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1、1,第十章 空气调节,概念,空气调节（简称空调），是为满足生产、生活要求，改善劳动卫生条件，用人工的方法使房间或密闭空间的空气温度、相对湿度、洁净度和气流速度等参数达到一定要求的技术。,2,第一节 空气调节系统分类,一、空调系统的组成,主要由空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置以及运行自动控制装置四部分组成。,3,空调系统的组成,空调房间,灯,热,4,系统的所有空气处理设备和送、回风机等都集中设置在空调机房内，空气经处理后由送、回风管道送入空调房间。如下图所示。,集中式空调系统原理图,5,二、空调系统的分类,1.按照承担室内冷热负荷、湿负荷的介质分类,2.按照空气处理设备的设置情况分类,3
2、.按照空调系统处理的空气来源分类,4.按照空调系统的用途不同分类,6,二、空调系统的分类,1.按照承担室内冷热负荷、湿负荷的介质种类,全空气系统 全水系统 空气-水系统 冷剂系统,7,(1)全空气系统,室内负荷全部由集中处理过的空气来负担。 空气比热小、密度小，需空气量多，风道截面大，输送耗能大。,8,(2)全水系统,室内负荷全部由集中处理过的一定温度的水来负担。 输送管路断面小。 无通风换气的作用。,9,(3)空气-水系统,由处理过的空气和水共同负担室内负荷； 其特征介于上述二者之间。,10,(4)冷剂系统,制冷系统蒸发器或冷凝器直接向房间吸收或放出热量。 冷、热量的输送损失少。,11,2.
3、按照空气处理设备的设置情况分类,集中式 半集中式 分散式（局部机组）,二、空调系统的分类,12,(1)集中式空调系统,空气的温湿度集中在空气处理箱(AHU)中进行调节后，经风道输送到使用地点，对应负荷变化集中在AHU中不断调整， 是空调最基本的方式，目前被广泛采用。,13,集中式空调系统,14,(2)半集中式空调系统,除由集中的空气处理箱(AHU)处理空气外，在各个空调房间还分别有处理空气的“末端装置”。,15,(3)分散式空调系统,个别独立型：各房间的空气处理由独立的带冷热源的空调机组承当。 构成系统型：分别带冷热源的空调机组通过水系统构成环路。,16,3.按照空调系统处理的空气来源,封闭式
4、系统 直流式系统 混合式系统,二、空调系统的分类,17,(1)封闭式系统,全部为循环空气，系统中无新风加入。,18,(2)直流式系统,全部为新风，不使用循环空气。,19,(3)混合式系统,除部分新风外使用相当数量的循环空气(回风)。,20,舒适性空调：为满足人的舒适性需要而设置的空调系统。 工艺性空调：为满足生产工艺过程对空气参数的要求而设置的空调系统。,4.按照空调系统的用途不同分类,二、空调系统的分类,21,第二节 空调负荷计算与送风量,一、空调负荷计算,1.室内空气计算参数 包括：温湿度基数与允许波动范围、室内空气流速、洁净度、噪声、压力及振动等。,22,温度、湿度基数：是指在空调区域内
5、所需保持的 空气温度和相对湿度基准值.,空调精度：是指在空调区域内，在工件旁或数个测温（或测相对湿度）点上水银温度计（或相对湿度计）在要求的持续时间内，所示的读数偏离室内温湿度基数的最大差值。,一、空调负荷计算,23,舒适性空气调节室内计算参数,工艺性空调室内计算参数的确定可参考空气调节设计手册(第二版),一、空调负荷计算,24,2.室外空气计算参数 符合采暖通风与空气调节设计规范的规定。 冬季空气调节室外计算温度：采用历年不保证1天的日平均温度。 冬季空气调节室外计算相对湿度：采用累年最冷月平均相对湿度。,一、空调负荷计算,25,3.空调负荷 空调系统冷负荷： 房间冷负荷：为保持空调房间恒定
6、的空气温度，在某一时刻必须由空调系统从室内除去的热流量。 空气调节系统冷负荷：是由空气调节系统的冷却设备所除去的热流量。 空气调节房间热负荷：空气调节房间热负荷的计算在原理上与采暖热负荷的计算是相同的，即按稳定传热计算法，将耗热量作为房间的热负荷,一、空调负荷计算,26,3.空调负荷 空气调节房间湿负荷：为连续保持空气调节房间要求的空气参数而必须除去或加入的湿流量。 空调冷负荷估算 空调冷负荷估算方法有许多种，下面是其中一种民用建筑工程冷负荷指标： 旅馆：80-90W/m2; 办公楼：85-100W/m2 图书馆：35-40W/m2；医院： 80-90W/m2,一、空调负荷计算,27,二、空调
7、房间送风量与新风量,送风量的确定:由于冬季送热风时送风温差值比夏季送冷风时的送风温差大，所以冬季送风量比夏季小，故空调系统的送风量一般先确定夏季送风量， 在冬季可采取与夏季相同的送风量，也可以小于夏季送风量，但必须满足最小换气次数的要求，送风温度不宜超过45。,28,二、空调房间送风量与新风量,新风量与回风量的关系：送风量包括回风量和新风量，其中新风量占总风量的比例必须根据房间的具体要求。 民用建筑人员所需最小新风量按国家现行有关卫生标准确定；工业建筑应保证每人不小于30m3/h的新风量。,29,第三节 集中式空调系统,中央空调系统：集中式空调系统和半集中式空调系统二者合称为中央空调系统。 集
8、中式空调系统组成： 冷热源、冷热媒管道、空气处理设备、送风管道、风口（图10-1）。,30,图10-1 集中式空调系统,31,一、集中空调系统的选择,根据有害物情况及温湿度精度要求可采用单风道、双风道、定风量及变风量系统。 全空气定风量单风道系统：可用于需要恒温、恒湿、无尘、无噪声等的高级环境的场合，如医院手术室、电视台、播音室； 也可用于空调房间大或居留人员多，且各房间温湿度参数、洁净度要求、使用时间基本一致的场合，如商场、影剧院、餐厅等。,32,一、集中空调系统的选择,全空气定风量双风道系统：可用于需要对空调区域内的单个房间进行温湿度控制，或由于建筑物的形状或用途等原因，使得其冷热负荷分布
9、复杂的场所。 这种系统的设备费和运行费高，耗能大，一般不宜采用。,33,一、集中空调系统的选择,全空气变风量系统：可用于空调区域内的各房间需要分别调节室温，但温度和湿度控制精度不高的场所，如高档写字楼和一些用途多变的建筑物。 变风量系统尤其适用于全年都需要供冷的大型建筑物的内区。,34,二、集中空调系统的特点,空气处理的品质高，维护管理方便，可实现全年多工况自动控制，使用寿命长； 空调送回风系统复杂，占建筑空间大，布置困难，灵活性较差； 空调房间之间由风道连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风道迅速蔓延； 空调和制冷设备可以集中布置在机房，可以有效地采取消声隔音措施，但机房面积较大，层高
10、较高，有时可以布置在屋顶上或安置在车间柱间平台上。,35,三、空气热湿处理过程及设备,在空调系统中，通过使用各种设备及技术手段使空气的温度、湿度等参数发生变化，最终达到要求的状态。对空气的主要处理过程包括热湿处理与净化处理两大类，其中热湿处理是最基本的处理方式。 最简单的空气热湿处理过程可分为四种：加热、冷却、加湿、除湿。,36,常用的空气处理设备： 喷水室 表面式换热器 电加热器 加湿器 空气过滤器 组合式空调箱,三、空气热湿处理过程及设备,37,（一）用喷水室处理空气,喷水室是空调系统中夏季对空气冷却除湿，冬天加湿的设备。 喷水室是将不同温度的水直接喷向需要处理的空气，从而产生热、湿交换。
11、根据所喷水温的不同，可对空气进行加热、冷却、加湿和去湿处理，同时还具有净化空气的作用。,38,优点; 实现冬夏工况一套处理，具有一定的净化空气的能力，金属耗量小，制造容易。 缺点：水质要求高，占地大，水系统复杂，耗电多。 在空调房间的温、湿度要求较高的场合，如纺织厂、卷烟厂等工艺性空调系统中，得到了广泛的应用。,（一）用喷水室处理空气,39,（二）表面式换热器,使冷、热媒（冷媒水、热水或热蒸汽）通过金属表面与空气进行热交换，使空气加热、冷却或去湿的设备。,40,（二）表面式换热器,通入热水或蒸汽，可以实现空气的等湿加热过程；通入冷水或制冷剂，可以实现空气的等湿和减湿冷却过程。 特点：对空气进行
12、热湿交换的工作介质不直接和被处理的空气接触，构造简单，占地少，水质要求不高，水系统阻力小。 因而，在机房面积较小的场合，特别是高级建筑的舒适性空调系统中得到了广泛的应用。,41,空气,42,冷水入口,冷水出口,空气,43,（三）电加热器,是通过电阻丝发热来加热空气的设备。 特点：具有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便等优点。但由于电费较贵，通常只用在加热量较小的空调机组等场合。 电加热器有裸线式和管式两种。,44,（四）加湿器,加湿器是用于对空气进行加湿处理的设备，常用的有干蒸汽加湿器和电加湿器两种。 (1)干蒸汽加湿器是使用锅炉等加热设备生产的蒸汽对空气进行加湿处理。 (2)电加湿器是使
13、用电能生产蒸汽来加湿空气。,45,(1)干蒸汽加湿器 饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但实际应用中很难产生100%的干蒸汽，通常蒸汽都带有一定量的水滴。当蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。干蒸汽加湿器是将干蒸汽这种水的存在形式，加入到空气中，使空气湿润的装置。它采用外部蒸汽源，通过汽水分离装置，保证得到干燥蒸汽，通过喷嘴喷出均匀的蒸汽。 干蒸汽加湿器具有蒸汽分布均匀，无局部过饱和现象；安装简单、维护费用低，能够对湿度进行精确远程控制；加湿快速、洁净等优点，已广泛应用于制药车间、医院手术室、电子厂、印刷、纺织、菌类培养室等对湿度精度要求高的场所。,凝水,46,(2)电加
14、湿器 电加湿器是一种喷蒸汽的加湿器，它的工作原理是将水在加热体中加热到100度,产生蒸气,用电机将蒸气送出。所以电加热式加湿器是技术最简单的加湿方式，缺点是能耗较大，不能干烧，安全系数较低、加热器上容易结垢。,47,（五）空气过滤器,空气过滤器是用来对空气进行净化处理的设备，通常分为初效、中效、高效过滤器三种。 空气过滤器是空气过滤装置，一般用于洁净车间，洁净厂房，实验室及洁净手术室。,48,（六）组合式空调箱,把各种空气处理设备、风机、消声装置、能量回收装置等分别作成箱式单元，按空气处理需要进行选择和组合成的空调器。,新风,混合段,49,四、气流组织方式及风口布置,空调房间的气流组织,是指在
15、空调房间内为实现某种特定的气流类型以保证空调效果和提高空调系统的经济性而采取的一些技术措施。有送风、回风和排风。 送风量=回风量+排风量,一、送风口型式 送风口的型式及其所具有的紊流系数对射流的扩散和空间内气流流型的形成有直接影响。 设计气流组织时，根据空调精度、气流型式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求选择不同型式的送风口。,送、回风口形式,51,（一）送风方式,根据送、回风口布置和送风口形式的不同，空调房间的送风方式主要有以下几种： 侧向送风 散流器送风 孔板送风 下部送风 中部送风 喷口送风,52,（一）送风方式,1.侧向送风,侧向送风的布置实例,这种送风方式是把侧送风口
16、布置在房间侧墙或风道侧面上，空气横向送出 为了增大射流的射程，避免射流在中途下落，通常采用贴附射流，使送风射流贴附在顶棚表面流动。,53,1.侧向送风,特点： 气流在室内形成大的回旋涡流，工作区处于回流区，由于送风气流在到达工作区之间已经与房间的空气进行了比较充分的混合，从而使工作区具有比较均匀、稳定的温度分布。 此外，侧送风还具有管路布置简单、施工方便等优点。,55,2.散流器送风,散流器送风有平送、下送两种形式。 （1）平送,特点：作用范围大，射流扩散快，射程比侧送风短，工作区处于回流区，具有较均匀的温度和速度分布。,56,（2）下送：以2030的扩散角向下射出,特点：工作区处于射流区，适用于房间层高较高或净化要求较高的场合。,57,59,3.孔板送风,由于不稳定流可使送风射流与室内空气充分混合，工作区的流速比较均匀，区域温差很小，适用于恒温精度要求较高的空调场合。,60,3.孔板送风,61,4.喷口送风,喷口送风又称为集中送风，多用于高大建筑的舒适性空调，如大型体育馆、影剧院、礼堂、候车大厅。
