低温端,充分利用了冰的低温能量,但融冰效率较低。适合融冰性能好、能满足设计要求的融冰出水温度和融冰速率的蓄冰装置。
6.4.7-2.jpg

②主机下游(见图6.4.7-3)——制冷机处于低温端,蒸发温度随之降低,因而影响制冷效率。一般每降低1℃蒸发温度,制冷量会衰减2%~3%。而蓄冰装置处于高温端,可取得较高的融冰速率,但其低温能量将被浪费。该系统适合融冰性能较差、出水温度不稳定的蓄冰装置。
6.4.7-3.jpg
6.4.8 蓄冷系统的负荷,应根据设计日逐时气象数据、建筑围护结构、人员、照明、内部设备以及工作制度,采用动态计算法逐时计算,绘制全日冷负荷曲线图,按正式计算确定设计日空调总冷量:
6.4.8-1.jpg

式中 Q——设计日空调总冷量,(kW·h)或(RT·h);
    qi——设计日i时刻冷负荷,(kW)或(RT);
     n——设计日空调系统运行小时数。
在方案设计或初步设计阶段,可采用系数法或平均法,根据峰值负荷估计日逐时冷负荷。

1 系数法:利用常规制冷估算负荷方法计算设计日峰值负荷,乘以不同功能建筑逐时冷负荷系数求得逐时冷负荷。
qi=k×qmax                           (6.4.8-2)
式中   k——逐时冷负荷系数,见表6.4.8;
    qmax——峰值小时冷负荷(kW)(RT)。

2 平均法:设计日总冷负荷量应按下式计算:
6.4.8-3.jpg
式中 Q——设计日总冷负荷,(kW·h)或(RT·h);
    qi——i时刻空调冷负荷(kW);
  qmax——峰值小时冷负荷(kW);
    qp——日平均冷负荷(kW);
     n——设计日空调系统运行小时数(h);
     m——平均负荷系数,等于日平均冷负荷与峰值小时冷负荷的比值,一般取0.75~0.85.

6.4.9 蓄冰装置容量,可按下列方法计算确定:
1 全蓄冰系统:
1)蓄冰装置容量:
Qs=ε×Q                           (6.4.9-1)
式中 Qs——蓄冰装置容量,(kW·h)或(RT·h);
     Q——设计日总冷负荷,(kW·h)或(RT·h);
    ε——蓄冰装置的实际放大系数,一般取1.03~0.15.

2)制冷机容量:
6.4.9-2.jpg

式中qc——空调工况制冷机制冷量,(kW)或(RT);
    Qs——蓄冰装置容量,(kW·h)或(RT·h);
    Cf——制冷机制冰工况系数,即制冰工况与空调工况制冷能力的比值,一般为0.6~0.75;应根据工程的使用条件,以产品生产厂商提供的参数为准;
    n2——制冷机制冰工况下的运行小时数(h),一般取所在城市低谷电价时数。

表6.4.8 逐时冷负荷系数k
时间
写字楼
宾馆
商场
餐厅
咖啡厅
夜总会
保龄球
1:00
0
0.16
0
0
0
0
0
2:00
0
0.16
0
0
0
0
0
3:00
0
0.25
0
0
0
0
0
4:00
0
0.25
0
0
0
0
0
5:00
0
0.25
0
0
0
0
0
6:00
0
0.5
0
0
0
0
0
7:00
0.31
0.59
0
0
0
0
0
8:00
0.43
0.67
0.40
0.34
0.32
0
0
9:00
0.70
0.67
0.50
0.40
0.37
0
0
10:00
0.89
0.75
0.76
0.54
0.48
0
0.30
11:00
0.91
0.84
0.80
0.72
0.70
0
0.38
12:00
0.86
0.90
0.88
0.91
0.86
0.40
0.48
13:00
0.86
1.00
0.94
1.00
0.97
0.40
0.62
14:00
0.89
1.00
0.96
0.98
1.00
0.40
0.76
15:00
1.00
0.92
1.00
0.86
1.00
0.41
0.80
16:00
1.00
0.84
0.86
0.72
0.96
0.47
0.84
17:00
0.90
0.84
0.85
0.62
0.87
0.60
0.84
18:00
0.57
0.74
0.80
0.61
0.81
0.76
0.86
19:00
0.31
0.74
0.64
0.65
0.75
0.89
0.93
20:00
0.22
0.50
0.50
0.69
0.65
1.00
1.00
21:00
0.18
0.50
0.40
0.61
0.45
0.92
0.98
22:00
0.18
0.33
0
0
0
0.87
0.85
23:00
0
0.16
0
0
0
0.78
0.48
24:00
0
0.16
0
0
0
0.71
0.30
注:1 摘自彦启森,赵庆珠编《冰蓄冷系统设计》。
    2 宾馆的夜间冷负荷系数取值时还应考虑客房部分空调负荷所占整个建筑物空调负荷的比例。

2 部分蓄冰系统:
1)制冷机容量:
6.4.9-3.jpg

式中 n1——白天制冷机在空调工况下的运行小时数(h);
其他符号同公式(6.4.9-2)。

2)蓄冰装置容量:
Qs=ε×n2×Cf×qc                  (6.4.9-4)

3 蓄冰系统的运行温度:根据双工况主机和蓄冰装置特性及蓄冰系统形式确定:
1)常温制冷供回水温度7℃/12℃,低温大温差供冷供回水温度3℃/13℃;
2)蓄冰装置:常规空调系统供水温度3~5℃,低温送风系统供水温度1~3℃;
3)双工况主机:制冰工况时制冷剂供回温度-5~-7℃/-1~-3℃,空调式况时制冷剂供回温度3~6℃/8~11℃。
以上温度参数确定后,需经蓄冰装置的蓄冰和融冰供冷特性曲线校核计算。由于双工况主机在蓄冰过程中其载冷剂的出液温度和机组的制冷量是一个逐渐降低和减少的过程,所以应复核这两个参数是否能满足蓄冰装置的需要。不能满足时,应调整蓄冰装置的换热面积或容量以保证空调系统的正常使用。这类复核计算,应在设计配合下,由产品生产厂或供应商完成。

4 不同形式的蓄冷装置,采用的压降值亦有不同,选择封装式蓄冷装置(冰球)时,压降值宜控制在25~50kPa,选择蛇形盘管; 蓄冷装置等其他形式的蓄冰装置,压降值宜控制在70~100kPa,最大不应超过120kPa,实际数值需经生产厂家校核。板式换热器的压降一般不大于100kPa。

6.4.10 蓄冷系统的控制应配置较完善的检测及自动控制装置,进行优化控制,解决各工况的转换操作、蓄冷系统供冷温度和空调供水的温度控制以及双工况主机制冷和蓄冷装置供冷负荷的合理分配。

6.4.11 部分负荷蓄冷系统的下列关键点,应设置自动检测与控制:
1 串联系统控制点,见图6.4.11-1。
6.4.11-1.jpg

1)主机蓄冰工况——V1、V3全闭,V2、V4全开,封装式蓄冰装置根据检测的进出口温差和流量等参数累计蓄冰量,盘管根据液位变化测定蓄冰量,蓄到预定值时停机;
2)主机单独供冷——V2全闭,V1、V3全开,根据T1恒定来控制主机能量调节;
3)蓄冷装置单独供冷——根据设定温度T1,调节V1、V2开度,改变进入冰槽载冷剂流量,控制融冰供冷量;
4)联合供冷——设定主机出口温度,控制主机供冷量;根据设定温度T1,调节V1、V2开度,改变进入冰槽载冷剂流量,控制融冰供冷量;
5)冷水供冷控制——以上2)、3)、4)工况,T2恒定,调节V3、V4开度,改变进入板式换热器的载冷剂流量;恒定负荷侧压差△P,改变冷水泵B的频率,以均衡负荷侧供冷量。

2 并联系统特点,见图6.4.11-2。
6.4.11-2.jpg
1)主机蓄冰工况——V1、V3、V4全闭,V2全开,BY2泵停,BY1泵开,冰槽液位测定蓄冰量或是由冰厚度传感器测定蓄冰量,蓄到预定值时停机;
2)主机单独供冷——V2、V3、V5全闭,V1、V4全开,BY2泵停,BY1泵开,根据T1恒定来控制主机能量调节;
3)蓄冰装置单独供冷——V1、V2、V4、V6全闭,V3、V5全开,BY1泵停,恒定T2,融冰乙二醇泵变频控制,改变进入冰槽载冷剂流量;
4)联合供冷——V1~V6,BY1、BY2全开,恒定T1,控制主机能量调节;恒定T2,融冰乙二醇泵变频控制,改变进入冰槽载冷剂流量;
5)冷水供冷控制——恒定负荷侧压差△P,改变冷水泵B频率,以均衡负荷侧供冷量。

6.4.12 载冷剂系统的设计,应注意下列事项:
1 设计中应明确规定载冷剂种类和浓度要求,乙二醇水溶液的质量比,宜取25%~30%(采用该载冷剂后双工况主机的制冷量一般下降约2%,板式换热器传热系数下降约10%)。计算载冷剂系统管道阻力和流量、乙二醇泵流量时,应按下列参数进行修正:
1)25%乙二醇水溶液(质量比),相变温度-10.7℃,在同样载冷量和温度条件下,所需流量约是水的1.08倍;管道阻力修正系数:5℃时为1.22倍,-5℃时为1.36倍;
2)30%乙二醇水溶液(质量比),相变温度-14.1℃,在同样载冷量和温度条件下,所需流量约是小的1.1倍。管道阻力修正系数:5℃时为1.257倍,-5℃时为1.386倍;

2 应确保系统的密闭性。
4 乙二醇与锌有化学反应,不应采用内侧镀锌的钢管及含锌材质的设备。

6.4.13 溶液膨胀及补液装置的容积和容量,应按下列规定计算确定:
1 对于无相变影响的内融冰、外融冰等系统的计算
1)闭式溶液膨胀装置的容积:
6.4.13-1.jpg

2)开式溶液膨胀装置的容积:
6.4.13-2.jpg
式中V——膨胀装置的有效容();
   Vs——在最低温度t1下,系统载冷剂的容量();
   P1——最低温度t1时,载冷剂的密度(kg/();
   P2——最高温度t2时,载冷剂的密度(kg/();
  α1——最低温度t1时,膨胀装置下部的剩余空间,一般α1=10%;
  α2——最高温度t2时,膨胀装置上部的气体空间,一般α2=20%。

2 系统补液装置的容量
冰蓄冷空调系统补液装置的容量可按常规系统的计算运行。系统补液量取系统水量的2%;补液泵流量取补液量的2.5~5倍,泵的扬程应附加30~50kPa,并设置用泵。

3 载冷剂储液箱的容量
载冷剂储液箱容量的选取,宜按系统储存0.5~1.0h的补水泵水量或2~3倍的系统膨胀的有效容积在大值进行计算。

6.4.15 确定水蓄冷的类型时,应充分考虑下列情况:
1 全负荷蓄冷的运行费用最省,但建设费用高,占地面积大,应有条件采用;
2 部分负荷蓄冷的建设费用比常规空调系统略高,运行费用相对较低,故应用较广泛;其中完全电力削峰蓄冷形式的单位体积蓄冷量的运行费用最低;
3 具有足够大的场地放置蓄水槽。

6.4.16 水蓄冷槽主要有以下几种形式,设计时应根据工程具体情况选择不同形式的蓄冷水槽。
1 温度自然分层式:利用水温在4℃以上时,水温升高密度减小,在0~4℃范围内,水温降低密度增大的原理,达到冷温水自然分层的目的。
在蓄冷罐中下部冷水与上部温水之间由于温差导热会形成温度过渡层即斜温层(见图6.4.16-1);
6.4.16-1.jpg

2 隔膜式:在蓄水罐内部安装一个活动的柔性隔膜或一个可移动的刚性隔板,来实现冷热水的分离。通常隔膜或隔板为水平布置。这样的蓄水罐可以不用散流器,但隔膜或隔板的初投资和运行维护费用与散流器相比并不占优势。隔膜式水蓄冷罐示意见图6.4.16-2。
6.4.16-2.jpg

3 迷宫式:采用隔板将蓄冷冷水槽分成很多个单元格,水流按照设计的路线依次流过每个单元格。迷宫法能较好地防止冷热水混合,但在蓄冷和放冷过程中有一个是热水从底部进口进入或冷水从顶部进口进入,这样易因浮力造成混合;另外,水的流速过高会导致扰动及冷热水混合;流速过低会在单元格中形成死区,减小蓄冷容量。迷宫式蓄冷罐示意见图6.4.16-3。
6.4.16-3.jpg

4 多槽式水蓄冷系统:冷水的热水分别储存在不同的罐中,以保证送至负荷侧的冷水温度维持不变。多个蓄水罐有不同的连接方式,一种是空罐方式,如图6.4.16-4(a)所示。它保持蓄水罐系统中总有一个罐在蓄冷或放冷循环开始时是空的。随着蓄冷或放冷的进行,各罐依次倒空。另一种连接方式是将多个罐串联连接或将一个蓄水罐分隔成几个相互连通的分格。如图6.4.16(b)所示,图中表示蓄冷时的水流方向。蓄冷时,冷水从第一个蓄水罐的底部入口进入罐中,顶部溢流的热水送至第二个罐的底部入口,依次类推,最终所有的罐中均为冷水;放冷时,水流动方向相反,冷水由每一个罐的底部流出。回流温水从最后一个罐的顶部送入。由于在所有的罐中均为温水在上,冷水在下,利用水温不同产生的密度差就可防止冷温水混合。多罐系统在运行时其个别蓄水罐可以从系统中分离出来进行检修维护,但系统的管路和控制较复杂,初投资和运行维护费用较高。
6.4.16-4(a).jpg

6.4.17 水蓄冷空调系统的设计,可按下列步骤进行:
1 设计者需掌握的基本资料:当地电价政策、建筑物的类型及使用功能、可利用空间(放置水蓄冷设备)等;
2 确定建筑物空调设计日空调逐时冷负荷及设计日总冷负荷;
3 根据工程项目的实际情况,确定蓄能类型和运行参数;
4 根据建筑物的具体条件,确定蓄冷水池的形状与大小;
5 确定制冷机组和蓄冷设备的容量;
6 确定蓄冷系统的运行模式与控制策略;
7 进行技术经济分析,计算出水蓄冷系统的投资回收期。

6.4.18 蓄冷水池的设计,应符合下列规定:
1 蓄冷水池宜采用分层法,也可采用多水槽法、隔膜法或迷宫法与折流法。采用分层法时,如条件允许,蓄冷水池应尽可能加深,水池中的水流布水器应设计合理,使供、回水在和放冷循环中在池内产生重力流,形成并保持一个斜温层,其厚度不宜大于0.5m。蓄冷水池的容积计算方法如下:
6.4.18.jpg

式中 V——蓄冷水池容积();
    Kd——冷损失附加率,一般取1.01~1.03;
    Qs——总蓄冷量(kW·h);
    η——水池容积率,一般取0.95;
     p——蓄冷水密度(kg/),取1000kg/
   △t——蓄冷水池进、出水温差,一般取6~10℃;
    Cp——水的定压比热[kJ/(kg·℃)]
        φ——蓄冷水槽完善度,考虑冷斜层和混合的影响,一般取0.85~0.90。

2 根据自然分层蓄冷水槽内的热力特性和蓄、放冷时蓄冷水槽内水的流态要求,蓄冷水槽内的温度以4℃较合适,因此时水的比重最大。为减少蓄冷水槽建设费用和提高蓄冷密度,在条件允许时,蓄冷水槽进、出水温差应尽量选取较大值。
3 充分利用工程项目的消防水池,将其改造成蓄冷水池,少占建筑面积和空间。蓄冷水池用于冬天蓄热时应另设置消防水池。
4 选择蓄冷槽材料需要考虑初投资、槽体泄漏的可能性、地下布置的可能性和现场条件等因素。常用的蓄冷槽可以是焊接钢槽、装配式预应力混凝土或现场浇筑混凝土槽。
5 温度自然分层水蓄冷罐一般有圆柱型和长方形两种。相同蓄水体积时圆柱型表面积与体积比量小,冷损失较少,投资较低。圆柱型蓄冷槽的高度直径比是设计时需要考虑的形状参数,一般通过技术经济比较来确定。斜温层的厚度与蓄冷槽的尺寸参数无关,提高高度直径之比能够减小斜温层在蓄冷槽中所占的份额,有利于提高蓄冷的效率,但这却双限制了布水器的长度,给布水器的设计增加了难度。由于立方体和长方体的蓄水槽建造方便,并且可以与建筑物结构相结合在一起,节省基建投资,因而了得到广泛的使用。
6 水蓄冷槽的绝热
在进行槽壁的绝热层厚度计算时,可取槽内水温为4℃,并要求绝热层表面温度不低于水槽周边空气的露点。
在进行绝热设计时要考虑蓄冷槽底部,槽壁的绝热。如果由底部传入的热量大于从侧壁导入的热量,则可能形成水温分布的逆转从而诱发对流,破环分层效果。对于露天布置的蓄冷槽,在绝热层外还需覆盖防潮层、防护层。为减少太阳辐射作用,防护层外还需施加带有反射效果的涂层。

6.4.19 冷水机组的容量,可按下列各式计算确定:
1 全负荷蓄冷方式:
6.4.19-1.jpg

式中 qc——冷水机组的制冷量(kW);
     Qc——设计日空调负荷总冷量(kW·h);
      K——冷损失附加率,取1.01~1.02;
     n2——晚间蓄冷运行时间(h)。

2 部分负荷蓄冷方式:
6.4.19-2.jpg

式中 n1——白天空调冷水机组运行时间(h)。

6.4.20 水蓄冷系统设备配置有:冷水机组在蓄冷水池下游的串联形式、冷水机组在蓄冷水池上游的串联形式及冷水机组与蓄冷水池并联三种形式。
当采用冷水机组在蓄冷水池下游的串联形式时,为了保证下游主机COP值,主机的进水温度不可太低,蓄冷罐的蓄冷温度就必须高于4运行时间(h),其蓄冷能力不能充分利用;当采用冷水机组在蓄冷水池上游的串联形式时,由于释冷是一个动态的过程,蓄冷罐的出水温度难以稳定在设计值,这会影响末端的空调效果,因此,一般不推荐使用串联形式,宜采用并联方式。
当采用冷水主机和水蓄冷罐并联形式时,若水槽的水位低于建筑物的高度,蓄冷罐内的水必须通过板式换热器与系统空调水换热释冷,见图6.4.20(a)。若水槽的水位高于建筑物的高度,可不设板式换热器,蓄冷罐内的水直接进入系统空调末端,见图6.4.20(b)。如果用户在蓄冷时段内有稳定的空调负荷,须另设基载主机。
6.4.20(a)(b).jpg

6.4.21 水蓄冷系统的自控,除应具备常规空调系统所有的技术条件外,还应满足以下要求:
1 水蓄冷系统应能进行下列五种工作模式:
1)蓄冷水槽蓄冷;
2)冷水机组供冷;
3)蓄冷水槽供冷;
4)冷水机组供冷+蓄冷水槽供冷;
5)冷水机组供冷+蓄冷水槽蓄冷。
自控装置必须满足以上工作模式的自动切换和相关设备的启停和阀门开关等控制。

2 根据空调负荷的变化,完成制冷机和蓄冷装置间的供冷负荷分配。

3 在水蓄冷控制系统中,采用的是标准温度传感器、压力传感器和流量计。在分层蓄冷槽中,用垂直排列的温度传感器或单独壳式安装的传感器来检测冷水与温水的水位,以确定当时的蓄冷存量和斜温层的厚度。一般情况下,选用传感器的数量不少于20个,不管水的总深度为多少,它对蓄冷存量的检测精度可达5%。传感器也可按高度方法布置,距离应根据检测的精度要求确定。
水位传感器用于检测系统的容积,并在需要补水时发出信号。
未被换热器隔离的非加压水槽需要在槽的入口和出口处设压力保持阀,以将水槽的静压与冷水输配系统的剩余部分隔离开。
多槽系统需要相对复杂的阀门与控制器,使水流在适当的槽中流动,并将热水与冷水相互分离。

4 补水应该从上部布水器或其他途经引入,以不干扰斜温层为原则。

5 槽内冷水的停用时间不应无谓延长,对体积较小的水槽尤应如此。

6.4.22 电水蓄热的设计,应符合下列规定:
1 全负荷或蓄热适用于全天热负荷较小的建筑物和峰谷电价差较大的地区;利用夜间低谷电进行蓄热,日间用电高峰和平段时间不启用电锅炉,建筑物所需负荷全部由蓄热装置提供;
2 部分负荷蓄热是利用夜间低谷电进行蓄热,日间的空调负荷由蓄热装置和电热锅炉共同承担。但根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005第5.4.2条的规定“夜间可利用低谷电进行蓄热、且蓄热式电锅炉不在日间用电高峰和平段时间启用的建筑”可采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源。因此,部分负荷蓄热目前在国内仅能使用在低谷时间没有热负荷要求,在高峰和平峰段才有热负荷要求的项目中。消防水池不得用于电热。

6.4.23 不同的蓄热温度适用于不同的供热对象,一般可按表6.4.23选择确定。

6.4.23 蓄热系统的分类
系统分类
定义
特点
适用范围
常压蓄热
蓄热温度低于常压下水的沸点温度,一般为90~95℃
1 控制和保护系统要求较低;  
2 蓄热装置在常压下工作,蓄热装置加工要求一般;  
3 蓄热和供热温差有限,运行费用较高;  
4 单位体积蓄热量较小,蓄热装置体积较大
一般用于采暖和空调系统
高温蓄热
蓄热温度高于常压下水的沸点温度,一般为120~140℃
1 可以供应温度较高的热水,能满足不同功能的需要,特别是对开端为散热器的采暖系统更为可行;  
2 单位体积蓄热量较大,减小储热罐的体积,降低储热系统的占地面积;  
3 降低水泵等设备及管道投资,降低运行费用;  
4 安全保护和自动控制系统复杂
一般用于采暖和空调系统
注:常压蓄热系统用于生活热水时,蓄热温度可为65℃。

6.4.24 电锅炉的选择,必须符合《工业锅炉通用技术条件》JB/T10094-2002的要求,确保安全、经济和合理;电锅炉的平均运行热效率不应低于97%。
多台电锅炉总功率:
6.4.24.jpg

式中 N——电锅炉总功率(kW);
    Q1——用电高峰和平段时的总热负荷,一般采用热负荷乘以供热时间(kW·h);
    Q2——谷时的总热负荷,一般采用热负荷乘以供热时间(kW·h);
   η1——当地的低谷电时间(h);
     k——热损失附加率,一般取1.05~1.10;
    η——电锅炉的热效率。

6.4.25 蓄热装置的有效容积应按下列公式计算:
6.4.25-1.jpg

式中 V——蓄热装置的有效面积();
    △T——蓄热温差(℃);可按照表6.4.25取值;
蓄热装置的设计容积计算:
V′=V×φ                       (6.4.25-2)
式中  φ——有效容积的放大系数,1.05~1.10。

表6.4.25 蓄热温差
用途
蓄热温度(℃)
二次供回水温度(℃)
一次供回水温度(℃)
蓄热温差(℃)
空调系统
90
60/50
90/55
35
130
60/50
130/55
75
散热器采暖系统
130
95/70
130/75
55

6.4.26 蓄热装置的设计应考虑温水混合、死水空间和储存效率等问题,蓄热装置的热量利用率不宜低于90%。蓄热装置的形式有:迷宫式、隔膜式、多槽式和温度分层式等,其中温度分层式是最常用的方式。
温度分层式蓄热装置是根据水在不同的温度下具有不同的密度、会产生不同浮力的原理,使冷热水自行分离的系统。它主要有三种形式:无隔板式温度分层、水平分隔式温度分层和管道垂直分隔槽式。
蓄热装置布水器的设计可参见水蓄冷的相关内容。

6.4.27 蓄热系统与用热系统一般应通过换热器进行隔离,换热器宜采用板式的。板式换热器的换热量,宜取采暖或空调尖峰热负荷,热水二次侧(末端侧)供回水温度根据系统需求选取,热水一次侧(蓄热侧)供回水温度选取见表6.4.25。

6.4.28 蓄热循环水泵的选择,应符合下列要求:
1 蓄热循环水泵选用时应特别注意水泵的工作温度,采用专门的热水泵;
2 在满足加热需要的前提下,宜降低系统的内循环量,如将水一次加热到设计温度,以减少水泵能耗;
3 在高温蓄热系统中,应采取防止水泵因入口温度过高而产生汽化的技术措施;
4 电蓄热系统应采用水泵变频技术。

6.4.29 电水蓄热系统的选择,应考虑下列原则:
1 并联的电水蓄热系统,因投资较高、控制较复杂、热效率低,而较少使用;
2 电锅炉在下游的串联电水蓄热系统(图6.4.29),因蓄热装置的斜温层区域的温水能由电锅炉的再加热而获得较高的热效率;并可采用大温差蓄热、供热,减少水泵及配件投资,降低了运行费用。
6.4.29.jpg
6.4.30 自控系统应保证蓄热系统安全、可靠、高效运行。
1 电锅炉应设置超温、超压、缺水、过流、短路、漏电、过电压和缺相等多种保护。
2 电锅炉应设置电热元件分组投入运行和退出的自行控制装置。
3 电锅炉应设置负荷自动调节装置,根据负荷变化自动减少或增加输入功率。
4 电蓄热系统应具备调节供水温度和蓄热温度的功能。

6.4.31 设计电水蓄热系统时,应注意下列事项:
1 蓄热温度高于沸点温度的高温蓄热装置应符合《压力容器安全技术监察规程》,系统应有多重保护措施;
2 蓄热装置不应与消防水池合用;
3 蓄热装置宜采用钢制,形式可以因地制宜采用矩形或圆形,有卧室或立式,并设置有一定的高度以利于温度分层;
4 在满足用热要求的前提下,宜降低蓄热或供热温度,以减少热损失;
5 电蓄热系统中的设备及管道保温应确保完好、严密,以减少热损失;
6 开式系统的蓄热温度应低于95℃,以免发生汽化;
7 开式系统的蓄热罐应设置通向室外安全地区的透汽管,以避免蒸汽在机房内弥漫;
8 蓄热装置绝热可参照本措施每10章的表10.4.11选用。

6.5 溴化锂吸收式制冷

式中  V——室外贮油罐的容量();
      G——直燃机房最大日耗测量(t/d);
      P——燃油的密度(t/);
      A——燃油的储存天数:火车及船运输取20~30d;汽车运输取5~10d;油管输送取3~5d。

2 室外贮油罐可以直埋或放置于室外地下油罐室。当放置于室外地下油罐室时,应设检查井,供布置泄油、排污、各种阀门及部件等。
3 地下直埋油罐宜采用双层壳体的油罐,并应设置阳极保护装置作为防腐措施。
4 输油泵不应少于2台(一用一备)。其流量不应小于直燃机房最大计算耗油量的110%;泵的扬程由输油管线总阻力和室外贮油罐与室内日用油箱的液位差组成,并附加10%的裕量。输油泵宜采用自吸式离心泵或齿轮泵。
5 输油泵进口母管上应设置油过滤器2个(一用一备)。油过滤器的网孔宜为8~12目/cm(齿轮泵为16~32目/cm),流通面积宜为油管的8~10倍。
6 室外贮油罐到输油泵房之间的管沟,应有防止油品流散和水灾蔓延的隔绝措施。
7 直燃机房的室内日用油箱应布置在专用房间,且应设防火墙和甲级防火门;油箱的设置高度应保证燃烧器的供油泵有足够的灌注压头,最低油位高于燃烧器油泵的的轴线高度。油箱严禁设置在直燃机上方。
8 室内日用油箱、室外贮油罐、非自吸式离心油泵三者的安装高度应保持:室内日用油箱高于室外贮油罐,油罐高于油泵。当油泵是自吸式离心油泵或齿轮油泵时,油泵可高于室外贮油罐,但其高度应小于油泵的吸上高度。
9 室内日用油箱容积不应大于1
10 室内日用油箱应采用钢制焊接闭式油箱,油箱上部应设直通室外的阻火通气管,通气管出口处应有可靠的防静电接地措施和设DN50阻火呼吸阀。排气口应设在室外,应高出屋面1m,与门窗的距离不得小于4m。
11 油箱宜采用可就地显示和远控联锁的电子式液位计,不得采用玻璃管液位计。
12 油箱进油管宜装防爆型自动启闭阀,并和油箱液位计联锁。
13 油箱的进油管和回油管宜从顶部插入,出口均应位于油箱液位以下(距油箱底部200mm左右)。
14 油箱底部应设紧急排空阀,排空阀应设在安全和便于操作处。泄油管可按到贮油罐或事故泄油坑。当油箱底部低于室外贮油罐或事故泄油坑时,泄油系统应设防爆型自动启闭阀门和防爆型泄油泵,且能就地启动和在防灾中心遥控启动。
15 燃烧器入口处设细过滤器,网孔不宜小于20目/cm,流通面积宜为油管的2倍。
16 输油管道宜采用地上敷设,当采用地沟敷设时,在地沟进建筑物的连接处应用耐火材料隔断。

6.5.8 直燃机房的燃气系统原理图,见图6.5.8。
6.5.8.jpg

6.5.9 直燃机房中的燃气系统设计,应满足以下要求:
1 燃烧器前的供气压力应按产品制造厂家提供的要求确定,一般供气压力为10~35kPa。
2 室内燃气管道宜采用无缝钢管焊接,管道与设备、阀件、仪表等宜采用法兰连接。
3 室内燃气管道宜明装。

4 阀门的设置:
1)应在安全和便于操作的地点设置引入管和总快速切断阀(电磁阀);
2)每台机组的燃气干管上,均应设关闭阀和快速切断阀;
3)每个燃烧器前的供气支管上应装设手动关闭阀,阀后应串联装设两个电磁阀;
4)点火用的燃气管道上,宜从本台机组的供气干管上的关闭阀后或燃烧器前的关闭阀前引出,并应在其管道上装设手动关闭阀,阀后串联装设两个电磁阀。

5 燃气管道上装设的放散管,应引至室外,其排出口应高出屋脊2m以上,与门窗的距离不应小于3.5m,应有防雨设施,并确保不周围环境造成影响。
6 直燃机房的燃气计量装置宜单机配置,宜集中布置通风良好的煤气表间内。

6.5.10 溴化锂吸收式制冷机房宜设贮液器,其容积应按贮存制冷系统中的全部溴化锂溶液量计算。安装时,贮液器的液位不高于设备放液口4~4.5m。采用铬酸盐作缓蚀剂的溴化锂溶液不应直接排入下水道。

6.5.11 溴化锂吸收式机组的冷却水、补充水的水质要求应符合6.6节的有关规定。

6.6 冷却水系统


1 进水管采用浮球阀时,不宜少于两个,且进水标高应一致;
2 冷却水泵吸水口应设喇叭口;喇叭口下边缘距池底的净距,不应小于0.8倍吸水管管径,且不应小于0.1m;喇叭口边缘与水箱壁的净距不宜小于1.5倍吸水管管径;
3 水池最低水位高于吸水管喇叭口不宜小于0.5m;
4 应采取以下防止冷却水落入水箱产生大量气泡和避免水泵吸入空气的措施:
1)冷却水进水管应插入水箱下部最低水位线以下;
2)宜尽量增大冷却水进水管和冷却水泵吸水口之间距离;
3)冷却水进水管和冷却水泵吸水口之间宜设置挡水板,挡水板上边缘宜调出最低水位线0.5m以上,挡水板下边缘不应低于吸水喇叭口下边缘。

6.6.8 冷却塔的选用和设置,应符合下列要求:
1 冷却塔的出口水温、进出口水温差和循环水量,在夏季空气调节室外计算湿球温度条件下,应满足冷水机组的要求;当工程实际参数与冷却塔名义工况不同时,应对其名义工况下的冷却水量时行修正。
2 对进口水压有要求的冷却塔的台数,宜与冷却水泵台数相对应;横流式冷却塔,可合用一组冷却塔。
3 冷却塔的设置位置应通风良好;当冷却塔设在地下或用围墙、顶板等遮挡时,宜采用能将高温气流送至远离冷却塔进风处的塔型,并应配合生产厂进行冷却塔气流组织计算,避免热空气回流、确保足够的进风面积。
4 冷却塔应远离厨房排风等高温或有害气体,并应避免飘水对周围环境影响。
5 选用的冷却塔噪声应符合第9章的规定。
6 冷却塔的噪声对环境的影响,应符合国家现行《声环境质量标准》GB3096规定的城市各类区域或环境噪声标准值的要求。冷却塔的空间衰减,可按距离每增大1倍噪声值衰减5dB计算。多台冷却塔声源的合成声压级,应按对数进行计算。

7 经合理确定冷却塔位置后,设计和选用的低噪声冷却塔仍不能满足要求时,可采取以下消声、隔声措施:
1)采用变频调速风机满足夜间环境的低噪声要求;
2)改变水池结构型式或水面材料降低落水噪声;
3)在冷却塔的进、排风口外设消声装置降低风机和落水噪声;
4)设置隔声屏障等。
8 冷却塔应采用阻燃型材料制作,并应符合防水要求。

6.6.9 当多台开式冷却塔采用共用集管并联运行时,其接管应符合下列要求:
1 不设集水箱时,为避免在运行过程中各冷却塔出现超量补水或溢水现象,应采取下列措施:
1)应使各台冷却塔和水泵之间管段的压力损失大致相同,共用集管不宜变径;
2)各冷却塔集水盘之间应设置连通管,或在各冷却塔底部设置公用集水盘(槽);
3)冷却塔连接的连通管管口内底宜与冷却塔集水盘底相平,管径不应小于单台冷却塔出水管管径,当连接的冷却塔台数超过4台时,总连通管管径宜适当放大;
4)当无集水箱或公用集水盘(槽),冷却塔的出水管上应设置与对应冷却水泵连锁开闭的电动阀。
2 冷却塔进水管上,进水口有余压要求的冷却塔应设置电动阀,进水口无余压要求的横流塔等宜设置电动阀,电动阀应与对应的冷却水泵联锁。

6.6.10 冷却水系统应采取下列防冻、保温、隔热措施:
1 有冻结危险的地区,冬季不使用的冷却水系统,应设置将冷却塔集水盘及设于屋面的补水管、冷却水供回水管内水泄空的装置。
2 有冻结危险的地区,冬季运行的冷却水系统,不宜在室外补水。
3 有冻结危险的地区。冬季运行的冷却塔应采用以下防冻、保温措施:
1)宜单独设置,且应采用防冻型冷却塔;
2)设在屋面及不采暖房间的补水管、冷却水供回水管应保温并做伴热,存水的冷却塔底盘也应设置伴热设施。
4 设于室外阳面的冷却水管可考虑受太阳照射产生温升的管道长度等因素做隔热处理;
冬季不使用的冷却水系统,设于室外背阴面或室内的冷却水管可不做隔热层。

6.6.11 冷却水管路和流速宜按表6.6.11确定。

表6.6.11 冷却水管路流速
管道类型
管径DN(mm)
流速(m/s)
备注
水泵出水管
≤250
1.2~1.5
管径小时宜取下限流速,管径大时宜取上限流速
>250
1.5~2.0
水泵吸水管
接集水管
≤100
0.6~0.8
>100
0.8~1.2
接循环干管
≤250
1.0~1.2
>250
1.5~2.0
循环干管
≤250
1.5~2.0
>250~500
2.0~2.5
>500
2.5~3.0

6.6.12 冷却水补水管设置应符合下列规定:
1 设置集水箱的冷却水系统,宜在冷却水箱处补水、泄水、溢水;不设集水箱的冷却水系统,应在冷却塔处补水、泄水、溢水;
2 应设置自动补水水管和手动补水管,并应符合下列要求:
1)自动补水管应能自动控制集水箱或冷却塔底盘最低水位;
2)自动补水管管径应按补水量确定,管中流速可参考表6.6.12取值;
3)手动补水管应设置在集水箱或冷却塔底盘最高水位以上,集水箱的手动补水管管径宜比自动补水管管径大2号。

表6.6.12 给水管道的水流速度
公称直径DN(mm)
25~40
50~70
≥80
水流速度(m/s)
≤1.2
≤1.5
≤1.8

6.6.13 开式冷却水系统补水量占系统循环水量的百分数,可如下计算确定:
1 蒸发损失,夏季可近似按每1℃水温降为0.16%估算;
2 漂溢损失,宜按生产厂提供数据确定,无资料时可取0.2%~0.3%;
3 排污、漏水损失、宜根据补水水质、冷却水浓缩倍数要求,飘逸损失量等经计算确定,估算时可取0.3%;
4 在冷却水湿降为5℃时,其补水量可近似取系统循环水量的1.5%。

6.6.14 冷却水的水质可参考表6.6.14,且应符合有关产品对水质的要求,应按下列要求设计:

表6.6.14 冷水机组冷却水水质标准
  
指标
  
pH(25℃)
电导率(μS/cm)
氯化物CI-
(mgCI-/L)
硫酸根SO42-
(mgCaSO42-/L)
酸消耗量(pH4.8
(mgCaCO3/L)
补水标准值
6.5~8.0
<800
<200
<200
<100
指标
总硬度(mgCaCO3/L)
Fe(mgFe/L)
硫离子S2-
(mg S2-/L)
铵离子NH4+
(mgNH4+/L)
融解硅酸SiO2
(mg SiO2/L)
补水标准值
<200
<1.0
不得检出
<1.0
<50
注:摘自《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷(温)水机组》GB/T18431-2001。

1 应采取稳定冷却水系统水质的有效水处理措施;
2 水泵或冷水机组的入口管道上应设置过滤器或除污器;
3 冷却水补水可采用市政自来水,当中水水质和水量能满足要求时,也可以采用中水。

6.6.15 对冬季存在较大供冷需求的建筑物内区等场所,当利用新风做冷源不能满足供冷要求,采用分区两管制或四管制水系统冬季供冷时,宜利用冷却塔提供空调冷水,并应按下列要求进行设计:
1 寒冷和严寒地区应采取防冻措施,见6.6.10条;
2 应综合以下因素,确定冷却塔供冷系统的各项参数和设备规格:
1)末端盘管的供冷能力,应在所能获得的空调冷水的最高计算供水温度和供回水温差条件下,满足冬季冷负荷需求;宜尽可能提高计算供水温度,延长利用冷却塔供冷时间;
2)应根据冷负荷需求、空调冷水计算温度、冷却塔在冬季室外气象参数下的冷却能力(由生产厂提供或参考有关资料)、换热器的换热温差,计算确定冷却塔的最高计算供冷水温和温差及冬季供冷冷却塔的台数;
3)开式冷却塔应设置板式换热器,换热温差可取1~2℃;闭式冷却塔可直接供水;
4)冬季供冷的空调冷水循环泵、板式换热器、冷源水(冷却水)循环泵等设备的规格、台数,应与冬季供冷工况相匹配。

6.7 换热器的选择与设置

6.8 换热站的工艺设计

6.9 采暖空调循环水系统的补水、定压、膨胀


6.9.5 闭式循环水系统的定压和膨胀应按下列原则设计:
1 定压点宜设在循环水泵的吸入侧,定压点最低压力应符合下列要求:
1)循环水温度60℃≤t≤95℃的水系统,可取系统最高点的压力高于大气压力10kPa;
2)循环水温度t≤60℃的水系统,可取系统最高点的压力高于大气压力5kPa。

2 系统的膨胀水量应能够回收。

3 膨胀管上不得设阀门,膨胀管的公称直径可参照表6.9.5确定。

表6.9.5 膨胀管管径
系统膨胀水量Vp(L)
空调冷水
<150
150~290
291~580
>580
空调热水或采暖水
<600
600~3000
3001~5000
>5000
膨胀管的公称直径(mm)
25
40
50
70
注:系统膨胀量Vp按公式(6.9.6-2)计算。

6.9.6 设置高位膨胀水箱的定夺补水系统如图6.9.6所示,且应符合下列要求:
1 膨胀水箱最低水位应满足6.9.5条的要求。

2 膨胀水箱容积应按下式计算:
V≥Vmin=Vt+Vp                 (6.9.6-1)
式中   V——水箱的实际有效容积(L);
    Vmin——水箱的最小有效容积(L);
      Vt——水箱的调节容积(L),不应小于3min平时运行的补水泵流量,且应保证水箱调节水位高差不小于200mm;
      Vp——系统最大膨胀水量(L),按公式(6.9.6-2)确定。

3 循环水系统的膨胀水量Vp应按公式(6.9.6-2)确定;常用系统单位水容量的最大膨胀量可参考表6.9.6-1估算;两管制空调系统热水和冷水使用膨胀水箱时,应取其较大值。
6.9.6-2.jpg
式中 P1、P2——水受热膨胀前、后的密度(kg/),可按表6.9.6-2确定;
         Vc——系统水容量(m³)。
表6.9.6-1 常用系统单位水容量的最大膨胀量
系统类型
空调冷水
空调热水
采暖水
供/回水温度(℃)
7/12
60/50
85/60
95/70
膨胀量(L/
4.46
15.96
26.64
33.62
注:系统供回水温度按平均水温计;采暖和空调热水加热前水温按5℃计,空调冷水受热后按30℃计。

表6.9.6-2 一个大气压水的密度
水温(℃)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
密度p(kg/)
1000
999.7
999.1
998.2
997.1
995.7
994.1
992.2
990.2
988.1
水温(℃)
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
密度p(kg/)
985.7
983.2
980.6
977.8
974.9
971.8
968.7
965.3
961.9
958.4

6.9.6.jpg

6.9.7 设置气压罐定压但不容纳膨胀水量的补水系统,可参照图6.9.7设置,且应符合下列要求:
1 气压罐容积应按下式确定:
6.9.7(公式).jpg
式中   V——气压罐实际总容积(L);
    Vmin——气压罐最小容积(L);
      Vt——调节容积(L),应不小于3min平时运行的补水泵流量(当采用变频泵时,上述补水泵流量可按额定转速时补水泵流量的1/3~1/4确定);
      β——容积附加系数,隔膜式气压罐取1.05;
     αs——压力比, 6.9.7(分数).jpg
P1和P2为补水泵启动压力和停泵压力(表压kPa),应综合考虑气压罐容积和系统的最高运行工作压力的因素取值,宜取0.65~0.85.
2 气压罐工作压力值(表压kPa)应如下确定:
1)安全阀开启压力P4,不得使系统内管网和设备承受压力超过其允许工作压力;
2)膨胀水量开始流回补水箱时电磁阀的开启压力P3,宜取P3=0.9P4;
3)补水泵启动压力P1(表压kPa),应满足6.9.5条定压点的最低压力要求,并福利10kPa的裕量;
4)补水泵停泵压力P2,也为膨胀水量停止流回补水箱时电磁阀的关闭压力,宜取P2=0.9P3;
5)补水泵启动压力P1和停泵压力P2的设计压力比α1宜满足第1款的规定。
注:计算例题见附录C。
6.9.7.jpg

6.9.8 设置隔膜式气压罐定压且容纳膨胀水量的补水系统,应符合下列要求:
1 容纳膨胀水量的气压罐容积应如下确定:
6.9.8(公式).jpg
式中     Vz——气压罐实际总容积(L);
      Vzmin——气压罐最小总容积(L);
      Vxmin——气压罐应吸纳的最小容积(L),同公式(6.9.6-1)中Vmin
         Po——无水时气压罐的起始充气压力(表压kPa);
      P2max——气压罐正常运行的最高压力(表压kPa),即最高水温时的停泵压力。

2 气压罐工作压力值应如下确定:
1)充气压力Po,应满足6.9.5条定压点的最低压力要求;
2)安全阀开启压力P3,不得使系统内管网和设备承受压力超过其允许工作压力;
3)正常运行时最高压力P2max,宜取P2max=0.9P3;
4)不同温度时补水泵泊开启压力P1和停泵压力P2,可参考附录C确定。

6.9.9 补水的水质和水处理,应符合下列要求:
1 热水锅炉的补水水质和水处理方法应符合8.6节的有关要求。

2 换热器供暖水系统被加热循环水补给水的水质及水处理设施的选择就根据用热设备和用户的使用要求,并按下列原则确定:
1)水质标准见本措施的第2.10.1条;
2)补给水应进行软化处理;
3)当用热设备或对循环水的含氧量要求严格时,补给水应设置除氧设施;
4)循环水泵和补水泵入口就能设置过滤器。

3 溴化锂吸收式冷(温)水机组的补水水质应符合表6.9.9的规定。
4 仅作为夏季供冷用的空调水系统,补水可不进行软化处理。
5 化学软化水设备的选择设置可参考8.6.3条4款的有关要求。

表6.9.9 溴化锂吸收式冷(温)水机组的补水水质标准
  
指标
  
pH(25℃)
电导率
(μS/cm)
氯化物CI-
(mgCI-/L)
硫酸根SO42-
(mgCaSO42-/L)
酸消耗量pH4.8
(mgCaCO3/L)
补水标准值
6.0~8.0
<200
<50
<50
<50
指标
总硬度
(mgCaCO3/L)
Fe(mgFe/L)
硫离子S2-
(mg S2-/L)
铵离子NH4+(mgNH4+/L)
融解硅酸SiO[sub]2[/sub
(mgSiO2/L)
补水标准值
<50
<0.3
不得检出
<0.2
<30
注:摘自《蒸汽和热水型溴化锂吸收式(温)水机组》GB/T18431-2001。

6.9.10 补水箱或软水箱的容积应按下列原则确定:
1 水源或软水能够连续供给系统补水量时,水箱补水贮水容积Vb可取30~60min的补水泵流量,系统较小时取较大值;
2 当膨胀水量回收到补水箱时,水箱的上部应留有相当于系统最大膨胀量Vp的泄压排水容积,见图6.9.7。


7 热泵系统

7.1 空气源热泵系统

7.2 地下水地源热泵系统

式中 Q——板式热交换器需要提供的冷(热)量(kW);
   △t——地下水的设计温升或温降(℃)。
水泵扬程应取管路、管件、板式换热器、热泵机组的蒸发器或冷凝器(选取较大值)的阻力之和。

10 板式换热器和热泵机组的热交换温差应由机组运行参数和经济比较确定,一般可取2℃对数温差。

7.3 地表水地源热泵系统

7.4 海水源热泵系统

7.5 地埋管地源热泵系统

7.5.3-2.jpg
13 水平地埋管换热器可不设坡度敷设。最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4m,且距地面不宜小于0.8m。单层管最佳埋设深度为1.2~2.0m,双层管为1.6~2.4m。

14 水平地理管的埋设视岩土情况,可采用挖沟或大面积开挖方法,可借助水利工程相关施工机械如开渠机等。水平地埋管换热铺设及回填应符合现行国家标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规范》CJJ101的要求。

15 竖直进管一般有单U形管、双U形管、W形管、套管式管等多种形式,按埋设深度不同可分为浅埋(≤30m)、中埋(31~80m)和深埋(>80m)。竖直埋管的埋设深度应根据工程场地地质情况埋管区域大小、投资及使用的钻机和施工条件, 进行综合考虑。

16 竖直埋管换热器埋管深度宜大于20m, 钻孔孔径宜大干0.11m,为满足换热需要, 钻孔间距应通过计算确定,一般宜为3~6m。水平环路集管距地面不宜小于1.5m, 旦应在冻土层以下0.6m。

17 套管式换热器的外管直径一般为100~200mm, 内管为φ15~φ25mm, 其换热效率较U形管提高30%左右。但套管式换热器随着管长和流量的增加. 其热短路现象较明显. 因此仅适用于深度≤30m的竖直浅埋管。

18 钻孔钻好且孔壁固化后应立即进行U形管的安装, 当钻孔孔壁存在洞穴、孔洞或不牢固时,应设护壁套管。下管一般采用人工下管与机械下管相结合的方式, U形管内应充满水, 并宜采取措施将U形管两分支管分开, 以提高热交换效果。

19 U形管安装完毕后, 应立即灌浆回填封孔。灌浆回填料应根据地质特征确定回填料配方, 回填料的导热系数不宜低于钻孔外岩土体的导热系数。竖直地埋管濯浆回填料一般采用膨润土和细砂〔或水泥〕的混合浆或专用配方灌浆材料,当地埋管换热器设在坚硬的岩土体中时, 灌浆回填宜采用水泥基料。

20  地埋管换热器系统环路可根据钴孔深度, 管道敷设位置、初投资和施工工期等因素的综合比较,采取串联或并联方式。一般来说, 中、深埋管采用并联方式居多, 浅埋管则大多采用串联方式。

21 为确保地埋管换热器及时排气和强化换热,地埋管换热器内流体应保持紊流状态、单U形管不宜小于0.6m/s,双U形管不宜小于0.4m/s,水平环路集管应敷设不小于0.002的坡度。

22 竖直地埋管环路两端应分别与水平供、回水环路集管相连接, 且采取可靠的平衡措施, 平衡各环路的水流量和降低其压力损失, 每对水平供、回水环路集管连接的竖直地埋管环路数宜相等。水平供、回水环路集管的间距不宜小于0.6m。

23 竖直地埋管环路也可采取二级分、集水器联接的方式. 一定数量的地埋管环路供、回水管分别接入相应的二级分、集水器, 二级分、集水器宜有平衡和调节各地埋管环路流量的措施, 二级分、集水器应设检查井。

24 地埋管换热系统设计时应考虑地埋管换热器的承压能力, 地埋管换热器的承压能力可按下式计算确定:
P=Po+p×g×h+0.5×Ph               (7.5.3)
式中 P——管路最大压力(Pa);
    Po——当地大气压力(Pa);
    p——地理管中液体密度(kg/);
    g——重力加速度(m/);
    h——地理管最低点与闭式循环系统最高点的高度差(m);
   Ph——水泵扬程(m).

25 采用分散式系统时, 若建筑物内系统压力超过地埋管换热器的承压能力时, 应设中间换热器,以满足地埋管换热器的承压要求。

26 一般来说, 地埋管换热器的环路压力损失宜控制在30~50kPa/100m, 最大不超过50kPa/100m.在同程系统中, 选择压力损失最大的热泵机组所在环路作为最不利环路进行阻力计算。

27 地埋管最不利环路的压力损失, 再加上热泵机组、平衡阀和其它设备管件的压力损失, 并考虑一定的安全裕量, 即可确定地埋管侧循环水泵的扬程。根据系统总流量和水泵扬程, 选择满足要求的水泵型号和台数。

28 地埋管换热系统应设自动补水及泄漏报系统。一般应在分水器或集水器上预留补水管, 在系统循环回蹈上设开式膨胀水箱或闭式稳压罐, 安装压力表、温度计、流量计等测量仪器。

29 地埋管换热器安装前后均应对管道进行冲洗。地埋管换热系统宜设置反冲洗系统, 冲洗流量宜为工作流量的2倍。

30 地埋管换热系统施工及调试过程中,应按《地源热泵系统工程技术规范》GB50366的要求进行水压试验,水压试验应有详细文字记录。

7.5.4 地埋管管材与传热介质设计要点
1 地埋管管材及管件应符合设计要点,且应具有质量检验报告和出厂合格证。
2 地埋管管材及管件应采用相同材料,应应具有化学稳定性好,耐腐蚀,导热系数大、流动阻力小等质量特性,一般采用高密度聚乙烯管(PE80或PE100)或聚丁烯管(PB),不宜采用聚氯乙烯(PVC)管。
3 地理管质量应符合国家现行标准中的各项规定。聚乙烯管应符合《给水用聚乙烯(PE)管材》GB/J13663的要求;聚丁烯管应符合《冷热水用聚丁烯(PB)管道系统》GB/T194732的要求。管材的公称压力及使用温度应满足设计要求,且管材的公称压力不宜小于1.0MPa。地埋管外径及壁厚可按表7.5.4-1、7.5.4-2的规定选用。

表7.5.4-1 聚乙烯(PE)管外径及公称壁厚(mm)
公称直径DN
平均外径
公称壁厚/材料等级
最小
最大
公称压力



1.0  MPa
1.25  MPa
1.6  MPa
20
20.0
20.3
25
25.0
25.3
2.3+0.5/PE80
32
32.0
32.3
3.0+0.5/PE80
3.0+0.5/PE100
40
40.0
40.4
3.7+0.6/PE80
3.7+0.6/PE100
50
50.0
50.5
4.6+0.7/PE80
4.6+0.7/PE100
63
63.0
63.6
4.7+0.8/PE80
4.8+0.8/PE100
5.8+0.9/PE100
75
75.0
75.7
4.5+0.7/PE100
5.6+0.9/PE100
6.7+1.1/PE100
90
90.0
90.9
5.4+0.9/PE100
6.7+1.1/PE100
8.2+1.3/PE100
110
110.0
111.0
6.6+1.1/PE100
8.1+1.3/PE100
10.0+1.5/PE100
125
125.0
126.2
7.4+1.2/PE100
9.2+1.4/PE100
11.4+1.8/PE100
140
140.0
141.3
8.3+1.3/PE100
10.3+1.6/PE100
12.7+2.0/PE100
160
160.0
161.5
9.5+1.5/PE100
11.8+1.8/PE100
14.6+2.2/PE100
180
182.0
181.7
10.7+1.7/PE100
13.3+2.0/PE100
16.4+3.2/PE100
200
200.0
201.8
11.9+1.8/PE100
14.7+2.3/PE100
18.2+3.6/PE100
225
225.0
227.1
13.4+2.1/PE100
16.6+3.3/PE100
20.5+4.0/PE100
250
250.0
252.3
14.8+2.3/PE100
18.4+3.6/PE100
22.7+4.5/PE100
280
280.0
282.6
16.6+3.3/PE100
20.6+4.1/PE100
25.4+5.0/PE100
315
315.0
317.9
18.7+3.7/PE100
23.2+4.6/PE100
28.6+5.7/PE100
355
355.0
358.2
21.1+4.2/PE100
26.1+5.2/PE100
32.2+6.4/PE100
400
400.0
403.6
23.7+4.7/PE100
29.4+5.8/PE100
36.3+7.2/PE100


表7.5.4-2 聚丁烯(PB)管外径及公称壁厚(mm)
公称外径dn
平均外径
公称壁厚
最小
最大
20
20.0
20.3
1.09+0.3
25
25.0
25.3
2.3+0.4
32
32.0
32.3
2.9+0.4
40
40.0
40.4
3.7+0.5
50
49.9
50.5
4.6+0.6
63
63.0
63.6
5.8+0.7
75
75.0
75.7
6.6+0.8
90
90.0
90.9
8.2+1.0
110
110.0
111.0
10.0+1.1
125
125.0
125.6
11.4+1.3
140
140.0
140.3
12.7+1.4
160
160.0
161.5
14.6+1.6

4 埋地管道应采用热熔或电熔连接。聚乙烯管道的连接应符合园家现行标准《埋地聚乙烯蜡水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。5 地埋管宜根据设计中选用的管材长度由厂家成捆供货, 以喊少埋管接头数量。竖直地埋管U形管的组对长度应能满足插人钻孔后与水平环路集管连接的要求。组对好的U形管的两接头部位应及时密封。
6 竖直地埋管换热器的U形管接头, 宜选用定型的U形弯头成品件, 不宜果用直管道煨制弯头,有条件时宜由生产厂冢将弯头或定型连接件与U形管连接好, 成套供货。
7 地埋管换热器施工过程中, 应严格检查并做好管材保护工作。当室外环境温度低于0℃时, 不宜进行地埋管换热器的施工。
8 地埋管换热器的传热介质一般为水, 在有可能冻结的地区, 应在水中添加防冻剂。添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行水温低3~5℃, 以防止管路结冰。
9 选择防冻剂时, 应同时考虑防冻剂对管材与管件的腐蚀性, 防冻剂的安全性、经济性及其换热特性。目前应用较多的防冻剂主要有:
1)盐类溶液: 氯化钙和氯化钠水溶液;
2)乙二醇溶液: 乙烯基乙二醇和丙烯基乙二醇水溶液;
3)酒精水溶液: 甲醇、异丙基、乙醛水溶液;
4)钾盐水溶液: 醋酸钾和碳酸钾水溶液。

10 添加的防冻剂的类型、浓度及有效期应在水系统充注阀处注明。
11 地埋管换热系统设计时应根据实际选用的传热介质的水力特性进行水力计算。国内目前塑料管的比摩阻均是以水为传热介质, 对添加防冻剂的水溶液均无相应数据, 水力计算时可按《地源热泵工程技术指南》(Ground-source heat pump engineering manual)推荐的方法进行。
1)确定管内流体的流量、公称直径和流体特性。
2)根据公称直径, 确定地埋管的内径。
3)计算地埋管的断面面积A:
7.5.4-1.jpg
式中 A——地埋管的断面面积();
    dj——地埋管的内径(m)。

4) 计算管内液体的流速V:
7.5.4-2.jpg
式中 V——管内液体的流速(m/s);
     G——管内液体的流量(/h)。

5)计算管内液体的雷诺数Re,Re应该大于2300以确保紊流:
7.5.4-3.jpg
式中 Re——管内流体的雷诺数;
      p——管内流体的密度(kg/);
     μ——管内流体的动力黏度[(N·s)/]。

6)计算管段的沿程阻力(Pa);
7.5.4-4-5.jpg
式中Py——计算管段的沿程阻力(Pa);
   Pd——计算管段单位管长的沿程阻力(Pa/m);
    L——计算管段的长度(m)。

7)计算管段的局部阻力Pj
7.5.4-6.jpg
式中 Pj——计算管段的局部阻力(Pa);
     Lj——计算管段管件的当量长度(m)。
管件的当量长度可按表7.5.4-3计算。
表7.5.4-3 管件当量长度表
名义管径
弯头的当量长度(m)
T形三通的当量长度(m)
90°标准型
90°长半径型
45°标准型
180°标准型
旁流三通
直流三通
直流三通后缩小1/4
直流三通后缩小1/2
3/8″
DN10
0.4
0.3
0.2
0.7
0.8
0.3
0.4
0.4
1/2″
DN12
0.5
0.3
0.2
0.8
0.9
0.3
0.4
0.5
3/4″
DN20
0.6
0.4
0.3
1.0
1.2
0.4
0.6
0.6
1″
DN25
0.8
0.5
0.4
1.3
1.5
0.5
0.7
0.8
5/4″
DN32
1.0
0.7
0.5
1.7
2.0
0.7
0.9
1.0
3/2″
DN40
1.2
0.8
0.6
1.9
2.4
0.8
1.1
1.2
2″
DN50
1.5
1.0
0.8
2.5
3.1
1.0
1.4
1.5
5/2″
DN63
1.8
1.3
1.0
3.1
3.7
1.3
1.7
1.8
3″
DN75
2.3
1.5
1.2
3.7
4.6
1.5
2.1
2.3
7/2″
DN90
2.7
1.8
1.4
4.6
5.5
1.8
2.4
2.7
4″
DN110
3.1
2.0
1.6
5.2
6.4
2.0
2.7
3.1
5″
DN125
4.0
2.5
2.0
6.4
7.9
2.5
3.7
4.0
6″
DN160
4.9
3.1
2.4
7.6
9.2
3.1
4.3
4.9
8″
DN200
6.1
4.0
3.1
10.1
12.2
4.0
5.5
6.1

8)计算管段的总阻力Pz:
7.5.4-7.jpg
式中 Pz——计算管段的总阻力(Pa)。

12 在相同管径、相同流速下,雷诺数大小依次为:水、CaCl2水溶液、乙二醇溶液,其临界流速比为1:2.12:2.45。为了保持管内的紊流流动,CaCl2水溶液、乙二醇溶液需采用比水大的流速和流量。

13 在相同管径、相同流速下,水的换热系统最大,其大小依次为:水、CaCl2水溶液、乙二醇溶液,其具体比值与管径与流速有关,其大小比值约为:1:(0.47~0.62):(0.41~0.56).

14 由于地埋管换热器内传热介质的流动一般均在紊流或紊流光滑(过渡)区内,即2300<Re<105。在此范围内,在相同管径、相同流速下,CaCl2水溶液、乙二醇水溶液管路沿程阻力为水的1.44倍和1.28倍。

7.6 污水源热泵系统

8 锅炉房

8.1 一般规定

8.2 锅炉房设计及设备选型