供暖通风与空气调节：第7章 建筑空气调节

1、第七章建筑空气调节空调的定义空调：空气调节的简称，利用设备和技术对室内空气（或人工混合气体）的温度、湿度、清洁度及气流速度进行调节，以满足对室内环境的舒适要求或生产工艺要求。换句话说，空调是一门工程技术；意义在于“使空气达到所要求的状态”或“使空气处于正常状态”。因此，一个内部受控的空气环境，一般是指在某一特定空间（或房间）内，对空气进行温度、湿度、气流、速度及清洁度进行人工调节，以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。3空调系统类型系统能源消耗类型：电驱动空调系统；天燃气系统；燃油系统太阳能系统风能系统。环控所利用工作介质：水水系统；空气水系统；水空气系统；空气空气系统（冷剂式系统）环控目的、内

2、容、参数水平：工艺性空调系统；舒适性空调系统环控方式：对流（空气）系统；辐射系统7.1 基本要求空调系统的概念；系统类型与划分原则；主要设备；47.1 空调风（空气）系统空气系统（风系统）指民用或工业建筑的室内环境控制系统中，用空气为介质来承担室内冷、热、湿负荷并实现正常换气的空调系统。组成：空气处理设备、风道、风机、风口、调控阀件7.1.1 一般原则与方法1）系统类型与划分原则 系统集中程度集中式系统；半集中式系统； 局部式/分散式系统 系统空气来源直流式系统；混合式系统； 封闭式循环系统 系统风量变化定风量系统；变风量系统 系统风机级数单风机系统；双风机系统 系统风道风速低速风系统；高速风

3、系统 。7.1 基本要求空调系统的概念；系统类型与划分原则；主要设备；典型全空气空调系统全空气空调系统柜式吊装空调机组散流器7风机盘管系统挂壁式空调：可装在墙上，不占地面空间，富有装饰性，从前面出风，上部回风。分散式空调系统（分体机）柜式：吊顶式：吊顶式，又称为天花板式空调机，它采用小型部件做成超薄型，不占地面和墙壁的空间。分为：明装（美观、单侧出风）；暗装（单侧出风或接风管）；吸顶式（嵌入式，美观，四面出风、两侧出风）117.1 空调风（空气）系统127.1 空调风（空气）系统137.1 空调风（空气）系统7.1.1 一般原则与方法1）系统类型与划分原则A、房间位置邻近；B、环控参数要求相同

4、或相近；C、负荷特性较为一致；D、使用时间相同或相近；E、便于布置和管理，节省材料；F、系统规模适宜；G、有利于节能。7.1 基本要求空调系统的概念；系统类型与划分原则；主要设备；147.1 空调风（空气）系统7.1.1 一般原则与方法2）空气处理与输配设备末端设备：基本末端设备形式：表冷器 喷水室 空气加热器工程常用末端机组：组合式空调机组 柜式空调机组 吊顶式空调机组 风机盘管机组 恒温恒湿空调机组输配设备： 离心式风机 轴流式风机 贯流式风机：用于风机盘管 风口与风阀7.1 基本要求空调系统的概念；系统类型与划分原则；主要设备；157.1 空调风（空气）系统7.1 基本要求空调系统的概念

5、；系统类型与划分原则；主要设备；薄壁吊挂空调机组 模块组合式空调机组 柜式（立式）空调机组 风机盘管 167.1 空调风（空气）系统7.1 基本要求空调系统的概念；系统类型与划分原则；主要设备；LwLpLHLLxLs7.1.1 一般原则与方法3）系统风量平衡对房间： LLX+Ls对空调处理箱： LLh+Lw对P结点： LP=LXh 对空调系统： LP=LwLs177.1 空调风（空气）系统187.1 空调风（空气）系统7.1.2普通集中式空调系统常用系统特点：单风道全空气系统管内风速较低管道断面尺寸较大 系统形式: 一次回风系统二次回风系统 常用于工厂、公共建筑等大空间场所。7.1 基本要求一

6、、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；197.1 空调风（空气）系统夏季设计工况下的空气处理过程 一次回风系统分析一次回风系统：新风与回风只在空气热湿交换设备前作一次混合的系统。7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；207.1 空调风（空气）系统室外空气状态为W；室内状态为N；室内冷负荷Q，湿负荷为W，则热湿比为QW。送风状态点O：送风温度tO与线的交点。7.1 基本要求送风状态Oto WON to tN =100% 一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏

7、季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；217.1 空调风（空气）系统处理过程混合：WNC 冷却减湿：CL加热：LO1系统温升：O1O7.1 基本要求送风状态OWCON L混合状态C =100% 机器露点状态LO1t 加热状态O1一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；227.1 空调风（空气）系统冷量分析室内冷负荷Q1G(iN-iO)7.1 基本要求WC Lto io iN NO一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；237.1 空调风（空气）系统冷量分析室内冷负

8、荷Q1G(iN-iO)新风冷负荷Q2GW(iW-iN)由混合空气计算有：于是又有：Q2GW(iW-iN)=G(iC-iN)7.1 基本要求WCON Lto io iN iWiC Q2=G( iC-iN )Q2=GW( iW-iN )一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；247.1 空调风（空气）系统冷量分析室内冷负荷Q1G(iN-iO)新风冷负荷Q2GW(iW-iN)由混合空气计算有：于是又有：Q2GW(iW-iN)=G(iC-iN)再热负荷Q3G(iO- iL )制冷设备总冷量Q0Q1Q2Q3G ( iC- iL )7.1 基本要求

9、WCON Lto io iN iWiC iL 一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；25一次回风7.1 空调风（空气）系统2. 二次回风系统分析二次回风系统新风与回风在空气热湿交换设备前后分别进行混合的系统。作用：用回风代替再热器对空气进行再加热，以解决送风温差限制的问题。7.1 基本要求二次回风一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；267.1 空调风（空气）系统送风状态点冷却减湿设备处理后的空气与室内空气的混合点。7.1 基本要求送风状态点一次回风二次回风一、二次回风系统形

10、式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；277.1 空调风（空气）系统机器露点 L过O点的线与9095相对湿度线的交点。7.1 基本要求一次回风二次回风机器露点一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；28一次回风二次回风7.1 空调风（空气）系统风量的确定通过空气处理器的风量为GL 7.1 基本要求处理器处理风量一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；297.1 空调风（空气）系统一次回风量：G1GLGW一次回风混合点由热平衡：G1iNGW

11、iWGLiC 混合点的焓：iC与NW线的交点即为一次回风混合点C 7.1 基本要求一次回风二次回风G1GW一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；307.1 空调风（空气）系统冷量分析 制冷设备总冷量：Q0GL（iCiL）室内冷负荷：Q1G(iNiO)= GL（iNiL）新风冷负荷：Q2GW(iWiN)= GL（iCiN）从而，Q0 Q1 Q2与一次回风系统相比较，制冷量节省：Q0Q0(1)Q0(2)（Q1Q2Q3）1（Q1Q2）2Q3(1)=再热量7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；

12、一、二次回风系统能量分析；317.1 空调风（空气）系统冬季设计工况下的空气处理过程两种方式：全年送风量不变；冬、夏季送风量不同。 冬季送风量差异对送风状态点O的影响分析： 送风量冬夏不同与夏季类似：、t (G)送风状态点OG(t)； 送风量冬夏固定由夏季处理过程确定G ；送风状态焓：iO=iNQG或送风状态含湿量：dO=dNWGiO或dO线与线的交点，即送风状态点O。7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；327.1 空调风（空气）系统1)一次回风系统冬季设计工况处理过程送风状态点O： 确定方法同前。混合点C： 由冬季

13、新风比可得混合点C。7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；337.1 空调风（空气）系统 冬季加湿等焓（绝热）加湿： 混合：W、NC 加湿： CL 加热 ：LO 7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；347.1 空调风（空气）系统等温加湿： 混合：W、NC 加湿： CE 加热 ：EO 7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；357.1 空调风（空气）系统 新风预热目的：希

14、望采用绝热加湿要求：C落在iL等焓线上。现象：当新风比较大或室外参数很低时，C点可能偏下。解决办法：新风预热，从W预热到W17.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；367.1 空调风（空气）系统预热状态的确定： 求iW1由和iC= iL有7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；372)二次回风系统冬季设计工况处理过程一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；7.1 基本要求7.1 空调风（空气

15、）系统3）一、二次回风系统冬季处理耗能分析设备对空气处理过程： （1）等焓加湿过程C-L； （2）干加热过程L-O;设备处理所需加热负荷： Q0G（iLio）结论： 一、二次回风系统冬季处理过程耗能相同。38一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；397.1 空调风（空气）系统4）一、二次回风系统夏冬季工况分析比较能量分析：夏季：（1）相对一次回风系统，二次回风系统可避免过冷（冷却减湿）和再热，从而节省大量的冷量和热量；（2）对于热湿比值较小（余热小、余湿大）的房间，二次回风系统的机器露点较低，制冷设备的效率会下降。冬季：因不需要对空气

16、进行冷却， 无过冷发生，一、二次回风系统加热量相同，能量消耗一样。运行管理：二次回风系统的处理流程复杂，运行管理不便。 7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；407.1 空调风（空气）系统5）二次回风方式的应用适用场所： 对于采用一次回风方式需要再加热量愈大的场合，改用二次回风方式就愈节能。 室内温度场要求均匀，送风温差较小、风量较大，不采用再热器的场所，如：恒温恒湿车间、换气次数高的净化车间。工程实际运行处理：对于有送风温差要求的系统，夏季采用二次回风，可节省能量；冬季可切断二次回风阀门，调整一次回风混合比，按一次回

17、风系统运行，方便管理。 对于有送风温差要求的系统，夏季采用二次回风可节省能量；冬季可切断二次回风阀门，调整一次回风混合比，按一次回风系统运行，方便管理。 7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析；7.1 空调风（空气）系统416）一次回风 “最大温差风”系统特点：送风温差最大；送风状态点O与机器露点L重合。适宜场合：大温差、小风量，温度允许波动范围较大场所。工程应用：舒适性、不具备再热功能的空调系统。427.1 空调风（空气）系统（三）系统划分原则 系统合一的条件室内参数相近、热湿比相近的房间；朝向、层次位置相近；工作班次

18、、运行时间相同；新风比相近；负荷特性一致，管道布置方便。 分设系统的要求洁净度等级或噪声级别不同；产生有害物的房间；大面积房间；避免风量过大，管道难设；大型建筑分内外区，利于节能与经济运行；.7.1 基本要求一、二次回风系统形式；一、二次回风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；一、二次回风系统能量分析。 437.1 空调风（空气）系统三、半集中式风机盘管空调系统风机盘管构造形式和特点卧式： 明装 暗装立式： 明装 暗装7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；风机盘管构造图（立式）风机盘管构造图（卧式）46

19、7.1 空调风（空气）系统优点：布置灵活，节省空间；调节方便，各房间独立调节，使用者可自己控制；节省系统运转费用。缺点：维修量大；噪声大；不能加湿；需要凝结水管；过滤网需要定期清洗；送风余压不大，送风距离不能太远（6米进深内）。7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；477.1 空调风（空气）系统新风供给方式自然渗透，新风不处理负压房间，新风由门窗缝隙进入室内。特点：系统简单，初投资和运行费节省，但室内卫生条件差，温度场不均匀。只适用于要求不高，人数较少的场所。7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风

20、机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；48墙洞引入，新风由盘管处理新风从墙洞引入，与室内回风混合，再进入风机盘管进行处理。特点：风机盘管需承担新风处理冷负荷；由于新风负荷的变化，风机盘管运行不稳定；室外噪声会从新风口直接传入室内；墙上打洞影响建筑立面。这种方式只适用于要求不高的建筑。7.1 空调风（空气）系统7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；497.1 空调风（空气）系统独立新风系统 新风经新风机组集中 处理后由风管送入各 房间。 新风机组既可以只承担新风负

21、荷，也可以承担 一部分房间负荷。 新风机组单独设置，可随室外空气状态参数的 变化进行调节，保证室内空气状态参数的稳定。 房间新风量全年都可保证。 7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；507.1 空调风（空气）系统517.1 空调风（空气）系统过程设计与设备选择 方案类型新风处理至室内空气焓值。直接进入房间；新风处理至室内空气焓值。经风机盘管进入房间；新风承担部分室内负荷，风机盘管干工况运行。新风处理至低于室内空气焓值。公共建筑节能设计标准GB50189-2005推荐采用方案（1）。7.1 基本要求风机盘

22、管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；527.1 空调风（空气）系统 处理过程对方案进行分析：WLK NM新风处理露点L的确定7.1 基本要求 O N机器露点相对湿度可取为95 送入室内新风K点与室内空气焓值相等；风机、管道温升0.51.5；风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；537.1 空调风（空气）系统送风状态点O的确定 舒适性空调，送风温差可按最大值。 过N点的线与90线的交点即为送风 状态点O。7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘

23、管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；90 547.1 空调风（空气）系统风机盘管处理状态点M的确定M点空气与K点空气相混合，达到O点。故有：M点在KO线的延长线上，并满足：由此可确定M点。7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；557.1 空调风（空气）系统3. 机组的选择 (1)新风机组风量GW：各空调房间设计新风量之和；冷量Q0W：Q0W=GW(iW-iL) 式（7.11）(2)风机盘管机组房间总送风量G:风量Gf：Gf=G-GW 风机盘管提供高、中、低三档风速

24、，选择时可按高档或中档风量进行计算。冷量Q0f：Q0f=Gf(iN-iM) 式（7.12）7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；567.1 空调风（空气）系统变工况冷量换算 按厂家提供的设备性能图表计算；按冷量效率方法校核全热冷量焓效率：式中 in，im为风机盘管前后的空气焓值；iw1相应于进水温度的饱和空气焓；W风机盘管的水量，kg/s；Va风机盘管的面风速，m/s；A，x，y为某一型号风机盘管实验数据，由产品制造厂提供。7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加

25、独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；577.1 空调风（空气）系统显热冷量效率：则显热冷量为：式中 tn，tm风机盘管前后空气干球温度； tw1风机盘管的进水温度； C空气的比热；B，g，h为某一风机盘管的实验数据，根据水量、水温和进口湿球温度或风量进行换算式（7.13）和式（7.14）。7.1 基本要求风机盘管的组成及系统的特点；风机盘管系统新风的供给方式；风机盘管加独立新风系统冬、夏季空气处理过程分析及焓湿图；587.1 空调风（空气）系统四、传统集中式系统的演化与发展集中空调系统的分区处理 N相同，不同，tO不同采用相同露点，分室加热。7.1 基本要求几种典型条件下的分区处理方

26、式；597.1 空调风（空气）系统四、传统集中式系统的演化与发展集中空调系统的分区处理 N相同，不同，tO不同双风道系统 采用两个风道，分别同时输送冷、热两种不同状态的空气，通过冷热两种空气的混合，满足各房间的不同要求。 （系统形式及处理过程见图7.17、7.18)缺点：存在混合损失，风管占用空间大，风速高，能耗、噪声大。7.1 基本要求几种典型条件下的分区处理方式；607.1 空调风（空气）系统 tN相同，N允许偏差，不同采用相同的送风温差，相同的机器露点。处理后的房间相对湿度有可能偏离设计值，通过计算使其在允许偏差之内。7.1 基本要求几种典型条件下的分区处理方式；617.1 空调风（空气

27、）系统 N相同， 不同，tO相同集中处理新风、分散回风、分室处理。又称“分区（层）空调方式”。7.1 基本要求几种典型条件下的分区处理方式；627.1 空调风（空气）系统多区单元系统调温原理与双风道同：利用冷、热不同状态空气混合，获取所需要的空气状态。在机房分别处理后，分管送至各区；各空调区域仍为单风道。7.1 基本要求几种典型条件下的分区处理方式；637.1 空调风（空气）系统变风量系统1. 工作原理定风量系统全年送风量固定不变，按房间最大热湿负荷确定送风量的系统。CAV(constant air volume)设定风量不变，夏季通过提高送风温度来适应室内冷负荷Q的减少。变风量系统设计工况下

28、按设计送风量，低负荷时减少送风量来维持室温的系统。VAV（variable air volume）设定送风温度tS为一常数，改变送风量G，来适应室内负荷Q的变化。7.1 基本要求变风量系统形式和特点；常用变风量末端装置的工作原理。 647.1 空调风（空气）系统2. 末端装置 空调系统末端的送风装置。技术要求；能根据室温自动调节风量；防止相邻风口导致的管内静压干扰，从而引起系统风量重新分配；应避免风口节流对室内气流分布产生影响。风量减少时，出风口风速能基本不变；风量减少时，射流长度能基本不变。7.1 基本要求变风量系统形式和特点；常用变风量末端装置的工作原理。 657.1 空调风（空气）系统常用装置：节流型（图5.21文氏管型、图5.22条缝送风型）系统流程：要求风机应能根据风口变化进行风量控制。7.1 基本要求