暖通空调课件第三章

第三章全水系统§3-1全水系统概述§3-2全水系统的末端装置§3-9全水风机盘管系统§3-3热水采暖系统的分类与特点§3-4高层建筑热水采暖系统§3-5分户热计量采暖系统§3-6热水采暖系统的作用压头§3-7热水采暖系统的水力计算§3-8热水采暖系统的失调与调节§3-1全水系统概述一、全水系统组成1、热媒或冷媒：在采暖与空调系统中用来传递热能的媒介物（介质，中间物质），称为热媒或冷媒（载冷剂）。2、全水系统：全部用水作为介质传递室内热负荷，冷负荷的系统。3、分类：供热、供冷、既供冷又供热（双效）。4、组成：热源（冷源）、管道系统、末端设备（供热或供冷）。5、末端装置散热方式：自然对流（散热器）强迫对流（暖风机、风机盘管）辐射（辐射板）二、热水采暖系统1、采暖系统分类（按热媒）：热水、蒸汽。2、与蒸汽系统比较：优点：（1）运行管理简单，维修费用低；（2）热效率高，跑、冒、滴、漏现象轻，可比蒸汽节能20%-40%；（3）可采用多种调节方法，质调、量调；（4）供暖效果好：连续供暖，室温波动小，房间温度均匀，无噪音；[规定1、民用建筑应采用热水；2、工业建筑、厂区只有采暖或采暖用热为主时，宜用高温水；当以工艺用蒸汽为主时，可采用蒸汽。]（5）管道设备锈蚀较轻。缺点：（1）散热设备传热系数低，流量大；（2）消耗电能多。三、全水空调系统冷热负荷全由水承担，可分为全水风机盘管系统（本章）和辐射板系统（Ch5）。选用全水风机盘管系统注意：（1）噪音问题，无新风问题，静音要求高、空气品质要求高的场所不宜采用。（2）加湿问题。（3）制冷量低，机外静压低，不宜用在大面积大空间高度高房间。全水空调系统与热水采暖系统相比的特点（1）夏季供冷，冬季供热。（2）末端装置空气强迫循环，室内温、湿度均匀。（3）末端装置风机耗功有噪声。（4）管理，维修量比热水采暖系统大。（5）造价高，仅用于冬季供暖采暖系统优于空调。§3-2全水系统的末端装置１.末端装置：位于室内，用于向室内散热或散冷的系统终端设备。２.末端装置分类：散热器、暖风机、风机盘管、辐射板（Ch5）。三.风机盘管FCU（FanCoilUnit）组成：风机、电机、盘管（空气-水换热器）见示意图。工作原理：空气-水热交换。1、风机盘管的构造分类和特点按结构型式分类：1)立式，2)卧式，3)壁挂式，4)卡式（吸顶式）按安装方式分类：1)明装、2)暗装、3)半明装壁挂式全部为明装，卡式为半明装立式、卧式均有明、暗装1）单侧送风，单侧回风2）两侧送风，中间回风3）四侧送风，中间回风壁挂式卡式(嵌入式)立式卧式风机盘管机组末端暗装明装安装型式结构型式产品类型结构3-9根据机外静压分两类：低静压型：在额定风量下的出口静压为零，带风口和过滤器的机组出口静压为0，不带风口和过滤器的机组出口静压为12Pa。高静压型：名义风量下机外静压不小于30Pa。同时配冷盘管和热盘管的双盘管机组，用于四管水系统。规格1）风量：我国标准规定，用高档转速下风机盘管的风量（m3/h）标注其规格。如FP-68风量680m3/h。标准规定风机盘管共有9种规格。风量范围为340-2380m3/h。中外合资，通常用英制单位风量（ft3/min）来表示，如规格200（或称002或02型）风量200ft3/min。2）制冷热量：标准规定，名义工况下的制冷量1.8-12.6kW；制热量为2.7-18.9kW。3）电功率：低静压37-228w；高静压，30Pa的44-253W，50Pa的49-300W。4）噪音、水阻力：低静压，37-52dB（A）；高静压，30Pa的40-54dB（A），50Pa的42-56dB(A)。水侧阻力均为30-50kPa。2、风机盘管的选择与安装要求1）选择：质量、明暗装、承压、型式、左右、噪声、供电电路。2）制冷量、制热量、风量的标定：部颁标准规定，全热制冷量，显热制冷量和制热量用焓差法确定。在制冷工况下的测试方法为：保持机组出口静压为零（标准型）或一定值（高静压型），测定风量、进出口空气的干湿球湿度、进出口水温、压力和流量、风机输入功率。由此确定空气的比焓，并获得在制冷工况下的风机盘管和各项性能：风量、全热制冷量、显热制冷量、水流量、水侧阻力、输入功率。全热制冷量显热制冷量..()aiotQMhh)(..oipaSttCMQ各项意义－全热、显热制冷量，kW；—空气进出口比焓，kJ/kg；—空气进出口干球温度，℃；—风量，kg/s；—空气定压比热，=1.01kJ/kg℃。供热量StQQ...oihh.oitt.aMpCpC)(..iopahttCMQ4）名义工况：在《风机盘管机组》标准规定的试验工况下，机组达到的性能参数值。风机盘管选择方法：应按夏季冷负荷选择，冬季热负荷校核即可。一般样本给出常见工况制冷量，如无此类数据按下式计算：367.011......5.12nwWMMwwbnttttQQ205.0...7.0111...)5.19(20n式中：—设计工况下风机盘管全热制冷量、显热制冷量，W或KW；—名义工况下风机盘管全热、显热制冷量，W或KW；—设计工况下盘管进风干球温度、湿球温度，取室内设计参数℃；—设计工况下风机盘进口水温；—设计工况和名义工况下的水流量，kg/h设计时正常水流量与名义工况一样（3-9）、（3-10）只与温度有关。stQQ...nsntQQ.....11.wbtt1wt..1.NWwMM不考虑水量变化时，供热量换算公式为式中为设计工况和名义工况下的盘管供热量，W或KW；5）附加问题：若房间的设计全热冷负荷（人员、灯光、电器、辐射及围护结构传热，空气渗透，通风等）为显热冷负荷为，则盘管的全热制冷量为：≥（1+β1+β2）显热制冷量为：≥（1+β1+β2）β1——积灰对盘管传热影响的附加率，见教材；β2——间歇使用附加率，当β2=20%时，约经过20min室温达要求。3911...ttQQWnhhnhhQQ....cQ.scQ..tQ.cQ.sQ.scQ..6）选用：选择盘管时，宜同时对全热制冷量和显热制冷量校核是否符合式（3-12）（3-13）要求，尤其是显热冷负荷比例大的房间，因为盘管运行时根据室温停开。样本中给出不同档次风量的制冷量，中档风量时机组的制冷量约为高档时85%。对于明装机组，在考虑β1后，直接根据中档风量选，有15%裕量，可作为间歇运行附加值。暗装高静压机组，核算总阻力，不能大于机外静压值。低静压机组，采用阻力大的风口时，在考虑β1β2后按中档制冷量选；阻力较小时，考虑β1β2后按高档制冷量选。风口配合：双层百叶，断面面积与盘管出口面积相当。回风为固定百叶，风速控制≤1.5m/s。盘管与新风组合空气—水系统，新风带冷量，不能单根据室内冷负荷选盘管见Ch6。水温：供暖，水温60℃为宜，最高一般不超80℃。§3-9全水风机盘管系统一、风机盘管水系统的型式按系统管道根数：双管三管四管双管系统：由一条供水管和一条回水管构成，根据要求向房间供冷冻水或热水，不能同时满足有些房间供热有些房间供冷的要求。系统简单，初投资低。普遍应用。可按内区和周边区或朝向分系统，分别并联到热源或冷源上，可实现分别供冷或供热，但同一朝向要求可能不同。三管系统：两条供水管和一条回水管构成，供水管中一条供冷水，一条供热水，由室内恒温控制器控制盘管进口三通阀来实现供冷或供热。适应全年负荷变化能力强，可较好地进行温度调节。冷热水注入共同回水管，造成混合损失（冷、热量均布）运行效率低，冷水与热水环路关联，水力工况复杂，不好控制，很少应用。四管系统：两条供水管和两条回水管构成。冷热水单供，两套独立系统，互不掺混，避免混合损失，操作简单，控制方便还可利用建筑物内部热源的热泵提供热量，运行较经济。管路复杂，多占空间，初投资较高，多用于对舒适性要求高的建筑。四管系统有图3-41所示两种方式：（a）为同一盘管（b）为同时设冷热盘管。双管、三管、四管系统的选用：单供冷或供热用双管，基本无同时供冷供热用双管，有内区，可考虑内区，周边区分设系统，分别并联到冷源和热源上的双管系统。同时供冷、热，且要求高的建筑，用四管。系统型式：垂直连接系统：较多用在旅馆客房系统中，立管设于管道井中，上部设集气罐或自动排气阀，盘管自带手动放气阀，凝水管也可在竖井中设立管，下层集中排放或就近排放。水平连接系统：适用于办公楼商场等，无管道井，每层盘管水平串联。设于外窗下的立式盘管也宜采用水平连接，水平支管设于下一层天花板下。既有建筑加装空调也宜采用水平连接。管道布置方式异程式：小系统用异程。同程式：高层或大型建筑用同程。系统设计计算：方法与热水采暖系统类似。供回水温差一般为5℃。通常选用较大比摩阻，一般取120-400Pa/m，小管径取大值，大管径取小值。流速比采暖气系统大，DN32以上管内流速一般大于1m/s。排气：最高点与局部最高点泄水：最低点阀门：水平环路供回水干管、垂直供回水立管、机组供回水支管。风机盘管系统示意风机盘管系统示意宾馆客房风机盘管示例二、风机盘管系统的调节系统特点：末端阻力大，不易失调系统负荷变化时，以量调为主可关闭末端盘管风量水量可局部调节局部调节方法：1、水量调节（见图3-43）１)在冷冻水管路上设电动二通阀，用恒温控制器控制启闭；２)设三通电动阀控制启闭，使水全通风机盘管或旁通。2、风量控制：三档风量，通常把恒温控制器与三速开关组合，并设供冷/供热转换开关，可同时进行风量和水量调节。近年来开发了直接控制风量的恒温控制器，根据室温变化，控制三档风速或无级变速(风机可无级调节，实现冷量无级调节)。三通电动阀何为全水系统，全水系统由哪几部分组成？风机盘管按结构形式分有哪几类？安装方式有哪几类？如何选择风机盘管？风机盘管供冷量如何确定？风机盘管水系统的形式有哪几类？各自有何特点？风机盘管系统的调节方法有那几种？复习题一、辐射供冷辐射板的形式原则上也可有整体式、贴附式、悬挂式等多种形式。既可用于民用空调，也可用于工业建筑降温。目前应用最多是：顶面式辐射板－冷却吊顶。顶面式辐射板－冷却吊顶的优点：施工安装方便，不影响室内布置。上部供冷，降低垂直温度梯度，避免上热下冷，舒适感好。在欧洲发展迅速。顶面式辐射板－冷却吊顶的局限：为防止表面结露，表面温度须高于露点，无除湿能力，须结合新风系统。5.5辐射供冷5.5.1冷却吊顶(冷却顶板)1、传热形式包括辐射和自然对流。2、冷却顶板的类型四种典型结构型式：一体式、单元式、镶嵌式、对流式（a）为一体式（b）为单元式(最常见)（c）为镶嵌式冷顶板与水管制成一体通过传热肋片把水管和金属顶板连接形成一吊顶单元水管以毛细管形式镶嵌吊顶内，组成一安装单元对流式冷却顶板的单元，对流换热占80%，辐射20%。其最大供冷量可达230W/m2。对流式冷却顶板的单元1－翅片；2－Z形支架；3－铜管；4－铜管弯头3、传热比例取决于顶板的结构型式及顶板附近的空气流动方式。当吊顶下面的冷辐射面为封闭式，二者比例约为1：1。当吊顶下面的冷辐射面为开敞式或有贯通的气流通道时，对流换热所占比例要大得多，供冷量也大。5.5.2冷却吊顶的水系统通常与新风系统结合供冷，须同时考虑冷却吊顶和新风系统对系统的不同要求。（1）供水温度为避免吊顶表面结露，供水温度相对较高。而新风因除湿，供水温度低得多，吊顶表面温度应比室内露点高1-2℃。一般冷却吊顶供水温度在14-18℃，实际设计多采用16℃，新风供水一般为6-7℃。(2)供回水温差：冷却吊顶水系统为2℃；新风水系统为5℃。典型的冷却吊顶水系统型式1、冷水机组供冷与冷却塔供冷相结合的冷却吊顶的水系统系统流程：冷水机组制备6~7℃的冷冻水并直接供新风系统使用.6~7℃的冷冻水再经换热器4