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摘要:对暖通空调设计方案进行比较和选优， 是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。通过具体工程案例， 对暖通空调设计方案中诸如冷热源配置、 循环泵、 配置等等设计常见的问题分析， 以供借鉴。
关键词：暖通空调；设计；问题； 冷热源配置； 循环泵配置
Abstract: The comparison and selection of HVAC design scheme, is one of the important technical problems in HVAC designers often encountered in the practical design work. Through a practical engineering case, this paper analyzes HVAC design scheme such as cold and heat sources, circulating pump, configuration and so on common design problems, for reference.
Key words: HVAC; design; problem; cold and heat sources; circulating pump configuration
中图分类号：S611
1 在工程设计中存在的问题
1.1 供暖系统设计不合理
供暖系统设计存在不合理之处：有的供暖系统由 1 条主立（干）管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节 维修管理造成不便 有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不雅观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置，有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用，有的供暖系统为同程式，一个环路单程长 300 m，致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于 0.002 的要求，有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两侧散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配。
1.2 机组台数配置过少或过多
因为机组台数过少会存在：（1）负荷可靠性下降，一旦负荷高峰时机组出现故障，影响的比例就大；（2）负荷适应性差。因为综合性建筑中往往配置有娱乐场所等，其面积不大、冷负荷也不大，而娱乐场所又往往有提前和延长制冷要求，机组台数少，意味着单台制冷负荷大，一旦开启，负荷就不适应，对离心式机组，往往易发生喘振现象，所以选择离心机组，要满足20%～40%负荷时能适应最小冷负荷的需要；（3）机组台数过少，机组低负荷运行的概率高，由于机组在低负荷下运行的COP低，因而能耗会增高。
机组台数过多会存在：（1）单机容量下降，机组COP 下降，能耗高；（2）机组台数多， 配置的循环水泵也多，占用机房面积就大；水泵并联多，并联损失高；（3）机组台数过多， 也意味着绝对故障点增多。
1.3 排风系统设计不合理
如某工程地下室的暗厕（卫生间）等若干个生活用房和设备用房设一排风系统，水平风管长60m，断面只有200mm×200mm，风阻较大；选用屋顶风机排风，却将风机安装在外墙上，显得很不协调。还有的工程的地下室设若干个包间（均为暗房），各包间均采用吊顶排气扇，排风经数十米长的水平风管排出室外，风管断面仅有150mm×150mm，阻力大，排风效果差。
1.4 空调系统的选择不合理
如某工程设有指挥大厅会议厅计算机房等，此类性质的用房，理想的空调系统应是低速风道系统，而设计却采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统，显然是不合理的，又如某工程甲方要求部分房间室内设计参数为：冬季 tn=18~22℃，=55%5%，夏季tn=25~26℃，=60%5%；另一部分房间 tn=222℃，=40%~60%，洁净级别小于 10000 级，新鲜空气 40~60 立方米/（小时 *人）。对这两类性质不同的用房，设计时均采用风机盘管系统，且未设新风补给系统，这样的系统满足不了甲方所提的要求。
1.5 平衡阀的设置与口径选择存在问题
空调冷冻水系统宜设置平衡阀，一般应设在回水管上，而有的工程新风机组冷冻水供、回水管上均设置了口径与管径相同的平衡阀。笔者认为，供水管上不必设置平衡阀，仅在回水管上设置即可。平衡阀口径应通过校核计算确定。
2 循环水泵的常见问题分析
载冷 （热）体的输送离不开水泵和风机， 水泵和风机的选用和配置是不可缺少的一环， 对工程设计的成败是十分重要的。
关于水泵，无论是通风还是空调工程设计，经常有以下问题发生。
2.1水泵扬程的选择不恰当。水泵扬程偏大，有些系统仅需28～32m水柱的扬程，却选了40～50m水柱的水泵，这是很不科学的。大扬程小流量的循环泵比转数高，特性曲线比较陡峭，极容易出现偏离最佳工况点工作而导致超负荷运行的情形，如果未安装限流阀、电气专业也未设计过电流保护，就有可能烧毁电机；如果电气专业设计了过电流保护，则会发生水泵电机发热、电流增大，甚至不能正常启动的情况。
2.2 冷热循环水泵不分设。工程中常见到冷热循环水泵不分设的情况, 有的是因为迁就了机房面积偏小，有的则是考虑不周所致。制冷时供回水温差一般为 5℃，制热时供回水温差一般为10℃，而且对一般冬冷夏热地区，冬季制热负荷比夏季制冷负荷小，对北方温带和寒温带地区， 一般前者为后者的60～80%。即冬季循环水量为夏季循环水量的0.3～0.4倍，水力损失仅为供冷工况的9～16%，输送功耗仅为供冷工况时的2.7～6.4%。所以若冷热循环水泵不分设， 将导致冬季能耗浪费，形成大流量小温差运行，因此冷热水循环水泵应分设。
2.3 一机一泵配置问题。常见到的流程图如图 1 所示。其优点是循环水泵可互为备用，管道系统简单。缺点是运行操作麻烦，易造成失误，电气配电设计相对要复杂一些。
图2、图 2′所示的流程图。其优点是：（1）可避免运行一台或二台机组时，未关掉相应阀门造成水流量旁通，使机组COP降低，也使水泵运行工况点偏离额定工况点，电耗增加；（2）电气控制设计方便; （3）可避免运行人员频繁人工开或关主机或冷却塔入口阀门, 适应部分负荷时的运行。如设联动电动阀, 则投资高，阀易坏, 系统不可靠。
另外, 多台水泵并联, 选择时要按照泵的特性曲线作并联分析, 使工况点满足不同台数运行时的需要。
3 设计图纸方面存在的问题
3.1 设计说明内容不完整
《建筑工程设计文件编制深度规定》对暖通空调设计说明应包括的内容作了明确规定。 设计说明应有室内外设计参数；热源, 冷源情况;热媒、冷媒参数;供暖热负荷及耗热量指标,系统总阻力；散热器型号；空调冷、热负荷；系统形式和控制方法；消声、隔振、防火、防腐、保温；风管、管道材料选择、安装要求、系统试压要求等。然而，有些工程的设计说明内容则不完整，部分参数查不到。
3.2 平面图深度不够，有些应该绘制的内容遗漏
《建筑工程设计文件编制深度规定》对暖通空调平面图要表示的内容作了详尽的规定。 然而，相当多的工程设计未完全按规定绘制,存在的主要问题是：供暖平面图,有些未标注水平干管管径及定位尺寸；有的立管未编号；有的虽标注了立管号，但却将立管漏画；有的二层至顶层合画一张平面图, 散热器数量虽已分层但却未注明相应层次；有的仅画有首层供暖平面，而未画二层至顶层供暖平面。通风空调平面图，有些未注明各种设备编号及定位尺寸；有的未说明冷冻水管道管径及定位尺寸。还有的公共建筑设计，将厨房部分的供暖、通风、空调等内容留给厨房设备生产厂家去做。
3.3 平面圖、剖面图、系统图不一致
暖通空调设计中,平、 剖面图与系统图中相应部分的设备、尺寸等内容应完全一致, 否则将给施工安装、使用管理带来麻烦。但有的供暖设计，散热器数量、平面图与系统图不一致；供、回水干管管径，平面图与系统图不一致；管道连接，平面图与系统图不一致。有的空调通风设计，平面图与系统图的风管尺寸不一致；平面图与剖面图的设备、部件位置尺寸不一致；设备编号、数量，图纸与设备表不一致；还有的空调设计选用的空调制冷设备型号，平面图、系统图与设备表注写不一致。
3.4 系统图深度不够
《建筑工程设计文件编制深度规定》对暖通空调施工图绘制深度有明确要求。但有些工程设计未按规定执行。存在的主要问题是：供暖系统图,有的立管无编号，而以建筑轴线号代替；有的管道号注了坡度、坡向，但未注明管道起始端或终末端标高；有的管道变化处(转向处)标高漏注；有的甚至未画供暖系统图或立管图。空调通风设计，有些工程未画空调冷冻水系统图和风系统图 (如果平面图完全交代清楚，可以不画系统图，但对于一些较为复杂的通风空调设计，仅用平面图是难以表达清楚的)。
4结语
暖通空调设计方案的选择是直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。
关键词：暖通空调；设计；问题； 冷热源配置； 循环泵配置
Abstract: The comparison and selection of HVAC design scheme, is one of the important technical problems in HVAC designers often encountered in the practical design work. Through a practical engineering case, this paper analyzes HVAC design scheme such as cold and heat sources, circulating pump, configuration and so on common design problems, for reference.
Key words: HVAC; design; problem; cold and heat sources; circulating pump configuration
中图分类号：S611
1 在工程设计中存在的问题
1.1 供暖系统设计不合理
供暖系统设计存在不合理之处：有的供暖系统由 1 条主立（干）管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节 维修管理造成不便 有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不雅观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置，有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用，有的供暖系统为同程式，一个环路单程长 300 m，致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于 0.002 的要求，有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两侧散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配。
1.2 机组台数配置过少或过多
因为机组台数过少会存在：（1）负荷可靠性下降，一旦负荷高峰时机组出现故障，影响的比例就大；（2）负荷适应性差。因为综合性建筑中往往配置有娱乐场所等，其面积不大、冷负荷也不大，而娱乐场所又往往有提前和延长制冷要求，机组台数少，意味着单台制冷负荷大，一旦开启，负荷就不适应，对离心式机组，往往易发生喘振现象，所以选择离心机组，要满足20%～40%负荷时能适应最小冷负荷的需要；（3）机组台数过少，机组低负荷运行的概率高，由于机组在低负荷下运行的COP低，因而能耗会增高。
机组台数过多会存在：（1）单机容量下降，机组COP 下降，能耗高；（2）机组台数多， 配置的循环水泵也多，占用机房面积就大；水泵并联多，并联损失高；（3）机组台数过多， 也意味着绝对故障点增多。
1.3 排风系统设计不合理
如某工程地下室的暗厕（卫生间）等若干个生活用房和设备用房设一排风系统，水平风管长60m，断面只有200mm×200mm，风阻较大；选用屋顶风机排风，却将风机安装在外墙上，显得很不协调。还有的工程的地下室设若干个包间（均为暗房），各包间均采用吊顶排气扇，排风经数十米长的水平风管排出室外，风管断面仅有150mm×150mm，阻力大，排风效果差。
1.4 空调系统的选择不合理
如某工程设有指挥大厅会议厅计算机房等，此类性质的用房，理想的空调系统应是低速风道系统，而设计却采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统，显然是不合理的，又如某工程甲方要求部分房间室内设计参数为：冬季 tn=18~22℃，=55%5%，夏季tn=25~26℃，=60%5%；另一部分房间 tn=222℃，=40%~60%，洁净级别小于 10000 级，新鲜空气 40~60 立方米/（小时 *人）。对这两类性质不同的用房，设计时均采用风机盘管系统，且未设新风补给系统，这样的系统满足不了甲方所提的要求。
1.5 平衡阀的设置与口径选择存在问题
空调冷冻水系统宜设置平衡阀，一般应设在回水管上，而有的工程新风机组冷冻水供、回水管上均设置了口径与管径相同的平衡阀。笔者认为，供水管上不必设置平衡阀，仅在回水管上设置即可。平衡阀口径应通过校核计算确定。
2 循环水泵的常见问题分析
载冷 （热）体的输送离不开水泵和风机， 水泵和风机的选用和配置是不可缺少的一环， 对工程设计的成败是十分重要的。
关于水泵，无论是通风还是空调工程设计，经常有以下问题发生。
2.1水泵扬程的选择不恰当。水泵扬程偏大，有些系统仅需28～32m水柱的扬程，却选了40～50m水柱的水泵，这是很不科学的。大扬程小流量的循环泵比转数高，特性曲线比较陡峭，极容易出现偏离最佳工况点工作而导致超负荷运行的情形，如果未安装限流阀、电气专业也未设计过电流保护，就有可能烧毁电机；如果电气专业设计了过电流保护，则会发生水泵电机发热、电流增大，甚至不能正常启动的情况。
2.2 冷热循环水泵不分设。工程中常见到冷热循环水泵不分设的情况, 有的是因为迁就了机房面积偏小，有的则是考虑不周所致。制冷时供回水温差一般为 5℃，制热时供回水温差一般为10℃，而且对一般冬冷夏热地区，冬季制热负荷比夏季制冷负荷小，对北方温带和寒温带地区， 一般前者为后者的60～80%。即冬季循环水量为夏季循环水量的0.3～0.4倍，水力损失仅为供冷工况的9～16%，输送功耗仅为供冷工况时的2.7～6.4%。所以若冷热循环水泵不分设， 将导致冬季能耗浪费，形成大流量小温差运行，因此冷热水循环水泵应分设。
2.3 一机一泵配置问题。常见到的流程图如图 1 所示。其优点是循环水泵可互为备用，管道系统简单。缺点是运行操作麻烦，易造成失误，电气配电设计相对要复杂一些。
图2、图 2′所示的流程图。其优点是：（1）可避免运行一台或二台机组时，未关掉相应阀门造成水流量旁通，使机组COP降低，也使水泵运行工况点偏离额定工况点，电耗增加；（2）电气控制设计方便; （3）可避免运行人员频繁人工开或关主机或冷却塔入口阀门, 适应部分负荷时的运行。如设联动电动阀, 则投资高，阀易坏, 系统不可靠。
另外, 多台水泵并联, 选择时要按照泵的特性曲线作并联分析, 使工况点满足不同台数运行时的需要。
3 设计图纸方面存在的问题
3.1 设计说明内容不完整
《建筑工程设计文件编制深度规定》对暖通空调设计说明应包括的内容作了明确规定。 设计说明应有室内外设计参数；热源, 冷源情况;热媒、冷媒参数;供暖热负荷及耗热量指标,系统总阻力；散热器型号；空调冷、热负荷；系统形式和控制方法；消声、隔振、防火、防腐、保温；风管、管道材料选择、安装要求、系统试压要求等。然而，有些工程的设计说明内容则不完整，部分参数查不到。
3.2 平面图深度不够，有些应该绘制的内容遗漏
《建筑工程设计文件编制深度规定》对暖通空调平面图要表示的内容作了详尽的规定。 然而，相当多的工程设计未完全按规定绘制,存在的主要问题是：供暖平面图,有些未标注水平干管管径及定位尺寸；有的立管未编号；有的虽标注了立管号，但却将立管漏画；有的二层至顶层合画一张平面图, 散热器数量虽已分层但却未注明相应层次；有的仅画有首层供暖平面，而未画二层至顶层供暖平面。通风空调平面图，有些未注明各种设备编号及定位尺寸；有的未说明冷冻水管道管径及定位尺寸。还有的公共建筑设计，将厨房部分的供暖、通风、空调等内容留给厨房设备生产厂家去做。
3.3 平面圖、剖面图、系统图不一致
暖通空调设计中,平、 剖面图与系统图中相应部分的设备、尺寸等内容应完全一致, 否则将给施工安装、使用管理带来麻烦。但有的供暖设计，散热器数量、平面图与系统图不一致；供、回水干管管径，平面图与系统图不一致；管道连接，平面图与系统图不一致。有的空调通风设计，平面图与系统图的风管尺寸不一致；平面图与剖面图的设备、部件位置尺寸不一致；设备编号、数量，图纸与设备表不一致；还有的空调设计选用的空调制冷设备型号，平面图、系统图与设备表注写不一致。
3.4 系统图深度不够
《建筑工程设计文件编制深度规定》对暖通空调施工图绘制深度有明确要求。但有些工程设计未按规定执行。存在的主要问题是：供暖系统图,有的立管无编号，而以建筑轴线号代替；有的管道号注了坡度、坡向，但未注明管道起始端或终末端标高；有的管道变化处(转向处)标高漏注；有的甚至未画供暖系统图或立管图。空调通风设计，有些工程未画空调冷冻水系统图和风系统图 (如果平面图完全交代清楚，可以不画系统图，但对于一些较为复杂的通风空调设计，仅用平面图是难以表达清楚的)。
4结语
暖通空调设计方案的选择是直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。