4第四章-空气调节系统

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1、第一节 空气调节系统的分类,第四章 空气调节系统,第二节 新风量的确定和空气平衡,第三节 普通集中式空调系统,第四节 变风量系统,第五节 半集中式空调系统,第六节 局部空调机组,第七节 新型空调系统介绍,1.1 空气调节的目的,第一节 空气调节系统的分类,1.2 空气调节要解决的问题,1.3 空气调节系统组成,1.4 空气调节系统分类,舒适性空调：人体舒适、健康的环境 工艺性空调：生产工艺过程所要求的环境,1.1 空气调节的目的,舒适性空调的应用原理对比：洁与脏？,舒适性空调的应用原理对比：洁与脏？,舒适性空调的应用原理对比：清与浊？,外部扰量的干扰 内部扰量的干扰,1.2 空气调节要解决的问

2、题,广义：获得满意的建筑室内空气环境的手段。 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）。 狭义：采用人工或机械的主动手段获得满意的建筑室内空气环境（不含被动手段）。 空气处理设备，输配系统（管道和末端） 更狭义：人工或机械的手段同时处理空气多个参数（温度、湿度、速度、辐射、空气质量等。,（1）组成要素,1.3 空气调节系统组成,（2）四大主要组成部分： 空调空间； 空气输送和分配设备； 空气处理设备； 冷热源和自动控制设备。,冷 热 源,空气处理设备,空调空间,分配系统,输送系统,中央冷气空调系统结构简图,空气调节的工作过程就是制冷系统和空气系统不断循环的过程。 （

3、1）蒸发器是制冷剂从冷冻水回水摄取热量的装置。在蒸发器中，低压液态制冷剂从冷冻水回水摄取热量后蒸发为低温低压的蒸汽。 （ 2）压缩机是提高蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽压力，使其在冷凝器中容易液化的装置。在压缩机中，蒸发后的低温低压蒸汽制冷剂被压缩到可以液化的高温高压蒸汽。 （ 3）冷凝器是把压缩后的高温高压蒸汽制冷剂进行冷却液化的装置。在冷凝器中，把制冷剂从冷冻水回水摄取的汽化潜热和压缩机产生的压缩热传递给冷却水，使制冷剂冷凝为高压液体 （ 4）膨胀阀（或毛细管）是把冷凝后的液化制冷剂的压力降到能使其达到蒸发压力状态的装置。高压液态制冷剂经过膨胀阀（或毛细管）降到低压制冷剂，以便使它能够在低压蒸

4、发器中膨胀蒸发，从而完成制冷循环。 （5）冷却塔是冷却循环水的装置。经过冷凝器的冷却水吸收了制冷剂的冷凝热而升温，为了使冷却水能循环使用，使它在流经冷却塔的过程中进行强制降温，然后返回冷凝器，从而完成冷却水的循环。 （ 6）在完成上述制冷工作循环的同时，经蒸发器降温了的冷冻水进入空调箱，在其中把空气系统中的回风和新风冷却后送入风道至末端空调室，在空调室升温的空气进入回风道，经过部分减排后回到空调箱与新风一起再行冷却，从而完成空气循环。 周而复始，空气调节工作过程持续不断地进行下去。,环境,热量,冷却水,冷冻水,冷却塔,送风,回风,冷水机组,空调箱,冷（热）源，风机，加热器（冷却器），过滤器，管

5、道，风口等,+,Production Room,4.Exhaust air treatment,2. Central air handling unit,3. Terminal air treatment at production room level,1. Fresh air treatment,Return air (Re-circulated air),Supply air,Air Handling Systems,+,Production Room,Exhaust Air Grille,Silencer,Flow rate controller,Filter,Fan,Weather

6、louvre,Control damper,Heater,Terminal filter,Prefilter,Heating coil,Cooling coil with droplet separator,Secondary Filter,Humidifier,Air Handling Systems,1.4 空气调节系统分类,集中式空调系统：定风量系统和变风量系统,空调箱,风管,末端（送风口）,回风口,风环路,集中式空调系统,半集中式空调系统：风机盘管系统和诱导器系统,新风,末端设备,送风,回风,房间,风环路,排除,新风空调箱,全分散式空调系统：家用空调系统,全空气系统,冷剂系统,空气水系

7、统,全水系统,1：冷却塔 2：制冷机组 3：冷冻水循环泵 4：新风入口防火阀 5：空调机 6：主回风管 7：回风口8：支回风管 9：散流器 10：房间 11：支送风管 12：主送风管 13：冷却水循环泵,全空气中央空调系统工作流程,1：新风入口 2：室内空气循环 3：风机盘管 4：支风管 5：房间 6：散流器 7：回风口 8：新风主风管9：冷冻水循环系统 10：冷冻水循环泵 11：制冷机组 12：防火阀 13：空气处理机组,空气-水中央空调系统工作流程,全封闭系统 直流式系统 混合式系统,空调空间,空调空间,空调空间,封闭式系统,直流式系统,混合式系统,第二节 新风量的确定和空气平衡,确定新风

8、量的依据有下列三个因素： 一、卫生要求 二、补充局部排风量 三、保持空调房间的正压要求,一般只使用其中的部分功能段,第三节 普通集中式空调系统,特点：风道与机房占空间大，设备集中易于管理。 功能：集中处理空气。 结构：,组合式空调机组,分类,（1） 概念,一、 一次回风式空调系统,（2） 系统图式,（3） 夏季空气处理过程i-d图的表示,（4） 夏季设计工况所需冷量分析,（5） 冬季空气处理过程i-d图的表示,（6） 冬季设计工况所需预热量分析,（7） 夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统,Gs,Gh,Gx,新风比 m=Gx/Gs,空调箱,GS=GX+GH,房间,（1）概念： 空调系统的回风与

9、室外新风在喷淋室（或空气冷却器）前混合一次，称一次回风式系统。,（2）系统流程图与新风比,（3）一次回风式空调系统,夏季空气处理过程i-d图的表示,从空调系统的热平衡角度分析： Q0=制冷设备承担的冷量=G (iC-iL) ； Q1=室内冷负荷=G(iN-iO) ； Q2=新风负荷=G(iO-iL) ； Q3=再热负荷=GW(iW-iN)= G(iC-iN) 。 Q0= Q1+ Q2+ Q3 从焓湿图上分析与从系统热平衡角度分析，设备承担的冷量构成是相同的。,（4）夏季设计工况所需冷量分析,前提：冬夏季节送风量相同，湿负荷相同，有：dO=dN- W /GS,（5） 冬季空气处理过程i-d图的表

10、示,原因：新风量比较大或者室外空气温度太低 混合点C的焓低于iL 措施：新风预热Wo Wo 加热混合点C C 喷淋加热、加湿 W+N C C 预热量：,Gx (iWo -iW),（6） 冬季设计工况所需预热量分析,（7）夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统,二、 二次回风式空调系统,（1） 概念,（2） 系统图式,（3） 夏季空气处理过程i-d图的表示,（4） 夏季设计工况所需冷量分析,（5） 冬季空气处理过程i-d图的表示,（6） 冬季设计工况所需预热量分析,（1）概念,空调系统的回风与室外新风在喷淋室前混合并经喷雾处理后，再次与回风混合，称二次回风式系统。,（2）系统流程图与新风比,Gs,

11、Gh1,Gx,新风比 m=Gx/Gs,空调箱,GS=GX+GH1+GH2 G1=GH1+GX,Gh2,房间,（3） 夏季空气处理过程i-d图的表示,N,W,C,O,L,GS,GX,GH1,GH2,G1,G1,（4） 夏季设计工况所需冷量分析,即 设备承担冷量=室内冷负荷新风负荷 因此，二次回风系统中，冷量构成中，节省了再热量。二次回风系统比一次回风系统节能。,处理过程承担冷量 Q0=GL(iC-iL) 第二次混合 GL/G=(iN-iO)/(iN - iL) G(iN-iO)=GL(iN-iL)=Q1 第一次混合 GW/GL=(iC-iN)/(iW - iN) GL(iC-iN)=GW(iW-

12、iN)=Q2 所以 Q1+Q2= GL(iN-iL)+ GL(iC-iN) = GL(iC-iL)= Q0,N,W,C,O,L,GS,GX,GH1,GH2,G1,G1,W,O,冬夏季送风量相同，湿负荷相同-dO=dO 采用夏季的机器露点,C,（5） 冬季空气处理过程i-d图的表示,因为N，O，L点和GS不变，因此GH2，G1不变 GX=GS*m GH1=G1-GX C点可确定 加湿量：G1*(dL-dC) 加热量：GS*(iO-iO),N,W,C,O,L,GS,GX,GH1,GH2,G1,G1,W,O,C,GH1,GX,G1,GS,GS,（6） 冬季设计工况所需预热量分析,第一次混合： GW/

13、(G1+GW)=(IN-IL)/(IN-IW1) (其中IL=IC) IW1=IN-(G1+GW)(IN-IL)/GW (1) 第二次混合： (G1+GW)/G=(IN-IO)/(IN-IL) (2) 将（2）代入（1）得： IW1=IN-G(IN-IO)/GW=IN- (IN-IO)/m% (3) 预热量：Q=GW(IW1-IW) (4),三、集中空调系统划分和分区处理,(1) 室内参数（温湿度基数和精度）相近以及室内热湿比 相近的房间可采用同一系统； (2) 朝向、层次等位置相近的房间宜采用同一系统； (3) 工作班次和运行时间相同的房间采用同一系统； (4) 对室内洁净度等级或噪声级别不

14、同的房间，宜按各自的级别设计； (5) 产生有害物的房间不宜和一般房间合用一个系统； (6) 空调系统的分区应与建筑防火分区相对应 。,1 系统划分的原则,2.系统分区处理的常见形式,（1）室内N点相同，热湿比不同：采用定露点，分室加热系统,Flash演示,（2）室内tN相同，N允许有偏差，热湿比也各不同：采用定露点，相同的to，但需根据房间的重要性选择含湿量。,（3）室内tN相同，N也相同，to也要求相同，热湿比不同: 分区空调方式：集中处理新风，分散回风，分室加热。即分区空调方式/分层空调方式。,（4）室内tN相同，热湿比不同：双风道系统。,Flash演示,Flash演示,Flash演示,第四节 变风量系统,普通集中式空调系统的送风量是全年固定不变的，并且按房间最大热湿负荷确定送凤 量，称为定风量(CAV)系统。实际上房间热湿负荷不可能经常处于最大值，而是在全年 的大部分时间低于最大值。当室内负荷减少时，定风量系统是靠调节再热量以提高送风温度 (减小送风温差)来维持室温的。这样既浪费热量，又浪费冷量。如果能采用减少送风量 (送风参数不变)的方法来保持室内温度不变，则不仅节约了提高送风温度所需的热量， 而且还由于处理风量的减少，降低了风机功率电耗以及制冷机的冷量。VAV系统的运行费用相当经济，对于大容量的空调装置尤为显著。,1. 原理：根据室内负荷的增加（减少）、通过特殊的装