空气调节系统PPT课件.ppt

第一节空气调节系统的分类 第四章空气调节系统 第二节新风量的确定和空气平衡 第三节普通集中式空调系统 第四节变风量系统 第五节半集中式空调系统 第六节局部空调机组 第七节新型空调系统介绍 1 1空气调节的目的 第一节空气调节系统的分类 1 2空气调节要解决的问题 1 3空气调节系统组成 1 4空气调节系统分类 舒适性空调 人体舒适 健康的环境工艺性空调 生产工艺过程所要求的环境 1 1空气调节的目的 舒适性空调的应用 原理对比 洁与脏 舒适性空调的应用 原理对比 洁与脏 舒适性空调的应用 原理对比 清与浊 外部扰量的干扰内部扰量的干扰 1 2空气调节要解决的问题 广义 获得满意的建筑室内空气环境的手段 冷热源 空气处理设备 输配系统 管道和末端 被控对象 建筑空间 狭义 采用人工或机械的主动手段获得满意的建筑室内空气环境 不含被动手段 空气处理设备 输配系统 管道和末端 更狭义 人工或机械的手段同时处理空气多个参数 温度 湿度 速度 辐射 空气质量等 1 组成要素 1 3空气调节系统组成 2 四大主要组成部分 空调空间 空气输送和分配设备 空气处理设备 冷热源和自动控制设备 冷热源 空气处理设备 空调空间 分配系统 输送系统 中央冷气空调系统结构简图 空气调节的工作过程就是制冷系统和空气系统不断循环的过程 1 蒸发器是制冷剂从冷冻水回水摄取热量的装置 在蒸发器中 低压液态制冷剂从冷冻水回水摄取热量后蒸发为低温低压的蒸汽 2 压缩机是提高蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽压力 使其在冷凝器中容易液化的装置 在压缩机中 蒸发后的低温低压蒸汽制冷剂被压缩到可以液化的高温高压蒸汽 3 冷凝器是把压缩后的高温高压蒸汽制冷剂进行冷却液化的装置 在冷凝器中 把制冷剂从冷冻水回水摄取的汽化潜热和压缩机产生的压缩热传递给冷却水 使制冷剂冷凝为高压液体 4 膨胀阀 或毛细管 是把冷凝后的液化制冷剂的压力降到能使其达到蒸发压力状态的装置 高压液态制冷剂经过膨胀阀 或毛细管 降到低压制冷剂 以便使它能够在低压蒸发器中膨胀蒸发 从而完成制冷循环 5 冷却塔是冷却循环水的装置 经过冷凝器的冷却水吸收了制冷剂的冷凝热而升温 为了使冷却水能循环使用 使它在流经冷却塔的过程中进行强制降温 然后返回冷凝器 从而完成冷却水的循环 6 在完成上述制冷工作循环的同时 经蒸发器降温了的冷冻水进入空调箱 在其中把空气系统中的回风和新风冷却后送入风道至末端空调室 在空调室升温的空气进入回风道 经过部分减排后回到空调箱与新风一起再行冷却 从而完成空气循环 周而复始 空气调节工作过程持续不断地进行下去 环境 热量 冷却水 冷冻水 冷却塔 送风 回风 冷水机组 空调箱 冷 热 源 风机 加热器 冷却器 过滤器 管道 风口等 ProductionRoom 4 Exhaustairtreatment 2 Centralairhandlingunit 3 Terminalairtreatmentatproductionroomlevel 1 Freshairtreatment Returnair Re circulatedair Supplyair AirHandlingSystems ProductionRoom ExhaustAirGrille Silencer Flowratecontroller Filter Fan Weatherlouvre Controldamper Heater Terminalfilter Prefilter Heatingcoil Coolingcoilwithdropletseparator SecondaryFilter Humidifier AirHandlingSystems 1 4空气调节系统分类 集中式空调系统 定风量系统和变风量系统 空调箱 风管 末端 送风口 回风口 风环路 集中式空调系统 半集中式空调系统 风机盘管系统和诱导器系统 新风 末端设备 送风 回风 房间 风环路 排除 新风空调箱 全分散式空调系统 家用空调系统 全空气系统 冷剂系统 空气 水系统 全水系统 1 冷却塔2 制冷机组3 冷冻水循环泵4 新风入口防火阀5 空调机6 主回风管7 回风口8 支回风管9 散流器10 房间11 支送风管12 主送风管13 冷却水循环泵 全空气中央空调系统工作流程 1 新风入口2 室内空气循环3 风机盘管4 支风管5 房间6 散流器7 回风口8 新风主风管9 冷冻水循环系统10 冷冻水循环泵11 制冷机组12 防火阀13 空气处理机组 空气 水中央空调系统工作流程 全封闭系统直流式系统混合式系统 空调空间 空调空间 空调空间 封闭式系统 直流式系统 混合式系统 第二节新风量的确定和空气平衡 确定新风量的依据有下列三个因素 一 卫生要求二 补充局部排风量三 保持空调房间的正压要求 一般只使用其中的部分功能段 第三节普通集中式空调系统 特点 风道与机房占空间大 设备集中易于管理 功能 集中处理空气 结构 组合式空调机组 分类 1 概念 一 一次回风式空调系统 2 系统图式 3 夏季空气处理过程i d图的表示 4 夏季设计工况所需冷量分析 5 冬季空气处理过程i d图的表示 6 冬季设计工况所需预热量分析 7 夏季 冬季室内参数不同的一次回风系统 Gs Gh Gx 新风比m Gx Gs 空调箱 GS GX GH 房间 1 概念 空调系统的回风与室外新风在喷淋室 或空气冷却器 前混合一次 称一次回风式系统 2 系统流程图与新风比 3 一次回风式空调系统 夏季空气处理过程i d图的表示 从空调系统的热平衡角度分析 Q0 制冷设备承担的冷量 G iC iL Q1 室内冷负荷 G iN iO Q2 新风负荷 G iO iL Q3 再热负荷 GW iW iN G iC iN Q0 Q1 Q2 Q3从焓湿图上分析与从系统热平衡角度分析 设备承担的冷量构成是相同的 4 夏季设计工况所需冷量分析 前提 冬夏季节送风量相同 湿负荷相同 有 dO dN W GS 5 冬季空气处理过程i d图的表示 原因 新风量比较大或者室外空气温度太低混合点C的焓低于iL措施 新风预热WoWo 加热混合点C C喷淋加热 加湿W NC C预热量 Gx iWo iW 6 冬季设计工况所需预热量分析 7 夏季 冬季室内参数不同的一次回风系统 二 二次回风式空调系统 1 概念 2 系统图式 3 夏季空气处理过程i d图的表示 4 夏季设计工况所需冷量分析 5 冬季空气处理过程i d图的表示 6 冬季设计工况所需预热量分析 1 概念 空调系统的回风与室外新风在喷淋室前混合并经喷雾处理后 再次与回风混合 称二次回风式系统 2 系统流程图与新风比 Gs Gh1 Gx 新风比m Gx Gs 空调箱 GS GX GH1 GH2G1 GH1 GX Gh2 房间 3 夏季空气处理过程i d图的表示 N W C O L GS GX GH1 GH2 G1 G1 4 夏季设计工况所需冷量分析 即设备承担冷量 室内冷负荷 新风负荷因此 二次回风系统中 冷量构成中 节省了再热量 二次回风系统比一次回风系统节能 处理过程承担冷量Q0 GL iC iL 第二次混合GL G iN iO iN iL G iN iO GL iN iL Q1第一次混合GW GL iC iN iW iN GL iC iN GW iW iN Q2所以Q1 Q2 GL iN iL GL iC iN GL iC iL Q0 N W C O L GS GX GH1 GH2 G1 G1 W O 冬夏季送风量相同 湿负荷相同 dO dO采用夏季的机器露点 C 5 冬季空气处理过程i d图的表示 因为N O L点和GS不变 因此GH2 G1不变GX GS mGH1 G1 GXC 点可确定加湿量 G1 dL dC 加热量 GS iO iO N W C O L GS GX GH1 GH2 G1 G1 W O C GH1 GX G1 GS GS 6 冬季设计工况所需预热量分析 第一次混合 GW G1 GW IN IL IN IW1 其中IL IC IW1 IN G1 GW IN IL GW 1 第二次混合 G1 GW G IN IO IN IL 2 将 2 代入 1 得 IW1 IN G IN IO GW IN IN IO m 3 预热量 Q GW IW1 IW 4 三 集中空调系统划分和分区处理 1 室内参数 温湿度基数和精度 相近以及室内热湿比相近的房间可采用同一系统 2 朝向 层次等位置相近的房间宜采用同一系统 3 工作班次和运行时间相同的房间采用同一系统 4 对室内洁净度等级或噪声级别不同的房间 宜按各自的级别设计 5 产生有害物的房间不宜和一般房间合用一个系统 6 空调系统的分区应与建筑防火分区相对应 1系统划分的原则 2 系统分区处理的常见形式 1 室内N点相同 热湿比 不同 采用定露点 分室加热系统 Flash演示 2 室内tN相同 N允许有偏差 热湿比 也各不同 采用定露点 相同的 to 但需根据房间的重要性选择含湿量 3 室内tN相同 N也相同 to也要求相同 热湿比 不同 分区空调方式 集中处理新风 分散回风 分室加热 即分区空调方式 分层空调方式 4 室内tN相同 热湿比 不同 双风道系统 Flash演示 Flash演示 Flash演示 第四节变风量系统 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 动画 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 节流型变风量系统流程图 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 全空气诱导器 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 第五节半集中式空调系统 半集中式空调系统是在尽量发挥集中式和局部式两类空调系统的优点 克服其缺点的基础上发展起来的 它既有集中的冷热源供应系统 也由分散于各个空调区域的空气处理末端设备 按末端设备工作原理的不同可分为 风机盘管系统 诱导空调系统 一 风机盘管系统 一 系统构造 分类和特点 1 构造 盘管 风机 箱体2 类型 立式 卧式 壁挂式 暗装 明装 普通 高静压 3 性能 风量 250 850m3 H冷量 2 3 7KW水量 500 800L S耗电量 30 100W水阻 10 35Kpa4 调节方法风量调节 调速 三档 无级 水量调节 电动二通阀风量旁通 嵌入式风机盘管 5 适用性 变负荷特性 性能优异的风机盘管 通常适用于宾馆 公寓 饭店 医院 办公楼等高层建筑场所 6 优点 布置灵活 各房间可独立调节室温 房间不住人时可方便地关掉机组 关风机 不影响其他房间 从而比其它系统较节省运转费用 此外 房间之间空气互不串通 又因风机多档变速 在冷量上能由使用者直接进行一定的调节 7 缺点 对机组制作应有较高的质量要求 否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困准 当风机盘管机组没有新风系统同时工作时 冬季室内相对湿度偏低 故此种方式不能用于全年室内湿度有要求的地方 风机盘管由于噪声的限制因而风机转速不能过高 所以机组剩余压头很个 气流分布受限制 适用于进深小于6m的房间 二 风机盘管系统的新风供给方式及设计原则 1 由排风形成自然渗入新风2 墙洞引入新风3 内部区供给新风4 独立新风系统 新风不入盘管 新风入盘管 新风供给方式 风机盘管处理空气的焓湿图 具有独立新风系统的风机盘管机组夏季处理过程有两种 新风处理到室内焓值 不承担室内冷负荷 新风处理后的焓值低于室内焓值 承担室内部分负荷 1 渗入新风和排风 初投资 建筑空间和运行费用省 新风量无法控制 新风洁净度无法保证 室内卫生要求难以保证 该方式适用于要求不高 旧建筑加装空调 或因地位限制无法布置机房和风道的建筑物等 2 墙洞引入新风 初投资省 节约建筑空间 噪声 雨水 污物容易进入室内 机组易腐蚀 室内空气量平衡易受破坏 温湿度不易保证 有风压的影响 高层建筑有烟囱效应的影响 室内新风不理想 该方式只适用于低层部分 或相邻楼房 墙壁构成的避风建筑或改造的旧建筑 3 由内部区空调系统兼供周边区新风 该系统省去了单独的周边新风系统 通风效果好 可适当去湿 初投资 运行费用 占用空间等均比单独设立新风系统节省 4独立新风系统 初投资较大 通风效果好 风机盘管的冷量可充分发挥 该系统可用于旅馆客房 公寓 医院病房等 同时可与变风量系统配合使用在大型建筑物外区等 四种新风供给系统的综合评价 新风处理到室内焓值 1 新风处理到室内等焓线与 90 的交点L 过室内状态点作 线与 90 交于O点 O点为送风状态点 连接OL点并延长至M 使M点具备以下关系式 新风机组承担冷量为 风机盘管承担冷量为 风量为 新风不进入风机盘管 特点 1 新风处理到室内焓值不承担空气负荷 2 新风不进入风机盘管 噪声和风机盘管均小 3 风机盘管处于湿工况运行 卫生条件差 新风处理到室内焓值 2 新风处理到室内等焓线与 90 的交点L 过室内状态点作 线与 90 交于O点 O点为送风状态点 连接LN点 使C点具备以下关系式 新风机组承担冷量为 风机盘管承担冷量为 风量为 O 新风进入风机盘管 特点 1 新风处理到室内焓值不承担空气负荷 2 新风进入风机盘管 噪声 负荷及风机盘管型号均大 3 风机盘管处于湿工况运行 卫生条件差 新风处理后的焓值低于室内焓值 确定室内外状态点N W 过N点作 线 与 90 相交点为送风状态点O 作ON的延长线至P点 并满足 由dp线与机器露点相交于L 连接LO并延长与dn交至M点 M点即为风机盘管出口状态点 总风量 风机盘管风量 盘管承担冷量 新风机组承担冷量 P 特点 1 新风处理到低于室内焓值 承担部分室内冷负荷 全部湿负荷 2 风机盘管噪声 负荷及风机盘管型号均大 3 风机盘管处于干工况运行 卫生条件较好 根据使用要求和建筑情况 选定风机盘管的型式及系统布置方式 确定新风供给方式和水管系统类型 根据要求处理的制冷量和计算得到的风量 选用风机盘管 但应注意工况的不同 在设计工况下查取修正系数进行修正 三 风机盘管的选择 1 独立新风系统确定新风处理过程 L点 选新风机组 风量 冷量 计算风机盘管承担的负荷计算风机盘管的风量由风量 负荷选风机盘管机组2 靠墙洞引入新风计算房间总负荷 含新风负荷 由负荷选盘管 并校核风量3 无组织进风由室内负荷考虑安全系数选盘管 四 风机盘管系统的水系统 1 系统分类双管系统 三管系统 四管系统2 管路设计坡度 排空 同程 管径 管件3 系统的水路调节方法变水量 供水旁通 变水温 有二次泵 回水混合 特点 1 诱导比 N G1 G22 工作压力 与喷嘴风速有关 额定一次风量时的噪声 盘管的供冷拱热能力等 这些都能在产品规格说明书中查找 二 诱导器系统 构造原理 经过集中处理韵空气 一次风 由风机送入空调房间的诱导器中 诱导器是分设于各室的局部设备 或称末端装置 它由静压箱 喷嘴和盘管 又称二次盘管 也有的不设盘管 等组成 一次风进入诱导器的静压箱 经喷嘴以高速射出 由于喷出气流的引射作用 在诱导器内造成负压 室内空气 即回风 又称二次风 被吸入诱导器 一 二次风相混合由诱导器风口送出 一 构造原理和特点 诱导器按诱导器内是否设置盘管分为 1 全空气诱导器系统采用这种系统时 室内所需的冷负荷全部由空气 一次风 负担 所以称为全空气诱导系统 这种诱导器不带二次冷却盘管 故又称简易诱导器 它实际上是一个特殊的送风装置 它能诱导 定数量的室内空气 达到增加送风量和减少送风温差的作用 有时也可在简易诱导器内装置电加热器以适应室内负荷变动的需要 2 空气 水诱导器系统这种系统的一部分夏季室内冷负荷由空气 由集中空气处理箱处理得到的一次风 负担 另一部分由水 通过二次盘管加热或冷却二次风负担 分类 W L 1 O N 送风温差 风机温升 空气变化过程的确定变化过程端点的确定 一次风空调箱承担所有的新风负荷和室内热湿负荷 a 全空气诱导器夏季处理过程 L 1 O N 送风温差 风机温升 空气变化过程的确定变化过程端点的确定 一次风空调箱承担所有的新风负荷和部分室内热湿负荷 诱导器内的二次盘管也承担部分室内热湿负荷 W 1 风机温升 2 b 空气 水诱导器夏季处理过程 一 机组类型 第六节局部空调机组 墙 门 窗 墙 窗机 分体机 整体式空调机组 整体式空调机组 freshairintake returnair supplyair heater filter Conditionedairfan condenser cooling drying heatpumpcompressor coolingorheating airout airin Outsideunit Insideunit condenser 分体式空调机组splitair conditioningsystem 1 单台使用2 多台独立使用3 多台联合使用 集中冷却水 集中新风 排风4 利用机组做集中式空调系统的空气处理机 二 机组应用 管式热回收型多联式空调机组 第七节新型空调系统介绍 三 吸附式除湿空调 一 蓄冷空调 二 水源热泵空调 蓄冷空调指的是在传统中央冷气空调装置系统的基础上加装一套蓄冷设备所组成的蓄冷中央冷气空调 它的主要节电功能不是节约电量 而是在用户终端为电网移峰填谷节约电力 蓄冷技术是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷 并以冰的形式储存起来 在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务 从而避免中央空调争用高峰电力 最常用的蓄冷方式主要有两大类 冰蓄冷和水蓄冷 空调的应用越来越广泛 其耗电量也越来越大 一些城市空调用电量已占其高峰用电量的20 以上 使得电力系统峰谷负荷差加大 电网负荷率下降 电网不得不实行拉闸限电 对人们正常的生活带来不少影响 解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术 一 蓄冷空调 蓄冰系统分类图 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 二 水源热泵 Water SourceHeatPum