一、空調(diào)負荷計算

1.空調(diào)負荷計算的組成(QL)

(1)由于室內(nèi)外溫差和太陽輻射作用，通過建筑物圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)

的熱量形成的冷負荷；

(2)人體散熱、散濕形成的冷負荷；

(3)燈光照明散熱形成的冷負荷；

(4)其他設(shè)備散熱形成的冷負荷；

(5)滲透空氣所形成的冷負荷

(6)新風(fēng)量負荷

 

2.空調(diào)負荷計算方法簡單介紹

空調(diào)動態(tài)負荷的計算顯得比較繁瑣，即便是采用一些簡化手段，計算工作量也是比較大的。估算(zui)簡便，捷徑行路，人之通性，慢慢的被它取而代之了。

但是估算的根據(jù)并不堅定，偏于保守是不可避免的，總是顧慮怕估算的小了，這也是可以理解的。估算法也要注意與實際相符合，要根據(jù)實際的經(jīng)驗以及不同建筑的各自不同的情況。目前空調(diào)負荷的計算還是以估算為主。

3.民用建筑空調(diào)單位面積冷負荷（qL）

 

 

4.負荷計算——單位面積冷負荷法

QL=qL×S

式中：QL——建筑物空調(diào)房間總冷負荷 (W)

     QL—— 冷負荷 (W/m2 )

     S—— 空調(diào)房間面積 (m2)

 

二、 空調(diào)末端（風(fēng)機盤管）的計算與選擇

 

（1）根據(jù)風(fēng)量：房間面積、層高（吊頂后）和房間氣體循環(huán)次數(shù)三者的乘積即為房間的循環(huán)風(fēng)量。其對應(yīng)的風(fēng)機盤管高速風(fēng)量，即可確定風(fēng)機盤管型號。

（2）根據(jù)冷負荷：根據(jù)單位面積負荷和房間面積，可得到房間所需的冷負荷值。利用房間冷負荷對應(yīng)風(fēng)機盤管的中速風(fēng)量時的制冷量即可確定風(fēng)機盤管型號

一般采用第二種方法——根據(jù)冷負荷選擇風(fēng)機盤管，在特殊場合如對噪音要求較高的場所，可用第一種方法進行校核。

確定型號以后，還需確定風(fēng)機盤管的安裝方式（明裝或安裝），送回風(fēng)方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。

房間面積較大時應(yīng)考慮使用多個風(fēng)機盤管，房間單位面積負荷較大，對噪音要求不高時可考慮使用風(fēng)量和制冷量較大的風(fēng)機盤管。注意：對于風(fēng)管超過一定長度的風(fēng)盤，應(yīng)采用中、高靜壓的風(fēng)盤，且出風(fēng)管道上不宜多于兩個出風(fēng)口。

 

三、 采暖負荷計算

 

1.采暖負荷計算的組成（Qn）

冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負荷，應(yīng)根據(jù)建筑物下列散失和獲得的熱量確定：

1）圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量，包括基本耗熱量和附加耗熱量，

2）加熱由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量

3）加熱由門、孔沿及相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量；

4）建筑內(nèi)部設(shè)備得熱；

5）通過其他途徑散失或獲得的熱量。

對于一般民用住宅層高在3m 以下工程上可采用面積熱負荷法進行概算。

單位面積熱負荷法：

Qn=K×qn×S

式中：Qn—— 建筑物的采暖設(shè)計熱負荷，W

     S —— 建筑物的建筑面積，m2；

     qn—— 建筑物的采暖單位面積熱負荷，W/m2，

     K —— 附加系數(shù)

建筑各個區(qū)域的圍護結(jié)構(gòu)、冷空氣滲透情況均有差別，如果需要計算的較為準(zhǔn)確，應(yīng)根據(jù)各個區(qū)域在建筑中的位置（如：是否靠近外墻、外墻上的門窗）和門窗（是否有冷空氣滲透）進行分別計算。

 

2. 室內(nèi)采暖單位面積熱負荷計算（qn）

1)一般原則

別墅的負荷一般要比住宅的大一些。

別墅的頂層負荷要大于中間層或底層。

普通衛(wèi)生間根據(jù)面積提供500～1000W的定值來計算。

別墅地下室一般不配。

客臥一般負荷相對較大。

對于外墻較大或玻璃面積較大的，建議做負荷計算

2）室內(nèi)采暖單位面積熱負荷估算表（qn）

 

3. 附加系數(shù)

附加系數(shù)為采暖面積與全房間面積的比值，根據(jù)下表進行選擇：

 

上表的附加系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)推薦數(shù)值，在實際工程中應(yīng)根據(jù)實際情況做出具體調(diào)整。

房間進深大于6 米時，以距外墻6 米為界分區(qū)當(dāng)作不同的單獨房間，分別計算供暖熱負荷。

 

4.另一種采暖熱負荷的估算辦法

Qn=a×Rn×V×（tn-tw）

Qn—— 采暖熱負荷 W

tn—— 室內(nèi)空氣溫度 ℃

tw—— 室外供暖計算溫度 ℃

V —— 建筑的體積 m3

Rn—— 體積熱指標(biāo) 根據(jù)建筑的保溫情況宜取0.4-0.7

a —— 修正系數(shù)。請參考下表

 

四、 采暖末端計算與選擇

 

1. 地暖盤管

地暖面盤管的管間距直接影響到地板的散熱量，而地板散熱量需滿足室內(nèi)負荷的要求。

管間距根據(jù)管材、室內(nèi)設(shè)計溫度、供水溫度、地板材料等因素而定。

下表是PE-RT管材，地面材料為水泥地磚，在不同水溫、室內(nèi)溫度和管間距的條件下的地面散熱量（其他地面材料的散熱量數(shù)據(jù)見附錄1）

 

2. 散熱片

根據(jù)散熱片進出口水溫，求出散熱片平均水溫；

根據(jù)室內(nèi)設(shè)計溫度求出散熱溫差；

根據(jù)散熱溫差查散熱片選型表，獲得單片散熱量q。

 

五、 空氣源熱泵冷暖機組配置計算

 

1. 確定建筑的負荷

由設(shè)計院獲取

根據(jù)建筑物的負荷指標(biāo)和相應(yīng)建筑面積的乘積，得出建筑的負荷。

將各空調(diào)房間的負荷逐個相加得出空調(diào)總負荷。

 

2. 機組臺數(shù)和容量的確定

機組總負荷的確定：建筑的負荷或空調(diào)總負荷×80％左右的同時使用率。公寓房可不考慮同時使用率。特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。

大、中型工程應(yīng)選二臺以上，但不宜過多，并考慮備用機組的可能性。

若建筑物的(zui)大負荷與(zui)小負荷的差距過大，宜大、小容量機組搭配工作。

 

六、 機組安裝位置規(guī)劃和環(huán)境控制

 

1. 機組安裝位置規(guī)劃

1) 熱泵主機的安裝與空調(diào)室外機的安裝要求相似。可安裝在屋頂、陽臺、地面上。出風(fēng)口應(yīng)避開迎風(fēng)方向。

2) 主機（側(cè)出風(fēng)）與四周墻壁或其他遮擋物之間的距離不能太小，出風(fēng)口1米內(nèi)不應(yīng)有遮擋物，保證主機換熱器的吸熱散熱不受阻礙。

3) 主機（頂出風(fēng)）進風(fēng)口1米內(nèi)不能有遮擋物，出風(fēng)口2米內(nèi)不應(yīng)有障礙物，保證主機換熱器的吸熱散熱不受阻礙。

當(dāng)機組安裝在屋檐下或機組上方有水平障礙物時，機組的安裝位置必須在通風(fēng)良好的地方，否則容易發(fā)生氣流短路，造成機組散熱能力差。

 

2. 機組安裝環(huán)境控制

1) 盡量不在陽光直射的地方。

2) 不在臥室的窗臺或臥室的附近。

3) 進、出風(fēng)有足夠的距離，便于散熱。

4) 能承受室外機自重的 2-3 倍以上的地方。

5) 沒有油煙或其它腐蝕氣體的地方。

6) 不影響其它因素或環(huán)境的地方。

 

七、 采暖和冷暖系統(tǒng)介紹

 

1. 采暖和冷暖系統(tǒng)分類

1) 開式循環(huán)系統(tǒng)：管路中的循環(huán)水與大氣相通的系統(tǒng)。循環(huán)水水與大氣接觸，易腐蝕管路；用戶與機房高差較大時，水泵則需克服高差造成的靜水壓力，耗電量大。

2) 閉式循環(huán)系統(tǒng)：管路系統(tǒng)不與大氣接觸，在系統(tǒng)(zui)高點設(shè)有排氣閥的系統(tǒng)。管道與設(shè)備不易腐蝕；不需克服高度差，從而循環(huán)水泵功率小。

3) 同程式系統(tǒng)：并聯(lián)環(huán)路中的各支路的流程都是相等的系統(tǒng)。

◆優(yōu)點：系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，各設(shè)備間的水量分配均衡。

◆缺點：由于采用回程管，管道的長度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投資。

4) 異程式系統(tǒng)：并聯(lián)環(huán)路中的各支路流程不等的系統(tǒng)

◆優(yōu)點：異程式系統(tǒng)簡單，耗用管材少，施工難度小。

◆缺點：各并聯(lián)環(huán)路管路長度不等，阻力不等，流量分配難以平衡。

 

5) 定水量系統(tǒng)：系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，或夏季和冬季分別采用不同的定水量，負荷變化時，改變供、回水溫度以改變制冷量或制熱量的系統(tǒng)。

特點：定水量系統(tǒng)簡單，操作方便，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備和變水量定壓控制。

6) 變水量系統(tǒng)，一般適用于間歇性降溫的系統(tǒng)（影院、劇場、大會議廳等）：保持供水溫度在一定范圍內(nèi)，當(dāng)負荷變化時，改變供水量的系統(tǒng)。

特點：變水量系統(tǒng)的水泵的能耗隨負荷較少而降低，在配管設(shè)計時可考慮同時使用系數(shù)，管徑可相應(yīng)減少，降低水泵和管道系統(tǒng)的初投資；但是需要采用供、回水壓差進行流量控制，自控系統(tǒng)比較復(fù)雜。

 

2. 空氣源熱泵采暖和冷暖常用系統(tǒng)型式

 

八、 水泵選型計算

 

冷暖系統(tǒng)按空調(diào)系統(tǒng)的水流量和水阻力選定水泵流量和揚程。

1. 水泵的流量：

在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的數(shù)值乘以1.1~1.2倍的系數(shù)選用。

如果考慮了同時使用率，建議用如下公式進行計算。公式中的Q為沒

有考慮同時使用率情況下的總負荷。

L = Q×0.86/ △T

L —— 循環(huán)水流量 m3/h

Q —— 總負荷 kW

△T —— 進回水溫差 ℃（采暖系統(tǒng)取10℃，冷暖系統(tǒng)取5℃）

水泵的流量 = (1.1~1.2)×系統(tǒng)循環(huán)水量

 

2. 水泵的揚程：應(yīng)為它承擔(dān)的供回水管網(wǎng)(zui)不利環(huán)路的總水壓降。

(zui)不利環(huán)路阻力計算經(jīng)驗公式如下：

Hmax =Δp1＋Δp2＋0.05L（1+ K）

△P1：機組內(nèi)部的水壓降；

△P2：(zui)不利環(huán)路中并聯(lián)的各末端裝置的水壓損失(zui)大一臺（或部分）的水壓降。

0.05L：沿程損失取每100m管長約5mH2O；

式中K為(zui)不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長度總和與直管總長的比值。當(dāng)(zui)不利環(huán)路較長時K取0.2~0.3；(zui)不利環(huán)路較短時K取0.4~0.6。

水泵揚程(mH2O)= （1.1~1.2）× Hmax

 

3. 其他要求：

水泵必須選用熱水泵，其Q～H 特性曲線，應(yīng)是隨著流量的增大，揚程逐漸下降的曲線。同時適用于水/乙二醇（(zui)高30%）溶液。

應(yīng)根據(jù)水泵提供商提供的參數(shù)要求，并根據(jù)現(xiàn)場水力系統(tǒng)的要求選泵，水泵應(yīng)在其高效區(qū)內(nèi)運行。

 

九、 膨脹罐選型計算

 

C = 系統(tǒng)中的水容量（包括熱泵主機、管道、末端等）約為系統(tǒng)循環(huán)

水流量的1/15 到1/20。

e = 水的熱膨脹系數(shù)（系統(tǒng)冷卻時水溫和鍋爐運行時的(zui)高水溫的水

膨脹率之差，見下表），標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中e=0.0359（90℃）

P1=膨脹罐的預(yù)充壓力（壓力）

P2=系統(tǒng)運行的(zui)高壓力（壓力）

V = 膨脹罐的體積

 

選型經(jīng)驗：

5HP 以下 選用的2L 膨脹罐

5-10HP 選用的5L 膨脹罐

10-18HP 選用的8L 膨脹罐

18-30HP 選用的12L 膨脹罐

30-45HP 選用的18L 膨脹罐

45-60HP 選用的24L 膨脹罐

（其中制冷/熱量KW 和HP 的換算關(guān)系為1HP ≈ 2.5KW）

 

十、 儲能（緩沖）水箱計算

 

水暖系統(tǒng)需要考慮系統(tǒng)水容量對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，對于空氣源熱泵地暖系統(tǒng)，(zui)大的影響因素是冬季機組除霜。空氣源熱泵機組化霜時間為 3-8min，取化霜時間 4 min 來計算蓄能水箱容積。

系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求：冬季運行時，主機除霜時間 4 min，供水溫度允許降低不超過3℃。

系統(tǒng)(zui)小水容量M1：

= Q * T /（C*3） (kg)

Q —— 主機制熱量 (kｗ)

Ｔ —— 化霜時間 (Ｓ)

Ｃ —— 水的比熱取４．２ （kＪ／kg℃）

系統(tǒng)水容量M2：

= 0.15*L (kg)

L —— 系統(tǒng)管路總長 （m）

儲能水箱有效容積M:

= M1-M2 (kg)

 

十一、 系統(tǒng)管道計算

 

1. 管徑計算公式如下：          

 

Q：管段內(nèi)流經(jīng)的水流量(L/s)

Ｄ：管道內(nèi)徑(mm)

Ｖ：假定的水流速(m/s) （管內(nèi)水流速推薦表如下，單位m/s)

 

2. 管徑經(jīng)驗選定法——系統(tǒng)水流量和單位長度阻力損失表

3. 連接各末端裝置的供回水支管的管徑，宜與設(shè)備的進出水管接管管徑一致，可查產(chǎn)品樣本獲知。

 

十二、 分集水器選擇

 

1. 材質(zhì)為黃銅材質(zhì)或不銹鋼材質(zhì)，同時適用于水/乙二醇（(zui)高30%）溶液。

2. 一般規(guī)格：

3. 選型建議：根據(jù)盤管環(huán)路數(shù)選擇分集水器支路數(shù)，支路數(shù)應(yīng)控制在8路以內(nèi)，若超過8 路，可增設(shè)多一套分集水器解決。分集水器主管管徑應(yīng)至少比系統(tǒng)供水管管徑大一個規(guī)格，支路數(shù)越多，分集水器主管管徑宜越大，具體以實際水力計算為準(zhǔn)。

 

 

十三、 地暖管的選擇

 

1. 地暖管管徑

1) 在水阻力不超限的情況下，水流速度越大管道內(nèi)越不容易積氣，有利于減小傳熱熱阻從而增加散熱量。一般管道內(nèi)水流速度不得小于0.25m/s，一般流速應(yīng)在0.25m/s-0.5m/s 之間為宜，分集水器內(nèi)的水流速一般不宜超過0.8m/s，過小的流速會影響散熱量，過大的流速則會增加水泵的負擔(dān)，且水流噪聲會較明顯。

2) 一般要求在任何情況下系統(tǒng)水流量不得小于系統(tǒng)額定水流量的 60%，如果實際中有可能出現(xiàn)流量小于60%的情況，需加裝壓差旁通閥或其他旁通措施，否則可能導(dǎo)致機組保護。

3) 從減少加熱盤管的水側(cè)阻力，提高采暖效果的角度考慮，加熱管道宜選擇外徑Φ20 管道，從施工安裝方便的角度考慮，加熱管道宜選擇外徑Φ16 管道，根據(jù)工程實際情況選擇合適的方案。

 

2. 地暖管長度

加熱盤管的長度和環(huán)路簡易計算（例：采暖房間內(nèi)面積10 ㎡，分集水器與采暖房間連接距離10 米）

加熱盤管長度建議：每環(huán)路加熱盤管長度宜控制在60～80 米，(zui)長不應(yīng)超過100 米，各環(huán)路長度宜相等或相近，管長差值應(yīng)控制在15 米內(nèi)。

 

3. 地暖管材質(zhì)

PE-X ：交聯(lián)聚乙烯 ，力學(xué)性能好，耐低溫和高溫。但是沒有熱塑性，不能采用熱熔接，通常采用卡式連接。是目前歐洲在地暖系統(tǒng)中使用量(zui)大的一個品種。進口和國產(chǎn)的差價更大，低價位的產(chǎn)品應(yīng)用存在一定的風(fēng)險。

PE-RT：中密度聚乙烯，力學(xué)性能好，耐應(yīng)力開裂，低溫沖擊，耐水壓，耐熱蠕變的性能。具有可以熱熔連接、原料性能穩(wěn)定可靠和柔韌性好等優(yōu)點，其綜合的優(yōu)良特性使之在地板輻射采暖領(lǐng)域中具有一定的競爭力。價格適中。

PB：聚丁烯 ，管材(zui)柔軟，相同壓力下，管壁設(shè)計(zui)薄，是當(dāng)前幾種用于熱水的塑料管中價格(zui)貴和可靠性(zui)高的品種。

由于采暖系統(tǒng)中滲入氧會加速系統(tǒng)的氧化腐蝕，選擇PB、PE-X、PE-RT塑料管道時宜選擇含有阻氧層的管道。

 

十四、 散熱片的選擇

 

1、根據(jù)房間的熱負荷和散熱片的散熱量相匹配的原則進行選型；

2、兼顧房間的舒適性、美觀性來確定與之相符的散熱片的型號；

3、散熱片選型的計算方法：

A=Q/q×β1×β2

A: 散熱片片數(shù)

Q: 房間熱負荷

q: 單片散熱量

 

十五、 風(fēng)機盤管的選擇

 

風(fēng)機盤管分類

按形式：臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝、卡式五種

按厚度：超薄型、普通型

按有無冷凝水泵：普通型、豪華型

按機組靜壓：0Pa、12Pa、30Pa、50Pa、80Pa （機外靜壓）

按照排管數(shù)量 ：兩排管、三排管

按制式：兩管制、四管制

確定型號以后，還需確定風(fēng)機盤管的安裝方式（明裝或安裝），送回風(fēng)方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。

房間面積較大時應(yīng)考慮使用多個風(fēng)機盤管，房間單位面積負荷較大，對噪音要求不高時可考慮使用風(fēng)量和制冷量較大的風(fēng)機盤管。

考慮所接風(fēng)管的沿程阻力、出風(fēng)口的阻力、軟接的阻力， 低靜壓(12pa)直接接風(fēng)口或接不超過1米的風(fēng)管，中靜壓的風(fēng)盤(30pa)接不超過四米的風(fēng)管，高靜壓(50pa)的風(fēng)盤接不超過七米的風(fēng)管。