暖通空调第四章1

14-1空调系统的分类············································24-2新风量的确定和空气平衡·······························204-3普通集中式空调系统·····································314-4变风量系统················································1074-5风机盘管系统·············································1264-6局部空调机组·············································164目录第四章空气调节系统············································12第四章空气调节系统空气调节系统一般由被调节对象、空气处理设备、空气输送设备和分配设备组成。根据建筑物的性质、用途、热湿负荷特点、室内设计参数要求、空调机房的面积、位置等等，由具体情况来选择合适的空调系统。4-1空调系统的分类34一、按空气处理设备的集中程度分类1.集中式系统：所有空气处理设备：加热器、冷却器、过滤器、加湿器、通风机等都集中在空调机房。由空气处理设备及通风机组成的箱体称“组合式空调箱或组合式空调机”，不包括通风机的称为“组合式空气处理箱”。4-1空调系统的分类5空气处理设备名义（额度）风量：进口空气干球温度为14-27C时标准状态的风量。名义供冷量：进口空气干球温度为27C、湿球温度为19.5C、进口水温为7C、进出口水温差为5C时的制冷量；名义供热量：进口空气干球温度为21C，进口水温为60C，供水量与名义供冷工况相同时的制热量组合式空调机组内部结构78一、按空气处理设备的集中程度分类组合式空调机组的冷源、热源一般也是集中的，在冷冻站和锅炉房或换热站。定风量：送风量不随负荷变化变风量：送风量随负荷变化按风量是否变化按送风管数目单风道：仅有一个送风管，夏送冷风冬送热风双风道：冷风管、热风管混合后送房间9空调箱AHU新风管回风管送风管102.半集中式系统有集中在机房的空气处理设备，还有分散在空调房间内的处理设备对室内空气就地处理或对集中处理后的空气补充处理。风机盘管系统。一、按空气处理设备的集中程度分类11送风口回风口卧式暗装风机盘管123.分散式系统局部式空调系统，空气处理设备分散在被调房间内。把空气处理设备、风机、冷热源等集中在一个箱体内，形成紧凑的空调系统，接上电源或水源就能使用。工程上也可把它装在邻室用少量风道送入房间，不需要专门的机房。带冷冻机的空调机组、热泵机组等。一、按空气处理设备的集中程度分类13分散式空调系统(空调机组)14二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类一般低速系统主风管风速：8-12m/s一般高速系统主风管风速：20-30m/s1.全空气系统空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担。C,ρ都小，需要较多的空气量，风道断面尺寸大，占用建筑物空间多，耗用材料也多。15二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类2.全水系统空调房间的热湿负荷全部由冷水或热水来负担。水的C,ρ较空气大，相同负荷下需水管断面远小于风管。而且能适应建筑物结构的灵活性，但没有解决房间的通风换气，卫生条件差。16二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类3.空气-水系统房间负荷由空气和水共同负担。优缺点介于两者之间。风机盘管加新风系统就是典型的空气-水系统。17二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类4.制冷剂系统房间负荷由制冷剂来负担。例：家用空调器、冷藏车、汽车空调等局部空调机组。按制冷运行可消除余热余湿按热泵运行可以供暖18三、按空调系统使用的空气来源分类1.封闭式系统全部使用室内再循环空气，形成封闭环路，没有室外空气补充。最节能，但卫生条件最差。适于无人操作，只需保持空气温、湿度的场所，象很少进人的库房等。19三、按空调系统使用的空气来源分类2.直流式系统系统使用的空气全部来自室外，吸收余热余湿后又全部排掉，室内空气得到百分之百的交换。适用于产生剧毒物质、病菌、散发放射性有害物的空调房间。能量耗费最多。203.混合式系统系统使用的空气一部分为室外新风，一部分为室内回风，既经济又符合卫生要求，使用广泛。三、按空调系统使用的空气来源分类21按用途不同：工艺性舒适性按运行时间不同：全年性季节性按控制精度不同：一般空调高精度空调三、按空调系统使用的空气来源分类224-2新风量的确定和空气平衡混合式系统既经济又满足卫生要求，应用广泛，采用多少回风？多少新风呢？从空气热湿调节的角度看，处理回风比处理新风容易实现，使用回风量越多，经济性越好。但还要满足人员舒适的卫生条件，故必须采用一定比例的新风，新风量的确定遵循三条原则。23一、满足人员卫生要求在人员长期停留的空调房间，人体的气味、其它味道或抽烟的污染，人呼出二氧化碳气体量的增加，逐渐破坏室内空气的正常，给人体健康带来不良影响。为了获得空气品质较好的空气，送风中必须掺入含二氧化碳量少的室外新鲜空气来稀释室内空气中二氧化碳的含量，使符合卫生标准。4-2新风量的确定和空气平衡24用类似消除余热余湿的公式来确定消除过多二氧化碳需要的新风量Gw1hmyyZGWNw31Z——室内产生的二氧化碳量L/hyN——室内二氧化碳允许浓度L/m3yW——室外新风中二氧化碳的浓度，对一般的农村和城市取0.5-0.75g/kg。25表4.1人体的二氧化碳呼出量表4.2室内二氧化碳允许浓度26实际工程设计时，可按设计规范采用：*生产厂房应保证每人不小于30m3/h*影剧院、体育馆、商店等每人应不小于8m3/h*图书馆、会议室、餐厅、医院门诊部、普通病房等每人应不小17m3/h*旅馆、客房在允许少量吸烟情况下每人应不小于30m3/h27二、补充局部排风要求（或燃烧需要的空气量）Gw2当房间里有局部排风设备（排风换气扇、抽油烟机、工业排风柜），还有燃烧设备：燃气热水器、燃气灶、火锅等燃烧时要消耗空气中的氧气，为了不使房间产生负压，并弥补燃烧消耗的空气，系统必须补充新风。28glpwGGG,2GL,g（液体、气体燃烧的空气量）火锅餐厅中常用“酒精”燃烧需空气量实测约3.81m3/kg29三、保持空调房间的“正压”要求为了防止外界未经处理的空气渗入空调房间，干扰室内空调参数，使房间内保持一定正压值（室内空气压力高于外界压力）。正压值不大于50Pa，一般5-10Pa。保持正压的新风量等于在室内外一定压差下通过门缝、窗缝、等缝隙渗出的风量，可以计算出来。30查图也比较方便，但现在没有充足的缝隙资料。工程上常按换气次数估算，有外窗的房间，正压新风量取1-2次/h，换气次数（由外窗多少来定），无外窗和外门房间取0.5-0.75次/h31返回32工程设计中按三条原则分别计算出新风量后，取其中最大值Gw,max和系统送风量的10%作比较。如果Gw,max10%G，取10%G为新风量如果Gw,max10%G，就取Gw.max净化程度高，换气次数特别大的系统不按这个考虑。33四、空气平衡这是按设计参数，从经济角度考虑求出的最小新风量。在室外空气温度低于室内设计温度时的过渡季节用新风比用回风更节能，可以提高新风比例甚至全部用新风。为了保持系统的平衡，熟悉风量之间的关系。LxLs送风机回风机LwLhLj.p34回风口吸走的风量:pjhxLLL.房间的送风量:sxLLL对空调处理箱处理风量:hwLLL过渡季节新风量增大，Lj,p相应增大。在回风管上装回风机来调节排风量，保持房间恒定的正压。若不设回风机Lj,p调节，靠Ls,Lx排放，正压会越来越大，室内正压就不能保持恒定，设计时考虑新风量变化，相应考虑风管尺寸。354-3普通集中式空调系统普通集中式空调系统是低速、单风道集中式空调系统，最典型，出现最早，目前还在广泛使用。分直流式、封闭式、一次回风、二次回风系统，分别分析系统的处理过程，计算方法。一、封闭式系统空气在房间和处理器中循环使用。1.演示图37OGNG∑Q/∑W2.装置图383.流程图NLON冷却减湿再热..直接空气处理过程不是真正的空气处理过程，是送入房间的空气吸收余热余湿后达到N点的空气状态变化过程394.焓湿图在i-d图上确定N，ε,Δto，送风状态点O，计算出送风量G，一般的设备能将空气处理到相对湿度为95%左右，过O作等湿度线和相对湿度为95%线相交，得到机器露点LΔtONLiNiLε夏季：O405.封闭式系统能量计算送风状态点O，风量：oNiiQG需要的冷量：LNoiiGQ再热量：LoiiGQ有冷热抵消现象二、直流式系统42电热/热水/蒸汽WLOεN2.装置图3.流程图NOLW再热冷却减湿43在i-d图上确定N，ε,Δto，送风状态点O，计算出送风量G，得到机器露点L。根据该地区夏季空调室外计算参数找到W，把这种状态的空气冷却减湿处理到L点。WW’W1O1Oε’O’NεL4.焓湿图44夏季需要的冷量：owLQGii需要的再热量：LoiiGQ也有冷热抵消现象5.直流式系统夏季能量计算456.直流式系统冬季分析假设冬季设计状态点仍然是N，全年定风量系统。余湿相同，余热Q’减少，则ε变小或小于零。'1'11''''WWLONWWOON预热绝热加湿再热预热喷蒸汽加湿再热WW’W1O1Oε’O’NεL46'''''''1.01'25001.84'''NooNNooooooooWddQQGiiiiGGddittdt由6.直流式系统冬季分析47系统中增加了空气预热器→预热量'11wwiiGQ冬季再热量大于夏季再热量LoiiGQ'26.直流式系统冬季分析48封闭式系统直流式系统混合式系统集中式全空气系统三、一次回风式系统49混合式系统二次回风式系统一次回风式系统根据室外新风、室内回风混合过程的不同1.一次回风系统的演示图主要部件和系统流程（一）夏季工况51GOQSεNGp被调房间GOGNGWCLO空调机组Q0q2.一次回风系统的装置图52NOLCNW加热冷却减湿混合混合室喷淋室或表冷器加热器被调房间3.一次回风系统的流程图534.一次回风系统的焓湿图N室内设计状态点W室外状态点C混合状态点最小新风比定义：夏季设计工况下的新风量与总送风量之比——m%%mGGw54%miiiiNWNCO送风状态点ε热湿比线Δt0送风温差L机器露点状态WCεNOLΔtoΦ=100%id56C--L冷却减湿过程kWiiGQLCokWiiGqLo)(L--O等湿加热过程5.一次回风系统的能量问题总送风量总送风量处理过程的焓差处理过程的焓差能量计算57OQSεNGpGGNGWCLOABqQ0能量分析从热平衡角度分析58LoNWWoNiiGiiGiiGQ0室内余热量新风能量加热量把iC的计算式代入LCoiiGQ证明了热平衡分析与焓湿图分析计算系统冷量的方法是一致的。59ε?增大送风温差节能途径LWOΦ=100%CNΔto’ΔtoL’采用二次回风式系统60（二）冬季工况1.i-d图流程图假设室内设计状态不变，余湿基本相等，全年定风量系统。确定出冬季送风状态O’点和机器露点。冬季室外状态点为W’。一次回风系统的混合状态点，应该落在NW’的连线上。假设落在iL和NW’的交点C’。NO’ε’C’’’C’C’’W1W’LiLΦ=100%61（二）冬季工况①如果m’%≥m%（最小新风比）NOLCNW''''再热绝热加湿混合m’%新风量增加了，还可以采用绝热加湿从C’处理到L，且不增加能耗，则方案可行。此时新风比为'''%'WNCNWGiimGi