空调系统介绍

1、Confidential and Proprietary,1,空调系统介绍,Confidential and Proprietary,2,张增龙 高级工程师 建筑设施效益 中国北区 北京江森自控有限公司 约克(中国)商贸有限公司西安分公司 中国西安市高新区科创路168号西安电子科技大学科技园A座七层 电话：+86 29 87887838-8054 传真：+86 29 87883430 手机：+86 186 2939 2583 邮编：710065 电邮： 客户服务电话：800-820-6607 24小时维修热线Confidential and Proprietary,3

2、,理解舒适性空调及工艺性空调的室内环境要求； 理解空调系统中的5个不同循环； 描述典型空调系统种类、系统结构、关键设备及典型应用； 理解影响空调系统选型的因素。,课程目标,第一节：典型室内环境要求,Confidential and Proprietary,5,室内环境要求,1. 热舒适 2.通风 3. 室内空气质量 4.室内空气流通 5. 噪声,室内空气环境要求按应用的不同可以分为：舒适性空调及工艺性空调。,基本要求,1. 热舒适 2.通风,舒适性空调,更高要求,工艺性空调,洁净室,手术室,1. 传染控制 2.通风 3. 热舒适 4. 噪声,1. 室内颗粒物控制 2. 恒温恒湿,Confide

3、ntial and Proprietary,6,舒适性空调的典型室内环境要求,Confidential and Proprietary,7,热舒适,热舒适与室内人员的冷热感觉有关。 当室内环境保持在一定的条件下大多数人都能接受时，则认为这时是“舒适的”。 该舒适的环境条件则称为“热舒适区”。 空调系统正是用来将室内环境维持在该区的范围内。,冷,凉快,舒适,暖和,热,Confidential and Proprietary,8,与室内人员热舒适性有关的因素有(在空调系统中可以调节)： 人体的活动量 衣着情况 空气温度 空气湿度 空气流动速度 平均辐射温度,ASHRAE 标准 55-2004 (室

4、内人员的热环境条件) 讨论了该问题。,热舒适区,Confidential and Proprietary,9,空气状态与热舒适性的关系,Confidential and Proprietary,10,室内得热、得湿量来源于： 通过建筑围护结构（围墙，窗户，屋顶，地板）的得热； 建筑内设备的散热，如灯光，计算机等； 人员的散热（也包括散湿）； 通过室外空气如通风及渗透的得热。,室内得热、得湿量,Confidential and Proprietary,11,与热舒适有关的空调处理过程,空调处理过程用来补偿室内的热湿的增加或减少，从而使室内环境达到设计的热舒适区的室内条件。,为了控制室内温度、湿度

5、及空气流动速度，需要的空调处理过程包括： 加热增加空气的温度； 冷却降低空气的温度（显热）或去除空气中的水蒸气（潜热）； 加湿； 气流组织。,Confidential and Proprietary,12,空调处理过程加热,加热盘管是常用的加热设备，主要有： 热水盘管 电加热盘管 制冷剂盘管,热空气,Confidential and Proprietary,13,空调处理过程冷却及除湿,暖湿空气,干冷空气,冷凝水管,集水盘,当空气流过冷却盘管时，空气被冷却，其温度下降，如果温度降到露点温度以下时，水蒸气将从空气中凝结出来，我们称这一过程为冷却及除湿。 冷却盘管是常用的空气冷却设备，主要有： 冷

6、冻水盘管 制冷剂盘管,空气露点温度(DP)空气中水蒸气开始凝结时的温度。,Confidential and Proprietary,14,空调处理过程气流组织,人员活动空间 1.51.8m,为满足热舒适性，气流组织应该满足： 送风均匀。 合适的送风速度避免有吹风感。 空调房间内空气流速不应大于 0.3m/s(平均值)。,Confidential and Proprietary,15,室内空气质量 (IAQ),日常生活中，我们在室内停留的时间占到70%，如在家里，办公室等。 室内人员、设备、家具都有可能是室内污染物的散发源。 受污染的室内环境可能导致如头痛、眼鼻喉刺激、头昏及乏力等即时的不良反应

7、以及如呼吸道疾病和心脏病等慢性不良反应。,Confidential and Proprietary,16,改善室内空气质量的空调处理过程,改善室内空气质量的三种基本方法： 源头控制去除或减少室内污染源。 加强通风将足够量的室外新鲜空气引入房间内从而有效地稀释或排出受污染空气。 空气净化利用如过滤、生物净化、紫外线、 TiO2光催化氧化等方法净化空气。,Confidential and Proprietary,17,无尘洁净室中典型的室内环境要求,Confidential and Proprietary,18,洁净室 无尘区域,高科技产品的生产过程可能要求有无尘区域因为微粒可能会造成集成电路块短

8、路。,为实现该目的，常用的空调处理过程有: 过滤送风，以送入无尘空气。 维持室内正压防止室外污染物渗透进入房间。 合适的气流组织来有效地排出室内污染物。,Confidential and Proprietary,19,医院手术室中典型的室内环境要求,Confidential and Proprietary,20,手术部感染控制,医院手术部需要防止医护人员和病人的院内感染。,特殊HVAC系统控制传染性，包括： 保证医疗过程中特殊的温湿度要求。 通过空气净化维持无菌。 控制气流形式和气流速度。 维持压力分布，保证不同区域之间能得到所需的气流流向。 排除如氮氧化物气体污染物以保证室内空气品质。 保护

9、室外环境（对某些有传染性的手术） 。,第二节：空调系统的5个循环,Confidential and Proprietary,22,空调系统5个循环,Confidential and Proprietary,23,5个系统循环,空气侧,制冷剂,冷冻水,排热,控制,Confidential and Proprietary,24,空气侧循环空气处理及输送系统,Confidential and Proprietary,25,空气侧循环 室内气流组织,Confidential and Proprietary,26,空气侧循环 室内热湿负荷,Confidential and Proprietary,27,

10、空气侧循环关键设备送风机及过滤器,Confidential and Proprietary,28,集管,换热管,翅片,空气侧循环关键设备冷却/加热盘管,Confidential and Proprietary,29,干冷空气,空气侧循环关键设备冷却/加热盘管,Confidential and Proprietary,30,冷却盘管,加热器,送风机,空气过滤器,混合腔,新风阀,回风阀,送风口,空气侧循环关键设备AHU (空气处理机组),Confidential and Proprietary,31,空气侧循环关键设备FCU (风机盘管),Confidential and Proprietary,

11、32,冷冻水循环,Confidential and Proprietary,33,泵及阀门,42F (5.6C),57F (13.9C),55F (12.8C),冷却 盘管,80F (26.7C),冷水机组蒸发器,控制阀,泵,Confidential and Proprietary,34,双向阀及三向阀,Confidential and Proprietary,35,小型冷冻水系统,Confidential and Proprietary,36,制冷剂循环,Confidential and Proprietary,37,蒸发器,Confidential and Proprietary,38,D

12、X 蒸发器,Confidential and Proprietary,39,满液式蒸发器,冷冻水 供水,冷冻水 回水,换热管,Confidential and Proprietary,40,制冷剂蒸汽,液态及气态制冷剂,蒸发器,满液式蒸发器,Confidential and Proprietary,41,压缩机,往复式 涡旋式 螺杆式 离心式,Confidential and Proprietary,42,冷凝器,Confidential and Proprietary,43,冷凝器的种类,Confidential and Proprietary,44,壳管式冷凝器,冷冻水 供水,冷冻水 回水

13、,换热管,液态制冷剂,Confidential and Proprietary,45,壳管式冷凝器,制冷剂蒸汽,液态制冷剂,冷凝器,Confidential and Proprietary,46,节流装置,Confidential and Proprietary,47,可变节流孔,可变节流孔,Confidential and Proprietary,48,直接蒸发制冷(DX)系统,Confidential and Proprietary,49,组合式屋顶空调机组,Confidential and Proprietary,50,组合式屋顶空调机组,Confidential and Proprie

14、tary,51,排热循环,Confidential and Proprietary,52,冷却塔,喷雾器,自冷凝器,去冷凝器,集水盘,轴流风机,室外空气,填料,Confidential and Proprietary,53,水冷却器及冷却塔,Confidential and Proprietary,54,泵及控制阀,Confidential and Proprietary,55,组合式空冷式制冷机,Confidential and Proprietary,56,组合式空冷式制冷机,Confidential and Proprietary,57,控制循环,Confidential and Pro

15、prietary,58,控制循环屋顶式VAV系统,Confidential and Proprietary,59,控制循环空冷式制冷机组，风机盘管系统,Confidential and Proprietary,60,第三节：典型的空调系统种类,Confidential and Proprietary,61,空调系统的分类,ASHRAE最常用的空调系统分类方法是按负担室内负荷所用的冷却/加热介质种类分类。,.,全空气系统 全水系统 空气-水系统 冷剂系统,Confidential and Proprietary,62,全空气系统,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的空调系统。

16、,Confidential and Proprietary,63,全空气系统系统构成,Confidential and Proprietary,64,全空气系统典型应用,典型应用单风管，一次回风系统,新风,排风,送风,回风,空气处理机组,Confidential and Proprietary,65,全空气系统关键设备AHU,空气处理机组的功能部件,Confidential and Proprietary,66,盘管: 直接接触式热交换器。 空气流过盘管外部，而水、制冷剂、蒸汽或盐水在盘管内部的非接触式热交换器。 翅片：扩展受热面 水循环 换热水管数目,全空气系统关键设备AHU,Confide

17、ntial and Proprietary,67,直接蒸发式 (DX) 盘管 制冷剂 (如：R-22 及R-134a) 空气和制冷剂通常逆流和交叉流动换热。 典型的蒸发温度在3-10 oC。 凝结水集水器（用来收集凝结水）。 性能参数：迎风速度，传热系数，空气侧压降，体积大小。,全空气系统关键设备AHU,Confidential and Proprietary,68,水冷却盘管 冷冻水温： 4-10oC 盐水或乙二醇溶液 1-4 oC 温升（典型值）= 7-14 oC 水加热盘管 蒸汽加热盘管,全空气系统关键设备AHU,Confidential and Proprietary,69,空气过滤器

18、 空气洁净及过滤 运行性能 除尘效率或效果 除尘量 初始及最终压降 寿命 种类：低、中及高效过滤器+活性炭过滤器,全空气系统关键设备AHU,70,过滤器,过滤器介绍,初效过滤器：G1G4(计重法6595%)，板式或袋式，无纺布或热粘合化纤滤料。 中效过滤器：F5F7(比色法4090%)，袋式，超细纤维滤料，用纺粘布作保护层。 高中效/亚高效过滤器：F7F9(比色法8095%)，袋式，采用超细玻璃纤维滤料密摺面成。 高效过滤器：H10H12(钠焰法95%-99.99%)，箱式，超细玻璃纤维滤料密摺面成。 可选择铝网过滤器。 可左右拆卸或前后拆卸维修方便。 另外可提供滤筒式过滤器（烟草行业专用）和

19、活性炭过滤器（石化行业专用）,71,关键功能段及部件 过滤器,活性炭纤维过滤器： 采用多种有机化学纤维经碳化活化剂制成 主要用于去除空气环境中的异味和低密度气相污染源 脉冲喷打滤筒式过滤器： 滤筒对于0.5微米的颗粒具有99.99%的过滤效率 配备压缩空气脉冲自动喷打装置，可自动完成喷打清洁过程，无需频繁人工清洗或更换 滤筒寿命达35年 过滤效率F6F7（无需配置初效过滤保护） 适用于烟厂，制药，纺织等长期粉尘性空气环境 自洁式转轮过滤器： 过滤器风阻较小，可以和中效过滤器组合使用 多用于较大颗粒灰尘的过滤,活性炭过滤器,脉冲喷打滤筒式过滤器,自洁式转轮过滤器,关键功能段及部件过滤器,静电除尘

20、过滤器： 前置铝网预过滤器 阻力小于50Pa 过滤颗粒范围大，对于0.5m以上的微尘粒子，过滤效率可达到99.5%以上，相当于亚高效过滤器H11 自带气体过滤器，通过物理吸附和不可逆的化学反应，高效去除空气中的苯，甲醛，臭氧，氨，氮氢化合物等多种有害气体 具有杀菌功能：利用高压静电对细胞膜的破坏作用。先将微生物及其载体过滤下来，再将其杀灭。 清洗指示灯及时发出维护清洗提示 设备噪音小，维护成本低 初投资高，容尘量小。,73,空气过滤器,二氧化钛催化剂,紫外线灯,有利于健康 的空气,光催化氧化过程,关键功能段及部件 TiO2杀菌器,74,关键功能段及部件 紫外灯,提高房间空气质量，确保室内空气新

21、鲜健康 有效杀灭通过空气传播的细菌 安全高效去除异味、有害微生物等,安装位置 表冷器上风侧：紫外线灯对湿表面长期照射,可有效抑制霉菌繁殖 过滤器下风侧：由于空调机组内过滤器需要经常洗涤或更换，与紫外灯配合使用可延长过滤器的使用周期、节省维护费用。同时杀灭过滤器滤网中积聚的各种有害细菌，预防微生物污染,优点：,装有杀菌灯的检修门处设有防护开关， 可做到门开灯灭，以保证人员安全。,关键功能段及部件加湿器,湿膜加湿器（等焓） 洁净加湿 加湿段短,节省空间 饱和效率高 安全可靠,关键功能段及部件加湿器,干蒸汽加湿器（等温） 两次疏水, 确保蒸汽干燥,使吸收更完全 原装配套倒吊桶型一次疏水阀,疏水效果更

22、保证 拥有独特的保温套管供汽方式,使喷管不加湿时不会对系统产生热干扰,干蒸汽加湿器,电极式加湿器,电极式加湿器（等温） 可拆洗式加湿桶，免维护电极 配不锈钢加湿喷管及连接软管 标配入水过滤器，保证入水水质,关键功能段及部件加湿器,喷淋室 功能：调节空气的温湿度，去除空气中的硫化物、氮化物等有害物质及灰尘颗粒，并产生负离子，改善空气质量 材质：不锈钢的水箱/内胆/喷排/卡环，整体没有可锈蚀部件，延长使用寿命 挡水板：多波纹高速挡水板，也可选配铝合金或不锈钢挡水板 喷排：双排对喷 应用：精密电子，烟草，纺织，印刷，汽车制造，化工和电子等多种工业领域,局部放大,高压喷雾加湿器（等焓） 由喷嘴、内部管

23、路、循环水泵、控制箱等组成 喷雾水用高压水泵进行加压（工作水压410Bar） 含有自身电路的报警及保护 可采用普通自来水,关键功能段及部件加湿器,高压喷雾加湿器,高压微雾加湿器,高压微雾加湿器（等焓） 所有与水接触的部件均采用不锈钢材料或塑胶材料，防止生锈； 高压微雾加湿器后设水雾消除器，防止没雾化的水珠进入送风机段；（工作水压7MPa） 吸收快，加湿效果好 对水质要求高，必须采用纯净水或软水,79,热回收应用 多种热回收形式可选，充分利用废能 减小初始供冷/供暖设备容量 减小对环境的污染,热回收装置,AHU产品热回收,转轮,乙二醇,热管,板换,80,热回收功能段,热回收功能段介绍,标准化的转

24、轮热回收功能段，可回收排风能量，符合目前建筑节能中日益增多的末端热回收要求。,Confidential and Proprietary,81,冷冻水出水温度 12,送风 13,新风 32,排风 26,回风 27,冷冻水进水温度 7,26,全空气系统定风量系统（CAV）,如何控制室内环境？ 送风量保持恒定。 空气处理机组中冷却盘管内的冷冻水量由室内温度控制。,Confidential and Proprietary,82,12,送风13,新风 32,排风 26,回风 27,7,26,全空气系统变风量系统（VAV）,如何控制室内环境？ 送风温度恒定。 静压箱根据室内负荷来调节送风量。 AHU盘管冷

25、冻水量由送风温度控制。 利用AHU风机来维持风管内合适的压力。 调节排风风机的速度来维持室内合适的压力。,26,Confidential and Proprietary,83,全空气系统的优缺点,优点： 送风集中处理，空气处理过程更为节能，房间内没有凝结水，湿度易于控制，季节性调节易于控制。 设备置于人员活动区之外，操作及维护方便，噪声低。 送风进入空调房间，便于空气流通，及实现分区压力控制和热回收。 送风进入空调房间-便于室内气流组织。,缺点: 风管占据大量空间减少了室内屋顶可利用空间。 对于定风量系统，不易实现对空调房间的单独控制。,Confidential and Proprietary

26、,84,常用于舒适性空调房间，如学校，写字楼，商场等。 有分区压力控制需求的工艺性空调，如洁净室，制药厂，手术室等。 需进行精确控制的空调房间，如高科技加工制造业。,全空气系统的应用,Confidential and Proprietary,85,全水系统,全水系统空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。,Confidential and Proprietary,86,12 oC,7 oC,3 oC,38 oC,49 oC,10 oC,37 oC,32 oC,7 oC,12 oC,32 oC,37 oC,全水系统系统构成,Confidential and Proprietary,87,全水

27、系统关键设备,风机盘管由风机、电机、盘管、外壳及集水盘组成。 房间温度通过控制冷热水流量来控制。 由于没有新风供给，可能需要一下空气净化措施来改善室内空气质量： 过滤器靠物理阻拦方式来滤去如空气颗粒物及灰尘等。 生物进化 利用TiO2 光催化氧化将空气中的病原体如细菌、病毒及挥发性有机化合物分解为CO2 和 H2O。,风机盘管全水系统中用于制冷制热及除湿的末端设备。,Confidential and Proprietary,88,全水系统的优缺点,优点： 与风管相比占用更少的空间，从而可以灵活布置，并能满足各种建筑方式的需求。 可以为每一分区提供特定的制冷制热量。 为用户提供多种功能，结构紧凑

28、，在一定程度上节省成本。 各房间可以独立调节。,缺点： 风机盘管和供暖机组没有新风供给。 不能进行加湿处理。 水蒸气会凝结在室内机内。 需进行季节性调节。 维护工作需在空调区域进行。,Confidential and Proprietary,89,空气-水系统,空气-水系统同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。,Confidential and Proprietary,90,空气-水系统系统构成,Confidential and Proprietary,91,室外空气处理机组,室外空气处理机组+风机盘管,送风,回风,新风,空气-水系统的典型应用,风机盘管,Confidential and Proprietary,92,典型应用舒适性空调 同时使用室外空气和循环风来负担室内的显热和潜热（冷却+除湿）。 优点：风管仅用于通风换气，这样可以缩减风管尺寸，从而提高对建筑的适应性。 缺点：室内机组仍需负