空調水系統的設計
一 空調水系統流速的確定
一般，當管徑在DN100到DN250之間時，流速推薦值為1.5m/s左右,當管徑小于DN100時,推薦流速應小于1.0m/s,管徑大于DN250時，流速可再加大。進行計算是應該注意管徑和推薦流速的對應。
目前管徑的尺寸規格有：
DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600
注意：一般，選擇水泵時，水泵的進出口管徑應比水泵所在管段的管徑小一個型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125，那么所選水泵的進出口管徑應為DN100。
管內水流速推薦值（m/s）
水系統設計按經濟流速選用的水流速推薦值
水系統的流量和單位長度阻力損失
局部阻力系數?
供暖水流速度/（m/s）
戶式水機設計經驗值
水管流速按1.8 m/s計算，流量計算公式為：管道截面積×1.8×3600(換算成h)
二 空調水系統管件附件的安裝
1 水泵在系統的設計位置。
一般而言，冷水泵應設在冷水機組前端，從末端回來的冷水經過冷水泵打回冷水機組；冷卻水泵設在冷卻水進機組的水路上，從冷卻塔出來的冷卻水經冷卻水泵打回機組；熱水循環泵設在回水干管上，從末端回來的熱水經過熱水循環泵打回板式換熱器。
2 冷卻塔上的閥門設計。
1）冷卻塔進水管上加電磁閥(不提倡使用手動閥)。
2）管泄水閥應該設置于室內,(若放置在室外,由于管內有部分存水,冬天易凍)。
3 水質處理
1）水過濾器：無論開式還是閉式系統，水過濾器都是系統設計中必須考慮的。目前常用的水過濾器裝置有金屬網狀、Y型管道式過濾器，直通式除污器等。一般設置在冷水機組、水泵、換熱器、電動調節閥等設備的入口管道上
2）閉式水系統：冷、熱水系統中必須設置軟化水處理設備及相應的補水系統。
電子水處理儀的安裝位置：放置于水泵后面，主機前面。
4 水泵前后的閥門
1）水泵進水管依次接:蝶閥-壓力表-軟接。
2）水泵出水管依次接:軟接-壓力表-止回閥-蝶閥。
5 分集水器
多于兩路供應的空調水系統，宜設置集分水器。集分水器的直徑應按總流量通過時的斷面流速（0.5~1.0m/s）初選，并應大于最大接管開口直徑的2倍；分汽缸﹑分水器和集水器直徑D的確定：
1）按斷面流速確定D分汽缸按斷面流速8~12m/s計算；分水器和集水器按斷面流速0.1m/s計算。
2）按經驗公式估算來確定D, D=(1.5~3)×DMAX，DMAX為支管最大直徑。
3）分集水器之間加電動壓差旁通閥和旁通管(管徑一般取DN50)。
4）集水器的回水管上應設溫度計。
6 各種儀表的位置
布置溫度表，壓力表及其他測量儀表應設于便于觀察的地方，閥門高度一 般離地1.2~1.5m，高于此高度時，應設置工作平臺。
1）壓力表：冷水機組、進出水管、水泵進出口及集分水器各分路閥門外的管道上，應設壓力表；
2）溫度計：冷水機組和熱交換器的進出水管、集分水器上、集水器各支路閥門后、新風機組供回水支管，應設溫度計。
7 水系統的泄水與排氣
1）在水系統的最低點，應設置排水管和排水閥門，放水時間為2~3h。
2）在水系統的最高點，應設計集氣罐，在每個最高點（當無坡度敷設時，在水平管水流的終點）設置放空器。
8 壓差旁通閥的選擇
在變水量水系統中，為保證流經冷水機組中蒸發器的冷水流量恒定，在多臺冷水機組的供回水總管上設一條旁通管。旁通管上安有壓差控制的旁通調節閥。最大的設計流量按一臺冷水機組的冷水水量確定，管徑直接按冷水管最大允許流速選擇。
9 機組的位置
2臺壓縮機突出部分之間的距離小于1.0m，制冷機與墻壁之間的距離和非主要通道的距離不小于0.8m, 大中型制冷機組（離心，螺桿，吸收式制冷機）其間距為1.5~2.0m。制冷機組的制冷機房的上部最好預留起吊最大部件的吊鉤或設置電動起吊設備。
三 空調水系統水泵選擇的步驟
第一步 水泵流量的確定
1 冷卻水流量。
一般按照產品樣本提供數值選取，或按照如下公式進行計算，公式中的Q為制冷主機制冷量。
2 冷水流量。
在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據產品樣本提供的數值選用或根據如下公式進行計算。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為建筑沒有考慮同時使用率情況下的總冷負荷。
第二步 水系統水管管徑的計算
在空調系統中所有水管管徑一般按照下述公式進行計算：
公中 L為所求管段的水流量（第一步已計算出）；V為所求管段允許的水流速。
流速的確定：一般，當管徑在DN100到DN250之間時，流速推薦值為1.5m/s左右,當管徑小于DN100時,推薦流速應小于1.0m/s，管徑大于DN250時，流速可再加大。進行計算是應該注意管徑和推薦流速的對應。
目前管徑的尺寸規格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600
注意：一般選擇水泵時，水泵的進出口管徑應比水泵所在管段的管徑小一個型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進出口管徑應為DN100。
第三步：水泵揚程的確定
以水冷螺桿機組為例。
冷水泵揚程的組成
1 制冷機組蒸發器水阻力：一般為5~7mH2O（具體值可參看產品樣本）；
2 末端設備（空氣處理機組、風機盤管等）表冷器或蒸發器水阻力：一般為5~7mH2O（據體值可參看產品樣本）；
3 回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；
4 分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；
5 制冷系統水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為7~10mH2O。
綜上所述，冷水泵揚程為26~35mH2O，一般為32~36mH2O。
注意：揚程的計算要根據制冷系統的具體情況而定，不可照搬經驗值！
冷卻水泵揚程的組成
1 制冷機組冷凝器水阻力：一般為5~7mH2O（具體值可參看產品樣本）；
2 冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2~3mH2O；
3 冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2~3mH2O；
4 回水過濾器阻力，一般為3~5mH2O；
5 制冷系統水管路沿程阻力和局部阻力損失： 一般為5~8mH2O。
綜上所述，冷卻水泵揚程為17~26mH2O，一般為21~25mH2O。
補水水泵揚程的計算：
1 補水水泵揚程為系統最高點距補水泵接管處的垂直距離和補水管路的沿程阻力損失和局部阻力損失。
2 沿程阻力損失和局部阻力損失一般為3~5mH2O。
四.空調風系統設計問題注意點
1 送、排風口的距離要適當。
排風口與送風口至少保持3m的距離，以防氣流短路。
2 選用合適的風閥。
從原則上講，系統風壓平衡的誤差在10％~15％以內，可以不設調節閥，但實際上僅靠調風管尺寸來調風壓是很困難的，所以，要設風量調節閥進行調節。
1）風管分支處應設風量調節閥。在三通分支處可設三通調節閥，或在分支處設調節閥。
2）明顯不利的環路可以不設調節閥，以減少阻力損失。
3）在需防火閥處可用防火調節閥替代調節閥。
4）送風口處的百葉風口宜用帶調節閥的送風口，要求不高的可采用雙層百葉風口，用調節風口角度調節風量。
5）新風進口處宜裝設可嚴密開關的風閥，嚴寒地區應裝設保溫風閥，有自動控制時，應采用電動風閥。
3 風管的布置。
1）要盡量減少局部阻力，即減少彎管、三通、變徑的數量。
2）彎管的中心曲率半徑不要小于其風管直徑或邊長，一般可用1.25倍直徑或邊長。
3）為便于風管系統的調節，在干管分支點前后，應預留測壓孔。測壓孔距前面的局部管件的距離應大于5b(b為矩形風管的長邊或圓形風管的直徑)，距后面的局部管件的距離應不小于2b。通風機出口處氣流較穩定的管段上宜應預留測壓孔。
4 新風進口位置
1）進風口宜設在室外空氣比較潔凈的地方，保證空氣質量。
2）宜設在北墻上，避免設在屋頂和西墻上，并宜設在建筑物的背陰處這樣可以使夏季吸入的室外空氣溫度低一些。
3）進風口底部距室外地面不宜小于兩米，當進風口布置在綠化地帶時，則不宜小于1m，應盡量布置在排風口的上風側，且低于排風口，并盡量保持不小于10m的間距。
5 新風口的要求
1）宜采用固定百葉。
2）多雨地區宜采用防水百葉窗以防雨水進入。
3）為防止鳥類進入，百葉窗內宜設金屬網。
6 排風管的新做法
類似酒店客房的排風系統設計可如下考慮：利用排氣扇將室內風排到走廊的吊頂內,在走廊設排風管排風,為有效利用余熱，排風機可設置于衛生間。
7 風口與邊墻的距離
風口距墻不應小于1m。
8 風口的選用.
1）新風口，送風口用雙層百葉風口。
2）回風口用格柵風口。
3）排風口用雙層百葉。
4）氟系統由于風量一般比較小，如要求冬季供暖需要，宜采用用雙層百葉，不能用散流器。
5）風機盤管帶2個風口時宜選用帶調節閥的雙層百葉。
9 風口的凝露
風口凝露是由于風口小，溫度低。可加大風口尺寸防止凝露。
10 靜壓箱的計算
1）靜壓箱控制風速不宜大于1.5m/s。
2）出風截面積A=G/V（G為送風量），各方向截面積應一樣。
3）一般的系統可以用風口變徑加消音器代替靜壓箱。
11 防排煙換氣次數的確定。
1）消防水泵間不小于4h-1。
2）變電室5~8h-1。
12 排煙口的布置。
1)走廊超過60m，做排煙口。
2)電梯前室用常開型多葉送風口，每層設一個。
3)樓梯間用自垂百葉風口，2~3層設一個。
13 房間的空氣壓力狀態。
1）建筑物內的空氣調節房間應維持正壓。
2）建筑物內的廁所、盥洗間、各種設備用房應維持負壓負壓。
3）旅館客房內應維持正壓，盥洗間應維持負壓。
4）餐廳的前廳應維持正壓，廚房應維持負壓。餐廳內的空氣壓力應處于前廳和廚房之間。
14 吊頂內的風管布置原則。
從上到下依次為：排煙風管、排風管、送風管、水管。
15 送、排風口的相對位置。
空調房間并行送排風管時,送排風口盡量不要并列布置,最好交錯布置。
16 送風管的設計。
盡量使風在送風管內不倒走,確保良好的管內氣流流動和出風效果。
17 三通與風管的搭接。
和三通相接的管徑要于三通的口徑保持一致,不要變徑,避免局部損失過大。
五.新風(換氣)量計算
引入新風主要是為了改善空調房間內空氣質量，降低有害物質的含量和濃度，確保在內的人員的舒適度和生理健康，維持工藝要求。確定需要的新風量時，往往按照室內廢氣(尤其是CO2)的產生量以及其他的室內條件。一般來說，應保證30m2/(人·h)的新風量。對于普通場合，可以根據每人占用面積來計算新風量。
必要風量(m3/h)=Ax面積／人均占有面積
式中 A為人均新風量，m3/h，通常進行估算時可使用20m3/h。
換氣次數的推薦值
六 中央空調系統風道風速和風口的選擇
1 風管內的風速
一般空調房間對空調系統的限定的噪音允許值控制在40～50dB（A）之間，即相應NR（或NC）數為35～45dB（A）。根據設計規范，滿足這一范圍內噪音允許值的主管風速為4～7m/s，支管風速為2～3m/s。通風機與消聲裝置之間的風管，其風速可采用8～10m/s。
2 出風口尺寸的計算
為防止風口噪音，送風口的出風風速宜采用2～5m/s。風口的尺寸計算與風管道尺寸的計算基本相同，一般當層高在3~4m的房間大約取風速在2~2.5m每秒。根據經驗一般可將使每個風口在20~25㎡的面積，其風量大約在500m3左右。
3 回風口的吸風速度
回風口位于房間上部時，吸風速度取4～5m/s，回風口位于房間下部時，若不靠近人員經常停留的地點，取3～4m/s ，若靠近人員經常停留的地點，取1.5～2m/s ，若用于走廊回風時，取1～1.5m/s 。
4 風管安裝注意事項及風管計算
在風管設計盡量小的情況下保證主管風速5m/s，支管風速3m/s。
風管計算公式：所選設備風量÷3600÷風速=風管截面積
同時注意保證風管：長邊/短邊≤4，一般不要＞4。特殊情況特殊對待。風口的選擇：所選房間風量÷3600÷風速=散流器喉部截面積。
注意：雙百葉風口截面積為以上公式所得面積/0.7。
5 計算風管尺寸
1)等阻尼法(等壓法)是一種方便的計算法，適用于多種場合。
2)根據下表確定主風管中的基本阻尼系數。
因回風管位于吸風部位，主要承受外部壓力，應注意減輕其風管負擔。對于風管系統，常采用送風管0.08~0.15mmH2O/m，回風管0.06~0.10mmH2O/m作為基準。
6 在進行風管機的風管道設計時，注意在風管機的進、出風處加靜壓箱，以均衡風壓，減少噪音，并且使靜壓箱內的流速保證在3m/s以下，其長度可根據實際情況來定。
7 風壓估算
如彎頭、三通、變徑等較少的情況下每m損失4Pa左右。
如彎頭、三通、變徑等較多的情況下每m損失6Pa左右。
8 接風管的風盤的風口設計
1）第一個送風口與風盤的出風口的距離要適當；
2）帶有兩個出風口的風盤送風管要變徑；
3）風盤的送風口與回風口距離要適當（≤5m）。
9 風口的選用.
1）新風口，送風口用雙層百葉風口。
2）回風口用格柵風口。
3）排風口用雙層百葉。
4）氟系統由于風量一般比較小，如要求冬季供暖需要，宜采用用雙層百葉，不能用散流器。風機盤管帶2個風口時宜選用帶調節閥的雙層百葉。
七.中央空調冷熱負荷計算
冷熱負荷計算
1 圍護結構傳熱量
QR = K（C TW－TN）?S
式中 QR為圍護結構傳熱量，W；K為圍護結構傳熱量，W/㎡?℃；C為室外計算溫度修正系數（冬季取1）；TW為室外計算溫度，℃；TN為室內計算溫度，℃；S為圍護結構外表面積，㎡。
朝向修正系數C
2 通風換氣耗熱（冷）量
Qh = L?V?（C TW－TN）
式中 L為換氣量，m3/h；V為空氣容積熱容，夏季按0.46W?h/（m3?℃）計算，冬季按0.4W?h/（m3?℃）計算。
3 通過門窗的太陽輻射熱
Qy = C?λ?S
式中 λ為太陽輻射熱（直接輻射+散射輻射）；S為門窗面積（㎡）；C為遮陽系數。
4 照明熱負荷
如果按照以往資料，多數辦公室照明負荷大于20W/㎡，但是采用節能燈照明負荷一般小于5 W/㎡，所以應參考照明設計進行計算。
對于有門窗的房間，如果透過門窗的輻射熱超過50W/㎡（按建筑面積算），房間不需電燈即可滿足室內照明的需要。所以，在設計計算時，太陽透光輻射熱大于50W/㎡時，一般不需要進行照明熱負荷計算，但是對于跨度大的建筑還是要計算照明負荷的。
5 人體散熱量
6 其他散熱量
包括室內設備散熱及其它物料散熱，需要根據實際情況計算。
以上六項計算后，把結果相加，所得數值即是建筑物的總冷熱負荷。但是在計算建筑物熱負荷時，照明負荷、太陽輻射熱、人體散熱及其它散熱量不能計算在內。
舒適性空調室內設計參數要綜合考慮地區、經濟條件和節能要求等因素，根據我國國家標準GBJ 19-87《供暖通風與空氣調節設計規范》的規定，對于舒適性空調，室內設計參數如下。
夏季：溫度應采用24~28℃；相對濕度應采用40%~65%；風速不應大于0.3m/s。
冬季：溫度 應采用18~22℃；相對濕度應采用40%~60%；風速 不應大于0.2 m/s。
標準中給出的數據是概括性的。對于具體的民用建筑而言，由于各空調房間的使用功能各不相同，而其室內空調設計計算參數也會有較大的差異。以下為各種不同用途房間的室內空調設計計算參數可參照以下表格中的數據確定。
八.空調系統設計思路步驟
1 當地氣象資料
1）夏季室外最高氣溫℃；
2）冬季室外最低氣溫℃；
3）如果是高原地區要掌握當地大氣壓力 Pa。
2 制冷機組的選擇
如果電力充足，首選電制冷機組。電制冷機組分為水冷式和風冷（熱泵型）式制冷機組。若采用水冷式制冷機組，則要了解冷卻水塔的安裝位置，制冷機組的機房位置和機房內梁下的凈高；若采用風冷（熱泵型）式制冷機組，則要了解是冷熱水機組，還是直接蒸發式機組（如：分體機、柜機、風管機、VRV等）室外機的安裝位置，若采用冷熱水機組，還要了解軟化設施、軟化水箱、循環水泵等設備的安裝位置。
如果電力不充足，增容有困難，則考慮是否有天然氣或城市煤氣。如果有燃氣，則首選燃氣型溴化鋰吸收式制冷機組。
如果電力不充足，又沒有天然氣和城市煤氣，則首選燃油型溴化鋰吸收式制冷機組。
夏季是否有廢蒸汽或廢熱水，如果有，則選蒸汽型或熱水型溴化鋰直燃機組。（如：鋼鐵公司或化工廠等）（以上問題需要業主或使用方明確，也可向業主或使用方提出明確的建設性方案，供業主或使用方選用）。
3 冬季供熱熱源形式的確定：
向業主或使用方了解：是否有城市集中供熱或獨立鍋爐房供熱，若有則要了解一次熱水的供回水溫度或換熱站設在何處。
如果無城市集中供熱或鍋爐房供熱，就要選用風冷熱泵型冷熱水機組或直接蒸發式機組，并根據實際情況考慮是否設置輔助電加熱裝置。
明確供熱管道接口的預留平面位置和標高，應向業主或使用方提出供熱管道的接口尺寸和所需供水壓力及供熱量。
4 空調系統的確定：
風機盤管加新風系統（是否設計新風系統，應由業主或使用方明確），了解新風口引入位置及標高，明確風機盤管的形式（臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝、吸頂式等）。
若采用全空氣系統，就要了解建筑的層高、梁下凈高及吊頂和梁之間的高度尺寸（一般應不小于400mm），確定組合式空調機組的放置位置。
了解空調房間的使用特點（如：對噪聲、潔凈等有無特殊要求）。
了解是否需要設置排風系統（地下室必須設排風系統）。
5 送、回風管道材質應由業主或使用方明確鍍鋅鐵皮風道；玻璃鋼風道；鋁箔復合玻纖管道；板材粘接管道。
6 空調冷熱水管道的材質應由業主或使用方明確普通焊接鋼管；無縫鋼管；鍍鋅鋼管；PP-R管；鋁塑管；紫銅管。
7 空調冷凝水管道的材質應由業主或使用方明確鍍鋅鋼管；PP-R管；鋁塑管；PVC管。
8 空調送回風管道保溫材質的選材應由業主或使用方明確鋁箔超細玻璃棉；聚乙烯泡沫塑料板。
9 空調冷熱水管道保溫材質的選材應由業主或使用方明確鋁箔超細玻璃棉管殼；聚乙烯泡沫塑料管殼；聚氨脂泡沫塑料管殼；橡塑管殼。
10 送回風口形式和材質應由業主或使用方明確單層百葉、雙層百葉、散流器、格柵、條形風口等；鋁合金（噴塑）、塑料 木制等。
11 軟化裝置形式應由業主或使用方明確全自動軟化裝置；半自動軟化裝置；電子水處理器；其他。
12 循環水泵形式應由業主或使用方明確立式泵；臥式泵。
13 應向業主或使用方索取各層建筑平面圖和剖面圖，明確空調冷熱水總立管的位置或管道井的位置。
九.空調水系統管件附件的安裝
1 水泵在系統的設計位置。
一般而言，冷水泵應設在冷水機組前端,從末端回來的冷水經過冷水泵打回冷水機組；冷卻水泵設在冷卻水進機組的水路上，從冷卻塔出來的冷卻水經冷卻水泵打回機組；熱水循環泵設在回水干管上，從末端回來的熱水經過熱水循環泵打回板式換熱器。
2 冷卻塔上的閥門設計。
1）冷卻塔進水管上加電磁閥(不提倡使用手動閥)。
2）管泄水閥應該設置于室內，(若放置在室外,由于管內有部分存水,冬天易凍)。
3 水質處理
1）水過濾器：無論開式和閉式系統，水過濾器都是系統設計中必須考慮的。目前常用的水過濾器裝置有金屬網狀、Y型管道式過濾器，直通式除污器等。一般設置在冷水機組、水泵、換熱器、電動調節閥等設備的入口管道上
2）閉式水系統：冷、熱水系統中必須設置軟化水處理設備及相應的補水系統。
電子水處理儀的安裝位置：放置于水泵后面，主機前面。
4 水泵前后的閥門
1）水泵進水管依次接：蝶閥-壓力表-軟接。
2）水泵出水管依次接：軟接-壓力表-止回閥-蝶閥。
5 分集水器
多于兩路供應的空調水系統，宜設置集分水器。集分水器的直徑應按總流量通過時的斷面流速（0.5~1.0m/s）初選，并應大于最大接管開口直徑的2倍；分汽缸﹑分水器和集水器直徑D的確定：
1）按斷面流速確定D分汽缸按斷面流速8~12m/s計算；分水器和集水器按斷面流速0.1m/s計算。
2）按經驗公式估算來確定D, D=(1.5~3)DMAX，其中DMAX支管最大直徑。
3）分集水器之間加電動壓差旁通閥和旁通管(管徑一般取DN50)。
4）集水器的回水管上應設溫度計。
6 各種儀表的位置
布置溫度表，壓力表及其他測量儀表應設于便于觀察的地方，閥門高度一般離地1.2~1.5m,高于此高度時，應設置工作平臺。
壓力表：冷水機組、進出水管、水泵進出口及集分水器各分路閥門外的管道上，應設壓力表。
溫度計：冷水機組和熱交換器的進出水管、集分水器上、集水器各支路閥門后、新風機組供回水支管，應設溫度計。
7 水系統的泄水與排氣
1）在水系統的最低點，應設置排水管和排水閥門，放水時間為2~3h。
2）在水系統的最高點，應設計集氣罐，在每個最高點（當無坡度敷設時，在水平管水流的終點）設置放空器。
8 壓差旁通閥的選擇
在變水量水系統中，為保證流經冷水機組中蒸發器的冷凍水流量恒定，在多臺冷水機組的供回水總管上設一條旁通管。旁通管上安有壓差控制的旁通調節閥。最大的設計流量按一臺冷水機組的冷水水量確定，管徑直接按冷水管最大允許流速選擇。
9 機組的位置
2臺壓縮機突出部分之間的距離小于1.0m，制冷機與墻壁之間的距離和非主要通道的距離不小于0.8m, 大中型制冷機組（離心，螺桿，吸收式制冷機）其間距為1.5~2.0m。制冷機組的制冷機房的上部最好預留起吊最大部件的吊鉤或設置電動起吊設備。