《中央空调系统运行》课件

中央空调系统运行暖通空调工程专业课程·系统原理与运行调节Contents课程目录暖通空调系统设计原理与工程实践全课程脉络概览01湿空气基础与空调负荷02中央空调系统组成与工作流程03空调水系统设计与运行04空调系统运行调节方法05消声减振与舒适性设计06典型建筑应用与新型系统专题Chapter01湿空气基础与空调负荷从湿空气状态参数到焓湿图应用，建立空气调节的理论基石HVACFUNDAMENTALS湿空气的组成与状态参数湿空气由干空气和水蒸气组成，其状态由干球温度、湿球温度、含湿量、相对湿度和焓等参数共同确定。焓湿图（h-d图）将这些参数关联在一张图表中，是空调工程计算与空气处理过程分析的核心工具。01干球温度与湿球温度：干球温度反映空气的实际温度，湿球温度体现蒸发冷却极限，两者差值越大说明空气越干燥，除湿潜力越强。t&tw02含湿量d：表示每千克干空气中水蒸气的质量（g/kg），是衡量空气绝对湿度的直接指标，不受温度变化影响。g/kg03相对湿度φ：实际水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气分压力之比，人体舒适范围通常在40%–65%之间。40–65%04焓h：综合反映空气的显热与潜热含量（kJ/kg），是计算空调系统冷热负荷和能量交换的关键参数。kJ/kg焓湿图（h-d图）——空调工程核心计算工具HVAC系统设计空调负荷计算与送风量确定空调负荷计算是系统设计的起点，需综合考虑建筑围护结构传热、太阳辐射、人员设备散热散湿等多源因素。送风量由室内负荷和允许的送风温差共同决定，直接影响设备选型与系统经济性。01夏季冷负荷由围护结构瞬变传热、太阳辐射得热、人员散热散湿、照明及电气设备发热等多项叠加而成，需逐项计算后求综合最大值02冬季热负荷以围护结构基本耗热量和附加耗热量为主，冷风渗透和冷风侵入耗热量在高寒地区占比可达总负荷的30%以上03送风量公式G=Q/(c·Δt)，Q为室内全热负荷、c为空气比热、Δt为送风温差；舒适性空调送风温差一般控制在6–10℃以兼顾经济性与舒适度04换气次数校核确定送风量后需校核换气次数，一般办公建筑要求≥5次/h，商场≥6次/h，以确保室内空气品质和温度均匀性CHAPTER02中央空调系统组成与工作流程解构制冷循环、水循环与末端设备的协同运行机制SystemArchitecture中央空调系统总体架构中央空调系统由主机制冷循环、冷冻水循环和冷却水循环三大回路组成，三者协同运行构成完整的制冷链。主机制冷循环压缩机将低压气态冷媒加压为高温高压气体，进入冷凝器释放热量后冷凝为高压液体，再经节流装置降压气化进入蒸发器吸热。蒸发器中冷媒气化吸收冷冻水热量使其降至7℃，完成制冷；气态冷媒重新回到压缩机，形成封闭循环。离心式冷水机组冷冻水循环冷冻泵将蒸发器产出的7℃冷冻水加压送入分水器，经各支管送至室内末端设备（风机盘管、空气处理机组等）。冷冻水在末端与室内空气进行热湿交换后升温至约12℃，经集水器回流至蒸发器重新降温，形成闭式循环。冷冻水泵组与管道系统冷却水循环冷却水在冷凝器中吸收冷媒释放的热量后升温至约37℃，由冷却泵送入冷却塔与大气进行热交换。冷却塔通过喷淋蒸发和风机强制通风将热量排入大气，冷却后的水约32℃回到冷凝器，完成散热循环。冷却塔与散热系统HVACDesign空调风管系统设计与气流组织风管系统是中央空调空气输配的载体，其设计质量直接影响系统能耗、噪声和室内气流分布效果。合理的风速选择、精确的水力计算以及科学的末端气流组织，是确保空调效果和节能运行的三大关键。风管分类与选型按材质分为镀锌钢板、玻璃钢、酚醛复合等类型；按形状分为矩形和圆形风管，矩形风管占用空间小但阻力大，圆形风管阻力小但占层高。风速控制标准主风管风速宜控制在6–8m/s、支风管3–5m/s、送风口2–5m/s，过高风速增大噪声和阻力，过低则管径增大且不经济。6–8m/s水力计算方法采用假定流速法或压损平衡法，需保证最不利环路阻力与风机全压匹配，各并联支路阻力差不超过15%。≤15%安装与安全规范风机进出口应设柔性接头减振降噪，出口设渐扩管降低动压损失；风管穿越防火分区处须安装防火阀，70℃自动关闭。70℃HvacSystemComponents膨胀水箱与系统安全附件膨胀水箱是闭式空调水系统中的关键安全组件，集容纳膨胀水量、系统定压、自动补水三重功能于一体。膨胀水箱设备与安装场景01膨胀容纳：通过膨胀管与回水干管相连，容纳水因温度变化产生的体积膨胀量，防止系统超压导致管道或设备损坏02系统定压：高位安装提供稳定静压基准点，确保系统最高处压力始终高于大气压，有效防止气堵和循环中断03自动补水：浮球补水阀实现自动补水，溢流管与信号管分别用于超限排水和水位监控，排污管用于定期维护04设计红线：膨胀管与溢流管上严禁安装阀门，寒冷地区设循环管防冻，容积需按系统水容量和最大温差精确计算CHAPTER03空调水系统设计与运行从系统形式选择到管路设计，掌握水系统工程的完整方法论HVAC·水系统设计空调冷热水系统的分类与形式空调水系统的形式选择是设计的核心决策之一，涉及循环方式、管路布置、管制形式和流量调节四个维度的组合选择。每种形式都有其适用的建筑类型和运行工况，设计师需根据建筑功能、使用特点和投资预算进行综合权衡。空调机房·分水器与集水器安装实景循环方式与管路布置闭式循环系统管路密闭，水泵扬程仅需克服管路阻力，能耗低且水质稳定，是当前商业建筑的主流选择同程式系统各并联环路管长基本相等，天然具备水力平衡优势；异程式需在各支路安装平衡阀或静态调节阀管制形式与流量调节两管制系统供回水各一根管，冬夏切换使用，适合功能单一的建筑；四管制供回冷热水独立设置，可实现同时供冷供热定流量系统简单可靠但部分负荷时浪费水泵能耗；变流量系统通过变频泵或二通阀调节流量，节能效果可达20%–30%HVACWATERSYSTEM空调水系统的分区与定压高层建筑空调水系统的分区与定压是保障系统安全运行的核心设计环节。当系统静水压力超过设备或管材承压极限时必须进行竖向分区，同时需选择合适的定压方式确保系统各点压力始终处于安全范围内。竖向分区原则当系统静水压力超过1.0MPa或末端设备承压极限时应进行分区，各区通过板式换热器间接连接以隔离压力。分区设计需综合考虑建筑高度、设备承压能力及系统运行经济性。1.0MPa承压阈值分区方法包括按楼层竖向分区和按功能水平分区，超高层建筑通常每30–50米设一个设备层作为分区转换节点。合理设置设备层位置可有效降低系统输送能耗。30–50米/区设备层间距高位膨胀水箱定压利用水箱安装高度提供恒定静压，简单可靠无需动力，是最优先推荐的定压方式。水箱应设置在系统最高点，并配置信号管、溢流管及防冻措施。★首选方案推荐优先采用补水泵定压通过压力传感器控制泵启停维持系统压力，适用于无法设置高位水箱的建筑，需配备安全阀和泄压装置。系统应设置备用泵，并具备自动切换功能。◆双重保护安全阀+泄压装置SYSTEMCONFIGURATION空调水系统设备配置与管路附件空调水系统的可靠运行依赖于完善的设备配置体系。循环泵提供循环动力，分水器和集水器实现多路分配，各类阀门和附件保障调节、排气、排污等功能。每一个组件的合理选型和正确安装都是系统高效稳定运行的必要条件。空调水系统关键设备与附件配置一览设备/附件核心功能关键选型参数冷热水循环泵驱动水在系统中循环流动，克服管路阻力流量(m³/h)、扬程(m)、效率(%)分水器/集水器分配和汇集各支路冷热水，实现独立控制管径(mm)、接口数量、间距膨胀水箱容纳膨胀水量、定压