建筑设备第四章空气调节系统

AirConditioning－Chapter4第一节空气调节系统的分类第四章空气调节系统第二节新风量的确定和空气平衡第三节普通集中式空调系统第四节变风量系统第五节半集中式空调系统第六节局部空调机组第七节新型空调系统介绍AirConditioning－Chapter41.1空气调节的目的第一节空气调节系统的分类1.2空气调节要解决的问题1.3空气调节系统组成1.4空气调节系统分类AirConditioning－Chapter4舒适性空调：人体舒适、健康的环境工艺性空调：生产工艺过程所要求的环境1.1空气调节的目的舒适性空调的应用——原理对比：洁与脏？AirConditioning－Chapter4舒适性空调的应用——原理对比：洁与脏？AirConditioning－Chapter4舒适性空调的应用——原理对比：清与浊？AirConditioning－Chapter4外部扰量的干扰内部扰量的干扰1.2空气调节要解决的问题主要扰量温度扰量湿度扰量室外：空气室内：人员、设备、敞开水源室外：空气温度、辐射室内：人员、照明、设备AirConditioning－Chapter4广义：获得满意的建筑室内空气环境的手段。冷热源，空气处理设备，输配系统（管道和末端），被控对象（建筑空间）。狭义：采用人工或机械的主动手段获得满意的建筑室内空气环境（不含被动手段）。空气处理设备，输配系统（管道和末端）更狭义：人工或机械的手段同时处理空气多个参数（温度、湿度、速度、辐射、空气质量等。（1）组成要素1.3空气调节系统组成AirConditioning－Chapter4（2）四大主要组成部分：空调空间；空气输送和分配设备；空气处理设备；冷热源和自动控制设备。冷热源空气处理设备空调空间分配系统输送系统AirConditioning－Chapter4中央冷气空调系统结构简图AirConditioning－Chapter4空气调节的工作过程就是制冷系统和空气系统不断循环的过程。（1）蒸发器是制冷剂从冷冻水回水摄取热量的装置。在蒸发器中，低压液态制冷剂从冷冻水回水摄取热量后蒸发为低温低压的蒸汽。（2）压缩机是提高蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽压力，使其在冷凝器中容易液化的装置。在压缩机中，蒸发后的低温低压蒸汽制冷剂被压缩到可以液化的高温高压蒸汽。（3）冷凝器是把压缩后的高温高压蒸汽制冷剂进行冷却液化的装置。在冷凝器中，把制冷剂从冷冻水回水摄取的汽化潜热和压缩机产生的压缩热传递给冷却水，使制冷剂冷凝为高压液体（4）膨胀阀（或毛细管）是把冷凝后的液化制冷剂的压力降到能使其达到蒸发压力状态的装置。高压液态制冷剂经过膨胀阀（或毛细管）降到低压制冷剂，以便使它能够在低压蒸发器中膨胀蒸发，从而完成制冷循环。（5）冷却塔是冷却循环水的装置。经过冷凝器的冷却水吸收了制冷剂的冷凝热而升温，为了使冷却水能循环使用，使它在流经冷却塔的过程中进行强制降温，然后返回冷凝器，从而完成冷却水的循环。（6）在完成上述制冷工作循环的同时，经蒸发器降温了的冷冻水进入空调箱，在其中把空气系统中的回风和新风冷却后送入风道至末端空调室，在空调室升温的空气进入回风道，经过部分减排后回到空调箱与新风一起再行冷却，从而完成空气循环。周而复始，空气调节工作过程持续不断地进行下去。AirConditioning－Chapter4环境热量冷却水冷冻水冷却塔送风回风冷水机组空调箱AirConditioning－Chapter4冷（热）源，风机，加热器（冷却器），过滤器，管道，风口等AirConditioning－Chapter4+ProductionRoom4.Exhaustairtreatment2.Centralairhandlingunit3.Terminalairtreatmentatproductionroomlevel1.FreshairtreatmentReturnair(Re-circulatedair)SupplyairAirHandlingSystemsAirConditioning－Chapter4+ProductionRoomExhaustAirGrilleSilencerFlowratecontrollerFilterFanWeatherlouvreControldamperHeaterTerminalfilterPrefilterHeatingcoilCoolingcoilwithdropletseparatorSecondaryFilterHumidifierAirHandlingSystemsAirConditioning－Chapter41.4空气调节系统分类空气调节系统分类集中程度集中式空调系统介质用途空气来源半集中式空调系统分散式空调系统全空气系统空气水系统全水系统制冷剂系统舒适性空调系统工艺性空调系统封闭式系统直流式系统混合式系统AirConditioning－Chapter4集中式空调系统：定风量系统和变风量系统空调箱风管末端（送风口）回风口风环路AirConditioning－Chapter4集中式空调系统AirConditioning－Chapter4AirConditioning－Chapter4半集中式空调系统：风机盘管系统和诱导器系统新风末端设备送风回风房间风环路排除新风空调箱AirConditioning－Chapter4全分散式空调系统：家用空调系统AirConditioning－Chapter4全空气系统冷剂系统空气－水系统全水系统AirConditioning－Chapter41：冷却塔2：制冷机组3：冷冻水循环泵4：新风入口防火阀5：空调机6：主回风管7：回风口8：支回风管9：散流器10：房间11：支送风管12：主送风管13：冷却水循环泵全空气中央空调系统工作流程AirConditioning－Chapter41：新风入口2：室内空气循环3：风机盘管4：支风管5：房间6：散流器7：回风口8：新风主风管9：冷冻水循环系统10：冷冻水循环泵11：制冷机组12：防火阀13：空气处理机组空气-水中央空调系统工作流程AirConditioning－Chapter4全封闭系统直流式系统混合式系统空调空间空调空间空调空间封闭式系统直流式系统混合式系统AirConditioning－Chapter4AirConditioning－Chapter4AirConditioning－Chapter4第二节新风量的确定和空气平衡确定新风量的依据有下列三个因素：一、卫生要求二、补充局部排风量三、保持空调房间的正压要求局部排风量GP1维持正压所需的渗透风量GS满足卫生要求gwm3/人·h·人数最小新风量ⅡGw2=n*gw系统总风量G最小新风量ⅢGw3=0.10G最小新风量Gw=Max｛Gw1、Gw2、Gw3｝最小新风量ＩGw1=GP1+GSAirConditioning－Chapter4一般只使用其中的部分功能段第三节普通集中式空调系统特点：风道与机房占空间大，设备集中易于管理。功能：集中处理空气。结构：AirConditioning－Chapter4组合式空调机组AirConditioning－Chapter4集中式空调系统风道单风道系统双风道系统回风方式一次回风式空调系统二次回风式空调系统分类AirConditioning－Chapter4（1）概念一、一次回风式空调系统（2）系统图式（3）夏季空气处理过程i-d图的表示（4）夏季设计工况所需冷量分析（5）冬季空气处理过程i-d图的表示（6）冬季设计工况所需预热量分析（7）夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统AirConditioning－Chapter4GsGhGx新风比m=Gx/Gs空调箱GS=GX+GH房间（1）概念：空调系统的回风与室外新风在喷淋室（或空气冷却器）前混合一次，称一次回风式系统。（2）系统流程图与新风比AirConditioning－Chapter4（3）一次回风式空调系统夏季空气处理过程i-d图的表示NWCLOONNWCLOGSGXGHGSΦ＝100％Φ＝90％L’εΔt0AirConditioning－Chapter4从空调系统的热平衡角度分析：Q0=制冷设备承担的冷量=G(iC-iL)；Q1=室内冷负荷=G(iN-iO)；Q2=新风负荷=G(iO-iL)；Q3=再热负荷=GW(iW-iN)=G(iC-iN)。Q0=Q1+Q2+Q3从焓湿图上分析与从系统热平衡角度分析，设备承担的冷量构成是相同的。（4）夏季设计工况所需冷量分析AirConditioning－Chapter4前提：冬夏季节送风量相同，湿负荷相同，有：dO’=dN-W/GS（5）冬季空气处理过程i-d图的表示W’dONO’iLC’ELGSWCdNΔdOΦ＝100％Φ＝90％OC’O”O’NW’LEdo微调或不用AirConditioning－Chapter4原因：新风量比较大或者室外空气温度太低混合点C的焓低于iL措施：新风预热WoWo’加热混合点C’C喷淋加热、加湿W’+NC’C预热量：Gx(iWo’-iW’)（6）冬季设计工况所需预热量分析W’NC’LO’CWoW1iNiW1Wo’AirConditioning－Chapter4（7）夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统AirConditioning－Chapter4二、二次回风式空调系统（1）概念（2）系统图式（3）夏季空气处理过程i-d图的表示（4）夏季设计工况所需冷量分析（5）冬季空气处理过程i-d图的表示（6）冬季设计工况所需预热量分析AirConditioning－Chapter4（1）概念空调系统的回风与室外新风在喷淋室前混合并经喷雾处理后，再次与回风混合，称二次回风式系统。（2）系统流程图与新风比GsGh1Gx新风比m=Gx/Gs空调箱GS=GX+GH1+GH2G1=GH1+GXGh2房间AirConditioning－Chapter4（3）夏季空气处理过程i-d图的表示NWC’L’OLCiWiCiC’iNAirConditioning－Chapter4NCLWNONNεG1G2AirConditioning－Chapter4NWCOLGSGXGH1GH2G1G1（4）夏季设计工况所需冷量分析即设备承担冷量=室内冷负荷＋新风负荷因此，二次回风系统中，冷量构成中，节省了再热量。二次回风系统比一次回风系统节能。处理过程承担冷量Q0=GL(iC-iL)第二次混合GL/G=(iN-iO)/(iN-iL)G(iN-iO)=GL(iN-iL)=Q1第一次混合GW/GL=(iC-iN)/(iW-iN)GL(iC-iN)=GW(iW-iN)=Q2所以Q1+Q2=GL(iN-iL)+GL(iC-iN)=GL(iC-iL)=Q0AirConditioning－Chapter4NWCOLGSGXGH1GH2G1G1W’O’冬夏季送风量相同，湿负荷相同---dO’=dO采用夏季的机器露点C’（5）冬季空气处理过程i-d图的表示AirConditioning－Chapter4因为N，O，L点和GS不变，因此GH2，G1不变GX=GS*mGH1=G1-GXC’点可确定加湿量：G1*(dL-dC’)加热量：GS*(iO’-iO)NWCOLGSGXGH1GH2G1G1W’O’C’GH1GXG1GSGS（6）冬季设计工况所需预热量分析AirConditioning－Chapter4第一次混合：GW/(G1+GW)=(IN-IL)/(IN-IW1)(其中IL=IC)IW1=IN-(G1+GW)(IN-IL)/GW(1)第二次混合：(G1+GW)/G=(IN-IO)/(IN-IL)(2)将（2）代入（1）得：IW1=IN-G(IN-IO)/GW=IN-(IN-IO)/m%(3)预热量：Q=GW(IW1-IW’)(4)AirConditioning－Chapter4三、集中空调系统划分和分区处理(1)室内参数（温湿度基数和精度）相近以及室内热湿比相近的房间可采用同一系统；(2)