建筑設(shè)備第11章-空氣調(diào)節(jié)課件

1、第11章空氣調(diào)節(jié) 11.1概述 11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類 11.3 空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量 11.4 空調(diào)房間的氣流組織 11.5 空氣處理設(shè)備 11.3 空調(diào)水系統(tǒng) 11.3 空調(diào)冷源 11.3 空調(diào)系統(tǒng)的消聲減振11.1概述11.1.1空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)和作用空氣調(diào)節(jié)是采用技術(shù)手段把某一特定空間內(nèi)部的空氣環(huán)境控制在一定狀態(tài)下,以滿足人體舒適和工藝生產(chǎn)過程的要求,簡稱空調(diào)。所控制的內(nèi)容包括空氣的溫度、濕度、空氣流動速度及潔凈度等?，F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展有時還要求對空氣的壓力、成分、氣味及噪聲等進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。所以,采用技術(shù)手段創(chuàng)造并保持滿足一定要求的空氣環(huán)境,乃是空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)。11.1概述眾所周知,對這些

2、參數(shù)產(chǎn)生干擾的來源主要有兩個:一是室外氣溫變化、太陽輻射及外部空氣中的有害物的干擾;二是內(nèi)部空間的人員、設(shè)備與生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的熱、濕及其他有害物的干擾。因此需要采用人工的方法消除室內(nèi)的余熱、余濕,或補充不足的熱量與濕量,清除室內(nèi)的有害物,保證室內(nèi)新鮮空氣的含量。根據(jù)空氣調(diào)節(jié)服務(wù)對象的不同,把為保證人體舒適的空調(diào)稱為“舒適性空調(diào)”,而把為生產(chǎn)或科學(xué)實驗過程服務(wù)的空調(diào)稱為“工藝性空調(diào)”。工藝性空調(diào)往往同時需要滿足人員的舒適性要求,因此兩者又是相互關(guān)聯(lián)的。11.1概述眾所周知,對這些參數(shù)產(chǎn)生干擾的來源主要有兩個:一是室外氣溫變化、太陽輻射及外部空氣中的有害物的干擾;二是內(nèi)部空間的人員、設(shè)備與生產(chǎn)過程

3、所產(chǎn)生的熱、濕及其他有害物的干擾。因此需要采用人工的方法消除室內(nèi)的余熱、余濕,或補充不足的熱量與濕量,清除室內(nèi)的有害物,保證室內(nèi)新鮮空氣的含量。11.1概述根據(jù)空氣調(diào)節(jié)服務(wù)對象的不同,把為保證人體舒適的空調(diào)稱為“舒適性空調(diào)”,而把為生產(chǎn)或科學(xué)實驗過程服務(wù)的空調(diào)稱為“工藝性空調(diào)”。工藝性空調(diào)往往同時需要滿足人員的舒適性要求,因此兩者又是相互關(guān)聯(lián)的。舒適性空調(diào)的作用是為人們的工作和生活提供一個舒適的環(huán)境,目前已普遍應(yīng)用于公共與民用建筑中,如會議室、圖書館、辦公樓、商業(yè)中心、酒店和部分民用住宅。此外,舒適性空調(diào)也廣泛應(yīng)用于交通工具中,如汽車、火車、飛機、輪船等。11.1概述工藝性空調(diào)一般對新鮮空氣量

4、沒有特殊要求,但對溫濕度、潔凈度的要求比舒適性空調(diào)高。在這些工業(yè)生產(chǎn)過程中,為避免元器件由于溫度變化產(chǎn)生脹縮及濕度過大引起表面銹蝕,一般嚴(yán)格規(guī)定了溫濕度的偏差范圍,如溫度不超過0.1,濕度不超過5%。在電子工業(yè)中,不僅要保證一定的溫濕度,還要保證空氣的潔凈度。制藥行業(yè)、食品行業(yè)及醫(yī)院的病房、手術(shù)室則不僅要求一定的空氣溫濕度,還需要控制空氣潔凈度和含菌數(shù)。11.1概述現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展也與空調(diào)密切相關(guān),如大型溫室、禽畜養(yǎng)殖、糧食儲存等都需要對內(nèi)部空氣環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外,在宇航、核能、地下設(shè)施及軍事領(lǐng)域,空氣調(diào)節(jié)也都發(fā)揮著重要作用。因此可以說:現(xiàn)代化發(fā)展需要空氣調(diào)節(jié),空氣調(diào)節(jié)技術(shù)的提高與發(fā)展則依賴于現(xiàn)

5、代化?？諝庹{(diào)節(jié)具有廣闊的發(fā)展前景。11.1概述11.1.2空調(diào)基數(shù)和空調(diào)精度不同使用目的的空調(diào)系統(tǒng)的空氣狀態(tài)參數(shù)控制指標(biāo)是不同的,一般情況下,主要是控制空氣的溫度和相對濕度?？照{(diào)房間室內(nèi)溫度、濕度通常用空調(diào)基數(shù)和空調(diào)精度兩組指標(biāo)來規(guī)定。空調(diào)基數(shù)是指在空調(diào)房間所要求的基準(zhǔn)溫度與相對濕度?？照{(diào)精度是指空調(diào)房間的有效區(qū)域內(nèi)空氣的溫度、相對濕度在要求的連續(xù)時間內(nèi)允許的波動幅度。例如溫度tn=(201)和相對濕度n=50%5%,其中20和50%是空調(diào)基數(shù),1和5%是空調(diào)精度。就室內(nèi)溫度而言,按允許波動范圍的大小,一般分為tn1、tn=0.5和tn=(0.10.2)三類精度級別。11.1概述根據(jù)我國的情況

6、,GB 507362012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定,舒適性空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)如下:夏季:溫度應(yīng)采用2428;相對濕度應(yīng)采用40%70%;風(fēng)速不應(yīng)大于0.25m/s。冬季:溫度應(yīng)采用1824;相對濕度應(yīng)采用30%60%;風(fēng)速不應(yīng)大于0.2m/s。對于工業(yè)建筑,室內(nèi)空氣參數(shù)是由生產(chǎn)工藝過程的特殊要求決定的,所以,工藝性空調(diào)的室內(nèi)計算參數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝需要并考慮必要的衛(wèi)生條件確定。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類11.2.1空調(diào)系統(tǒng)的基本組成如圖11-1所示,完整的空調(diào)系統(tǒng)通常由以下四個部分組成:圖11-1空調(diào)系統(tǒng)原理圖(1)空調(diào)房間被空調(diào)的空間可以是封閉式的,也可以是敞開式的;可以是一個房間

7、或由多個房間組成,也可以是一個房間的一部分。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(2)空氣處理設(shè)備空氣處理設(shè)備是由過濾器、表冷器、空氣加熱器、空氣加濕器等空氣熱濕處理和凈化設(shè)備組合在一起的,是空調(diào)系統(tǒng)的核心,室內(nèi)空氣與室外新鮮空氣被送到這里進(jìn)行熱濕處理與凈化,達(dá)到要求的溫度、濕度等空氣狀態(tài)參數(shù),再被送回室內(nèi)。(3)空氣輸配系統(tǒng)空氣輸配系統(tǒng)是由送風(fēng)機、送風(fēng)管道、送風(fēng)口、回風(fēng)口、回風(fēng)管道等組成。把經(jīng)過處理的空氣送至空調(diào)房間,將室內(nèi)的空氣送至空氣處理設(shè)備進(jìn)行處理或排出室外。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(4)冷(熱)源空氣處理設(shè)備的冷源和熱源。夏季降溫用冷源一般用制冷機組,在有條件的地方,也可用深井水作為自然

8、冷源?？照{(diào)加熱或冬季加熱用熱源可以是蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱泵等。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類11.2.2空調(diào)系統(tǒng)的分類空調(diào)系統(tǒng)有很多類型,可以采用不同的方法對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分類。1.按空氣處理設(shè)備的位置來分類(1)集中式空調(diào)系統(tǒng)是指空氣處理設(shè)備(加熱器、冷卻器、過濾器、加濕器等)以及通風(fēng)機全部集中放置在空調(diào)機房內(nèi),空氣經(jīng)過處理后,經(jīng)風(fēng)道輸送和分配到各個空調(diào)房間。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類集中式空調(diào)系統(tǒng)可以嚴(yán)格地控制室內(nèi)溫度和相對濕度;可以進(jìn)行理想的氣流分布;可以對室外空氣進(jìn)行過濾處理,滿足室內(nèi)空氣潔凈度的不同要求;空調(diào)風(fēng)道系統(tǒng)復(fù)雜,布置困難,而且空調(diào)各房間被風(fēng)管連通,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時會通過風(fēng)管迅速

9、蔓延。集中式空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱源一般也是集中的,集中在冷凍站和鍋爐房或熱交換站。對于大空間公共建筑物的空調(diào)設(shè)計,如商場,可以采用這種空調(diào)系統(tǒng)。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(2)半集中式空調(diào)系統(tǒng)是指空調(diào)機房集中處理部分或全部風(fēng)量,然后送往各房間,由分散在各被空調(diào)房間內(nèi)的二次設(shè)備(又稱末端裝置)再進(jìn)行處理的系統(tǒng)。半集中式空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)各空調(diào)房間負(fù)荷情況自行調(diào)節(jié),只需要新風(fēng)機房,機房面積較小;當(dāng)末端裝置和新風(fēng)機組聯(lián)合使用時,新風(fēng)風(fēng)量較小,風(fēng)管較小,利于空間布置;對室內(nèi)溫濕度要求嚴(yán)格時,難以滿足;水系統(tǒng)復(fù)雜,易漏水。對于層高較低,又主要由小面積房間構(gòu)成的建筑物的空調(diào)設(shè)計,如辦公樓、旅館飯店,可以采用這種

10、空調(diào)系統(tǒng)。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(3)分散式空調(diào)系統(tǒng)(局部空調(diào)系統(tǒng))分散式空調(diào)系統(tǒng)又稱局部空調(diào)系統(tǒng),是指把空氣處理所需的冷熱源、空氣處理設(shè)備和風(fēng)機整體組裝起來,直接放置在被空調(diào)房間內(nèi)或被空調(diào)房間附近,控制一個或幾個房間的空調(diào)系統(tǒng)。因此,這種系統(tǒng)不需要空調(diào)機房,一般也沒有輸送空氣的風(fēng)道。分散式空調(diào)系統(tǒng)布置靈活,各空調(diào)房間可根據(jù)需要起停;各空調(diào)房間之間不會相互影響;室內(nèi)空氣品質(zhì)較差;氣流組織困難。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類2.按負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷所用介質(zhì)來分類(1)全空氣系統(tǒng)是指室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的空氣來負(fù)擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)。集中式空調(diào)系統(tǒng)就屬于全空氣系統(tǒng)。由于空氣的比熱容較小,需要用較多的

11、空氣才能消除室內(nèi)的余熱余濕,因此這種空調(diào)系統(tǒng)需要有較大斷面的風(fēng)道,占用建筑空間較多。(2)全水系統(tǒng)是指室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的水來負(fù)擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類由于水的比熱容比空氣大得多,因此在相同的空調(diào)負(fù)荷情況下,所需的水量較小,可以解決全空氣系統(tǒng)占用建筑空間較多的問題,但不能解決房間通風(fēng)換氣的問題,因此不單獨采用這種系統(tǒng)。(3)空氣水系統(tǒng)是指室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷由空氣和水共同負(fù)擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)。風(fēng)機盤管加新風(fēng)的半集中式空調(diào)系統(tǒng)就屬于空氣水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)實際上是前兩種空調(diào)系統(tǒng)的組合,既可以減少風(fēng)道占用的建筑空間,又能保證室內(nèi)的新風(fēng)換氣要求。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(4)制冷劑系

12、統(tǒng)是指由制冷劑直接作為負(fù)擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷介質(zhì)的空調(diào)系統(tǒng)。如窗式空調(diào)器、分體式空調(diào)器、多聯(lián)機等就屬于制冷劑系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是把制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器直接放在室內(nèi)來吸收室內(nèi)的余熱余濕,通常用于分散式安裝的局部空調(diào)。由于制冷劑不宜長距離輸送,因此不宜作為集中式空調(diào)系統(tǒng)來使用。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類3.按空調(diào)系統(tǒng)使用的空氣來源分類(1)直流式系統(tǒng)這種系統(tǒng)使用的空氣全部來自室外,吸收余熱、余濕后又全部排掉,因而室內(nèi)空氣得到百分之百的交換。所以,這種系統(tǒng)適用于產(chǎn)生劇毒物質(zhì)、病菌及散發(fā)放射性有害物的空調(diào)房間。它是一種耗費能量最多的系統(tǒng)。(2)封閉式系統(tǒng)與直流式系統(tǒng)剛好相反,封閉式系統(tǒng)全部使用室內(nèi)再循環(huán)空氣。因此

13、,這種系統(tǒng)最節(jié)能,但是衛(wèi)生條件也最差,它只適用于無人操作、只需保持空氣溫、濕度的場所及很少進(jìn)人的庫房。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(3)回風(fēng)式系統(tǒng)該系統(tǒng)使用的空氣一部分為室外新風(fēng),另一部分為室內(nèi)回風(fēng)。所以,它具有既經(jīng)濟又符合衛(wèi)生要求的特點,使用比較廣泛。在工程上根據(jù)使用回風(fēng)次數(shù)的多少又分為一次回風(fēng)系統(tǒng)和二次回風(fēng)系統(tǒng)。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類11.2.3常用空調(diào)系統(tǒng)簡介1.一次回風(fēng)系統(tǒng)(1)工作原理一次回風(fēng)系統(tǒng)屬于典型的集中式空調(diào)系統(tǒng),也屬于典型的全空氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由室外新風(fēng)與室內(nèi)回風(fēng)進(jìn)行混合,混合后的空氣經(jīng)過處理,經(jīng)風(fēng)道輸送到空調(diào)房間。這種空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備集中放置在空調(diào)機房內(nèi),房間

14、內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷全部由輸送到室內(nèi)的空氣負(fù)擔(dān)?？諝馓幚碓O(shè)備處理的空氣一部分來自于室外(這部分空氣稱為新風(fēng)),另一部分來自于室內(nèi)(這部分空氣稱為回風(fēng)),所謂一次回風(fēng)是指回風(fēng)和新風(fēng)在空氣處理設(shè)備中只混合一次。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(2)系統(tǒng)的應(yīng)用一次回風(fēng)系統(tǒng)具有集中式空調(diào)系統(tǒng)和全空氣系統(tǒng)的特點。從它具體的特點分析,這種空調(diào)系統(tǒng)適用于空調(diào)面積大,各房間室內(nèi)空調(diào)參數(shù)相近,各房間的使用時間也較一致的場合。會館、影劇院、商場、體育館,還有旅館的大堂、餐廳、音樂廳等公共建筑場所都廣泛地采用這種系統(tǒng)。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)所服務(wù)的建筑物情況,有時需要劃分成幾個系統(tǒng)。建筑物的朝向、層次等位置相

15、近的房間可合并在一個系統(tǒng),以便于管路的布置、安裝和管理;工作班次和運行時間相同的房間可劃分成一個系統(tǒng),以便于運行管理和節(jié)能;對于體育館、紡織車間等空調(diào)風(fēng)量特別大的地方,為了減少和建筑配合的矛盾,可根據(jù)具體情況劃分成幾個系統(tǒng)。商場的空調(diào)經(jīng)常采用集中式全空氣系統(tǒng),這是商場空調(diào)的典型方式。采用這種方式是因為空調(diào)處理設(shè)備放置在機房內(nèi),運轉(zhuǎn)、維修方便;能對空氣進(jìn)行過濾,能減小振動和噪聲的傳播。但機房占用面積大。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類圖11-2所示為商場空調(diào)最常用的標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)方式的系統(tǒng)圖。圖11-2商場基本方式空調(diào)系統(tǒng)圖11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類2.風(fēng)機盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)(1)工作原理風(fēng)機盤管加新風(fēng)

16、空調(diào)系統(tǒng)屬于半集中式空調(diào)系統(tǒng),也屬于空氣水系統(tǒng)。它由風(fēng)機盤管機組和新風(fēng)系統(tǒng)兩部分組成。風(fēng)機盤管設(shè)置在空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)作為系統(tǒng)的末端裝置,將流過機組盤管的室內(nèi)循環(huán)空氣冷卻、加熱后送入室內(nèi);新風(fēng)系統(tǒng)是為了保證人體健康的衛(wèi)生要求,給房間補充一定的新鮮空氣。通常室外新風(fēng)經(jīng)過處理后,送入空調(diào)房間。這種空調(diào)系統(tǒng)主要有三種新風(fēng)供給方式:1)靠滲入室內(nèi)新鮮空氣補給新風(fēng),這種方法比較經(jīng)濟,但是室內(nèi)的衛(wèi)生條件較差。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類2)墻洞引入新風(fēng)直接進(jìn)入機組,這種做法常用于要求不高或舊建筑中增設(shè)空調(diào)的場合。3)獨立新風(fēng)系統(tǒng),由設(shè)置在空調(diào)機房的空氣處理設(shè)備把新風(fēng)集中處理到一定參數(shù),然后送入室內(nèi)。新風(fēng)一般單獨接

17、入室內(nèi),如圖11-3所示。圖11-3新風(fēng)與風(fēng)機盤管送風(fēng)各自送入室內(nèi)11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類(2)系統(tǒng)的應(yīng)用風(fēng)機盤管+獨立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)具有半集中式空調(diào)系統(tǒng)和空氣水系統(tǒng)的特點。目前這種系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于賓館、辦公樓、公寓等商用或民用建筑。對于大型辦公樓(建筑面積超過1萬m2)的周邊區(qū)往往采用輕質(zhì)幕墻結(jié)構(gòu),由于熱容量較小,室內(nèi)溫度隨室外空氣溫度的變化而波動明顯。所以空調(diào)外區(qū)一般冬季需要供熱,夏季需要供冷。內(nèi)區(qū)由于不受室外空氣和日射的直接影響,室內(nèi)負(fù)荷主要是人體、照明和設(shè)備發(fā)熱,全年基本上是冷負(fù)荷,且全年負(fù)荷變化較小,為了滿足人體需要,新風(fēng)量較大。所以針對負(fù)荷特點,內(nèi)區(qū)可以采用全空氣系統(tǒng)或全新風(fēng)系統(tǒng)

18、,外區(qū)采用風(fēng)機盤管系統(tǒng)。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類對于中小型辦公樓,由于建筑面積較小或平面形狀呈長條形,通常不分內(nèi)外區(qū),可以采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)方式。對于客房空調(diào)一般多采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的典型方式。客房風(fēng)機管道常用的有四種方式:1)臥室暗裝型。一般安裝在客房過廳的吊頂內(nèi),通過送風(fēng)管道及風(fēng)口把處理后的空氣送入室內(nèi),對室內(nèi)特別是吊頂?shù)难b修較為有利;但是檢修困難,尤其是吊頂不可拆卸時,必須預(yù)留專門的檢修人孔。11.2空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類2)立式明裝型。一般安裝于窗下地面上,安裝方便,檢修時可直接拆下面板。其水管通常從該層樓板下穿上來,在機組內(nèi)留有專門的接管空間。這種方式占用部分室內(nèi)面積。

19、3)臥式明裝型。它不占用地板面積和吊頂空間,但是它的水管連接較為困難,因此通?？拷艿镭Q井隔墻安裝。4)立式暗裝型。由于裝修的要求,機組被裝修材料遮掩,對機組外表面的美觀要求較低,但是檢修工作量相對大一些,需要與裝修工程配合。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量11.3.1影響空調(diào)負(fù)荷的因素消除室內(nèi)得熱量而需要提供的冷量稱為冷負(fù)荷,消除室內(nèi)熱損耗而需要提供的熱量稱為熱負(fù)荷,室內(nèi)多余而需要消除的濕量稱為濕負(fù)荷。影響室內(nèi)冷熱負(fù)荷的內(nèi)、外干擾因素包括:1)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量。2)通過外窗進(jìn)入的太陽輻射得熱量。3)人體散熱量。4)照明散熱量。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量5)設(shè)備、器具、管道及其他內(nèi)部熱源的散熱量。

20、6)食品或物料的散熱量。7)滲透空氣帶入的熱量。8)伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。影響室內(nèi)濕負(fù)荷的內(nèi)、外干擾因素包括:1)人體散濕。2)滲透空氣帶入的濕量。3)化學(xué)反應(yīng)過程的散濕量。4)各種潮濕表面、液面或液流的散濕量。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量5)食品或其他物料的散濕量。6)設(shè)備散濕量。在確定空調(diào)設(shè)備容量時除了要考慮以上各種因素形成的負(fù)荷,還需要考慮新風(fēng)的冷負(fù)荷與濕負(fù)荷,以及風(fēng)機與水泵溫升造成的附加負(fù)荷。一般來說空調(diào)房間的室內(nèi)散熱、散濕量在一天中不是恒定不變的,隨室內(nèi)人員數(shù)量、設(shè)備使用情況的變化而變化。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱與日射得熱、新風(fēng)等形成的負(fù)荷隨室外氣候參數(shù)的逐時變化而變化。而空調(diào)負(fù)荷一般是由總

21、負(fù)荷變化的最大值來確定。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與室內(nèi)各種物體具有一定的蓄熱能力,有些物體與家具還具有蓄濕能力,所以由室內(nèi)外各種擾量形成的瞬時空調(diào)負(fù)荷與空調(diào)實際負(fù)荷存在一定的時間延遲和峰值衰減,因此空調(diào)的實際負(fù)荷并不簡單等于室內(nèi)產(chǎn)熱量、室外傳入熱量等各項之和。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中準(zhǔn)確計算各種負(fù)荷以確定空調(diào)設(shè)備容量與冷熱源容量是必要的,其計算方法和過程比較復(fù)雜,下面僅介紹利用設(shè)計概算指標(biāo)進(jìn)行設(shè)備容量概算的方法。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量11.3.2空調(diào)設(shè)備容量概算方法空調(diào)負(fù)荷設(shè)計概算指標(biāo)是根據(jù)不同類型和用途的建筑物、不同使用空間,單位建筑面積或單位空調(diào)面積負(fù)荷量的統(tǒng)計值,在可行性研究或

22、初步設(shè)計階段用來進(jìn)行設(shè)備容量概算的指標(biāo)數(shù)。表11-1所示是國內(nèi)部分建筑的單位空調(diào)面積冷負(fù)荷設(shè)計指標(biāo)的概算值。表11-2所示是按整個建筑考慮的單位建筑面積空調(diào)冷負(fù)荷概算指標(biāo)。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源設(shè)備容量也可通過類似方法進(jìn)行概算。根據(jù)我國50多個高層旅游旅館的統(tǒng)計,單位建筑面積空調(diào)制冷設(shè)備容量的設(shè)計指標(biāo)R的最大變化范圍為R=65132W/m2,平均值為89W/m2,其中R=75110W/m2的旅館約占總統(tǒng)計數(shù)的75%?，F(xiàn)在國內(nèi)常用的一種方法是以旅館為基層,其他建筑的制冷機容量可用旅館的基數(shù)乘以修正系數(shù)求出。表11-3給出幾種建筑的

23、值,旅館的制冷機容量按8093W/m2計。不同類型的建筑的空調(diào)面積的百分比見表11-4。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量表11-3制冷機容量概算指標(biāo)修正系數(shù)建筑類型值備注建筑類型值備注辦公樓圖書館商店商店體育館1.20.50.81.53.0只在營業(yè)廳設(shè)空調(diào)全樓設(shè)空調(diào)按比賽館面積計算體育館大會堂影劇院影劇院醫(yī)院1.522.51.21.51.60.81.0按總建筑面積計算放映廳空調(diào)表11-4不同類型的建筑的空調(diào)面積的百分比建筑類型空調(diào)面積占建筑面積的百分比(%)旅館、飯店辦公樓、展覽中心影劇院、俱樂部醫(yī)院百貨商店7080658075851535506511.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量11.3.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的確定

24、1.送風(fēng)量的確定 空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量大小決定了送回排風(fēng)管道的斷面積大小,從而決定了風(fēng)道所需占據(jù)建筑空間的大小。由于空調(diào)風(fēng)道與水管、電纜等相比斷面尺寸要大得多,所以對于有吊頂?shù)慕ㄖ?空調(diào)送風(fēng)管道的尺寸是決定吊頂空間最小高度的主要因素。對于集中空調(diào)系統(tǒng),空調(diào)系統(tǒng)的總處理風(fēng)量取決于空調(diào)負(fù)荷以及送風(fēng)溫度與室內(nèi)空氣溫度,見下式11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量式中L送風(fēng)量,單位為m3/s;Q空調(diào)顯熱負(fù)荷,單位為W;空氣的密度,單位為kg/m3;cp空氣的比定壓熱容,單位為J/(kg);tn室內(nèi)設(shè)計溫度,單位為;to送風(fēng)溫度,單位為。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量如果減小送風(fēng)量、增大送風(fēng)溫差,使夏季送風(fēng)溫度過低,則可能使人

25、感受冷氣流作用而感到不適,同時室內(nèi)溫濕度分布的均勻性與穩(wěn)定性也會受影響,因此夏季送風(fēng)溫差值需受限制。由于冬季送熱風(fēng)時的送風(fēng)溫差值可以比送冷風(fēng)時的送風(fēng)溫差值大,所以冬季送風(fēng)量可以比夏季小。所以空調(diào)送風(fēng)量一般是先用冷負(fù)荷確定夏季送風(fēng)量,在冬季采用與夏季相同的送風(fēng)量,也可小于夏季。冬季的送風(fēng)溫度一般以不超過45為宜。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量GB 507362012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范規(guī)定了夏季送風(fēng)溫差的推薦值,見表11-5和表11-6。由于送風(fēng)溫差對送風(fēng)量及空調(diào)系統(tǒng)的初投資與運行費用有顯著的影響,因此宜在滿足規(guī)范要求的前提下盡量采取較大的送風(fēng)溫差。送風(fēng)口高度/m送風(fēng)溫差tn-to/5.

26、05105.01015表11-5舒適性空調(diào)送風(fēng)溫差室溫允許波動范圍/送風(fēng)溫差tn-to/1.0151.0690.5360.10.223表11-5舒適性空調(diào)送風(fēng)溫差表11-6工藝性空調(diào)送風(fēng)溫差11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量2.新風(fēng)量的確定保證空調(diào)房間內(nèi)有足夠的新風(fēng)量(即新鮮空氣量),是保證室內(nèi)人員身體健康與室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的必要措施。新風(fēng)量不夠,會造成房間內(nèi)空氣質(zhì)量下降,會使室內(nèi)人員產(chǎn)生憋悶、頭痛、精神不振、昏睡等癥狀。但增加新風(fēng)量將會帶來較大的新風(fēng)負(fù)荷,從而增加了空調(diào)系統(tǒng)的運行費用,因而也不能無限制地增加新風(fēng)在送風(fēng)量中所占百分?jǐn)?shù)。民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范對公共建筑主要房間最小新風(fēng)量做出了相應(yīng)的

27、規(guī)定,見表11-7。11.3空調(diào)負(fù)荷與送風(fēng)量建筑房間類型新風(fēng)量辦公室30客房30大堂、四季廳10表11-7公共建筑主要房間每人所需最小新風(fēng)量單位:m3/(h人)11.4空調(diào)房間的氣流組織經(jīng)過空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣經(jīng)送風(fēng)口進(jìn)入空調(diào)房間,與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換后由回風(fēng)口排出,必然引起室內(nèi)空氣的流動,形成某種形式的氣流流型和速度場。速度場往往是其他場(如溫度場、濕度場和濃度場)存在的基礎(chǔ)和前提,所以不同恒溫精度、潔凈度和不同使用要求的空調(diào)房間,往往也要求不同形式的氣流流型和速度場。例如,要求恒溫精度很高的計量室,總是要求有回流的氣流流型,以便計量部分能處在回流區(qū);潔凈度要求很高的集成電路車間,則要求做成

28、平行流流型;至于體育館內(nèi)的乒乓球比賽大廳,限制室內(nèi)速度場就更嚴(yán)格了。11.4空調(diào)房間的氣流組織影響氣流組織的因素很多,如送風(fēng)口位置及形式,回風(fēng)口位置,房間幾何形狀及室內(nèi)的各種擾動等。其中以送風(fēng)口的空氣射流及其參數(shù)對氣流組織的影響最為重要。11.4.1送、回風(fēng)的運動規(guī)律1.送風(fēng)口空氣流動規(guī)律空氣經(jīng)噴嘴向周圍氣體的外射流動稱為射流。射流按流態(tài)不同,可分為層流射流和湍流射流;按其進(jìn)入空間的大小,可分為自由射流和受限射流;按送風(fēng)溫度與室溫的差異,可分為等溫射流和非等溫射流;按噴嘴形式不同,還可分為圓射流和扁射流。11.4空調(diào)房間的氣流組織空調(diào)中遇到的射流均屬于湍流非等溫受限(或自由)射流。(1)等溫自

29、由湍流射流設(shè)射流溫度與房間溫度相同,房間體積比射流體積大得多,送風(fēng)口長寬比小于10,射流呈湍流狀態(tài)。當(dāng)射流進(jìn)入房間后,射流邊界與周圍氣體不斷進(jìn)行動量、質(zhì)量交換,周圍空氣不斷被卷入,射流流量不斷增加,斷面不斷擴大。而射流速度則因與周圍空氣的動量交換而不斷下降,當(dāng)射流邊界層擴散到軸心時,射流發(fā)展到了主體段,隨著射程的繼續(xù)增大,速度繼續(xù)減小,直至消失。等溫自由射流的發(fā)展過程如圖11-4所示。11.4空調(diào)房間的氣流組織(2)非等溫自由射流當(dāng)射流出口溫度與房間空氣溫度不相同時,稱為非等溫射流。在空氣調(diào)節(jié)中,采用的正是這種非等溫射流。送風(fēng)溫度低于室內(nèi)空氣溫度時為冷射流,高于室內(nèi)空氣溫度時為熱射流。圖11-

30、4等溫自由射流的發(fā)展過程11.4空調(diào)房間的氣流組織非等溫射流由于密度與周圍空氣密度不同,所受的重力與浮力不相平衡,使整個射流將發(fā)生向下或向上彎曲,氣流產(chǎn)生偏移。彎曲射流的軸線軌跡如圖11-5所示。圖11-5彎曲射流的軸線軌跡圖11.4空調(diào)房間的氣流組織(3)受限射流當(dāng)射流邊界的擴展受到房間邊壁影響時,就稱為受限射流。不管是受限射流還是自由射流,都是對周圍空氣的擾動,它所具有的能量是有限的,它能引起的擾動范圍也是有限的,不可能擴展到無限遠(yuǎn)去。而受限射流還要受到房間邊壁的影響,因此形成了受限射流的特征。當(dāng)射流不斷卷吸周圍空氣時,周圍較遠(yuǎn)處空氣流必然要來補充,由于邊壁的存在與影響,勢必導(dǎo)致形成回流(

31、見圖11-6)。11.4空調(diào)房間的氣流組織而回流范圍有限,則促使射流外逸,于是射流與回流閉合,形成大渦流。在所謂的第I臨界斷面處,將出現(xiàn)極值:射流斷面最大,射流流量最大,回流流速最大。圖11-6有限空間射流流場11.4空調(diào)房間的氣流組織(4)旋轉(zhuǎn)射流氣流通過具有旋流作用的噴嘴向外射出,氣流本身一面旋轉(zhuǎn),一面又向靜止介質(zhì)中擴散前進(jìn),這種射流稱為旋轉(zhuǎn)射流。由于射流的旋轉(zhuǎn),使得射流介質(zhì)獲得向四周擴散的離心力。和一般射流相比,旋轉(zhuǎn)射流的擴散角要大得多,射程短得多,并且在射流內(nèi)部形成了一個回流區(qū)。正因為旋轉(zhuǎn)射流有如此特點,所以,對于要求快速混合的通風(fēng)場合,用它作為送風(fēng)口是很合適的。11.4空調(diào)房間的氣流

32、組織2.回風(fēng)口空氣流動規(guī)律回風(fēng)口與送風(fēng)口的空氣運動規(guī)律是完全不同的。送風(fēng)射流以一定的角度向外擴散,而回風(fēng)氣流則從四面八方流向回風(fēng)口,流線向回風(fēng)點集中形成點匯,等速面以此點匯為中心近似于球面,如圖11-7所示。實驗結(jié)果表明,吸風(fēng)氣流作用區(qū),氣流速度迅速下降,吸風(fēng)影響范圍很小。圖11-7回風(fēng)點匯圖11.4空調(diào)房間的氣流組織11.4.2氣流組織的形式按照送、回風(fēng)口布置位置和形式的不同,可以有各種各樣的氣流組織形式。大致可以歸納為以下五種:側(cè)送側(cè)回,上送下回,中送下上回,下送上回及上送上回。1.側(cè)送側(cè)回側(cè)送風(fēng)口布置在房間的側(cè)墻上部,空氣橫向送出,氣流吹到對面墻上轉(zhuǎn)折下落到工作區(qū)并以較低速度流過工作區(qū),

33、再由布置在同側(cè)的回風(fēng)口排出。根據(jù)房間跨度大小,可以布置成單側(cè)送單側(cè)回和雙側(cè)送雙側(cè)回,如圖11-8所示。11.4空調(diào)房間的氣流組織側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū),具有以下優(yōu)點:由于送風(fēng)射流在到達(dá)工作區(qū)之前,已與房間空氣進(jìn)行了比較充分的混合,速度場和溫度場都趨于均勻和穩(wěn)定,因此能保證工作區(qū)氣流速度和溫度的均勻性。所以對于側(cè)送側(cè)回來說,容易滿足設(shè)計對于速度不均勻系數(shù)的要求。圖11-8側(cè)送風(fēng)氣流流型11.4空調(diào)房間的氣流組織此外,由于側(cè)送側(cè)回的射流射程比較長,射流來得及充分衰減,故可加大送風(fēng)溫差。基于上述優(yōu)點,側(cè)送側(cè)回是用得最多的氣流組織形式。2.上送下回散流器送風(fēng)和孔板送風(fēng)是常見的上送下回形式。散流

34、器送風(fēng)如圖11-9所示。11.4空調(diào)房間的氣流組織密布散流器送風(fēng)可以形成平行流流型,渦流少,斷面速度場均勻。對于溫濕度要求精度高的房間,特別是要求潔凈度很高的房間,則是理想的氣流組織形式。圖11-9散流器上送下回流型11.4空調(diào)房間的氣流組織3.中送下上回圖11-10所示是中部送風(fēng)下部回風(fēng)或下部上部同時回風(fēng)的氣流流型圖。圖11-10中送風(fēng)氣流流型對于高大房間來說,送風(fēng)量往往很大,房間上部和下部的溫差也比較大,因此將房間分為上下兩部分對待是合適的。下部視為工作區(qū),上部視為非工作區(qū)。采用中部送風(fēng),下部和上部同時排風(fēng),形成兩個氣流區(qū),保證下部工作區(qū)達(dá)到空調(diào)設(shè)計要求,而上部氣流區(qū)負(fù)擔(dān)排走非空調(diào)區(qū)的余熱

35、量。11.4空調(diào)房間的氣流組織4.下送上回這種形式的送風(fēng)口布置在下部,回風(fēng)口布置在上部,如圖11-11a所示,也有送回風(fēng)口都布置在下部的,如圖11-11b所示。對于室內(nèi)余熱量大,特別是熱源又靠近頂棚的場合,如計算機房、廣播電臺的演播大廳等,采用這種氣流組織形式是非常合適的。圖11-11下送風(fēng)氣流流型11.4空調(diào)房間的氣流組織5.上送上回這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口疊在一起,布置在房間上部,如圖11-12所示。對于因各種原因不能在房間下部布置回風(fēng)口的場合是相當(dāng)合適的。但應(yīng)注意氣流短路的現(xiàn)象發(fā)生,如果氣流短路,則經(jīng)濟性差。圖11-12上送上回氣流流型11.5空氣處理設(shè)備11.5空氣處理設(shè)備1

36、1.5.1空氣的基本處理方法在空調(diào)系統(tǒng)中,通過使用各種設(shè)備及技術(shù)手段使空氣的溫度、濕度等參數(shù)發(fā)生變化,最終達(dá)到要求的狀態(tài)。對空氣的主要處理過程包括熱濕處理與凈化處理兩大類,其中熱濕處理是最基本的處理方式。11.5空氣處理設(shè)備最簡單的空氣熱濕處理過程可分為四種:加熱、冷卻、加濕、除濕。所有實際的空氣處理過程都是上述各種單一過程的組合,如夏季最常用的冷卻去濕過程就是除濕與降溫過程的組合,噴水室的等焓加濕過程就是加濕與降溫的組合。在實際空氣處理過程中有些過程往往不能單獨實現(xiàn),如降溫有時伴隨著除濕或加濕。1.加熱單純的加熱過程是容易實現(xiàn)的。主要的實現(xiàn)途徑是用表面式空氣加熱器、電加熱器加熱空氣。如果用溫

37、度高于空氣溫度的水噴淋空氣,則會在加熱空氣的同時又使空氣的濕度升高。11.5空氣處理設(shè)備2.冷卻采用表面式空氣冷卻器或溫度低于空氣溫度的水噴淋空氣都可使空氣溫度下降。如果表面式空氣冷卻器的表面溫度高于空氣的露點溫度,或噴淋水的水溫等于空氣的露點溫度,則可實現(xiàn)單純的降溫過程;如果表面式空氣冷卻器的表面溫度或噴淋水的水溫低于空氣的露點溫度,則空氣會實現(xiàn)冷卻去濕過程;如果噴淋水的水溫高于空氣的露點溫度,則空氣會實現(xiàn)冷卻加濕的過程。11.5空氣處理設(shè)備3.加濕單純的加濕過程可通過向空氣加入干蒸汽來實現(xiàn)。直接向空氣噴入水霧可實現(xiàn)等焓加濕過程。4.除濕除了可用表冷器與噴冷水對空氣進(jìn)行減濕處理外,還可以使用

38、液體或固體吸濕劑來進(jìn)行除濕。液體吸濕是利用某些鹽類水溶液對空氣的水蒸氣的強吸收作用來對空氣進(jìn)行除濕,方法是根據(jù)要求的空氣處理過程的不同(降溫、加熱或等溫),用一定濃度和溫度的鹽水噴淋空氣。固體吸濕劑是利用有大量孔隙的固體吸附劑(如硅膠)對空氣中的水蒸氣的表面吸附作用來除濕的。但在吸附過程中固體吸附劑會放出一定的熱量,所以空氣在除濕過程中溫度會升高。11.5空氣處理設(shè)備11.5.2典型的空氣處理設(shè)備1.表面式換熱器表面式換熱器是空調(diào)工程中最常用的空氣處理設(shè)備,它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、占地少、水質(zhì)要求不高,水側(cè)的阻力小。目前應(yīng)用的這類設(shè)備都由肋片管組成,管內(nèi)流通冷水、熱水、蒸汽或制冷劑,空氣掠過管外通

39、過管壁與管內(nèi)介質(zhì)換熱。制作材料有銅、鋼和鋁。使用時一般用多排串聯(lián),便于提高空氣的換熱量;如果通過的空氣量較大,為避免迎風(fēng)風(fēng)速過大,也可以多個并聯(lián)。11.5空氣處理設(shè)備表面式換熱器可分為表面式空氣加熱器與表面式空氣冷卻器兩類。1)表面式空氣加熱器用熱水或蒸汽做熱媒,可實現(xiàn)對空氣的等濕加熱。2)表面式空氣冷卻器用冷水或制冷劑做冷媒,因此又可分為冷水式與直接蒸發(fā)式兩種。其中直接蒸發(fā)式冷卻器就是制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器。使用表面式冷卻器可實現(xiàn)空氣的干式冷卻或濕式冷卻過程,過程的實現(xiàn)取決于表面式冷卻器的表面溫度是高于還是低于空氣的露點溫度。11.5空氣處理設(shè)備表面式換熱器的冷熱水管上一般裝有閥門,用來根據(jù)負(fù)荷

40、的變化調(diào)節(jié)水的流量,以保證出口空氣參數(shù)符合控制要求。風(fēng)機盤管機組中的盤管就是一種表面式換熱器,空調(diào)機組中的空氣冷卻器是直接蒸發(fā)式冷卻器。2.噴水室噴水室的空氣處理方法是向流過的空氣直接噴淋大量的水滴,被處理的空氣與水滴接觸,進(jìn)行熱濕處理,達(dá)到要求的狀態(tài)。噴水室由噴嘴、水池、噴水管路、擋水板、外殼等組成,如圖11-13所示。11.5空氣處理設(shè)備它的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)多種空氣處理過程,具有一定的空氣凈化能力,耗費金屬少,容易加工,缺點是占地面積大,對水質(zhì)要求高,水系統(tǒng)復(fù)雜,水泵耗電量大等,而且要定期更換水池中的水,耗水量比較大。目前在一般建筑中已很少使用,但在紡織廠、卷煙廠等以調(diào)節(jié)濕度為主要任務(wù)的場合

41、仍大量使用。圖11-13噴水室構(gòu)造原理11.5空氣處理設(shè)備3.加熱與除濕設(shè)備(1)噴蒸汽加濕蒸汽噴管是最簡單的加濕裝置,它由直徑略大于供汽管的管段組成,管段上開有多個小孔。蒸汽在管網(wǎng)壓力作用下由小孔噴出,混入空氣中。為保證噴出的蒸汽中不夾帶冷凝水滴,蒸汽噴管外有保溫套管,如圖11-14所示。11.5空氣處理設(shè)備使用蒸汽噴管需要由集中熱源提供蒸汽,它的優(yōu)點是節(jié)省動力用電,加濕穩(wěn)定迅速,運行費用低,因此在空調(diào)工程中應(yīng)用廣泛。圖11-14干蒸汽加濕器11.5空氣處理設(shè)備(2)電加濕器電加濕器是一種噴蒸汽的加濕器,它是利用電能使水汽化,然后用短管直接將蒸汽噴入空氣中,電加濕器包括電熱式和電極式兩種。電

42、熱式加濕器是由管狀電熱元件置于水槽中做成的。電熱元件通電后加熱水至沸騰產(chǎn)生蒸汽。為了防止斷水空燒,補水通常采用浮球閥自動控制;為了避免蒸汽中夾帶水滴,在電熱式加濕器的后面應(yīng)裝蒸汽過熱器;為了減少加濕器的熱耗和電耗,電熱式加濕器的外殼應(yīng)做好保溫。11.5空氣處理設(shè)備電極式加濕器是利用三根不銹鋼棒或鍍鉻銅棒做電極,插入水容器中組成。以水做電阻,通電之后水被加熱產(chǎn)生蒸汽;蒸汽由排氣管送到空氣里,水位越高、導(dǎo)熱面積越大,通過電流越強,產(chǎn)生的蒸汽也越多;通過改變溢流管的高低來調(diào)節(jié)水位的高低,從而調(diào)節(jié)加濕量。使用電極式加濕器時,應(yīng)注意外殼要有良好的接地,使用中要經(jīng)常排污和定期清洗。這兩種電加濕器的缺點是耗

43、電量大,電熱元件與電極上易結(jié)垢,優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊,加濕量易于控制,經(jīng)常應(yīng)用于小型空調(diào)系統(tǒng)中。11.5空氣處理設(shè)備(3)冷凍除濕機冷凍除濕機是由制冷系統(tǒng)與送風(fēng)裝置組成的。其中制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器能夠吸收空氣中的熱量,并通過壓縮機的作用,把所吸收的熱量從冷凝器排到外部環(huán)境中去。冷凍除濕機的工作原理是由制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器將要處理的空氣冷卻除濕,再由制冷系統(tǒng)的冷凝器把冷卻除濕后的空氣加熱。這樣處理后的空氣雖然溫度較高,但濕度很低,適用于只需要除濕,而不需要降溫的場合。 (4)氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機這是一種固體吸濕劑除濕設(shè)備,如圖11-15所示。11.5空氣處理設(shè)備它利用含有氯化鋰和氯化錳晶體的石棉紙來吸收空氣中的水

44、分。吸濕紙做的轉(zhuǎn)輪緩慢轉(zhuǎn)動,要處理的空氣流過3/4面積的蜂窩狀通道被除濕,再生空氣經(jīng)過濾器與加熱器進(jìn)入另1/4面積通道,帶走吸濕紙中的水分排出室外。這種設(shè)備吸濕能力強,維護(hù)管理簡單,是比較理想的除濕設(shè)備。圖11-15轉(zhuǎn)輪除濕機工作原理11.5空氣處理設(shè)備(5)電加熱器電加熱器是讓電流通過電阻絲發(fā)熱來加熱空氣的設(shè)備。其優(yōu)點是加熱均勻、熱量穩(wěn)定、易于控制、結(jié)構(gòu)緊湊,可以直接安裝在風(fēng)管內(nèi),缺點是電耗高。因此,一般用于溫度精度要求較高的空調(diào)系統(tǒng)和小型空調(diào)系統(tǒng),加熱量要求大的系統(tǒng)不宜采用。11.5空氣處理設(shè)備電加熱器有裸線式和管式兩種類型。裸線式電加熱器的電阻絲直接暴露在空氣中,空氣與電阻絲直接接觸,加

45、熱迅速,結(jié)構(gòu)簡單,但容易斷絲漏電,安全性差。管式電加熱器是將電阻絲裝在特制的金屬套管內(nèi),中間填充導(dǎo)熱性能好的電絕緣材料,如結(jié)晶氧化鎂等。這種電熱管有棒形、蛇形和螺旋形等多種形式。通過電加熱器的風(fēng)速不能過低,以避免造成電加熱器表面溫度過高。通常電加熱器和通風(fēng)機之間要有啟閉連鎖裝置,只有通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時,電加熱器才能接通。11.5空氣處理設(shè)備11.5.3組合式空調(diào)機組組合式空調(diào)機組也稱為組合式空調(diào)器,是將各種空氣熱濕處理設(shè)備和風(fēng)機、閥門等組合成一個整體的箱式設(shè)備。箱內(nèi)的各種設(shè)備可以根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的組合順序排列在一起,能夠?qū)崿F(xiàn)各種空氣的處理功能?？蛇x用定型產(chǎn)品,也可自行設(shè)計。圖11-16所示是一種組合式空

46、調(diào)機組。圖11-16組合式空調(diào)機組的形式11.5空氣處理設(shè)備11.5.4局部空調(diào)機組局部空調(diào)機組屬于直接蒸發(fā)表冷式空調(diào)機組。它是由制冷系統(tǒng)、通風(fēng)機、空氣過濾器等組成的空氣處理機組。 根據(jù)空調(diào)機組的結(jié)構(gòu)形式分為整體式、分體式和組合式三種。整體式空調(diào)機組是指將制冷系統(tǒng)、通風(fēng)機、空氣過濾器等組合在一個整體機組內(nèi),如窗式空調(diào)器。分體式空調(diào)機組是指將壓縮機和冷凝器及冷卻冷凝器的風(fēng)機組成室外機組,蒸發(fā)器和送風(fēng)機組成室內(nèi)機組,兩部分獨立安裝,如家用壁掛式空調(diào)器。11.5空氣處理設(shè)備組合式空調(diào)機是指壓縮機和冷凝器組成壓縮冷凝機組,蒸發(fā)器、送風(fēng)機、加熱器、加濕器、空氣過濾器等組成空調(diào)機組,兩部分可以裝在同一房間

47、內(nèi),也可以分別裝在不同房間內(nèi)。相對于集中式空調(diào)系統(tǒng)而言,局部空調(diào)機組投資低、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占機房面積小、安裝方便。但設(shè)備噪聲較大,對建筑物外觀有一定影響。局部空調(diào)機組不帶風(fēng)管,如需接風(fēng)管,用戶可自行選配。局部空調(diào)機組一般無防振要求,可直接放在一般地面上或混凝土基礎(chǔ)上;有防振要求時,要做防振基礎(chǔ)或墊橡膠墊、彈簧減振器等減振。若機組安裝在樓板上,則樓板荷重不應(yīng)低于機組荷重。11.5空氣處理設(shè)備11.5.5空調(diào)機房空調(diào)機房是放置集中式空調(diào)系統(tǒng)或半集中式空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備及送回風(fēng)機的地方。1.空調(diào)機房的位置空調(diào)機房盡量設(shè)置在負(fù)荷中心,目的是縮短送、回風(fēng)管道,節(jié)省空氣輸送的能耗,減少風(fēng)道占據(jù)

48、的空間。但不應(yīng)靠近要求低噪聲的房間,如廣播電視房間、錄音棚等的建筑物,空調(diào)機房最好設(shè)置在地下室,而一般的辦公室、賓館的空調(diào)機房可以分散在各樓層上。11.5空氣處理設(shè)備高層建筑的集中式空調(diào)機房宜設(shè)置在設(shè)備技術(shù)層,以便集中管理。20層以內(nèi)的高層建筑宜在上部或下部設(shè)置一個技術(shù)層。如上部為辦公室或客房,下部為商場或餐廳等,則技術(shù)層最好設(shè)在地下室。2030層的高層建筑宜在上部和下部各設(shè)一技術(shù)層,如在頂層和地下室各設(shè)一個技術(shù)層。30層以上的高層建筑,其中部還應(yīng)增加一二個技術(shù)層。這樣做的目的是避免送、回風(fēng)干管過長過粗而占據(jù)過多空間,而且增加風(fēng)機電耗,圖11-17所示是各類建筑物技術(shù)層或設(shè)備間的大致位置(用陰

49、影部分表示)。11.5空氣處理設(shè)備圖11-17各類建筑物技術(shù)層或設(shè)備間的大致位置a)小型樓房b)一般辦公樓c)出租辦公樓d)中高層建筑11.5空氣處理設(shè)備空調(diào)機房的劃分應(yīng)不穿越防火分區(qū)。所以大中型建筑應(yīng)在每個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置空調(diào)機房,最好能設(shè)置在防火區(qū)的中心位置。如果在高層建筑中使用帶新風(fēng)的風(fēng)機盤管等空氣水系統(tǒng),應(yīng)在每層或每幾層(一般不超過五層)設(shè)一個新風(fēng)機組。當(dāng)新風(fēng)量較小,房屋空間較大時,也可把新風(fēng)機組懸掛在吊頂內(nèi)。各層空調(diào)機房最好能在垂直方向上的同一位置布置,這樣可縮短冷、熱水管的長度,減少管道交叉,節(jié)省投資和能耗。各層空調(diào)機房的位置應(yīng)考慮風(fēng)管的作用半徑不要過大,一般為3040m。一個空調(diào)系

50、統(tǒng)的服務(wù)面積不宜大于500m2。11.5空氣處理設(shè)備2.空調(diào)機房的大小空調(diào)機房的面積與采用的空調(diào)方式、系統(tǒng)的風(fēng)量大小、空氣處理的要求等有關(guān),與空調(diào)機房內(nèi)放置設(shè)備的數(shù)量和每臺設(shè)備的占地面積有關(guān)。一般全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng),當(dāng)空氣參數(shù)要求嚴(yán)格或有凈化要求時,空調(diào)機房面積約為空調(diào)面積的10%20%;舒適性空調(diào)和一般降溫空調(diào)系統(tǒng),大約為5%10%;僅處理新風(fēng)的空氣水系統(tǒng),新風(fēng)機房約為空調(diào)面積的1%2%。如果空調(diào)機房、通風(fēng)機房和冷凍機房統(tǒng)一估算,總面積約為總建筑面積的3%7%。11.5空氣處理設(shè)備空調(diào)機房的高度一般凈高為46m。對于總建筑面積小于3000m2的建筑物,空調(diào)機房凈高為4m;總建筑面積大于30

51、00m2的建筑物,空調(diào)機房凈高為4.5m;對于總建筑面積超20000m2的建筑物,其集中空調(diào)的大機房凈高應(yīng)為67m,而分層機房則為標(biāo)準(zhǔn)層的高度,即2.73m。3.空調(diào)機房的結(jié)構(gòu)空調(diào)設(shè)備安裝在樓板上或屋頂上時,結(jié)構(gòu)的承重應(yīng)按設(shè)備質(zhì)量和基礎(chǔ)尺寸計算,而且應(yīng)包括設(shè)備中充注的水或制冷劑的質(zhì)量及保溫材料的質(zhì)量等。11.5空氣處理設(shè)備對于一般常用的系統(tǒng),空調(diào)機房的荷載估算約為500600kg/m3,而屋頂機組的荷載應(yīng)根據(jù)機組的大小而定?？照{(diào)機房與其他房間的隔墻以240墻為宜,機房的門應(yīng)采用隔聲門,機房內(nèi)墻表面應(yīng)粘貼吸聲材料。空調(diào)機房的門和拆裝設(shè)備的通道應(yīng)考慮能順利地運入最大設(shè)備構(gòu)件的可能,如構(gòu)件不能從門運

52、入,則應(yīng)預(yù)留安裝孔洞和通道,并考慮拆換的可能。空調(diào)機房應(yīng)有非正立面的外墻,以便設(shè)置新風(fēng)口讓新風(fēng)進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)。如果空調(diào)機房位于地下室或大型建筑的內(nèi)區(qū),則應(yīng)有足夠斷面的新風(fēng)豎井或新風(fēng)通道。11.5空氣處理設(shè)備4.機房內(nèi)的布置大型機房應(yīng)設(shè)單獨的管理人員值班室,值班室應(yīng)設(shè)于便于觀察機房的位置,自動控制屏宜放在值班室。機房最好有單獨的出入口,以防止人員噪聲傳入空調(diào)房間。經(jīng)常操作的操作面宜有不小于1m的凈距離,需要檢修的設(shè)備旁邊要有不小于0.7m的檢修距離。經(jīng)常調(diào)節(jié)的閥門應(yīng)設(shè)置在便于操縱的位置。需要檢修的地點應(yīng)設(shè)置檢修照明。11.5空氣處理設(shè)備風(fēng)管布置應(yīng)盡量避免交叉,以減小空調(diào)機房與吊頂?shù)母叨?。放在吊頂?nèi)

53、的閥門等需要操作的部件,如吊頂不能上人,則需要在閥門附近預(yù)留檢查孔便于在吊頂下操作。如果吊頂較高能夠上人,則應(yīng)預(yù)留上人的孔洞,并在吊頂上設(shè)人行通道。11.6空調(diào)水系統(tǒng)就空調(diào)工程的整體而言,空調(diào)水系統(tǒng)包括冷(熱)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)?？照{(diào)水系統(tǒng)的作用就是以水作為介質(zhì)在空調(diào)建筑物之間和建筑物內(nèi)部傳遞冷量或熱量。正確合理地設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)是整個空調(diào)系統(tǒng)正常運行的重要保證,同時也能有效地節(jié)省電能消耗。冷(熱)水系統(tǒng)是指由冷水機組(或換熱器)制備出的冷水(或熱水)的供水,由冷水(或熱水)循環(huán)泵,通過供水管路輸送至空調(diào)末端設(shè)備,釋放出冷量(或熱量)后的冷水(或熱水)的回水,經(jīng)回水管路返回冷水機組(

54、或換熱器)。11.6空調(diào)水系統(tǒng)對于高層建筑,該系統(tǒng)通常為閉式循環(huán)環(huán)路,除循環(huán)泵外,還設(shè)有膨脹水箱、分水器和集水器、自動排氣閥、除污器和水過濾器、水量調(diào)節(jié)閥及控制儀表等。對于冷水水質(zhì)要求較高的冷水機組,還應(yīng)設(shè)軟化水制備裝置、補水水箱和補水泵等。冷卻水系統(tǒng)是指冷卻冷水機組冷凝器的水系統(tǒng),冷卻水系統(tǒng)一般由冷卻循環(huán)水泵、冷卻塔、除污器、冷卻水管路等組成。冷凝水系統(tǒng)是指空調(diào)末端裝置在夏季工況時用來排出冷凝水的管路系統(tǒng)。11.6空調(diào)水系統(tǒng)11.6.1冷水系統(tǒng)制冷的目的在于供給用戶使用,向用戶供冷的方式有兩種:直接供冷和間接供冷。直接供冷是將制冷裝置的蒸發(fā)器直接置于需冷卻的對象處,使低壓液態(tài)制冷劑直接吸收該

55、對象的熱量。采用這種方式供冷可以減少一些中間設(shè)備,故投資和機房占地面積少,而且制冷系數(shù)較高;它的缺點是蓄冷能力差,制冷劑滲漏可能性增多,所以適用于中小型系統(tǒng)或低溫系統(tǒng)。間接供冷是首先利用蒸發(fā)器冷卻某種載冷劑,然后再將此載冷劑輸送到各個用戶,使需冷卻對象降低溫度。11.6空調(diào)水系統(tǒng)這種供冷方式使用靈活,控制方便,特別適合于區(qū)域性供冷。下面就常用的冷水系統(tǒng)作簡要介紹。冷水管道系統(tǒng)為循環(huán)水系統(tǒng),根據(jù)用戶需要情況不同,可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種,如圖11-18所示。圖11-18冷水系統(tǒng)1水泵2蒸發(fā)器3用戶4膨脹水箱5回水箱6冷水箱11.6空調(diào)水系統(tǒng)開式系統(tǒng)需要設(shè)置冷水箱和回水箱,系統(tǒng)水容量大,運行穩(wěn)

56、定,控制簡便。閉式系統(tǒng)與外界空氣接觸少,可以減緩腐蝕現(xiàn)象。閉式系統(tǒng)必須采用殼管式蒸發(fā)器,用戶側(cè)則應(yīng)采用表面式換熱設(shè)備,而開式系統(tǒng)則不受這些限制,當(dāng)采用水箱式蒸發(fā)器時,可以用它代替冷水箱或回水箱。從調(diào)節(jié)特征上,冷水系統(tǒng)可以分為定水量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)兩種形式。定水量系統(tǒng)中的水流量不變,通過改變冷水供回水溫度來適應(yīng)空調(diào)房間的冷負(fù)荷變化。變水量系統(tǒng)則通過改變水流量來適應(yīng)冷負(fù)荷變化,而冷水供回水溫差基本不變。11.6空調(diào)水系統(tǒng)由于冷水循環(huán)和輸配能耗占整個空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗的15%20%,而空調(diào)負(fù)荷需要的冷水量也經(jīng)常性地小于設(shè)計流量,所以變水量系統(tǒng)具有節(jié)能潛力。變水量系統(tǒng)有一級泵系統(tǒng)和二級泵系統(tǒng)兩種常用的冷

57、水系統(tǒng)。圖11-19所示為一級泵系統(tǒng)示意圖,常用的一級泵系統(tǒng)是在供回水集管之間設(shè)置一根旁通管,以保持冷水機組側(cè)為定流量運行,而用戶側(cè)處于變流量運行。11.6空調(diào)水系統(tǒng)目前,由于冷水機組可在減少一定水量情況下正常運行,所以,供回水集管之間可不設(shè)置旁通管,而整個系統(tǒng)在一定負(fù)荷范圍內(nèi)采用變流量運行,這樣可使水泵能耗大為降低。一級泵系統(tǒng)組成簡單,控制容易,運行管理方便,一般多采用此種系統(tǒng)。圖11-19一級泵系統(tǒng)示意圖1冷水機組2空調(diào)末端3冷水水泵4旁通管5旁通調(diào)節(jié)閥6二通調(diào)節(jié)閥7膨脹水箱11.6空調(diào)水系統(tǒng)圖11-20所示為二級泵系統(tǒng)示意圖,它由兩個環(huán)路組成:由一次泵、冷水機組和旁通管組成的這段管路稱為

58、一次環(huán)路,由二次泵、空調(diào)末端和旁通管組成的這一段管路稱為二次環(huán)路。一次環(huán)路負(fù)責(zé)冷水的制備,二次環(huán)路負(fù)責(zé)冷水的輸配。圖11-20二級泵系統(tǒng)示意圖1一次泵2冷水機組3二次泵4空調(diào)末端5旁通管6旁通調(diào)節(jié)閥7二通調(diào)節(jié)閥8膨脹水箱11.6空調(diào)水系統(tǒng)這種系統(tǒng)的特點是采用兩組泵來保持冷水機組一次環(huán)路的定流量運行,而用戶側(cè)二次環(huán)路為變流量運行,從而解決空調(diào)末端設(shè)備要求變流量與冷水機組蒸發(fā)器要求定流量的矛盾。該系統(tǒng)完全可以根據(jù)空調(diào)負(fù)荷需要,通過改變二次水泵的臺數(shù)或者水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)二次環(huán)路的循環(huán)水量,以降低冷水的輸送能耗。可以看出,二級泵系統(tǒng)的最大優(yōu)點是能夠分區(qū)分路供應(yīng)用戶側(cè)所需的冷水,因此適用于大型系統(tǒng)。11.

59、6空調(diào)水系統(tǒng)11.6.2冷卻水系統(tǒng)合理地選用冷卻水源和冷卻水系統(tǒng)對制冷系統(tǒng)的運行費和初投資具有重要意義。為了保證制冷系統(tǒng)的冷凝溫度不超過制冷壓縮機的允許工作條件,冷卻水進(jìn)水溫度一般應(yīng)不高于32。冷卻水系統(tǒng)可分為直流式、混合式和循環(huán)式三種。11.6空調(diào)水系統(tǒng)1.直流式冷卻水系統(tǒng)最簡單的冷卻水系統(tǒng)是直流式供水系統(tǒng),即升溫后的冷卻回水直接排走,不重復(fù)使用。根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況,冷卻水可為地面水(河水或湖水)、地下水(井水)或城市自來水。由于城市自來水價格較高,只有小型制冷系統(tǒng)采用。對于直流式供水系統(tǒng),冷凝器用過的冷卻水直接排入下水道或用于農(nóng)田灌溉,因此,它只適用于水源充足的地區(qū)。11.6空調(diào)水系統(tǒng)2.混

60、合式冷卻水系統(tǒng)采用深井水的直流式供水系統(tǒng),由于水溫較低,一次使用后升溫不大。例如,為了保證立式殼管冷凝器有足夠高的傳熱效果,冷卻水通過冷凝器以后的溫升一般為3左右,如果深井水的溫度為18,采用直流式供水系統(tǒng)時,則將大量21的水排掉,這是對自然資源的極大浪費。當(dāng)然,加大冷卻水在冷凝器中的溫升,可以大大減少深井水的用量,但這樣將使冷凝器的傳熱效果變差。11.6空調(diào)水系統(tǒng)因此,為了節(jié)約深井水的用量,減少打井的初投資,而又不降低冷凝器的傳熱效果,常采用混合式冷卻水系統(tǒng),如圖11-21所示?；旌鲜嚼鋮s水系統(tǒng)是將一部分已用過的冷卻水與深井水混合,然后再用水泵壓送至各臺冷凝器使用。這樣,既不減少通入冷凝器的