第七章空调系统(2).ppt

第7章空调系统 2 变风量系统 VAV 普通集中式空调系统的送风量是全年固定不变的 并且按房间最大热湿负荷确定送凤量 称为定风量 CAV 系统 实际上房间热湿负荷不可能经常处于最大值 而是在全年的大部分时间低于最大值 当室内负荷减少时 定风量系统是靠调节再热量以提高送风温度 减小送风温差 来维持室温的 这样既浪费热量 又浪费冷量 如果能采用减少送风量 送风参数不变 的方法来保持室内温度不变 则不仅节约了提高送风温度所需的热量 而且还由于处理风量的减少 降低了风机功率电耗以及制冷机的冷量 VAV系统的运行费用相当经济 对于大容量的空调装置尤为显著 1 原理 根据室内负荷的增加 减少 通过特殊的装置 末端设备 增加 减少 房间的送风量 一 原理和类型 VariableAirVolume 1 百叶型 York产品 2 文丘里型 文丘里型管内装可以滑动的滑块 通过滑块的移动改变气流流动截面面积从而改变风量 Trance产品 3 气囊型 通过气囊膨胀 收缩 改变气流流通面积来变风量 Carrier产品 一 节流型 节流型变风量风口 文丘里型 1 装有定风量机构的变风量末端装置能保证较好的流量分配而且可以简化风道的阻力计算 因定风量机构能自动平衡管道内的压力变化 2 对采用直接蒸发的空气冷却器来说 为了避免低风量时结霜 应考虑相应的措施 3 送风口节流后 风机与风道联合工作的特性变化了 使管内静压增加 为了进一步节能 应设静压调节器调节风机风量 4 节流型的风口噪声较大 节流型装置特点 二 旁通型 1 即使负菏变动 风道内静压大致不变化 也不会增加噪声 风机也不必进行控制 2 当室内负荷减少时 不必增大再热量 与定风量系统比较 但风机动力没有节约 且需加设旁通风的回风道 使投资增加 3 大容量的装置采用旁通型时经济性不明显 它适用于小型的并采用直接蒸发式冷却器的空调装置 当室内负荷减少时 通过送风口的分流机构来减少送入室内的空气量 而其余部分送入顶棚内转而进入回风管循环 旁通型装置的特点 三 诱导型 诱导型风口作用是用一次风高速诱导二次风 经过混合后送入室内 吊顶式诱导器 置换通风式诱导器 1 由于一次风温可较低 所需风量少了 同时又采用高速 所以断面较小 为了达到诱导作用却提高了风机压头 2 可利用室内热量 特别是照明热量 故适用于高照度的办公楼等 3 室内空气 二次风 不能进行有效的过滤 4 即使负荷减少而房间风量变化不大 故对气流分布影响较节流型为小 诱导型变风量装置特点 1 串联风机型 风机与节流阀串联内置 2 并联风机型 风机与节流阀并联内置 四 风机动力型 FanPowered 五 单双风道型 双风道变风量系统 双风量变风量混合箱 双风道变风量系统 再热式变风量末端机组 变风量单风道空调系统VAVSingleductairconditioningsystem 二 变风量空调系统在设计中的几个问题 1 风量的确定 房间 区 最大风量的确定 夏季供冷所需风量 夏季除湿所需风量 冬季供热所需风量房间 区 最小风量的确定 满足卫生要求的新风量 满足补偿排风的需要 满足气流分布的需要 满足除湿要求系统的最大风量 设计风量 各房间 区 设计风量之和 再考虑同时使用系数70 80 系统最小风量 系统最大风量的40 50 2 气流分布 风口及分布 问题a 采用扩散性能好的风口 条缝型散流器 b 尽量多布置风口 3 风机控制 节流型 a 入口导向阀控制 b 转速控制 调速 变频 c 出口阀门调节 4 VAV系统的自动控制a 由室内恒温控制器调节VAV末端装置来改变风口送风量 b 系统风量的变化由风道静压控制器调节房间的风量 c 最小新风量的控制 使新风阀与送风机控制器联动 达到最小新风量后即锁定新风阀 三 变风量系统的特点及其适用性 1 负荷变化较大的建筑 如办公楼 图书馆等公共建筑 内部 外部负荷变化大 2 多区域控制的建筑 变风量系统在设备安装上更为灵活 3 有公用回风通道的建筑 4 高层 大型建筑的内区 全年供冷 2009 2 29 17 空气 水辐射板空调系统 由辐射板作为末端与新风系统给合的新型半集中式空调系统按构造分 埋管式 辐射板按布置形式 辐射顶板供冷 地板供冷 垂直墙壁供冷 2009 2 29 18 变制冷剂流量系统 VRV系统 一 VRV系统的组成VRV系统由室外机 室内机 制冷剂配管 管道 管道分支配件等 和自动控制器件及系统等组成 2009 2 29 19 二 系统配管 系统配管的连接方式 1 配管接头的分支连接方式 2 端管的分支连接方式 3 配管接头与端管的混合分支连接方式 2009 2 29 20 三 VRV系统的特点 1 设备少 管路简单 节省建筑面积与空间 2 布置灵活 3 具有显著的节能效益 4 运何等理方便 维修简单 5 VRV系统的经济效率显著 2009 2 29 21 四 新风输送方式 1 室内机自吸新风 2 利用可接风管的室内机处理新风送到每个房间 3 采用带有全热交换器新风机组 用排风预冷 热 新风 4 采用自带制冷机的专用分体式新风机组 2009 2 29 22 机组系统的适用性 一台机组服务一个房间是机组系统常见的应用方式 对于较大空间 如餐厅 小型会议室等 可考虑采用多台机组合用的机组式系统 一拖多 一主机为多个房间服务 系统可用于多居室的家庭或别墅以及中小型办公楼及其他类型建筑物 基于机组系统的特点 它适用于空调房间布置分散 空调使用时间要求灵活 无法设置集中式冷热源的场合 还适用于旧建筑改造和工艺经常变更等的场合 2009 2 29 23 机组系统的适用性 机组系统除满足民用之外 还可以广泛地应用于有特殊功能要求的场合水环热泵空调系统宜用在建筑规模较大的场合 内区面积要大于或接近于周边区 即两者冷热负荷相当为好 且这两种负荷的平衡时间越长越经济 变制冷剂 VRV 系统是一种半集式系统 适用于多房间的中小型建筑 2009 2 29 24 家用小型中央空调 现在市场上家用小型中央空调的制冷量一般都要求控制在8 50Kw 所采用的技术类型主要有三种 风系统 氟系统 水系统 2009 2 29 25 风系统 即风管机 风系统是以美国为技术代表 室外机组与室内机组通过氟立昂管连接 室内机通过风管把处理过的空气送到各房间内 以达到降温的目的 常见的品牌有约克 雷诺士等 所以这种风管式的系统对人体来说是比较舒适的 而且可以方便的引入新风 室内不存在漏水等问题 各房间内没有风机 噪音也较小 室内机的噪音一般在50dB A 左右 有些厂家在室内机上增加了过滤和湿膜加湿的功能 大大提供了该系统的舒适性 2009 2 29 26 风系统 即风管机 但是该系统要求有较高的安装空间 这就要求增加房屋的层高 相应的楼与楼之间的采光间距也要相应增加 另外尤其是国内的建筑外围护结构的保温性能很差 这样系统的风量会更大 另外各房间的风量也不便调节 这样住户的行为节能能力就很小 造成浪费 在系统的设计上要求处理好送回风管同建筑的配合问题 这种系统的风管多是采用复合材料的风管 2009 2 29 27 氟系统 氟系统是以日本的VRV变冷媒系统为代表 常见的品牌有大金 三菱 东芝 国内品牌有美的的MDV智能便频中央空调 海尔的MRV超级变频一拖多等 但是该系统的一些核心技术均掌握在国外厂商手中 该系统其实早就存在 只是近两三年更多的与户式中央空调联系在一起 该系统的最大长处是在它的控制系统 包括对室内机的单台控制和室外机组的变频调节等 但是价格较贵 随着市场的竞争 国产设备该系统的造价大约能做到350元 m2左右 进口设备大约在500元 m2左右 如果要求设置新风系统的话 需另设专门的新风机 造价会更高 2009 2 29 28 水系统 就中国的情况 我们走的是水路系统 实际上就是小型的风冷冷水机组加风机盘管系统 国内厂商以清华同方 麦克维尔等为代表 国外的厂商有开利 麦克维尔等 该系统的室外机已包含了循环水泵和膨胀水箱 安装相对简单 房间内安装的是风机盘管 走的是水管系统 便于同建筑配合安装 各房间内的风盘可独立的控制调节 现在有的厂家专门研制的户式超薄风机盘管高度仅为190mm 比常规风盘的250mm小了许多 更大增加了设备安装的灵活性 该系统要求处理好冷凝水的排放问题 以免给日后的运行使用留下隐患 2009 2 29 29 二 户式空调的工作原理 2009 2 29 30 传统中央空调系统原理图 2009 2 29 31 户式中央空调系统原理图 2009 2 29 32 三 家用中央空调系统的设计 家用中央空调系统的设计主要包括 空调设备的选型 管道系统布置和自控方式确定 1 风管式空调系统设计2 冷热水空调系统设计3 VRV空调系统设计 2009 2 29 33 1 风管式空调系统设计 整体式机组常常安装于屋顶 室内仅布置送回风管 采用集中回风 无空气冷凝水管 不需专用空调机房 过渡季市采用全新风运行 分体式机组室外机可安装于屋顶 阳台 墙面或地面上 室内机可以水平安装 也可以垂直安装 室内 外机冷媒管长度一般为30m 最长可达7Om 风管式空调系统负荷调节能力较差 机组只能根据回风参数控制压缩机的起停 机组送风量不能随着房间空调负荷的变化而改变 系统总冷 热量为系统服务的所有空调房间最大负荷之和 2009 2 29 34 1 风管式空调系统设计 设备选用时 一般根据夏季总冷量及夏季室内外计算温 湿度参数选择机组型号 确定机组的总制冷量 显冷量 根据风管系统布置 确定机组机外静压 计算机组实际制冷量 如小于夏季总冷量要重新选型 根据选定机组型号 冬季室内外计算温 湿度参数 确定机组实际制热量 如小于总冬季负荷 则考虑重新选型或增加辅助加热设备 2009 2 29 35 1 风管式空调系统设计 整体式机组应尽量靠近服务区域 送回风尽量短 对于如住宅等层高较低的房间 主风管尽量布置在走廊 客厅周边 支管上应设置风量调节阀 送风口 以侧送双层百叶风口为主 也可采用顶送散流器或条缝型风口 分体式机组室内机可立式落地安装 也可水平安装 立式机组一般置于专用机房内 在住宅内一般置于储藏室内 水平式室内机则吊装于卫生间吊顶内 机组噪声太高时 主风管需设消声器 2009 2 29 36 2 冷热水空调系统设计 冷热水空调系统的冷热源形式很多 而室内末端装置二般为风机盘管 末端设备一般按夏季冷负荷选择 风机盘管根据房间冷负荷 按中档时的供冷量来选择型号 并校核冬季加热量是否能满足房间供热要求 对于住宅建筑 所有末端装置同时使用的可能性较小 家用中央空调主机选择时 需考虑同时使用系数 2009 2 29 37 2 冷热水空调系统设计 家用中央空调系统所用的热泵机组或单冷机组的压缩机大多为定速压缩机 系统能量调节一般通过开 停压缩机来实现 在部分负荷下 压缩机运行很短时间 系统水温就达到设定温度 压缩机停机 当水系统容量较小时 过很短时间 系统水温就会超过设定温度范围 压缩机必须开机 从而造成压缩机开 停机频繁 影响主机的使用寿命 而且 在冬季机组除霜时 会造成系统水温降过大 影响供热效果 造成吹冷风的感觉 系统的水容量越大 则系统的热稳定性越好 2009 2 29 38 2 冷热水空调系统设计 当系统水容量不能满足要求时 应加大系统管道管径或增设储水箱 家用中央空调冷热水系统的水系统为二管制 水管大多采用异程式 根据水路系统的阻力应校核主机所配水泵扬程是否满足需要 新风一般采用无组织进风方式 要求较高的住宅建筑可采用新风机组提供新风 也可以采用全热换热器供应新风 2009 2 29 39 3 VRV空调系统设计 VRV空调系统是直接以制冷剂为输送冷热量介质的空气源热泵型空调系统 室内机根据房间冷负荷 室内干球温度 室内湿球温度和夏季空调室外计算干球温度进行选型 所选室内机的容量大于房间冷负荷 室外机根据室内机的组合总容量选择 计算机组实际制冷量 确保室内机 室外机的制冷量均能满足实际需要 校核制热量 确保系统能满足冬季需热量 2009 2 29 40 3 VRV空调系统设计 VRV系统使用的制冷剂是R22 常温常压下R22是无味 无毒 不燃的气体 但当房间内R22浓度较大时 空气中含氧量将降低 从而影响人员的健康 新风一般采用无组织进风 或者采用新风与室内空气混合后再处理 也可采用全热换热器处理新风 全热换热器可以设置在吊顶内 经换热后的空气可以直接送入室内或送入室内机的回风箱内 2009 2 29 41 四 工程案例 广州星河湾别墅工程项目 本项空调工程为一栋别墅空调工程1 空调方案选型在确定方案过程中 业主提出如下要求 只是要求供冷 运行费用要低 初投资也要比较低 2009 2 29 42 2009 2 29 43 四 工程案例 2 根据以上业主的要求 将各种空调形式进行比较 目前市场上流行的家用中央空调系统主要有以下三种形式 氟系统 这是一种冷剂直接膨胀式系统 系统中循环的工质是氟里昂 此系统可以满足运行费用低的要求 但是初投资比较大 风 管式 系统 风管式系统是由室外机 室内机和风管组成 此方案不能满足运行费用低的要求 原因是此系统属于一种要开便要开的系统 水 管式 系统 是由制冷主机 风机盘管 水管和附件组成 系统中循环的是水 运行费用较低 通过分析比较 水管式系统是本工程最佳方案选取择 2009 2 29 44 3 空调设计 室内设计参数 风机盘管设计选型 家用中央空调的风机盘管选择与大型中央空调选择不同 大型中央空调使用率较高 几乎所有末端设备均同时开启 而家用空调由于使用对象是家庭 再加上在我国人们节能意识较高 所以 在某一时间内并非所有房间都开 所以使用率一般都低 四 工程案例 2009 2 29 45 四 工程案例 4 水系统设计一般户式中同央空调由于管路比较短 阻力小 所以都采用异程管 由于建设单位要求材料为绿色环保材料 根据目前有关规范 采用PP R管 这种材料是被公认的绿色 环保材料 2009 2 29 46 四 工程案例 五 主机选型别墅建筑的特点是居住空调较多 入住的家庭成员较少 同时使用率较低 但有时又会有很多朋友在家聚会 同时使用率偏高 所以主机选型很重要 主机选型过大 会造成前期投资偏高 主机选小 又会使主机长期处于运转状态 影响主机寿命 2009 2 29 47 四 工程案例 6 系统设计定压装置 制冷机组内附装一密闭式膨胀罐 膨胀罐一方面对系统起定压作用 一方面又可对水系统中水的膨缩起到补偿作用 排气装置 在系统最高点设有自动排气阀 控制系统 风机盘管控制器 温控 缺水控制 压差旁通阀 系统连锁 2009 2 29 48 四 工程案例 2009 2 29 49 四 工程案例 2009 2 29 50 四 工程案例 2009 2 29 51 风机盘管接水管图 风机盘管用的橡胶软接头 四 工程案例 2009 2 29 52 四 工程案例 2009 2 29 53 四 工程案例 2009 2 29 54 方案举例 2009 2 29 55 方案举例 2009 2 29 56 方案举例 2009 2 29 57 方案举例 2009 2 29 58 方案举例 2009 2 29 59 方案举例 2009 2 29 60 室内机组安装 住宅 2009 2 29 61 室内管道 2009 2 29 62 装修后 2009 2 29 63 装修后 2009 2 29 64 房间控制器 2009 2 29 65 室外机安装 2009 2 29 66 住宅外观 2009 2 29 67 住宅外观 水源热泵是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式 它具有中央空调合理利用能源 设备能效系数高 运行成本低和安全 可靠等优点 又具有分散空调调节灵活 方便 便于管理和收费等优点 因此 从我国南方的深圳 广州到过渡地区的上海 南京直到北方采暖地区的北京 大连等城市的公共建筑 办公楼 商住楼 商场等 住宅建筑上得到了广泛的应用 近几年来 水源热泵得以发展的主要推动力是它能够以量大面广的低位热能 如井水 地下水 江 河 湖水 电厂冷却循环水 矿井水及工业余热等为能源 而且具有热回收功能 即可利用供冷空调房间排放的冷凝热来加热供热空调房间 从而提高了建筑物内部的能源利用系数 水源热泵 WSHP Water SourceHeatPumps 制热工况系统原理图 conventionalwshpsystem coolingtower boiler Hydronicpumps Waterdistributionloop heatexchanger 2009 2 29 75 所谓水环热泵空调系统就是小型的水 空气热泵机组的一种应用方式 即用水环路将小型的水 空气热泵机组并联在一起 构成一个以回收建筑物内余热为主要特点的热泵供暖 供冷的空调系统 2009 2 29 76 一 水环热泵空调系统的组成 水环热泵空调系统由三部分组成 室内水源热泵 水 空气热泵 水循环环路辅助设备 冷却塔 加热设备 蓄热装置 2009 2 29 77 夏季运转 在热的季节 全部或大多数机组为供冷 热量传播由室内 水循环 冷却塔直