空气调节技术课件：第三章空气调节系统1

1、第三章 空气调节系统,空气调节系统组成,空气分配设备,空气处理设备,冷热源,自动控制设备,空气输送设备,一、根据空气处理设备的集中程度分类,(一)集中式空调系统,这种系统的所有空气处理设备(加热器、冷却器、过滤器、加湿器等)以及通风机全都集中在空调机房。通常，把这种由空气处理设备及通风机组成的箱体称为空调箱或空调机，把不包括通风机的箱体称为空气处理箱或空气处理室。,3.1 空气调节系统的分类,(二)半集中式空调系统,集中空调机房可以处理一部分空气外，还有在被调房间内还设有空气处理设备，它们可以对室内空气进行就地处理或对集中处理的空气进行补充处理。带新风的诱导器系统，带新风的风机盘管系统等均属此

2、类。,(三)分散式空调系统,将空气处理设备全分散在被调房间内的系统。空调房间使用空调机组者属于此类。,二根据负担室内热湿负荷所用的介质不同分类,（一） 全空气系统,（四）冷剂系统,（二）全水系统,（三）空气水系统,全空气系统,全空气系统,特点：空气的比热和密度都小，所以这种系统需要的空气量多，风道断面尺寸大，占建筑物的空间面积大。通风换气好,集中式空调系统,全水系统,全水系统,特点：水的比热及密度比空气大，所以在室内负荷相同时，需要的水管断面尺寸比风道小。不过靠水只能消除余热和余湿，达不到通风换气的目的。,不带新风的风机盘管及辐射板系统,空气水系统,空气水系统,特点：既解决了风道断面尺寸过大的

3、问题，有解决了房间的通风换气的问题。,半集中式空调系统,冷剂系统,三、集中式空调系统根据使用的空气来源分类,(一)直流式系统,(二)封闭式系统,(三)回风式系统,一次回风系统,二次回风系统,直流式系统,特点：卫生条件最好，耗费能量最多。,适用于产生剧毒物质、病菌及散发放射性有害物的空调房间。,封闭式系统,特点：卫生条件最差，耗费能量最少。,适用于无人操作、只需保持空气温湿度的场所及很少进人的库房。,回风式系统,特点：既经济又满足卫生要求。,一次回风系统,二次回风系统,根据系统的风量固定与否，可以分为定风量和变风量空调系统； 根据系统风道内空气流速高低，可以分为低速(v=812 m/s)和高速(

4、v=2030m/s)空调系统； 根据系统的用途不同，可以分为工艺性和舒适性空调系统； 根据系统的控制精度不同，可以分为一般空调系统和高精度空调系统； 根据系统的运行时间不同，可以分为全年性空调系统和季节性空调系统。,3.2 普通集中式空调系统,低速、单风道、全空气、定风量的空调系统,直流式系统和一次回风、二次回风系统的空气调节全过程(或简称空气调节过程)分析及系统设计、计算方法。,一、直流式系统,(一)夏季,已知：,Q(kW)0,W(kg/s)0,N(iN，dN),O(iO，dO),G(kg/s),求：,设计直流式系统,W (iW，dW),直流式系统夏季空调系统示意图,N,O, =100%,

5、to,W,L, =95%,冷量：,kW,热量：,kW,(二)冬季,已知：,N(iN，dN),G =G(kg/s),求：,设计直流式系统,W (iW ，dW),Q(kW)0,W =W(kg/s)0,O(iO ，dO),直流式系统冬季空调系统示意图,N, =100%,O, =95%,L,W,W1,预热量,再热量,kW,kW,热量,kW,蒸汽量,kg/s,W2,二、一次回风系统,(一) 新风量的确定原则,1满足人员卫生要求GW1,根据空调房间的 CO2量平衡,进入房间的 CO2量+房间产生的CO2量=离开房间的CO2量,GW1 yw+ Z= GW1 yN,m3/h,yw = 0.330.5 L/m3

6、,舒适性空调满足卫生要求所需要的新风量,生产厂房满足卫生要求所需要的新风量30m3/(h人),2补充局部排风量和保证空调房间的正压要求 GW2,3系统的新风量不小于总送风量的10% GW3,系统的最小新风量,L表示送风量，Ls表示渗透风量，Lc表示房间有组织的出风量，Lw表示新风量， Lh表示回风量，Lp表示系统有组织的排风量。,（二）空调房间空气量的平衡,空调房间,空调系统,(三)空气调节过程分析,1夏季,已知：,Q(kW)0,W(kg/s)0,N(iN，dN),O(iO，dO),G(kg/s),求：,设计一次回风系统,W (iW，dW),GW,一次回风系统的空调示意图,N,O, =100%

7、, to,W,L, =95%,C,夏季设计工况下的新风量与总送风量之比为最小新风比m%,冷量：,kW,热量：,kW,确定C点,1. 室内冷负荷,kW,2. 新风冷负荷,kW,3. 再热冷负荷,kW,一次回风系统夏季的空气处理过程有什么不合理的地方？,一次回风系统夏季的空气处理过程存在冷热相抵消的现象，为什么工程上仍采用一次回风系统？,空调系统中制冷设备的供冷能力等于空调房间的设计冷负荷，这一说法是否正确，为什么？,避免冷热相抵消的方法,采用最大送风温差,直接处理到送风状态，实现无露点控制,采用二次回风,2冬季,已知：,N(iN，dN),G =G(kg/s),求：,W (iW ，dW),Q(kW

8、)0,W =W(kg/s)0,O(iO ，dO),设计一次回风系统,一次回风系统冬季空调系统示意图,N, =100%,O, =95%,L,W,C,冬季空调系统的新风比,可行,预热,增加新风量,一次回风系统冬季空调系统示意图,N, =100%,O, =95%,L,W,C1,W1,C,系统冬季需要的预热量为,系统冬季需要的再热量为,kW,kW,一次回风系统冬季的空气处理过程，是先预热再混合好，还是先混合再预热好？,保证最小新风比的条件下，新风预热后的焓值可用下式计算：,一次回风系统冬季是否需要预热器的判别式,不需要预热,需要预热,空气加热器的热量,kW,蒸汽量,kg/s,采用喷蒸汽加湿，新风与回风

9、混合之后，先喷蒸汽加湿后加热，与先加热后喷蒸汽加湿这两种方案哪个好些？为什么？,1夏季,已知：,Q(kW)0,W(kg/s)0,N(iN，dN),O(iO，dO),G(kg/s),求：,设计二次回风系统,W (iW，dW),GW,二次回风系统夏季空调系统示意图,N,O, =100%, to,W,L, =95%,C,三、二次回风系统,空调系统的回风一部分与室外新风在喷淋室（表冷器）前混合经处理后，再与另外一部分回风混合，回风先后混合两次，称二次回风式系统。,确定C点,W （GW）,N （Gh1）,C,O,N （Gh2）,L （GL=GW +Gh1 ）,根据二次回风的混合比,根据一次回风的混合比,

10、冷量：,kW,冷量=室内冷负荷+新风冷负荷,二次回风系统的机器露点比一次回风系统的机器露点低，因此要求冷源的温度也低。由于要求冷源温度低，一些天然冷源的使用可能会受到限制；而使用机械制冷时，较低的蒸发温度将使制冷机的出力减少。,为什么说产生大量水汽的空气系统不宜采用二次回风系统？,2冬季,已知：,N(iN，dN),G =G(kg/s),求：,W (iW ，dW),Q(kW)0,W =W(kg/s)0,O(iO ，dO),设计二次回风系统,假设Gh2 =Gh2，L=L,二次回风系统冬季空调系统示意图,N,O, =100%,L,O,W,C,C1,W1,根据一次回风的混合比,根据二次回风的混合比,二

11、次回风系统冬季是否需要预热器的判别式,不需要预热,需要预热,系统冬季需要的预热量为,系统冬季需要的再热量为,kW,kW,一次回风系统,二次回风系统,二次回风系统预热后室外新风的焓值要一次回风的。即在同样的条件下，二次回风系统预热量要大于一次回风的。,复习思考题： 1.简述封闭式系统、直流式系统和混合式系统的优缺点及它们的应用场合。 2.试从热平衡的角度来分析一次回风式夏季工况喷水室（或表冷器）所需要冷量与各项冷负荷的关系。 3.一次回风式系统冬季工况中，采用新风和回风先混合后预热、新风先预热然后再与回风混合这两种方案，预热器所需的供热量是否相等？ 4. 试从热平衡的角度来分析一次回风式冬季工况

12、所需要的热量。 5.一次回风系统冬季工况中，判别所在地区要不要设置预热器的条件是什么？ 6.采用表面冷却器和喷蒸汽加湿的一次回风式系统中，冬季工况新风与回风混合之后，先喷蒸汽加湿后加热，与先加热后喷蒸汽加湿这两种方案哪个好些？为什么？,7.空调系统在什么情况下用单风机？在什么情况下用双风机？ 8.试说明空调系统新风量的确定原则。 9.试从热平衡的角度分析二次回风式系统夏季工况所需要冷量。 10.试从热平衡的角度分析二次回风式系统冬季工况所需要热量。,四、普通集中式空调系统的划分和分区处理,(一)空调系统的划分,(1)室内设计参数及热湿比相同或相近的房间宜划分为一个系统。这样做空气的处理和系统控

13、制方案都可以一致。,(2)房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划分为一个系统。这样做，风道布置和安装容易、同时也便于管理。,(3)工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个系统。这样做有利于运行管理和节能。,(4)空气洁净度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分为一个系统。这样有利于节约投资、安全和经济运行。,(二)空调系统的分区处理,(1)各房间室内设计参数相同，但热湿比不同,末端再热空调系统,(2) 各房间室内温度要求相同，热湿比不同但相对湿度允许有较大偏差,(3)各房间室内参数要求相同，不同，但又要求送风温差t0相同,分区处理空调系统,3.4 变风量系统(Variable

14、Air Volume System),一、概述,空调房间送风量的计算公式：,(a),(b),定风量系统,Qx，W,G,N,tO，dO ,变风量系统,Qx，W,G ,送风状态点不变,优点：节约再热量及与之相当的冷量，送风机的送风量减少，风机功率也可以节省，因而系统运行的经济性明显增加。,缺点：系统复杂，初投资高。,单一的变风量系统通常只能维持室内的一个参数保持不变。,1. Qx ，W,N,O, to,L, =95%, =100%,N,2. Qx ，W ,N,O, to,L, =100%,N,为什么单一的变风量系统通常只能维持室内的一个参数保持不变？,特殊情况：Qx ，W ,单一的变风量系统才能维

15、持室内的状态点保持不变。,1. Qx ，W,变风量系统控制室内温度，变露点控制室内湿度。,O,L,2. Qx ，W ,变风量系统控制室内湿度，变再热量控制室内温度。,O,二、变风量末端装置型式及系统类型,节流型,旁通型,诱导型,节流型变风量系统,旁通型变风量系统,诱导型变风量系统,(一)节流型,通过改变流通空气的通道截面积而改变风量的末端装置。,节流型变风量末端装置应该满足三点要求：,(3)应避免风口节流时产生噪声及对室内气流分布产生不利影响。,(1)能根据负荷变化自动调节送风量；,(2)能防止系统中因其余风口进行风量调节而导致的管道内静压变化引起风量的重新分配；,变风量的作用,定风量的作用,

16、变风量的作用,定风量的作用,室温升高,阀杆左移,室温降低,阀杆右移,上游静压增大,锥体右移,上游静压减小,锥体左移,增大送风量,减小送风量,节流型变风量系统是真正的变风量系统,(二) 旁通型,当房间负荷减少时，只将一部分风量送往室内，其余部分旁通回去的变风量末端装置。,旁通型变风量系统并不是真正的变风量系统,节流型变风量系统能节省再热量和冷量，还能节省风机的能耗，所以运行经济性高，但是系统内静压变化较大，装置节流厉害时将产生噪声。,旁通型变风量系统只能节省再热量和冷量，无法节省风机的耗能，因而运行经济性差。但是，这种系统风道内静压变化不大，也不会产生噪声。,节流型与旁通型变风量系统的特点：,(三)诱导型,室内负荷减少,二次风的阀门开大,一次风,二次风,三、变风量系统设计中的几个问题,1风量确定,最大送风量：,最小送风量：,2系统风量的调节方法,应根据系统的同时负荷率来确定，一般取设计风量的70 80,最大风量的4050,节流型变风量系统,(1