03第三讲空调系统-433201313

1第三讲什么是空调系统?清华大学建筑学院建筑技术科学系2本章主要内容空调系统的组成要素空调系统的分类–两种分类方法–集中式–半集中式–局部不同类型空调系统的特点与适用性不同系统类型在各国使用和发展的特点3一.空调系统的组成要素(1)广义：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)(2)狭义：空气处理设备，输配系统(管道和末端)冷热源空气处理设备被调房间空气输配系统室外新鲜空气排气水输配系统4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567二、空调系统的分类按集中程度分–集中式空调系统–半集中式空调系统–局部空调系统（分散式空调系统）按介质分–全空气系统(集中式系统)–空气-水系统(半集中式系统)–全水系统(半集中式系统)–制冷剂系统(局部空调系统)8二、空调系统的分类更广义的分类法–全空气系统：常规送风空调系统、通风系统、诱导器(无水盘管)系统–空气-水系统：风机盘管＋新风、诱导器(带水盘管)＋新风–全水系统：风机盘管系统、辐射板空调系统、散热器采暖系统–制冷剂系统：家用空调器（分体机）、多联机(一拖多、VRV、VRF)、冷库冷藏系统9集中式、全空气系统10集中式/全空气系统的风管道11半集中式空调系统之一风机盘管系统12水管道的尺寸13全空气系统全水系统14局部空调系统特点–相互独立，与其他用户无关分体式空调器（分体机）窗式空调器（窗机）15局部空调系统——多联机(一拖多)室外机制冷剂管室内机16三、不同类型空调系统的特点与适用性集中式/全空气系统–特点：风道与机房占空间大，设备集中易于管理–分类方法按气流的途径分按风量变化程度分按风道的设置分按主风道风速分17三、不同类型空调系统的特点与适用性集中式空调系统–按气流的途径分封闭式系统–节能，空气品质差，用于仓库或战备工程。直流式系统（机械通风系统）–适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室、散发大量有害物的车间等–能耗高，经济性差–可设置热回收设备混合式系统（回风）–满足卫生要求，较节能，应用最广。18三、不同类型空调系统的特点与适用性集中式空调系统–按风道的设置分单风道系统：–夏季供冷，冬季供热–负荷变化规律不同的多区系统不易精确调节–适用于同一系统的各区域热湿负荷变化情况相类似的条件–系统简单，占空间少，初投资少双风道系统：–调节容易–系统复杂，占建筑空间大，初投资高–冷热混合损失大，运行费高，冷负荷比单风道增加10％左右–美国多用，我国基本没有发展此系统。19典型单风道系统20典型双风道系统21三、不同类型空调系统的特点与适用性集中式空调系统：按风量变化程度分–定风量系统CAV(ConstantAirVolume)送风量按最大负荷确定，全年不变；负荷改变的时候，变送风参数（调节再热量或机器露点）缺点–部分负荷时风机能耗和与再热能耗大–多房间的时候，各房间完全无法独立调节优点：控制简单–变风量系统VAV(VariableAirVolume)送风量随负荷的变化而变化，送风参数取决于负荷最大的房间优点–比CAV节能：风机节能，可以减少再热量甚至不需要再热量–多房间的时候，具有一定的独立调节功能缺点：气流组织、新风量的保证、系统静压控制等方面存在问题22全空气系统多房间的问题t=?=?各房间要求不同的时候该照顾谁？23三、不同类型空调系统的特点与适用性集中式空调系统–按主风道风速分低速系统(8-15m/s)：–占空间大，噪声小。民用、公用建筑主风道风速不超过10m/s。高速系统(15-30m/s)：–占空间小，控制噪声较难，电耗大。民用、公用建筑主风道风速超过12m/s即算高速系统。–多用于工业建筑。24三、不同类型空调系统的特点与适用性半集中式空调系统–优点风道、机房占建筑空间小，不需设回风管道水管占空间比风管小输配系统能耗比集中空调系统的小如采用四水管制可同时供冷、供热–缺点过渡季不能采用全新风（全空气系统可以利用全新风）室内处理空气，容易出现凝水，霉坏天花板检修较麻烦——要入室25三.不同类型空调系统的特点与适用性半集中式空调系统1–风机盘管(FCU,Fan-coilUnit)–可加新风或无新风–客房、办公楼、商用建筑常用26三、不同类型空调系统的特点与适用性半集中式空调系统–风机盘管的特点：可独立调节或开停而不影响其他房间水输送能耗比风输送能耗小风量、水量均可调可用于建筑周边处理周边负荷，系统分区调节容易凝水盘和凝水管易生霉菌风机余压小，不能用高性能空气过滤器27三、不同类型空调系统的特点与适用性半集中式空调系统2–诱导器全空气、空气-水（采用水盘管处理空气），也有只装电加热器的诱导器。28三、不同类型空调系统的特点与适用性半集中式空调系统2–诱导器特点：末端噪声大新风量取决于带动二次风的动力要求，量较大，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29三.不同类型空调系统的特点与适用性半集中式空调系统3–冷暖辐射板加新风：类似暖气可用于抵销窗际辐射和处理周边负荷无吹风感，舒适性较好，室温可以提高承担瞬态负荷能力强吊顶辐射板不能除湿单位面积承担负荷能力受限30冷暖辐射板加新风31三、不同类型空调系统的特点与适用性局部空调系统–特点小型空调系统，占地面积小，不需要集中空调机房和冷冻机房安装简便、使用灵活。输配系统小，能耗小。在改建加装空调的工程中，可多台使用作为集中空调系统。不能采用全新风，维护工作量较大例：冷风机组、恒温恒湿机组、新风机组、净化空调机组、汽车空调机组、家用空调器等。32室外机一个加装的小型机组送风道回风口冷盘管电加热器风阀送风口加湿器回风道风机支风管过滤器室内机33三、不同类型空调系统的特点与适用性局部空调系统类型–窗式(7kW)、柜式(70kW)、台式、壁挂式根据室内需要配。–分体式(一拖一、一拖多)、整体式分体式噪声小多联机(VRV，VRF)–水冷式、风冷式水冷需有冷却水系统风冷不需要冷却水系统–单冷式、热泵式建筑内外区的负荷特点建筑各区的负荷特征决定了后面的空调系统分区,同一个分区一般采用同一个空气处理设备或同一根冷热水管外区和内区–外区：通过外围护结构的得热可以影响到的区域，一般在距外墙3～5米范围内全年负荷随外界气象变化而变化可能夏季需供冷，冬天需供热–内区：通过外围护结构侵入的冷热量影响不到的区域，如大型开放式办公室的中央区或无外墙的房间全年负荷较稳定一般全年为冷负荷35讨论题建筑物有没有大内区对系统类型的采用有什么影响?半集中系统在北方地区如何能处理内区的负荷？为什么说半集中系统过渡季无法充分利用全新风降温？建筑有没有小房间分隔对系统类型的采用有什么影响？大内区建筑没有内区的建筑36四、不同系统类型在各国使用和发展的特点美国：重室内环境舒适度，能耗的考虑居次要地位–从20世纪初工业喷水室开始主要发展全空气系统双风道诱导器变风量，目前以变风量为主，家庭多采用小型风管机产品以集中空调系统用大型冷水机组和大型空调箱为主日本：能耗的考虑居主要地位，重独立调节性–70年代迅速发展风机盘管用于公共建筑，目前大办公室多采用变风量，且分区非常细，空调箱规模小–家用分体空调器的开创者，多联机应用已向中小型公共建筑大量拓展37四、不同系统类型在各国使用和发展的特点目前中国使用最普遍的空调系统–商场、影剧院、宾馆大堂、体育馆、交通设施等大空间采用全空气系统，能够变风量的越来越多–大型办公室建筑、宾馆客房等多采用风机盘管加新风系统(半集中式系统)–住宅、小型办公楼多采用局部空调系统(家用空调器、VRV)一些值得注意的倾向–认为变风量最节能最高品质，是高档办公楼的标志–住宅有采用半集中系统的趋势38课后作业在需要输送相同能量的情况下，试分析全空气系统和全水系统哪个介质输送的能耗大？（注：空调箱风机扬程500~800Pa，风机盘管末端扬程10~15mH2O，水温差5℃，空气焓差15kJ/kg干空气）如果在大型楼宇的内区采用风机盘管，会出现什么样的问题？有什么可能解决的途径？如果大空间建筑（体育馆、电影院）不采用全空气系统而采用半集中或局部空调系统效果如何？高层建筑采用全空气系统会受到什么因素制约？39试试学做工程师为一座楼宇作出空调系统分区选择方案（另提供文档资料）