建筑设备-空气调节

第七章空气调节工程本章要点空调系统的组成各类自动喷淋系统工作机理各种消防设备配件的特性管网布置与敷设第一节空调系统概述7.1概述一．空调的任务与作用——什么是空调？空气调节（AirConditioning）利用人工手段对建筑物内的温度、湿度、气流速度、洁净度进行控制，并为室内提供足够的室外新鲜空气，人为地创造和维持人们工作、生活所需的环境或特殊生产工艺所要求的特定环境。“四度”温度湿度气流速度洁净度舒适性空调：人体舒适、健康的环境——会议厅、办公楼、影剧院、图书馆、商业中心、交通工具……工艺性空调：生产工艺过程所要求的环境——精密仪器制造、电子工业、纺织工业、药品工业、食品工业、病房、手术室……①舒适性空调室内温、湿度标准②工艺性空调室内温、湿度标准夏季冬季温度应采用22—28℃相对湿度应采用40—65%风速不应大于0.3m／s温度应采用18—24℃相对湿度应采用30—60%风速不应大于0.2m／s工艺性空调可分为降温性空调、恒温恒湿空调和净化空调等。标准空气调节的基本手段冷却除湿净化加热加湿过滤第二节空调系统的分类与组成一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象一.空调系统的组成冷热源机组冷热媒输送系统空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象二、空调系统的分类P155按集中式系统处理的空气来源分类按空气处理设备的设置分类按送风管道中空气流速大小分类按负担室内负荷所用介质种类分类按负担室内负荷所用介质种类分类1、全空气空调系统室内负荷全部由处理过的空气来负担空气比热、密度小，需空气量多，风道断面大，输送能耗大以普通低速单风道系统为代表，应用广泛分为一次回风及二次回风QW全空气系统2、全水空调系统空调房间的热湿负荷全部由一定温度的水来负担相同的负荷情况下只需要较少的水量，因而输送管道占用的空间较少无通风换气的作用，因而室内空气品质较差风机盘管系统QW全水系统3、空气——水系统由空气和水(作为冷热介质)来共同承担空调房间的热湿负荷优点：既可以减小全空气系统的风道断面积，又可以向空调房间提供一定的新风换气，能够改善房间的温度和空气品质空气—水风机盘管系统QW空气-水系统4、制冷剂系统将制冷系统的蒸发器直接置于空调房间内来吸收余热和余湿优点在于冷热源利用率高，占用建筑空间少，布置灵活，可根据不同的空调要求自由选择制冷和供热。通常用于分散安装的局部空调机组分散式空调QW制冷剂系统按空气处理设备的设置分类（一）集中式空气调节系统空气处理设备集中在中央空调室里，处理过的空气用送风机通过风管分别送至各房间的空调系统。适用于负荷比较接近、空气处理量大、服务面积大的场所选用，如宾馆、办公楼、工厂等。中央空调1、集中式空调的组成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典型集中式空调系统1.封闭式2.直流式3.混合式：一次回风系统、二次回风系统4.单风道系统、双风道系统5.定风量系统、变风量系统1.封闭式封闭式空调系统处理的空气全部取自空调房间本身，没有室外新鲜空气补充，全部是室内的空气在系统中周而复始地循环。空调房间与空气处理设备由风管连成了一个封闭的循环环路。该系统能耗最省，但空调房间内的卫生条件差，人在其中生活、学习和工作易患空调病。多用于地下蔽护所或指挥部等战备工程，以及少有人进出的仓库。N：室内空气，O：达到送风状态的空气2.直流式直流式系统处理的空气全部取自室外，即室外的空气经过处理达到送风状态点后送入各空调房间，送入的空气在空调房间内吸热吸湿后全部排出室外。与封闭式系统相比，这种系统消耗的冷(热)量最大，但空调房间内的卫生条件完全能够满足要求，该系统用于不允许采用室内回风的场合，如放射性实验室和散发大量有害物质的车间等。N：室内空气，O：达到送风状态的空气W：表示室外空气3.混合式因为封闭式系统不能满足空调房间的卫生要求，而直流式系统消耗的能量又大，所以封闭式系统和直流式系统只能在特定的情况下才能使用。N：室内空气，O：达到送风状态的空气W：表示室外空气C：表示混合空气混合式系统综合了封闭式系统和直流式系统的利弊，既能满足空调房间的卫生要求，又比较经济合理，故在工程实际中被广泛采用。一次回风回风与室外新风在空气处理设备之前混合。回风与新风在空气处理设备前混合，并经热湿处理后，再次与回风混合。根据新风、回风混合过程的不同，工程上常见的有两种形式：二次回风回风新风新风回风一次、二次回风系统示意图二次回风系统不如一次回风系统应用广泛回风4.单风道系统、双风道系统单风道系统一根送风管，夏冷，冬暖同一系统中所有房间均只能送同样参数的空气为多个负荷变化不一致的房间服务时，难以进行精确的调节4.单风道系统、双风道系统双风道系统两根送风管，一热，一冷通过调节二者的风量之比控制各个房间的参数缺点：占空间大，系统复杂，由于冷热混合热损失大，初期投资及运行费用较高。目前较少使用集中式空调系统的主要优缺点集中式空调系统的主要优点：①空调设备集中设置在专门的空调机房里，管理维修方便，消声防振也比较容易；②空调机房可以使用较差的建筑空间，节省建筑物有效空间，如地下室、屋顶间等；③可根据季节变化调节新风量，充分利用室外新风，减少制冷机运行时间，节约运行费用；④使用寿命长，初投资和运行费用比较小；⑤服务面大、处理空气多、便于集中管理。集中式空调系统的主要缺点：①用空气作为传送冷、热负荷的介质，需要的风量大，风道截面尺寸大，并且机房面积大，层高较高，占用建筑空间较多。风管布置复杂，施工安装工程量大，工期长；②一个系统只能处理出一种送风状态的空气，当各个房间的热、湿负荷的变化规律差别较大时，不便于运行调节，系统的灵活性差；③对于房间热湿负荷变化不一致或运行时间不一致的建筑物，系统运行不经济；④风管系统各支路和风口的风量不易平衡，各房间由风管连接，不易防火。（二）半集中式空调系统半集中式空调系统的特点是除了设有集中的空调机房外，还设有分散在各个房间的二次设备（又称为末端装置）来承担一部分冷热负荷。与集中式空调相比较，这类系统省去了回风管道，节省建筑空间，室内热湿负荷主要由通过末端装置的冷（热）水来负担，由于水的比热容大，因而输水管径小，有利于敷设和安装，特别适用于高层建筑。（二）半集中式空调系统1、风机盘管机组1、风机盘管机组常见组成：①风机盘管机组+②水系统+③新风系统+④冷凝水系统①风机盘管机组：由多排盘管翅片管热交换器、风机和过滤器组成，运行时管内通入冷冻水或热水类型：立式、卧式、暗装、明装卧式明装卧式暗装卧式暗装：宾馆客房最常见的形式立式明装立式暗装②风机盘管的水系统：双管系统：进、回三管系统：热、冷、回四管系统：热、热回、冷、冷回冷却水系统通常由冷却塔、冷却水泵和管路组成冷却塔：用于水冷机组，对机组的冷却水进行冷却。冷却塔通过热水在塔内喷淋，与周围空气进行热交换（包括显热交换和水蒸发引进的潜热交换），使水的温度降低。一般设置在屋顶上，占地面积约为总建筑面积的0.5~1.0%圆形冷却塔方形冷却塔水泵：为空调水系统的循环提供动力。卧式水泵立式水泵③新风系统通过房间缝隙渗入和排除；机组背后墙洞引入新风；独立新风系统。FCU新风回风送风房间新风处理机组水管④冷凝水系统布置灵活，各房间可独立调节室温而不影响其他房间；噪声较小；占建筑空间少；无人使用可停止运行，节能机组分散设置，维护管理工作量大；工作过程中有凝结水生成，会有霉菌产生；风机盘管不能提供新风，对空气洁净度的控制能力有限凝水盘（二）半集中式空调系统2、诱导式空调系统诱导式空调系统是指诱导器加新风的混合式系统，一般由一次空气处理室、诱导器（送风末端装置）、风道、风机所组成（三）局部式空气调节系统——空调机组冷热源和散热设备合并成一体，分散放置在各个房间里，称为分散式系统。如取暖的火炉、煤气供暖、电热供暖、窗式空调、分体空调、风扇等。分散式系统通常每个房间或家庭设置一套。具有装置简单，易实现等特点，但常常具有效率不高、卫生条件差、能源结构不合理等特点9.2空气调节系统(2)局部式空气调节系统——空调机组适用于面积小、房间分散和热湿负荷相差大的场合，如办公室、机房及家庭等。其设备可以是单台独立式空调机组，如窗式、分体式空调器等，也可以是由管道集中给冷热水的风机盘管式空调器组成的系统，各房间按需要调节本室的温度。窗式空调分体挂壁式空调立柜式空调7.3空调冷负荷空调房间1.空调冷负荷(1)组成：空调房间的冷负荷室外新风负荷系统冷负荷供暖热负荷温差、辐射人体、灯光热源(2)计算目的及方法目的——确定设备容量及型号方法——冷负荷估算指标2.空调房间(1)建筑布置——各房间尽量集中，且同参数要求的房间尽可能相邻或上、下布置——远离产生大量污染物、高温高湿房间——远离振动和噪音源（如水泵房）——避免设置在顶层，避免东、西朝向；2.空调房间(2)围护结构——外窗面积应尽量减少，一般不超过房间面积的17%，并应采取遮阳措施。东、西外窗最好采用外遮阳，内遮阳可采用窗帘或活动百叶窗。——窗缝应有良好的密封，以防室外风渗透内遮阳外遮阳7.4空调房间送风量和气流组织1.空调房间送风量——送风量的大小决定了送、回、排风管的断面积大小，从而决定了风道所需占据建筑空间的大小通常按照夏季最大室内冷负荷来确定送入空调房间的总风量包括了新风量和回风量2.空调房间气流组织(1)送风侧送：一般层高的小面积空调房间宜采用单侧送风若房间长度较长，单侧送风射程不能满足要求时，可采用双侧送风侧送风的风口一般是百叶式风口，可直接安装在风管上或墙上百叶风口、条缝型风口散流器送风：——设置在顶棚上的一种送风口——平送、下送散流器中心线和侧墙的距离一般不小于1.0m；散流器间距一般为3~6m。孔板送风：——将空气送入顶棚上面的稳压层，在稳压层的作用下，通过顶棚上的大量小孔均匀地进入房间。——全面孔板送风——局部孔板送风孔板送风：——将空气送入顶棚上面的稳压层，在稳压层的作用下，通过顶棚上的大量小孔均匀地进入房间。——全面孔板送风——局部孔板送风北京首都体育馆喷口送风：用于大型体育场馆、礼堂、剧院、通用大厅、高大厂房由高速喷口送出的射流带动室内空气进行强烈混合，在室内形成大的回旋气流，工作区域处于回旋气流中射程远、系统简单、投资省喷口送风：座椅送风(2)回风——回风口的布置空调房间的气流流型主要取决于送风口。回风口位置对气流的流型与区域温差影响很小。除高大空间或面积大的空调房间外，一般可仅在一侧集中布置回风口。(3)送、回风口布置形式上送下回上送上回