暖通空調系統的設計與運行實踐

◆建築與暖通

◆集中空調水系統設計

◆多聯機的應用

◆對運行結果的反思

◆空調系統使用說明書

一、建築設計與暖通空調

建築多樣化因素分析：絕大部分建築設計產品都是定製式產品，因此針對性是最重要的考慮！

暖通空調系統的組成

暖通空調系統設計的任務

暖通空調系統設計的構成（集中空調系統）

暖通空調系統設計的構成簡圖（分散空調系統）

暖通空調系統原理圖（集中空調系統）

空調採暖系統原理圖（複合冷熱源方式）

暖通空調設計對建築專業的要求——冷、熱源機房

1、機房面積（佔總建築面積的百分比——含水泵佈置）

*採用離心機組：0.8%~1.2%（適用於5萬m2以上的大型工程）

*採用螺桿機組：1%~1.4% （適用於2~5萬m2以上的大型工程）

*採用吸收機組：1.5~2%（吸收機組尺寸和管道本身較大）

*鍋爐房：0.3%~0.5%（總建築面積越大、比例越小）

*熱交換站：0.13%~0.2%

2、機房位置及淨高要求

*位置：由於設備本身較重，且存在一定的噪聲，冷凍機房宜設置於最底層

*淨高：4~5m——其中：管線（風管、水管、電纜橋架等）所佔高度大約1.5~2.0m，人員通行與檢修空間2~2.5m（考慮支吊架高度）

*熱交換站的淨高要求：3~3.5m（板式換熱器）、3.5~4m（列管式換熱器）

*燃氣鍋爐房：只能設置於地下一層及以上，且周圍相鄰房間不能為人員經常活動的房間（如辦公、餐飲、娛樂等）——安全要求

*變電室應儘量靠近冷凍機房——冷凍機房用電量最大，減少供電半徑

3、冷、熱源機房設施

*排水溝設置——機房地面清洗、系統排水、設備檢修等需要

*隔聲處理——吸聲牆面、隔音門等

4、設備就位要求

對於冷水機組、鍋爐（包括柴油發電機組）等大型設備，應預留從室外進入機房層的吊裝孔（施工完成後蓋板封蓋）。

不宜採用汽車坡道等方式運輸——荷載、淨高及運輸方式不能滿足要求

5、風冷機組的室外機位置

*確保室外機的散熱良好！

*防止噪聲對周圍環境的影

6、冷卻塔

*設置高度要求：

（1）當冷卻塔與冷凍機房平面距離很近時，冷卻塔基礎應比冷凍機房地面高出2~3m；

（2）當冷卻塔與冷凍機房平面距離很遠時，冷卻塔基礎與冷凍機房地面的高差，需要計算確定。

*設置位置要求

（1）周圍不能有遮擋，否則散熱效果差（與室外機類似）

（2）防止噪聲對周圍環境的影響

暖通空調設計對建築專業的要求——管道設置

1、管道井、豎風道及尺寸

* 管道井尺寸

重點考慮的是管道的安裝要求：風管——法蘭連接；水管——焊接

* 豎風道要求——密閉、不漏風

當管道井尺寸有限時，一些局部可採用土建風道

—— 適用場所： （1）新風引入風道（北方地區需要做好保溫）

（2）樓梯間加壓風道

（3）普通排風系統（非汙染物排風）的負壓段

（4）房間空調回風（需保溫）

（5）排煙系統負壓段

（6）前室加壓風道

—— 風道材料及製作方式：以鋼筋混凝土現澆為最好….

（1）、（3）、（4）—— 可採用磚砌風道

（2）—— 現澆混凝土

（5）、（6）——最好現澆混凝土。若磚砌，則應在風道內壁襯鋼板密封。

5、方案的綜合考慮

*對於一定規模和特定建築，空調、採暖管道及其機房總是需要的

*空調採暖管道系統本身具有設計的靈活性——垂直系統與水平系統

暖通空調設計對建築專業的要求——末端設計

1、全空氣空調系統的空調機房（用於大空間）

*面積：每500m2空調面積，大約需要25m2左右的機房

*高度：同被空調空間的高度

*位置：與被空調空間不在同一層時，需考慮豎向的送、回、排風道

*防水：需設置地漏等排水設施，機房地面應做防水處理

*防噪聲：機房牆內壁做吸聲處理，機房門為密閉隔音門

*就位：如果設置於核心筒，應考慮最大組件進入所要求的洞口尺寸

2、風機盤管+新風系統的新風機組

（用於分隔的辦公建築、酒店客房等）

*面積：每1000m2空調面積，大約需要15m2的機房

*其他要求與 1 相同

3、防火分區與機房

*每個防火分區，最好有自身獨立的空調機房4、廚房用通風、空調機房

*面積：每500m2餐飲面積，大約需要40~50m2左右的機房（包括餐飲區空調系統、廚房送、排風系統

*其他要求與 1 相同

5、車庫通風機房

*面積：每1000m2車庫，大約需要15m2的送風和排風機房各一個

*位置：在每個防火分區設置，送風與排風機房的位置還需和進風道與排風道的位置協調考慮

6、超高層建築的設備層

*位置：與最底層的高度差，不宜大於100m（考慮水系統的工作壓力）

*吸聲處理與保溫處理措施

暖通空調設計對建築專業的要求——消防設計

1、暖通專業消防設計主要內容

*高層建築加壓送風的部位——消防電梯前室、合用前室與防煙樓梯間單獨的消防樓梯只需要對樓梯間加壓（前室可不設加壓送風）

*機械排煙設置部位——內走道、無窗房間（地下≥50m2，地上≥100m2）

*通風空調系統的防火——防火閥設置

2、排煙豎井位置要求

*內走道：兩個排煙豎井的間距不宜超過60m

*無窗房間：根據需要合理設置

*大開間辦公室：建議每隔一定距離（20~30m）設置一個排煙豎井——目的：為二次分隔後形成的內走道和無窗房間設置排煙提供條件。

3、防火捲簾的應用

*所有管道都不能從防火捲簾下部通過

*在管道密集處，不宜設置防火捲簾

*管道穿過防火捲簾時，防火捲簾應採用掛板下掛

二、集中空調水系統設計

一）冷凍水系統的基本形式

二）水系統的分區

三）冷卻水系統

四）平衡閥

五）幾個問題研討

一）冷凍水系統的基本形式

1、同程與異程

（1）系統特點和主要區別——以水流經的管道的物理長度來區分。

（2）水力平衡目標：各支路的設計水流阻力相同而不是水流經的管道的物理長度相同。

（3）同程系統的平衡機理——當各末端的水流阻力相差較小時，如果水流經的管道的物理長度相同，則各末端之路的水阻力容易實現自然的平衡。如果末端支路阻力相差懸殊時，同程系統也並不具備水利平衡的優點。

採用同程只是手段而不是目的，並非任何時候同程一定最好。

（4）水利平衡計算的原則：《暖通規範》——各並聯環路的設計水阻力相對差額不大於15%（不分同程與異程）。

2、開式與閉式

（1）開式系統中的“吸水真空高度”（有的水泵資料中稱為“淨吸揚程”）

●水泵運行安全要求：防止水泵吸入口汽化，必須保證水泵吸入口的水壓力大於水的氣化壓力。

●實際運行可靠要求：系統中任何一點不宜出現負壓，否則有可能將空氣吸入系統之中。

●要求吸水池水面的高度應大於水泵吸水管的阻力。在冷卻水系統中，一些實際工程由於冷卻塔的安裝標高不夠，出現了水泵吸入口為負壓的現象（吸入口軟接頭向內收縮）。

（2）開式系統蓄水箱容量的確定：

●確定原則：蓄存所有的系統水容量並附加一定的安全係數；

●《規範》規定：按照系統循環水量的5~10%計算；

*應取上述兩者中的較大值作為最終結果。

3、分區兩管制

●系統原理：系統的機房側（冷、熱源部分）為四管制，各末端設備為兩管制，與末端設備的連接管道按照不同的幹路（分區）採用兩管制；

●採用原則：各區域存在明顯的冷、熱供應要求的分別時間段。

4、定流量與變流量系統

（1）區分標準——以①用戶側（而不僅僅是末端）的系統水流量是否處於②實時變化的特點來區分。

在多臺並聯水泵的系統中，如果僅僅因為水泵臺數變化導致的流量變化，不能稱為“變流量系統”。

（2）定流量系統

●末端採用電動三通閥實時控制水流量的系統；

●末端無任何自動控制水流量裝置和措施的系統。

●定水量系統適合於冷水機組不超過兩臺的小型空調水系統。

4、定流量與變流量系統

（3）一次泵變流量系統

●系統特點：末端採用兩通閥實時控制水流量，使得用戶側的系統水量實時發生變化。

●實施要求：

（a）末端水量實時控制；

（b）保證冷水機組運行的最小安全流量。

●實施方式：

（a）系統供、回水設置壓差旁通閥控制——目前最常用方式；

（b）水泵採用變速控制（通常是變頻調速）。

推薦採用水泵與冷水機組

一一對應連接（“先串後並”方式）。

優點：運行可靠、節省投資。

缺點：機房佈置管道略有增加。

—“先並後串”方式涉及問題：

（1）大小搭配的平衡閥配置，

（2）電動蝶閥選擇及連鎖程序；

●壓差旁通閥設置：

（a）原則：保證冷水機組的最低安全運行流量。

（b）常見做法：保證冷水機組的運行流量恆定。

（c）流量計算：

#按照（a），應為冷水機組的最低安全運行流量；

#按照（b），應為一臺水泵的設計流量。

（d）控制壓差：根據系統水力計算的結果確定。

（e）閥門口徑應根據對流通能力的計算後選擇，不能等同於機組或水泵的接管管徑。

●主導思想——設計的出發點

（a）冷水機組在運行過程中水流量不發生變化；

（b）協調冷源側與用戶側水量的供需矛盾（對於非線性水系統）

（c）儘可能節省水泵的運行能耗。

●系統特點：將用戶側和冷源側的運行控制參數和環路完全分開。用初級泵（一次泵）來滿足（a）的要求，用次級泵（二次泵）來滿足（b）的要求。

●實施要求：

（a）末端水量實時控制，用戶側變流量運行；

（b）冷水機組運行流量不變；

（c）次級泵組供水量需要符合用戶側的需求；

（d）兩級泵串聯，需要做好壓力平衡。

●實施方式：

（a）系統供、回水設置壓差旁通控制（次級泵採用定速泵）；

（b）水泵採用供、回水壓差變速控制（次級泵變頻調速）；

（c）設置盈虧管，平衡初級泵組和次級泵組的水流量差。

（4）二次泵變流量系統

●盈虧管設計原則

（a）盈虧管內水的流向：理論上允許雙向流。但實際上，如果回水流向供水，將導致系統供水溫度上升，形成“惡性循環”：供水溫度升高——末端冷量不夠——閥門自動開大——次級泵供水量增加——更多的回水流向供水——供水溫度繼續升高。。。

因此，實際運行過程中，宜使得運行中的任何時候盈虧管的流向都是：供水管——回水管。只有系統啟動過程時水由回水管流向供水管（先啟動一臺次級泵）。

（b）最大水流量計算：

*在線性水系統中，盈虧管的最大水流量為一臺初級泵與一臺次級泵的設計流量差值；

*在非線性水系統中，盈虧管的最大可能的水流量為：全部初級泵組的設計總流量與一臺次級泵的設計流量差值；

（c）盈虧管作為兩個環路的平衡管，在設計狀態下，要求兩端壓差為零（無流量）。因此，初級泵和次級泵的揚程應根據此要求進行詳細的計算確定。

●供、回水壓差控制

（a）採用壓差旁通閥、次級泵定速方式——此方式與一次泵系統的壓差旁通閥控制原理相同，不能實時節省次級泵能耗；

（b）採用壓差旁通閥、次級泵轉速控制方式——可實時節省次級泵能耗且不會對主機的運行產生影響。由於水泵必須設置最小流量限制，因此當水泵降低至最小流量時，壓差旁通閥開始起作用——同（a）。

（c）壓差旁通閥流量確定：

*在（a）方式中，為一臺次級泵的設計流量；

*在（b）方式中，為一臺次級泵的最小運行流量；

*一臺次級泵的最小運行流量應根據系統特點、水泵特性等因素來分析後確定。

●節能機理——與一次泵系統相比較

（a）理論依據1：在全年運行的絕大多數時間段內，用戶側需流量小於冷水機組需要的流量。因此，降低用戶側的供水量（改變次級泵的運行臺數或者變頻）可以實現次級泵的運行能耗節省。

（b）理論依據2：在多環路系統中，如果各環路的水阻力存在明顯的差別，那麼各環路獨立配置次級泵後，某些環路需要的總揚程（初級泵+次級泵）小於一次泵系統的揚程，水泵的總安裝容量和運行能耗都有所降低。

（c）《暖通規範》6.4.4條：中小型工程宜採用一次泵系統；系統較大、阻力較高，且各環路負荷特性或阻力特性相差懸殊時，宜在空氣調節水的冷熱源側和負荷側分別設一次泵和二次泵。

（d）由於變頻器價格的降低，目前主流設計主張採用次級泵調速方式。

二）水系統分區（與分環路）

1、定義

（1）水系統分區——水壓力不相關，構成兩個獨立的水系統（最終冷源有可能是一個，也有可能是多個）。

（2）水系統分環路——水壓力相關，構成幾個特定的並聯水環路，冷源裝置公用，在同樣的工況（供冷或供熱）下，通常各環路的實時供水水溫相同。

2、分區與分環路的設計原則

（1）甲方要求——在同一建築區域內，使用性質完全不同的建築，可根據要求設計為不同的水系統（分區）。

（2）技術要求——考慮系統情況（如開式與閉式系統、冷熱供應要求、水系統工作壓力等等）進行系統分區。

（3）使用性質基本相同的同一區域內的建築或房間，可通過不同的分環路設計，採用閥門等措施進行控制和管理。其優點是可以綜合利用冷熱源，通過輸配系統實現冷熱源的實時優化供應。

3、高、低分區

（1）分區原則——設備承壓能力（關鍵點）、經濟性

（2）分區方法

●高、低區完全為獨立系統（獨立冷、熱源設備）——優點是設計簡單，空調水溫相同等；缺點是由於冷熱源設備（主機）上樓，對施工安裝和運行噪聲的控制不利且綜合能效可能有影響；

●高、低區通過中間的換熱器來分開（冷、熱源通常集中在低區）——優點是：有利於能源的綜合利用，運行管理相對方便等；缺點是：二次水供水溫度達不到一次水供水溫度的要求，需要增大末端換熱面積，末端型號可能加大。

●高、低區負擔的範圍——在採用中間的換熱器來分區時，低區儘可能用足設備承壓。降低高區對中間換熱器面積和末端換熱面積的總需求，減少高區投資，提高系統的經濟性和運行節能。

●注意高低區系統都必須設置定壓、補水系統和裝置。

●高、低分區通常適合於超高層建築（高度大於100m）。

三）冷卻水系統

1、與機組的連接方式

與冷凍水系統一樣，一一對應連接。

2、旁通閥的設置

（1）設置條件——需要對冷水機組冷卻水進水溫度進行控制的場所：

a）一般電製冷機的冷卻水進水溫度要求不低於19℃，個別冷水機組可以做到不低於12.8℃。

b）吸收機不得低於23℃，否則容易引起溶液結晶。

c）冬季需要運行冷水機組的場所

d）冷卻水溫越低，冷水機組的COP值越高，因此，只要在機組允許範圍，可以儘可能的低溫。

（2）水流量確定——小於一臺冷卻水泵的設計水量。

3、防止水泵電機過載運行

（1）超流量原因：

a）不設旁通閥的情況

在水泵運行臺數減少時會發生超流量運行的情況——管道阻力系數沒有變化，水泵運行臺數變化造成。設計臺數越多越明顯。圖a點至b1點。

b）設旁通閥的情況

在旁通閥調節過程中，將出現水泵超流量運行的情況（無論水泵運行臺數是否會發生變化）——由於旁通閥調節，使得管道阻力系數降低。圖a點至a1點，b1點至b2點。

（2）解決方式：在保證計算準確的前提下，適當增加水泵配電機的容量。

4、防止冷卻塔“抽空”

（1）“抽空”原因：部分冷卻塔不運行時產生。

（2）防止措施：

a）每個冷卻塔出水管增加電動蝶閥不運行的冷卻塔進出水電動蝶閥同時關閉。要求出口閥關閉嚴密。

缺點：增加投資，如果閥門不嚴，依然可能存在同樣現象。

b）每臺冷卻塔集水盤設置連通管管徑儘可能做大，最小不小於一臺冷卻塔的接管尺寸。

c）冷卻塔安裝高度提高

利用回水管本身就是連通管的特點，增加自然水頭，防止抽空。

四）平衡閥

1、分類及功能：

●靜態手動平衡閥

機理：手動改變開度，初調試用，一次調試後鎖定開度。

關鍵要求：（1）調節性能好，（2）具有鎖定功能。

*帶流量（壓差）測量孔——通常稱為“平衡閥”

*不帶流量（壓差）測量孔——通常稱為手動調節閥。

●定流量閥——某些廠家稱為“動態平衡閥”

機理：按照設定值，在運行過程中，始終自動保持設定的流量不變。

關鍵要求：（1）自力式控制水量的能力，（2）調節性能

●動態電動平衡閥——與風系統中的“壓力無關型VAV末端”相似。

機理：（1）在壓差改變的情況下，自動維持改變前的水流量不變；

（2）在壓差不變，控制參數發生變化大的情況下，根據控制參數改變流量。

關鍵要求：（1）壓差無關功能，（2）調節性能

2、用途：

●靜態手動平衡閥

當水系統個環路設計無法通過管道和設備配置來實現設計狀態下的水力平衡時採用。因此，這是為滿足設計狀態下的流量要求而設置的。在系統運行過程中，其典型特點是阻力系數不發生改變（開度不變）。

●定流量閥——某些廠家稱為“動態平衡閥”

只能在需要定流量的場所使用。可能場所：無溫度自控的採暖系統，定水量空調水系統，變水量系統中需要定水量的場所——定水量一次泵、冷卻泵、冷水機組冷水與冷卻水進口（或出口）、冷卻塔等。

不能應用的場所：變流量水系統的用戶側——包括分、集水器支路，各空調機組和末端風機盤管等設備的進口或出口。

●動態電動平衡閥——與風系統中的“壓力無關型VAV末端”相似。

可以替代末端常用的電動二通閥。價格昂貴。

3、設計要求：

●對於靜態手動平衡閥和定流量閥——應註明各閥的設計水流量，否則無法調試或設定。

●對於動態電動平衡閥——設計要求與電動二通調節閥相似：提出流量係數、閥門調節性能等要求。

●因為存在較大的阻力，靜態手動平衡閥不能隨意設置，首先強調的是“設計平衡”。

●定流量閥一定要根據系統情況（定、變流量）來設置。

五)幾個討論的問題

1、兩大一小系統中，壓差旁通閥的流量選擇。

（1）單臺機組容量確定——一般的民用建築

●首先確定大機組的最小容量（防止發生喘振）比Ro：

離心機：20%~30%， 螺桿機：15%~25%，

吸收機：20%~30%。

●確定採用的大機組臺數（小機組通常一臺）N：根據機房情況，通常不少於兩臺。

●根據計算的總冷量Q的需求，計算小機組的容量Q1和大機組容量Qo：

計算原則：小機組的額定冷量滿足大機組的最小容量要求。

計算公式：N×Q1/Ro+Q1=Q

小機組容量：Q1=Ro×Q/（N+Ro）

大機組容量：Qo=Q1/Ro

●系統可滿足的最低負荷率Rs

由於小機組一般採用螺桿機，假定其最小容量比為R1，則系統最小能滿足的供冷量為：R1×Q1

系統可滿足的最低負荷率：Rs= R1×Q1/Q=R1×Ro/（N+Ro）

（2）單臺機組容量確定——對低負荷Qmin有特定要求的建築。

通常這是指建築的最低負荷率低於按照前述（1）計算的情況。

●首先確定最小負荷率Rs=Qmin/Q

●確定採用的大機組臺數N：

*如果採用一臺小機組，可根據前面的計算公式：

Rs=R1×Ro/（N+Ro），得出：N=（R1-Rs）×Ro/Rs

*如果上述計算出來的N數量過多，機房無法佈置或者系統不合理，則需要採用多臺小機組來滿足要求，小機組的數量n的確定需要與大機組統一協調考慮，原則之一是：n×Q1=Ro×Qo。由下式計算出N與n的關係：

N ×Rs/（Ro ×R1）+n ×Rs/R1=1

（3）壓差旁通閥的流量確定

*機組為同型號（同容量）時對於機組定流量系統，按照一臺機組的額定流量來確定；對於機組變流量系統，按照最小冷水機組流量來確定。

*機組為不同型號（不同容量）時

a）安全要求：按照大機組的額定流量確定；

b）調節要求：只有小機組運行時，需要按照小機組的額定流量來控制。

個人觀點：以安全考慮為主來選擇，同時，對小容量運行情況下的閥門Kv值進行校核。

通常閥門的理想可調比為30，在旁通閥應用中，實際可調比可達到20~25左右，因此最小可控流量為5%~4%。由於閥門的最佳調節性能處於30%~70%之間，因此，如果最小旁通流量的30%能夠大於按照大機組選擇流量的5%（即最小流量不小於17%——相當於冷水機組的小、大容量比為17%），則認為系統可行（一般工程可以滿足）。如果此條件不成立，則建議另外並聯一個小口徑電動閥門。

2、一次泵變水量系統的控制。

關鍵點：

（1）設計人必須確保冷水機組適應變水量的運行，並且能夠清楚掌握機組最小水量的限制值；

（2）水量變化的速率是影響冷水機組的另一個關鍵因素。只有緩慢的流量變化才是可接受的。因此此方法不適用於短時間內空調負荷的峰谷值相差較大的水系統中。

目前的三種控制方法：流量（或冷量）控制、壓差控制、溫度控制。

不同的參數控制方法，需要根據不同的系統特點來採用。

同一個系統中，不同的時段（或者流量段）也可能要採用不同的控制方式。

如果水系統為線性系統，採用壓差控制或者流量控制都是可行的。

此問題在行業中還在不斷摸索，一些廠家開始有所實踐。

3、二次泵的兩種組合方式（分環路和泵組方式）

（1）分環路設置二次泵

a）適用情況：各環路設計阻力相差較大的系統

b）優點：可以降低一些環路的二次泵揚程

c）缺點：系統二次泵較多，控制複雜，投資可能偏高，綜合效能比相對較差。

d）典型情況分析：如果所有環路的二次泵揚程都相同，則此方式必要性不大。

（2）二次泵組集中設置

a）使用情況：各環路設計阻力相差不大、且水系統非線性較強

b）優缺點：與（1）相反。

4、二次泵臺數與轉速的聯合控制。

（1）不宜少於兩臺水泵

（2）二次泵組總水量不應大於一次泵的總水量

（3）有條件情況下，加大單臺容量、減少臺數，有利於節能

（4）對於兩臺二次泵，建議採用各自配變頻器，在50%~100%流量之間同時變頻調速，低於50%流量時，運行一臺二次泵。

（5）對於四臺（及以上）的二次泵組，個人建議採用一臺變速泵+多臺定速泵的方式（需要對水系統的水利工況進行分析，防止變速泵的工作性能受到較大的影響）。

（6）對於三臺二次泵組，需要分析水利工況。如果33%負荷時的水泵效率下降不大，可採取（4）方式；反之，建議（5）方式。

（7）不論何種方式，都需要根據系統情況設定二次泵的最低轉速（或最低流量）。

三、多聯機應用

三個方面

1、主要特點

2、能耗比較

3、應用注意事項

多聯分體式空調系統基本構成

製冷環節比較 （

為換熱環節）

特點比較

能耗及實用範圍比較——比較條件

*這是一個行業有爭議的問題

*重點比較：多聯機和傳統中央空調的製冷年能耗

（1）傳統中央空調的三種冷源形式：活塞式、螺桿式、離心式

（2）以北京地區的氣象參數進行比較；

（3）按照《公建節能標準》對設備的最低能效比要求：

#活塞式機組：COP=4.2；

#螺桿式機組：COP=4.6；

#離心式機組：COP=5.1；

#多聯機（單元式）：COP=2.6（暫不考慮長度修正）

（4）新風冷量比例：30%建築總冷量

（5）中央空調系統以“風機盤管+新風”為基礎，分別考慮設置

兩臺主機和三臺主機兩種情況

（6）末端能耗統計結果（每kW電耗的輸送冷量）：

#風機盤管：43kW/kW；

#中央空調新風機組：15kW/kW；

#多聯機新風機組：80kW/kW；

#多聯機室內機：35kW/kW。

（7）中央系統輔機能耗：

#水泵效率：活塞機70%

#螺桿機74%

#離心機78%；

#冷卻塔（每kW電耗的處理水量）：37.5(m3/h)/kW。

（8）不同系統比較時採用的冷量範圍（來自《暖通規範》）：

#活塞機：單機容量700kW；

#螺桿機：單機容量1054kW；

#離心機：單機容量1758kW；

#多聯機：不限制（計算時採用一臺73kW冷量的設備）。

（9）年空調冷負荷分佈：北京銀谷大廈的空調負荷分佈——《從冷水機組的優化群控，評ARI 550/590標準的IPLV指標》（汪訓昌、林海燕論文）

（10）多聯機按照有代表性的廠家變工況數據逐時計算，冷水機組按照有代表性的廠家的10%~100%工況數據計算。

北京某大廈全年空調負荷分佈

夏季設計工況點COP

典型氣象年夏季綜合COP計算結果（不同最大使用負荷率情況下）

典型氣象年夏季綜合COP計算結果（不同加班時間情況下）

本表注：1、加班時的全年平均負荷率按照安裝容量的10%計算；

2、加班時，相當於增加全年的低負荷運行時間。

本表注：1、加班時的全年平均負荷率按照安裝容量的5%計算；

2、加班時，相當於增加全年的低負荷運行時間。

能耗及實用範圍比較——結論

中央空調系統對應的建築面積估算（以冷負荷指標70~130W/m2為依據）

1、全部採用活塞機的中央空調系統，全年COP低於多聯機；

2、在16215~30114m2時，如果不考慮加班問題，或者平均加班時間在大約1.5H以內時，可採用螺桿機，其年COP高於多聯機；反之則多聯機高於由兩臺螺桿機組成的傳統系統。

3、在24323m2~40569m2時，採用三臺螺桿機比兩臺離心機更節能；

4、大於40569m2時，建議採用離心機組（採用“離心+螺桿”的搭配方式對節能更有利）；

5、上述分析，不包括採用多種冷源設備組合時的分析。

能耗及實用範圍比較

*再次強調上述主要分析條件和結論的適用性（6點）：

1、地區：北京地區——不同地區氣象參數不同，結果不同；

2、典型建築：北京某大廈——不同的建築年逐時負荷率，結果不同；

3、建築類型：辦公樓——酒店、商業、住宅等建築，結果不同；

4、設備效能：《公建》標準的入門級——不同設備，結果不同；例如：目前一些多聯機能夠做到3.0以上的COP值、螺桿式冷水機組COP能夠達到5.0以上、離心機能夠達到6.0以上，水泵效率也是不相同的；

5、傳統中央空調系統形式：FC+新風——還存在其他形式，如全空氣、變風量系統等等；

6、運行管理：上述結論是：系統處於理想的運行管理和自控條件下得出的。

*主要思想：

由於情況變化複雜，儘管同類建築有一定的可比性，但上述分析和結論不能說對所有建築具有普遍實用性。這裡只是提出一種分析的方法，對於具體問題和工程，可以按照這樣的方法進行分析，得出更符合實際的結論。

應用注意事項

●目標

發揮優勢，使不足降至可接受的最小範圍

●應對措施

有針對性地研究和應用

●考慮的問題

建築和房間功能及空調負荷特點、建築使用特點和要求、建築地點、投資、能耗、全壽命週期成本等。

●供冷與供熱能力的匹配問題

●在目前我國的大部分城市的實際氣象條件下，通常設備的供熱能力低於供冷能力（注意標準工況與應用工況的問題）；

●對於嚴寒或寒冷地區的部分室外溫度較低的城市，還存在是否能夠起機運行的問題（而不單單是供熱能力能否達到的問題）；

●有可能需要同時設置冬季採暖系統。

*建築使用功能、規模

（1）適用於：

a、建築內部各房間使用時間分散的場所，例如：公寓、住宅、有較高分散使用要求的出租性辦公樓（尤其是部分單位在非辦公時間使用較多的場所）等

b、空調房間分散的建築，如體育場館的附屬建築、不設中央空調系統但部分房間需要製冷空調的建築等

c、需要24小時不間斷使用空調的房間，如設有中央空調的建築中的消防控制室、變配電值班室、對溼度要求不高的計算機房等等

（2）不適用於：

a、空調系統集中管理和運行時間相對固定的建築。如一些政府部門的辦公樓、使用時間短暫但集中的大型展覽建築、會議中心、體育場館比賽和觀眾廳等

b、通常情況下，大型公共建築不適用此係統——原因：裝機容量過大；從低負荷容量和概率上看，採用中央空調系統可以通過不同的機組搭配方式解決問題。

*建築地點與冷、熱負荷

（1）限制條件：

在冬季無法作供熱運行的寒冷地區不能用其作為供熱熱源

（2）可比較條件：

a、冬季設置採暖系統，夏季只用此係統供冷的建築，需要進行投資與能耗比較；

b、冬、夏都用此係統的建築，尤其需要對冬季的供熱能力進行校核。

c、需要有效的解決新風的供應問題。

d、必須要求對空調系統進行分戶計量的建築可採用此係統。

*應用的幾個技術問題

（1）注意“有效長度”概念

*“有效長度”不是物理長度，轉換接頭也應計算為“當量長度”。

*“有效長度”也不等同於“最佳長度”或者保證系統能效的長度，而是機組能夠工作（啟動但並不是保證樣本參數）的最大限制長度——與冬季對室外溫度的限制的概念是相同的。

（2）注意同一系統內所負擔的房間的使用性質

*最好是同樣使用性質（尤其是空調使用時間相同）的房間。

*避免情況：系統內有個別特殊使用時間的房間。

（3）冬、夏都用此係統的建築，校核原則：（1）按照夏季選擇設備，冬季設計點採用同樣設備的供熱量可以滿足供熱要求，（2）冬季設計點 COP ≥ 1.8。

（4）新風問題——應設置新風系統，需要從投資、新風系統作用距離（目前產品的風壓有限）、與外立面的配合、以及新風處理（包括加溼）等統一考慮。

四、對運行結果的反思

●問題的由來

▼綠色建築——在建築的全壽命週期內，最大限度的節約資源（節能、節地、節水、節材）、保護環境和減少汙染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建築（《綠建評估標準GB/T50378-2006》）。

▼暖通空調專業設計師面臨的問題

+如何應對“全壽命週期”的要求？

——常規做法：技術經濟分析、模擬驗證

+如何應對“節能”與“綠色”的要求？

——常規做法：按照《標準》、《規範》設計

▼實際的結果究竟如何？

+設計師不得不回答的問題—— “反思”的思想基礎

+設計師的社會責任與個人能力的提升—— “反思”的動力來源

●實際運行實測情況與分析——冷水機組裝機容量

從運行與實測反思暖通空調設計

●現實、理想、努力

▼任何設計方法，與結果都有可能存在差距

▼改變設計思想，不是短期內能被普遍接受

▼縮小結果與預測的差距，是工程設計追求的唯一目標

▼全行業腳踏實地的共同努力

五、空調系統使用說明書

對暖通空調系統使用說明書的初步想法

▲現狀與問題

1、運管單位與人員水平參差不齊

（1）文化水平——水暖工、高中、職高、中專、大學

（2）專業知識——土建、通用機電、計算機、本專業

2、運維制度的缺失與不足

（1）不同運維團隊的差距

（2）管理制度的健全

（3）管理制度的實施

3、實際效果

（1）同類建築，同類系統，滿足使用功能的效果不一

（2）同類建築，同類系統，建築年能耗差距較大

（3）滿足於能夠使用（能供熱、供冷），缺乏精細化管理和優化

4、現有管理規範情況

（1）主要規範：《空調通風系統運行管理規範GB50365-2005》

（2）規範的實用性：作為通用的管理指導規範，對於具體工程項目的管理無法細化，存在缺失。

5、合同能源管理機制的引入

（1）專業化團隊——人員的專業技術水平相對較好

（2）專業化管理——管理制度齊全，責任分擔明確，管理規範

（3）類似於職業經理人制度，可解決通用問題。

▲自動控制與人工管理

▲設計、產品與使用說明

◆進一步闡明設計思想

——讓先進的設計思想被人理解

◆指導運行管理與維護

——理解後才能更好地貫徹

◆使“節能減排”落到實處

——運行能耗數據採集分析和管理措施的制定，減少能源浪費，減少“節能改造”投資！

◆提升設計人員對運行的關注度

——通過編制《使用說明書》的過程，使設計人員在設計中不斷思考並改進設計，去滿足“預判”的合理運行方式，並通過尋找理論分析與實際運行的差距，驗證設計的合理性

◆提升服務水平

——建築設計是服務業

◆設計院新的利潤增長點

——針對高端客戶，用知識和深化服務來換取效益。

◆調試要求

——“調試”還是“調適”？

◆系統詳細介紹

——系統能實現的主要功能，設備的運行性能參數

◆對自動控制的管理要求

——故障判定、報警判定、問題檢查、原因判定、檢修注意事項

◆特殊問題的說明

——在滿足通用管理規範的前提下，對本項目需要特別的關注點

◆突發事件的處置措施

——非安全事故、安全隱患、“非典”……。

▲使用說明書的作用

▲使用說明書的內容

實踐是檢驗真理的唯一標準——指導建築設計的基本原則

（來自網絡，作者：中國建築設計研究院，潘雲鋼課件）