建筑空氣調(diào)節(jié)(簡化版)-新

1、1第十章 空氣調(diào)節(jié)概念 空氣調(diào)節(jié)（簡稱空調(diào)），是為滿足生產(chǎn)、生活要求，改善勞動衛(wèi)生條件，用人工的方法使房間或密閉空間的空氣溫度、相對濕度、潔凈度和氣流速度等參數(shù)達到一定要求的技術(shù)。2第一節(jié) 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類一、空調(diào)系統(tǒng)的組成 主要由空氣處理設(shè)備、空氣輸送管道、空氣分配裝置以及運行自動控制裝置四部分組成。3空調(diào)系統(tǒng)的組成空調(diào)房間燈熱4系統(tǒng)的所有空氣處理設(shè)備和送、回風機等都集中設(shè)置在空調(diào)機房內(nèi)，空氣經(jīng)處理后由送、回風管道送入空調(diào)房間。如下圖所示。集中式空調(diào)系統(tǒng)原理圖5二、空調(diào)系統(tǒng)的分類1.按照承擔室內(nèi)冷熱負荷、濕負荷的介質(zhì)分類2.按照空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類3.按照空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源分類4.

2、按照空調(diào)系統(tǒng)的用途不同分類6二、空調(diào)系統(tǒng)的分類1.按照承擔室內(nèi)冷熱負荷、濕負荷的介質(zhì)種類全空氣系統(tǒng)全水系統(tǒng)空氣-水系統(tǒng)冷劑系統(tǒng)7(1)全空氣系統(tǒng)QWQ送風回風空調(diào)房間室內(nèi)負荷全部由集中處理過的空氣來負擔?？諝獗葻嵝?、密度小，需空氣量多，風道截面大，輸送耗能大。8QWQ空調(diào)房間處理后的水循環(huán)的空氣(2)全水系統(tǒng)室內(nèi)負荷全部由集中處理過的一定溫度的水來負擔。輸送管路斷面小。無通風換氣的作用。9(3)空氣-水系統(tǒng)QWQ空調(diào)房間處理后水循環(huán)的空氣送風回風由處理過的空氣和水共同負擔室內(nèi)負荷；其特征介于上述二者之間。10QWQ空調(diào)房間循環(huán)的空氣制冷裝置(4)冷劑系統(tǒng)制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器或冷凝器直接向房間吸收或放

3、出熱量。冷、熱量的輸送損失少。112.按照空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類集中式半集中式分散式（局部機組）二、空調(diào)系統(tǒng)的分類12(1)集中式空調(diào)系統(tǒng)空氣的溫濕度集中在空氣處理箱(AHU)中進行調(diào)節(jié)后，經(jīng)風道輸送到使用地點，對應(yīng)負荷變化集中在AHU中不斷調(diào)整，是空調(diào)最基本的方式，目前被廣泛采用。13集中式空調(diào)系統(tǒng)14(2)半集中式空調(diào)系統(tǒng)除由集中的空氣處理箱(AHU)處理空氣外，在各個空調(diào)房間還分別有處理空氣的“末端裝置”。15(3)分散式空調(diào)系統(tǒng)個別獨立型：各房間的空氣處理由獨立的帶冷熱源的空調(diào)機組承當。構(gòu)成系統(tǒng)型：分別帶冷熱源的空調(diào)機組通過水系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)路。163.按照空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源封閉式系

4、統(tǒng)直流式系統(tǒng)混合式系統(tǒng)二、空調(diào)系統(tǒng)的分類17(1)封閉式系統(tǒng)空調(diào)房間風機空調(diào)箱全部為循環(huán)空氣，系統(tǒng)中無新風加入。18(2)直流式系統(tǒng)空調(diào)房間風機空調(diào)箱全部為新風，不使用循環(huán)空氣。19(3)混合式系統(tǒng)空調(diào)房間風機空調(diào)箱除部分新風外使用相當數(shù)量的循環(huán)空氣(回風)。20 舒適性空調(diào)：為滿足人的舒適性需要而設(shè)置的空調(diào)系統(tǒng)。 工藝性空調(diào)：為滿足生產(chǎn)工藝過程對空氣參數(shù)的要求而設(shè)置的空調(diào)系統(tǒng)。4.按照空調(diào)系統(tǒng)的用途不同分類二、空調(diào)系統(tǒng)的分類21第二節(jié) 空調(diào)負荷計算與送風量一、空調(diào)負荷計算 1.室內(nèi)空氣計算參數(shù) 包括：溫濕度基數(shù)與允許波動范圍、室內(nèi)空氣流速、潔凈度、噪聲、壓力及振動等。22溫度、濕度基數(shù)：是指

5、在空調(diào)區(qū)域內(nèi)所需保持的 空氣溫度和相對濕度基準值.空調(diào)精度：是指在空調(diào)區(qū)域內(nèi)，在工件旁或數(shù)個測溫（或測相對濕度）點上水銀溫度計（或相對濕度計）在要求的持續(xù)時間內(nèi)，所示的讀數(shù)偏離室內(nèi)溫濕度基數(shù)的最大差值。一、空調(diào)負荷計算23舒適性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計算參數(shù) 參數(shù) 季節(jié)室內(nèi)溫度t ()室內(nèi)相對濕度(%)室內(nèi)空氣流速v (m/s)夏季222840650.3冬季182430600.2工藝性空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)的確定可參考空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊(第二版)一、空調(diào)負荷計算24 2.室外空氣計算參數(shù) 符合采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度：采用歷年不保證1天的日平均溫度。冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算相對濕度

6、：采用累年最冷月平均相對濕度。一、空調(diào)負荷計算25 3.空調(diào)負荷 空調(diào)系統(tǒng)冷負荷：房間冷負荷：為保持空調(diào)房間恒定的空氣溫度，在某一時刻必須由空調(diào)系統(tǒng)從室內(nèi)除去的熱流量?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)冷負荷：是由空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷卻設(shè)備所除去的熱流量。 空氣調(diào)節(jié)房間熱負荷：空氣調(diào)節(jié)房間熱負荷的計算在原理上與采暖熱負荷的計算是相同的，即按穩(wěn)定傳熱計算法，將耗熱量作為房間的熱負荷一、空調(diào)負荷計算26 3.空調(diào)負荷空氣調(diào)節(jié)房間濕負荷：為連續(xù)保持空氣調(diào)節(jié)房間要求的空氣參數(shù)而必須除去或加入的濕流量。 空調(diào)冷負荷估算 空調(diào)冷負荷估算方法有許多種，下面是其中一種民用建筑工程冷負荷指標：旅館：80-90W/m2; 辦公樓：85-1

7、00W/m2圖書館：35-40W/m2；醫(yī)院： 80-90W/m2一、空調(diào)負荷計算27二、空調(diào)房間送風量與新風量送風量的確定:由于冬季送熱風時送風溫差值比夏季送冷風時的送風溫差大，所以冬季送風量比夏季小，故空調(diào)系統(tǒng)的送風量一般先確定夏季送風量， 在冬季可采取與夏季相同的送風量，也可以小于夏季送風量，但必須滿足最小換氣次數(shù)的要求，送風溫度不宜超過45。28二、空調(diào)房間送風量與新風量新風量與回風量的關(guān)系：送風量包括回風量和新風量，其中新風量占總風量的比例必須根據(jù)房間的具體要求。 民用建筑人員所需最小新風量按國家現(xiàn)行有關(guān)衛(wèi)生標準確定；工業(yè)建筑應(yīng)保證每人不小于30m3/h的新風量。29第三節(jié) 集中式空

8、調(diào)系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)：集中式空調(diào)系統(tǒng)和半集中式空調(diào)系統(tǒng)二者合稱為中央空調(diào)系統(tǒng)。集中式空調(diào)系統(tǒng)組成： 冷熱源、冷熱媒管道、空氣處理設(shè)備、送風管道、風口（圖10-1）。30圖10-1 集中式空調(diào)系統(tǒng)31一、集中空調(diào)系統(tǒng)的選擇 根據(jù)有害物情況及溫濕度精度要求可采用單風道、雙風道、定風量及變風量系統(tǒng)。全空氣定風量單風道系統(tǒng)：可用于需要恒溫、恒濕、無塵、無噪聲等的高級環(huán)境的場合，如醫(yī)院手術(shù)室、電視臺、播音室； 也可用于空調(diào)房間大或居留人員多，且各房間溫濕度參數(shù)、潔凈度要求、使用時間基本一致的場合，如商場、影劇院、餐廳等。32一、集中空調(diào)系統(tǒng)的選擇全空氣定風量雙風道系統(tǒng)：可用于需要對空調(diào)區(qū)域內(nèi)的單個房間進行

9、溫濕度控制，或由于建筑物的形狀或用途等原因，使得其冷熱負荷分布復雜的場所。 這種系統(tǒng)的設(shè)備費和運行費高，耗能大，一般不宜采用。33一、集中空調(diào)系統(tǒng)的選擇全空氣變風量系統(tǒng)：可用于空調(diào)區(qū)域內(nèi)的各房間需要分別調(diào)節(jié)室溫，但溫度和濕度控制精度不高的場所，如高檔寫字樓和一些用途多變的建筑物。 變風量系統(tǒng)尤其適用于全年都需要供冷的大型建筑物的內(nèi)區(qū)。34二、集中空調(diào)系統(tǒng)的特點空氣處理的品質(zhì)高，維護管理方便，可實現(xiàn)全年多工況自動控制，使用壽命長；空調(diào)送回風系統(tǒng)復雜，占建筑空間大，布置困難，靈活性較差；空調(diào)房間之間由風道連通，使各房間互相污染，當發(fā)生火災時會通過風道迅速蔓延；空調(diào)和制冷設(shè)備可以集中布置在機房，可以

10、有效地采取消聲隔音措施，但機房面積較大，層高較高，有時可以布置在屋頂上或安置在車間柱間平臺上。35三、空氣熱濕處理過程及設(shè)備在空調(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。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。 36 常用的空氣處理設(shè)備：噴水室表面式換熱器電加熱器加濕器空氣過濾器組合式空調(diào)箱三、空氣熱濕處理過程及設(shè)備37（一）用噴水室處理空氣 噴水室是空調(diào)系統(tǒng)中夏季對空氣冷卻除濕，冬天加濕的設(shè)備。 噴水室是將不同溫度的水直接噴向需要處理的空氣，從

11、而產(chǎn)生熱、濕交換。根據(jù)所噴水溫的不同，可對空氣進行加熱、冷卻、加濕和去濕處理，同時還具有凈化空氣的作用。38優(yōu)點; 實現(xiàn)冬夏工況一套處理，具有一定的凈化空氣的能力，金屬耗量小，制造容易。 缺點：水質(zhì)要求高，占地大，水系統(tǒng)復雜，耗電多。 在空調(diào)房間的溫、濕度要求較高的場合，如紡織廠、卷煙廠等工藝性空調(diào)系統(tǒng)中，得到了廣泛的應(yīng)用。（一）用噴水室處理空氣39（二）表面式換熱器使冷、熱媒（冷媒水、熱水或熱蒸汽）通過金屬表面與空氣進行熱交換，使空氣加熱、冷卻或去濕的設(shè)備。40（二）表面式換熱器 通入熱水或蒸汽，可以實現(xiàn)空氣的等濕加熱過程；通入冷水或制冷劑，可以實現(xiàn)空氣的等濕和減濕冷卻過程。 特點：對空氣進

12、行熱濕交換的工作介質(zhì)不直接和被處理的空氣接觸，構(gòu)造簡單，占地少，水質(zhì)要求不高，水系統(tǒng)阻力小。 因而，在機房面積較小的場合，特別是高級建筑的舒適性空調(diào)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。41空氣42冷水入口冷水出口空氣43（三）電加熱器是通過電阻絲發(fā)熱來加熱空氣的設(shè)備。特點：具有結(jié)構(gòu)緊湊、加熱均勻、熱量穩(wěn)定、控制方便等優(yōu)點。但由于電費較貴，通常只用在加熱量較小的空調(diào)機組等場合。電加熱器有裸線式和管式兩種。 44（四）加濕器 加濕器是用于對空氣進行加濕處理的設(shè)備，常用的有干蒸汽加濕器和電加濕器兩種。(1)干蒸汽加濕器是使用鍋爐等加熱設(shè)備生產(chǎn)的蒸汽對空氣進行加濕處理。(2)電加濕器是使用電能生產(chǎn)蒸汽來加濕空氣。

13、45(1)干蒸汽加濕器飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其對應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽，但實際應(yīng)用中很難產(chǎn)生100%的干蒸汽，通常蒸汽都帶有一定量的水滴。當蒸汽中的水分完全蒸發(fā)后才是干飽和蒸汽。干蒸汽加濕器是將干蒸汽這種水的存在形式，加入到空氣中，使空氣濕潤的裝置。它采用外部蒸汽源，通過汽水分離裝置，保證得到干燥蒸汽，通過噴嘴噴出均勻的蒸汽。 干蒸汽加濕器具有蒸汽分布均勻，無局部過飽和現(xiàn)象；安裝簡單、維護費用低，能夠?qū)穸冗M行精確遠程控制；加濕快速、潔凈等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于制藥車間、醫(yī)院手術(shù)室、電子廠、印刷、紡織、菌類培養(yǎng)室等對濕度精度要求高的場所。 凝水46(2)電加濕器電加濕器是一種噴蒸汽的加濕器，它

14、的工作原理是將水在加熱體中加熱到100度,產(chǎn)生蒸氣,用電機將蒸氣送出。所以電加熱式加濕器是技術(shù)最簡單的加濕方式，缺點是能耗較大，不能干燒，安全系數(shù)較低、加熱器上容易結(jié)垢。 47（五）空氣過濾器 空氣過濾器是用來對空氣進行凈化處理的設(shè)備，通常分為初效、中效、高效過濾器三種。 空氣過濾器是空氣過濾裝置，一般用于潔凈車間，潔凈廠房，實驗室及潔凈手術(shù)室。48（六）組合式空調(diào)箱 把各種空氣處理設(shè)備、風機、消聲裝置、能量回收裝置等分別作成箱式單元，按空氣處理需要進行選擇和組合成的空調(diào)器。新風混合段49四、氣流組織方式及風口布置空調(diào)房間的氣流組織 是指在空調(diào)房間內(nèi)為實現(xiàn)某種特定的氣流類型以保證空調(diào)效果和提高

15、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性而采取的一些技術(shù)措施。有送風、回風和排風。 送風量=回風量+排風量一、送風口型式送風口的型式及其所具有的紊流系數(shù)對射流的擴散和空間內(nèi)氣流流型的形成有直接影響。設(shè)計氣流組織時，根據(jù)空調(diào)精度、氣流型式、送風口安裝位置以及建筑裝修的藝術(shù)配合等方面的要求選擇不同型式的送風口。送、回風口形式51（一）送風方式 根據(jù)送、回風口布置和送風口形式的不同，空調(diào)房間的送風方式主要有以下幾種：側(cè)向送風散流器送風孔板送風下部送風中部送風噴口送風52（一）送風方式1.側(cè)向送風側(cè)向送風的布置實例這種送風方式是把側(cè)送風口布置在房間側(cè)墻或風道側(cè)面上，空氣橫向送出為了增大射流的射程，避免射流在中途下落，通常采用

16、貼附射流，使送風射流貼附在頂棚表面流動。531.側(cè)向送風特點：氣流在室內(nèi)形成大的回旋渦流，工作區(qū)處于回流區(qū)，由于送風氣流在到達工作區(qū)之間已經(jīng)與房間的空氣進行了比較充分的混合，從而使工作區(qū)具有比較均勻、穩(wěn)定的溫度分布。此外，側(cè)送風還具有管路布置簡單、施工方便等優(yōu)點。552.散流器送風散流器送風有平送、下送兩種形式。（1）平送特點：作用范圍大，射流擴散快，射程比側(cè)送風短，工作區(qū)處于回流區(qū)，具有較均勻的溫度和速度分布。56（2）下送：以2030的擴散角向下射出特點：工作區(qū)處于射流區(qū)，適用于房間層高較高或凈化要求較高的場合。57593.孔板送風由于不穩(wěn)定流可使送風射流與室內(nèi)空氣充分混合，工作區(qū)的流速比

17、較均勻，區(qū)域溫差很小，適用于恒溫精度要求較高的空調(diào)場合。603.孔板送風614.噴口送風噴口送風又稱為集中送風，多用于高大建筑的舒適性空調(diào)，如大型體育館、影劇院、禮堂、候車大廳。它通常把送、回風口布置在同側(cè)，空氣以較高的速度和較大的風量集中在少數(shù)幾個送風口射出，射流到達一定的射程后折回，在室內(nèi)形成大的渦旋，工作區(qū)處于回流區(qū)。624.噴口送風（五） 旋流送風口風口中有起旋器，空氣通過風口后成為旋轉(zhuǎn)氣流，并貼附于頂棚流動。起旋器的位置可以上下調(diào)節(jié)，當起旋器下移時，可使氣流變成吹出型。特點：誘導室內(nèi)空氣能力大，送風氣流與室內(nèi)空氣混合好，溫度和風速衰減快。適宜在送風溫差大、層高低空間（如電子計算機房）

18、應(yīng)用。地板旋流風口（六） 置換送風口風口靠墻置于地上，風口周邊開有條縫，空氣以極低的速度送出，誘導室內(nèi)空氣的能力很低，從而形成置換送風的流型。（七） 座椅風口座椅風口也稱階梯風口，其氣流呈渦流旋轉(zhuǎn)送出，較高的誘導率使溫度迅速下降且噪聲??；送風溫差可達6；適用場所：適合用于劇院、禮堂、階梯課室、階梯會議室、音樂廳、電影院等場合的階梯垂直側(cè)面或地板上。66（二）風口布置 1.室內(nèi)送、排(回)風口布置 2.建筑物外墻新風口、排風口布置氣流組織的形式取決于送風口的型式及送、回風口的布置方式。各氣流組織的應(yīng)用要考慮空間對象的要求和特點，以及實現(xiàn)某種氣流分布的現(xiàn)場條件。一、側(cè)送側(cè)回側(cè)送風口布置在房間的側(cè)墻

19、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)以較低速度流過工作區(qū)，再由回風口排出。氣流組織形式側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū)，能夠保證工作區(qū)氣流速度和溫度的均勻性。易滿足速度不均勻形式的要求；工作區(qū)處于回流區(qū)，投入能量利用系數(shù)為1；側(cè)送側(cè)回的射流流程長，射流來得及充分衰減，故可加大送風溫差。側(cè)送側(cè)回是使用最多的氣流組織形式。氣流組織形式二、上送下回由空間上部進入空氣由下部排出，是傳統(tǒng)的基本方式。a側(cè)送側(cè)回b散流器送風c孔板送風上送下回的氣流分布形式送風氣流不直接進入工作區(qū)，有較長的與室內(nèi)空氣混摻的距離，能夠形成比較均勻的溫度場和速度場。氣流組織形式三、中送上、下回在某些高大空間內(nèi)，若實

20、際工作區(qū)在下部，則不需要將整個空間都作為控制調(diào)節(jié)的對象，可采用中送風的方式來節(jié)省能耗。將房間分為上下兩部分，下部為工作區(qū)，上部為非工作區(qū)。中送風會造成空間豎向溫度分布不均勻，存在溫度“分層”的現(xiàn)象。下部工作區(qū)達到空調(diào)設(shè)計要求，而上部氣流區(qū)負擔排走非空調(diào)區(qū)的余熱量。氣流組織形式四、下送上回a地板下送b末端裝置下送c置換式下送下送方式除b外，要求降低送風溫差，控制工作區(qū)內(nèi)的風速，但其排風溫度高于工作區(qū)溫度，故具有一定的節(jié)能效果，同時有利于改善工作區(qū)的空氣質(zhì)量。近年來，下送風方式受到重視與應(yīng)用。適用于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場合，如計算機房、演播大廳等。氣流組織形式五、上送上回將送風口與

21、回風口布置在房間上部。上送上回的特點是可將送排（回）風管道集中于空間上部。但應(yīng)注意氣流短路的現(xiàn)象發(fā)生。氣流組織形式73第四節(jié) 半集中式空調(diào)系統(tǒng)半集中式空調(diào)系統(tǒng)是由冷熱源、冷熱媒管道、空氣處理設(shè)備、送風管道和風口組成?？諝馓幚碓O(shè)備包括對新風進行集中處理的空調(diào)器(稱新風機組)和在各空調(diào)房間內(nèi)分別對回風進行處理的末端裝置(如風機盤管、誘導器等)。74 新風加風機盤管系統(tǒng) 新風加誘導器系統(tǒng)半集中式空調(diào)系統(tǒng)的選擇 半集中式空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)末端裝置的不同可以分為：半集中式空調(diào)系統(tǒng)適用場合：當有集中冷熱源、建筑規(guī)模大、空調(diào)房間多、空間較小而各房間具體使用要求各異、不宜布置大風管且室內(nèi)溫濕度要求一般或?qū)痈咻^低時，

22、可選擇半集中式空調(diào)系統(tǒng)，如賓館、公寓、醫(yī)院病房、大型辦公樓建筑。75集中式空調(diào)系統(tǒng)與半集中式空調(diào)系統(tǒng)比較室內(nèi)回風和室外新風混合后經(jīng)過處理再通過送風管道送到每個空調(diào)房間是一種常見的方式?；仫L和新風在送入每個房間之前必須通過集中的空氣處理裝置（組合式空調(diào)箱）進行降溫/升溫、加濕/去濕處理，再通過主風道和各個支管風道送入每個空調(diào)房間，以保證房間所要求的溫度和濕度要求 空調(diào)箱AHU回風管新風管送風管集中式空調(diào)系統(tǒng)大樓中央空調(diào)常見形式76柜式吊裝空調(diào)機組散流器集中式空調(diào)系統(tǒng)-戶式中央空調(diào)77半集中式空調(diào)系統(tǒng)風機盤管系統(tǒng)78風機盤管系統(tǒng)1.特點：可以和單獨處理的新風系統(tǒng)結(jié)合。與一次回風全空氣集中系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)送風管小,不需設(shè)回風管,節(jié)省建筑空間。風機盤管機組：一、風機盤管空調(diào)系統(tǒng)特點及組成立式臥式79 組成：風機盤管空調(diào)系統(tǒng)由風機盤管、新風機組、送風管道以及控制閥門等組成。一、風機盤管空調(diào)系統(tǒng)特點及組成80風機盤管的構(gòu)造8182吊頂式新風機組83立式風機盤管臥式風機盤管卡式風機盤管高靜壓型風機盤管2. 風機盤管的種類性能：風量：250850m3/H ；冷量：2.37KW 水量：500800L/S