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空调系统基础知识 卫生学视点 公共卫生研究所 2 空气调节的意义空调系统的主要分类空调系统的基本组成空调图纸的常识 3 空调调什么 4 空气调节的意义 空气调节的意义 是利用空调系统对空气进行加热 冷却 加湿 去湿 净化等处理 然后将其输送到各个用户空间 保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态 某一特定空间指房间 厂房 剧院 手术室 汽车 火车 飞机等 空气参数指空气的温度 相对湿度 空气流速 气压 噪声 洁净度等 所要求的状态分为舒适性要求的状态 工艺性要求的状态两类 5 舒适性空调目的 为人服务 使人感到舒适满意范围 住宅 办公楼 商店 旅馆 餐馆 茶室 酒吧 医院 客用火车 汽车 飞机等等特点 控制精度不高工艺性空调目的 为生产 科研等特定对象服务范围 车间 特定用途的空间 货用的运输工具 核研究和实验 军事等 特点 控制精度一般比较高 严格按照工艺要求 6 空调系统对于室内空气品质是一把双刃剑 一方面具有积极意义 在于可以排除或稀释各种空气污染物 另一方面 消极作用在于它可以产生 诱导和加重空气污染物的形成和发展 造成不良的室内空气品质 7 用于空调的大量投资和耗费的大量能源 夏季空调用电已占到总供电量的三分之一以上 空调用能占总能耗的15 16 助长 温室效应 产生热污染 增强城市热岛现象 舒适感不强 藏污纳垢场所 新风量不足 受欢迎又令人烦恼的空调 8 9 从卫生学角度来讲 空调系统不仅要保证热舒适 更重要的是 保障人体健康以牺牲健康为代价的热舒适是不足取的 10 空调调节什么 调节室内的空气温度调节室内的空气湿度通风换气净化 而不是污染 空气 11 空气调节的对象是空气 日常接触的室内或室外空气均是包含水蒸汽的空气 空气的基本参数是一些说明空气状态变化的物理量 主要有温度 湿度 压力和焓等 室内存在一些干扰因素 各种设备 人的活动 气候变化等等 称为负荷 有热负荷和湿负荷 12 空调系统的作用就是在排除室内热负荷的同时排除室内湿负荷 使室内同时维持要求的温度和湿度 为了保证人员的身体健康 空调房间的室内的空气品质也必须达到卫生标准的要求因此空调系统也必须为空调房间通风换气 提供新鲜洁净的空气 13 怎样调节空气 14 空气调节的主要技术手段 用换气方法保证内部环境的空气新鲜 用热 湿交换方法保证内部环境的温湿度 用净化方法保证空气的清洁度 一定空间的空气调节 并非是封闭的空气再造过程 而主要是热质的置换和交换过程 15 空调与通风 工程上 将只要求控制室内温度的调节技术称为供暖或降温 将为保持室内环境有害物浓度在一定卫生要求范围内的技术称为通风 只有对空气进行全面处理的技术才称为空调 空调系统与通风系统经常有许多部分结合在一起 通常就称为空调通风系统 16 空调系统的分类 空调系统的分类方法 1 空气处理设备的设置情况2 处理空气的方式3 负担热湿负荷所用的工作介质4 系统风量调节方式5 风道设置6 其他 17 按空气处理设备的设置分 1 集中式空调系统将空气处理设备和风机集中在空调机房内 由风机把处理后的空气输送到需要空调的房间 这种空调系统的特点是处理空气量大 有集中的冷源和热源 需要专人操作 设备运行可靠 室内参数稳定 但机房占地面积较大 18 19 20 2半集中式空调系统 混合式 除了在集中的空气处理设备处理一部分空气外 还有分散在空调房间内的空气处理末端设备 它们可以对室内空气进行就地处理或对来自集中处理设备的空气在进行补充处理 如诱导器系统和风机盘管系统等 21 风机盘管系统 风机及电机盘管 冷却盘管 加热盘管过滤器箱体冷凝水盘和冷凝水管控制阀房间或机内温度传感器新风阀 可选 供 回水管 凝水盘和凝水管 22 安装方式 立式机组 安装在窗下 明装或暗装卧式机组 安装在天花板上 走道吊顶上柱式机组 地板到天花板 明装或暗装 内含水管嵌入式机组 镶嵌于墙内 有面板 23 24 25 26 诱导器系统 一次风 二次风 送风 高速喷嘴 一次风空调箱 G1 G2 诱导比 N G1 G2 27 3局部式空调系统 空调设备直接或就近安装在需要空调的房间内 就地处理空气 空调设备包括制冷机 空气处理设备 风机 自动控制设备等 如柜式空调机组 窗式空调器和分体式空调机组等 28 29 按处理空气的方式分类 1 全新风式空调系统 又称直流式空调系统 空调系统全部使用室外新鲜空气 简称新风 空气经处理后送入房间 与室内空气进行热湿交换后 全部排出室外 不再循环使用 卫生条件好 但运行费用高 空调空间 适用于大型公共场所 如体育馆 文娱场所 30 1 百叶窗 2 空气过滤器 3 一次加热器 4 喷水室 5 二次加热器 6 风机 7 风道 31 2全封闭式空调系统 循环式 空调系统全部使用室内的再循环空气 即室内回风 不补充新风 全封闭式空调系统能耗最小 但卫生条件也最差 适用于只有温湿度要求而无新风要求 且无人操作的环境 32 3回风式空调系统 又称混合式空调系统 空调系统送入房间的空气是室外新风 为满足卫生要求 和室内回风的混合物 根据室内回风的不同又分为一次回风式和二次回风式系统 适用于宾馆客房等公共场所 办公室等 33 一次回风式空气调节系统1 百叶窗 2 空气过滤器 3 一次加热器 4 喷水室 5 二次加热器 6 风机 7 风道 8 回风管 34 室内的回风与新风在表冷器 或喷淋室 前混合 混合后的空气经处理后通过风机及风管送入房间内 吸收室内多余的热 湿之后由回风管再送一部分空气回空气处理器 这样完成一个空气循环 在这个系统中 只有一次回风 所以称之为一次回风系统 35 二次回风式空气调节系统1 百叶窗 2 空气过滤器 3 一次加热器 4 一次混合室 5 喷水室 6 二次加热器 7 二次混合室 8 风机 9 电加热器 10 风管 36 室外新风与室内部分回风 一次回风 在表冷器 或喷淋室 前混合 混合后的空气经过处理后再与室内部分回风 二次回风 相混合 然后送入室内 吸收室内多余的热 湿量 然后排出 二次回风系统比一次回风系统节能 37 按负担热湿负荷的工作介质分 1 全空气式空调系统热湿负荷全部由经过处理的空气来承担 空气的比热小 系统要求风道截面积大 占用建筑物空间较多 2 全水式空调系统热湿负荷全部由经过处理的水来承担 全水式系统的体积较全空气式小 能够节省建筑物空间 但不能够解决房间通风换气的问题 38 3 空气 水式空调系统空调房间的热湿负荷由经过处理的空气和水共同承担 风机盘管加新风就是这种系统 4 制冷剂式空调系统空调房间的热湿负荷直接由制冷系统的制冷剂来承担 局部式空调系统就属于此类 39 a 全空气系统 b 全水系统 c 空气 水系统 d 冷剂系统 40 按系统风量调节方式分类 1定风量系统 空调系统的送风量全年不变 并且按房间最大热湿负荷确定送风量 2变风量系统 变风量系统靠减少风量的办法来适应负荷的降低 保持室内温度不变 节约了热量供应 降低了电耗 41 42 按主风道中风速分类 1 低速系统 主风道风速在10 15m s之间 2 高速系统 主风道风速在20 30m s之间 风速大 风管尺寸小 但阻力却按风速的平方规律增加 使风机的压力和噪声大大增加 43 按风道设置分类 1 单风道系统 由一条送风管道和一条回风管道组成 2 由两条送风管道 一条送冷风 一条送热风 和一条回风管道组成 两种状态的空气在每个空调房间或每个区的双风道混合箱中混合变成送风状态 44 其他分类 1 按系统用途 可分为工艺性和舒适性空调系统 2 按系统控制精度 可分为一般精度和高精度空调系统 3 按系统运行时间 可分为全年性和季节性空调系统 45 空调系统的基本组成 空调系统对空气的调节主要是由空气处理设备 空气输送设备和空气分配设备三个部分来完成的 此外 还有冷 热源和冷却水及其输送系统等部件和自动控制设备等 构成一个集中空调系统整体 空气处理设备 空气输送设备和空气分配设备都直接处理室内空气 冷却水系统容易产生污染 它们的卫生状况也就与室内空气品质有密切的关系 46 为了实现不同的空气处理过程就要采用不同的空气处理设备 包括 过滤 加热设备 冷却设备 加湿设备及减湿设备等 作为热湿交换的介质 水 水蒸汽 液体吸湿剂和制冷剂 47 热湿交换设备 根据工作特点的不同可分为两大类 1 直接接触式热湿交换设备 与空气进行热湿交换的介质与被处理的空气直接接触 做法是让空气流经热湿交换介质的表面或将热湿交换介质喷淋到空气中间去 2 表面式热湿交换设备 与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触 空气与介质间的热湿交换是通过设备的金属表面来进行的 48 直接接触式 1 喷水室 2 空气加湿器与减湿器表面式 1 空气加热器 蒸汽 热水加热器 2 表面冷却器 冷却盘管 水冷式 盐水冷却式和直接蒸发式 49 喷水室 50 51 表面式换热器 52 表面式空气换热器是冷 热媒 冷媒水 热水或热蒸汽 通过金属表面与空气进行热交换 使空气加热 冷却或去湿的设备 53 空气过滤器 空气过滤器是一种把固态或液态的微粒从大气中分离出来的一种设备1 机械分离用重力除尘器 惯性除尘器 旋风除尘器 2 电力分离用单级静电除尘器 双级静电除尘器等 3 洗涤分离用喷雾洗涤除尘器 水膜除尘器 文氏管除尘器等 4 过滤分离用填充过滤器 袋式过滤器等 54 各种过滤器 55 56 空调机房 全空气系统的空气处理设备都集中在一起 置于一个房间 或空调箱内 各功能段完成不同的空气处理过程 标准的分段大致有回风机段 混合段 预热段 过滤段 表冷段 喷水段 蒸汽加湿段 再热段 送风机段 能量回收段 消声段和中间段等等 装配式空调箱的大小一般以每h处理的空气量来标定 小型的处理空气量为几百m3 h 大型的为几万甚至几十万m3 h 目前国内产品最大处理空气量达300000m3 h 57 58 59 空气输送设备 空气输送设备的作用是将处理后的空气沿风道送到空调房间 并从房间内抽回或排出一定量的室内空气 以保证能够送入一定量的新风 保持室内空气平衡 并使室内空气品质能够达到标准的要求 输送设备包括通风机 送风机和排风机 和风管系统 排风机并不是每个系统都存在 60 空调系统的风道主要用于空气的输送 分为送风风道和回风风道两种 送风风道又有低速 风速小于10m s 和高速 风速大于10m s 两类 回风风道一般为低速风道 空调风道多采用薄钢板 镀锌或不镀锌 或铝合金板 在某些大型建筑的空调系统中也有用砖或混凝土做风道材料的 现在也有采用塑料板 玻璃钢板等材料的风道 61 62 63 集中通风空调包括四个循环系统 空气循环冷却水循环制冷剂循环冷冻水循环 64 四个循环系统有机结合 正是由于室内空气 冷冻水 制冷剂和冷却水在各自的系统里不断循环流动 才能把室内的热量连续不断地释放给大气 才能对室内连续不断地吹出冷气 提供冷量 因此这四个循环缺少哪一个都不行 当然它们的形式可能在不同的系统里会有改变 比如冷却水系统可以用室外大气直接冷却冷凝器来取代 这就是风冷系统 65 我国目前空调用电量占全国总用电量的6 高峰时达15 左右 都在制订和实施科学的节能方案 总体来说空调系统的节能主要是从 系统的选择 设备的选配 及 系统的运行管理 增强密封 等几个方面入手 但却往往忽视了空调系统污染对节能的负面作用 空调系统污染对能耗的影响 66 根据ASHARE美国暖通空调协会与1996年 1998年公布的平均统计结果显示 定期对风管正确的清洗 消毒可以使年平均运行费用 能耗 降15 20 根据日本空调清洗协会调查表明 风机叶片上每积0 2mm厚度的灰尘 风机的风量就会下降20 67 我国也曾做过这方面的实验 若每个脏的空调都及时清洗 可节约用电10 30 若散热片处于洁净状态时 散热良好 房间温度很快达到设定温度值 压缩机会自动停止工作 根据实验结果显示 散热片上的污垢达到0 3mm 压缩机的工作时间会延长一倍 空调的用电量大约会增加2 4倍 68 空调图纸的常识 69 暖通空调工程标准规范 标准体系 专业基础标准专业通用标准专业专用标准此外还有其他专业的标准和标准图纸 70 建筑室内环境专业标准体系1基础标准采暖通风与空气调节 净化设备术语标准GB50155 92和GB T16803 1997合并建筑采暖通风空调净化设备计量单位及符号GB T16732 1997暖通空调制图标准GB T50114 2001 71 建筑室内环境专业标准体系2通用标准采暖通风和空气调节设计规范GB50019 2003通风与空调工程施工及验收规范GB50243 2002空调通风系统运行管理规范GB50365 2006洁净厂房设计规范GB50073 2001 72 空调通风系统工程的图纸和资料一般由两大部分组成 文字部分与图纸部分 设计时应用了国家和部门的标准 规范 此外 还采用了相当多的标准图纸 73 文字材料 文字材料部分包括图纸目录 施工设计说明 设备及主要材料表 图纸目录包括在该工程中使用的标准图纸或其它工程图纸的目录 和该工程的设计图纸目录 在图纸目录中 必须完整地列出该工程设计图纸名称 图号 工程号 图幅大小 备注等 74 具体内容 1 建筑概况 2 空调通风系统采用的设计气象参数 3 空调房间的设计条件 包括冬季 夏季的空调房间内空气的温度 相对湿度 平均风速 新风量 噪声等级 含尘量等 4 空调系统的划分与组成 包括系统编号 系统所服务的区域 送风量 设计负荷 空调方式 气流组