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调研报告
随着我国社会主义是市场经济的迅速发展和人们生活水平的提高，空调技术在各方面都得到了广泛的应用。大型的中央空调系统主要用于工厂、商店、超市、写字楼、酒店等，用以改善人员的工作环境和消费者的购物环境。
本建筑为上海市某办公楼，位于上海市区，是一个办公楼。地上五层，一层高3.9米，二～五层层高3.4米，建筑面积 3864m2。具有使用时人员密度高，使用的时间性较强，便于统一管理。室内空气质量要求较高需保证足够的新风量和良好的通风条件防止空气污染等特点。
在现代的办公大楼中，通过采用舒适性空气调节系统，保证了办公人员在工作学习时的舒适性感觉。具体而言，我们研究、设计的目的除了满足室内空气温度、湿度和速度方面的要求之外，更重要的是满足其舒适性方面的要求。
空气温湿度与一般舒适性空调的温湿度基本类似。根据我国《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19－87）中规定，舒适性空调的室内参数应达到以下水平：
表 1—1 舒适性空调室内计算参数
| 季节 | 温度（℃） | 相对湿度（％） | 风速（m/s） |
| 夏季 | 24～28 | 40～65 | ≤0.3 |
| 冬季 | 18～22 | 40～60 | ≤0.2 |
1.系统形式的选择：
1.1按空调系统按空气处理设备的设置情况分类
可分为三类：
1） 集中式系统；2）半集中式系统；3）分散式系统。
| 比较项目 | 集中式空调系统 | 半集中式空调系统 | 分散式空调系统 |
| 系统特征 | 集中进行空气的处理，输送和分配 | 有集中的中央空调器，并在各个空调房间内还有分别处理空气的末端装置 | 每个房间的空气处理分别由各自的整体式 空调器承担 |
| 设备布置与机房 | 1.空调与制冷设备可以集中布置在机房 | 1.只需要新风空调机房面积 | 1.设备成套，紧凑。可以放入房间也可以安装在空调机房内 |
| 风管系统 | 1.空调送回风管系统复杂，布置困难 | 1.设室内时，不接送回风管2.当和新风系统联合使用时，新风管较小 | 1．系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易，达到均匀 |
| 系统应用 | 单风管系统； 双风管系统； 变风量系统 | 末端再热式系统； 风机盘管机组系统； 诱导器系统 | 单元式空调器系统；窗式空调器系统； 分体式空调器系统； 半导体式空调器系统 |
因为本设计为商场设计，又考虑到控制空调精度，则需要进行再热然然后送风，因此本系统采用集中式空调系统。
1.2全空气、全水、空气—水和冷剂系统
按负担室内空调负荷所用介质分为全空气、全水、空气—水和冷剂系统。建筑空间大易于布置风道、温湿度严格时采用全空气系统。建筑空间小不易布置风道，层高较低、冷湿负荷较小时采用空气—水系统。不需通风换气时可采用全水系统。冷剂系统一般用于单元式空调机组、房间空调器和多台机组型空调器。
本设计是办公楼的设计，为了保证足够的新鲜空气可集中进行空气过滤和空调箱的消声处理，然而风机盘管加新风机系统简单，维修管理方便，又因为此建筑为小型办公楼，负荷小，因此采用风机盘管加新风机系统。
1.3直流式和循环式系统
按空调系统处理的来源分为直流式。民用建筑一般采用循环式，处理的空气部分为室内新风和室内回风。既满足了卫生要求又符合了系统经济性的要求。又可分为一次回风系统和和二次回风系统。
一次回风系统的特点是回风与新风在热湿处理设备前混合，适用于送风温差较大的场合，况且本设计地点人口较多，散湿量较大，也比较适合一次回风系统，它的设备简单，节省了初投资，可以进行通风换气保证了室内的卫生条件。它可以实现全年多工况节能运行调节，经济性较好，在风机出口处设置了消声静压箱，因此有效的控制了震动影响。
2.空调机房的布置
本设计为5层小型办公楼，面积比较小，而办公楼的负荷也小，因此本设计采用每层设置一个新风机组，每个房间设计相应个数的风机盘管，只为本层进行风的供给。而该设计采用的是一次回风方式，回风一部分送回空调机房，一部分直接排除室外。
3.空调气流组织的比较
所谓气流组织，就是指如何送入空调房间内的空气，使其在室内合理的流动和分配。空调房间的温度场和速度场的均匀与气流组织的合理与否有着密切的关系，气流组织的好坏直接影响到要保证的区域温差和气流速度的规定值及洁净房间内空气洁净度。目前对于一般性舒适性空调来说送风口一般采用侧送风或散流器上平送风。
根据以下对气流组织的分析及比较，在本设计中空调房间均采用散流器上部平送，下部回风的气流组织方式。
3.1气流组织的基本要求
表3—1 舒适性空调气流组织的基本要求：（选择散流器送风）
| 室内温湿度要求 | 送风温差 （℃） | 每小时换气次数 | 风速（m/s） | 常见气流组织形式 | 特点、技术要求及适用范围 | |
| 送风出口 | 工作区 | |||||
| 冬季：18-22℃ 夏季：24-28℃ φ=40-60% | 不宜大于10（送风高度h<5m） | 不宜小于5次 | 全部采用散流器送风方式，建议出口风速为2-5 | 冬季不大于0.2； 夏季不大于0.3。 | 1. 散流器平送风下部回风 2. 散流器下送，下部回风 3. 送吸式散流器，上送上回 | 1. 温度场均匀，速度场均匀，混合层高度为0.5-1.0m 2. 需设置吊顶或技术夹层。散流器平送风时应对称布置，其轴线与侧墙距离不小于1m 3. 散流器平送用于一般空调，室温允许波动范围为±1℃ 4. 散流器下送密集布置用于净化空调 |
表3—1 舒适性空调气流组织的基本要求：（选择侧面送风）
| 室内温湿度要求 | 送风温差 （℃） | 每小时换气次数 | 风速（m/s） | 常见气流组织形式 | 特点、技术要求及适用范围 | |
| 送风出口 | 工作区 | |||||
| 冬季：18-22℃ 夏季：24-28℃ φ=40-60% | 不宜大于10（送风高度h<5m） | 不宜小于5次 | 2-5（送风口位置较高时取较大值） | 冬季不大于0.2；夏季不大于0.3。 | 1. 单侧上送下回、走廊回风 2. 单侧上送上回 3. 双侧上送下回 | 1. 温度场均匀，速度场均匀，混合层高度为0.3-0.5m 2. 贴附侧送风口宜贴顶布置，宜采用可调双层百叶风口。回风口宜设在送风口同侧。 3. 用于一般空调，室温允许波动范围为±1℃ |
3.2空气分布器的比较
送风气流组织包括送风形式及空气分布器的类型，这里只对上述两种的空气分布类型进行比较，如表3—2。
3.3空调水系统的比较
空调水系统包括冷水系统和冷却水系统两个部分，它们有不同类型可供选择。详见下表3—3。
表3—2 常见空气分布器的型式、特征及适用范围
| 空气分布器类型 | 送风口名称 | 型式 | 气流类型及调节性能 | 适用范围 | 备注 |
| 侧送风口 | 格栅送风口 | 叶片固定和叶片可调节两种，不带风量调节 | 1. 属圆射流 2. 叶片可调节格栅，可根据需要调节上、下倾角或扩散角 3. 不能调节风口风量 | 要求不高的一般空调工程 | 叶片固定的格栅风口可做回风用，也可做新风进风口 |
| 单层百叶送风口 | 叶片横装为H型，竖装为V型，均带有对开式风量调节阀 | 1. 属圆射流 2. H型可调节竖向仰角或倾角，V型可调节水平扩散角 3. 能调节风口风量 | 用于一般精度的空调工程 | 单层百叶风口与过滤器配套使用可做回风口 | |
| 双层百叶送风口 | 双层百叶送风口 | 1. 属圆射流 2. 外层叶片可调节，可根据需要调节竖向仰角或俯角，以及调节水平扩散角 3. 能调节风口风量 | 用于公共建筑的舒适性空调，以及精度较高的工艺空调 | 叶片可调成A、B、C、D四种吹出角度，调节范围为：0-180° | |
| 条缝形百叶送风口 | 长宽比大于10，叶片横装可调节的格栅风口，或者与对开式风量调节阀组装在一起的条缝百叶风口 | 1. 属平面射流 2. 根据需要可调节上下倾角 3. 必要时也可调节风量 | 可作为风机盘管出风口，也可用于一般的空调工程 | - | |
| 散流器 | 圆形（方形）直片式散流器 | 扩散圈为三层锥形面，拆装方便。可与单开阀板式或双开板式风量调节阀配套使用 | 1. 扩散圈挂在上面一档呈下送流型，挂在下面一档呈平送贴附射流型 2. 能调节送风量 | 用于公共建筑的舒适性空调和工艺空调 | - |
| 圆盘型散流器 | 圆盘呈倒蘑菇形，拆装方便。可与单开或双开阀板风量调节阀配套使用 | 1. 圆盘挂在上面一档时呈下送流型，挂在下面一档呈平送贴附射流 2. 能调节送风量 | 同上 | - | |
| 流线型散流器 | 散流器及其扩散圈呈流线型，可调节风量 | 气流呈下送流型，采用密集分布 | 用于净化空调 | - | |
| 方（矩）形散流器 | 扩散圈的形式有10多种，可形成1-4个不同的送风方向，可与对开式多叶调节阀或单开阀板式风量调节阀配套使用，拆装方便 | 1. 平送贴附射流型 2. 能调节送风量 | 用于公共建筑舒适性空调 | - | |
| 条缝形（线形）散流器 | 长宽比很大，叶片单向倾斜为一面送风，叶片双向倾斜为两面送风 | 气流呈平送贴附射流型 | 用于公共建筑舒适性空调 | - |
表3－3 空调水系统比较表
| 类型 | 特征 | 优点 | 缺点 |
| 闭式 | 管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱 | 与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单 | 与蓄热水池连接比较复杂 |
| 开式 | 管路系统与大气相通 | 与蓄热水池连接比较简单 | 易腐蚀，输送能耗大 |
| 同程式 | 供回水干管中的水流方向相同；经过每一管路的长度相等 | 水量分配，调度方便，便于水力平衡 | 需设回程管，管道长度增加，初投资稍高 |
| 异程式 | 供回水干管中的水流方向相反；经过每一管路的长度不相等 | 不需设回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低 | 水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦 |
| 两管制 | 供热、供冷合用同一管路系统 | 管路系统简单，初投资省 | 无法同时满足供热、供冷的要求 |
| 三管制 | 分别设置供冷、供热管路与换热器，但冷热回水的管路共用 | 能同时满足供冷、供热的要求，管路系统较四管制简单 | 有冷热混合损失，投资高于两管制，管路系统布置较简单 |
| 四管制 | 供冷、供热的供、回水管均分开设置，具有冷、热两套独立的系统 | 能灵活实现同时供冷或供热， 没有冷、热混合损失 | 管路系统复杂，初投资高，占用建筑空间较多 |
| 单式泵 | 冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵 | 系统简单，初投资省 | 不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，不能适应供水分区压降较悬殊的情况 |
| 复式泵 | 冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵 | 可以实现水泵变流量，能节省输送能耗，能适应供水分区不同压降，系统总压力低。 | 系统较复杂，初投资较高 |
4.空调冷源的选择
空调冷源的选择，应考虑以下因素[3]：
（1）机组能耗
（2）空调冷冻水泵和冷却水泵的能耗
（3）运行管理和使用寿命
（4）环境保护要求
（5）噪声和振动
（6）设备价格
目前，空调系统经常采用的冷水机组有活塞式制冷机组、螺杆式制冷机组、离心式制冷机组和溴化锂吸收式制冷机组。空调冷源是空调系统供冷的核心，为整个系统提供冷量。目前多以冷水机组为主，主要有活塞式、螺杆式、离心式和溴化锂吸收式冷水机组。
①活塞式冷水机组
活塞式冷水机组装置结构简单、容积效率高、加工简单、造价低、调节范围广。但活塞惯性力大、单级容量不易过大、单位制冷剂重量大、调节性能差、适用于中小冷量。
②螺杆式冷水机组
与活塞式相比螺杆式冷水机组结构简单、运动部件少、转速高、运转平稳、振动小、中小型密闭式机组的噪音较低、机组重量轻。另外，其单机制冷量大、具有较高的容积效率、压缩比可达20且容积效率的变化不大、COP高、易损件少运行可靠、易于维修而且对湿冲程不敏感、允许少量液滴入缸无液击危险、可通过滑阀进行无级调节调节方便。制冷剂采用R22,相比之下危害臭氧层程度低、温室效应小。
③溴化锂吸收式冷水机组
溴化锂吸收式冷水机组具有加工简单、操作方便、冷量可调范围大、运动减少、噪音低、振动小、可进行废热、余热等利用、直燃式可省掉锅炉、热效率高、耗电省、溶液对环境无污染等优点。但使用寿命短、性能系数低、维修复杂、性能衰减较为严重。
④离心式冷水机组
离心式冷水机组压缩机输气量大单机制冷量大、结构紧凑、单位重量制冷量大、性能系数高、运转平稳震动小、噪音低、调节方便可无级调节、无气阀、填料等易损件、可靠性高、但转速高对加工精度要求高、单级压缩低符合时易发生喘振、运行工况偏离设计工况时效率下降较快、制冷量随蒸发温度降低而减少幅度快。
本设计的特点是制冷量要求大，性能系数高，可靠性高，故采用该冷水机组。
经论证，该空调系统为风机盘管加新风机系统，冷源采用活塞式冷水机组。
