空调设备选型

一、机组选型

机组选型步骤：

A．估算或计算冷负荷 估算总冷负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。 B．估算或计算热负荷 估算总热负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。 C．初定机组型号 根据总冷负荷，初次选定机组型号及台数

D、确定机组型号 根据总热负荷，校核初定的机组型号及台数。并确定机组型号。

二、机组选型案例

例：建筑情况：北京市某办公楼建筑面积为11000 m2²，空调面积为 10000 m2其中大会议室面积500 m2，小会议室面积为 1500 m2，办公楼建筑面积为8000 m2含有新风。 A．计算冷负荷。

a．按空调冷负荷法估算：

大会议室500 x 358=179000W=179Kw 小会议室：1500 X 235=352500=352.5kw 办公区：7000X 151＝1057000＝1057kw 合计：358十235＋1208=1588.5KW 选主机时负荷：1588.5X0．70＝1112kw b．按建筑面积法估算：

11000X98=1212000W＝1078kW

c．由1）、2)计算结果，冷负荷按1112KW计算。 B．计算热负荷

按空调热负荷法计算： 11000 X 60=660000W=660KW C．初选定机组型号及台数： 1、 若方案采用水源热泵

① 确定机组型号：总冷负荷为1112kw，两台GSHP580型水源热泵机组机组在水温为16～18℃，

供回水温度7～17℃时制冷量为1152kw。略大于冷负荷，符合要求。

总热负荷为660kw，一台GSHP580型水源热泵机组在水温为16～18℃，供回水温度55～45℃时制热量为665kw。略大于热负荷，符合要求。

② 最后确定为两台GSHP580型水源机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用

一台机组即可（在室外温度较低时采用两台机组进行制热）。 2、 .若方案采用风冷热泵空调组机

① 确定机组型号：

根据以上计算，总冷负荷为1112kw，两台LSBLGRF560M模块热泵系列风冷（热）泵机组供回水温度7～17℃时制冷量为1120kw．略大于冷负荷，符合要求。

总热负荷为660kw，一台LSBLGRF560M型机组，供回水温度55～45℃时制热量为588kw．略小于热负荷，符合要求。

② 最后确定为两台LSBLGRF560M型模块热泵系列风冷（热）泵机组，其中，夏季制冷时，采用

两台机组，冬季制热时，采用一台机组即可（在是外温度较低时采用两台机组进行制热）。 3、 若采用水冷空调组机

① 根据以上计算，总冷负荷为1112kw，两台LSBLG0Z型水冷空调机组供回水温度7～17℃时制冷量为1278kw．略大于冷负荷，符合要求。 ② 最后确定为两台LSBLG0Z型水冷空调机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组。

三、辅助设备 1、冷却塔

冷却塔冷却水量可以按下式计算：

（10-14）

式中Q——冷却塔排走热量，kW；压缩式制冷机，取制冷机负荷1.3倍左右；吸收式制冷机，去制冷机负荷的2.5左右；

oC），常温时c=4.1868 kJ/（kg·oC）； c——水的比热，kJ/（kg·

tw1-tw2——冷却塔的进出水温差，oC；压缩式制冷机，取4~5 oC；吸收式制冷机，去6~9 oC。 2）水泵扬程 冷却水泵所需扬程

Hp=hf+hd+hm+hs+ho

式中hf，hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；

hf，hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，mH2O；

hm——冷凝器阻力，mH2O；

hs——冷却塔中水的提升高度（从冷却盛水池到喷嘴的高差），mH2O；

ho——冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约等于5 mH2O。

2、水泵的选型:

冷负荷Q=1112 kw；空调系统水环路带走的热量在此基础上乘以1.3同时使用系数取0.7则水流量为G

G=（Q×A×1.3）÷（1.163×T）

A: 使用系数；G: 水流量；T: 空调水系统供回水温差

G=（1112×0.7×1.3）÷（1.163×10）=87 m3/h；即：泵的流量为87 m3/h。

1) 阻力计算

管径长约300，比摩阻选200Pa/m 则H1=300×200 Pa=6mH2O

局部阻力取0.5则H2=0.5×6=3mH2O 制动控制阀 H3=5mH2O 机组压降 H4=50Kpa=5mH2O 换热器压降 H5=4mH2O

总扬程 h=1.2H=(6+3+5+5+4)=28.8 mH2O

故选择循环泵 G=87 m3/h H=32 mH2O N=17.5Kw n=1450rpm 2) 定压泵的选择：

定压点为最高点加5m H2O

H=32+5=37m H2O 建筑物水容量取1.3L /建筑平米

Vc=11000×1.3=14300L=14.3 m3

小时流量取Vc之10% 则G=0.10×14.3=1.43m3/h

故定压泵取2 m3/h H=37m n=1450rpm

3、热泵空调系统水量计算

（1） 夏季空调系统水量的计算：

根据热力学定律，可以从以下公式中获得水源水量和冷冻水量。 Gr＝0．86（QL＋N）／△Ty G2＝0．86QL/△TL

说明：Gr水源水量，m3/h； GL：冷冻水量，m3/h： QL：空调系统主机制冷量， kw： N：空调主机电功率，kw； △Ty：水进出空调主机温差，℃； △TL ：冷冻水进出空调主机温度℃。

（2） 冬季热泵空调系统水量的计算：

根据热力学定律，亦可得冬季时的水量和热水量，从以下公式中便可获得。 Gy＝0．86（Qr-N）／△Ty Gr＝0．86Qr/△Tr

说明：Gy水源水量，m3/h； Gr：热水水量，m3/h： Qr：水源空调系统主机制热量，kw； N：水源空调主机电功率，kw； △Ty：水源水进出空调主机温差， ℃； △TL ：冷冻水进出空调主机温度，℃。

（3） 热水量计算

热水量计算有下述两种计算方法。

① 根据热水用水定额和用水计算单位

Qh=K*n*m*Qr/T

说明：Qh最大小时热水用量L/H

Qr热水用水定额L/H，

M用水计算单位数，人数或床数。 T一天内热水供应的时间，H；

Kh热水小时变化系数，全日供应热水。

4、冷冻水和冷却水流量估算

冷冻水（或盐水） 水量 冷冻水 l/s 0.14-0.20 盐水 0.25-0.40 0.-1.25 冷却水 0.20-0.25 自来水 0.13 海水 0.20 冷却水 5、设备水压力降 估算（日本）

离心式冷水机组 设备 蒸发器 压力降KPa

冷凝器 蒸发器 冷凝器 吸收式冷水机组 冷却塔 热交换器 冷热水排管 风机排管 调节阀 50-100 50-100 60-160 60-160 20-80 20-50 20-50 10-20 30-50 6、制冷机冷却水量估算表

活塞式制冷机(t/kw) 0.215 离心式制冷机(t/kw) 0.258 吸收式制冷机(t/kw) 0.3 螺杆式制冷机(t/kw) 0.193~0.322 第二章 材料、设备资料

一、钢板和铝板的厚度和重量ASHRAE

厚度mm 号 镀锌钢板 28 26 24 22 20 18 16 14 12 11 10 0.5 0.6 0.7 0.9 1.1 1.3 1.7 2.1 2.6 3.1 3.6 铝板 0.5 0.6 0.8 1.0 1.4 1.8 2.0 -- -- -- -- 镀锌钢板 4.02 4.83 5.63 7.24 8.85 10.46 13.68 16.90 20.92 24.94 28.97 铝板 1.36 1. 2.18 2.73 3.83 4.91 5.46 -- -- -- -- 重量Kg/m² 二、角钢和角铝的规格和重量ASHRAE

镀锌角钢 重量Kg/m 0.65 1.14 1.63 2.12 2.77 2.60 3.41 4.20 5.00 5.93 高炭角钢 重量Kg/m 0.61 1.11 1.58 2.05 2.70 2.52 3.33 4.12 4.91 5.84 相当的角铝 尺寸mm 角钢尺寸mm 25x25x1.6 25x25x3 35x35x3 45x45x3 45x45x4 55x55x3 55x55x4 55x55x5 65x65x5 65x65x6 32x32x3 40x40x3 50x50x3 50x50x6 50x50x6 60x60x6 80x80x6 80x80x10 80x80x10 三、计算单位换算

换算系数 量 英制 国际单位 英制换算为国际单位 国际单位换算为英制 吋(in) 长度 吋(ft) 码(yard) 哩(mile) 毫米(mm)或厘米(cm) 厘米(cm)或米(m) 米(m) 千米(km) 1吋=25.4mm 1呎=30.5cm 1码=0.914m 1哩=1.61km 1cm=0.394吋 1m=3.28呎 1m=1.09码 1km=0.62哩 平方吋(in²) 平方吋(in²) 面积 平方呎(ft²) 平方码(yaed²) 亩(acre) 平方哩(mile²) 平方毫米(mm²) 平方厘米(cm²) 平方厘米(cm²) 平方米(m²) 公倾(ha),平方千米(km²) 1平方吋=5mm² 1平方吋=6.45cm² 1平方呎=925cm² 1平方码=0.836m² 1亩=0.405ha=405m² 1平方哩=2.59km² 1mm²=0.002平方吋 1cm²=0.155平方吋 1m²=10.76平方呎 1m²=1.20平方码 1ha=10000m²=2.47亩 1km²=0.387平方哩 立方吋(in³) 体积 立方呎(ft³) 立方码(yaed³) 立方厘米(cm³) 立方分米(dm³) 立方米(m³) 1立方吋=16.4cm³ 1立方呎=28.3dm³ 1立方码=0.765m³ 1cm³=0.06立方吋 1m³=35.3立方呎 1m³=1.31立方码 英制液安士 毫升(ml) (ounce) 英制品脱(pint) 亳升(ml)或升(l) 升(l) 1英制液安士=28.4ml 1英制品脱=586ml 1英制加仑=4.55l 1美制液安士=29.6ml 1美制品脱473ml 1美制加仑3.79ml 1ml=0.035英制液安士 1l=1.76英制品脱 1m³=220英制加仑 1ml=0.034美制液安士 1l=2.11美制品脱 1l=0.2美制加仑 容积 英制加仑(gallon) 立方米(m³) 美制液安士 美制品脱 美制加仑 毫升(ml) 毫升(ml)或升(l) 升(l) 安士(ounce) 质量 磅(lb) 吨(ton) 克(g) 克(g)或千克(kg) 公倾(t) 1安士=28.3g 1磅=454g 1吨=1.02t 1g=0035安士 1kg=2.20磅 1t=0.984吨 美制加仑每分流量 (GPM) 升每秒(1/s) 1GPM=0.0631升每秒 1CFM=0.4719升每秒 1l/s=15.85GPM 1l/s=2.12CFM 1m³/h=3.6升每秒 立方呎每分 升每秒(1/s) (CFM) 力 磅力(lb force) 牛顿(N) 1磅力=4.45N 1千克力9.81N 1N=0.225磅力 1N=0.102千克力 千克力(kg force) 牛顿(N) 磅力每平方吋 千帕斯卡(KPa) 压力 (PSI) 千克力每平 千帕斯卡(KPa) 方厘米吋, 水柱(in 帕斯卡(Pa) h20) 巴 (bar) 千帕斯卡(KPa) 1磅力每平方吋=6.KPa 1KPa=0.145磅力每平方 1千克力每平方厘米=98KPa 吋 1KPa=0.01千克力每平 1吋，水柱249Pa 1巴=100KPa 方厘米 1Pa=0.004吋，水柱 1KPa=0.01巴 哩每小时速度 (miine/h) 呎每分(FPM) 千米每小时(km/h) 米每秒(m/s) 1哩每小时=1.61km/h=0.447m/s 1呎每分=0.0508m/s 1km/h=0.62哩每小时 1m/s=19.7呎每分 温度 华氏度℉ 摄氏度℃ ℃=5（℉-32）/9 ℉=9×℃/5+32 磅每立方吋 克每平方厘米(lb/n²) 磅每立方呎(g/cm³)= 公吨每立方米 1磅每立方吋=27.7t/m³ 密度 (lb/ft²) lt/m³=0.036磅每平方吋 (t/m³) 千克每立方米 1磅每立方呎=16.02kg/m³ 1kg/m³=0.06磅每立方呎 1t/m³0.752吨每立方码 吨每立方码(kg/m³) 公吨每立方米 1吨每立方码=1.33t/m³ (ton/yard²) (t/m³) 英热单位（BTU） 千焦耳 热能 冷吨（美） 1英热单位=1.055KJ 1KJ=0.948英热单位 千瓦(KW)，千焦耳每秒 1冷吨=3.516KW=3.516KJ/s 1KW=1KJ/s=0.284冷吨 1卡路里4.18KJ 1BTU=0.2519kCal 1KJ=0.239kCal 1kWhr=3.6MJ 卡路里（营养学(KJ/s) 家） 千焦耳(KJ) 功率 马力（HP） 千瓦特（KW） 1马力=0.746kW 1KW=1.34马力 燃料 哩每加仑消耗 (mile/gallon) (n)x哩每 升每100千米(1/100km) =282/(n)1/100km 加仑 (n)xl100km=282/(n)哩每加仑 四、常用液体的密度（单位：103千克/米3，未注明者为常温下）

名称 密度 名称 密度 汽油 0. 70 氨水 0. 93 乙醚 0. 71 海水 1. 03 石油 0. 76 牛奶 1. 03 酒精 0. 79 醋酸 1. 049 木精（0℃） 0. 80 人血 1. 054 煤油 0. 80 盐酸（40％） 1. 20 松节油 0. 855 无水甘油（0℃） 1. 26 苯 0. 88 二硫化碳（0℃） 1. 29 矿物油（润滑油） 0. 9－0. 93 蜂蜜 1. 40 植物油 0. 9－0. 93 （91％） 1. 50 橄榄油 0. 92 硫酸（87％） 1. 80 鱼肝油 0. 945 溴（0℃） 3. 12 蓖麻油 0. 97 水银 13. 6 水（0℃） 0. 999867 水（20℃） 0. 998229 水（2℃） 0. 999968 水（40℃） 0. 992244 水（4℃） 1. 000000 水（60℃） 0. 983237 水（18℃） 0. 998621 水（100℃） 0. 958375 常用气体密度值

名称 密度 名称 密度 二氧化碳 1.98 一氧化碳 1.25 氧 1.43 氦 0.18 空气 1.29 氢 0.09 五、空气调节常用计算公式

序 名称 单位 计算公式 计算单位 QT=QS+QT 1 QT—空气的总热量 QS—空气的显热量 QL—空气的潜热量 总热量QT Kcal/h 空气冷却：QT=0.24*∝*L*(h1-h2) 2 显热量QS Kcal/h 空气冷却：QS=Cp*∝*L*(T1-T2) h1—空气的最初热焓 kJ/kg 3 潜热量QL Kcal/h 空气冷却：QL=600*∝*L*(W1-W2) h2—空气的最终热焓 kJ/kg T1—空气的最初干球温度 ℃ 4 冷冻水量V1 L/s V1= Q1/(4.187△T1) T2—空气的最终干球温度 ℃ V2=Q2/(4.187T2)=(3.516+KW/TR)TR △W1—空气的最初水份含量 kg/kg W2—空气的最终水份含量 kg/kg L—室内总送风量 CMH Q1—制冷量 KW EER=制冷能力（Mbtu/h）/耗电量（KW） △T1—冷冻水出入水温差 ℃ △T2—冷却水出入水温差 ℃ Q2—冷凝热量 KW EER—制冷机组能源效率 冷却水量 5 V2 L/s 其中Q2=Q1+N =TR*3.516+KW/TR*TR =（3.516+KW/TR）*TR 6 制冷效率 — COP=制冷能力（KW）/耗电量（KW） 部分冷负荷性7 能 NPLV KW/TR NPLV=1/(0.01/A+0.42/B+0.45/C+0.12/D) Mbtu/h/KW COP—制冷机组性能参数 满载电流（三8 相） FLA A FLA=N/√3 UCOSφ A—100%负荷时单位能耗 KW/TR B—75%负荷时单位能耗 KW/TR 新风量 9 L CMH Lo=nV C—50%负荷时单位能耗 KW/TR D—25%负荷时单位能耗 10 送风量L CMH 空气冷却：L=Qs/〔Cp*∝*(T1-T2)〕 KW/TR N—制冷机组耗电功率 KW 11 风机功率N1 KW N1=L1*H1/(102*n1*n2) U—机组电压 KV 12 水泵功率N2 KW N2= L2*H2*r/(102*n3*n4) COSφ—功率因数 0.85~0.92 N—房间换气次数 次/h 13 水管管径D mm D=√4*1000L2/(π*v) Cp—n3—水泵效率=0.7~0.85 n4—传动效率=0.9~1.0 空气比热（0.24kcal/kg℃） ∝—空气比重（1.25kg/m3）@20℃ V—房间体积 m3 F=a*b*L1/(1000u) L1—风机风量 L/s a— 风管宽度 m H1—风机风压 mH2O b— 风管高度 m V—水流速 m/s u— 风管风速 m/s 风管面积 14 V2—冷却水量(L/s) n1—风机效率 m2 V1—冷冻水量(L/s) n2—传动效率 （直连时n2=1，皮带传注：1大气压力=101.325 Kpa 水的气化潜热=2500 KJ/Kg 水的比热=1 kcal/kg·℃ 水的比重=1 kg/l TR+制冷量 动n2=0.9） L2—水流量（L/s） H2—水泵压头（mH2O） r—比重（水或所用液体） 六、钢材理论重量计算

钢材理论重量计算的计量单位为公斤（ kg ）。其基本公式为：

W （重量， kg ） = F （断面积 mm2 ）× L （长度， m ）×ρ（密度， g/cm3 ）× 1/1000 钢的密度为： 7.85g /cm3 ，各种钢材理论重量计算公式如下： 名称（单位） 计算公式 圆钢 盘条 W= 0.006165 ×d 2 （ kg/m ） 螺纹钢W= 0.00617 ×d 2 （ kg/m ） 方钢 W= 0.00785 ×a 2 （ kg/m ） 扁钢 W= 0.00785 ×b ×d （ kg/m ） 六角钢 W= 0.006798 ×s 2 （ kg/m ） 八角钢 W= 0.0065 ×s 2 （ kg/m ） 符号意义 计算举例 直径 100 mm 的圆钢，求每 m 重量。d = 直径 mm 每 m 重量 = 0.006165 ×100 2 = 61.65kg 断面直径为 12 mm 的螺纹钢，求每 m d= 断面直径 重量。每 m 重量 =0.00617 ×12 2 = mm 0.kg a= 边宽 mm 边宽 20 mm 的方钢，求每 m 重量。每 m 重量 = 0.00785 ×20 2 = 3.14kg 边宽 40 mm ，厚 5mm 的扁钢，求每 m b= 边宽 mm 重量。每 m 重量 = 0.00785 ×40 ×5= d= 厚 mm 1.57kg s= 对边距离 对边距离 50 mm 的六角钢，求每 m 重mm 量。每 m 重量 = 0.006798 ×50 2 = 17kg s= 对边距离 对边距离 80 mm 的八角钢，求每 m 重mm 量。每 m 重量 = 0.0065 ×80 2 = 41.62kg

求 20 mm × 4mm 等边角钢的每 m 重b= 边宽 量。从冶金产品目录中查出 4mm × 20 W= 0.00785 ×[d （ 2b 等边角钢 d= 边厚 mm 等边角钢的 R 为 3.5 ， r 为 – d ） +0.215 （ R 2 – （ kg/m ） R= 内弧半径 1.2 ，则每 m 重量 = 0.00785 ×[4 × （ 2 2r 2 ） ] r= 端弧半径 ×20 – 4 ） +0.215 × （ 3.5 2 – 2 ×1.2 2 ） ]= 1.15kg 求 30 mm × 20mm × 4mm 不等边角钢B= 长边宽 的每 m 重量。从冶金产品目录中查出 W= 0.00785 ×[d b= 短边宽 不等边角钢 30 ×20 ×4 不等边角钢的 R 为 3.5 ， r （ B+b – d ） +0.215 d= 边厚 （ kg/m ） 为 1.2 ，则每 m 重量 = 0.00785 ×[4 × （ R 2 – 2 r 2 ） ] R= 内弧半径 （ 30+20 – 4 ） +0.215 × （ 3.5 2 – 2 r= 端弧半径 ×1.2 2 ） ]= 1.46kg h= 高 求 80 mm × 43mm × 5mm 的槽钢的每 b= 腿长 m 重量。从冶金产品目录中查出该槽钢 d= 腰厚 t 为 8 ， R 为 8 ， r 为 4 ，则每 m t= 平均腿厚 重量 =0.00785 ×[80 ×5+2 ×8 × （ 43 – R= 内弧半径 5 ） +0.349 × （ 8 2 –4 2 ） ]= 8.04kg

r= 端弧半径 h= 高 b= 腿长 求 250 mm × 118mm × 10mm 的工字钢每 m 重量。从金属材料手册中查出该工W=0.00785 ×[hd+2t 槽钢 （ b – d ） +0.349 （ kg/m ） （ R 2 – r 2 ） ] 工字钢 W= 0.00785 ×[hd+2t （ kg/m ） （ b – d ） +0.615 （ R 2 – r 2 ） ] d= 腰厚 字钢 t 为 13 ， R 为 10 ， r 为 5 ，t= 平均腿厚 则每 m 重量 = 0.00785 ×[250 ×10+2 R= 内弧半径 ×13 × （ 118 –10 ） +0.615 × （ 10 2 –5 r= 端弧半径 2 ） ]= 42.03kg d= 厚 厚度 4mm 的钢板，求每 m 2 重量。每 m 2 重量 =7.85 ×4= 31.4kg 外径为 60 mm 壁厚 4mm 的无缝钢管，求每 m 重量。每 m 重量 = 0.02466 ×4 × （ 60 –4 ） = 5.52kg 钢板 W= 7.85 ×d （ kg/m 2 ） 钢管（包括无 缝钢管及焊W= 0.02466 ×S （ D – D= 外径 接 S ） S= 壁厚 钢管（ kg/m ）