全空气系统与空气水系统.ppt

2019/5/18,1,第六章 全空气系统与空气水系统,建筑工程学院市政工程系,2019/5/18,2,全空气系统的主要应用形式; 空气水系统的主要应用形式; 各种空气处理过程在h-d图上的表示; 全空气系统与空气水系统的主要设备.,一、本章的主要内容,第六章 全空气系统与空气-水系统,2019/5/18,3,二、教学基本要求,第六章 全空气系统与空气-水系统,了解全空气系统与空气水系统的各种分类； 掌握室内送风量、送风参数及新风量的确定方法； 掌握各种系统的空气处理过程在h-d图上的表示。,2019/5/18,4,6、1 全空气系统与空气-水系统的分类,2019/5/18,5,本节的主要内容,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,基本概念,空气-水系统的分类及系统形式,全空气系统的分类及系统形式,2019/5/18,6,一、 基本概念,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,全空气系统 空调房间的冷、热、湿负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。 空气水系统 空调房间的冷、热、湿负荷由经过处理的空气和水共同承担的空调系统。 空调区 指具有独立的温度控制的空调区域。,2019/5/18,7,2019/5/18,8,2019/5/18,9,独立新风系统,混合新风系统,2019/5/18,10,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,双风管系统：送出两种参数的空气，在各房间混合后送入室内。,多区系统：在机房内按不同比例混合后送到各区。,2019/5/18,11,2019/5/18,12,2019/5/18,13,2、按送风量是否恒定分 定风量系统、变风量系统 3、按所使用空气的来源分,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,全新风系统 (直流式系统),再循环式系统 (封闭式系统),回风式系统 (混合式系统),2019/5/18,14,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,适用于不允许采用回风的场合（放射性实验室、散发大量有害物的车间等）及空调房间过渡季节 ?,全新风系统 (直流式系统),2019/5/18,15,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,再循环式系统 (封闭式系统),适用于密闭空间且无法（或不需）采用室外空气的场合（战时地下庇护所、很少有人出入的仓库）,2019/5/18,16,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,回风式系统 (混合式系统),大多数空调系统都采用这种系统，节能、经济合理，能够满足卫生要求。,2019/5/18,17,6、1 全空气系统与空气-水系统分类,三、空气水系统的分类,根据空调房间内末端设备的形式分类 空气水风机盘管系统 空气水诱导器系统 空气水辐射板系统,2019/5/18,18,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,2019/5/18,19,6、1 全空气系统的送风量和送风参数的确定,本节的主要内容 夏季送风状态及送风量确定 冬季送风状态及送风量确定,2019/5/18,20,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,一、空调房间的热湿平衡 当系统平衡后，全热量、显热量及湿量均达到平衡。,全热冷负荷,湿负荷,室内温度tR,二、夏季房间送风量 根据全热平衡，有：,2019/5/18,21,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,根据显热平衡，有：,根据湿平衡，有：,2019/5/18,22,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,三、夏季送风状态 夏季送风状态的变化过程 根据冷负荷、湿负荷，其热湿比可确定：,在系统设计时，室内空气状态已知，若知道送风状态的一个参数，即可确定送风状态。 工程上常根据送风温度，确定送风状态。,2019/5/18,23,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,送风温差tS 采暖、通风与空气调节规范第5.4.7条： 空气调节系统的夏季送风温差，应根据送风口类型、安装高度和气流射程长度以及是否贴附等因素确定。 在满足舒适和工艺要求的前提下，应尽量加大送风温差。舒适性空气调节，当送风高度小于或等于5m时，不宜大于10；送风高度大于5m时，不宜大于15。? 空气调节房间的换气次数 采暖、通风与空气调节规范第5.4.8条： 一、舒适性空气调节，每小时不宜小于5次，但高大房间应按其冷负荷通过计算确定。?,2019/5/18,24,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,确定夏季送风状态和送风量的步骤：,1、在h-d图上找出室内空气状态点R；? 2、根据=QC/MW求出；过R点画出过程线 ； 3、根据所取定的送风温差tS求出送风温度ts，ts等温线与过程线的交点即为送风状态点S； 4、按公式计算送风量MS。,R,tS,S,2019/5/18,25,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,工程设计中常采用“露点”送风 机器露点定义：(两种定义) （1）空气相应于冷盘管表面平均温度的饱和状态点。,（2）空气经喷水室处理后接近饱和状态时的终状态点。通常取过程线与相对湿度为9095的等相对湿度线的交点为露点 机器露点的影响因素 与冷却设备的结构、入口空气参数、迎面风速、冷媒温度等有关。,tS,R,90%,100%,S,机器露点,2019/5/18,26,四、冬季送风量及送风状态的确定,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,1、冬季送风量 一般取与夏季相同风量，即全年采取固定风量。 也可比夏季风量小，因为送热风时送风温差可比送冷风时送风温差大，此时可以节约电能。 必须满足最少换气次数的要求。 送风温度不宜过高，一般以不超过45为宜。,2019/5/18,27,6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定,R,tS,tR,S,100,2、冬季送风状态的确定 若送风量与夏季风量相同,则根据显热平衡，其送风温度为：,冬季送风状态可由右图确定。 (过程线一般为减焓增湿),2019/5/18,28,6、3 空调系统的新风量,2019/5/18,29,6、3 空调系统新风量,本节的主要内容 新风量的确定原则 空调房间的空气平衡,2019/5/18,30,6、3 空调系统新风量,6.3.1 最小新风量确定的原则 最小新风量须满足以下三个要求: 稀释人群本身和活动所产生的污染物, 保证室内空气品质要求. 补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量. 保证房间的正压要求.? 通常取按上述要求计算出新风量的最大值作为系统的最小新风量; 若计算出的新风量不足系统送风量的10%, 则取新风量为系统送风量的10%.,2019/5/18,31,6、3 空调系统新风量,规范第5.3.8条 空气调节系统的新风量，民用建筑宜按下表采用：,2019/5/18,32,6、3 空调系统新风量,6.3.2补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量 (1) 房间若有局部排风装置时，新风量应满足排风量, 排风量的计算在第八章专门介绍. (2) 房间若有燃烧设备时，可根据下式来估算新风量。 液体燃料 Vl=0.22810-3ql (m3/Kg) (ql-热值, kJ/kg) 气体燃料 Vg=0.25210-3qg (m3/ m3) 酒精燃烧需要的新风量为3.81 m3/Kg,2019/5/18,33,6、3 空调系统新风量,6.3.3 保持正压的新风量 理论计算较繁琐,并且在设计时通常无确定的缝隙资料,在工程上通常按换气次数估算: 有外窗的房间，换气次数取12次/h; 无窗和无外门的房间，换气次数取0.50.75次/h.,综上所述，最小新风量的确定可由以下框图表示：,2019/5/18,34,6、3 空调系统新风量,局部排风量GP1,维持正压所需 的渗透风量GS,满足卫生要求gw m3/人小时,最小新风量 Gw2=n* gw,系统总风量G,最小新风量 Gw3=0.10G,最小新风量Gw=Mmax Gw 1 、Gw2、 Gw3,最小新风量 Gw 1= GP1+GS,2019/5/18,35,6、3 空调系统新风量,6.3.4 空调房间的空气平衡 当新风量增至足够大而又无适当的途径排放时，正常的风量平衡关系即会被破坏，其结果： 在受控环境引起正压值增大。 在相邻环境出现空气无序窜流现象，从而影响系统的正常使用。 为了保持室内恒定的正压和调节新风量，需要考虑空调系统的空气平衡。,2019/5/18,36,6、3 空调系统新风量,如图所示，风量平衡为： 对空调房间：L=Lx+Ls 对空调机组：L=Lw+Lh 对空调系统：Lw=Ls+Lp 过渡季节随着Lw的增大，Lp亦 加大；当进入全新风工况时，通常在回风管路上装排风机，并借助调节阀门达到控制Lp的目的。,2019/5/18,37,6、4 定风量单风道空调系统,2019/5/18,38,6、4 定风量单风道空调系统,本节的主要内容： 露点送风单风道系统 系统构成及工作流程 工况分析 再热式单风道系统 系统构成及工作流程 工况分析,2019/5/18,39,6、4 定风量单风道空调系统,6.4.1 露点送风系统 6.4.1.1 露点送风系统的系统图 特点： 系统送出一种参数的空气； 送出的空气达到接近饱和的状态(机器露点)。 其系统图如下图所示：,2019/5/18,40,6、4 定风量单风道空调系统,2019/5/18,41,空调箱,6、4 定风量单风道空调系统,初效过虑器,中效过虑器,加热盘管,冷却盘管,消音段,2019/5/18,42,6、4 定风量单风道空调系统,露点送风系统的两种形式： 单风机系统、 双风机系统 单风机系统：无系统排风，过渡季节无法实现全新风经济运行。 双风机系统：在夏冬季采用最小新风量，春秋过渡季节采用全新风经济运行，节省能耗。?,2019/5/18,43,6、4 定风量单风道空调系统,风量平衡 房间：,单风机系统：,整个系统：,空调箱：,2019/5/18,44,6.4.1.2工况分析 1、夏季工况：,送风状态及送风量的确定过程,(1) 室外空气状态点O ； (取历年平均不保证50h),(2) 室内空气状态点R； (根据规范、标准或工艺要求确定),(3) 送风状态点S ； (热湿比线与相对湿度9095 等相对湿度线交点),(4) 计算送风量。,最小新风比,空气处理过程可表示为：,减湿,2019/5/18,45,图中 MS为空气在空调机组内的处理过程。因此，空调机组在夏季提供的制冷量为：,该冷量包括两部分： 新风冷负荷： 室内冷负荷：,？,当湿负荷较大、热湿比很小时，可能不相交。,须改变室内设计参数，如增大相对湿度。,2019/5/18,46,2、冬季工况：,送风量通常统与夏季相同；,(1) 送风状态点S ； (热湿比线与送风温度的 等温线交点),(2)送风状态确定过程,2019/5/18,47,机组在冬季提供的热量：,加湿的方法：喷蒸汽、电极式及电热式加湿器、喷水室、淋水填料层、高压喷雾等。,机组在冬季提供的湿量：,2019/5/18,48,6、4 定风量单风道空调系统,6.4.1.3 全新风系统和再循环系统,=100%,=90-95%,S,R,O,1、再循环系统 空调机组空气处理过程：,空调机组提供的冷负荷：,2、全新风系统 空调机组空气处理过程：,2019/5/18,49,6、4 定风量单风道空调系统,6.4.1.3 风管温差传热和风机得热量对系统的影响,1、 风管温差传热的影响 夏季工况： 由于传热温差，导致送风温度升高，其温升为：,式中：K风管的传热系数，查表61确定； x风管的周长；L风管的长度； te，ti分别为环境温度及风管内温度。,冬季工况：计算方法同上。,2019/5/18,50,6、4 定风量单风道空调系统,2、 风机得热量的影响 风机提供给流动空气的动能，用于克服各种阻力，最终转化成热能，导致送风温度升高，形成冷负荷的一部分。,当风机的电机不在输送的空气中时，其温升为：,当风机的电机在输送的空气中时，其温升为：,式中：P风机的全压； f风机的全压效率，一般取0.50.8； m电动机的效率，一般取0.80.9。,2019/5/18,51,6、4 定风量单风道空调系统,3、 风管传热温差和风机得热量对空气处理过程的影响,(1)夏季空调工况：,t1考虑风管和送风风机得热量的温升。,t2考虑回风风机得热量的温升。,可见：考虑风管和风机得热后，空气处理机组的冷负荷增加。,2019/5/18,52,6、4 定风量单风道空调系统,6.4.2 再热式系统 6.4.2.1 再热式系统的系统图 与露点送风空气处理系统的差别： 从机房送出的同一参数的送风，在进入每个房间或区域前，经过再加热盘管加热后，然后送入室内。因此，可以每个房间或区域可根据自己设定的温度或负荷的变化调节送风温度，适合于各房间或区域有不同温度要求及负荷变化不同的场合。 其系统图如下图所示：,2019/5/18,53,2019/5/18,54,6.4.2.2 工况分析 1、夏季工况：,空气处理过程可表示为：,空气处理过程可表示为：,送风状态及送风量的确定过程,(1) 室外空气状态点O ； (取历年平均不保证50h),(2) 室内空气状态点R； (根据规范、标准或工艺要求确定),(3) 机器露点D ； (热湿比线与相对湿度9095 等相对湿度线交点),(4) 根据送风温差确定送风状态点S。,减湿,2019/5/18,55,6、4 定风量单风道空调系统,空气处理机组在夏季提供的制冷量为：,该冷量包括三部分： 新风冷负荷：,室内冷负荷：,再热冷负荷：,再热消耗的热量：,2019/5/18,56,送风量通常统与