第十三章空氣調(diào)節(jié)

第十三章空氣調(diào)節(jié)第一節(jié)概述第二節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的分類與組成第三節(jié)空調(diào)負荷和房間氣流分布第四節(jié)空氣處理設(shè)備第五節(jié)能量輸配系統(tǒng)第一節(jié)概述一．空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)與作用（一）定義：

采用技術(shù)手段，把其種特定空間內(nèi)部的空氣環(huán)境控制在一定狀態(tài)下，使其滿足人體舒適性或生產(chǎn)工藝的要求。

（二）作用：1．工藝性空調(diào)：為生產(chǎn)或科學(xué)實驗過程服務(wù)的空調(diào)2．舒適性空調(diào):

滿足人體舒適需求。（三）手段：將室外空氣送到空氣處理設(shè)備中進行冷卻，加熱，除濕、加濕、凈化等處理，然后再送回到室內(nèi)，以達到消除室內(nèi)的余熱、余濕、有害物或為室內(nèi)加熱、加濕的目的；通過向室內(nèi)送入一定量處理過的室外空氣的辦法來保證室內(nèi)空氣的新鮮度。 二、空調(diào)參數(shù)的控制指標(biāo)

工藝性空調(diào)的參數(shù)控制指標(biāo)：以空調(diào)基數(shù)+空調(diào)精度（波動范圍）

如（20-22）±2℃，50±5％，（20-22℃、50）為基數(shù)，（±2℃，±5％）為精度?！兑?guī)范》對舒適性空調(diào)的室內(nèi)參數(shù)作了總的規(guī)定：1、冬季：t=18-24℃，φ=30%-60%，υ≤0.2m/s2、夏季：t=22-28℃，φ=40%-65%，υ≤0.3m/s第二節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的分類與組成一、空調(diào)系統(tǒng)的基本組成部分：

被調(diào)房間、空氣處理設(shè)備、能量輸配系統(tǒng)、冷熱源

二．空調(diào)系統(tǒng)的分類:㈠．按空氣處理設(shè)備的集中程度分：1．集中式:所有設(shè)備設(shè)置在空調(diào)機房，（全風(fēng)）2．半集中式：空調(diào)機房處理風(fēng)（空氣），然后送到各房間，由分散在各房間的二次設(shè)備（如風(fēng)機盤管）再進行二次處理。3．分散式：冷熱源，輸送設(shè)備及處理設(shè)備等集中設(shè)置分散在每個空調(diào)房間。如柜機、分體式均為此類。

㈡按介質(zhì)1．全空氣系統(tǒng)：完全由處理過的空氣作為承載空調(diào)負荷的介質(zhì)。2．全水系統(tǒng)：完全由處理后的水作為承載空調(diào)負荷介質(zhì)。3．空氣—水系統(tǒng)：處理過后空氣負擔(dān)部分空調(diào)負荷并帶走室內(nèi)產(chǎn)生的各種污染物，而由水負擔(dān)其余部分負荷，如新風(fēng)+風(fēng)機盤管系統(tǒng)。4．制冷劑系統(tǒng)（直接蒸發(fā)機組系統(tǒng)）：由制冷劑直接作為承載空調(diào)負荷的介質(zhì)的系統(tǒng)。

集中式空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備集中布置，便于管理和控制，處理空氣量大，但機房占地面積較大。（一）集中式空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量是否變化分為

：1、定風(fēng)量系統(tǒng)：總送風(fēng)量不隨室內(nèi)熱、濕負荷的變化而變化，其送風(fēng)量是根據(jù)房間的最大熱、濕負荷確定。（浪費能源）2、變風(fēng)量系統(tǒng)：送風(fēng)量隨室內(nèi)熱、濕負荷的變化而變化，熱濕負荷大時送風(fēng)量就大，熱濕負荷小時送風(fēng)量就小。

（二）集中式空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)道數(shù)目又分為：1、單風(fēng)道系統(tǒng)：僅有一根送風(fēng)管，夏季送冷風(fēng)，冬季送熱風(fēng)。2．雙風(fēng)道系統(tǒng)：一根熱風(fēng)道一根冷風(fēng)道，可通過調(diào)節(jié)二者的風(fēng)量比控制各房間的參數(shù)。

集中式空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源：①新鮮空氣；②室內(nèi)的回風(fēng)。

四．半集中式空調(diào)系統(tǒng)：風(fēng)機盤管+新風(fēng)機組

由集中設(shè)置在空調(diào)機房的空調(diào)機組處理新風(fēng)后送入室內(nèi)，由調(diào)置在各空調(diào)房間的風(fēng)機盤管循環(huán)處理室內(nèi)空氣并帶走主要冷熱負荷。

占建筑空間少，各空調(diào)房間可根據(jù)需要獨立調(diào)節(jié)室溫，房間無人時，可單獨關(guān)閉室內(nèi)機組的風(fēng)機，節(jié)省運行費用，但布置分散，維護管理不便，水系統(tǒng)復(fù)雜。

五、空調(diào)機組：空調(diào)機組其實是一個小型的空調(diào)系統(tǒng)。主要設(shè)備：冷熱交換器（直接蒸發(fā)器）、空氣過濾器、風(fēng)機、冷凍機與控制設(shè)備。有的還裝有電加熱器與加濕器。有的冷凍機還兼有熱泵功能（見圖13--5）?？照{(diào)機組的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，占機房面積小，安裝簡便，使用靈活。

結(jié)構(gòu)上可分為整體式與分體式兩種。外形主要可分為窗式與柜式，窗式容量與外形尺寸較小，制冷量在7KW以下，風(fēng)量在1200m3/h以下，適合安裝在外墻或外窗上；柜式容量與外形尺寸較大，可直接安裝在空調(diào)房里，也可設(shè)置在鄰室并外接風(fēng)管。另外還有柱式、懸吊式、落地式、壁掛式、臺式等。

低溫低壓的氟利昂液體混合物流經(jīng)蒸發(fā)器盤管后吸熱蒸發(fā)成低壓的氟利昂氣體，從而冷卻室內(nèi)空氣。第三節(jié)空調(diào)負荷和房間氣流分布一．空調(diào)房間的建筑布置空調(diào)的冷負荷和濕負荷與建筑布置及圍護結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。所以在布置上要：1．遠離產(chǎn)生大量污染物或高溫高濕的房間。2．遠離噪音源（如水泵房）。3．各房間要盡量集中，且同參數(shù)要求的房間盡可能相鄰或上、下布置。4．室內(nèi)溫濕度波動小的房間，應(yīng)盡量在室溫波動允許較大的空調(diào)房間內(nèi)。二、圍護結(jié)構(gòu)的熱工要求㈠空調(diào)房間的外窗面積應(yīng)盡量減少，并應(yīng)采取遮陽措施，外窗面積一般不超過房間面積的17%，東、西外窗最好采用外遮陽。內(nèi)遮陽可采用窗簾或活動百葉窗。㈡窗縫應(yīng)有良好的密封，以防室外風(fēng)滲透。㈢房間外門，門縫應(yīng)該嚴密，以防室外風(fēng)侵入，當(dāng)門兩側(cè)溫差≥7℃時，應(yīng)采用保溫門。㈣圍護結(jié)構(gòu)的最大傳熱系數(shù)（與墻厚，材料在關(guān)）不宜大于表13-4中數(shù)據(jù)。三、影響空調(diào)房間內(nèi)、外的因素及氣流分布冷負荷：需用供冷來消除的室內(nèi)負荷稱為——冷負荷熱負荷：需用供熱的室內(nèi)負荷稱為——熱負荷濕負荷：需要消除的室內(nèi)產(chǎn)濕量稱為——濕負荷

（一）影響空調(diào)冷熱負荷的內(nèi)、外擾因素：①通過圍護結(jié)構(gòu)（墻、窗、頂、地）的傳熱量。②透過外窗的日射得熱量。（熱輻射）③浸透空氣帶入室內(nèi)的熱量。④室內(nèi)設(shè)備，照明等室內(nèi)熱源的散熱量。⑤人體散熱。

（二）影響室內(nèi)濕負荷的內(nèi)、外擾因素：①人體出汗散濕。②設(shè)備散濕。③各種潮濕表面、液面散濕。④滲透空氣帶入室內(nèi)的濕量。四、空調(diào)設(shè)備容量概算方法空調(diào)負荷設(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)面積負荷量的統(tǒng)計值，在可行性研究或初步設(shè)計階段可用來進行設(shè)備容量概算：表13—7是國內(nèi)部分建筑的單位空調(diào)面積冷負荷指標(biāo)的概算值。表13—8是按整個建筑考慮的單位建筑面積冷負荷概算指標(biāo)。

現(xiàn)在國內(nèi)常用的一種方法是以旅館為基礎(chǔ)，其他建筑的冷凍機容量可用旅館的基數(shù)乘以修正系數(shù)β求出。

表13-9給出了幾種建筑的值，旅館的冷凍機容量按80～93w／㎡計。

五、風(fēng)量計算（一）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。。

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)負荷以及送風(fēng)與室內(nèi)空氣的溫差，見式(13-1)。（二）新風(fēng)量的確定保證空調(diào)房間內(nèi)有足夠的新風(fēng)量，是保證室內(nèi)人員身體健康與舒適的必要措施。《規(guī)范》給出了空調(diào)系統(tǒng)最小新風(fēng)量的規(guī)定。見表13-13。六、氣流分布方式不同用途的建筑，對氣流分布要求不同。①空間大小。②送風(fēng)口形式、數(shù)量、位置。③送風(fēng)參數(shù)。④風(fēng)量大小。⑤排風(fēng)口位置。以上都會影響氣流的分布。目前國內(nèi)空調(diào)房間常用氣流分布的送風(fēng)方式，按其特點主要可歸納為側(cè)送、孔板送風(fēng)、散流器送風(fēng)、條縫送風(fēng)、噴口送風(fēng)等。㈠側(cè)送側(cè)送是一種最常用的氣流組織方式，它具有結(jié)構(gòu)簡單、布置方便和節(jié)省投資等優(yōu)點。一般采用貼附射流形式，工作區(qū)通常處于回流中。側(cè)送風(fēng)的風(fēng)口一般是百葉式風(fēng)口，風(fēng)口可直接安在風(fēng)管上或墻上。單層百葉風(fēng)口可調(diào)節(jié)送風(fēng)氣流風(fēng)向，雙層百葉風(fēng)口還能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)氣流的速度。

百葉風(fēng)口、側(cè)送風(fēng)送風(fēng)口㈡孔板送風(fēng)將空調(diào)送風(fēng)送入頂棚上的穩(wěn)壓層中，通過孔板均勻送入室內(nèi)。１、全面孔板送風(fēng) 2、局部孔板送風(fēng)

㈢散流器送風(fēng)平送：層高較低，室溫波動有要求下送：使新風(fēng)能較好地覆蓋整個工作區(qū)，風(fēng)量較大。

圓形散流器第四節(jié)空氣處理設(shè)備一．基本的空氣處理手段對空氣的處理主要包括：熱、濕處理（加熱，冷卻，加濕、除濕四部分）和凈化處理這兩大類。1、加熱：使空氣的溫度升高

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。2、冷卻：使空氣的溫度下降主要用表面式空氣冷卻器或溫度低于空氣溫度的噴淋水來降低空氣溫度。3、加濕：①向空氣中加入干蒸汽（100℃水蒸汽）

②噴水室噴水循環(huán)。4、除濕：①表冷器，噴冷水除濕（屬降溫除濕）還附以用液體,吸濕劑用鹽水噴淋空氣來進行除濕；②固體孔隙固體吸附劑如硅膠，吸附時會放熱，故空氣溫度升高。二．典型的空氣處理設(shè)備（一）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，有的可作冷熱兩用的。

①表面式空氣加熱器：用熱水或蒸汽作熱媒，可實現(xiàn)對空氣的等濕加熱。②表面式空氣冷卻器：用冷水制冷劑作熱媒，可分為冷水式和直接蒸發(fā)式兩種。1—百葉窗;2—過濾器;3—表面冷卻器;4—加熱器;5—風(fēng)機;6—旁通閥

空氣進入空調(diào)箱先經(jīng)過過濾器，過濾空氣中的灰塵，再進入表冷器冷卻降溫，然后由風(fēng)機送往空調(diào)房間。（二）噴水室：向流過的空氣直接噴大量的水滴，空氣與水滴熱濕交換。1、組成：噴嘴（霧狀水）管路、前后檔水板（減少水損失）、水池、殼體。2、特點：多種空氣處理過程，具有一定的空氣凈化能力，耗材少、易加工、但占地大，對水質(zhì)要求高。水系統(tǒng)復(fù)雜，還需定期保養(yǎng)。

被處理的空氣經(jīng)過導(dǎo)流板（或前擋水板）均勻地進入噴水室，與噴嘴排管噴出的水滴直接接觸進行熱濕交換，然后經(jīng)過后擋水板過濾掉夾在空氣中的水滴后，被風(fēng)機送入空調(diào)房間。（三）加濕與除濕設(shè)備1.噴蒸汽加濕2.電加濕器：電熱式、電極式

3.冷凍除濕機：（制冷系統(tǒng)與送風(fēng)裝置組成） 4.液體減濕系統(tǒng)（常見的現(xiàn)象：白糖化了、鹽變軟了）5.轉(zhuǎn)輪除濕機——固體除濕設(shè)備

氯化鋰、硅膠等等（四）電加熱器：通過電阻絲發(fā)熱來加熱空氣的設(shè)備。

（五）空氣凈化設(shè)備（用于除去灰塵，飛塵）原理：利用纖維對塵粒的慣性碰撞，攔截擴散，靜電等作用，使得灰塵附在纖維布上，達到凈化空氣的目的。使用中的纖維布需定期清洗及更換。

根據(jù)攔截灰塵顆粒的大小分為：1.初效過濾：一般凈化要求，或I級處理。或作為中、高效要求的空調(diào)系統(tǒng)的前級保護。2.中效過濾：適用于中等凈化要求的系統(tǒng)，如手術(shù)室。3.高效過濾：適用于超凈空調(diào)系統(tǒng)，如實驗室，微電子生產(chǎn)車間。尼龍網(wǎng)初效過濾器板式過濾器三．組合式空氣處理室組合式空氣處理室也稱為組合式空調(diào)器或空調(diào)箱，是集中設(shè)置各種空氣處理設(shè)備的專用小室或箱體。圖示為兩組空調(diào)箱。第五節(jié)能量輸配系統(tǒng)

由風(fēng)機、風(fēng)道、風(fēng)閥、水泵、水管和水閥等組成。一．風(fēng)機輸送空氣的機械：通常有離心式、軸流式、貫流式幾種形式,根據(jù)風(fēng)的方向又分為送風(fēng)機，引風(fēng)機。選用參數(shù)：額定風(fēng)量、全壓、轉(zhuǎn)速、功率、效率、噪音。（一）離心式風(fēng)機由葉輪、機殼、風(fēng)機軸、進風(fēng)口、電機等組成。工作原理：與離心泵相似借助于葉輪的旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，使氣體獲得壓能和動能。離心通風(fēng)機

二、軸流風(fēng)機：葉輪，機殼，電機，機座等