空气调节系统.ppt

,空气调节系统,空气调节系统分类,（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,（d）冷剂系统,（b）全水系统,（a）全空气系统,（c）空气-水系统,全封闭系统,空调空间,空调空间,空调空间,普通集中式空调系统,N,O,O,O,冷却器,过滤器,风机,N,C,C,O,直流式系统,混合式系统,新风,回风,集中空气处理装置功能示意图,要保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态N就必须：以空气为媒介给室内送入与余热、余湿等量的冷量和“负湿量”。,送入的风量是多少？送风的温度和湿度（即送风状态）是多少？,？,送风量和送风状态点O的确定,热湿比是空气状态变化（ON）过程线的斜率。,送入房间的空气（O点状态）在吸收了余热和余湿后，状态必须恰好等于室内的空气设计状态（N点）。,总热平衡,湿平衡,或,或,由两个平衡,1,送风流型,送风温差与室温允许波动范围,直流式空调系统夏季工况,W,o,N,L,O,N,O,L,冷却减湿,加热,W,N,O,L,W,直流式系统夏季设计工况所需的冷量,室内冷负荷数值上等于,再热量,所需冷量,新风负荷,W,o,N,L/,露点送风的直流式空调系统,露点送风直流式系统夏季设计工况,所需冷量,室内冷负荷数值上等于,新风负荷,露点送风可减少送风量，系统所需冷量减少。但送风温差大，冷源温度低，使用机械制冷时，较低的蒸发温度影响制冷机的效率。,2.普通集中式空调系统,一次回风,回风与室外新风在喷水室(或表面式空气冷却器，简称表冷器)前混合。,二次回风,回风与新风在喷水室（或表冷器）前混合并经热湿处理后，再次与回风混合。,根据新风、回风混合过程的不同，工程上常见的有两种形式：,一次回风空调系统夏季,装置图式和夏季过程在i-d图上的确定,C,N,O,L,W,N,O,L,C,混合,冷却减湿,加热,W,N,o,N,L,C,o,新风比m=Gw/G,空调箱,G=Gw+GN,一次回风系统夏季设计工况所需的冷量,室内冷负荷数值上等于,新风冷负荷,再热量,系统所需要的冷量,Q0=Q1+Q2+Q3,夏季空气处理过程i-d图的表示,N,O,N,直流式冬季工况,采用喷水室处理空气时，尽量采用绝热加湿。采用表面式换热器时，可用喷蒸气加湿的方法。,方案一：喷水室新风预热绝热加湿L方案二：换热器新风预热喷蒸汽加湿预热量：,冬季设计工况,N,L,再热,再热量：,N,或,再热,一次回风冬季工况,采用喷水室处理空气时，尽量采用绝热加湿，并尽量保证最小新风比。采用绝热加湿时，喷水温度？空气的湿球温度,冬夏季节送风量相同时：,（5）冬季空气处理过程h-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hL措施：新风预热+N绝热加湿LL预热量：,冬季设计工况所需预热量分析,加热,再热量：,注意：并不是所有的地区在冬季都需要预热.使新、回风按最小新风比混合，混合点在hL的等焓线上,由此算出hW1。如新风达不到hW1，则需预热。如新风超过W1，混合点将超过hL的等焓线，为保证绝热加湿，可以加大新风量,并算出新风量。,措施：新风预热+N,再热,喷蒸汽加湿,预热量：,再热量：,采用表面式换热器处理,夏、冬季室内参数不同的一次回风式系统,W,C,t1,N2,L2,N1,C,L1,W,小结,一次回风系统的特点一次回风系统处理流程简单，操作管理方便；但是，一次回风系统用再热器来解决夏季送风温度受限制的问题，不节能。适应范围：对于舒适性空调、空调精度要求不高的系统，若直接使用“机器露点”状态作送风状态，采用最大温差送风，则可免去再热，减少制冷系统负荷。,思考题：送风温度和含湿量由哪些过程决定？如何控制？,（1）概念,空调系统的回风与室外新风在空调箱前混合并经处理后，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,新风比,二次回风空调系统,回风量,总风量,（3）夏季空气处理过程h-d图的表示,C,夏季工况,由第二次混合,由第一次混合,W,如冬夏季湿负荷相同、送风量，则冬夏dO=dO如考虑冬夏二次回风混合比相同，可采用夏季的机器露点,冬季工况,N,O,L,G,GN1,GN2,GL,O,C,W,由第一次混合,得,W1,由第二次混合得,代入*式得,*,前者处理流程简单，操作管理方便，故对允许直接用机器露点送风的场合都应采用。当送风温差有限制时，为了夏季节省再热量则可用二次回风式系统。但因二次回风系统的处理流程较复杂，给运转管理带来了不便。此外，对于集中式空调系统设计，不仅只考虑到夏、冬两个设计工况，还应根据全年(包括过渡季)运行的要求，考虑调节的可能性，同时必须做到节能和使运行管理方便。,空调精度相同时，二次回风的露点温度比一次回风的低，因此要求冷源温度低，一些天然冷源的使用受限制，使用机械制冷时，较低的蒸发温度影响制冷机的效率。,普通集中式空调系统的划分和系统的分区处理,(一)系统划分,按照集中空调系统所服务的建筑物的使用要求。,(1)室内参数(温湿度及精度)相近以及室内热湿比相近的房间可合并在一起，这样空气处理和控制要求比较一致，容易满足要求。(2)朝向、层次等位置上相接近的房间宜划分为一个系统，这样风道管路布置和安装较为合理，同时亦便于管理。,(3)工作班次和运行时间相同的房间采用同一系统，这样有利于运行和管理，而对个别要求24小时运行或间隙运行的房间可单独配置空凋机组。(4)对室内洁净度等级或噪声级别不同的房间，为了考虑空气过滤系统和消声要求，宜按各自的级别设计，这对节约投资和经济运行都有好处。(5)产生有害气体的房间不宜和般房间合用一个系统。此外，当按上述原则划分出来的系统特别大时，为了减少与建筑配合的矛盾，并与现有的空调设备规格协调一致也应划分为小的空调系统。,（二）空调系统的分区处理实际工程中，同一系统中的各个区域热湿负荷不同或对温度、湿度的要求不同。为满足各区域的空调使用要求，需对空调系统进行分区处理。1、末端再热式系统2、分区机组系统,单风机系统与双风机系统单风机系统送、回风道都共用一台风机，由于排风是靠室内正压造成的，当回风道与排风道阻力大或排风口远离空调房间时，为增加系统的新风，则必须加大排风，这样可能出现室内正压过高的问题。双风机系统送、回风道分别设有风机，排风是有组织的，可以保证室内正压不会过高；另外，双风机系统的风机压头比单风机的低，所以系统噪声也低。,喷水室挡水板过水问题挡水板的作用是挡下通过处理设备的空气中可能携带的水滴。在空调箱中喷水室前后应设挡水板；如果使用表面冷却器处理空气，通过风速高时，表面冷却器后也应设挡水板。实际上，挡水板不可能将悬浮在空气中的水滴完全挡下来。存留在挡水板后的空气中的水滴，将吸收空气中的热量后而蒸发，导致空气的含湿量增大，使送风状态点向含湿量增大方向偏移，最终导致室内相对湿度增大。,风机、风道温升问题风机温升通风机输送空气时，风机的机械能将转化为热能并引起空气温升，它的大小与风机的风量和风压有关（冬季送热风时它是有利因素）。管道温升夏季风道周围的环境温度高于风道内空气温度时，周围热量传入风道内将引起空气温升（冬季则是温降）。在实际中，如果不考虑风机、风道的温升，将会导致送风状态点变化，最终导致室内状态点偏离。,双风道空调系统也属全空气系统，新回风混合后，由送风机分送到两根风管，两风管分别与加热器和冷却器相连，分别获得热风和冷风，并行布置。在每一区或每个房间所设的混合箱内进行混合，调节到所需送风状态后向室内送风。以满足建筑物内热湿比相差较大的不同区域的送风要求。这种系统具有调节灵活和适应性强的特点。但是这种系统需设两根风道。通常为了节约建筑空间，在管内采用高速送风。,双风道空调系统,变风量系统：普通集中式空调系统的送风量大多是全年固定不变的，并且按房间最大热湿负荷确定送风量。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。当空内负荷减少时，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。,变风量系统是在热湿负荷变化时，保持送风状态不变，改变送风量，以维持室内的状态不变。运行费用相当经济。,具体变风量方法：风机变风量末端送风装置,注意：单纯变风量只能维持室内一个参数稳定。要想两个参数都稳定，必须配合变露点或变再热量！,末端装置：节流型末端装置属节能型,旁通型末端装置,属非节能型,诱导型变风量空调机组末端装置的特点：1.利用一次风高速诱导从室内进入顶棚的二次风，调节一次风与二次风的混合比例后送入室内。2.为调节方便，一次风口上装定风量装置，随着室内负荷减小，仅逐渐开大二次风门，从而提高送风温度。3.为降低噪声，一次风口处的静压不大于500Pa。4.诱导型的最大优点是可将诱导型风口与照明灯具结合，可利用室内的照明热量作再热，因此节约能量。5.吊平顶的二次风未经过滤处理。6.其初投资和运行费用比节流型高。,（一）、考虑系统的同时负荷率冬、夏系统是根据系统最大热或冷负荷计算的，但最大负荷不是各区最大负荷的总和，应考虑系统的同时负荷率（同时使用率）一般为7080%，空调设备提供的冷量能随负荷的变化在建筑物内部调剂。系统最小风量Lmin=(0.40.5)Lmax系统最小风量要满足气流组织的要求大于卫生要求的新风量（二）、气流组织1、扩散性能好的风口（条缝型），优于喷射型风口；2、多个风口优于少量风口；3、采用普通送风口时，宜按80%左右的最大送风量选风口4、送热风的空调，变风量系统风量不宜过小。,变风量系统设计中的几个问题,（三）、风量控制风量风管内静压动压节约不多；噪声风机进入不稳定区漏风当超过末端装置的允许静压，调节失灵风管内设静压控制器，根据静压变化（变频调速器）调节风机转速。,当风量变到最小值时，如负荷继续降低，可以在温控器的控制下改变热冷风的混合比，以维持室温不变。,第二节半集中式空调系统,前面介绍的集中式空调系统，由于所有空气都在在调机房的空调箱中处理，所以有风道过粗、过长和机房面积大的缺点。为此常常占用较多的建筑面积和空间。为了解决这些矛盾产生了半集中式空调系统和分散式空调系统。,一、风机盘管机组,风机盘管的构造和特点风机盘管系统的新风系统风机盘管的冷媒水系统风机盘管机组的选择,1风机盘管的构造和特点,嵌入式风机盘管,从风机盘管的结构特点来看，它的优点是：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)，不影响其它房间，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。又因风机多挡变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。,它的缺点是：对机组制作有较高的质量要求，否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难。当风机盘管机组没有新风系统同时工作时，空气质量差。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小，气流分布受限制，适用于进深小于6米的房间。,2风机盘管系统的新风系统,(a)靠室外渗入新风，浴室或厕所机械排风,(b)装设新风引入风口，新风口可进行调节,(c)设有独立的新风系统,分为以下几种：,（a）室外渗入新风,（b）设新风引入风口,（c）独立的新风系统,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。,新风处理到室内焓值L,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）,90100,hN,M,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,卧式风机盘管,立式风机盘管,嵌入式风机盘管,（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）,（a）基本供水系统；（b）水量调节；（c）水温调节1-风机盘管；2-温度控制器；3-回水三通阀；4-回水总管；5-旁通阀；6-供水总管；7-二次热水泵；8-淡水冷却器；9-一次冷热水泵；10-淡水加热器,风机盘管的水系统,第三节分散式空调系统,整体式分体式,一、窗式空调器,窗式空调器又称整体式或穿墙式空调器。由于它具有体积小，安装、使用、维护方便，价格低廉等优点，因而被广泛应用在一般宾馆、旅店、餐厅、办公室、实验室和住宅等场所，目前国内拥有量很大。所不足的是窗式空调器不能像分体式空调那样将压缩机置于远离室内的室外机组内。因此，它的运行噪声较大。,1.窗式空调器的型式,按功能,冷风型,冷暖型,只能制冷、降温去湿，不能制热,既可制冷，又可制热,2.窗式空调器的规格,国产窗式空调器一般采用220v单相交流电源，频率50Hz。空调器的规格通常按制冷量大小来分，一般在5600W(4800千卡小时)以下。市场上常见的窗式空调器多在1250一3500W之间。,3.窗式空调器的工作原理,空调器制冷,空调器除湿,空调器制热,二、分体式空调机,基本结构工作原理特点,1.分体式空调机的基本结构,它主要分为室内机组和室外机组两大部分,室内机组室内机组主要是由金属外壳、热交换器、毛细管、冷凝水接收装置、制冷剂管接孔、排水孔、离心风扇、电气盒、面板、底座等部件组成。,室外机组主要由冷凝器、压缩机、轴流风扇、风扇电机，四通电磁换向阀、除霜开关、压力保护器、贮液灌、制冷剂连管用高低压阀门以及电气盒等组成。,2.分体式空调机的工作原理,与整体式空调机一样，分体式空调机也有单冷却型(冷风型)和冷、热两用的电热型或热泵型。其工作原理和整体式空调器的工作原理基本相同,对于冷、热两用的电热型柜式空调器,若需制热时，则将冷风型空调器变为电热型空调器，此时仅室内风机及电加热器工作，向室内供暖，压缩机及室外机组的轴流风扇均不工作。,对于冷、热两用的热泵型柜式空调器,在冷风型空调机基础上安装一个电磁换向阀，若需制热时，只须调转电磁换向阀，于是制冷剂流向逆转。,3.分体式空调机的特点,主要特点,与整体式空调器相比,制冷(热)量大噪声低冷凝温度适中安装和检修方便外形美观、富于装饰性价格较贵，为窗式空调器的36倍耗电量大,空调机组的选择和应用,三、家用中央空调系统,家用中央空调的特点家用中央空调