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1、6.3 空调与冷热源系统,(1)湿空气热力学基础 (2)空气调节原理 (3)空气处理的方法和设备 (4)空气调节系统 (5)空调运行控制方式 (6)冷热源系统/节能技术,空调系统的功能和组成,空调系统就是完成对空气环境进行调节和控制，也就是对空气进行加热、冷却、加湿、减湿、过滤、输送等各种处理的设备装置。 空调系统的基本构成，由冷热源系统、空气处理系统、能量输送分配系统和自动控制系统等四个子系统组成。,(1)空调房间 安装空调的空间可以是封闭式的，也可以是敞开式的；可以是一个房间或多个房间组成，也可以是一个房间的一部分。 (2)空气处理设备 是由过滤器、表冷器(即表面冷却器)、空气加热器、空气
2、加湿器等空气热湿处理和净化设备组合在一起的，是空调系统的核心，室内空气与室外新鲜空气被送到这里进行热湿处理与净化，达到要求的温度、湿度等空气状态参数，再被送回室内。 (3)空气输配系统 空气输配系统是由送风机、送风管道、送风口、回风口、回风管道等组成。 (4)冷(热)源 空气处理设备的冷源和热源。,空调分类,(1)按空气处理设备的位置来分类 1)集中式空调系统是指空气处理设备(加热器、冷却器、过滤器、加湿器等)以及通风机全部集中放置在空调机房内，空气经过处理后，经风道输送和分配到各个空调房间。 2)半集中式空调系统是指空调机房集中处理部分或全部风量，然后送往各房间，由分散在各被调房间内的二次设
3、备(又称末端装置)再进行处理的系统。 3)分散式空调系统又称局部空调系统，是指把空气处理所需的冷热源、空气处理设备和风机整体组装起来，直接放置在被调房间内或被调房间附近，控制一个或几个房间的空调系统。,（2）按介质来分类1)全空气系统是指室内的空调负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。 2)全水系统是指室内的空调负荷全部由经过处理的水来负担的空调系统。 3)空气-水系统是指室内的空调负荷全由空气和水共同来负担的空调系统。 4)制冷剂系统是指由制冷剂直接作为负担室内空调负荷介质的空调系统。 (3)按空调系统使用的空气来源分类 1)直流式系统。 2)封闭式系统。 3)回风式系统。,集中式空调
4、分类,集中空调系统分类,集中空调（全空气系统）,半集中空调（空气-水系统）,半集中空调（全水/制冷剂系统）,(1)加热 单纯的加热过程是容易实现的。 (2)降温 采用表面式空气冷却器或温度低于空气温度的水喷淋空气都可使空气温度下降。 (3)加湿 单纯的加湿过程可通过向空气加入干蒸汽来实现。 (4)除湿 除了可用表冷器对空气进行除湿处理外，还可以使用液体或固体吸湿剂来进行除湿。,空气的基本处理方法,(1)表面式换热器 表面式换热器是空调工程中最常用的空气处理设备，它的优点是结构简单、占地少、水质要求不高、水侧的阻力小。 1)表面式空气加热器：用热水或蒸汽作热媒，可实现对空气的等湿加热。 2)表面
5、式空气冷却器：用冷水或制冷剂作冷媒，因此又可分为冷水式与直接蒸发式两种。,喷水室构造原理,(2)喷水室 喷水室的空气处理方法是向流过的空气直接喷淋大量的水滴，被处理的空气与水滴接触，进行热湿处理，达到要求的状态。 (3)加热与除湿设备,干蒸汽加湿器,湿空气热力学基础,湿空气的状态参数,湿空气可以看作干空气和水蒸气的混合物,湿空气的状态参数:,湿空气的独立状态参数应该是三个,B:气压（一般讨论是在一个标准大气压下，101325Pa） t:干球温度（-45-99 ) :相对湿度（5%-100%） d:含湿量（kg/Kg） h:焓（J/Kg），h=1.01t+d(2500+1.84t) td:露点(
6、) tw:湿球温度(),湿空气的焓湿图（h-d）,湿空气热力学基础,空气的状态参数 t、Pc关系图,等Pc加热升温过程,空气调节的过程实际上是空气从一个状态变化到另一个状态的过程，当被调节的空气状态（温度、相对湿度）偏离了设定值时，就需要进行空气调节。,若空气的温度变化范围在露点以上，则空气中的含水量始终保持不变，且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。,等湿气温变化,湿空气热力学基础,表冷器冷却减湿,上述冷却过程当进行至露点，空气即达到饱和状态，继续冷却时，水蒸气就在冷却壁面上凝结出来，而且温度不断降低，但空气始终在饱和状态。,不同状态空气的混合,热湿比,实际湿空气的处理过程中，很少有含
7、湿量不变的过程，往往在温度变化的同时伴随着含湿量的变化，因此有必要定义一个新的参数来帮助解决问题。即热湿比：,对于区 因此 对于区 因此 对于区 因此 对于区 因此,根据(t, ) 计算其它参数,a=17.27,b=237.7 B=101325,空气调节基础原理,典型空气状态变化过程,空气调节基础原理,流动空气状态过程h-d图的表示,夏季空气处理过程h-d图的表示,冬季空气处理过程h-d图的表示,夏季、冬季室内参数不同的处理过程,空气状态调节过程,空气调节处理流程,冬季新空气加热加湿处理,夏季新空气减温去湿处理,空气加热/冷却方法,空调系统中所用的加热器一般是以热水或蒸汽为热媒的表面式空气加热
8、器和电热丝发热加热器。,空气的降温可以通过表冷器来实现。以制冷剂为冷媒的表冷器称为直接蒸发式表冷器（又称蒸发器），多用于局部的分体空调中。以冷水作为冷媒的表冷器称为水冷表冷器，多用于集中式空调系统和半集中式空调系统的末端设备中。,中央空调系统,空气调节系统,集中空调系统,集中空调系统的所有空气处理设备（包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等）都设在一个集中的空调机房内,集中式空调 分类,集中空调系统分类,集中空调（全空气系统）,半集中空调（空气-水系统）,半集中空调（全水/制冷剂系统）,集中空调（全空气系统）分类,零新风，最节能,全新风，最健康,优化组合，最常用,户式中央空调,大楼中央空调
9、,集中式空调的空气热湿处理系统,定风量控制原理,定风量控制原理框图,末端加热定风量控制系统,末端调节变风量系统,（TRAV，Terminal Regulation Air Volume），如图所示，根据末端风量的变化实时控制送风机，末端装置（VAV Box）随室内负荷的变化自动调节风量维持室温。,VAV自适应控制模型,图6-54 VAV自适应控制模型,VAV末端调加热节系统,半集中空调系统,半集中式空调运行控制,半集中式空调中的新风机组一般采用定风量控制方法，未端风机盘管可采用CAV、 VAV控制方法,系统运行控制方式如图所示。,集中供冷/热，分散控制式空调系统,空调原理,h-d图表示,湿空气
10、热力学基础,冷热源系统,空气调节的过程是一个热湿交换过程，对空气升温或降温调节均离不开冷热源。最常用的冷热源是冷冻水和热水。空调系统冷热源的能耗是建筑能耗的大户,应用热泵技术制备智能化楼宇的冷冻水和热水是一项节能技术。有条件的地方可采用效率更高的地源热泵技术、水源热泵技术。,冷源热泵技术,所谓“热泵”是一种是通过消耗一定量的高品位能量（电能），能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，并提高其品位，提供可被人们所用的高品位热能的热力学装置。,冷源热泵技术,压缩式制冷方式是“热泵”的工作方式。通过流动媒介(以前一般为氟利昂，现用氟利昂替代物)在蒸发器、压缩机，冷凝器和膨胀阀等部件中的气相变化(
11、沸腾和凝结)的循环来将低温物体的热量传递到高温物体中去。,热量传递过程,压缩式制冷机根据压缩机的不同，分为离心式冷水机、螺杆式冷水机、活塞式冷水机，根据冷凝器的冷却介质不同，分为水冷式和风冷式两类。,中央空调热量传递过程,大气,冷却塔实际图,冷冻水泵机组实际图,地源热泵热量传递原理,如果最终的热量是散发到大气中,它就是气源热泵,家用分体空调机就是气源热泵。如果最终的热量是传递到大地中，它就是地源热泵,溴化锂吸收式制冷方式,直燃吸收式溴化锂冷热水机组实物图,直燃吸收式溴化锂冷热水机组原理,太阳能非电空调机组,冷、热、电联产系统,燃气发动机驱动热泵系统,高温的发动机废热回收（80的发动机冷却水排热和500600的排气排热），与热泵冷凝热一起用于供热，或者作为吸收式冷水机组的驱动热源，从而进一步提高系统的制热性能。,冷源系统的监控,热源系统的监控,组态画面,
