第九章建筑设备-空调

9.1空气调节的负荷9.1.1室内空气计算参数9.1.2室外空气计算参数9.1.3空气调节负荷计算9.2空调房间送风量与气流组织9.2.1送风量计算9.2.2气流组织方式第9章空气调节系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统9.3.2半集中式空调系统9.3.3局部式空调系统9.4空调调节设备9.4.1窗式空调器9.4.2分体式空调器9.4.3风机盘管9.4.4组合式空调机组第9章空气调节系统9.5空调冷源9.5.1空调用冷水机组9.5.2制冷循环与制冷原理9.6水系统9.6.1冷冻水系统9.6.2冷却水系统第9章空气调节系统◆1881年7月，美国总统菲尔德在华盛顿车站遇刺受重伤，时值盛夏。只有降低室温才能手术。美国工程师谢多用工业制冷用的空气压缩机成功地使总统病房的温度从37℃降到了25℃。被认为是世界上第一台空调器的发明者。第9章空气调节系统——空调的诞生◆1902年7月，美国工程师威利斯开利设计出第一套科学空调系统，在纽约市布鲁克林一家印刷厂，成功解决了由于温湿度变化而引起的色彩叠印问题。◆开利的发明标志了现代空调的诞生。定义了空调必须具备四项功能：控制温度、控制湿度、空气流动速度、空气洁净度。第9章空气调节系统——空调的诞生专利号：U.S.Pat#808897被誉为“空调之父”空调的任务－保证特定空间的空气参数达到所要求的状态。（1）特定空间指房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。（2）空气参数指空气的温度、相对湿度、空气流速洁净度（四度）及压力、环境噪声等。（3）所要求的状态有舒适性、工艺性要求。第9章通风系统9.1空气调节的负荷得热量和得湿量：在室外热湿扰量作用下，某一时刻进入一个空调房间的总热湿量。冷负荷：为了保持空调房间恒定的空气温度，必须由空调系统从房间带走的热量。热负荷：为补偿空调房间失热需向房间供给的热量。湿负荷：为维持空调房间的相对湿度恒定所需除去的湿量称为湿负荷。第9章通风系统9.1空气调节的负荷1.舒适性空调的室内空气计算参数夏季：温度24-28℃相对湿度40%-65%风速不大于0.3m/s冬季：温度18-22℃相对湿度40%-60%风速不大于0.2m/s2.工艺性空调的室内空气计算参数由生产工艺过程确定第9章通风系统9.1空气调节的负荷9.1.1室内空气计算参数1.夏季室外计算干球温度，应采用历年平均不保证50h的干球温度；2.夏季室外计算湿球温度，应采用历年平均不保证50h的湿球温度；3.冬季室外计算温度，应采用历年不保证1天的日平均温度；4.冬季室外计算相对湿度，应采用累年最冷月平均相对湿度；5.夏季平均风速，应采用累年最热3个月各月平均风速的平均值；6.冬季平均风速，应采用累年最冷3个月各月平均风速的平均值；第9章通风系统9.1空气调节的负荷9.1.2室外空气计算参数1.夏季冷负荷的概算指标；2.冬季热负荷的概算指标；第9章通风系统9.1空气调节的负荷9.1.3空气调节负荷计算1.一般空调房间：2.以除湿为主的空调房间：snpsnttCQiiQL6.3第9章通风系统9.2空气房间送风量与气流组织9.2.1送风量计算snddWL10001.侧送：工作区回流，存在一定的区域温差2.孔板送风：温度和风速较均匀3.条缝送风：温差和速度衰减较快4.散流器送风：横向温差大5.喷口送风：射程远，适于高大空间建筑第9章通风系统9.2空气房间送风量与气流组织9.2.2气流组织方式回风口：根据回风口所在位置选择适当的风速布置原则：(1)除高大空间或面积较大而又有较高区域温差要求的空调房间外，一般可仅在一侧集中布置回风口；(2)回风口不应设置在射流区内。侧送风，一般设在送风口同侧下方；孔板和散流器送风，回风应设在下侧；(3)高大厂房上部有一定余热量时，宜在上部增设排风口或回风口排除余热量，减少空调区的热量；第9章通风系统9.2空气房间送风量与气流组织9.2.2气流组织方式布置原则：(4)有走廊的多间空调房间，如对消声、洁净度要求不高，室内又不排出有害气体时，可在走廊端头布置回风口集中回风，而在各空调房间的门或内墙下侧设置可调百叶栅口，走廊两端应设密封性能较好的门；(5)影响空调区域的局部热源，可利用排风罩或排风口形式进行隔离，若排风的焓值低于室外空气的焓值，则排风口夏季可作为回风口之一连接在回风系统的管路中；第9章通风系统9.2空气房间送风量与气流组织9.2.2气流组织方式第9章通风系统9.3空气调节系统集中式系统按设备的集中程度半集中式系统分散式系统第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统特点：（1）空气处理设备都设置在一个集中的空调机房里。（2）空气处理所需的冷、热源由集中设置的冷冻站、锅炉房或热交换站。集中式空调系统即是全空气系统，俗称中央空调。封闭式空调系统直流式空调系统回风式空调系统第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统分类：1、集中的冷热源2、空气集中处理设备3、空调风系统4、空气分配装置—风口5、空调水系统（中央空调）冷却塔空调箱冷冻机空气空气冷冻水冷却水热量环境新鲜空气组成：第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统典型集中式（全空气）空调系统热源冷源空气处理设备空调风系统空气分配装置空调水系统热站用户用户为空调系统提供热量的设备燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉电锅炉冷热水机组城市热力网－电站余热第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统蒸汽60℃空调供水50℃空调回水95℃70℃60℃空调供水50℃空调回水水冷式冷水机组风冷式冷热水机组冷水机组制备的冷水温度7－9℃，供夏季空调系统冷却空气直燃吸收式冷热水机组热源冷源空气处理设备空调风系统空气分配装置空调水系统第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统空调制冷机房占总建筑面积0.6～0.9%，或按1.163MW/100m2冷负荷估算高层建筑，冷冻机房宜设置在地下室和底层超高层建筑，部分冷冻机房可能需要设置在楼层上应有一定的建筑隔声、消声、隔振等措施应设有为主要设备安装、维修的大门及通道冷冻机房的地面载荷约为4～6t/m2，且有振动第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统热源冷源空气处理设备空调风系统空气分配装置空调水系统处理送风参数的设备：表面式空气加热器表面式空气冷却器(冷却、减湿)空气电加热器空气加湿器空气减湿设备空气过滤设备第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统空气表面式换热器（盘管）根据盘管内流体介质温度，可以对空气进行处理冷水——冷却减湿热水——加热风风电加热器，用于空调系统的局部加热或“精加热”空气过滤器用于空调送风中的粉尘过滤中效过滤器高效过滤器初效过滤器组合式空调机将各种空气处理设备组装在一起，进行空气处理一般包括：回风机段、混风段、过滤段、表冷段、加热段、加湿段、送风机段等。空调机房在建筑中位置确定的原则防止噪声影响，减少风道占空间；机房服务半径约为30～40m，不得超越防火分区。空调机房面积一般空调：空调服务面积的5～10%；高精度空调或净化空调：10～20%；新风机房：1～2%。第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统热源冷源空气处理设备空调风系统空气分配装置空调水系统风管断面矩形例500X320圆形例φ320风管材料吊顶内、设备层镀锌薄钢板复合材料风管安装玻璃钢第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统热源冷源空气处理设备空调风系统空气分配装置空调水系统风口空调系统中风量的分配、风向的控制。设计安装中注意建筑的谐调和室内气流组织的状态。第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.1集中式空调系统风口类型风口类型地板送风(香港汇丰银行)座椅送风常见的是风机盘管加新风系统1、集中设置的空调冷热源和新风机处理的空气；2、分散设置在空调房间的二次空气处理装置风机盘管（末端装置）适用：（1）空调房间多，空间小，各房间要求单独调节（2）建筑物面积较大，但主风管敷设困难第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.2半集中式空调系统1、集中的冷热源2、集中新风处理设备3、新风输送风道（同通风）4、空气末端处理装置5、控制调节设备（中央空调）冷热源风机盘管新风空调房间空调房间空调房间空调房间新风机第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.2半集中式空调系统新风机组新风机组提供保障室内卫生所需的新鲜空气。热源（同全空气）冷源（同全空气）空气处理设备空气输送管道空气分配装置空调水系统第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.2半集中式空调系统热源（同全空气）冷源（同全空气）空气处理设备空气输送管道空气分配装置空调水系统风机盘管（末端装置）对空气进行冷却减湿或加热，从房间或吊顶中抽回风，处理后送入房间。第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.2半集中式空调系统组成：空气处理设备、制冷设备和电气控制设备，组成一个整体或两个整体(室内机、室外机)。第9章通风系统9.3空气调节系统9.3.3局部式空调系统空调机：带有制冷机的设备。空调机组：不带制冷机的设备。空调器：小型的空调机，如窗式空调器、壁挂式空调器、柜式空调器。第9章通风系统9.4空气调节设备组成：制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、小型低噪声风机和控制装置分类：单冷型、热泵型和电热型。第9章通风系统9.4空气调节设备9.4.1窗式空调器室内机：室内侧换热器、风机和电气控制部分室外机：制冷压缩机、室外侧换热器和电气控制部分。第9章通风系统9.4空气调节设备9.4.2分体式空调器组成：多速电机、低噪声风机、表面换热器、凝水盘、过滤器、控制器及箱体优点：噪声低、布置灵活、安装方便。第9章通风系统9.4空气调节设备9.4.3风机盘管第9章通风系统9.4空气调节设备9.4.3风机盘管第9章通风系统9.4空气调节设备9.4.4组合式空调机组组合式空调机组将各种空气处理设备组装在一起，进行空气处理一般包括：回风机段、混风段、过滤段、表冷段、加热段、加湿段、送风机段等。空调冷源天然冷源人工冷源价廉、节能新安江水库深层水吸收式机组压缩式机组溴化锂直燃式溴化锂蒸汽式活塞式离心式螺杆式风冷式水冷式压缩式机组第9章通风系统9.5空调冷源第9章通风系统9.5空调冷源9.5.1空调用冷水机组压缩式冷水机组：制冷机、冷凝器、蒸发器、控制系统及附属设备。溴化锂吸收式冷水机组：以水为制冷剂、溴化锂为吸收剂，直接以热能为动力，可制取4oC以上的冷冻水。分为热水型、蒸汽型和直燃型。第9章通风系统9.5空调冷源9.5.2制冷循环与制冷原理1.压缩式制冷(1)蒸发：液态制冷剂在蒸发器中吸收热量，蒸发成为低温低压的制冷剂蒸气。(2)压缩：制冷剂蒸汽被压缩机吸入，压缩成为高温高压的制冷剂蒸气，排入冷凝器。(3)冷凝：高温高压制冷剂蒸气被水或环境冷却，放出热量，成为高压液体。(4)节流：高压液态制冷剂经膨胀阀节流后变成低温低压的液体。高温低压压缩机制冷的制冷剂：氟里昂①氯氟烃类产品，简称CFC。主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，对臭氧层的破坏作用最大，被列为一类受控物质。②氢氯氟烃类产品，简称HCFC。主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数是R11的百分之几，R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。③氢氟烃类：简称HFC。主要包括R134a、R125、R32、R407c、R410a、R152等，臭氧层破坏系数为0，但气候变暖潜能值很高。第9章通风系统9.5空调冷源9.5.2制冷循环与制冷原理水冷活塞式冷水机组水冷螺杆式冷水机组压缩式制冷的冷源风冷活塞式冷水机组水冷离心式冷水机组压缩式制冷的冷源第9章通风系统9.5空调冷源9.5.2制冷循环与制冷原理2.吸收式制冷(1)蒸发器：液态制冷剂在蒸发器中吸收热量，蒸发成为低温低压的制