3.3 系统设计

3.3.1 施工图设计时，应对空调区和空调系统的冬季热负荷、夏季逐时冷负荷以及散湿量分别进行计算。
3.3.2 蒸发冷却制冷空调系统形式应根据夏季空调室外计算湿球温度(或露点温度)以及空调区显热负荷、散湿量等，经技术经济比较后确定，并宜符合下列规定：
    1 空间高大或人员较多时，宜采用蒸发冷却全空气空调系统；
    2 空调区较多，建筑层高较低且各区温度要求独立控制时，宜采用蒸发冷却空气-水空调系统；
    3 蒸发冷却空气-水空调系统宜采用温度湿度独立控制空调系统；
    4 空调系统全年运行时，宜按多工况运行方式进行设计。
3.3.3 蒸发冷却制冷空调系统的补水量应根据补水水质、蒸发水量、排污量等计算确定。
3.3.4 蒸发冷却全空气空调系统设计应符合下列规定：
    1 蒸发冷却器的类型和组合形式应根据夏季空调室外设计湿球温度或露点温度确定；
    2 送风量应根据室内外空气设计参数、空调区负荷特性及空调机组空气处理终状态点等经计算确定；
    3 蒸发冷却器的迎面风速宜采用2.2m／s～2.8m／s，间接蒸发冷却器效率不宜小于50％，直接蒸发冷却器效率不宜小于70％；
    4 直接蒸发冷却器填料厚度，应根据直接蒸发冷却器效率、入口干湿球温度、迎面风速等经计算确定。
3.3.5 蒸发冷却制冷空调系统的排风系统设计应符合下列规定：
    1 应进行空调区的排风系统设计和风量平衡计算，并应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定；
    2 严寒和寒冷地区全年运行的空调系统，其冬季排风宜设热回收装置，并应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的有关规定。
3.3.6 空调系统全年运行时，新风机组的送风量宜满足不同季节时系统新风量的要求。
3.3.7 空调系统的新风进风口与排风口处应设置能严密关闭的风阀。
3.3.8 严寒和寒冷地区的空调系统热水盘管应采取防冻措施。
3.3.9 蒸发冷却制冷空调系统的新风和回风应经过滤处理，空气过滤器的设置应符合下列规定：
    1 过滤器效率和出口空气的清洁度应符合国家现行标准的有关规定；
    2 当采用粗效空气过滤器不能满足要求时，应设置中效空气过滤器；
    3 空气过滤器的阻力应按终阻力计算。
3.3.10 空调区的气流组织设计应符合下列规定：
    1 送回风口的设计应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定；
    2 当空调送风温度满足置换通风和下送风对送风温度的要求时，宜采用置换通风和下送风等送风方式。
3.3.11 夏季室外空气设计露点温度较低的地区，宜采用间接蒸发冷却冷水机组作为空调冷源。空调冷水的供水温度和供回水温差应符合下列规定：
    1 供水温度应根据当地气象条件和末端设备的性能合理确定；
    2 当采用强制对流末端设备时，供回水温差不宜小于4℃；当采用辐射供冷末端设备时，供回水温差不应小于2℃。
3.3.12 空调水系统的设计应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
3.3.13 间接蒸发冷却冷水机组的循环水水质应符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050的有关规定及有关产品对水质的要求，并应采取下列措施：
    1 应设置保证循环水水质的处理装置；
    2 机组入口处应设置过滤器或除污器。
3.3.14 设备的排污应有组织地排放，并应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
3.3.15 设备、管道的绝热设计应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
3.3.16 蒸发冷却制冷空调设备应预留维修通道和检修空间，并应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
3.3.17 蒸发冷却制冷空调机组在室外布置时，应通风良好、安全可靠；冷水系统为开式系统时，应将间接蒸发冷却冷水机组安装在水系统最高处。
3.3.18 间接蒸发冷却器空调机组的布置应符合下列规定：
    1 在机房内布置时，应设置二次空气排风管并引出机房；
    2 在室外布置时，当一次空气进风口与二次空气排风口较近时，应采取避免一、二次空气短路的措施。
3.3.19 当管道必须穿越防火墙时，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
 

条文说明
 

3.3.1 现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736对空调负荷计算提出严格要求。为避免由于采用估算指标计算负荷造成总负荷偏大，从而导致主机偏大、管道输送系统偏大、末端设备偏大等，减小由此给国家和投资者带来的巨大损失，给节能和环保带来问题，规定要求空调冷负荷应进行各项逐时冷负荷计算。
    考虑到蒸发冷却制冷空调系统的特点，满足现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736要求的同时，其冷负荷应按显热负荷和散湿量分项进行计算。其中，对蒸发冷却全空气空调系统而言，空调系统的冷负荷计算方法可与传统空调系统基本相同；但对蒸发冷却空气-水空调系统而言，当系统形式为温湿度独立控制空调系统时，其冷负荷计算应按规定要求分类进行计算。
    当室外空气含湿量和温度低于室内状态时，蒸发冷却空调系统增大水蒸发技术处理后的新风量反而有利于利用室外空气干湿球温度差具有的干空气能量对室内空气降温，这点与常规空调系统通过控制新风量来减小新风负荷不同。
3.3.2 蒸发冷却制冷空调系统的形式与传统空调一样，可分为蒸发冷却全空气空调系统和蒸发冷却空气-水空调系统两种形式。对建筑空间高大、人员较密集场所，如剧院、体育馆等，空调系统应优选蒸发冷却全空气空调系统，即通过蒸发冷却处理后的空气，承担空调区的全部显热负荷和散湿量；对空间较矮、空调区较多的建筑，如办公建筑等，空调系统应优选蒸发冷却空气-水空调系统；考虑到系统的节能以及高温冷水的应用，蒸发冷却空气-水空调系统优选温湿度独立控制空调形式，即通过蒸发冷却处理后的室外空气承担空调区的全部散湿量，而显热负荷主要由冷水系统承担，其冷水系统的末端设备可选用辐射板、干式风机盘管机组等。
    对蒸发冷却全空气空调系统而言，根据空气的冷却处理要求，系统可采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却和复合式蒸发冷却(间接蒸发冷却与直接蒸发冷却的组合)技术等；同样，蒸发冷却空气-水空调系统中的冷水制备，也可采用以上技术。
3.3.3 在补水水质满足相应规范要求的情况下，蒸发冷却制冷空调的补水量主要由蒸发水量、排污水量及飘逸损失三部分组成，其计算可根据产品生产厂家提供的数据确定或估算。
3.3.4 室外设计湿球温度低于22℃的地区，其空气处理可采用直接蒸发冷却方式；夏季室外计算湿球温度较高的地区，为强化冷却效果，进一步降低系统的送风温度、减小送风量和风管面积时，可采用复合式蒸发冷却方式。复合式蒸发冷却方式是指间接蒸发冷却器与直接蒸发冷却器的组合。
    进行系统设计选型时，应采用当地逐时室外气象参数进行不保证率的校核，合理选用蒸发冷却器的类型，尽量做到一次投资省、系统运行经济、减少能耗。舒适型空调夏季不保证率不应高于50h。
    在不同的夏季室外空气设计干、湿球温度下，空调机组应采用不同形式的蒸发冷却器。根据《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》，图1将不同的夏季室外空气状态点在h-d图划分了五个区域，其中点N、O分别代表室内空气状态点和空调送风状态点。

图1 不同的夏季室外空气状态点在焓湿图上的区域划分

    不同区空气处理特性，如表2所示。

表2 不同区空气处理特性

按照温度、湿度独立控制考虑，也可将空气处理描述为表3所示的过程。

表3 温度、湿度独立控制空气处理过程

3.3.5 蒸发冷却制冷空调系统新风量较大，设计时应考虑空调系统的排风系统设计(包括机械排风和自然排风两种系统)以及空调区的风量平衡计算，目的是为了使室内正压不要过大，以造成新风无法正常送入，影响室内空气质量。
    机械排风设施可采用设回风机的双风机系统或设置专用排风机方式；同时，排风系统的排风量应要求随系统新风量的变化而变化，此要求可采用控制双风机系统各风阀的开度或排风机与新风机连锁控制风量等自控措施实现。
    根据现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的要求，考虑到系统的节能，严寒和寒冷地区全年运行的空调系统的排风系统宜设置热回收装置。
3.3.6 空调系统采用空气-水蒸发冷却空调系统形式时，由于空调区冬夏季新风量的需求不同，二者相差较大，因此对新风机组的送风量提出要求，设计时，可通过风机的送风量调节来实现此要求。
3.3.7、3.3.8 空调系统停止运行时，新风进风口如果不能严密关闭，夏季热湿空气会浸入，造成金属表面和室内结露现象的发生；冬季冷空气会侵入，造成室温降低，甚至使加热排管冻结现象的发生。所以规定在新风进风口处设有严密关闭的风阀，在寒冷和严寒地区可采取设置保温风阀等措施。
3.3.9 空调区一般都有一定的清洁要求，因此，送入室内的空气都应通过必要的过滤处理。另一方面，为防止蒸发冷却器表面积尘后，严重影响热湿交换性能，进入空调区的空气也需预先进行过滤处理。使用的设备和达到的效果应满足《空气过滤器》GB／T 14295和《空调通风系统运行管理规范》GB 50365的有关。
    对于清洁度没有特别要求的空调区，只需对空气进行一般的过滤处理，设置一道粗效过滤器即可。粗效过滤器主要用于过滤10μm～100μm的灰尘；在个别情况下当要求控制空气中不大于10μm含尘粒度时，可再增设一道中效过滤器，中效过滤器可过滤1μm～10μm的灰尘。
    过滤器的滤料应选用效率高、阻力低和容尘量大的材料。
    过滤器的阻力会随着积尘量的增大而增大。为防止因系统阻力增加而风量减少，过滤器的阻力，应按过滤器的终阻力计算。
3.3.10 由于蒸发冷却制冷空调系统较常规空调系统的风量、水量大，其末端装置的选择和布置应与建筑装修相协调，注意风口的选型与布置对室内空气舒适度、内部装修美观的影响问题等。另外，考虑到提高空调区通风效率及室内空气质量，送风温度较高时，如温湿度独立控制空调系统的新风，可采用地板送风等下送风方式。
3.3.11 对干热气候区而言，当夏季空调室外设计露点温度较低时，空调冷源可采用蒸发冷却方式制取用于空调系统的冷水，以减少人工制冷的能耗。一般当室外空气的露点温度低于14℃～15℃时，可采用间接蒸发冷却方式生产接近16℃的空调冷水，以作为空调系统的独立高温冷源。另外，根据是否与其他空调系统相结合，还有一类联合供冷系统。
    根据现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736规定，采用蒸发冷却方式制取空调冷水时，考虑不同气候区的气候特征，其空调水温差可以适当减少。根据对空调系统的综合能耗的研究，4℃的冷水温差对于供水温度16℃～18℃左右的冷水系统并采用现有的末端产品，是能够满足要求和得到能耗的均衡。当然，对专用干工况末端设备，以及某些露点温度较低而能够通过蒸发冷却得到更低冷水温度(例如12℃～14℃)的地区，将上述冷水温差可以进一步加大，以利于空调水输配系统的节能。
3.3.13 间接蒸发冷却冷水机组冷水的温度在15℃～20℃之间变化，在此温度范围内一般没有结垢的危险，由于是开式系统，应做好水的过滤。机组内部水槽应设置过滤装置，冷水进入用户前的总供水管上也应设置过滤。
    由于补充水的水质和系统内的机械杂质等因素，不能保证循环水系统水质，造成水质不稳定，产生和积累大量水垢、污垢、微生物等，使传热效率降低，水流阻力增加，卫生环境恶化，对设备造成腐蚀。因此，为稳定水质，机组水箱排水管应设电磁阀定期排水，系统设计时要明确定期对水质的管理和系统的维护，以更好地控制蒸发冷却水系统的硬度，减少水垢的产生，蒸发冷却循环水系统循环水及补充水水质标准可参考表4的要求进行控制。

表4 蒸发冷却循环水系统循环水及补充水水质标准

3.3.14 为保障系统正常运行，蒸发冷却的循环水要进行连续或定时泄水排污，一般取设计泄水量等于蒸发量，实际运行可根据当地水质情况减少泄水量。
3.3.15 保冷、保温材料的主要技术性能应按现行国家标准《设备及管道绝热设计导则》GB／T 8175的要求确定；优先采用导热系数小、湿阻因子大、吸水率低、密度小、综合经济效益高的材料；保冷、保温材料为不燃或难燃材料。
    设备和管道的保冷及保温层厚度，应按以下原则计算确定：
    1 供冷或冷热共用时，按现行国家标准《设备及管道绝热设计导则》GB／T 8175中经济厚度或防止表面凝露保冷厚度方法计算确定。
    2 凝结水管按现行国家标准《设备及管道绝热设计导则》GB／T 8175中防止表面凝露保冷厚度方法计算确定。
    3 采用非闭孔材料保冷时，外表面应设隔汽层和保护层；保温时，外表面应设保护层。
    4 室外管道的保温层外，应设硬质保护层。
    5 绝热材料应为不燃或难燃材料，电加热器前后0.8m范围内的绝热材料，应采用不燃材料。
3.3.16 蒸发冷却制冷空调系统用设备与常规系统相比，维护管理比常规空调周期短，便于维护维修和清理，应留有必要的维修通道和检修空间。
3.3.18 采用间接蒸发冷却的蒸发冷却空调机组，室内机房设计时，除应考虑机组的新风入口、送风、回风管道等外，还应考虑机组的二次空气的入口与排出问题，其排风可通过风管排出，以防止避免一、二次空气的短路。机组室外布置时，同样也可以采用此处理方式。