空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文[共5篇]

第一篇：空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文

1空调系统设计

1.1冷热源设计

该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。如图1所示为空调冷热源系统流程图。

1.2空调水系统设计

结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。

1.3热回收系统设计

为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置。本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60ＲT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120ＲT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。空调热回收热水系统主要为该工程的客房区及厨房区提供生活热水，同时综合考虑了热水管网的回水加热循环。空调热回收系统的设计热水供/回水温度为60℃/35℃。分别为冷凝热回收系统流程图(空调主机侧)及冷凝热回收系统流程图(水专业侧)。

2系统节能性分析

2.1冷源系统节能分析

该空调系统的冷源具有大小主机搭配、并且与风冷热泵机组互为备用，基本可以满足该项目的各种不同运行工况，同时有效避免了冷源容量配置过大，可降低初投资成本，其运行也比较节能。

2.2空调水系统节能分析

空调水系统根据项目特点设计为分区两管制系统，实现客房区及餐厅区不同时段冷热负荷需求，在满足实际需求的同时运行更加节能。冷冻水泵、冷却水泵及热水泵与主机采用一对一的连接方式，以达到合理的流量分配及稳定的运行效果，同时采用定流量系统运行，减少了系统控制的复杂性，运行更加可靠，但是系统节能性相对变流量系统会差一些。

2.3热回收系统节能分析

2.3.1热回收的基本原理本工程的空调热回收系统采用了回收冷水机组的冷凝热。冷水机组冷凝热回收系统就是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程释放的热量利用来制备生活热水。由文献及相关厂家的实际测试数据可知，标准测试条件下(热水供回水温度一般为55℃/30℃)冷水机组的显热回收量约为制冷量的12.5%～15%范围内，很多时候可按照15%计算。当热水的供回水工况与测试工况不一致时则需根据实际情况分析，具体方法可按照文献的分析方法计算得出总热回收量。

2.3.2热回收系统设计分析由于传统热回收系统存在一系列的问题，故本文在文献的热回收系统基础上进行了以下几点的优化设计。

(1)为了减少热水罐的蓄水时间以及为了避免进水温度对主机性能系数产生较大的影响，设计工况下的进出水温度为35℃/60℃，温差25℃。

(2)蓄热水罐采用立式水罐，更好的实现了水温分层作用及热水的梯级利用。

(3)本工程的热回收系统考虑了热水管网的回水加热循环，更加充分地利用了冷水机组的冷凝热，更加节能。

(4)控制方面，在热回收系统的回水管上设置温度传感器，当回水温度超过58℃时，输出信号关闭热回收水泵，同时在用水点最远段的回水管上设置温度传感器，当回水温度低于55℃时，输出信号开启水专业的回水循环水泵。按照一台120ＲT(422kW)的热回收机组来分析，由文献的计算方法可得，该热回收机组的显热回收量为63.3kW，热回收水流量为2.47m3/h，从而根据此水流量及25℃的设计供回水温差即可求出总热回收量为71.8kW，热回收系统设计的总热回收量为制冷量的17%左右。由此可知，供回水温差越大，同等制冷量的情况下的热回收量就越大，但相应的对冷水机组的性能系数影响也就越大。由以上分析可知，热回收系统的实际供回水工况是一直在不断变化的，其热回收量也是一个变数，严格来说分析一个工况范围内的热回收量才更有参考价值，这部分还有待于下一步做更详细的分析计算。

3总结

冷热源系统是中央空调系统的核心部分，其能耗情况的关注应当放在首要地位，在实际工程的设计中应该着重优化设计。在酒店类型的建筑中，因有稳定的热水需求量，其中央空调系统中冷水主机侧的热回收设计是硬性要求，也是重要的节能手段，必须重视和落实。

第二篇：系统优化教学设计

系统优化教学设计

组员：2014级4班 罗世淋201409140428 罗智 201409140429

一、教材内容分析

1．教材的地位和作用

系统优化是系统分析的深入，也是系统的结构和系统分析的综合，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，它是是本书的重要内容之一。本内容是让学生“理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素”。2．教学重点：系统优化的方法和一般步骤。

二、学情分析

进入系统的内容，学生的兴趣明显比前期活跃，显然系统分析的深入符合高二学生的智力发展需求。但是，学生在对某个系统的分析容易陷入原有的逻辑思维，而不能很好地应用系统的思想和方法分析和解决问题，不能很好理解系统优化的约束条件和影响系统优化的因素。因此，系统优化的约束条件和影响系统优化的因素成了本节教学内容上的难点。

三、教学目标

能结合生产生活中的实例，理解系统优化的意义，并能结合实例分析影响系统优化的因素。

四、教学资源准备

“技术与设计2”配套教具旋转木马30套（江苏南京宝高公司提供）、多媒体

五、教学流程

六、教学过程：

（一）引入新课（系统分析，承上启下）

情景设置：有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只够农夫带一样东西过河。请你帮农夫解决难题？

学生 ：

1、农夫带着羊首先过河，农夫回来；

2、农夫与狼过河，农夫与羊回来；

3、农夫搬白菜过河，农夫回来；

4、农夫与羊一起过河。

教师提问：说说你们对该系统分析的过程？

学生：问题的突破口在——狼与白菜能够共存！农夫、狼、羊、白菜和船组成了这个系统。系统中各要素是一个整体，都依赖农夫过河；最大的问题是“船很小，只够农夫带一样东西过河”和“没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜”的冲突。我们联系已知条件，做了一系列的分析实验，但是比较其他方案不能实现所有要素都安全过河。最后得出以上方案。

教师：你们的思维过程很有价值，很清晰。而且在系统分析的过程中抓住了系统分析的三大原则——整体性、科学性、综合性。

现实生活中，有很多产品在不断更新，系统在不断的升级。做任何事情我们都追求更好，希望投入尽可能少，回报越多越好。为了使系统达到最优的目标所提出的各种解决方法，称为最优方法。但是有很多复杂系统，实施方案五花八门、干扰因素四面八方，我们不可能的逐个比较权衡，或者漫无目的瞎蒙。因此我们有必要进行定性定量的科学分析，寻找系统最优值。

（二）新课教学

1．案例分析：

案例一 ：“农作物种植系统的优化——农作物间作套种”

槟榔林套种香草兰收益高

香草兰——香料之王，是藤本植物，需要有支柱攀缘，并要求适度的荫蔽。测定结果表明50%的荫蔽度有利于香草兰的生长发育。荫蔽有两种，一种是死荫蔽，通过修建人工荫棚的办法(用遮光网）达到控制荫蔽度的目的。这种方式需要水泥柱或石柱作为香草兰棚架或攀缘的支柱。另一种是活荫蔽：可选择天然树木或人工种植的椰子、槟榔等作物为活支柱，以控制活支柱树冠来调节种植园的荫蔽度。园地的选择要选择近水源且排水良好、有机质含量高、比较肥沃疏松的微酸性土壤；台风主风方向有良好屏障比较静风的向阳缓坡地或平地。

2002年，符良接受了中国热带农业科学院香料饮料研究所专家的建议，在槟榔林下套种了20亩香草兰种苗，通过对香草兰的水肥管理，使槟榔的产量较纯槟榔林提高15-20%。经过精心培育，现在棵棵香草兰上挂满了沉甸甸的豆荚。预计20亩香草兰到11月份总收入可达285000元。现场一位管理人员给记者算了一笔帐，40亩槟榔园年收入72万元左右，间种可使槟榔增收8万，再加上香草兰的收入，每亩土地较单纯种槟榔增收约9000元！经发酵生香的商品香草兰豆荚含有250多种发挥性芳香族成分及有机酸、糖、树脂、矿物质等丰富成分，香气独特，留香时间长达2～3年，被广泛用于高档食品和饮料的配香原料，在发酵业、化妆及医药等领域均有应用，具有用途广、经济价值高的特点。目前国内售价为1000～1200元人民币/千克。

教师提问：符良为什么选择活荫蔽种植，而不采纳传统的死隐蔽种植？

学生A：一块地种槟榔又种香草兰，提高了土地利用率；

学生B：对香草兰的水肥管理，使槟榔的产量较纯槟榔林提高；

学生C：槟榔可作为活支柱供香草兰攀爬，节省了石柱的费用；

学生D：槟榔叶子还可以遮光，节省遮光网的费用；

„„

教师总结：活荫蔽的改良不仅增产、增收还提高了土地利用率，可见活荫蔽系统比死荫蔽系统，功能更强大，效果更优。

教师提问：香草兰套种的收益如此诱人，我们为何不把香草兰套种到稻田里、麦田里，甚至套种到沙漠中与杨树为友呢？

讨论交流，小组汇报„„

X组：香草兰与水稻的生长土壤环境不同，不能套种；小麦的生长气候要求又有差异也不能套种；沙漠风沙大且土壤也不适合香草兰生长。香草兰种植受生长特性、地理环境、气候和天气等条件的约束，并不适宜随处种植，而且与矮个植物种植也没有体现出遮阳的优势或者节约石柱费用等优势，另外由于营养需求的差异，即使能共存在一块地如果没有实现增产目的，套种的系统优化没也就没有太大的意义„„

教师总结：系统优化的效果是理想的，但是不同情况的系统优化会遇到不同的约束条件，应该采取不同的手段和方法应对，使系统的目标在一定的条件中达到最大值。系统的优化都是为了发掘有限资源的无限潜能，使资源获得充分的利用，体现更高的价值，实现投入最小，效果最佳的目的。

又例如：云南一些山区农民的甘蔗生长缓慢,减产已成定局.为了减少旱灾损失,乘雨水来临之际,在甘蔗田套种玉米。

例如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。

„„

教师：案例中，目标与土地的单位面积农作物收益和之间的关系在技术中我们称为——目标函数；农作物的生长特性、条件、气候等因素对作物套种起着限制作用，并且是不能人为解决的，称为——约束条件；套种的技术水平、田间管理、病虫防治等对产量产值有直接影响，即影响因素，可见影响因素是可以人为调节的。最优方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）达到最大，并使投入的人力、物力达到最小的方法。

教师：在生活中，我们经常会遇到一些复杂的数字问题，纯定量分析是不够的，我们常常是借助数学手段定量与定性结合的分析比较，寻求最优方案。这种用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫数学模型。它是真实系统的一种抽象。

案例二：利润问题

某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每周拥有木材板料600平方，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么该每周生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？

教师提问：这里，系统需要进行最优化的目标是什么？

学生：获得利润最大值。

教师提问：利润受到哪些人为可调节的因素影响？

学生：每周生产桌子和椅子的数目。

教师提问：在这个利润问题的系统中，又存在哪些不能人为解决的约束条件呢？

学生：制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。

教师：若把利润最大值用 表示，变量每周生产桌子数用 表示,每周生产椅子数用 表示，请你根据已知条件，列出求解最优化问题的有关数学式子。

其中(1)式体现了目标与产量、利润总和之间的关系,也就是目标函数。（2）（3）（4）（5）式则体现了约束条件。

教师：数学思维很清晰！下面就请大家算一算 的解，找出最大利润值。

„„

学生：算不出来！

教师引导：仔细观察这四个约束条件的式子，找出数据中体现出受限最大的约束条件是哪个？

学生：工时！

教师：好，请你将最主要的约束条件（3）与目标函数式（1）联系起来，看看你能不能发现影响因素 与最优值 的关系。

学生：生产椅子所需工时少利润大，生产桌子所需工时多利润反而小！生产的椅子越多利润越大。

教师：那我们干脆不生产桌子了，专门生产椅子，可不可以？

学生：不行，至少要生产8张桌子！

教师：哦，原来还有约束条件（3）的限制。那好我们就生产8张桌子，算一算意义子最多可以生产多少张？

学生：13张！

教师：8张桌子，13张椅子。把你们经过一番分析计算选择的这两个变量的解代入约束条件看看是否超出了约束条件的限制范围。

学生：都在约束条件范围内。

教师：再利用这两个变量的解，算一算利润最大值是多少？

学生：1180元。

教师：我们再随意找几对满足约束条件的 的解带入目标函数检验一下，1180是不是利润最大值。如：（每个小组分别用一对计算）

学生交流：

教师总结：以上计算表明，我们找到经过数学方法求出的就是最优值！回忆我们求解的过程，最优化方法解决问题的一般步骤：

（1）提出系统需要进行最优化的问题，收集有关资料和数据；

（2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，建立有关约束条件，分析模型；

（3）选择合适的最优化方法；

（4）求解方程；

（5）最优解的验证和实施。

这种用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫数学模型。数学模型是研究和掌握系统运动规律的有力工具，它是分析、设计、预报或预测、控制实际系统的基础。是我们在解决问题时，常用的一种方法。

2．应用：学生探究（2人一个小组）

要求学生分组利用提供的大、中、小三个大小不同的齿轮将上节课完成的旋转木马进行系统优化，看谁的木马转的又快又稳。

学生进行探究„„

A组：将传送带传送改为大齿轮带动，三个齿轮传送；

B组：将传送带传送改为中齿轮带动，三个齿轮传送；

C组：将传送带传送改为小齿轮传送，三个齿轮传送；

D组：齿轮与传送带一起赞成传送系统„„

小组比赛交流。

学生体会：皮带传送系统在木马旋转时，皮带容易出轨，同时因为速度太大使系统容易散架。针对这个问题，利用有限的资源，将皮带传送换成齿轮传送后，发现齿轮传送比皮带传送速度更快更牢固；再更换三种齿轮的带动比较，又发现大齿轮带动时，动力更足速度加大了稳固性能也增强了。

（三）小结

最优方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）达到最大，并使投入的人力、物力达到最小的方法。

最优化方法解决问题的一般步骤：

（1）提出系统需要进行最优化的问题，收集有关资料和数据；

（2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，建立有关约束条件，分析模型；

（3）选择合适的最优化方法；

（4）求解方程；

（5）最优解的验证和实施。

（四）课后探究

假如学校有2个学生食堂，正常情况下每个食堂能容纳500人就餐，近两年，学校规模扩大，就餐人数增加，每个食堂就餐人数达670人，每到就餐高峰期，学生就排着长队等待就餐。

如何减少学生就餐排队时间？提出解决这一问题的几种途径，并选择最经济、最有效可行、最容易实现的方案。运用系统分析方法，分步骤说明你的思考过程。

七、教学反思

苏教版教材的案例选择切题，但是有部分案例离我们所处的实际甚远。在教学的过程中我选用了教材中技术类的案例，拓展了我们对技术的视野；但是生活案例我倾向于改用我们身边的例子，大家熟悉，分析起来有亲切感、简单易懂又激发了学生自主参与的乐趣，刚好我校种有香草兰。故在本案例中将“麦、棉、瓜、玉米套种”案例换成“槟榔与香草兰套种”，实践证明效果很好，学生很感兴趣。本节课内容较多，学生探究活动时间就比较紧

第三篇：空调系统设计开题报告

毕业论文设计开题报告 题 目 青岛市某体育馆空调系统设计 姓 名 学 院 建筑工程学院 专 业 建筑环境与设备工程 班 级 2008级02班 学 号 20082315 指导教师 2012年 3 月 27 日

一、选题依据 1.依据 随着我国人民生活水平的不断提高购买力增强。近年来修建了不少体育运动建筑并且向多元化方向发展建筑规模越来越大。装饰豪华、设施全面、多维服务集商贸、娱乐、运动、比赛为一体的高级体育运动建筑也层出不穷。体育建筑的一个流动人口众多的公共场所室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量等对观众和运动员的身体健康影响很大1。因此体育建筑设施的空气环境越来越被卫生部门所重视。我国卫生防疫部门对体育建筑提出了卫生要求对较大的重点体育馆还进行过监测对一些已建的大中运动地点要求进行改造增设通风设施或加建空气调节装置。体育建筑不断的增多以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。2意义 由于能源的紧缺节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为体育活动场所安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。因此为体育馆设计安装合适的空调系统是必要的不论是在炎炎夏季还是凛冽寒冬都能够保证观众舒适的观看比赛亦或是能够是运动员舒适的比赛或是休息。

二、分类及国内外同类研究或同类设计的概况综述 1空调系统发展 1中央空调系统的分类.按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统全水系统空气-水系统 4.冷剂系统 按空气处理设备的集中程度可分为集中式半集中式 按被处理空气的来源可分为封闭式直流式混合式一次回风 二次回风 2主要组成设备有空调主机冷热源 风柜 风机盘管等等3.3中央空调系统优点 经济节能主机由微电脑控制每个区间末端风机盘管可自行调节温度区间无人时可关闭系统根据实际负荷做自动化运行开机计费不开机不计费有效节约能源和运行费用。环保主机采用水源热泵型机组电制冷没有燃烧过程避免了排污整个系统为密闭式管路系统可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染使环境清新优美特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。节约空间主机体积小巧不设机房无需占用设备层减少公用设施 和土建投资室内末端暗藏在吊顶内极易配合屋内装修。个性化中央空调系统以区间为单元满足用户不同区间需求室内末端安装采用暗藏方式不影响室内的审美观不占据室内空间适应用户的个性化需求。简化管理于采用不同区间单独控制系统为用户所有产权关系明确可简化空调设施管理。提升档次中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观使用户充分享受高档综合环境的同时提升产品质量及量贩档次。投资方便可根据量贩发展情况分期分批投资添置空调系统同时量贩档次提升因此资金周转快有效地利用资金更进一步开发。2概况综述 从目前国外发达国家空气调节技术的发展来看从八十年代起变风量空调系统已在发达国家的公共建筑中出现近期在西方国家中国内目前常用的风机盘管加新风系统已不允许在办公大楼中使用因为该系统无法解决房间的全面通风问题。同时国内常用的两管制风机盘管加新风系统更无法解决内区房间冬季制冷问题。欧洲一些国家更是对建筑物内的空气品质进行检测如果被定为“病态建筑”该大楼将不允许使用由此可见发达国家队室内环境的要求标准及室内环保的重要性。变风量空调系统是一种全空气系统它是用送风温度来控制室内温度的。变风量系统可以同时满足室内的空气品质又达到节能的目的是目前发达国家在办公大楼及公共商业建筑中普通采用的系统。在国内由于变风量系统在国内还没有真正使用起来国内的工程师对系统的运行经验及设计经验不丰富考虑不到很多细节另外国内的自控设计更多的依赖于设备厂家而设计院队厂家的产品使用情况不熟这样一来无法真正校核配电。自控系统的设计是否合理是造成变风量系统运行发生问题的关键。因此如何能够为客户设计安装一套健康环保的室内空气处理系统应该是每一位设计人员、开发商都应考虑的问题同时随着人们对环保意识的在增强客户在使用时将会更加实际的关注自身的舒适与健康而不是片面地追求豪华。因此对建筑物内应采用何种空调系统应着重考虑它的先进性和未来国家的发展趋势。本设计在考虑充分使用眼下比较常用的风机盘管加新风系统外还会对国外一些先进的技术进行涉及、讨论。主要参考文献 1.中国建筑标准设计研究院 主编.《暖通空调制图标准》.中国建筑工业出版社.2.中华人民共和国建设部 主编.《采暖通风与空调设计规范》.中国计划出版社.3.中华人民共和国建设部 主编.《通风与空调工程施工质量验收规范》.中国计划出版社.4.中华人民共和国建设部 主编.《公共建筑节能设计标准》.中国建筑工业出版社.2005.5.公安部 主编.《建筑设计防火规范》.中国计划出版社.6陆耀庆 主编.《实用供热空调设计手册》.中国建筑工业出版社.2008年5月第二版.7.陆亚俊 主编.《暖通空调》.中国建筑工业出版社.2007年11月第二版.8.彦启森 主编.《空气调节用制冷技术》.中国建筑工业出版社.2010年7月第四版.9.国家公安部 主编.《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》.中国计划出版社.10.住房和城乡建设部工程质量安全监管司 主编.《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力》.中国建筑标准设计研究院.三、研究方案 体育运动建筑有着结构复杂功能多样的特点。本项目是一座体育运动建筑地处于青岛市共四层。其中一层为一个综合服务场所主要结构包括训练馆检录大厅器材库接见大厅贵宾室新闻发布中心记者及保安办公室电台播音机房设备机房变电室消控室等等。因此空调系统的制冷机组可以设置在一层。二、三层结构较为简单主要结构是观众坐席主席台储藏间小卖部等等在主席台的两边各有一个观众通道另外在四个拐角各有一个观众通道这样在很大度上方便了观众进出体育馆的速度不仅节约了观众时间而且减小了突发事件所带来的危险性在座位的最下面设置有残疾人专用座椅在无残疾人观众时此排活动座椅仍然可以拉开这更体现出了场馆设计的人性化 传统建筑暖通技术的已相当广泛且产品种类繁多。随着产品本身功能的复杂化及人们对办公环境、生活环境要求的提高。暖通技术已经向着更高更远的方向迈进。在本次空调系统的设计中主要讲述了空调系统夏季冷负荷的计算空调方式的选择和系统分区空调系统的风道设计与计算水系统的管路计算等。本设计空调系统的制冷机组主要采用水冷式机组而关于通风方案的选择视情况而定主要选用新风新风回风或是风机盘管通风。

四、进程计划

1、熟悉图纸明确设计任务收集资料 3月26日—3月31日

2、夏季冷负荷计算 4月1日—4月6日

3、空气处理方案的确定 4月7日—4月10日

4、风量的计算 4月11日—4月16日

5、空气处理设备及风机的选型计算 4月17日—4月24日

6、通风计算 4月25日—4月30日

7、冷水机组选型计算 5月1日—5月3日

8、冷冻水管、冷却水管及 冷凝水管的水利计算 5月4日—5月8日

9、泵及冷却塔的选型计算 5月9日—5月12日

10、水质处理设备及其它管件 的选型计算 5月13日—5月18日

11、整理计算说明书 5月19日—5月26日

12、空调平面图绘制 5月27日—5月30日

13、制冷机房平面图绘制 5月31日—6月3日

14、答辩

五、导师评语 年 月 日

第四篇：系统的优化的教学设计

系统的优化的教学设计

教材分析：

系统优化是系统分析的深入和延伸，系统分析和系统优化是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节。

本节教材中分三个部分：

第一部分：案例分析

“建造隔音墙”案例，目的是为了阐述系统的意义。从实例分析入手，降低教学难度，运用系统的思想定性分析的方法，进行研究、优化，在分析过程中体验系统优化的意义。

为了让学生体会分析和优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行，以“为江边码头选址”为例，让学生们建立数学模型并计算。

第二部分：根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤，分析影响系统优化的因素。要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。总结归纳出系统最优化方法的含义。

第三部分：通过试一试和技术试验的活动，让学生亲自完成一个系统优化的过程，体验系统是如何优化的。

学情分析：

学生在具体分析过程中往往会局限在具体问题的深入探究上，不能运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，进行优化系统。要及时对学生进行指导，帮助学生从宏观上把握系统分析和系统优化的全过程，注重学生的体验和感悟。

教学目标：

知识与技能：

1、理解系统优化的意义

2、能分析影响系统优化的因素

3、初步掌握系统最优化的方法

4、能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析

5、运用系统最优化方法的一般性步骤对简单系统进行优化

过程与方法：通过讨论、案例分析，使学生懂得用所学的知识解决有关问题

情感态度与价值观：体验系统优化的意义，指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。

教学重点与难点：

重点：系统最优化方法和一般性步骤

难点：系统优化的过程分析

教学准备：多媒体

教学流程：

教学内容与过程：

★复习巩固：：

教师提问：什么是系统？

学生1回答：由相互依存的若干要素组成的、具有特定功能的有机整体。

教师提问：系统的基本特性是什么？

学生2回答：系统的基本特性可归纳为：整体性、相关性、目的性、环境适应性。

教师总结：作为系统，它们就具有整体性、相关性、目的性、环境适应性，就构成系统的的基本思想。对系统分析的基本方法就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法对系统及性分析。

★引入：

教师讲述田忌赛马的故事，引出系统优化的问题。

田忌赛马

战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。

一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。

田忌的赛马共有6种方案——

田忌齐王

田忌齐王

（1）上马：上马中马：中马下马：下马

（2）上马：上马中马：下马下马：中马

（3）上马：中马中马：下马下马：上马

（4）上马：中马 中马：上马 下马：下马

（5）上马：下马 中马：上马 下马：中马

（6）上马：下马 中马：中马 下马：上马

在以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述方案（3）。

教师：作为一个系统，通常就会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。

在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。

★新课教学：

一、案例分析

案例1：通过“建造隔音墙改善车流噪音污染”的案例定性的分析，体验系统优化的意义

学生朗读：

XX年的新春，南京市人大十三届三次会议上，王湘等10位代表共同提交议案，呼吁为城西干道沿线的民居和学校解决车流噪音污染问题。

“城西干道从大桥南路到赛虹桥立交桥，是南京市贯穿城市交通的大动脉。城西干道全线贯通于XX年，因为有了城西干道，许多从大桥过来的车辆不必经过市中心就可以便捷地通过包括城西干道在内的绕城公路通行。

城西干道的出现，除了带来交通便捷，也给沿线的数十万市民带来了噪音之苦。从大桥经过城西干道的大多数是重型载货车和大客车，而且城西干道的每天的车流量非常大。据调查，白天畅通时城西干道上的车辆平均时速为80迈，晚上可以达到100迈。重量大、速度快是城西干道上车辆的一大特点，车身和空气的摩擦声、发动机马达声是噪音的主要。

城西干道沿线分布着大量的居民区，按照国家相关环保划分标准，这些居民区属于商业、居民、文教混合区，白天最大噪音值是60分贝，晚上最大噪音值是50分贝。但是两边的居民区噪音全线超标，在离高架不到15米的重噪音区圣淘沙花城19楼的一户人家，更是测出了开窗峰值81.6分贝、谷值65.8分贝，关窗峰值66.7分贝、谷值54.2分贝的超标噪音。长期生活在噪音中，人的健康会受到损害，可能导致心血管疾病和神经系统疾病。

城西干道沿线不仅有民居还有学校，有的学生戴耳机睡觉；老师上课用喇叭讲课;有的学生说：“在城西干道边上住了4年，记得刚进校的时候整整一个星期就没睡着觉。后来终于慢慢习惯了，如今到了夜里打雷都不醒，只是时常觉得精神疲劳、头疼，还有点健忘。”噪音已经伤害到这些学生的神经系统。

21世纪的城市人居环境不仅要讲究安逸更要讲究健康，现在正在建的城东干道高架已经做了隔音墙的规划，希望有关部门能考虑到城西干道沿线众多居民区和学校的存在，也在这一区域安装隔音墙，免去市民的噪音之苦。”

教师：问题提出来了，怎样能够改善城西干道周围附近噪音的污染，优化居民楼、学校等大环境系统。

学生3：降低车体本身的噪音；

学生4：让车流在此路段减速通过；

学生5：让车道远离学校……

学生6：修建隔音墙√

教师：隔音墙作用的本质是改变噪音的传播途径，以达到改善污染的目的。

交流讨论

分小组讨论，派代表发言

隔音墙的高度、长度如何考虑？

学生：具体测量噪音严重的程度。

通过实地调查城西干道车流附近学校、居民楼或其他建筑的规模数据来确定；

隔音墙的墙体结构及外形怎样考虑？

学生：隔音墙的墙体结构外形因该市墙体垂直或略向车流一侧倾斜；

墙的头部形状略向内侧适度弯曲；

如果道路两侧的建筑比较高时；修建的隔音墙的高度就要很高，应该建成封闭式的；

墙体内侧表面应该做吸收声音处理。

隔音墙体的主材料怎样选用为好？

学生：利用隔音墙可以将噪音反射到上空，但仅将噪音反射到上空也是不够的，还要使用很好的隔音材料。拿出几套采用不同材料的方案，列表比较说明，在坚固、美观、经济（造价、维修）等因素间权衡、比较、决策。

建造隔音墙的投入与改善车流噪音污染的总效果应如何评价？

学生：从做到投入最小和效果最好；

做必要的验证试验。

教师：系统被改善了系统优化

北京市崇文区的夕照寺和幸福北里紧邻京山铁路，京山铁路进出北京站必经这个居民区，每天有140多列火车通过，在铁路两侧修建了隔音墙。共有1100m长，高度分别是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。这一段是距铁路最近，人口最稠密的地段，做建设隔音屏障前后对比监测表明，噪音平均降至61-62分贝，比过去降低8.6-11.4分贝，低于国家规定的70分贝。

但对于类似于香港城市高楼林立的情况，再高速公路两侧如果修建隔音墙必须修得很高才可以，如果墙修得太高，那么抗风暴的能力就会大大减弱，为增加抗风暴能力，选材时就会大大提高成本，这样修建隔音墙就不是合适的优化方法。

教师：系统优化的意义就是以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。

再举例：

如：在蔬菜、西瓜的种植中，要使蔬菜防病和提高产量，要使西瓜抗御低温的能力，就应采用嫁接技术，这是一项增产增收的栽培技术，嫁接的西瓜比自根西瓜增产1倍以上。

如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。

教师：对于比较复杂的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用一定的数学的手段描述它，进而找到合适的解决方案。

在前一节的学习中，我们就曾接触到数学模型的问题，比如龙舟赛艇案例分析中，可以根据牛顿第二定律进行定量描述a=F/m，这就是一个描述运动特性的数学模型。

系统建模的目的是要将系统的原型抽象为数学模型，并运用已有的数学方法分析求解得出数学结论，再运用这一结论来解决实际系统中的问题。

案例2：

在江边一侧有A、B两个厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？

本问题属于系统的优化问题。

学生分析：

根据要求可画出上图，在江边DE上求一点c，使c到A、B两厂的距离之和为最短。

数学模型为：Smin=Ac+Bc

过A点作关于直线DE的对称点A1，连接A1B与DE相交于c，这一点既为所求的码头的地点。

根据相似三角形原理，求得Dc=1.4km，码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。

教师：从“为江边码头选址”这个例子，可以看出优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行。

二、总结：

1、系统优化的一般性步骤

①提出需要优化的问题；

如：城西干道噪音污染问题就是需要进行优化的问题；码头的选址也是一个系统优化问题。

②需要收集有关资料和数据，确定变量、建立定量计算方程（数学模型）和约束条件，选择合适的最优化方法

如:具体测量噪音的严重程度；为保持方案可行，必须勘测、预算；建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数条件，求解数学解；墙体结构与材料与定量计算有关；经费预算包括：购买器材、设备费用；外请工程设计与施工技术人员费用民工费用、机动调动费用……

③验证和实施。

条件校验：逐项校验修路工程所需的人力、物力、财力是否具备。

实施与调整：实施计划的过程

2、影响系统优化的因素

①优化追求的目标要适度。

②希望投入最小，而取得的效益最大

效/耗比性/耗比性/价比（比值越大，就越接近或达到最优化）

③系统优化使离不开条件，条件是否具备直接影响优化。

④某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。

3、最优化方法

最优化方法是系统学中的一个重要方法，它通常是指在一定的人力、物力和财力资源的条件下，使取得的效果（如生产产值、利润、效益等）达到最大，而投入（如能源、资金、人力、时间等）达到最小的一种方法。

①要用定性和定量分析相结合的方法是系统最优化

②坚持系统整体的最优化。运用好权衡理念，舍卒保车，弃车保帅，这是为了保证对弈的最终胜利。

③不间断地寻求最优化，系统的发展具有阶段性，系统的优化是具有相对性的，要遵循系统的动态观点，推动系统不断进步。

教学反思：

在教学过程中，以优化作为教学主线，以案例为载体，一步步分析展开，完成教学任务，达到教学目的。对隔音墙实例可以指导学生对确定的研究问题进行实地参观、测量、调查和向专家咨询，得到第一手材料后，再让学生进行讨论交流，在相互评价、自我评价过程中获得学习的乐趣。

第五篇：VRF空调系统的设计浅谈

VRF空调系统的设计浅谈

一、前言

VRF空调系统全称为Variable Refrigerant Flow/Volume系统，即变制冷剂流量系统。系统结构上类似于分体式空调机，采用一台室外机对应一组室内机。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数目控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。VRF空调系统上世纪90年代进进国内市场，与全空气系统，全水系统、空气—水系统相比，使用灵活，易于安装，治理维修简便，空调系统运行本钱核算精确，更能满足用户个性化的使用要求，且空调设备占用的建筑空间比较小，更能符合节能要求。该空调系统在办公楼、别墅及住宅楼等建筑物中得到了广泛应用。但在实际使用中与传统的空调系统有些不同，本人结合分析与实例说明了VRF空调系统的设计体会。

二、设计的关注点

从很多工程实例来看，VRF空调系统设计时，以下各方面应予重点关注： 舒适性

VRF空调在大多数情况下属于舒适性空调，在考虑空调室内机布置、空气气流的分布、室内温度湿度的设定、空调室内机风压的设定、空调室内机送风风速核定风口型式以免风口结露、新风系统方案的选用、工程地点地理位置的特殊性等等。特别要引起设计人远员要留意的是由于全球气温变热，在夏季制冷工况时，现有室外气象资料的滞后性。合适性

VRF空调系统已得到了广泛应用，设计职员对此空调型式也是情有独钟。但在实际应用时，VRF空调因其设备本身限制，影响到其使用场所的限制，如VRF空调室内机风压不高，在有些净高H>3.5米的高大空间场所就难于保证效果;建筑物面积在2万m2以上时，空调系统采用VRF的方式时设备投资就会偏高，COP值也远低于水冷离心式机组，今后空调系统运行费就偏高，这类建筑物采用VRF不是很妥;对于逐时负荷比较稳定的建筑物，空调系统采用传统的中心空调时比采用VRF空调就显得更公道。节能性

VRF空调系统的节能充分体现在部分负荷的高效性，更为节能。对于逐时负荷差异较大的建筑物，采用VRV空调系统就比较公道。计量

采用VRF空调系统应考虑各个未端室内机的运行用度计量，以便物业管业公司对每个房间的每个空调室内机的运行用度有所控制。目前VRF空调的供货商均能满足此要求。操纵

VRF空调系统的运行非常简单，对系统运行的使用职员的专业技术要求不高，任何人可以通过有线或无线控制器都能启停空调系统。

三、建筑物的冷热负荷

设置VRF空调系统的建筑物冷热负荷计算与传统的中心空调系统无多大区别，但是考虑到VRF空调系统为小系统，在其每个系统冷热负荷的设定上与传统的中心空调系统就有较大差异。负荷计算

按《公共建筑节能设计标准》5.1.1要求，“施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算”。因此施工图设计时须应用通过国家有关部分认证过的负荷计算软件对建筑物进行具体的负荷计算。负荷设定

根据负荷计算结果，负荷设定时应修正公道的室内负荷，配置公道的室内室外机的容量匹配。考虑以下几个因素：

2.1 温度修正：

以大金公司样本为例，室外机室内机的制冷标准工况均为：室内温度27℃DB,19℃WB/室外温度35℃DB;制热标准工况均为：室内温度20℃DB/室外温度7℃DB，6℃WB。在实际使用中，各地室外气象资料也是不同的，杭州市为：35.7℃DB,28.5℃WB，且杭州市的实际室外气温很多时间已达38℃DB~40℃DB，甚至更高，据此对负荷计算作出温度修正。方法如下：

在设定的室内工况下如26℃DB，相对湿度为60%时通过焓湿图查得湿球温度为20.29℃WB，室外温度40℃DB时对应厂家样本资料10P室外机制冷量Qr1=27.86KW，而10P室外机在标准工况时制冷量QR2=28KW，此时该VRV空调系统的温度修正系数=Qr1/Qr2=0.995

2.2 配管长度及室内机室外机高差修正

VRF 空调系统室内机与室外机之间是通过冷媒管连接，配管管路的长度与室内外机组的高差影响着空调系统的冷量衰减。以大金公司的VRF空调系统产品为例，产品说明书中先容：室内机与室外机之间的制冷剂管长度可至150m，室内机与室外机之间的高差可至50m，各室内机之间的高差可答应15m。这些都是我们在VRF 空调系统设计中应保证的极限值，在这些范围内设计时要留意到，随着制冷剂管长度及室内外高差的变化，其冷量衰减相差很大。大金公司给予的冷量衰减如图1。从图中可以看到：当室内外机高差<10m，制冷剂管等效长度<10m 时，容量修正系数约为1.0;当室内外高差达到50m，制冷剂管等效长度达到90m 时，容量修正系数约为0.72。

还是以10P室外机为例，制冷剂管等效长度=20m，室内机与室外机高差为10m时，容量修正系数为0.96。此时10P室外机的标准工况制冷量为26.88KW。

由此可见，在设计中要考虑到容量修正系数，在系统设计时要尽量使一个系统的室内外机之间的间隔最短，高差最小，对高差大、管路长的系统要适当增加机组的容量，这样才能保证空调使用的效果。

2.3 设备的实际出力与污垢系数

VRF 空调系统的室内机与室外机在运行一段时间后其换热器表面都会有灰尘并结垢，这些都会影响制冷制热效率的发挥，降低设备的实际出力。按某公司提供的数据表明设备的污垢系数达到0.86。

就以上2.1～2.3的影响10P室外机的综合冷负荷修正系数就达0.82，即在设备的选型考虑时室外机的制冷容量放大系数为1.22。其他机型的制冷容量放大系数与此相差不大。制热容量放大系数在计算时还应考虑除霜修正，按资料提供的数据除霜修正系数为0.9，此不再具体说明，终极结果其制热容量放大系数为1.52。

2.4 适当考虑房间内今后室内负荷的变化可能性;

2.5 同一个系统同时使用系数，如办公楼不超过110%，同一空间同一系统按100%;

四、室外机

VRF空调外机的布置直接影响空调外机的制冷制热量出力，从而影响室内空调效果。因此，在设计中应遵循尽量短的室内外机的冷媒管连接，并从以下几个方面考虑空调外机的布置，以尽量进步空调外机制冷制热能力。集中布置

集中布置在裙房屋顶及主楼屋顶时，设计师可能会很随意布置空调外机，有时会造成空调外机出风及吸风的气流短路。因此在设计中空调外机与外墙的间距应尽量大，空调外机之间也应有足够的间距，以保证空调外机散热顺利，吸风气流的通畅。在大面积布置时，建议由设备供给商提供CFD分析报告。分层布置

将每层的空调室外机均置于当层的设备平台，其优越性在于：无需再考虑室内外机的高低差限制;空调系统的冷媒管长大大缩减，节省管材的同时，机器的衰减更小;无需冷媒管井，设计更便捷;屋顶及地面可作绿化处理;安装维护更便利等等。

分层布置时，设备平台处空调室外机的摆放有很多影响，设计时要把由室外机引起的影响降低到最小：

2.1 气流影响

建筑师在平面设计时，喜欢把设备平台在竖向设在同一个位置，外立面设置百叶，把室外机隐蔽在百叶后面，此时特别是高层建筑，上下各层的室外机的气流干扰非常明显，为了降低室外机气流的相互干扰，就要求热通设计师作出相应对策：

2.2 室外机布置

室外机应尽量靠外墙布置，但设备平台的宽度≥1.6米，以利于设备安装维修及空气流通。

2.3 散热措施

为增强室外机散热，室外机设排风罩，每个出风口均安装排风罩，排风罩内设置导流片，排风罩应作防腐处理。

2.4 百叶的要求

百叶参数直接关系到机器的出回风状况，对是否产生气流短路有直接的影响。在设计中，应扩大百叶的开口率，有效开口面积应大于实际面积的80%，百叶为一字形布置，并使百叶水平向下倾角控制在8～15度。

2.5 出风口进风口风速

要求室外机的排风风性能够克服排风罩组力后保证出风口风速为5～8米/秒。控制进风口进风面积，保证进风口风速<1.6米/秒。

2.6 设备噪声控制

噪音的来源：室外机本身产生的噪音，排风罩及百叶振动产生的噪音。通过下列的减振隔噪的措施将设备平台空调室外机的噪音对四周房间的影响降至最低：

室外机必须与机座紧固连接，并采用橡皮垫垫满地基的承重面;

排风罩安装时需与室外机紧密连接，与百叶连接处设帆布软连接，排风罩及连接短管与吊架之间设减震垫，避免排风罩及百叶振动。

机房四周宜使用较厚的墙体以减小噪音的传播。

采用密闭效果较好的门或窗，防止噪音传出。

2.7 CFD分析

室外机分层布置时一要作CFD分析，目前大多数VRF供给商都能做到这一点。笔者曾对一个27层建筑物采用VRF空调系统且为分层布置室外机时作过CFD分析，工程情况是：4～27层采用VRF空调，每层设四个设备平台，排风罩及百叶按上述要求，在设定了一系列边界条件后，终极计算结果是：4层室外温度按38℃DB计算时，27层的均匀进风温度为40℃DB，结果对VRV空调的运行影响不算太大，但也仅是理论数据。做CFD分析的设定条件是这样的：

分析软件：airpak软件

排风量：210m3/min

散热量：54KW

出风口风速：5.38 m/s

室外条件：38℃DB，无风状态

运行时间：24小时

五、管路系统设计

管路系统是指冷媒管路、冷凝水管路、送回风管路及信号管路等。冷媒管路

按大金公司VRFII要求：同一个系统的冷媒管路的配管总长不宜大于300米，最大单管长不宜大于150米，室内机室外机最大高差不宜大于40米，第一分歧管与最远室内机不宜大于40米，同一个系统的室内机高差不宜大于15米。因此，在布置室内机室外机时应尽量减小配管管路的长度及室内机室外机高差。

冷媒管路配管管径设计及分歧接头的选用可在供给商技术配合下完成。其中有很多技术题目热通设计师是无法结合各品牌定出同一的原则的。冷凝水管路

冷凝水管应就近排放，并保证一定的排水坡度，冷凝水管可采用镀锌钢管或UPVC管，冷凝水管可采用厚度为10mm的难燃型泡橡塑材料进行保温。送回风管路

为了降低气流噪声，风管主管内风速宜低于6m/s，支管风速宜低于4m/s，送、回风口风速宜取2m/s。风管制作可采用镀锌钢板或不锈钢板，风管保温可采用不痒玻璃棉、难燃级PEF、酚酫泡沫及难燃级橡塑材料，具体可根据使用要求而定。信号管路

由电气工程师完成。