第10章_空气调节.ppt

第十章空气调节,概念,（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。,第一节空气调节系统分类,一、空调系统的组成（以集中式系统为例）,主要由空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置以及运行自动控制装置四部分组成。,一、空调系统的分类,按照承担室内冷热负荷、湿负荷的介质种类,全空气系统全水系统空气-水系统冷剂系统,全空气系统,全空气系统示意,全水系统,空气-水系统,冷剂系统,按照空气处理设备的设置情况,集中式半集中式分散式（局部机组）,集中式空调系统,集中式空调系统,分散式空调系统,按照空调系统处理的空气来源,封闭式系统直流式系统混合式系统,封闭式系统,直流式系统,混合式系统,其他空调例如：净化空调、无菌空调、人工气候室等,按照空调系统的用途分,舒适性空调是指为满足人的舒适性需要而设置的空调系统。,工艺性空调是指为满足生产工艺过程对空气参数的要求而设置的空调系统。,第二节空调负荷计算与送风量,1.室内空气计算参数包括：温湿度基数与其允许波动范围、室内空气流速、洁净度、噪声、压力及振动等。,一、空调负荷计算,温度、湿度基数：是指在空调区域内所需保持的空气基准与基准相对湿度。,空调精度：是指在空调区域内，在工件旁或数个测温（或测相对湿度）点上水银温度计（或相对湿度计）在要求的持续时间内，所示的读数偏离室内温湿度基数的最大差值。,2.室外空气计算参数符合采暖通风与空气调节设计规范的规定。,舒适性空调室内空气计算参数,3.空调负荷空调系统冷负荷为保持空调房间恒定的空气温度，在某一时刻必须由空调系统从室内除去的热流量。,(1)、由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑物围护结构传入室内的热量形成的冷负荷；(2)、人体散热、散湿形成的冷负荷；(3)、灯光照明散热形成的冷负荷；(4)、其他设备散热形成的冷负荷；（5）渗透空气所形成的冷负荷,空调房间的冷负荷包括,空调房间的冷负荷是确定空调送风系统风量和空调设备的依据。,空调系统热负荷原理上与采暖热负荷相同。,空调系统湿负荷为连续保持空调房间要求的空气参数而必须除去或加入的湿流量。,空调冷负荷估算例如：旅馆80-90W/m2办公室85-100W/m2,二、空调房间送风量与新风量,空调房间送风量应能消除室内最大余热，按照夏季最大的室内冷负荷计算确定。送风量包括回风量和新风量。,新风量占总风量的比例必须根据房间的具体要求，本着保证空调房间空气质量、节能的原则，综合考虑确定。,第三节集中式空调系统,主要由冷热源、冷热媒管道、空气处理设备（组合式空调器、柜式空调器等）以及送风管道和风口组成。,一、集中空调系统的选择,根据有害物情况及温湿度精度要求可采用单风道、双风道、定风量及变风量系统。,二、集中空调系统的特点,1.空气处理的品质高,维护管理方便,可实现全年多工况自动控制,使用寿命长;,2.空调送回风管系统复杂,占建筑空间大,布置困难,灵活性较差;,3.空调房间由风道连通,使各房间互相污染,火灾时易蔓延;,4.空调和制冷设备可集中布置在机房,可有效采取消声隔震措施。,常用的空气处理设备：喷水室表面式换热器电加热器加湿器空气过滤器组合式空调箱,三、空气热湿处理过程及设备,（一）用喷水室处理空气,夏季对空气冷却除湿，冬天加湿的设备。优点;实现冬夏工况一套处理，具有一定的净化能力，耗材少，制造容易。缺点：水质要求高，占地大，水系统复杂，耗电多。,（二）表面式换热器,通过热媒实现空气的等湿加热，通过冷媒等湿和减湿冷却过程。特点：不直接和被处理的空气接触，构造简单，占地少，水质要求不高，水系统阻力少。,冷水入口,冷水出口,空气,（三）电加热器,电加热器有裸线式和管式两种。,（四）加湿器,加湿器常用有干蒸汽和电加湿器两种。,干蒸汽加湿器1喷管外套；2导流板；3加湿器筒体；4导流箱；5导流管；6加湿器内筒体；7加湿器喷管；8疏水器,电加湿器,电加湿器1进水管；2电极；3保温层；4外壳；5接线柱；6溢水管；7橡皮短管；8溢水嘴；9蒸汽出口,（五）空气过滤器,对空气进行净化处理的设备，分初效、中效、高效三种。,块状初效过滤器,抽屉式过滤器袋式过滤器,初效过滤器,中效过滤器,高效过滤器,（六）组合式空调箱,把各种空气处理设备、风机、消声装置、能量回收装置等分别作成箱式单元，按空气处理需要进行选择和组合成的空调器。,组合式空调箱,四、气流组织方式及风口布置,空调房间的气流组织,是指在空调房间内为实现某种特定的气流类型以保证空调效果和提高空调系统的经济性而采取的一些技术措施。有送风、回风和排风。,1.侧送侧回,侧送风口布置在房间的侧墙上部，空气横向送出，吹到对面墙上后转折下落，以较低速度流过工作区，再由布置在侧墙下部的回风口排出。根据房间跨度大小，可以布置成单侧送、单侧回和双侧送、双侧回。,特点,速度场和温度场都趋于均匀和稳定，因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性。,工作区处于回流区，故排风温度等于室内工作区温度。,由于侧送侧回的射流射程比较长，射流来得及充分衰减，故可加大送风温差。,2.上送下回,孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式。,孔板送风和散流器送风，可以形成平行流流型，涡流少，断面速度场均匀的气流。对于温湿度要求精度高的房间，特别是洁净度要求很高的房间，是理想的气流组织型式。,特点,这种形式的排风温度也接近室内工作区平均温度。,3.中送下、上回,对于高大房间，送风量往往很大，房间上部和下部的温差也比较大，采用中部送风，下部和上部同时排风，形成两个气流区，保证下部工作区达到空调设计要求，而上部气流区负担排走非空调区的余热量。,显然,下部气流区的气流组织就是侧送侧回。,4.下送上回,适用场合,对于室内余热量大，特别是热源又靠近顶棚的场合，采用这种气流组织形式是非常合适.,特点,由于下送上回时的排风温度大于工作区温度，故室内平均温度较高，经济性好。,但是，下部送风温差不能太大。,可采用旋流送风口。,为此,5.上送上回,这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起，布置在房间上部。,适用场合,因各种原因不能在房间下部布置风口的场合。,注意,防止气流短路现象的发生。,气流组织方式,1.侧向送风,2.散流器送风,（1）平送,（2）下送,3.孔板送风,4.下部送风,下部送风的室内气流分布（a）地板送风；（b）下部低速侧送风,5.喷口送风,（二）风口布置1.室内送、排（回）风口布置对室内气流流场其决定作用的是送风口形式的选择和布置，应根据房间的大小、使用功能要求来选择。2.建筑物外墙新风口、排风口布置新风口：通风空调系统从室外取新风的入口。排风口：室内空气排至室外时的风口。,第四节半集中式空调系统,一、半集中式空调系统的选择,新风加风机盘管系统新风加诱导器系统,二、风机盘管系统,特点：可以和单独处理的新风系统结合。与一次回风全空气集中系统相比,该系统送风管小,不需设回风管,节省建筑空间。风机盘管机组：,风机盘管系统的新风供给方式：,风机盘管系统由盘管机组、水系统、新风系统和冷凝水系统组成。新风供给方式：1.房间缝隙自然渗入；2.机组背面墙洞引入新风；3.独立新风系统（目前最常用）。,风机盘管水系统,风机盘管水系统分双管制系统、三管制系统和四管制系统。,三、诱导器系统诱导器由外壳、表面式热交换器、喷嘴、静压管和一次风连接管等组成。按安装形式分卧式、立式和吊顶式；按结构形式分全空气型、空气-水型。,第五节分散式空调系统,一、分散式空调系统的特点(P.207)二、局部空调机组的分类（表10-8）三、空调机组的应用（表10-9）,四、几种新型的局部空调机组方式1、穿墙式机组有立式、卧式，分为附有全热交换器和不带全热交换器两种。2、变冷剂量（VRV）空调机组系统其系统的关键技术是依靠电子控制技术、冷剂配管的分流技术、回流技术和变频技术。3、闭环水源热泵系统1.系统的特征2.系统的适用性,第六节几种新型的空调方式,一、辐射供冷空调方式利用高温冷水作为空调冷源。辐射方式在机理上有舒适、节能的优点，有时还有蓄能的作用，且室内不设暴露的末端设备。二、“低温”空调系统三、下送风复合型空调方式,第七节空调水系统,空调水系统包括冷、热水系统及冷却水系统、冷凝水系统。冷、热水系统：输送冷、热水的系统。冷却水系统：专为水冷冷水机组冷凝器，压缩机或水冷直接蒸发式整体空调机组提供冷却水的系统。冷凝水系统：为空气处理设备排除冷凝水的水系统。,一、冷、热水和冷却水参数1、冷、热水参数空气调节冷、热水参数，应通过技术经济比较后确定。2、冷却水参数水温应符合规定要求。,二、空调冷、热水系统1、空调冷、热水系统的形式按水压特性分，可分为闭式系统和开式系统。按各种未端设备的水流程划分，可分为同程式系统和异程式系统（同采暖）。按冷、热水管道的设置方式划分，可分为双管制系统、三管制系统和四管制系统。按水量特性划分，可分为定流量系统和变流量系统。按循环泵设置可分为一次泵系统和二次泵系统。,2、冷、热水系统的分区按压力分区水系统的竖向分区应根据设备、管道及附件的承压能力确定。按负荷性质分区按负荷性质分区是将水系统的分区与空调风系统的划分结合起来考虑。在某些建筑中冷、热水系统可能既有竖向分区，又有水平分区。,三、冷却水系统1、冷却水系统种类直流供水系统循环水冷却2、冷却塔的布置一般布置在裙房或主楼楼顶四、冷凝水系统冷凝水系统一般有水平式、垂直式和单独（就近）排除式等。,第八节空调系统的冷热源,一、空调系统冷源,1、天然冷源地下水（深井水）、地道风和山涧水等。,2、人工冷源,制冷机分类,压缩式制冷机,吸收式制冷机,蒸汽喷射式制冷机,水冷式制冷机,风冷式制冷机,按工作原理,按冷却介质,按功能不同可分为单冷式制冷机和冷热水机,制冷机的原理与组成（1）蒸气压缩式制冷系统的组成及工作过程,（2）吸收式制冷系统的组成及工作过程,（3）常用制冷剂,1.氨（NH3）,2.氟利昂（饱和碳氢化合物的卤族衍生物）R12（CF2Cl2）R22（CHF2Cl）,（4）冷水机组,活塞式制冷机组适用于单机容量小于580kW的中小型空调制冷系统。螺杆式制冷机组运转平稳，适用于单机容量小于1160kW的大中型空调制冷系统。离心式制冷机组压缩机输气量大，结构紧凑，适用于单机容量大于1160kW的大中型空调制冷系统。溴化锂吸收式制冷机组操作方便，对臭氧层无破坏作用，适用于有余热或废热可以利用的场合。,将全部或部分制冷设备组装成一个整体，直接向用户提供冷媒水。,二、空调系统的热源,局部锅炉房（分散供热锅炉房）区域锅炉房（集中供热锅炉房）热电厂热泵热泵是消耗一部分高位能量使低位热源（如空气、水所含的热量）转变为高位热源的装置。,第九节空调系统的布置,一、制冷和供热机房：1、制冷机房设计对土建的基本要求制冷机房的位置制冷机房对土建专业的基本要求2、空调主机房面积估算,二、空调机房1、空气调节机房设计对土建的基本要求空气调节机房选址的原则空调机房对土建专业的基本要求2、空调机房的面积和高度的概算指标3、小型空调设备安装与建筑设计的关系,三、管道层与设备技术层设置四、风机房五、空调系统管路的布置与敷设空调系统管道包括风管和水管。风管包括送风管、回风管、新风管、排风管和排烟管等；水管包括冷水管、冷却水管、凝水管等,1、空调风管布置2、水管布置空调水系统常用的有下分双管式、上分双管式和水平双管式。3、管道井管井尺寸风管竖井（10-1）（10-2）,水管道竖井（10-3）（10-4）管井的设置管道井宜设置在建筑物每个防火分区的中心部位，且应靠近空调机房，上下贯通，中途不能拐弯,第十节建筑防排烟及通风空调系统的防火,一、建筑设计防火分区与防烟分区1、防火分区非高层建筑的防火分区见建规中规定。高规中根据高层建筑使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度将其分为一类和二类。每个防火分区的最大建筑面积为：一类建筑：1000m2；二类建筑：1500m2；地下室：500m2；,2、防烟分区防烟分区规定不应超过500m2，而且防烟分区不得跨越分火区。防烟分区的分隔，可用隔墙，也可用挡烟垂壁在各防烟分区内分别设置一排烟口排烟口与该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m。,二、防烟、排烟设施的设置部位1、非高层民用建筑及高度大于24m的单层公共建筑防烟、排烟设施的场所2、高层民用建筑设防烟、排烟设施的场所三、防烟、排烟方式1、防烟防烟分为机械加压送风的机械防烟和可开启外窗的自然排烟。2、排烟排烟分为机械排烟和可开启外窗的自然排烟。,四、自然排烟对建筑设计的要求除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消除电梯前室和合用前室，宜采用自然排烟方式，当不具备自然排烟条件时，应设置独立的机械加压送风防烟设施。五、机械排烟对建筑设计的要求六、机械加压送风对建筑设计的要求建筑中下列部位应设独立的机械加压送风防烟设施：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室；封闭避难层（间）。,七、通风空调系统的防火下列情况之一的通风、空气调节系统的风管应设防火阀：1）风管穿越防火分区处。2）风管穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处。3）垂直风管与每层水平风管交接处的水平管道上。4）穿越变形缝处的两侧应各设一个。5）厨房、浴厕、开水间等垂直排风管道，若无防止回流措施，其支管处。八、地下汽车库防排烟地下汽车库的面积超过2000m2时，应设机械排烟系统。,第十一节空调系统的消声与减振,一、空调系统的噪声及其自然衰减1、空调系统设备的噪声空调设备噪声包括风机、压缩机运转噪声、电机轴噪声和电磁噪声等。其中以风机、压缩机运转噪声为主。2、空调系统气流噪声由于风道内气流流速和压