建筑设备第9章(2).ppt

1 第9章空气调节 哈尔滨理工大学刘方亮 第9章空气调节 空气调节概述空气调节的相关参数空调负荷的计算和送风量的确定空调系统的分类和组成空调系统的冷源 2 3 室内空气 控制 人体舒适和生产工艺要求空气的温度 湿度 速度及洁净度 压力 成分 气味及噪声等 一 空气调节的定义 4 二 空气参数的影响因素 1 室外气温 湿度变化 太阳辐射及外部空气中的有害物的干扰 2 内部空间的人员 设备与生产过程所产生的热 湿及其他有害物的干扰 5 三 空气调节的作用 保证人体舒适 舒适性空调 提供舒适的生活和工作环境 满足人们生产工艺要求 工艺性空调 较舒适型空调严格 四 空调与通风的区别 空调系统与通风系统同为向室内送风 但两者区别明显 从定义看通风 空调 如 住宅降温 6 满足要求 创造环境 从送风看通风和空调均要引入室外空气通风 空调 7 室外空气新鲜越多越好 室内外空气温湿度和洁净度差别大 除必要的新风量 尽量减少室外空气 如 房间 车内开启空调后应关门关窗 从排风看通风 空调 8 排出污染气体不可回用 排出气体已经处理到所需参数 较室外气体好 故排出气体应尽量回用 从气流组织看通风 空调 9 送风应在第一时间到达工作区 稀释有害物质 且及时排出 送风应与室内空气充分混合以后才能进入工作区 建筑设计思路不同通风 空调 10 开敞通透 风压 热源 密闭式 11 12 9 1空调的相关参数 湿空气的组成空调相关参数空调精度 13 14 一 湿空气的组成湿空气的定义 空调工程中所处理的空气和特定空间内部的空气湿空气的组成 干空气 水蒸气 湿空气 15 二 空气调节相关参数 大气压强和水蒸汽分压力大气压强 Pa 通常把0 下 北纬45 处海平面上作用的大气压作为一个标准大气压 atm 其值为 1atm 101325Pa水蒸汽分压力 Pq 大气中 水蒸汽组分所占的压强 16 水蒸气分压力的大小反应空气中水蒸气含量的多少 空气中水蒸气含量越多 水蒸气分压力就越大 关系 道尔顿定律Pa Pd Pq 17 2 温度温度是反映空气冷热程度的状态参数 温度值的高低用温度表示 常用的温标有绝对温标 T 和摄氏温标 t 二者之间的关系为 T t 273 15 F 9C 5 32 18 3 含湿量d g kg干 定义 含湿量的大小随空气中水蒸气含量的多少而改变 它可以确切的反映空气中水蒸气含量的多少 19 4 相对湿度饱和空气 含有最大限度水蒸汽量的湿空气称为饱和空气 b饱和水蒸汽分压力 饱和空气中所具有的水蒸汽分压力 Pqb饱和含湿量 饱和空气中所具有的含湿量 db 20 相对湿度 湿空气中水蒸气接近饱和的程度 0时 是干空气 100 时 为饱和湿空气 相对湿度 与含湿量d的区别 21 5 焓i和熵S 能量单位 i定义 每公斤干空气的加上与其同时存在的d克水蒸气的能量总和 其单位用kJ kg干表示 i特点 热力状态参数 具有能量单位总能中取决于热力状态的那部分能量 熵S J K 热力系中工质的热力状态参数之一 在可逆微变化过程中 熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比 可用于度量热量转变为功的程度 系统中无序或无效能状态的度量 22 23 6 露点温度td在含湿量d保持不变的条件下 湿空气达到饱和状态时所具有的温度称为该空气的露点温度 如 冬季哈气 降温减湿 24 7 湿球温度和干球温度 25 h h增大时 h减小时 h 0 h max 26 三 空调精度 定义 空调对空气参数的控制有容许的波动范围 这个波动范围为精度 空调作用不同 对精度要求不同舒适性空调 工艺性空调 表示方法 空调基数 空调精度 27 例如 tn 20 1 n 50 5 精度级别 tn 1 tn 0 5 tn 0 1 0 2 28 9 2冷负荷概算与送风量的确定影响冷负荷的因素冷负荷估算送风量 新风量 回风量的计算 29 一 影响空调负荷的内 外扰因素 消除室内负荷而需要提供的冷量来称为冷负荷 依靠提供的热量来消除室内负荷称为热负荷 需要消除的室内产湿量称为湿负荷 影响室内冷热负荷的内 外扰因素包括 1 通过围护结构的传热量 2 通过外窗的日射得热量 3 由外门窗进入的渗透空气带入室内的热量 4 室内设备 照明等室内热源的散热量 5 人体散热量 31 33 影响室内湿负荷的内 外扰因素包括 1 人体散湿 2 设备散湿 3 各种潮湿表面 液面散湿 4 由室外进入的渗透空气带入室内的湿量 34 二 冷负荷的估算 面积冷指标W m2冷负荷W 面积冷指标W m2 面积m2 35 三 空调系统风量的确定 送风量 新风量 回风量关系 36 37 1 送风量L的确定冷负荷的需要换气次数要求应选用较大一个 38 满足冷负荷所需要的送风量 L 送风量 m3 s 空气密度 kg m3Cp 空气比热容 1 01kJ kg Q 空调冷负荷 kwtn 室内设计温度 to 送风温度 问题 作为商场的管理人员 希望L如何 L减小则tn to如何变化 送风温差增大出现的三个不利现象 39 送风口结露 滴水吹冷风温度分布不均匀 40 9 2 3空调系统风量的确定 满足换气次数所需的送风量换气次数的定义 满足换气次数的送风量单位 精度 t t tn to 41 2 新风量Lx的确定新风量 每人最小新风量 人数单位是 42 3 回风量Lh的确定回风量 送风量 新风量Lh L Lx 例题 某商店 配有中央空调系统 面积20000平方米 层高4m 可容纳客流量2000人 夏季室内空调设计温度问22 送风温度为16 设空气密度为1 29kg m3 且取值范围均选用最小值 求 该商店夏季所需冷负荷 商场空调系统的送风量 新风量和回风量 43 冷负荷QQ 面积冷指标 面积查表9 1可知 商场面积冷指标为100w m2Q 100w m2 20000m2 2000kw送风量计算满足冷负荷的送风量计算 L 225 8m3 s 44 满足换气次的的送风量计算舒适性空调 t 6 0 1 tn to 22 16 6 15 综上 查表9 5可知 对换气次数无要求故 送风量L 225 8m3 s 45 新风量的计算新风量Lx 每人最小新风量 人数查表9 6可知 商场的每人最小新风量为8m3 hLx 2000人 8m3 h 16000m3 h 4 5m3 s回风量的计算Lh L Lx 255 8m3 s 4 5m3 s 221 3m3 s 46 习题 某洁净手术室 空调温度为tn 20 1 送风温度为12 空调房间面积为90平方米 层高4m 已知新风量800立方米每小时 取值范围均选用最小值求 空调系统送风量和回风量 47 1 送风量的计算 1 满足热负荷所需的送风量Q 面积冷指标 面积查表9 1可知 面积冷指标为300w m2Q 300w m2 90m2 27kwL 2 6m3 s 48 2 满足换气次数的送风量 t 1 tn to 20 12 8 综上 查表9 5可知 n 5综上 送风量应为2 6m3 s2 空调系统回风量Lh L Lx 2 6m3 s m3 s 2 38m3 s 49 50 9 3空调系统的组成与分类空调系统的组成 中央空调 空调系统的分类空调系统的冷源空调机房的布置 51 一 空调系统的组成 52 空气处理设备 定义 对空气进行热湿处理 净化处理的场所 常见的空气处理机组是由若干功能段组成设备 中央集中空调机组 53 54 55 56 1 2 3 4 5 1 混合段 新风和回风相混合连接方式调节方法内部设备 57 2 过滤段 过滤气流中的灰尘分类初效过滤 d 5 0 m中效过滤 d 1 0 m高效过滤 d 0 3 m使用顺序设备 板式过滤器 袋式过滤器 58 59 3 加湿 除湿段 加湿 喷蒸汽加湿 湿膜加湿 超声波加湿除湿 冷却盘管除湿 干燥剂除湿 60 61 62 63 64 65 氯化锂 石棉转轮除湿机 66 4 加热制冷段 表面换热器 67 68 5 风机段 空气流动的动力 69 70 二 空调系统的分类 71 按空调系统的作用分按承担室内冷 热负荷和湿负荷的介质分按空气处理设备的位置来分类按空气处理系统的空气来源分 72 2 按负担室内负荷所用介质来分类全空气系统全水系统空气 水系统制冷剂系统 全空气系统 73 定义 指室内的空调负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统 空气C和空气密度小 空气量风道断面面积能耗 74 75 76 77 全水系统定义 水的C和密度大 在相同的空调负荷情况下 系统断面小 流量小 占地小不能解决房间通风换气的问题 78 空气 水系统定义 风机盘管加新风既可以减少风道占用的建筑空间 又能保证室内的新风换气要求 79 制冷剂系统定义分体式空调器 80 3 按空气处理设备的位置来分类1 集中式空调系统2 半集中式空调系统3 分散式空调系统 81 1 集中式空调系统 参数控制管道调节能力 82 83 2 半集中式空调系统 参数控制管道调节能力风机盘管 新风 84 85 3 分散式空调系统 86 87 4 按空气处理系统的空其来源分 封闭式空调系统直流式空调系统混合式空调系统 88 1 封闭式空调系统 89 使用条件 战时 无人 90 2 直流式空调系统 使用条件 有害气体 一次回风 91 3 混合式空调系统 二次回风 92 93 三 常用空调系统简介 1 一次回风系统1 工作原理一次回风系统属于典型的集中式空调系统 也属于典型的全空气系统 故具有集中式空调系统和全空气系统的特点 2 使用条件空调面积大 个房间空调参数相近 各房间使用时间一样的场所 94 一次回风系统 95 2 风机盘管加新风空调系统1 特点风机盘管加新风空调系统属于半集中式空调系统 也属于空气 水系统 由风机盘管机组和新风系统两部分组成 96 三种新风供给方式 1 靠渗入室外新鲜空气补给新风 这种方法比较经济 但是室内的卫生条件较差 2 墙洞引入新风直接进入机组 这种做法常用于要求不高或旧建筑中增设空调的场合 3 独立新风系统 由设置在空调机房的空气处理设备把新风集中处理到一定参数 然后送入室内 97 98 99 100 101 102 103 9 4空调系统的冷源定义和分类压缩式制冷机组的制冷原理吸收式制冷机组的制冷原理制冷剂热泵 104 一 冷源的定义和分类 1 定义 一切可以提供冷量的物质或设备都属于冷源 2 分类 天然冷源 人工冷源 地下水 天然冰等 制冷机有压缩式 吸收式 105 二 压缩式制冷机组的工作原理 蒸发器 冷凝器 膨胀阀节流装置 压缩机 低温 低压 液态 高温 低压 气态 高温 高压 液态 低温 高压 液态 Q Q Q W W 107 冰箱内部为那个制冷部件 冰箱背部为哪个制冷部件 夏天房间可否通过敞开冰箱达到降低室温的目的 夏天时 室内机 室外机各为哪一个 冬天时 室内机 室外机各为哪一个 如何冬夏两季交替 108 109 110 三 吸收式制冷机组的工作原理 低温 低压 液态的制冷剂 高温 低压 气态的制冷剂 低温 高压 液态的制冷剂 高温 高压 气态的制冷剂 制冷机 吸收剂液态 制冷机 吸收剂沸腾分离 吸收剂 定义 在制冷系统中不断循环并通过自身状态变化实现制冷的工质常用制冷剂 氨制冷剂R717水R718冰箱 氟利昂 R12 CCL2F2 R600a空调 氟利昂 R22 CHCLF2 R134a异丁烷 四氯乙烷 112 四 制冷剂 113 五 热泵 1 定义 制冷机组消耗一定的能量由低温热源取热 向需热对象供应更多的热量的装置 既可以在夏季制冷 又可以在冬季供热 1 热泵工作原理 114 115 2 分类 按热泵工作原理 压缩式 吸收式按应用场所分类按换热对象分类 2 按应用场所分类 小型热泵 家用中型热泵 商业 农业使用大型热泵 工业建筑 117 3 按换热对象分地源热泵 118 119 水源热泵 120 9 5空调机房和制冷机房的布置 空调机房布置要求制冷机房布置要求采暖与空调的识图 121 一 空调机房的布置 1 空调机房尽量靠近空调房间 且位于负荷中心 与制冷机房距离近 一个空调机房作用半径30 40m 服务面积500 800平方米 2 空调机房的位置 122 设备间用阴影部分表示 123 3 空调机房的高度一般净高为4 6米 具体高度根据总建筑面积和机房占建筑面积百分比 和系统形式来查表确定 4 空调机房结构 荷载计算 机房内布置 P190 124 二 对制冷机房的要求 1 单独修建的制冷机房 易布置在厂区夏季主导风向的下风侧 2 氨制冷机房不应靠近人员密集的房间或场所3 制冷机房应尽可能设在冷负荷的中心处 125 4 制冷机房的高度 应根据设备情况确定 并应符合下列要求 对于氟里昂压缩式制冷 不应低于3 6米对于氨压缩式制冷 不应低于4 8米溴化锂吸收式制冷机顶部至屋顶的距离应不低于1 2米 126 9 6采暖系统与空调系统的识图 1 采暖该图中采暖系统的形式底层 标准层 顶层