设备自动化--暖通空调基础知识篇(零基础).pptx

,2,4,空调系统组成,空调基础知识,空调功能的分类,制冷技术发展历史及展望,5,空调系统分类,调系统调试和运行管理,暖通空调基础知识培训,古老人民取暖,制冷技术发展历史,水源热泵,制冷技术发展历史,太阳能空调,制冷技术发展历史,空气源热泵：受环境温度的限制，在冬季环境温度低于-5的北方地区，热泵系统无法进行除霜，导致系统无法运行，此技术仅适用于南方地区；水源热泵：河水或湖泊水同样受到环境温度的限制，北方地区冬季环境温度低，机组无法正常运行；若采用地下水，回灌问题是制约水源热泵发展的瓶颈；地源热泵：不受上述问题限制，只要存在可利用的空间，就可以利用地源热泵。该能源属于可再生、无污染的绿色能源。热泵效率高，运行稳定，得到市场的认可。为普及地源热泵市场的投入，各级正政府加大财政补贴力度。比如重庆按制冷量进行补贴，800元/KW。太阳能热泵：就是太阳能和空气源热泵相结合，作为中央热水系统的热源。两者互为备用，取长补短。从而改善热泵运行工况，提高热泵的cop；再者，保证全天候的生活热水的供给。在我国的北方地区得到应用。,热泵技术的现状,21世纪空调主题“节约能源，保护环境和获取趋于自然条件的舒适健康环境”目前我国城乡既有建筑面积约为500亿M2，其中城镇建筑面积为200亿M2。能达到节能建筑标准的仅占8%左右。我国每年新增建筑面积约为20亿M2，到2020年，我国新增建筑面积达到200亿M2。随着人们的生活水平的提高，供暖逐步南移，采暖面积不断增加，新建建筑将会有大约50亿M2以上需要供暖。按照目前地下水源热泵系统初投资为250420元/M2，地源热泵系统初投资为300480元/M2，也就是说在未来10年内我国有1250024000亿元的热泵市场份额。再者说到目前为止全国发电装机容量约为9亿KWh，而100米以内地下水每年可采集的低温能量为2.2*108KW，100米以内的土壤每年可采集的低温能量约为1.5*1012KW，则是发电量的1667倍。如果全国每年1亿M2建筑推广采用地源热泵系统供暖空调，每个采暖季可代替374万吨左右的标准煤，或25亿M3左右的天然气，消减6.4万吨氮氧化和物，933吨CO2，约16万吨颗粒物的排放。地源热泵采用一种清洁再生能源，运行稳定，能效比高，巨大的市场份额，将会得到大力的发展！,热泵技术的展望,2、空调基础知识,暖通空调含义,采暖、通风以及空气调节的含义：采暖又称供暖，指向建筑物提供热量，保持室内一定温度。通风用自然或机械的方法向空间送入和排除空气的过程。空气调节（简称空调），是为满足生产、生活要求，改善劳动卫生条件，用人工的方法使房间或密闭空间的空气温度、相对湿度、洁净度和气流速度等参数达到一定要求的技术。暖通空调包括采暖、通风和空气调节这三方面的技术，缩写为HVAC（Heating、Ventilating、AirConditioning）。,物质三态是什么？相互之间是怎么转换的？A、固态、液态、气态B、物质状态之间的相互转换液态汽化成气态过程：吸热；气态液化成液态过程：放热；固态熔化成液态过程：吸热；液体凝固成固态过程：放热；固态升华成气态过程：吸热；气态凝华成固态过程：放热；注：固态液态转换在冰蓄冷系统将会用到；改变状态将会储存大量的能量：潜热。,物质状态,比热：使1克的某种物质温度升高1所需的热量。显热：当物体吸热（或放热）仅使物体分子的热动能增加（或减少），即仅是使物体温度升高（或降低），并没有改变物质的形态，那么它所吸收（或放出）的热量。潜热：当物体吸热（或放热）仅使物体分子的热位能增加（或减少），使物体状态发生改变，而其温度不变，那它所吸收的（或放出）的热称为潜热。,物质状态,温度定义：温度是用来表示物质冷与热的程度。分为干球温度和湿球温度：干球温度是温度计在普通空气中所测出的温度，即我们一般天气预报里常说的气温。湿球温度是指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度，在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上，对应点的干球温度。用湿纱布包扎普通温度计的感温部分，纱布下端浸在水中，以维持感温部位空气湿度达到饱和，在纱布周围保持一定的空气流通，使于周围空气接近达到等焓。示数达到稳定后，此时温度计显示的读数近似认为湿球温度。,空调系统参数,焓的定义：焓是热力学中表示物质系统能量的一个状态函数，常用符号H表示。数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积，即H=U+pV。焓的变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度量，也就是物质所带能量的多少。湿空气的焓：为干空气的焓和相应水气的焓之和，也常用干空气为计算基准。一般规定0时干空气和液态水的焓和，相对应水气的焓值为零。露点：将湿空气在总压和湿度保持不变的情况下冷却，当湿空气达到饱和时的温度即为露点。若湿空气的温度降到露点以下，则所含超过饱和部分的水蒸汽将以液态水的形式凝结出来。,空调系统参数,室内湿负荷不变、热冷负荷变化,A,空调系统参数,湿度的定义又称为含湿量，为单位质量干空气所带的水蒸汽质量。单位：g/kg湿度分为绝对湿度和相对湿度：绝对湿度：以单位体积空气中所含水蒸气的质量来计算，单位：kg/m3相对湿度：为湿空气中水气的分压与同温度、同总压下饱和空气中的水气分压之比。（RH）相对湿度是湿空气饱和程度的标志。相对湿度愈低，距饱和就愈远，该湿空气容纳水气的能力就愈强。当相对湿度为100时，湿空气中的水气已达饱和，该湿空气不再能容纳水气，也就不能用途作干燥介质。绝对干空气的相对湿度为零。,暖通专业常用单位及换算：1US.RT=3.517KW1P=735W；制冷量中的1P约为2500W.1KCal=1.16W华氏温度（）=32+（9/5）摄氏温度（）1公斤（公斤力/cm2）=105Pa=1bar1MPa=10Kg1bar=14.5psi流量（Q)：1m3/h=16.67L/Min能效比(EER：EnergyEfficiencyRatio)=制冷量/输入功率能效比反映空调机组性能的重要指标，数值越大代表机组匹配性能越好，运行越经济。注：磅（psi）单位英寸面积所受的力（P）；,常用单位及换算,常用术语,各种建筑冷热负荷概算,3、空调功能的分类,按室内空气环境要求以及功能的不同可以分为：舒适性空调及工艺性空调。舒适性空调：能够向人们提供一个适宜的工作环境或生活环境，从而提高工作效率或维护良好的健康水平的空调系统。服务对象为：人。适用场合：写字楼、商场、剧院、酒店等等,舒适性空调,舒适性空调的参数,舒适性空调的“四度”是什么，各位多少？,空调舒适性影响因素有哪些？人体的冷热感与温度、湿度、风速、内表面温度、活动量、衣着、年龄、性别、身体状况等因素有关；湿度的影响与温度有关。为满足不同的需求，国家出台空调舒适性的评价方法：热舒适性指标：PMV：预计平均热感觉指数，7级：33；代表热、温暖、较温暖、适中、较凉、凉、冷PPD：预期不满意百分率；PMV=0相当于PPD5；规范要求：PMV=1PPD27注：PMV是同一环境中大多数人的冷热感觉平均值,舒适性空调标准,是能够满足室内生产、科研等工艺过程所要求的特定空气参数的空调系统。服务对象为：生产、科研、设备等工艺。适用场所：研发实验室、医院手术室、纺织车间、电子产品车间等等,工艺性空调,4、空调系统组成,空气调节系统组成,冷热源（热泵）,冷媒输配管道,空气处理设备,自动控制装置,空气分配装置,被调节对象,空气调节系统,冷热源,水冷离心机组,水冷螺杆机组,锅炉,风冷螺杆机组,热泵,制冷系统,空调是怎样制冷制热的？为什么会制冷制热？低温低压的制冷剂蒸汽被吸入压缩机，通过压缩机进行压缩，变成高温高压的制冷剂蒸汽被输送到冷凝器，通过冷凝器进行冷凝（放热），变成高温高压的制冷剂液体（热量通过载热剂进行释放）。高温高压的制冷剂液体在通过节流阀（膨胀阀）降压后，变为低温低压的制冷剂液体进入蒸发器，通过蒸发器进行蒸发（吸热），变为低温低压的制冷剂气体（冷量通过载冷剂进行能量释放），进行再次制冷循环，周而复始。,空调原理,压焓图,压缩机（螺杆）工作模式,空调原理地源热泵,热回收装置,冷冻机日常维护,冷冻机检查节油器浮子功能是否正常;检查压缩机、蒸发器、冷凝器、油泵以及冷媒管道的密封性;检查系统制冷剂的压力是否正常;检查油位是否正常;电机绝缘电阻是否正常;检查各继电器是否运转正常;,冷水机组对机组的密封部件进行检查、鉴定和调整对温度计、压力表、油压计进行检测对冷凝器进行清洗压缩机油更换对电机绝缘进行检测等,冷水机组定期保养,冷媒输配管道,冷媒输配送管道（水系统）的功能是输配冷热能量，满足末端设备或机组的符合要求。根据配送热量的不同分为冷却水系统和冷冻水系统。,冷媒输配管道,冷却水,冷冻水,空调水系统组成,水系统末端配置,冷水机组两器,空调冷却水系统,空调冷却水系统,空调冷却水系统由冷却水管道、冷却泵、冷凝器、冷却塔组成。,冷却塔平衡管,冷凝器,空调冷却水系统按照供水方式，可以分为：直流供水循环供水,冷却水供水方式分类,直流式供水系统,冷却水经冷凝器等用水设备后，直接排入下水道或河道，利用后的冷却水可以综合利用：比如生产、生活用水,循环水冷却系统,空调工程中大量采用循环冷却水系统：自然通风冷却循环系统机械通风冷却循环系统：采用机械通风冷却塔或喷射式冷却塔，使冷却水与机械通风接触进行热量交换冷却塔水箱容积：不应小于系统流量的1.2倍。冷却系统补水量一般为1-2%系统流量,空调冷冻水系统,空调冷冻水系统,空调冷冻水系统由冷冻水管道、冷冻泵、蒸发器、末端空调设备组成,蒸发器,根据配置形式、水泵配置、调解方式等不同，可以分成不同的类型。,水系统分类,冷冻水系统分类,按照水系统是否与大气相通，可以分为开式系统和闭式系统,开式系统,闭式系统,开式与闭式系统比较,开式系统：冷却系统、水、冰蓄冷系统、生活供水等场合闭式系统：冷冻、供暖系统等场合,同程式系统,异程式系统,冷冻水系统分类,按照空调水系统的回水布管方式，可以分为同程式和异程式两种回水方式,P,同程式与异程式比较,同程系统：系统较大、热负荷分散不均等场合异程系统：系统较小、热负荷分散较均匀的场合,两管制,三管制,四管制,分区两管制,冷冻水系统分类,按照水系统管道配置的多少，可以分为两管制、三管制、四管制以及分区两管制方式,各管制系统比较,两管制系统：适用于同一热源，采暖供冷不同时使用的场合；如地源热泵、北方地区。三管制系统：能量损耗较大，采用该种方式较少。四管制系统：采用两个热源（冷机+锅炉）存在同时供冷供热场所。如办公室和实验室混用的建筑场所等。分区空调系统：采用两个热源（冷机+锅炉）存在同时供冷供热场所。如建筑物单层面积较大的商场等,多管制系统实用场所：,冷冻水系统分类,按照冷冻水系统的调节方式不同，可以分为定流量和变流量两种方式,定频,变频,定流量和变流量系统比较,定流量系统：热负荷变化较小的车间、洁净室、商场、车站、剧院等等场所。该系统节能空间较小。变流量系统：适用于热量变化较大酒店、客房等场所。该系统存在较大节能空间,单式泵,复式泵,冷冻水系统分类,按照能源侧与负荷侧是采用合用同一循环系统还是采用两个循环系统，可以分为单式泵和复式泵两种系统。,单式泵和复式泵的比较,单式泵：适用于系统较小、热负荷均匀的场所。如：洁净室、车间等场所复式泵：适用于系统较大、各区域系统需求较大的场所。如：市政热力、科技园区等,水系统设计参数,系统阻力参数：管道沿程阻力一般为100-300Pa/m，通常最大值不应超过400Pa/m局部阻力因设备不同而不同：冷水机组蒸发器阻力：30-80KPa冷凝器阻力：50-80KPa吸收式机组蒸发器阻力：40-100KPa冷凝器阻力：50-100KPa风机盘管阻力表冷器阻力：10-20KPa热交换器阻力：20-80KPa热交换器阻力：20-50KPa冷却塔阻力：20-80KPa自动控制阀门阻力30-50KPa,系统流速选择：水泵吸水管：1.2-2.1m/s水泵出水管：2.4-3.6m/s一般供水管：1.5-3.0m/s排水管：1.2-2.0m/s自来水供水管：0.9-2.0m/s冷却水管道流速：管径：DN250流速：1.5-2.0m/s管径：250DN500流速：2.0-2.5m/s管径：DN500流速：2.5-3.0m/s,空调水系统的水质管理,系统水质管理的主要任务是：严格控制和管理水系统中的水质，控制和管理水系统中的水在运行中不被污染，采取合理的水处理方法和防止污染的措施。管道和设备表面沉淀的水垢和水渣,影响导热；腐蚀金属，缩短系统寿命；不溶解杂质在管道内沉积，减小通流面积，增大水流阻力，增及运行费用；开式系统水与空气接触，空气中的杂质、细菌会进入水系统。引起空气污染，影响人的身体健康、促进腐蚀、产生粘泥和水藻可堵塞管路。,空调水系统水质管理,闭式水系统的水质控制：冷冻水系统多为闭式水系统，该系统不与空气接触，只有补给水会给循环水带入溶解氧而引起腐蚀。冷冻水温比较低（7-12）腐蚀速度很慢，只要向系统系统中投入腐蚀抑制剂作为防腐蚀的水处理技术措施，就可以满足防腐要求。系统停止运行时，系统要充满水。该系统不需要为防止结垢和抑制水藻而进行添加药剂。开式系统的水质控制：开式水系统与空气接触容易产生结垢、腐蚀、粘泥和水藻。对开式系统要采水处理技术措施。防结垢水处理方法：排污法、酸化法、软化水以及投入阻垢剂；防腐蚀水处理方法：系统中投入腐蚀抑制剂的药物，如：有机磷酸盐、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚磷酸盐等。防水藻、粘泥处理办法：常用药剂有氧化型和非氧化型两大类。比如：液氯、次氯酸钠和二氧化氯。,空调水系统水质管理,建立健全空调水系统定期清洗、定期检查、定期水质化验的制度定期清洗使设备和系统保持良好的运行状态。方法：注水法、专用设备清洗法和化学清洗法。定期检查：发现结垢生藻的设备要及时清洗。定期水质化验：才能知道是否有藻和菌，及时向水中投药；才知道水质是否合格，决定采取强排技术措施等,冷却塔的检修检查风机功能，调整轴承和皮带松紧度；检查散水和喷雾状态是否正常；检查流入冷却塔的水是否均匀；检查填料是否完好；检查水质是否合格；检查水滴是否飞溅，漂移量是否过大；检查水箱浮球或继电器是否正常；水箱底部是否漏水。水泵检查水泵的联轴器、止回阀、轴承是否正常；检查水泵的减振器、软连接是否正常；检查水泵运转是否有噪音或震动检查水泵的排气旋塞、启动旋塞、密封垫是否正常检查电机绝缘是否正常.,水系统设备日常维护,空调通风系统,空调通风系统,空调通风系统由空气处理设备、空气分配装置以及配调节对象组成。,空气处理,等湿降温：用表面式冷却器或直接蒸发式表冷器对空气进行冷却时，如果表冷器的表面温度低于空气温度但又没有达到露点温度时，就可以使空气冷却降温而保持其含湿量不变，因而表冷器上没有冷凝水出现，这个过程叫等湿冷却过程，也叫干冷过程。等湿加热：利用加热器（热水加热器、蒸汽加热器、电加热器）加热空气使空气的温度升温，但在升温过程中空气的含湿量d没有发生变化，这就是等湿加热过程。,空气处理,等焓加湿：在绝热过程中，空气的温度和湿度发生变化，而焓值近似不变的过程。湿膜加湿或超声波加湿、高压喷雾加湿等型式都是等焓加湿过程。等温加湿：空气温度基本保持不变的加湿过程。如干蒸汽加湿、电极加湿。等温和等焓加湿就是看加湿过程有没有相变,高压喷雾,降温除湿：用表面式冷却器或直接蒸发式表冷器对空气进行冷却时，如果表冷器的表面温度低于空气温度且达到露点温度时，水蒸气凝结成水析出。升温加湿：在空调机组水室内加入高温水或高温蒸汽对空气进行处理。,空气处理,空气处理设备,空气预处理机组（PAU）,空气（过滤）处理,初效过滤器,中效过滤器,高效过滤器,空气（过滤）处理,表冷器（冷热）,加湿器,热回收装置（转轮）,紫外线消毒设备,空气输配管道,空气分配装置,空气气流组织,气流组织方式：侧送上回；侧送下回。适用场合：跨度有限、高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭等一般空调系统。,侧向送风,气流组织方式：上送下回或上送上回适用场合：大跨度、高空间，如购物中心，大型办公室，展馆等一般空调。,空气气流组织,散流器下送风,特点：出口风速高，射程长，一般同侧回风，工作区在回流区。气流组织方式：上送下回式。适用场合：空间较大的公共建筑物如影剧院、体育场馆、车站、中庭。,喷口送风,空气气流组织,空气气流组织,下送风,气流组织方式：下送上回适用场合：IT机房、等设备热量大的场合,空气气流组织,气流组织方式：上送下回或上送侧回；适用场合：实验室、精密机房、洁净室等,空气调节对象,空气处理机组叶轮清扫轴承检查皮带松紧度调整以及更换空气过滤器的清洗和更换压力表、温度计的检查和检测,空调风系统日常维护,风道、送回风口检修送风口检修：送风口容易粘附灰尘，影响室内空气环境卫生，1次/年回风口检修：送风口容易粘附灰尘，影响室内空气环境卫生，2次/年风道检修：风道内积尘情况检查，风阀、导流片消声设备以及法兰检查。1次/年,空调风系统的日常维护,风机盘管的日常维护,空气调节控制系统,全空气系统分为变风量系统（VAV）和定风量系统（CAV）。定风量系统的风量为空调房间的最大热负荷，当房间负荷小于最大值时，造成能量浪费。变风量系统特点：A、区域温度控制B、运行费用低、装机容量小C、有利于房间的灵活分割D、湿度控制能力差E、系统初投资较大,通风系统VAV,5、空气调节系统分类,空气调节系统的分类,按照空气处理设备的集中程度分类,这种系统冷热源集中设置在冷冻站、锅炉房，空气处理设备集中组成空调箱设置在机房内，通过空气输送管道、空气分配装置、自动控制装置来分配空气，调节室内空气参数。适用于商场、写字楼、机场、车站、剧院等,空气调节系统的分类,这种系统有集中设置的冷热源，集中设置的空调新风机处理新风。还有分散设置在空调房间内的二次处理装置独立处理室内空气或对来自集中处理设备的空气作进一步补充处理。如：风机盘管加新风系统；多联机加新风系统。适用场所：写字楼、实验室、IT机房等,按照空气处理设备的集中程度分类,该系统又称局部空调系统，是将冷热源、空气处理设备、空气输送管道集中在一个空调机组内，每个房间的空气分别有各自的整体式或分体式空调器独立处理。如：风机盘管、分体空调、柜式空调。适用场所：客房、住宅、IT机房等,根据负担室内湿热负荷的介质不同分类,空气调节系统的分类,空调房间的热湿负荷全部由集中处理的空气来承担。通常此类空调系统占用较大的建筑空间。适用场所：商场、车站、剧院、机场、车间、洁净室等,空调房间的热湿负荷全部由冷、热水来承担。这种系统本身无通风换气装置保证房间内的空气品质，需要另加换气装置。适用场所客房、酒店、医院住院部等,空气调节系统的分类,空调房间的热湿负荷由处理的空气和水共同承担。此类系统一般由处理的空气承担空调房间所需的通风换气的新风负荷，有处理的水承担空调房间内的热、湿负荷。适用场所实验室、写字楼、餐厅派餐区等,空气调