暖通空调第四章1课件

1、暖通空调第四章1暖通空调第四章12第四章 空气调节系统 空气调节系统一般由被调节对象、空气处理设备、空气输送设备和分配设备组成。根据建筑物的性质、用途、热湿负荷特点、室内设计参数要求、空调机房的面积、位置等等，由具体情况来选择合适的空调系统。4-1 空调系统的分类2第四章 空气调节系统 空气调节系统一般由334一、按空气处理设备的集中程度分类1.集中式系统：所有空气处理设备：加热器、冷却器、过滤器、加湿器、通风机等都集中在空调机房。由空气处理设备及通风机组成的箱体称“组合式空调箱或组合式空调机”，不包括通风机的称为“组合式空气处理箱”。4-1 空调系统的分类4一、按空气处理设备的集中程度分类4

2、-1 空调系统的分5空气处理设备名义（额度）风量：进口空气干球温度为14-27C时标准状态的风量。名义供冷量：进口空气干球温度为27C、湿球温度为19.5C、进口水温为7C、进出口水温差为5C时的制冷量；名义供热量：进口空气干球温度为21C，进口水温为60C，供水量与名义供冷工况相同时的制热量5空气处理设备名义（额度）风量：进口空气干球温度为14-27组合式空调机组内部结构组合式空调机组内部结构778一、按空气处理设备的集中程度分类 组合式空调机组的冷源、热源一般也是集中的，在冷冻站和锅炉房或换热站。 定风量：送风量不随负荷变化变风量：送风量随负荷变化按风量是否变化按送风管数目单风道：仅有一个

3、送风管，夏送冷风冬送热风双风道：冷风管、热风管混合后送房间8一、按空气处理设备的集中程度分类 组合式空调机组9空调箱AHU新风管回风管送风管9空调箱AHU新风管回风管送风管102.半集中式系统 有集中在机房的空气处理设备，还有分散在空调房间内的处理设备对室内空气就地处理或对集中处理后的空气补充处理。风机盘管系统。一、按空气处理设备的集中程度分类102.半集中式系统一、按空气处理设备的集中程度分类11送风口回风口卧式暗装风机盘管11送风口回风口卧式暗装风机盘管123.分散式系统 局部式空调系统，空气处理设备分散在被调房间内。把空气处理设备、风机、冷热源等集中在一个箱体内，形成紧凑的空调系统，接上

4、电源或水源就能使用。工程上也可把它装在邻室用少量风道送入房间，不需要专门的机房。带冷冻机的空调机组、热泵机组等。一、按空气处理设备的集中程度分类123.分散式系统一、按空气处理设备的集中程度分类13分散式空调系统 (空调机组)13分散式空调系统 (空调机组)14二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类 一般低速系统主风管风速：8-12m/s 一般高速系统主风管风速：20-30m/s1.全空气系统 空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担。C,都小，需要较多的空气量，风道断面尺寸大，占用建筑物空间多，耗用材料也多。14二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类 一般低速系统15二、按负担热湿负荷所用的

5、介质不同分类2.全水系统 空调房间的热湿负荷全部由冷水或热水来负担。水的C,较空气大，相同负荷下需水管断面远小于风管。而且能适应建筑物结构的灵活性，但没有解决房间的通风换气，卫生条件差。15二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类2.全水系统16二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类3.空气-水系统 房间负荷由空气和水共同负担。优缺点介于两者之间。风机盘管加新风系统就是典型的空气-水系统。16二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类3.空气-水系统17二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类4.制冷剂系统 房间负荷由制冷剂来负担。例：家用空调器、冷藏车、汽车空调等局部空调机组。按制冷运行可消除余热余湿按热泵

6、运行可以供暖 17二、按负担热湿负荷所用的介质不同分类4.制冷剂系统18三、按空调系统使用的空气来源分类1.封闭式系统 全部使用室内再循环空气，形成封闭环路，没有室外空气补充。最节能，但卫生条件最差。 适于无人操作，只需保持空气温、湿度的场所，象很少进人的库房等。18三、按空调系统使用的空气来源分类1.封闭式系统19三、按空调系统使用的空气来源分类2.直流式系统 系统使用的空气全部来自室外，吸收余热余湿后又全部排掉，室内空气得到百分之百的交换。 适用于产生剧毒物质、病菌、散发放射性有害物的空调房间。能量耗费最多。19三、按空调系统使用的空气来源分类2.直流式系统20 3.混合式系统 系统使用的

7、空气一部分为室外新风，一部分为室内回风，既经济又符合卫生要求，使用广泛。三、按空调系统使用的空气来源分类20 3.混合式系统三、按空调系统使用的空气来源分类21按用途不同：工艺性舒适性按运行时间不同：全年性季节性按控制精度不同：一般空调高精度空调三、按空调系统使用的空气来源分类21按用途不同：工艺性舒适性按运行时间不同：全年性季节性按控224-2 新风量的确定和空气平衡混合式系统既经济又满足卫生要求，应用广泛，采用多少回风？多少新风呢？从空气热湿调节的角度看，处理回风比处理新风容易实现，使用回风量越多，经济性越好。但还要满足人员舒适的卫生条件，故必须采用一定比例的新风，新风量的确定遵循三条原则

8、。224-2 新风量的确定和空气平衡混合式系统既经济又满足卫生23一、满足人员卫生要求 在人员长期停留的空调房间，人体的气味、其它味道或抽烟的污染，人呼出二氧化碳气体量的增加，逐渐破坏室内空气的正常，给人体健康带来不良影响。为了获得空气品质较好的空气，送风中必须掺入含二氧化碳量少的室外新鲜空气来稀释室内空气中二氧化碳的含量，使符合卫生标准。4-2 新风量的确定和空气平衡23一、满足人员卫生要求4-2 新风量的确定和空气平衡24 用类似消除余热余湿的公式来确定消除过多二氧化碳需要的新风量Gw1Z室内产生的二氧化碳量L/hyN室内二氧化碳允许浓度L/m3yW室外新风中二氧化碳的浓度，对一般的农 村

9、和城市取0.5-0.75g/kg。24 用类似消除余热余湿的公式来确定消除过多二氧化25表4.1 人体的二氧化碳呼出量 表4.2 室内二氧化碳允许浓度 25表4.1 人体的二氧化碳呼出量 表4.2 室内二氧化26 实际工程设计时，可按设计规范采用：*生产厂房应保证每人不小于30m3/h*影剧院、体育馆、商店等每人应不小于8m3/h*图书馆、会议室、餐厅、医院门诊部、普通病房等每人应不小17m3/h*旅馆、客房在允许少量吸烟情况下每人应不小于30m3/h 26 实际工程设计时，可按设计规范采用：27二、补充局部排风要求（或燃烧需要的空气量）Gw2 当房间里有局部排风设备（排风换气扇、抽油烟机、工

10、业排风柜），还有燃烧设备：燃气热水器、燃气灶、火锅等燃烧时要消耗空气中的氧气，为了不使房间产生负压，并弥补燃烧消耗的空气，系统必须补充新风。27二、补充局部排风要求（或燃烧需要的空气量）Gw228GL,g（液体、气体燃烧的空气量） 火锅餐厅中常用“酒精”燃烧需空气量实测约3.81m3/kg28GL,g（液体、气体燃烧的空气量） 火锅餐厅中常用29三、保持空调房间的“正压”要求 为了防止外界未经处理的空气渗入空调房间，干扰室内空调参数，使房间内保持一定正压值（室内空气压力高于外界压力）。正压值不大于50Pa，一般5-10Pa。保持正压的新风量等于在室内外一定压差下通过门缝、窗缝、等缝隙渗出的风量

11、，可以计算出来。29三、保持空调房间的“正压”要求 为了防止外界未30 查图也比较方便，但现在没有充足的缝隙资料。 工程上常按换气次数估算，有外窗的房间，正压新风量取1-2次/h，换气次数（由外窗多少来定），无外窗和外门房间取0.5-0.75次/h30 查图也比较方便，但现在没有充足的缝隙资料。31返回31返回32 工程设计中按三条原则分别计算出新风量后，取其中最大值Gw,max和系统送风量的10%作比较。 如果Gw,max10%G，就取Gw.max 净化程度高，换气次数特别大的系统不按这个考虑。32 工程设计中按三条原则分别计算出新风量后，取其33四、空气平衡 这是按设计参数，从经济角度考虑

12、求出的最小新风量。在室外空气温度低于室内设计温度时的过渡季节用新风比用回风更节能，可以提高新风比例甚至全部用新风。为了保持系统的平衡，熟悉风量之间的关系。LxLs送风机回风机LwLhLj.p33四、空气平衡 这是按设计参数，从经济角度34回风口吸走的风量: 房间的送风量: 对空调处理箱处理风量: 过渡季节新风量增大，Lj,p相应增大。在回风管上装回风机来调节排风量，保持房间恒定的正压。若不设回风机Lj,p调节，靠Ls,Lx排放，正压会越来越大，室内正压就不能保持恒定，设计时考虑新风量变化，相应考虑风管尺寸。34回风口吸走的风量: 房间的送风量: 对空调处理箱处理风量354-3 普通集中式空调系

13、统 普通集中式空调系统是低速、单风道集中式空调系统，最典型，出现最早，目前还在广泛使用。分直流式、封闭式、一次回风、二次回风系统，分别分析系统的处理过程，计算方法。354-3 普通集中式空调系统 普通集中式空调一、封闭式系统空气在房间和处理器中循环使用。1.演示图一、封闭式系统1.演示图37OGNGQ/W2.装置图37OGNGQ/W2.装置图383.流程图.直接空气处理过程不是真正的空气处理过程，是送入房间的空气吸收余热余湿后达到N点的空气状态变化过程383.流程图.直接空气处理过程不是真正的空气处理过程，是394.焓湿图 在i-d图上确定N，,to，送风状态点O，计算出送风量G，一般的设备能

14、将空气处理到相对湿度为95%左右，过O作等湿度线和相对湿度为95%线相交，得到机器露点LtONLiNiL夏季：O394.焓湿图 在i-d图上确定N，,to，送风状态405.封闭式系统能量计算送风状态点O，风量：需要的冷量：再热量：有冷热抵消现象405.封闭式系统能量计算送风状态点O，风量：需要的冷量：再二、直流式系统二、直流式系统42电热/热水/蒸汽WLON2.装置图3.流程图42电热/热水/蒸汽WLON2.装置图3.流程图43 在i-d图上确定N，,to，送风状态点O，计算出送风量G，得到机器露点L。根据该地区夏季空调室外计算参数找到W，把这种状态的空气冷却减湿处理到L点。WWW1O1OON

15、L4.焓湿图43 在i-d图上确定N，,to，送风状态点O44夏季需要的冷量：需要的再热量：也有冷热抵消现象5.直流式系统夏季能量计算44夏季需要的冷量：需要的再热量：也有冷热抵消现象5.直流式456.直流式系统冬季分析 假设冬季设计状态点仍然是N，全年定风量系统。 余湿相同，余热Q减少，则变小或小于零。WWW1O1OONL456.直流式系统冬季分析 假设冬季设计状态点仍然466.直流式系统冬季分析466.直流式系统冬季分析47系统中增加了空气预热器预热量冬季再热量大于夏季再热量6.直流式系统冬季分析47系统中增加了空气预热器预热量冬季再热量大于夏季再热量648封闭式系统直流式系统混合式系统集

16、中式全空气系统三、一次回风式系统48封闭式系统直流式系统混合式系统集中式全空气系统三、一次回49混合式系统二次回风式系统一次回风式系统根据室外新风、室内回风混合过程的不同49混二次回风式系统一次回风式系统根据室外新风、室内回风混合1.一次回风系统的演示图主要部件和系统流程（一）夏季工况1.一次回风系统的演示图主要部件和系统流程（一）夏季工况51GOQ SNGp被 调 房 间GOGNGWCLO空 调机 组 Q0q2.一次回风系统的装置图51GOQ SNGp被 调 房 间GO52混合室喷淋室或表冷器加热器被调房间3.一次回风系统的流程图52混合室喷淋室或表冷器加热器被调房间3.一次回风系统的流程5

17、34.一次回风系统的焓湿图N室内设计状态点W室外状态点C混合状态点最小新风比定义：夏季设计工况下的新风量与总送风量之比 m%534.一次回风系统的焓湿图N室内设计状态点最小新风比定义54O送风状态点热湿比线t0送风温差L机器露点状态54O送风状态点WCNOLto=100%idWCNOLto=100%id56C-L冷却减湿过程L-O等湿加热过程5.一次回风系统的能量问题总送风量总送风量处理过程的焓差处理过程的焓差能量计算56C-L冷却减湿过程L-O等湿加热过程5.一次回风系统57OQ SNGpGGNGWCLOABqQ0能量分析从热平衡角度分析57OQ SNGpGGNGWCLOABqQ0能量分析5

18、8室内余热量新风能量加热量把iC 的计算式代入 证明了热平衡分析与焓湿图分析计算系统冷量的方法是一致的。58室内余热量新风能量加热量把iC 的计算式代入 证明59?增大送风温差节能途径LWO=100%CNtotoL采用二次回风式系统59?增大送风温差节能途径LWO=100%CNto60（二）冬季工况 1.i-d图 流程图 假设室内设计状态不变，余湿基本相等，全年定风量系统。确定出冬季送风状态O点和机器露点。冬季室外状态点为W。一次回风系统的混合状态点，应该落在NW的连线上。假设落在iL和NW的交点C。 NOCCCW1WLiL=100%60（二）冬季工况 1.i-d图 流程图NOC61（二）冬季

19、工况如果m%m%（最小新风比）m% 新风量增加了，还可以采用绝热加湿从C处理到L，且不增加能耗，则方案可行。此时新风比为61（二）冬季工况如果m%m%（最小新风比）m% 62如果m%m%（二）冬季工况 则说明按这个混合点新风量不够，需要加大新风量到满足最小新风比，则C点往左下移到C点满足m%，为了还用绝热加湿的处理方式，对C点加热到C点，则可行。62如果m%m%（二）冬季工况 则说明按这个混合63（二）冬季工况 对于严寒地区，新风、回风直接混合可能使混合点落在过饱和区，则出现凝结水，而且混合态不稳定。常用的办法是对室外新风直接先预热，预热到什么程度呢？由相似三角形关系延长NC和等dw线相交得到

20、w1点。 63（二）冬季工况 对于严寒地区，新风、回风直接混64（二）冬季工况 用这个式子来判断一次回风系统冬季工况新风是否需要预热64（二）冬季工况 用这个式子来判断一次回风系统冬652.能量分析：预热量： 或再热量：（二）冬季工况 如果需要预热，又能保证混合态不落在饱和线下，可以任意选择两方案：先混合后预热或先预热后混合，牵涉到预热器在空调箱中的摆放位置。652.能量分析：预热量： 或再热量：（二）冬66（三）空气调节过程的设计计算1.在焓湿图上根据已知条件确定冬夏送风状态点，计算送风量、新风量、一次回风量等2.确定新、回风混合状态点3.计算系统需要的冷量、再热量、预热量4.按流程来布置处

21、理设备 如果全年风量改变或室内设计状态点改变，根据具体条件分析计算。66（三）空气调节过程的设计计算1.在焓湿图上根据已知条件确676768四、二次回风系统 一次回风系统中用再热保证送风温差的方法存在冷热抵消。若使用二次回风空调系统，冷却减湿设备前与新风第一次混合，冷却减湿设备后与新风再一次混合来代替或部分代替再热器，回风使用两次。68四、二次回风系统 一次回风系统中用再热保证暖通空调第四章1课件70GpG1G2GwQoCLOGON装置图（一）夏季设计工况流程图：70GpG1G2GwQoCLOGON装置图（一）夏季设计工71toLONCW=100%（一）夏季设计工况焓湿图 N点,线,O点,总送

22、风量G的确定方法一样。 设过喷水室的风量为GL 一次回风量为G1，二次回风量为G2，新风量GW由最小新风比m%决定。 71toLONCW=100%（一）夏季设计工况焓湿图 72（一）夏季设计工况 GL和G2的混合状态点就是送风状态点O O点是二次混合状态点，可以确定出G2和通过喷水室风量的比例。要确定C点位置，必须知道G1和GW的混合比例。72（一）夏季设计工况 GL和G2的混合状态点就是送风状态73 GL相当于一次回风系统中用机器露点做送风状态时的送风量。（一）夏季设计工况73 GL相当于一次回风系统中用机器露点做送风状态74冷量计算()()()新风冷负荷室内冷负荷由能量平衡：WNWNooo

23、oNNWWLCLoiiGiiGQQGiiGiGiGiiGQ-+-=得+=+-=21（一）夏季设计工况 从i-d看，当时，二次回风系统露点L低于一次回风系统，相应的要求冷源温度低。天然冷源的使用可能受到限制，机械制冷的蒸发温度较低，使制冷系数降低。74冷量计算()()()新风冷负荷室内冷负荷由能量平衡：WN75如果与=95%的曲线不能相交或者即使相交L点太低，无法实现二次回风方案。对舒适性（大多数）空调系统，允许范围较大，在保证温度不变的条件下，加大来解决。=100%NN1OO1L1（一）夏季设计工况特例：75如果与=95%的曲线不能相交或者即使相交L点太低，无76iLLCCCww1OON=10

24、0%（二）冬季设计工况焓湿图 和一次回风系统一样地确定N,O，假定二次回风混合比GL/G=m2%与夏季相同，则L也相同。只需将夏季工况送风状态点再热达到冬季送风点O。76iLLCCCww1OON=10077流程图（二）冬季设计工况m1%m2%m2%m1%77流程图（二）冬季设计工况m1%m2%m2%m1%78（二）冬季设计工况判别是否预热 依据iW1值大小来判别是否需要预热。对新风比m%大或送风温差小的系统，iW1值大，更需预热，预热量没有节省，但节省了一部分再热量。78（二）冬季设计工况判别是否预热 依据iW1值大小来判别是79能量分析预 热：再热量：（二）冬季设计工况79能量分析预 热：再

25、热量：（二）冬季设计工况80（三）空气调节过程的设计计算 由已知确定夏、冬的送风状态点，计算G,GW,GL,G2,G1确定C。夏季计算冷量，冬季计算预热量、再热量。 二次回风系统优点：夏季不需热源，冬季只需部分再热量，节能。 二次回风系统缺点：机器露点较低，空气处理设备构造复杂，运行调节复杂。 只在夏季应用的空调系统，若允许用露点送风，则一次回风系统更简单、可靠。全年使用的高精度空调系统或洁净系统，从节能角度考虑采用二次回风系统。80（三）空气调节过程的设计计算 由已知确定夏、冬的送81五、空调系统划分的一般原则 前面介绍的空调系统是为一个或几个完全相同的空调房间服务。实际工程中一个建筑物往往

26、有许多功能要求不同的空调房间，给每个房间设计一套空调系统，既不经济，又管理麻烦，安装也会有问题，而一个系统可能又满足不了要求，所以可能需要把大空调系统合理地划分成多个小系统。1.室内设计参数相同或相近的房间宜划分为一个系统，空气处理和控制方案基本一致。81五、空调系统划分的一般原则 前面介绍的空82五、空调系统划分的一般原则2.房间朝向、层次、位置相同或相近的房间宜划成一个系统，风道布置、安装较方便。3.工作班次和运行时间相同的房间宜划成一个系统，利于运行管理。4.空气洁净度等级和噪声级别要求一致的或产生有害物种类一致的房间宜划成一个系统，节约投资，安全运行。5.根据防火要求，空调系统的分区与建筑防火分区相对应。82五、空调系统划分的一般原则2.房间朝向、层次、位置相同或83六、空调系统的分区处理 空调系统划分过多，会带来经济上的不利，有的情况可以在一个系统里分区处理。1.两区域设计参数相同，热湿比不同，to允许不同。 取相同的to ，送风状态点分别为O1 、O2 ，相应的露点L1、L2 ，设两个系统没问题。因to允