第九章 空氣調(diào)節(jié)+

第九章空氣調(diào)節(jié)第一節(jié)概述空氣調(diào)節(jié)（AirConditioning），簡稱空調(diào)，空氣調(diào)節(jié)(簡稱空調(diào))是指保持建筑內(nèi)部空間的空氣溫度、相對濕度、氣流速度和潔凈度(室內(nèi)空氣含塵粒的多少)在一定限值內(nèi)，而不論外界和內(nèi)部條件如何變化，它是創(chuàng)造人工室內(nèi)氣候環(huán)境的重要措施。為了保持一定的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，空調(diào)采用各種技術(shù)手段如加熱或冷卻、加濕或除濕、過濾凈化、空氣輸送與分布和自動控制等，將一定量的空氣(包括部分室外空氣，稱之為新風(fēng))處理到適宜狀態(tài)，然后送入空調(diào)房間，在室內(nèi)循環(huán)后再回到空調(diào)機(jī)房或排出室外。

控制范圍：特定的空間（室內(nèi)）控制對象：室內(nèi)空氣控制手段：加熱、加濕、降溫、降濕、過濾、通風(fēng)、減振、噪音控制等１、舒適性空調(diào)目的：為人服務(wù)，使人感到舒適、滿意，范圍：住宅、辦公樓、商店、旅館、餐館（茶室、酒吧）、醫(yī)院、客用火車、汽車、飛機(jī)等等特點(diǎn)：控制精度不高２、工藝性空調(diào)

目的：為生產(chǎn)、科研等特定對象服務(wù)范圍：車間、特定用途的空間（貨用的運(yùn)輸工具、核研究和實(shí)驗(yàn)、軍事等）特點(diǎn)：控制精度一般比較高，嚴(yán)格按照工藝要求空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)在自然界中的空氣，都是含有水蒸氣的空氣，稱為濕空氣。1．濕度空氣中水蒸氣的含量稱為濕度。（1）絕對濕度

g/m3或kg/m3（2）含濕量

g/kg或kg/kg（3）飽和絕對濕度反映出在一定的溫度下，單位容積（1m3）的濕空氣所能容納的水蒸氣含量的最大值。溫度上升時(shí)，飽和絕對濕度增加。（4）相對濕度空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度之比稱為相對濕度，以φ表示。表明了空氣中水蒸氣的含量接近于飽和狀態(tài)的程度，即表示了空氣的干濕程度。φ值越小，表明空氣越干燥，吸收水分的能力越強(qiáng)；φ值越大，表明空氣越潮濕，吸收水分的能力越弱?？諝獾撵手悼諝獾撵手凳侵缚諝夂械目偀崃吭诳諝庹{(diào)節(jié)技術(shù)中，常用比焓的變化，來判斷空氣得失熱量的變化。一般規(guī)定干空氣的焓值以0為基準(zhǔn)點(diǎn)(計(jì)算的起點(diǎn))，即0℃時(shí)1kg干空氣的焓值為0。9第二節(jié)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算與送風(fēng)量一、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算（一）、空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)

室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)包括：室內(nèi)溫度基數(shù)及其允許波動范圍、室內(nèi)空氣的流速、潔凈度、噪聲、壓力以及振動等。舒適性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定。

工藝性空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)可參考《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）。10溫11（二）、空調(diào)室外空氣計(jì)算參數(shù)

按我國現(xiàn)行《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）中的規(guī)定執(zhí)行，以此來作為空調(diào)室外空氣計(jì)算參數(shù)。12（三）、空調(diào)負(fù)荷

空調(diào)房間的冷（熱）、濕負(fù)荷計(jì)算是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。1、空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷

為保持空調(diào)房間恒定的空氣溫度，在某一時(shí)刻必須由空調(diào)系統(tǒng)從室內(nèi)除去的熱流量稱為房間冷負(fù)荷。

空調(diào)房間的夏季冷負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)得熱量的種類和性質(zhì)以及空調(diào)房間的蓄熱特性分別進(jìn)行計(jì)算，包括:13*通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量；*通過外窗進(jìn)入的太陽輻射熱量；*人體的散熱量；*照明散熱量；*設(shè)備、器具、管道及其它內(nèi)部熱源的熱量；*食品或物料的散熱量；*滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量；*伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。14

空調(diào)房間的夏季冷負(fù)荷，應(yīng)按上述各項(xiàng)逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值確定。

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷負(fù)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。它應(yīng)根據(jù)房間的同時(shí)使用情況、空調(diào)系統(tǒng)的類型及調(diào)節(jié)方式，按各空調(diào)房間逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值確定，并應(yīng)計(jì)入新風(fēng)冷負(fù)荷以及通風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、冷水管和水箱溫升、送風(fēng)管漏風(fēng)等引起的附加冷負(fù)荷。152、空氣調(diào)節(jié)房間的熱負(fù)荷

空氣調(diào)節(jié)房間熱負(fù)荷的計(jì)算在原理上與采暖熱負(fù)荷計(jì)算是相同的，按穩(wěn)定傳熱計(jì)算法，將耗熱量作為房間的熱負(fù)荷，室外設(shè)計(jì)計(jì)算溫度按冬季空調(diào)計(jì)算溫度。由于空調(diào)建筑通常保持室內(nèi)是正壓，所以一般情況下，可以不計(jì)冷風(fēng)滲透引起的熱負(fù)荷。3、空氣調(diào)節(jié)房間的濕負(fù)荷

為連續(xù)保持空調(diào)房間所要求的空氣參數(shù)而必須要除去或加入的濕流量，稱為空氣調(diào)節(jié)房間的濕負(fù)荷。164、空調(diào)冷負(fù)荷估算

空氣調(diào)節(jié)冷（熱）、濕負(fù)荷應(yīng)根據(jù)上述各項(xiàng)的不同情況，逐時(shí)逐項(xiàng)的進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。在方案設(shè)計(jì)階段，建筑師為預(yù)留機(jī)房面積時(shí)，可使用冷負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行估算即可。

空調(diào)冷負(fù)荷估算的方法很多，以下是可供套用的民用建筑工程冷負(fù)荷指標(biāo)：1718二、空調(diào)房間送風(fēng)量與新風(fēng)量

空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量是確定空氣處理設(shè)備大小、選擇輸送設(shè)備和氣流組織計(jì)算的主要依據(jù)。

空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量一般先確定夏季的送風(fēng)量，在冬季可以采取與夏季相同的送風(fēng)量，也可小于夏季的送風(fēng)量，但必須滿足最小換氣次數(shù)的要求，送風(fēng)溫度不宜大于45℃。

空調(diào)房間送風(fēng)量應(yīng)能消除室內(nèi)最大余熱，按夏季最大室內(nèi)冷負(fù)荷計(jì)算確定。送風(fēng)量包括回風(fēng)量和新風(fēng)量，新風(fēng)量占總風(fēng)量的比例必須根據(jù)房間的具體要求，本著保證空調(diào)房間的空氣質(zhì)量、節(jié)能原則，綜合考慮確定新風(fēng)量。19第三節(jié)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)一、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成

空氣處理部分包括空氣過濾器、冷卻器（噴水室）、加熱器等各種熱濕處理設(shè)備，作用是將送風(fēng)進(jìn)行處理達(dá)到設(shè)計(jì)要求的送風(fēng)狀態(tài)。

空氣輸送部分包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置等，作用是將處理后的空氣輸送到空調(diào)房間。

空氣分配部分包括各種類型風(fēng)口，作用是合理地組織室內(nèi)氣流，使氣流均勻分布。

冷熱源部分的作用是提供冷卻器（噴水室）、加熱器等設(shè)備所需的冷媒水和熱水（蒸汽）。

冷熱媒輸送部分包括泵和管道，作用將冷熱媒輸送到空氣處理設(shè)備。二、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類工程上應(yīng)根據(jù)建筑物的用途、性質(zhì)、冷熱負(fù)荷與濕負(fù)荷的特點(diǎn)、溫濕度調(diào)節(jié)及控制的要求、空調(diào)機(jī)房的面積及位置、初投資和運(yùn)行費(fèi)用等多方面因素，選定適宜的空調(diào)系統(tǒng)。22（一）按承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷、冷負(fù)荷

和濕負(fù)荷的介質(zhì)分類全空氣系統(tǒng)全水系統(tǒng)空氣—

水系統(tǒng)冷劑系統(tǒng)全空氣定風(fēng)量單風(fēng)道系統(tǒng)：適用于需要恒溫、恒濕、無塵、無噪聲等高級環(huán)境的場合（手術(shù)室、電視臺、播音室等）。也可用于空調(diào)房間大或人員多，且各房間溫濕度參數(shù)、潔凈度要求、使用時(shí)間等基本一致的場所（商場、影劇院、展覽廳等建筑）。全空氣定風(fēng)量雙風(fēng)道系統(tǒng)：可用于需要對空調(diào)區(qū)域內(nèi)的單個(gè)房間進(jìn)行溫濕度控制，或由于建筑物的形狀（或用途）等原因，使其冷熱負(fù)荷分布復(fù)雜的場所。此系統(tǒng)的設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)高，耗能大，一般不宜采用。全空氣變風(fēng)量系統(tǒng)：用于空調(diào)區(qū)域內(nèi)的各房間需要分別調(diào)節(jié)室溫，但對溫、濕度控制精度不高的場所（高檔寫字樓、用途多變的建筑物）。通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使室內(nèi)參數(shù)達(dá)到要求的全空氣空調(diào)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)。全空氣變風(fēng)量系統(tǒng)2930全空氣系統(tǒng)313233二、按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類集中式空調(diào)系統(tǒng)半集中式空調(diào)系統(tǒng)分散式空調(diào)系統(tǒng)個(gè)別獨(dú)立型構(gòu)成系統(tǒng)型集中式空調(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(jī)房占地面積較大。封閉式直流式混合式封閉式直流式混合式根據(jù)集中式空調(diào)系統(tǒng)處理空氣來源分類，可分封閉式系統(tǒng)、直流式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)。

封閉式直流式混合式1.集中式空調(diào)系統(tǒng)

一次回風(fēng)系統(tǒng)

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)過處理后，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(jī)房內(nèi)，房間內(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。36一次回風(fēng)系統(tǒng)2.半集中式空調(diào)系統(tǒng)

占建筑空間少，各空調(diào)房間可根據(jù)需要獨(dú)立調(diào)節(jié)室溫，房間無人時(shí)，可單獨(dú)關(guān)閉室內(nèi)機(jī)組的風(fēng)機(jī)，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，但布置分散，維護(hù)管理不便，水系統(tǒng)復(fù)雜。（1）風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的種類及工作過程

風(fēng)機(jī)盤管一般分為立式和臥式兩種。風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組主要由風(fēng)機(jī)、盤管及空氣過濾器、電動機(jī)、控制器等組成。風(fēng)機(jī)盤管就是借助風(fēng)機(jī)的作用，使室內(nèi)空氣通過盤管而被冷卻或加熱，在室內(nèi)不斷地循環(huán)，以保持空調(diào)房間要求的狀態(tài)。（2）風(fēng)機(jī)盤管新風(fēng)供給方式1）室外新風(fēng)靠房間的縫隙自然滲入（室內(nèi)機(jī)械排風(fēng)）補(bǔ)充新風(fēng)，機(jī)組處理的空氣基本上是再循環(huán)空氣，這種方式投資和運(yùn)行費(fèi)用低，但室內(nèi)衛(wèi)生條件差，因受無組織滲透風(fēng)影響，室內(nèi)溫度場不均勻，這種系統(tǒng)適用于室內(nèi)人少的場合。2）墻洞引入新風(fēng)直接進(jìn)入機(jī)組，新風(fēng)口可調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，這種方式能保證室內(nèi)新風(fēng)量的要求，但新風(fēng)負(fù)荷的變化會影響室內(nèi)狀態(tài)，這種系統(tǒng)適用于室內(nèi)參數(shù)要求不高的建筑物。3）c所示為由獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)提供新風(fēng)，新風(fēng)可經(jīng)過新風(fēng)機(jī)組處理到一定的狀態(tài)后，由送風(fēng)風(fēng)道直接送入空調(diào)房間，也可送入風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組如圖d所示，這種獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)提高了空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性，目前應(yīng)用廣泛。（1）種類

按容量大小分：分為窗式和立柜式。按供熱方式分：分為冷風(fēng)型、電熱型和熱泵型。根據(jù)冷凝器的冷卻方式分：分為風(fēng)冷式和水冷式按機(jī)組的整體性分：分為整體式和分體式。3.分散式空調(diào)系統(tǒng)

不需要集中的空調(diào)機(jī)房，可以根據(jù)需要布置在空調(diào)房間或鄰室。當(dāng)建筑物中只有少數(shù)房間需要空調(diào)或空調(diào)房間較分散時(shí)，宜采用分散式空調(diào)系統(tǒng)。（2）型號表示方法

444546半集中式空調(diào)系統(tǒng)4748分體式房間空調(diào)器49窗式空調(diào)機(jī)50三、按空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源分類封閉式空調(diào)系統(tǒng)直流式空調(diào)系統(tǒng)混合式空調(diào)系統(tǒng)一次回風(fēng)二次回風(fēng)5152四、按系統(tǒng)的用途不同分類1、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)。（寫字樓、銀行、醫(yī)院、賓館、飯店、學(xué)校、住宅、體育館和影劇院等建筑的空調(diào)系統(tǒng)）2、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)。（半導(dǎo)體、制藥、食品工廠及生物實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)室等建筑的空調(diào)系統(tǒng)）五、其他空調(diào)系統(tǒng)（1）戶式中央空調(diào)

1）風(fēng)管式系統(tǒng)：其室外機(jī)是靠空氣進(jìn)行熱交換，室內(nèi)機(jī)產(chǎn)生空調(diào)冷熱水，由管道系統(tǒng)輸送到空調(diào)房間的末端裝置，在末端裝置中的冷熱水與空調(diào)房間空氣進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生冷熱風(fēng)，實(shí)現(xiàn)夏季供冷和冬季供暖。風(fēng)管式系統(tǒng)初投資較小，新風(fēng)系統(tǒng)使得空氣質(zhì)量提高，人體舒適度提高。2）冷（熱）水系統(tǒng)：該系統(tǒng)通過室外主機(jī)產(chǎn)生出空調(diào)冷/熱水，由管路系統(tǒng)輸送至室內(nèi)的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱量交換,產(chǎn)生冷/熱風(fēng)，從而消除房間空調(diào)負(fù)荷。它是一種集中產(chǎn)生冷/熱量，分散處理個(gè)房間負(fù)荷的空調(diào)系統(tǒng)形式。冷/熱水機(jī)組的末端裝置通常為風(fēng)機(jī)盤管。水系統(tǒng)布置靈活，獨(dú)立調(diào)節(jié)性好，能滿足復(fù)雜房型分散使用、各個(gè)房間獨(dú)立運(yùn)行的需要，且管道系統(tǒng)便于裝飾協(xié)調(diào)。3）多聯(lián)型系統(tǒng)：是一種制冷劑系統(tǒng)，該系統(tǒng)由制冷劑管路連接的室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)組成，室外機(jī)主要由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其他附件組成，一臺室外機(jī)通過管路可向多個(gè)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑，通過壓縮機(jī)的變頻技術(shù)和電子膨脹閥等技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對各房間的獨(dú)立調(diào)節(jié)，節(jié)能性能非常好。但多聯(lián)型系統(tǒng)的制冷劑管路較長，施工要求高。（2）分層空調(diào)利用合理的氣流組織僅對下部空間進(jìn)行空調(diào)，對上部大空間不予空調(diào)或夏季采用上部通風(fēng)排熱，這種空調(diào)方式稱為分層空調(diào)。分層空調(diào)與全室空調(diào)相比，減少空調(diào)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)能效果顯著。（3）蓄冷空調(diào)蓄冷模式有全負(fù)荷蓄冷與部分負(fù)荷蓄冷兩種。全負(fù)荷蓄冷是在非空調(diào)使用時(shí)間儲存足夠的冷量，空調(diào)使用時(shí)段內(nèi)制冷機(jī)停止工作，空調(diào)冷負(fù)荷全部由冰蓄冷系統(tǒng)供給。全負(fù)荷蓄冷運(yùn)行費(fèi)用低，但設(shè)備投資并未減小。部分蓄冷是利用非空調(diào)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)制冷機(jī)制冷蓄冰，當(dāng)空調(diào)用冷高峰時(shí)，將儲存的冷量釋放，同時(shí)，制冷機(jī)仍然工作，兩者共同負(fù)擔(dān)空調(diào)冷負(fù)荷。與傳統(tǒng)空調(diào)和全負(fù)荷蓄冷相比，制冷機(jī)容量小，投資降低。（4）水源熱泵

在制熱時(shí)以水為熱源，在制冷時(shí)以水為排熱源。在易于獲得溫度較為穩(wěn)定的大量水的地方，如地下水及江河湖海的地表水在一年內(nèi)溫度變化較小，都可作為熱源。用水作為熱源傳熱性能好，但水系統(tǒng)復(fù)雜，需設(shè)水泵使運(yùn)行費(fèi)用增高。（5）輻射板空調(diào)

輻射板一般是以水作為冷媒傳遞熱量，冷媒通過特殊結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)末端裝置——輻射板，將能量傳遞到其表面，并通過對流和輻射方式直接與室內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，簡化了能量從冷源至室內(nèi)空氣之間的傳遞過程，減少冷源冷量的損失。第四節(jié)空調(diào)房間氣流組織形式1.送風(fēng)口和回風(fēng)口的形式（1）送風(fēng)口形式

孔板送風(fēng)口

噴射式送風(fēng)口

旋流送風(fēng)口

（2）回風(fēng)口形式

回風(fēng)口對室內(nèi)氣流組織的影響較小，因而構(gòu)造簡單，常用的回風(fēng)口有矩形網(wǎng)式、百葉風(fēng)口、條縫風(fēng)口等。2.氣流組織形式（1）上送下回方式

側(cè)送側(cè)回

散流器送風(fēng)

孔板送風(fēng)單側(cè)上送上回異側(cè)上送上回送吸式散流器（2）上送上回方式

（3）中送風(fēng)方式

地面下送風(fēng)置換式送風(fēng)風(fēng)機(jī)盤管下送風(fēng)（4）下送風(fēng)方式

空氣處理設(shè)備：對空氣進(jìn)行各種熱、濕和凈化等處理的裝置統(tǒng)稱為空氣處理設(shè)備。

噴水室又稱“淋水室”，在噴水室中直接向流過的空氣噴淋大量不同溫度的霧狀水滴，當(dāng)被處理的空氣與之相接觸時(shí)，兩者產(chǎn)生熱、濕交換的過程，使被處理的空氣達(dá)到所要求的溫度、濕度。（一）、噴水室第五節(jié)空氣處理

噴水處理法可用于任何空調(diào)系統(tǒng)，特別適宜用在有條件利用地下水或山澗水等天然冷源的場合。此外，當(dāng)空調(diào)房間的生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格控制空氣的相對濕度（如化纖廠）或要求空氣具有較高的相對濕度（如紡織廠）時(shí)，用噴水室處理空氣的優(yōu)點(diǎn)尤為突出。缺點(diǎn)：耗水量大，機(jī)房占地面積較大，水系統(tǒng)比較復(fù)雜，耗電較多。優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)多種空氣處理過程，冬、夏季可共用一套空氣處理設(shè)備，具有一定的凈化空氣能力，金屬用量小，易加