公共场所集中空调系统的基础知识

公共场所集中空调系统的基础知识从卫生的观点看•空气调节的意义•空调系统的分类•空调系统的组成空气调节的意义•空气调节的意义是利用空调系统对空气进行加热、冷却、加湿、去湿、净化等处理，然后将其输送到各个房间。•保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态。某一特定空间指房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。空气参数指空气的温度、相对湿度、空气流速、气压、噪声、洁净度等。所要求的状态分为舒适性要求的状态、工艺性要求的状态两类。空气调节的意义•舒适性空调•目的：为人服务，使人感到舒适满意•范围：住宅、办公楼、商店、旅馆、餐馆（茶室、酒吧）、医院、客用火车、汽车、飞机等等•特点：控制精度不高•工艺性空调•目的：为生产、科研等特定对象服务•范围：车间、特定用途的空间（货用的运输工具、核研究和实验、军事等）•特点：控制精度一般比较高，严格按照工艺要求空调调什么？•调节室内的空气温度•调节室内的空气湿度•通风换气•净化空气空调的任务和技术手段空调的基本方法和系统组成•空调的基本方法：以空气为介质，使送风参数不同来达到控制特定空间内空气参数的目的。•典型的集中空调系统主要由四部分组成：1.流体输送与分配系统2.空气处理装置3.冷热源4.控制调节装置冷凝水管空调机新风7°C制冷机的冷凝器制冷机的蒸发器32°C37°C12°C冷却水泵空调房间制冷机房排风扇送风口冷水泵冷水管25°C回风口24°C房机调空18°C送风管消声器热水泵热水管烟气冷却水管热湿空气冷却塔烟囱热水器•各类建筑物有不同的用途，因此对空调系统的要求也不一样。•大型的公共场所，如体育馆、文化娱乐场所常用全空气式空调系统，其新风量约占15%左右。•一些宾馆客房、办公室使用风机盘管空调系统较为普遍。公共场所的集中空调系统空调系统的分类空调系统的分类方法•随着空调技术的发展，空调系统的种类日益增多，常用的分类方法：空气处理设备的设置情况处理空气的方式负担热湿负荷所用的工作介质系统风量调节方式风道设置其他一、按空气处理设备的设置分1．集中式空调系统•将空气处理设备和风机集中在空调机房内，由风机把处理后的空气输送到需要空调的房间。•这种空调系统的特点是处理空气量大，有集中的冷源和热源，需要专人操作，设备运行可靠，室内参数稳定，但机房占地面积较大。2.半集中式空调系统（混合式）•除了在集中的空气处理设备处理一部分空气外，还有分散在空调房间内的空气处理末端设备。如诱导器系统和风机盘管系统等。•它们可以对室内空气进行就地处理或对来自集中处理设备的空气在进行补充处理。•这种空调系统的特点是减轻了集中空调系统的负担，适用于空调房间较多且各房间要求单独调节的建筑物。3.局部式空调系统•空调设备直接或就近安装在需要空调的房间内，就地处理空气。•空调设备包括制冷机、空气处理设备、风机、自动控制设备等，如柜式空调机组、窗式空调器和分体式空调机组等。窗式空调器的风道示意图•混合式系统•直流式系统•全封闭系统空调空间空调空间空调空间二、按处理空气的方式分1．全新风式空调系统（直流式）•空调系统全部使用室外新鲜空气（新风）。•空气经处理后送入房间，与室内空气进行热湿交换后，全部排出室外，不再循环使用。•卫生条件好，但运行费用高。全新风式（直流式）空气调节系统1—百叶窗；2—空气过滤器；3—一次加热器；4—喷水室；5—二次加热器：6—风机；7—风道。2.全封闭式空调系统（循环式）•空调系统全部使用室内的再循环空气（即室内回风），不补充新风。•全封闭式空调系统能耗最小，但卫生条件也最差。•适用于只有温湿度要求而无新风要求，且无人操作的环境。3.回风式空调系统（混合式）•空调系统送入房间的空气是室外新风（为满足卫生要求）和室内回风的混合物。•根据室内回风的不同又分为一次回风式和二次回风式系统。•室内的回风与新风在表冷器（或喷淋室）前混合。•混合后的空气经处理后通过风机及风管送入房间内，吸收室内多余的热、湿之后由回风管再送一部分空气回空气处理器，这样完成一个空气循环。•在这个系统中，只有一次回风，所以称之为一次回风系统。一次回风式空气调节系统1—百叶窗；2—空气过滤器：3—一次加热器：4—喷水室：5—二次加热器：6—风机；7—风道：8—回风管。•室外新风与室内部分回风（一次回风）在表冷器（或喷淋室）前混合。•混合后的空气经过处理后再与室内部分回风（二次回风）相混合，然后送入室内，吸收室内多余的热、湿量，然后排出。•二次回风系统比一次回风系统节能。二次回风式空气调节系统1—百叶窗；2—空气过滤器：3—一次加热器：4—一次混合室；5—喷水室：6—二次加热器；7—二次混合室：8—风机：9—电加热器：10—风管。（a）全空气系统（b）全水系统（c）空气-水系统（d）制冷剂系统三、按负担热湿负荷的工作介质分1.全空气式空调系统热湿负荷全部由经过处理的空气来承担。空气比热小，要求风道截面积大，占用空间较多。2.全水式空调系统热湿负荷全部由经过处理的水来承担。体积较全空气式小，能够节省建筑物空间，但不能够解决房间通风换气的问题。3.空气-水式空调系统热湿负荷由经过处理的空气和水共同承担。风机盘管加新风就是这种系统。4.制冷剂式空调系统热湿负荷直接由制冷系统的制冷剂来承担。局部式空调系统就属于此类。四、按系统风量调节方式分1.定风量系统送风量全年不变，按最大热湿负荷确定。2.变风量系统变风量系统靠减少风量的办法来适应负荷的降低，保持室内温度不变。节约了热量降低了电耗。五、按主风道中风速分1.低速系统主风道风速在10~15m/s之间。2.高速系统主风道风速在20~30m/s之间。风速大，风管尺寸小，但阻力却按风速的平方规律增加，使风机的压力和噪声大大增加。六、按风道设置分1.单风道系统一条送风管道和一条回风管道。2．双风道系统由两条送风管道（一条送冷风、一条送热风）和一条回风管道组成，两种状态的空气在每个空调房间或每个区的双风道混合箱中混合。七、其他分类方法•按系统用途工艺性和舒适性空调系统。•按系统控制精度一般精度和高精度空调系统。•按系统运行时间全年性和季节性空调系统。空调系统的组成•空调系统对空气的调节主要是由空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备三个部分来完成的。此外，还有冷、热源和冷却水及其输送系统等部件和自动控制设备等，构成一个集中空调系统整体。•空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备都直接处理室内空气，冷却水系统容易产生污染，它们的卫生状况也就与室内空气品质有密切的关系。一、空气处理设备•为了实现不同的空气处理过程就要采用不同的空气处理设备过滤、加热设备、冷却设备、加湿设备及减湿设备等包括•作为热湿交换的介质水、水蒸汽、液体吸湿剂和制冷剂过滤器表冷器加湿器热湿交换设备根据工作特点的不同可分为两大类：直接接触式热湿交换设备表面式热湿交换设备特点与空气进行热湿交换的介质与被处理的空气直接接触，做法是让空气流经热湿交换介质的表面或将热湿交换介质喷淋到空气中间去。特点与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触。空气与介质间的热湿交换是通过设备的金属表面来进行的。直接接触式（1）喷水室（2）空气加湿器与减湿器表面式（1）空气加热器，蒸汽、热水加热器（2）表面冷却器（冷却盘管），水冷式、盐水冷却式和直接蒸发式。空气调节处理过程•加热过程•冷却过程•减湿过程•加湿过程•等温加湿过程•冷却干燥过程裸线式电加热器(a)裸线式电加热器；(b)抽屉式电加热器1―钢板；2―隔热层；3―电阻丝；4―瓷绝缘子管式电加热器1―接线端子；2―绝缘端子；3―紧固装置；4―绝缘材料；5―电阻丝；6―金属套管空气加热器2(b)(a)回风新风入口空气21713129857614154113761514109851141231816131图5-6喷水室的构造1―前排水板；2―喷嘴与排管；3―后排水板；4―底池；5―冷水管；6―滤水器；7―循环水管；8―三通混合阀；9―水泵；10―供水管；11―补水管；12―浮球阀；13―溢水器；14―溢水管；15―泄水管；16-防水灯；17―检查门；18―外壳1―前挡水板；2―喷嘴与排管；3―后挡水板；4―底池；5―冷水管；6―滤水器；7―循环水管；8―三通混合阀；9―水泵；10―供水管；11―补水管；12―浮球阀；13―溢水器；14―溢水管；15―泄水管；16-防水灯；17―检查门；18―外壳喷水室蒸汽加湿器采用蒸汽加湿、电加湿或喷水加湿等几种方式。空气去湿则可采用加热通风去湿、机械去湿、液体或固体吸湿剂去湿等方式。空气加湿图5-7表面式换热器冷（热）媒图5-8集水盘安装75mm排水管滴水盘排水管滴水盘气流方向表面式换热器•表面式空气换热器是冷、热媒（冷媒水、热水或热蒸汽）通过金属表面与空气进行热交换，使空气加热、冷却或去湿的设备。空气过滤器是一种把固态或液态的微粒从大气中分离出来的一种设备,根据过滤效率的高低，通常分为初效、中效和高效过滤器三种类型。为了便于更换，一般做成块状。此外，为了提高过滤器的过滤效率和增大额定风量，可做成袋式或抽屉式。空气过滤器1.初效过滤器•滤材多采用玻璃纤维、人造纤维、金属丝及粗孔聚氨脂泡沫塑料等，也有用铁屑及瓷环作为填充滤料的。金属网丝、铁屑及瓷环等类的滤料可以浸油后使用，以便提高过滤效率并防止金属表面锈蚀。初效过滤器需人工清洁或更换，为减少清洗工作量、提高运行质量，可采用自动浸油式过滤器或自动卷绕式空气过滤器。•初效过滤器适用于一般的空调系统，对尘粒较大的灰尘（5μm）可以有效过滤。2.中效过滤器•主要滤料是玻璃纤维（比初效过滤器所用的玻璃纤维直径小，约10μm）、人造纤维合成的无纺布及中细孔聚乙烯泡沫塑料等。这种过滤器一般可做成袋式和抽屉式。•中效过滤器一般对大于1μm的粒子能有效过滤。大多数情况下用于高效过滤器的前级保护，少数用于清洁度要求较高的空调系统。3.高效过滤器•高效过滤器可分为亚高效、高效及超高效过滤器。一般滤料为超细玻璃纤维或合成纤维，加工成纸状，称为滤纸。为了降低气溶胶穿过滤纸的速度，采用低滤速（以0.01m/s计），需大大增加滤纸的面积，因而高效过滤器常做成折叠状。空气过滤器的选用–根据空调房间的净化要求和室外空气的污染情况。–对以温度、湿度要求为主的一般净化要求的空调系统，通常只设一级粗效过滤器，在新风、回风混合之后或新风入口处采用初次过滤器即可。–对有较高净化要求的空调系统，应设粗效和中效两级过滤器，在风机之后增加中效过滤器，第二级中效过滤器应集中设在系统的正压段(即风机的出口段)。–有高度净化要求的空调系统，一般用粗效和中效两级过滤器作预过滤，再根据要求洁净度级别的高低使用亚高效过滤器或高效过滤器进行第三级过滤。亚高效过滤器和高效过滤器尽量靠近送风口安装。二、空气输送设备•空气输送设备的作用是将处理后的空气沿风道送到空调房间，并从房间内抽回或排出一定量的室内空气，以保证能够送入一定量的新风，保持室内空气平衡，并使室内空气品质能够达到标准的要求。•输送设备包括通风机（送风机和排风机）和风管系统。排风机并不是每个系统都存在。•空调系统的风道主要用于空气的输送，分为送风风道和回风风道两种。•送风风道又有低速（风速小于10m/s）和高速（风速大于10m/s）两类，回风风道一般为低速风道。•空调风道多采用薄钢板（镀锌或不镀锌）或铝合金板，在某些大型建筑的空调系统中也有用砖或混凝土做风道材料的，现在也有采用塑料板、玻璃钢板等材料的风道。三、空气分配设备•空气分配设备是指安排在不同位置的各种类型的送风末端设备与排风设备（送风口和回风口），它们起合理组织分配室内气流的作用，使室内的空气温度场及速度场满足要求。•送风口的作用是将送风状态的空气均匀地送入空调房间。•按照送、回风口布置位置和型式的不同，可以有各种各样的气流组织形式。大致可以归纳为以下五种：侧送侧回上送下回中送上下回下送上回上送上回1）排风口尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域——迅速排出有害物2）送风口尽量靠近人员活动区域——保障人员健康3）尽量使室内气流分布均匀、减少涡流——避免有害物积聚结合实际情