空调冷热源期第7章-冷热源机房与系统设计.

1、7.1 冷热源机房设计 7.2 冷热源燃料供应系统设计 7.3 排烟气系统设计 7.4 冷热源水（汽）系统设计 7.5 冷热源系统供配电设计要点 *1 一、机房建筑设计 1.机房位置的布置原则 1）一般应充分利用建筑物的地下室。 2）由于条件所限不宜设在地下室时，也可 设在裙房中或与主建筑分开独立设置。 3）对于高层建筑，也可设在设备层或屋顶 上。 4）锅炉房宜为单独的建筑物，也可与其他 民用建筑、生产厂房相连或设在民用建筑 *2 的地下室、半地下室、首层、楼中层和屋 顶上。 2.机房建筑布局要求 1）机房面积、净高和辅助用房等应根据系 统的集中和分散、冷热源设备类型等设置 。 2)对于全部空气调节的建筑物，其通风、 空气调节与制冷机房的面积可按总建筑面 积的38考虑。 *3 3）机房面积的大小应保证设备安装有足够 的间距和维修空间。 4）制冷机房的净高（地面到梁底）应根据 制冷机的种类和型号而定。 5）燃油燃气锅炉房的净高（地面到梁底） 应根据锅炉的类型和型号确定。 *4 *5 *6 *7 *8 *9 *10 二、机房设备安装设计 1、机房设备的隔振与降噪 动力设备应设置基础隔振装置

2、，防止减少设备振 动对外界影响。 设备振动量控制按有关标准规定及规范执行。 设备转速=1500rpm，宜选用橡胶等弹性材料的隔振垫块 或橡胶隔振器。 动力设备的流体进出口，宜采用软管同管道连接 。 机房通风应选用低噪风机，位于生活区的机房通 风系统应设置消声装置。 2、机房设备、管道和附件的防腐和保温 （1）机房设备、管道和附件的防腐 为了保证机房设备、管道和附件的有 效工作年限，保温前须将表面清除干净、 进行防腐处理。 （2）机房设备、管道和附件的保温 机房设备、管道和附件的保有效温可以 减少冷（热）损失。 三、机房的供暖、空调、通风与 防火设计 集中供暖地区的制冷机房室内温度不应低 于15度，在停止运转期间不得低于5度。 对于通风不能满足空气热湿环境要求的机 房，应设置空调系统，为节约能源，机房 内温度、湿度要求可放宽。空调值班室应 设置独立的空调系统，或安装分体空调。 机房应有良好的通风措施 机房的防火、防爆措施 7.2.1 燃油系统设计 燃油供应系统是燃油设备机房的组成部分。其主 要流程是：燃油经铁路或公路运来后，自流或用 泵卸入油库的贮油罐，油经过泵前过滤器进入输 油泵，经输

3、油泵送至锅炉房日用油箱。 燃油供应系统的构成：运输设施、卸油设施、贮 油罐、油泵、管路等 燃油运输方式：铁路油罐车、汽车油罐车、油船 、管道输送 *14 1.机房油管路系统 主要任务：将满足要求的燃油送至设备燃 烧器，保证燃油经济安全的燃烧。 主要流程：先将油通过输油泵从油罐送至 日用油箱，在日用油箱通过供油泵送至设 备燃烧器，燃油通过燃烧器一部分进入炉 膛燃烧，另一部分返回油箱。 （1）油管路系统设计的基本原则 （2）典型的燃油系统：图7-1 （3）燃油系统辅助设施选择 1）贮油罐；2）日用油箱；3）燃油过滤 器：选择原则。4）输油泵 （4）油泵的扬程 1）油泵扬程计算公式：式（7-1） 2）油泵扬程应在管线水力计算后选择 2、燃油管路水力计算 任务：根据已知的流量计算管道直径和管 线压力降，以便合理地选择油泵。 （1）燃油管道直径计算：式（7-2）（7-3 ）常用流速表7-2 （2）燃油管道管线压力降计算 方法：水力公式计算法，查图表法 水力公式计算法主要过程：1）直管段摩擦 阻力；2）局部阻力；3）管线压力降；4） 摩擦阻力系数 3.燃油管道设计和敷设要点 （1）管道的敷设方式：

4、架空、管敷、管沟 （2）管道的连接：管材一般为无缝钢管，连 接方式焊接、法兰连接 （3）管道的布置 （4）管道的吹扫和放空措施 7.2.2燃气系统设计 1.机房燃气系统 （1）机房燃气耗量 1）机房设备燃气耗量的确定，可按照总冷（热） 负荷计算值，参照设备样本资料，选择设备，确 定所需燃气耗量。也可按照总冷（热）负荷计算 值和设备效率确定所需燃气耗量。 单台燃气锅炉燃气消耗量计算：式（7-15） 2）每只燃烧器燃气消耗量：式（7-16） 3）机房燃气消耗量：式（7-17） （2）燃气管道供气压力、供气方式和系统 1）燃气管道供气压力和供应方式 城市燃气管道按所输送燃气压力不同，分为5类。 燃气设备机房供气系统中，从安全角度考虑，宜 采用中、低压供气系统，不宜用高压系统。 2）燃气管道系统 设计应遵照国家标准规范进行 燃气设备机房供气系统组成：供气管道进口装置 、机房内配管系统以及吹扫放散管道等。 常用燃气设备机房的燃气系统有： a.一般手动控制燃气系统：图7-2 设备由人工控制 b.强制鼓风供气系统：图7-3 在中型采暖和生产的燃气锅炉房中经常 采用。 c.WNQ4-0.7型燃气锅炉供

5、气系统：图7-4 *21 2.供气管道系统设计的基本要求 （1）供气管道进口装置设计要求 （2）机房内燃气配管系统设计要求 （3）吹扫放散管道系统设计 为什么应设置吹扫和放散管道 设计吹扫放散系统应注意的要求 3.燃气管道敷设原则及连接方法 （1）管道敷设原则：分为埋地和架空敷设 （2）机房内管道的敷设 （3）管道的连接方法 （4）燃气管道清扫和试压 4.燃气管道水力计算 任务：根据燃气流量和允许压力损失确定管道直 径，或者在已知管径和压力损失情况下，求管道 的通过能力。 （1）燃气管道管径计算 式（7-18）（7-19） （2）燃气管道水力计算方法 （3）不同压力下燃气管道的水力计算公式 1）低压燃气管道：式（7-21）式（7-26） 2）中压和高压燃气管道：式（7-27）（7-28） 3）燃气管道局部阻力计算 7.3.1烟气排放标准和系统设计依据 1、烟气排放标准 燃油燃气设备排入大气中的有害气体主要是二氧 化硫和氮氧化物，其排放浓度应符合GB13271 2001锅炉大气污染物排放标准和GB3095 1996环境空气质量标准、GB16297 1996大气污染物综合排放标准。 各项污

6、染物排放的浓度极限见表7-6 *25 2.排烟气系统设计依据 可参照锅炉房设计规范（GB50041- 1992）进行设计 7.3.2排烟气系统设计 1.燃油燃气设备运行的通风方式 燃油燃气设备在运行时，必须连续地向设备供入 燃料燃烧所需要的空气，并将生成的烟气不断排 出。按设备容量和类型的不同，可采用自然通风 和机械通风。 自然通风时，设备仅利用烟囱中热烟气和外界冷 空气的密度差来克服锅炉通风的流动阻力。这种 通风方式只适用于烟气阻力不大，无尾部受热面 的小型设备，如立式水火管锅炉等。 *27 对于设置尾部受热面和除尘装置的小设备，或较 大容量的供热锅炉因烟、风道的流动阻力较大， 必须采用机械通风，即借助风机所产生的压头去 克服烟道、风道的流动阻力。目前采用的机械通 风方式有以下3种。 （1）负压通风：烟囱+烟囱前的引风机 适用于小容量的、烟风系统阻力不大的锅炉 （2）正压通风：只装设送风机 目前在燃气和燃油锅炉、吸收式直燃机等应用 较为普遍 （3）平衡通风:送风机+引风机 供热锅炉目前大都采用平衡通风。 *28 2.排烟气系统设计 （1）排烟气系统设计计算方法 根据额定负荷选择合适设

7、备，烟道流量 即确定。然后根据具体情况布置排烟气管 路系统，由假定流速法计算系统管道和烟 囱截面积大小，计算沿程阻力和局部阻力 损失，选择风机。系统计算和风机选择时 ，须考虑烟囱的抽力。 具体计算和选择详见相关设计手册。 （2）排烟气系统烟道布置的一般要求 3.烟囱的设计 （1）烟囱高度的确定 烟囱高度应根据烟气中所含有害物质、 飞灰等的扩散条件来确定，使附近的环境 处于允许的污染程度之下，符合现行国家 标准。 供热锅炉烟囱推荐高度，按表7-7执行 。 （2）烟囱直径的计算 （3）高层建筑烟囱布置 *31 *32 集中式空调的冷热源水系统包括冷（热） 水循环系统、冷却水循环系统。 冷水循环系统：来自空调设备的冷冻水回 水经集水器、除污器、循环水泵，进入冷 水机组蒸发器内，吸收了制冷剂蒸发的冷 量，使其温度降低成为冷水，进入分水器 后再送入空调设备的表冷器或冷却盘管内 ，与被处理的空气进行热交换后，再回到 冷水机组内进行循环再冷却。 *33 热水循环系统：主要是完成冬季空调设备 所需的热量，使其加热空气用，热水循环 系统需包含热源部分。 冷却水循环：从冷却塔来的较低温度的冷 却水，经冷却

8、泵加压后送入冷水机组，带 走冷凝器的热量后，温度便升高了，然后 被送到冷却塔上进行喷淋，由于冷却塔风 扇的转动，使冷却水在喷淋下落过程中， 不断与室外空气发生热湿交换而冷却，冷 却后的水落入冷却塔积水盘中，然后再次 被冷却泵加压后进入下一个循环。 *34 7.4.1冷（热）水系统 1.闭式循环系统和开式循环系统（图7-5） （1）闭式循环系统 管路不与大气接触，系统最高点设膨胀水 箱并有排气和泄水装置的系统。 适宜采用闭式系统的情况 优点 缺点 （2）开式循环系统 管路之间有贮水箱（ 或水池）通大气，自 流回水时，管路通大 气的系统。 适宜采用开式系统的 情况 优点 缺点 2.定水量系统和变水量系统 （1）定水量系统 系统中循环水量为定值，或夏季和冬季分 别采用不同的定水量，负荷变化时，改变 供、回水温度以改变制冷量或制热量的系 统。 优点 缺点 适用场合 （2）变水量系统 保持供水温度在一定范围内，当负荷变化 时，改变供水量的系统。 优点 缺点 3.单式泵系统和复式泵系统 （1）单式泵系统 冷（热）源侧与负荷侧合用一组循环水泵 优缺点 适用场合 （2）复式泵系统 冷（热）源侧与负荷侧

9、分别配备循环水泵 优缺点 适用场合 4.水系统的承压与分区 （1）系统的最高压力 系统最低处或水泵出口处，设计时应对各 个点的压力进行分析，以选择合理的设备 。 （2）设备的承压 系统中管路和设备均有其承压极限，系统 压力不应超过设备承压能力。 高层建筑中，设备承压能力不够时，应进 行分区。常见的方案有5种。 7.4.2冷却水系统 （1）天然水冷却 典型：直接蒸发式空调机组 建筑物周围有非常充足水源时，也可用于集中空 调。 （2）循环水冷却（图7-8，图7-9） 目前高层民用建筑空调系统多采用。 流程：冷却塔较低温度冷却水（32度）冷却泵 冷水机组冷凝器冷却塔高位冷却水（37度） 冷却水量损失：空气吸湿带走的蒸发部分；风机 排风吹走部分。一般约占冷却塔循环水量0.3%-1% 设计常用图例：表7-8 7.4.3锅炉的汽水系统 包括给水系统和蒸汽系统两个部分。 给水系统：将给水送入锅炉的设备、管道及其配 件。 蒸汽系统：从锅炉引出蒸汽的管道及其配件。 1.锅炉用水简述 根据水质及功用，分为原水、补给水、生产回水 、给水、锅水、排污水、冷却水等。 2.锅炉的汽水系统 （1）给水系统 一级给水系统：图7-10 二级给水系统：图7-11 （2）蒸汽系统 饱和蒸汽；过热蒸汽 组成：分汽缸、蒸汽管道及其阀门组件 分汽缸作用：稳压、缓冲、调节及分配蒸汽 （3）软化水系统 （4）回水设备 *44 供配电系统构成 供配电系统是为空调、新风、照明、维修插座等配 电 要点 避免设备、电缆组件间的相互干扰或阻挡风路 考虑应急照明系统自动切换和消防系统联动 备用发电机应能承担机房全部负荷的需要 7.5.1机房供电负荷等级和供电要求 机房供电负荷级别和供电方式，应根据工艺要求 、主机容量、负荷重要性和环境特征等因素，按 GB50052-1995供配电系统设计规范执行。 普通建筑的锅炉房、冷冻站、空调机房的电力负 荷一般为三级负荷，对供电无特殊要求，采用一 回路电源供电即可。 若主体建筑有大量一级负荷时，其附属锅炉房、 冷冻站、空

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