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1、第四章 空 气 调 节 系 统,重点: 新风量的确定方法和空气量的平衡计算。 普通集中式空调系统(一次、二次回风空调系统)的组成、特点,该系统空调方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法。 风机盘管空调系统的组成和特点,风机盘管空调系统的新风供给方式,风机盘管空调系统几种处理过程在焓湿图上的表示方法及计算方法。,第四章 空 气 调 节 系 统,第一节 空气调节系统的分类 空气调节系统的定义: 由空气处理设备、风机、风道和送、回风口等设备和部件组成的系统。 空气调节的任务: 对空气进行加热、加湿、冷却、减湿等处理,然后输送到各个房间,以保持室内空气的温度、湿度与洁净度等稳定在一定的范围内,以满足生
2、产和生活的需要。,第一节 空气调节系统的分类,一、按空气处理设备的集中程度分类 1、集中式:单风道、双风道 变风量空调系统; 所有空气处理机组及风机都设在集中的空调机房内 ,例如大型商场空调。 优点: 作用面积大,便于集中管理与控制;缺点: 占用建筑面积与空间,且当各被调房 间负荷变化较大时,不易精确调节 。,第一节 空气调节系统的分类,2、半集中式空调系统: 除设有集中空调机房外,还设有分散在各房间内的二次设备(又称末端装置)。 如风机盘管空调系统、诱导器空调系统,第一节 空气调节系统的分类,风机盘管特点: 易于分散控制和管理,设备占用建筑面积或空间少、安装方便。其缺点是无法常年维持室内温湿
3、度恒定,维修量较大。这种系统多半用于大型旅馆和办公楼等多房间建筑物的舒适性空调。 诱导器特点: 末端噪声大; 旁通风门个别控制不灵活;新风量取决于带动二次风的动力要求;空气输送动力消耗大;管道系统复杂;房间同时使用率低的场合不适用;二次风过滤难。,第一节 空气调节系统的分类,3、分散式空调系统: 将冷热源和空气处理设备、风机以及自控设备等组装在一起的机组,分别对各被调房间进行空调。 分散式系统使用灵活,布置方便,但维修工作量较大,室内卫生条件有时较差。,第一节 空气调节系统的分类,二、按负担室内负荷所用的介质种类分类 1、全空气式:低速集中式 “全空气”诱导器系统 要求有较大断面的风道或较高的
4、风速。,第一节 空气调节系统的分类,2、全水式:辐射板供冷供热系统;不带新风的风机盘管系统; 该系统不能解决房间的通风换气问题 ; 3、空气-水式:诱导空调系统、带新风的风机盘管系统; 既可解决全水系统无法通风换气的困难,又可 克服全空气系统要求风道截面大、占用建筑空 间多的缺点; 4、冷剂式:局部空调机组;一台室外机连接多台室内机的 一拖多(变制冷剂流量)空调系统。,第一节 空气调节系统的分类,三、根据集中式空调系统处理的空气来源分类 1、封闭式(全回风式): 适用于无人居留的场合(如仓库)、密闭空间无法(或不需)采用室外空气的场合。 2、直流式(全新风式): 用于不允许采用回风的场合,如放
5、射性实验室 3、混合式(新、回风混合式): 一次回风式、二次回风式,第一节 空气调节系统的分类,四、按风道中空气的流速分类 1、高速: 一般指主风管风速v15m/s;对于公用和民 用建筑主风管风速v12m/s的也称为高速系统。 其用于层高受限,布置风道困难的建筑物中。 2、低速: 一般指主风管风速v15m/s;对于公用和民 用建筑主风管风速v10m/s。,第一节 空气调节系统的分类,五、根据另外一些原则分类 1、根据系统风量固定与否:定风量和变风量; 2、根据系统的用途不同:工艺性和舒适性; 3、根据系统的精度不同:一般性和恒温恒湿性; 4、根据系统运行的时间不同:全年性和季节性; 5、根据热
6、量移动(传递)的原理不同分: 对流方式空调和辐射方式空调,第二节 新风量的确定和空气平衡,(一)、 新风量的确定 1、 卫生要求 2、补充局部排风量 3、保持空调房间的“正压”要求 一般情况下,室内正压在510Pa即可满足要求,过大没有必要,且降低了系统运行的经济性 4. 为确保卫生与安全,空调(或通风)系统的新风量在总送风量中所占百分比应根据各房间所需的最大值来确定,且不得低于10%。,第二节 新风量的确定和空气平衡,新风量的确定可按以下框图确定,第二节 新风量的确定和空气平衡,(二)、掌握空气平衡分析,第三节 普通集中式空调系统,一、一次回风系统 处理过程 WCLO N,考虑风机风道温升,
7、第三节 普通集中式空调系统,(一)、一次回风系统夏季工况所需冷量 从空气处理和房间所组成的系统热平衡关 系分析“冷量”: 1、室内冷负荷: 2、新风冷负荷: 3、再热负荷: 可得:,O,第三节 普通集中式空调系统,(二)、一次回风系统冬季处理过程,第三节 普通集中式空调系统,(二)、一次回风系统冬季处理过程 1、按最小新风比混合后混合点满足iC=iL时: 处理过程:NCLO W (1)若G=G,N=N,则do=dNW/G (2)若W=W,do=do,第三节 普通集中式空调系统,2、新风比较大(或按最小新风比混合)混合点 满足iCiL时: 应预热 处理过程: WW1CLO N 或 WC1CLO
8、N,第三节 普通集中式空调系统,(四)夏、冬季室内参 数不同的一次回风系统: 1、夏季: N(t、),、L 2、冬季: N(t、), 、L 3、过渡季:N允许在t、t、所包围的这一范围内变动。,第三节 普通集中式空调系统,(五)一次回风空调系统有关风量的确定: 1、新风量: 2、回风量: 3、冷量:,例4-1认真仔细弄懂,第三节 普通集中式空调系统,二、二次回风系统 (一)装置图式和在 i-d图上夏季过程的 分析: 1、 处理过程: WCLO N N,第三节 普通集中式空调系统,2、二次回风空调系统有关风量的确定: 新风量: 一次回风量: 二次回风量: 露点风量: 或 3、系统夏季需要的冷量:
9、,第三节 普通集中式空调系统,(二)冬、夏具有同一机器露点的二次回风系统 的冬季工况: 1、处理过程:,第三节 普通集中式空调系统,若N= N,G=G,GN2/G相同,则L=L 若W=W,则 do=do 2、预热量: 或 3、再热量:,第三节 普通集中式空调系统,三、集中空调装置的系统划分和系统的分区处理 (一)系统的划分 室内参数基数与精度、热湿比相近 位置相近 运行时间相同 洁净度与噪声要求一致 有害物、污染物产生量类似 与防火分区对应 总风量不能太大,第四节 变 风 量 系 统,变风量系统(Variable Air Volume VAV) 利用改变送入室内的送风量来实现对室内温度调节的全
10、空气空调系统,它的送风状态保持不变; 有单风道、双风道、风机动力箱式和诱导器式四种形式;,第四节 变 风 量 系 统,一、变风量空调装置的型式和原理 1、 按原理不同:节流型和旁通型 (1)节流型:采用蝶型风门调节风量 (2)旁通型:将部分送风旁通到回风顶棚 或回风道中,从而减少室内送风量,系统的 总送风量是不变。这种系统并不节能,不是 真正意义上的变风量系统。,第四节 变 风 量 系 统,2、按风量调节方式分: (1)压力有关型:恒温控制器直接控制风门的角度,VAV末端机组的送风量随系统静压的变化而波动。适合于中低压系统。 (2)压力无关型:根据风量给定值(上、下限)来调节风门角度,需在入口
11、处设风量传感器。,第四节 变 风 量 系 统,二、变风量空调系统在设计方面的若干问题 1、风量确定: 变风量系统,空调设备提供的冷量能自动地随负荷变化在建筑内部进行调节,最大风量的确定应考虑系统的同时负荷率; 系统的最小风量可按最大风量的40%50%计算,且必须满足卫生要求的最小新风量以及气流分布方面的最低要求。,第四节 变 风 量 系 统,通常变风量末端机组的风量可减少到 30%50%。 在最小负荷时,变风量末端机组处于最小风 量下运行,有可能出现室内温度过低,可以在变 风量末端机组中增加再加热器,在最小风量时启 动再加热器进行补充加热,以维持室内温度。 2、室内负荷变化时,变风量末端机组根
12、据室 内温度调节送风量,以维持室内温度。,第四节 变 风 量 系 统,3、变风量末端机组设有定位装置 当送风量减少到一定值时就不再减少 4、调节VAV末端机组的同时,还应对系统风机进行调节,使总风量适应VAV末端机组调节所要求的风量,且使管道内的静压维持在一定水平内。,第四节 变 风 量 系 统,三、变风量系统的特点及适用性 优点:与CAV比总能耗节省3070%。 减少再热,节省能耗 具有个别控制性能,类似风机盘管 节省送风量、风机电耗。一般全空气系统能耗为: 电功率:冷冻机60-70,风机占30-40 用电量:冷冻机30-40,风机占60-70 可自动平衡风量,节省初调节中平衡风量的工作量
13、灵活性好,改建或重新隔断时,增减末端方便,第四节 变 风 量 系 统,缺点与存在的问题: VAV box噪声问题:风阀关小噪声很大,啸声 风量降低时对气流组织的影响,冷风不贴附 风量降低时新风量减少影响IAQ 余热改变多而余湿改变不大时除湿能力下降,室内湿度偏高 送风量降低而回风不变时房间会出现负压, 负压5mmH2O则门打不开。,第四节 变 风 量 系 统,适用范围 允许波动范围较大的房间,不适合恒温恒湿空调 多房间负荷变化范围不太大,一般50100 人员密度小(新风问题) 余湿量较小的场合 噪声要求不太严格,一般NC30以上 如高层或大型商用建筑的内区,以照明为主要热源的办公室等。,第五节
14、 半集中式空调系统,一、风机盘管系统 (一)系统构造、分类和特点: 分类: (1)按结构型式分: 立式 、卧式 、壁挂式、立柱式、卡式 (顶棚嵌入式)等; (2)按安装方式分:明装、暗装和半明装; (3)暗装机组根据机外静压分:标准型与高 静压型。,第五节 半集中式空调系统,风机盘管的调节: (1)风量调节: 风机三档变速开关(Hi, M, Lo) 旁通风门调节 (2)水量调节:水量调节阀由室温控制器控制 二通阀变流量方式 三通阀定流量方式 (3)旁通风门调节: 用于要求高的场合,可使室温允许波动范围 达到1,相对湿度达到40%45%,目前国 内用得不多。,第五节 半集中式空调系统,风机盘管机
15、组系统的特点: 优点: 个别控制性能好,调节或关闭风机不影响其他房间 节省回风输送动力,不用时可以关掉 占建筑空间少,改建时增减灵活 布置安装方便 建筑分区处理容易,处理周边负荷方便,第五节 半集中式空调系统,缺点: 过渡季和冬季利用新风降温不利,冷源开启时间长。 湿度控制不好。 机组分散,维护工作量大。 盘管在室内湿工况运行时,送风可能把凝水吹入室内,排凝水不利的 时候风口可能会滴水。在室内要求高的地方须严格控制冷水温度。,第五节 半集中式空调系统,机组内会因潮湿产生霉菌,影响空气质量,需要定期加药放霉。 降低风量时可能会造成送风温差过大,射流速度小,影响气流组织均匀性。 适用范围:宾馆客房
16、、办公楼等。,第五节 半集中式空调系统,(二)风机盘管机组新风供给方式,第五节 半集中式空调系统,1、房间缝隙自然渗入:,第五节 半集中式空调系统,2、机组背面墙洞引入新风:,第五节 半集中式空调系统,3、单设新风系统,独立供给室内:,第五节 半集中式空调系统,4、单独新风系统供给风机盘管:,第五节 半集中式空调系统 (三)风机盘管+新风系统的空气处理方案,1、新风处理到室内干球温度:风机盘管负荷大,处于湿工况。,第五节 半集中式空调系统 (三)风机盘管+新风系统的空气处理方案,2.新风处理到室内空气焓值,不承担室内负荷: 风机盘管负荷比较大,湿工况。 国内多用。,第五节 半集中式空调系统 (
17、三)风机盘管+新风系统的空气处理方案,3.新风处理到室内露点: 湿工况,但风机盘管与新风机组可用同一冷水温度。国内多用。,第五节 半集中式空调系统 (三)风机盘管+新风系统的空气处理方案,4.新风处理到低于室内空气露点: 新风负担部分(基本)室内负荷。风机盘管负荷小,干工况。但新风机组要求焓差大,冷水温度低,相当于靠新风除湿。 卫生条件好,欧美多用。,第五节 半集中式空调系统,(四)风机盘管机组的选择 1、根据房间的用途,确定房间各参数; 2、计算空调房间的空调冷负荷Q; 3、考虑机组的盘管用后积垢积尘对传热的影 响,冷负荷应乘以修正系数; 4、根据空调负荷选择机组台数,确定水温、 水流量;
18、5、计算水阻力; 6、冬季机组加热量校核性计算。,第五节 半集中式空调系统,(五)、空调冷冻水系统 1、分类: (1)双管制、三管制、四管制; (2)闭式循环、开式循环; (3)同程式、异程式系统; (4)定流量、变流量系统; (5)单式泵、复式泵系统。,第五节 半集中式空调系统,两管制: 在同一时间水管中仅送热水或冷水,因此只需一根送水管和一根回水管的系统称为两管制系统。如风机盘管系统,普通的全空气系统:夏天时管内为冷水,冬天时管内为热水,过渡季(冷热切换的季节)通常不送水。 是最常见的系统形式,投资较少,通常适于舒适性空调;在过渡季参数的保证性差,第五节 半集中式空调系统,三管制 将四管制
19、中的热水和冷水的回水管合并成一根管就变成三管制系统,具有四管制系统的所有功能,初投资减少,但效率降低(冷热混合浪费能量),第五节 半集中式空调系统,四管制: 系统中全年任何时候均供送热水和冷水,因此可进行各种加热和冷却处理的系统形式。热水管路和冷水管路分别包括各自的供水管和回水管,总共四根管而得名。 通常用于全年参数保证率高的场合,如宾馆的总统套房,工艺性空调等,初投资高,占用面积多,运行费用高。,第六节 局部空调机组,一、分类 1、按容量大小分: 窗式(风量小于0.33m3/s,冷量小于7kw) 立柜式(风量小于5.55m3/s,冷量小于70kw) 2、按冷凝器冷却方式分:水冷式和风冷式 3、按供热方式分:普通式和热泵式 4、按机组的整体性分: 整体式和分体式,第六节 局部空调机组,5、按空调机组制冷系统的工作情况分: 热泵式和单冷式; 6、按驱动能源分: (1)电驱动 (2)燃气(油)驱动 (3)电+燃气驱动:,第六节 局部空调机组,二、空调机组的性能和选用: (一)空调机组的能效比(EER)(性能系数) 1、制冷(或制热)工况: EER(C)(或 EER(h) =机组名义工况下的制冷(或制热)量 (W)/整机的功率消耗(W) 额定工况下,EER(C)=2.53.0。 同一工况下,根据制冷机循环原理: EER(h)= EER(C)+1,
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