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建筑设备概论（上）武汉理工大学出版社第9章空气调节9.1空调系统概述9.1.1空气调节的任务与作用空气调节即人为地对建筑物内的温度、湿度、气流速度、细菌、尘埃、臭气和有害气体等进行控制，为室内提供足够的室外新鲜空气。简言之，空调就是对空气经过处理的通风。工艺性空调与舒适性空调。空气调节的基本手段是将室内空气送到空气处理设备中进行冷却、加热、除湿、加湿、净化等处理，然后再送回室内，以达到消除室内余热、余湿、有害物或为室内加热、加湿的目的；通过向室内送入一定量处理过的室外空气的办法来保证室内空气的新鲜度。第9章空气调节9.1.2空气调节的基本参数常用空调基数和空调精度来表示空调房间对设计的要求。(1)空调基数：也称空调基准温湿度，指根据生产工艺或人体舒适性要求所指定的空气温度和相对湿度。(2)空调精度：指空调区域内生产工艺和人体舒适要求所允许的温湿度偏差值。需要将温度和相对湿度严格控制在一定范围内的空调，称为恒温恒湿空调。第9章空气调节9.2空气处理设备9.2.1空气冷却和加热设备(1)空气冷却设备。使空气冷却特别是降温除湿冷却，是对夏季空调进风的基本处理过程。空气冷却设备主要有喷水室和表面式空气冷却器两种。在民用建筑的空调系统中，应用最多的是表面式空气冷却器。表面式空气冷却器分为水冷式、直接蒸发式和喷水式3种类型。水冷式表面空气冷却器与表面式空气加热器的原理相同，只是将热媒（热水或蒸汽）换成冷媒（冷水）而已。直接蒸发式表面空气冷却器，依靠制冷剂在蒸发器中蒸发吸热而使空气降温冷却。喷水式冷却器是将喷水室和表面冷却器相结合的一种组合体。第9章空气调节(2)空气加热设备。主要有表面式空气加热器和电加热器两种。前者主要用于各集中式空调系统的空气处理室和半集中式空调系统的末端装置中，后者主要用于各空调房间的送风支管上作为精调设备，以及用于空调机组中。在空调系统中，管内流通热媒（热水或蒸汽）、管外加热空气，空气与热媒之间通过金属表面换热的设备，就是“表面式空气加热器”，按其构造有管式和肋片式。电加热器是让电流通过电阻丝发热来加热空气的设备。一般应用于恒温精度要求较高的空调系统和小型空调系统，加热量要求大的系统不宜采用，有裸线式与管式两种类型。第9章空气调节9.2.2空气加湿和除湿设备(1)空气加湿设备。空气加湿的方式有两种：集中加湿和局部补充加湿。用喷水室加湿空气、喷蒸汽加湿和水蒸发加湿是常用的集中加湿法。(2)空气除湿设备。空气的减湿方法有多种，如加热通风法、冷却减湿法、液体吸湿剂减湿和固体吸湿剂减湿等。民用建筑中的空气除湿设备，主要是制冷除湿机。第9章空气调节9.2.3建筑给水系统的组成净化处理的目的主要是除去空气中的悬浮尘埃，另外还包括消毒、除臭以及离子化等，分为一般净化、中等净化和超净净化3种等级。(1)除尘。使用空气过滤器除尘，根据过滤效率的高低，将空气过滤器分为粗效、中效、亚高效和高效4种类型。过滤效率，指在额定风量下过滤器前、后空气含尘浓度之差与过滤器前空气含尘浓度之比的百分数。过滤器按作用原理不同可以大致分为金属网格浸油过滤器、干式纤维过滤器、静电过滤器。(2)除臭、消毒和离子化。采用活性炭过滤器除去空气中某些有味、有毒的气体。第9章空气调节9.2.4空调机组（空调箱）各种空气处理功能段组装而成的不带冷、热源的一种空气处理设备，称为“空气处理室”，也称“空调箱”，包括风机在内的空气处理室也称“空调机组”。空调机组的基本功能段包括：空气混合、空气均流、粗效过滤、中效过滤、高中效或亚高效过滤、空气冷却、空气一次和二次加热、空气加湿、送风机、回风机、中间喷水、消声段等。大型的空调箱多数做成卧式的，小型的也有立式的。第9章空气调节9.3空调系统9.3.1空调系统的组成空调系统由空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置、电气控制部分及冷、热源等部分组成。9.3.2空调系统的分类(1)根据空调系统空气处理设备的设置位置分类。集中式空调系统：将各种空气处理设备（冷却或加热器、加湿器、过滤器等）以及风机都集中设置在一个专用的空调机房里，以便集中管理。分散式空调系统：又称“局部式空调系统”或“房间空调机组”。是就地处理空气的一种局部空调的方式。第9章空气调节半集中式空调系统：又称“半分散式系统”。它除了有集中的空调机房外，尚有分散在各空调房间内的二次处理设备（又称“末端设备”）。(2)根据负担室内热（冷）、湿负荷所用的介质分类。全空气系统：空调房间的热（冷）、湿负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。全水系统：空调房间的热（冷）、湿负荷由水作为冷热介质。空气-水系统：使用空气和水来负担空调的室内负荷。制冷剂系统：又称“直接蒸发式系统”。第9章空气调节(3)根据集中式空调系统处理的空气来源的不同分类。封闭式系统（全回风）：封闭式系统所处理的空气，全部为空调房间的再循环空气。直流式系统（全新风）：直流式系统所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后进入室内，室内空气全部排出室外。混合式系统：综合以上两者的利弊，采用混合一部分回风的系统。第9章空气调节(4)按送风管道中空气流速的大小分类。低速空调系统：在工业建筑的主风道中风速＜15m/s；在民用和公共建筑的主风道中风速＜10m/s。高速空调系统：在工业建筑的主风道中风速＞15m/s；在民用和公共建筑的主风道中风速＞12m/s。空调系统由空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置、电气控制部分及冷、热源等部分组成。9.3.3空调系统的选择根据建筑物的用途、规模、使用特点、室外气候条件、负荷变化情况和参数要求等因素，通过技术经济比较来选择。第9章空气调节9.4空调水系统空调水系统是以水为介质，在同一建筑物内或建筑物之间传递冷量（冷冻水或冷却水）或热量（热水）。空调水系统按使用水的特点来分有冷冻水和冷却水系统；按水的循环方式来分有开式、闭式；按管路布置形式来分有同程式、异程式；按供、回水管道数目来分有两管制、三管制、四管制；按空调水系统中水泵设置形式有单泵式、复泵式；按空调水系统是否分区供水来分则有不分区式和分区式。第9章空气调节9.4.1空调冷冻水系统空调冷冻水系统是供应冷量的系统，通常由制冷机组的蒸发器、冷冻水泵、供回水管道和表面式空气冷却器或喷水室以及分、集水器、除污器等组成。(1)根据空调设备的构造、蒸发器的形式不同分类。闭式冷冻水系统：管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱。开式冷冻水系统：管路系统与大气相通，与蓄冷（热）水池连接较简单，系统运行稳定性好。开式闭式第9章空气调节(2)根据水流经过的途径路程是否相同分类。同程式：供、回水干管中的水流方向相同，水流经各空调用户的途径路程均相同。异程式：供、回水干管中的水流方向相反，每一环路的管路长度不相等。混合式：采用同程和异程相结合的混合水系统方式。异程式同程式第9章空气调节(3)根据系统供、回水管路根数不同分类。双管制：入风机盘管只有一根供水管和一根回水管。三管制：进入盘管处设有程序控制的三通阀，由室内恒温器控制，根据需要使用冷水或热水进入（不同时进入），分别设置供冷、供热管路与换热器、冷水机组相连，但回水管共用一根。四管制：供冷、供热的供、回水管均分开设置，具有冷、热两套独立的系统。9.4.2空调冷却水系统空调冷却水系统供应空调制冷机组冷凝器、压缩机的冷却用水。在正常工作时，用后仅水温升高，水质不受污染。按水的重复利用情况，可分为直流供水系统和循环供水系统。第9章空气调节循环水系统一般由冷却塔、冷却水泵、补水系统和循环管道组成。冷却塔的设置应注意：冷却塔应设置在空气流畅、风机出口处无障碍物的地方。冷却塔应设置在噪声要求低和允许水滴飞溅的地方。冷却塔设置在屋顶或楼板上，应校核该结构构件承载能力。不应把冷却塔设置在厨房等排风口有高温空气出口的地方，并需考虑与烟囱的位置应有足够的距离。冷却塔的补给水量一般为冷却塔循环水量的1%～3%。第9章空气调节9.5空调系统的冷热源9.5.1冷热源组成空调制冷就是降低和维持空间温度或物质温度，使之低于环境温度。空调冷源有天然冷源和人工冷源两种。天然冷源主要是地道风和深井水。人工冷源主要是采用各种型式的制冷机制备低温冷水来处理空气或者直接处理空气。空调热源主要有独立锅炉房和集中供热的热网。第9章空气调节9.5.2制冷设备空调工程中的制冷机按工作原理的不同可分为压缩式、吸收式和蒸汽喷射式。压缩式根据压缩机的类型又可分为活塞式、螺杆式和离心式三种。(1)制冷系统的工作原理与制冷设备。压缩式制冷压缩式制冷机通过制冷剂的热力循环，以消耗一定量的机械能作为补偿条件来达到制冷的目的。由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等4个主要部件所组成，并用管道连接，构成一个封闭的循环系统，制冷剂在压缩式制冷机中历经蒸发、压缩、冷凝和节流等4个热力过程。第9章空气调节压缩式制冷循环原理图第9章空气调节在蒸发器中，低压低温的制冷剂液体吸取其中被冷却介质（如冷水）的热量，蒸发成为低压低温的制冷剂蒸汽（每小时吸收的热量Q0，即制冷量）；低压低温的制冷剂蒸汽被压缩机吸入，并压缩成为高压高温气体（压缩机消耗机械功AL）；接着进入冷凝器中被冷却水冷却，成为高压液体[放出热量QK(QK=QO+AL)]；再经膨胀阀减压后，成为低温低压的液体；最终在蒸发器中吸收被冷却介质（冷冻水）的热量而汽化。如此不断地经过压缩、冷凝、膨胀、蒸发4个过程。上述制冷过程实际上就是从低温物质夺取热量而传递给高温物质的过程。第9章空气调节吸收式制冷吸收式制冷和压缩式制冷的机理相同，都是利用液态制冷剂在一定压力下和低温状态下，吸热汽化而制冷。压缩式制冷是以消耗机械能（即电能）作为补偿；吸收式制冷是以消耗热能作为补偿，它是利用二元溶液在不同压力和温度下能够释放和吸收制冷剂的原理来进行循环的。蒸汽喷射式制冷第9章空气调节(2)制冷机组的选择。民用建筑应采用氨压缩式制冷机组或溴化锂吸收式机组。生产厂房及辅助建筑物，宜采用氨压缩式制冷机组，也可采用溴化锂吸收式或蒸汽喷射式制冷机组。集中空调系统，宜选用结构紧凑、占地面积小，压缩机、冷凝器、蒸发器、电动机和自控元件都装在同一框架上的冷水机组。小型全空气空调系统，宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组；对有合适热源特别是有余热或废热的场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式制冷机组。第9章空气调节9.5.3水源和地源热泵系统(1)水源热泵系统。(2)地源热泵系统。9.5.4制冷设备(1)主要设备布置。(2)设计实例。第9章空气调节9.6空调系统与建筑的配合9.6.1管道与建筑的配合空调管道的布置应尽可能和建筑协调一致，保证使用美观。设计和施工时应遵循下列原则：小管道让大管道，有压管道让无压管道。9.6.2空调机房的布置原则应充分利用建筑物的地下室，但要处理好防振、隔声和通风等问题。制冷机房应尽可能靠近冷负荷中心布置。压缩式制冷装置，可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑物内，不得直接布置在楼梯间、走廊和建筑物的出入口处。氨制冷机房的电源开关，应布置在外门附近。蒸汽喷射式制冷装置，应露天布置。氨制冷机房严禁采用明火采暖。第9章空气调节9.7空调系统施工图识读9.7.1设计依据、技术要求和安装说明9.7.2图纸内容9.7.3空调系统施工图的识读