建筑设备教学课件：空调

第十章空气调节第一节空气调节系统分类一、空调系统空气调节系统：以空气调节为目的而对空气进行处理、输送、分配，并控制其参数的所有设备、管道及附件、仪器仪表的总体。

空气调节是使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数，达到给定要求的技术。

新风系统：为满足卫生要求而向各空气调节房间供应经过集中处理的室外空气的系统。二、空调的分类１、按空调形式分类（1）集中式空气调节系统：集中进行空气处理、输送和分配的空气调节系统

定风量空气调节系统：保持送风量恒定，靠改变送风参数控制室内空气参数的空气调节系统。

变风量空气调节系统：保持送风温度恒定，靠改变送风量控制室内空气参数的空气调节系统。

单风管空气调节系统：由一公用风管将经过集中处理的空气，分送至空气调节房间的空气调节系统。既有对新风的集中处理与输配，又能借设在空调房间的末端装置（如风机盘管）对室内循环空气作局部处理，兼具前两种系统特点的系统称为半集中式系统。风机盘管加新风空调系统是目前应用最广、最具生命力的系统形式。（２）半集中式空气调节系统双风管空气调节系统：将经过集中加热和集中冷却处理的两种状态的空气，分别由两条独立风管,送至各末端装置,经混合后送入空气调节房间的空气调节系统。（３）分散式（局部式）空气调节系统：将空气处理设备、冷热源设备和风机紧凑地组合成为一个整体空调机组，可将它直接装设于空调房间，或者装设于邻室，借较短的风道将它与空调房间联系在一起。这种空调方式称为全分散式或局部式空调方式。例如窗式空调器、分体式空调器。２、按负担室内空调负荷所用的介质分类

（１）全空气空调系统

完全由处理过的空气作为承载空调负荷的介质，由于空气的比热较小，需要用较多的空气才能达到，消除余热、余湿的目的，因此该系统要求风道断面较大，或风速较高，从而占据较多的建筑空间，输送耗能大。

空气调节房间的热湿负荷，全部由集中设备处理过的水负担的空气调节系统。水的比热大，因此管道所占空间小，但这种方式只能解决空气的温度（冷热），无法解决换气，故不能（很少）单独使用。（２）全水空调系系统

空气调节房间的热湿负荷，由处理过的空气和水共同负担的空气调节系统。如新风+风机盘管系统，用水加热或冷却。特点：风管可大大减小，调节温度也较方便。

风机盘管加新风空调系统：以风机盘管机组作为各房间的末端装置，同时用集中处理的新风系统满足各房间新风需要量的空气—水系统。（３）空气—水空调系统：

（４）制冷剂空调系统将制冷系统的蒸发器直接放在室内吸收余热余湿的空调系统，例如单元式空调系统、窗式空调器、分体式空调器。目前小管道内制冷剂的输送距离可达50～100m，再配合良好的新风和排风系统，使得制冷剂系统在小型空调系统和旧房加装的空调系统中广泛地被采用。这种系统的优点在于能量利用率高、占用建筑空间少、布置灵活，可根据不同房间的空调要求自动选择制冷或供热。３、按集中系统处理的空气来源分类（1）封闭式空调系统所处理的空气全部来自空调房间的再循环空气而没有室外空气补充。该系统应用于密闭空间且无法或不需采用室外空气的场合。这种系统消耗冷、热量最省，但卫生条件差，仅应用于战时隔绝通风情况下的地下蔽护所等战备工程及很少有人进出的仓库等。（２）直流式空调系统所处理的空气全部来自室外，送风吸收余热余湿后全部排到室外。与封闭式系统相比具有完全不同的特点。这种系统应用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室及散发大量有害物的车间等。为了回收排出空气的冷量或热量，可以在系统中设置热回收装置。（3）混合式空调系统它所处理的空气部分来自室外，部分来自空调房间。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，是应用最广泛的一种系统。为满足人的舒适性需要而设置的空气调节。４、按系统的用途分类（１）舒适性空调为满足生产工艺过程对空气参数的要求而设置的空气调节。（２）工艺性空调

主要是为满足人们对新鲜空气量、温度、湿度、气流的速度等要求，并将这些参数控制在一定的范围内。又称为一般性空调。一、舒适性空调的四度要求1、新风量

在舒适性空调中，不必要百分之百地送入处理的新风，因为那是不经济的，送风系统的送风量是包括了再循环空气及新鲜空气两部分。考虑到送风管道的断面尺寸不能过大，而送风风速又不能过高，因此既要保证房间有足够的风量，使人无不舒适（发闷）的感觉，又不能风速过大产生噪音。新风量可参照下表第二节空调负荷计算与送风量2、温度、湿度和风速舒适性空调中使人感到舒适的温度、湿度的要求是因人而异，人种、年龄、性别、身体状况的不同均会有不同的反应。3、洁净度要求有一定的空气洁净度二、空调室外空气计算参数三、空调负荷为保持空气调节房间恒定的空气温度应从室内除去的热流量２、房间热负荷３、房间湿负荷１、房间冷负荷同采暖４、空调冷负荷估算建筑物类型冷负荷w/m2

建筑物类型冷负荷w/m2计算机房１９０－３８０商店１０５－１２５办公楼８５-１００数据处理３２０－４００医院８０－９０会堂１８０－２２５旅馆８０－９０影剧院１２０－１６０图书馆３５－４０体育馆１０５－１３５第三节空气处理与除尘设备一、空气处理设备

空气处理设备：在通风与空调系统里，对空气进行热、湿处理和净化的设备。空气的净化、加热、冷却、加湿、除湿设备（一）空气过滤器空气过滤器：借助滤料过滤和净化含尘空气的设备。

按过滤器对0.3μm尘粒过滤的效率分：粗效过滤器（η<20%）、中粗效过滤器（η<20~90%）、亚高效过滤器（η<91~99.9%）、高效过滤器（η>99.91%。高效过滤器外形1—滤纸；2—分隔片；3—密封胶；4—木外框

（二）空气加热、冷却空气加热裸线式电加热器(a)裸线式电加热器；(b)抽屉式电加热器1―钢板；2―隔热层；3―电阻丝；4―瓷绝缘子

管式电加热器1―接线端子；2―绝缘端子；3―紧固装置；4―绝缘材料；5―电阻丝；6―金属套管热水蒸汽加热表面式热交换器处理空气

温度不同的流体在其中进行热量交换的设备，称为热交换器（换热器）。表面式热交换器：被加热的水与热媒不直接接触,而通过金属表面进行热交换的热交换器。如壳管式、套管式、板式和螺旋板式换热器等.也称间接式热交换器。空气冷却1―前挡水板；2―喷嘴与排管；3―后挡水板；4―底池；5―冷水管；6―滤水器；7―循环水管；8―三通混合阀；9―水泵；10―供水管；11―补水管；12―浮球阀；13―溢水器；14―溢水管；15―泄水管；16-防水灯；17―检查门；18―外壳

喷水室（三）空气的加湿和除湿设备二、除尘设备旋风除尘器

:含尘气流沿切线方向进入筒体作螺旋形旋转运动，在离心力作用下将尘粒分离和捕集的除尘器。

袋式除尘器

:用纤维性滤袋捕集粉尘的除尘器，也称布袋过滤器。

电除尘器

:由电晕极和集尘极及其他构件组成，在高压电场作用下，使含尘气流中的粒子荷电并被吸引、抽集到集尘极上的除尘器。

湿式除尘器

:借含尘气体与液滴或液膜的接触、撞击等作用，使尘粒从气流中分离出来的设备。水膜除尘器:含尘气体从筒体下部进风口沿切线方向进入后旋转上升，使尘粒受到离心力作用被抛向筒体内壁，同时被沿筒体内壁向下流动的水膜所粘附捕集，并从下部锥体排出的除尘器。(a)金属网格滤网；(b)过滤器外形；(c)过滤器安装方式高效过滤器高效过滤器可分为亚高效、高效及超高效过滤器。一般滤料为超细玻璃纤维或合成纤维，加工成纸状，称为滤纸。为了降低气溶胶穿过滤纸的速度，采用低滤速（以0.01m/s计），需大大增加滤纸的面积，因而高效过滤器常做成折叠状。第四节空调冷热源一、制冷概念

制冷：用人工方法从一物质或空间移出热量，以便为空气调节、冷藏和科学研究等提供冷源的技术。１、制冷2、制冷量

制冷量：单位时间内，由制冷机蒸发器中的制冷剂所移出的热量。空调工况制冷量：在规定的空气调节工作状况下，制冷机的制冷量。４、制冷剂

又称冷冻剂，它是在制冷设备中，进行制冷循环的一种工作物质，并起到热量传递的作用。常见的制冷剂有氟利昂和氨以及溴化锂等。５、冷媒

在制冷过程中，先接受制冷剂的冷量，然后再去冷却其他物质的介质。

常见的冷媒有空气、水、盐水。6、蒸发、沸腾、凝结、饱和状态、汽化热、凝结热二、压缩式制冷工作原理

低温低压的湿蒸汽进入蒸发器吸热，变成低压蒸汽，而后通过连接管进入压缩机，在压缩机的作用下变成高温高压蒸汽，进入冷凝器放热，变成高压低温液体，经过毛细管节流变成低压低温湿蒸汽，完成一个循环。在这个工作过程中，压缩机耗电，蒸发器吸热，冷凝器放热。三、制冷设备

1、压缩机2、冷凝器3、蒸发器4、节流膨胀阀5、空调机组四、空调系统的热源锅炉溴化锂吸收式冷热水机组五、热泵技术地源、气源、水源热泵。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。热泵技术的先进性节能:热效率460%,运行费用是燃气、燃油锅炉的1/3，是电热水器的1/4，比太阳能低40%。安全:水电分离，无漏电危险适用:-5~50℃环境环保:无废热、废水、废气热泵：

对一台分体式热泵空调来说，夏天制冷时就是以室外机为冷凝器、室内机为蒸发器，运行时就把室内的热量输送到了室外。而冬季则以室内机为冷凝器、室外机为蒸发器，这样就把室外的热量输送到了室内，通常这些是通过四通换向阀来实现的热冷冷热热热冷地源热泵技术示意地源热泵系统

以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。末端设备末端设备蒸发器冷凝器膨胀水箱循环泵制冷剂液体膨胀阀压缩机制冷剂气体地表潜水泵水处理设备t=12℃t=7℃t=10~18℃t=18~34℃水源中央空调主机系统用户（末端）系统水源水系统夏天供冷示意图冷温暖寒冷温暖地源热泵技术示意末端设备末端设备冷凝器蒸发器膨胀水箱循环泵制冷剂液体膨胀阀压缩机制冷剂气体地表潜水泵水处理设备t=45~50℃t=50~55℃t=10~18℃t=6~8℃水源中央空调主机系统用户（末端）系统水源水系统冬季供热示意图第五节空调管道系统一、制冷管道系统的流程图

两管制水系统：仅有一套供水管路和一套回水管路的水系统。

三管制水系统：冷水和热水供水管路分设而回水管路共用的水系统制冷剂循环系统冷冻水循环系统冷却水循环系统风机盘管室内空气循环新风系统供热系统（二）冷冻水循环系统组成1、冷冻水循环水泵2、集水器、分水器3、膨胀水箱4、除污器4、管网1、冷却装置自然通风冷却塔机械通风冷却塔2、冷却水循环水泵3、除污器（三）冷却水循环系统5、补水空气调节系统冷热水参数

1空气调节冷水供水温度：5～9℃，一般为7℃；

2空气调节冷水供回水温差：5～10℃，一般为5℃；

3空气调节热水供水温度：40～65℃，一般为60℃；

4空气调节热水供回水温差：4.2～15℃，一般为10℃。五、空调热力系统

两管制空调水换热器流程图第六节空调房间布置及气流组织一、空调房间的建筑布置和建筑热工要求1、空调房间的布置2、围护结构的设置和建筑热工要求风口：装在通风道侧面或支管末端用于送风、排风和回风的孔口或装置的统称。进风口：采集室外空气的孔口。百叶窗：由倾斜板条组成的窗式风口。（一）室外进风口（二）室外排风口排风口：将排风系统中的空气及其混合物排入室外大气的排放口。二、风口

（三）室内送、回风口1、侧送、回风口双层百叶风口单层百叶风口1―铝框(或其它材料的外框)2―水平百叶片3―百叶片轴4―垂直百叶片百叶风口构造示意图2、散流器

散流器是一种安装在顶棚上的一些固定或可调叶片构成的，能够形成下吹、扩散气流的圆形、方形或矩形风口。其送风气流从风口向四周呈辐射状送出。根据出流方向的不同分为平送散流器和下送散流器。平送散流器送出的气流是贴附着顶棚向四周扩散，适用于房间层高较低、恒温精度较高的场合。下送散流器送出的气流是向下扩散，适用于房间的层高较高、净化要求较高的场合。

3、孔板送风口

送入静压箱的空气通过开有一些圆形小孔的孔板送入室内。孔板送风口的主要特点是送风均匀，气流速度衰减快。适用于要求工作区气流均匀、流速小、区域温差小和洁净度较高的场合，如高精度恒温室和平行流洁净室。4、喷射式送风口地面散点式和隔栅式回风口

(a)散点式回风口；(b)隔栅式回风口

三、风帽

设置在通风的排风口处，可防雨水、风沙倒灌和利用风力造成的抽力来加强排风能力的装置，四、吸、排气罩吸气罩：设在污染源附近，依靠罩口的抽吸作用，在控制点外形成一定的风速，排除有害物质的局部排风罩。密闭罩：将有害物质源全部密闭在罩内的局部排风罩。

伞形罩：装在污染源上面的伞状排风罩。侧吸罩：设置在污染源侧面的排风罩五、阀门（一）插板阀

插板阀：阀板垂直于风管轴线并能在两个滑轨之间滑动的阀门。作为开关用。（二）蝶阀风管内绕轴线转动的单板式风量调节阀。调节风量。（三）止回阀〔通风〕止回阀：特指气流只能按一个方向流动的阀门。

（四）防火阀

用于自动阻断来自火灾区的热气流、火焰通过的阀门。六、气流组织

对室内空气的流动形态和分布进行合理组织，以满足通风、空气调节房间对空气温度、湿度、流速、洁净度以及舒适感等方面的要求。1、上送下回

侧送侧回散流器送风孔板送风单侧上送上回异侧上送上回送吸式散流器

2、上送上回方式3、中送风方式4、下送风方式地面下送风置换式送风风机盘管下送风

七、风道布置1、应使风道少占建筑空间并不得妨碍生产操作；2、应尽量缩短管线、减少分支、避免复杂的局部管件；3、便于安装、调节和维修；4、风道之间或风道与其它设备、构件之间合理连接以减少阻力和噪声；5、风道布置应尽量避免穿越沉降缝、伸缩缝和防火墙等；6、对于埋地风道应避免与建筑物基础或生产设备底座交叉，并应与其它管线综合考虑；7、风道在穿越火灾危险性较大房间的隔墙、楼板处、以及垂直和水平风道的交接处，均应符合防火设计其他的规定。8、风管、水管在穿墙和穿楼板处要预留洞，具体尺寸根据穿越的管道的管径查施工手册。不保温风管和保温水管的预留洞尺寸要比水管管径大两号，保温水管的预留洞尺寸取水管管径加150mm。管道井空调系统中竖向布置的风管、水管等管道通常设置在管道井里。管道井宜设置在建筑物每个防火分区的中心部位，且在靠近空调机房的地方。管道井应上下直通，中途不能拐弯，由于空调系统各层的风管、水管在进出管道井时要在管道井的墙上开孔洞，因此，应当注意把管道井设置在墙上开洞不会破坏建筑结构刚度的地方。确定管道井的尺寸时，应当考虑安装维修的可能，最小应留有500一600mm的维修空间。管道井的尺寸应不小于风管断面的2倍。风管距离墙壁应当留有150一300mm的施工操作空间。冷、热水管道的外壁(或保温层的外表面)离墙面的距离不应小于150mm，各管道外壁(或保温层的外表面)之间的距离不应小于100一150mm。５、喷射式送风口

喷射式送风口是一个渐缩的圆锥台形短管，其特点是风口的渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声小、紊流系数小、射程长，适用于大空间公共建筑的送风。如体育馆、影剧院等场合。为了提高送风口的灵活性，可作成既能调节风量，又能调节出风方向的球形转动风口。这种风口主要用于飞机、汽车等场合。

６、回风口

回风口由于汇流速度衰减很快、作用范围小，回风口吸风速度的大小对室内气流组织的影响很小，因此，回风口的类型较少。常用的有格栅、单层百叶、金属网格等形式，但要求能调节风量和定型生产。

地面散点式和隔栅式回风口

(a)散点式回风口；(b)隔栅式回风口

第七节常见的空调系统一、集中空调系统集中进行空气处理、输送和分配的空气调节系统

集中式空调系统柜式吊装空调机组散流器二、半集中式空调系统

既有对新风的集中处理与输配，又能借设在空调房间的末端装置（如风机盘管）对室内循环空气作局部处理，兼具前两种系统特点的系统称为半集中式系统。

该系统有诱导式空调系统和风机盘管式空调系统。1、诱导式空调系统诱导器：依靠经过处理的空气（一次风）形成的射流，诱导室内空气（二次风）通过换热器的房间空气调节装置。以诱导器作为末端装置的空气调节系统称为诱导式空调系统。

系统由集中空气处理室、送风机、和风道组成。

由于集中处理和高速诱导，送风量比一般空调系统少，节省建筑面积和空间。

将通风机、换热器及过滤器等组装成一体的空气调节设备称为风机盘管