海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册（99版）中海石油生产研究中心机电部前言由于我国目前还没有出版一本关于海洋石油平台上采暖、通风和空调的设计手册或标准规范。
因此,我们在总结以往设计经验、参考国外和国内有关资料的基础上,编制了这本设计手册,以供我们在设计中参考。
由于我们的经验有限，文中难免有不完整或不妥之处，希望有关专家和使用者提供宝贵意见，以便我们进一步修改和完善。
中国海洋石油生产研究中心机电部编制王雅君校对赵虹审核王建丰一九九九年八月目录1 概述1.1 定义1.2 范围2 HVAC设计采用的标准和规范3 HVAC设计的条件3.1 室内外环境条件的确定3.2 其它有关资料的准备4空调负荷计算4.1夏季空调得热量计算4.2冬季围护结构热损失计算4.3空调送风量计算4.4空调新风量计算4.5排风量计算4.6空调热负荷计算4.7空调装置制冷量确定5 空调系统设计5.1 空调方式选择5.2 空调区域范围5.3 新风和回风系统设计5.4 排风系统设计5.5 空调设备与材料6 空调系统的控制和保护6.1 温湿度控制6.2 室内外压差控制6.3 安全保护措施7 平台的安全通风设计7.1 平台上通风系统的作用7.2 平台上需要通风的区域7.3 通风方式选择7.4 通风量计算7.5 风管截面选择7.6 气流组织7.7 风机的选择7.8 安全通风的保护措施7.9 风管设计注意事项7.10 控制与动力供应8 平台上典型房间的通风举例8.1 燃气轮机罩和燃气轮机间的通风8.2 柴油发电机房的通风8.3 蓄电池室的通风8.4 空调机房的通风8.5 消防泵房和泡沫站的通风8.6变压器间的通风8.7 配电室（开关间）的通风8.8 锅炉舱的通风8.9 厨房的通风9 小型冷库设计9.1 小型冷库的组成和主要参数9.2 冷库库容的确定9.3 冷库的结构9.4 冷库负荷计算9.5 制冷机组的选择和控制10 HVAC规格书编制10.1 HVAC规格书的范围10.2 HVAC规格书的内容简介11本手册编制所参考的资料12附图附图1 直接蒸发式空调系统（1）附图2 直接蒸发式空调系统（2）附图3 间接冷却式中央空气处理空调系统附图4 间接冷却式末端空气处理空调系统（1）附图5 间接冷却式末端空气处理空调系统（2）附图6 典型正压房间HVAC系统控制图附图7 危险区和非危险区的通风和门的布置图1.概述1.1定义HVAC—即Heating, Ventilation and Air-conditioning 的缩写，意为采暖、通风和空气调节。
采暖（Heating）--加热一个确定的房间或区域的空气或加热送风用的空气。
通风（Ventilation）--在确定的房间或区域换气以控制空气量和内部压力，并排除余热。
空调（Air-conditioning）--控制某一特定空间的温度、湿度和压力，以满足工艺要求和人体舒适要求。
自然通风（Natural Ventilation）--利用房间内外空气密度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。
机械通风（Mechanical Ventilation）--通过风机或压缩机来实现的强制通风。
新风（Fresh Air）--来自安全区的室外风。
处理过的空气（Conditioned Air）--指被过滤、加热、冷却、加湿或去湿后达到一定空调要求的空气。
送风（Supply Air）--空气被引导送到某区域的通风系统。
回风（Return Air）--空气从一个区域排出又回到通风装置的通风系统。
换气（Air Changes）--通风机使被通风区每小时置换的空气量为其容积的倍数，常指换气次数。
危险区（Hazardous Area）-- 指可能出现火灾或爆炸的区域。
一般分为三个区：0类区—指正常操作条件下，连续地出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域。
1类区—指正常操作条件下，断续地或周期性地出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域。
2类区—指正常操作条件下，不太可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽，但在不正常操作条件下，有可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域。
1.2范围任何一个海上平台或生产油轮都离不开HVAC系统，它是平台或生产船上的工作人员有一个良好舒适的生活环境，生产设施有一个安全可靠的操作环境的重要保证。
本文主要对海上平台或生产船上的HVAC系统的设计、设备选择、控制等方面加以介绍。
2. HVAC设计采用的标准和规范平台上HVAC设计采用的标准有国际标准和国内标准, 常用的如下:(1)ISO /DIS 15138 石油天然气工业——海上生产安装—采暖通风与空调(Petroleum and Natural Gas Industries–Offshore ProductionInstallations–Heating, Ventilation and Air–Conditioning)(2) ANSI/ASHRAE 15-94 机械制冷的安全规范(Safety Code forMechanical Refrigeration)(3) ANSI/ASHRAE 26-96 船上机械制冷和空调安装(MechanicalRefrigeration and Air–Conditioning Installations Aboard Ship)(4)ANSI/NFPA 90A-1996 空调和通风系统的安装( Installation of AirConditioning and Ventilation System)(5)GB/T 13409-1992 船舶起居处所空气调节与通风设计参数和计算方法(6)海上固定平台安全规则(Safety Rules for Offshore Fixed Platforms )(7)GBJ 243-82 通风与空调工程施工与验收规范(8)GBJ 66-84 制冷设备安装工程与验收规范3HVAC 设计的条件3.1室内外环境条件的确定室内外环境条件包括:·冬夏季室外干球温度及相对湿度;·冬夏季室内设计计算温度及相对湿度;·冬夏季室外主导风向和风速;·冬夏季海水水温;·平台所在位置的经纬度3.1.1室外气象资料一般由业主提供,如无确切资料,可参考下列各海区资料:海区季节温度相对湿度焓值℃% KJ/Kg (Kcal/Kg) 勃海夏季32 80 87.1 (20.8)（东海）冬季-10 50 -7.5 (-1.8)（黄海）南海夏季35 70 91.6 (21.9)冬季 5 75 15.2 (3.6)3.1.2室内计算参数的确定区域房间名称温度(℃) 相对湿度噪音控制最小最高(%) db(A)有人工作区控制室19 24 50±10 45通讯室19 24 50±10 40实验室19 24 50±10 50工作间19 24 50±10 60 无人工作区配电间 5 35 30～70 70电池间15 35 30～7 70变压器间 5 35 30～70 70应急发电机间 5 35 30～70 70消防泵房 5 35 30～70 70 生活模块生活舱室19 24 50±10 40餐厅19 24 50±10 50走廊厕所16 25 50±10 50厨房储藏16 25 50±10 50干食品储藏16 25 50±10 50医务室21 25 50±10 40设备间10 35 50±10 65开关室10 35 50±10 653.2其他有关资料的准备3.2.1 下列资料由业主,项目负责人,有关专业负责人提供给HVAC 专业:·平台各层平面布置图, 立面图;·平台各层防火区划分图,危险区划分图;·平台各房间防火要求;·围护结构特性,包括门窗、天棚、地板等的尺寸、结构等;·围护物内灯光、电器设备的数量、负荷及使用情况;·房间内的人数、房间类型等;·有关专业对HVAC专业所提出的要求。
3.2.2HVAC专业应向有关专业提供以下资料:·向总图、电气、仪表、安全、配管等专业提供HVAC 平面布置图;·向电气专业提供HVAC设备电负荷汇总表;·向舾装专业提供HVAC管道穿墙留洞图;·向配管专业提供空调机配管要求;·向仪表专业及安全专业提供防火阀位置数量及控制要求;·向结构专业提供重量要求。
4.空调负荷计算平台上空调房间的热负荷计算方法及选用的参数可参见国家标准GB/T13409-92《船舶起居处所空气调节与通风设计参数和计算方法》。
这里只简单地介绍一下。
4.1夏季空调得热量计算Q1=q1+q2+q3+q4 W式中: Q1－空调得热量传热量, Wq1－围护结构的传热量, Wq2－人体发热量, Wq3－照明热量, Wq4－设备发热量, W4.2冬季围护结构热损失计算:Q d= K·A· △t + K g·A g·△t W式中: Q d－冬季围护结构热损失，WK －围护结构传热系数, W/m2 kK g－玻璃窗传热系数, W/m 2kA －围护结构面积, m2A g－玻璃窗面积, m2△t－室内外温差, K4.3空调送风量计算空调送风量按下式计算：Q1V = ————————m3 /h0.288×1.163△t式中: V –空调送风量，m3 /hQ1–夏季空调得热量或冬季热损失, W△t –室内外温差, 夏季一般取10K，冬季≤23K 夏季和冬季送风量计算后,空调送风量取其中的大者,同时还要满足新鲜空气量和换气次数要求。
4.4空调新风量计算空调负荷计算的新风量可依据以下几个方面综合考虑,取其大者:·满足卫生要求,每个人每小时的新鲜空气量不少于30立方米;·空调总送风量的10%;·满足房间的正压要求,即有正压要求的房间要有相对于室外25～70Pa的正压值，一般设计按50 Pa计算。
注意：上面的新风量只是最热季节的空调要求的最小新风量。
随着季节的变换，新风量要有改变。
在过度季节，新风量可能达到总风量的50%到100%，因此，新风管道或新风机的设计不能以最小新风量为基础4.5排风量计算生活楼内医务室和厕所间一般设独立的排风系统,直接排到室外。
其设计排风量比空调送风量大20%，同时要满足换气次数要求。
厨房需设独立排风系统。
换气次数参见表7.1。
4.6空调热负荷计算:Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5式中: Q－空调总热负荷，WQ1－空调得热量, WQ2－风机热量, WQ3－送风管空气温升热量, WQ4－回风管温升热量, WQ5－新鲜空气热量, W4.6.1空调风机热量HVQ2 = ——————W3600*n式中: Q2－空调风机热量, WH－风机全压头, PaV－风机风量, m3/hn－风机全压效率.4.6.2空调送风管内空气温升热量Q3=0.288*1.163V*2=0.67V W式中: V－空调总风量, m3/h4.6.3空调回风温升热量Q4=0.288*1.163(1-a)V*2=0.67(1-a)V W式中: Q4－空调回风温升热量, Wa－新鲜空气比例V－空调总风量, m3/h4.6.4新鲜空气热量Q5=1.163a·r·V(i a-i n) W式中: Q5－新鲜空气热量, Wa－新鲜空气比例r－空气密度, Kg/ m3V－空调总风量, m3/hi a－室外空气焓值, Kcal/kgi n－室内空气焓值, Kcal/kg夏季降温工况新鲜空气显热量,按下式计算:Q5s=1.163*0.288a V (t a-t n) W式中: Q5s－夏季降温工况新鲜空气显热量, Wa－新鲜空气比例V－空调总风量, m3/ht a－夏季室外设计温度, ℃t n－夏季室内设计温度, ℃冬季采暖工况,加热新鲜空气热量按下式计算:Q5’=1.163*0.288arV(i n’－i a’)式中: Q5’－冬季采暖工况,加热新鲜空气热量, Wa－新鲜空气比例r－空气密度, Kg/ m3V－空调总风量, m3/hi a’－室外空气焓值, Kcal/kgi n’－室内空气焓值, Kcal/kg4.7空调装置制冷量确定直接蒸发式空调装置制冷量按下式计算:Q s=1.1·Q/1000, KW其中：Q s —空调装置制冷量，KWQ —空调总热负荷，W间接式空调装置冷水机组制冷量按下式计算:Q s=1.15·(Q/1000+Q p) KW式中: Q s—空调装置制冷量，KWQ —空调总热负荷，WQ p—冷水泵的轴功率, KW5 空调系统设计5.1空调方式选择空调系统一般有两种方式：一种是直接蒸发式，一种是间接冷却式。