空气调节系统

上节重点1.与空气进行热湿交换的介质:水、水蒸气、制冷剂

2.两类热湿交换设备：直接接触、间接接触

3.温差是热交换的推动力，而水蒸汽分压力差则是湿(质)交换的推动力。

4.喷水室

5.表面式换热器

6.常见的几种加湿器

7.电加热器习题表冷器可以实现()三种空气处理过程。

空气与水进行湿交换的条件是空气与水表面饱和空气薄层间必须存在()差。单元4空气调节系统

【知识点】空调系统分类、特点和适用范围;空调送风状态及送风量的确定方法；常用集中式空气调节过程中直流式、一次回风式、二次回风式空调系统的空气调节过程；部分回风式空调系统新风量的确定方法；分散式空调系统的空气处理过程和特点；户式空调系统的原理及组成。【学习目标】掌握空调系统分类、特点和适用范围;掌握空调送风状态及送风量的确定方法；掌握常用集中式空气调节过程中直流式、一次回风式、二次回风式空调系统的空气调节过程；掌握部分回风式空调系统新风量的确定方法；掌握分散式空调系统的空气处理过程和特点；了解户式空调系统的原理及组成。目录4.14.24.34.44.5户式中央空调系统分散式空气调节系统

半集中式空气调节系统

集中式空气调节系统

空调系统的分类4.1空调系统的分类

空气调节是指为了满足人们的生活或生产的需要，采用人工方法控制室内环境的温度、相对湿度、洁净度和气流速度等参数的技术。为了使空气的温度、相对湿度、洁净度和气流速度等参数达到一定的要求，所使用的一系列的设备和控制装置的总体组成了空调系统。它主要包括：空气处理设备、处理空气所需要的冷热源、冷热源输送设备、空气的输送和分配设备及自动控制装置等。4.1空调系统的分类4.1.1按照空气处理设备布置情况分类1.集中式空调系统

所有空气处理设备包括：风机、加热、冷却设备、加湿、减湿设备、过滤器等都集中设置在一个空调机房内，称为集中式空调系统。空气经过集中处理后，再送往各个空调房间内，集中式空调系统的优点是：服务面积大，处理空气多，便于集中管理，它的主要缺点是：只能送出同一参数的空气，难以满足不同的要求，另外，由于冷源采用集中式供应，处理空气量大，机房占地面积较大，只适用于满负荷运行的大型场所。4.1空调系统的分类2.半集中式空调系统这种系统的特点是除了设有集中的空调机房外，还设有分散在各个房间的二次处理设备（又称为末端装置）来承担一部分冷热负荷。如一些宾馆中采用的风机盘管系统就是半集中式空调系统，它是把经过空调机组集中处理好的新风送入房间，新风再与经过风机盘管处理的室内空气一起来承担空调房间的热湿负荷。在半集中式系统中，空气处理所需的冷、热源也是由集中设置的冷冻站、交换站供给。因此，集中式和半集中式空调系统又统称为中央空调系统。3．分散式空调系统分散式空调系统又称为局部空调系统。它是把空气处理所需的冷热源、空气处理和输送设备、控制设备等集中设置在一个箱体内，组成一个紧凑的空调机组。可按照需要，灵活、方便地设置在需要空调的地方。全分散空调系统不需要集中的空气处理机房。常用的有单元式空调器系统,窗式空调器系统和分体式空调器系统。中央空调系统简介

中央空调系统是一种几种处理和分配冷量的空调系统，通常有三种方式对室内空气进行降温和升温处理：1.

水管路送至各个房间的末端（风机盘管）2.

风管道送至各个房间的风口3.

制冷剂直接进入每个房间的末端水管路送至各个房间的末端（风机盘管）半集中式系统风管道送至各个房间的风口户式中央空调大楼中央空调制冷剂直接进入每个房间的末端户式中央空调或商用空调大楼中央空调常见形式其中室内回风和室外新风混合后经过处理再通过送风管道送到每个空调房间是一种常见的方式。回风和新风再送入每个房间之前必须通过集中的空气处理装置（组合式空调箱）进行降温/升温、加湿/去湿处理，再通过主风道和各个支管风道送入每个空调房间，以保证房间所要求的温度和湿度要求

空调箱回风管新风管送风管4.1空调系统的分类4.1.2按负担室内负荷介质分类

按负担室内负荷所用的介质种类分类可分为如下四种系统：1.全空气系统

全空气空调系统是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空气调节系统。见图4.1（a）所示，在室内热湿负荷为正值的场合，用低于室内空气焓值的空气送入房间，吸收余热余湿后排出房间。由于空气的比热小，用于吸收室内余热的空气量很大，因而这种系统的风管截面大，输送耗能大，占用建筑空间较多。图4.1按负担室内负荷所用介质的种类对空调系统分类示意图（a）全空气系统4.1空调系统的分类2.全水系统在这种系统中，空调房间的热湿负荷全部由一定温度的水来负担，见图4.1（b）。由于水的比热比空气大的多，在相同的负荷情况下只需要较少的水量，因而输送管道占用的空间较少。但是，由于这种系统是靠水来消除空调房间的余热、余湿，无通风换气的作用，因而室内空气品质较差，用的较少。图4.1按负担室内负荷所用介质的种类对空调系统分类示意图（b）全水系统3.空气－水系统由空气和水(作为冷热介质)来共同承担空调房间的热湿负荷，见图4.1（c）。这种系统有效地解决了全空气空调系统占用建筑空间多和全水空调系统中空调房间通风换气的问题。在对空调精度要求不高和舒适性空调的场合广泛地使用该系统。诱导空调系统和带新风的风机盘管系统即属这种形式。它的优点是既可以减小全空气系统的风道断面积，又可以向空调房间提供一定的新风换气，能够改善房间的温度和空气品质。图4.1按负担室内负荷所用介质的种类对空调系统分类示意图（c）空气－水系统4.1空调系统的分类4.冷剂系统将制冷系统的蒸发器直接置于空调房间内来吸收余热和余湿的空调系统称为冷剂系统，见图4.1（d）。这种系统的优点在于冷热源利用率高，占用建筑空间少，布置灵活，可根据不同的空调要求自由选择制冷和供热。通常用于分散安装的局部空调机组。图4.1按负担室内负荷所用介质的种类对空调系统分类示意图（d）冷剂系统4.1空调系统的分类4.1.3按集中式空气调节系统处理的空气来源分类1.封闭式系统经过处理的空气全部来自空调房间，没有室外空气补充，因此，空调室和空调机之间形成了一个全封闭式环路。这种系统冷热消耗量最节省，但卫生条件差，工作人员不宜于长时间在这种环境中工作，此系统适用于战争状态下的隐蔽部位及防空战备工程或很少有人进入的仓库工程等，见图4.2（a）。图4.2集中式全空气系统的分类（a）封闭式4.1空调系统的分类2.直流式空调系统经过处理的空气全部来自室外，与封闭式系统比较，其特点完全相反，见图4.2（b）。室外空气经处理后送入室内，消除室内的余热、余湿后全部排至室外。这种系统适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室、核工厂和散发大量有害物的车间等。为了回收排出空气的热量和冷量来预处理室外新风，可在系统中设置热回收装置。图4.2集中式全空气系统的分类（b）直流式3.混合式系统从上述两种系统可见，封闭式系统不能满足卫生要求，直流式系统在经济上不合理，所以两者只能在特殊条件下使用。对于大多数场合，往往需要综合这两者的利弊，经过处理的空气由室内空气和室外空气两部分组成，即室外新风和室内部分回风混合。该系统即可满足卫生要求，又经济合理，是应用最多的一种形式，见图4.2（c）。图4.2集中式全空气系统的分类（c）混合式

4.1空调系统的分类4.1.4按照空气流速分类1．高速空调系统高速空调系统主风道中的流速可达20-30m/s，由于风速大，风道断面可以减少许多，故可用于层高受限，布置风道困难的建筑物中。2．低速空调系统低速空调系统风道中的流速一般不超过8-12m／s，风道断面较大，需要占较大的建筑空间。4.2新风量的确定和空气平衡

既然在处理空气时，大多数场合要利用相当一部分回风，所以、在夏、冬季节混入的回风量愈多，使用的新风量愈少，就愈显得经济。但实际上，不能无限制地减少新风量，一般规定，空调系统中的新风占送风量的百分数不应低于10％。确定新风量的依据有下列三个因素：至少要满足以下三点要求：（1）满足室内卫生的要求新风量的多少一般是以稀释室内产生的CO2为标准的,使室CO2内浓度不超过1000ppm(1L/m3)为基础，在实际工程中，空调系统的新风量可按规范规定查取，民用建筑最小新风量按表4.2确定。工业建筑应保证每人不小于30m3／h的新风量。4.2新风量的确定和空气平衡空调类型不吸烟少量吸烟大量吸烟每人最小新风量体育馆一般病房影剧院商店办公室餐厅高级客房会议室8.0178.52520.030.050.0

民用舒适性空调最小新风量（m3／h)表4.2风量公式：稳定状态下：考虑到室内有害物分布及通风气流的不均匀性，增大安全系数K=3－10，则ys——有害物安全浓度值（2）补充局部排风量空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使车间和房间产生负压，在系统中必须要有相应的新风量来补充排风量。至少应补充与局部排风相等的室外新风。

Lw=Lp4.2新风量的确定和空气平衡（3）保证空调房间的正压要求为了防止外界环境空气(室外或相邻的空调要求较低的房间)渗入空调房间，干扰空调房间温湿度均匀性或破坏室内洁净度，需要在空调系统中用—定量的新风来保持房间的正压(即室内空气压力大于室外环境压力)。一般情况下，普通空调室内正压值达5~10Pa即可满足要求，过大的正压不但没有必要．而且还降低了系统运行的经济性。规范中规定：空气调节系统的新风量，应不小于人员所需新风量，以及补偿排风和保持室内正压所需风量两项中的较大值。在大多数实际工程中，按照上述方法计算出的新风量过小，不足总风量的10％时，为了确保室内空气的卫生和安全，也应按照总送风量的10％的最小新风量计算。-房间正压；在不知总风量，而知道送风温差，房间体积和冷负荷的情况下，如何求总风量。1、空调系统的新风量下列哪一项不符合规范规定？（A）新风量占送风量的百分数不应低于10%（B）能补偿排风量（C）应不小于人员所需新风量（D）能保持室内正压所需风量1、空调室内有工作人员18名（新风量为16m3/h.人），室内体积250m3，室内有局部排风为300m3/h，维持室内正压需要换气次数为1.2次／h，空调冷负荷为3600W，送风温差为8℃，求该空调房间的最小新风量解：人员需新风量为：18×16＝288m3/h维持正压所需新风量为：1.2×250＝300m3/h加上局部排风量为：300＋300＝600m3/h空调总送风量的10％为：3600÷8÷1.2÷1.01÷1000×3600×10％＝122.7m3/h取三者最大值600m3/h为最小新风量4.2新风量的确定和空气平衡必须指出，上述新风量的计算是在冬夏室外设计计算参数下规定的最小新风量百分数，是出于经济和节能方面考虑的最小新风量。多数情况下，在春、秋过渡季节中，可以提高新风比例，从而利用新风所具有的冷量或热量以节约系统的运行费用。为了保持室内恒定的压力和调节新风量，必须进一步讨论空调系统中的空气平衡问题。室内空气的平衡

图4.11表示空调系统的风量平衡关系，当把系统中的送回风口调节阀调节到使送风量L大于从房间的回风量(0.9L)时，房间即呈正压状态，而送、回风量差(通过门窗的不严密处或从排风孔渗出)，则：对空调房间：对整个系统:4.2新风量的确定和空气平衡图4.11空调系统空气平衡的关系图4.2新风量的确定和空气平衡

对于全年新风量可变的系统，在室内要求正压并借助于门窗缝隙渗透排风的情况下，空气平衡关系如图4.11所示，设房间总风量为L，门窗的渗透风量为,进空调箱的回风量为，新风量为，排风量为,则：对房间来说，总风量L=对空调箱来说，总送风量L=当过渡季节采用较额定新风比较大的新风道，而要求室内恒定正压时，则在上两式中必然要求Lx＞Lh及Lw＞Ls,而Lx—Lh＝Lp,即系统要求的机械徘风量。通常在回风管路—段装回风机和排风管进行排风，根据新风量的多少来调节排风量，这就可能保持室内恒定的正压，这种系统称为双风机系统。

4.2新风量的确定和空气平衡4.3集中式空气调节系统普通集中式空调系统就是低速、单风道集中式空调系统，它是最典型、出现最早、但又是目前使用最广泛的空调系统。根据前面介绍的空调系统的分类，普通集中式空调系统可以分为直流式、封闭式系统和一次回风系统、二次回风系统。由于封闭式系统比较简单，下面分别介绍直流式和一次回风、二次回风系统的空气调节全过程分析及系统设计、计算方法。一、直流式系统直流式系统是l00％地使用新风的系统。下面分夏季和冬季设计工况进行介绍，(一)夏季根据第二章送风状态及送风量确定一节介绍的方法，在I—d图上先确定当内空气状态点N、角系数、送风温差及送风状态点O(图3—3(a))。然后可以根据式计算送风量G。考虑空气处理空的冷却减湿设备(喷水室或表面式空气冷却器)可将空气处理到甲＝95％左右，因此在图3—3(a)中过O点作等d线与甲＝95％的相对湿度线相交，便得到了习惯上称为机器露点的L点。4.3集中式空气调节系统一次回风

回风与室外新风在喷水室(或表面式空气冷却器，简称表冷器)前混合。4.3集中式空气调节系统4.3.1一次回风系统

直流式空调卫生条件好，但是冷、热量消耗大，封闭式空调系统最经济，可是空气品质较差，因而只能在特殊场合采用。在实际工程中，应用最多的是混合式系统，即利用一部分回风与室外新风混合后再经过表冷器处理送入室内的空调系统（称为一次回风系统）。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，是普通集中式空调系统应用最多的一种形式。1.夏季工况根据前面所介绍的送风状态和送风量的确定方法，可在图上标出室内状态点N，过N点作室内热湿比线。根据选定的送风温差，画出线，该线与线的交点O即为送风状态点。为了获得O点状态的空气，常将室内外空气的混合点C状态的空气经表面式冷却器冷却减湿到L点一次回风装置图式和夏季过程在i-d图上的确定

CNOLWWNNOLC混合冷却减湿加热WNoNLCO4.3集中式空气调节系统按图上空气混合的比例关系：，而即为新风百分比m,从而确定了状态点的C位置。C点也可以通过数学方法计算确定：同理可求的：一次回风系统夏季设计工况所需的冷量

室内冷负荷

新风冷负荷

再热量

系统所需要的冷量

4.3集中式空气调节系统(2)新风冷负荷：新风进入系统时焓值为iW，排出时为iN，这部分冷量称为新风冷负荷，其值为：KW(3)除上述二者外，为了减少“送风温差”，有时需要把已在喷水室中处理过的空气再一次加热，这部分热量称为“再热量”，其值为：KW抵消这部分热量也是由冷源负担的，故Q3称为“再热负荷”。上述三部分冷量之和就是系统所需要的冷量，即:因此这一关系也可写成：KW(4.8)一次回风系统的冬季处理过程

WNNL绝热加湿加热再热器冷却器NNi`c=iLO`C`LEW`NiNd0dN夏、冬季室内参数不同的一次回风式系统W`Ct1N2L2N1CL1W1、按空气设备的设置情况分类（1）集中式系统（2）半集中式系统（3）分散式系统（1）和（2）均为中央空调系统2、按负担室内热湿负荷所用的介质种类分类（1）全空气系统（2）全水系统（3）空气—水系统3.按照空气流速分类（1）高速空调系统（2）低速空调系统4、根据集中式空调系统处理的空气来源分类（1）封闭式系统（2）直流式系统（3）混合式系统上节主要内容新风量应满足以下要求：卫生要求（人员所需新风量）Gw1

补偿局部排风所需新风量Gw2

保持室内正压所需新风量新风量占总风量的10%Gw3则最小新风量:Gw=Max(Gw1、Gw2、Gw3)即，取三者中的最大值一、集中式一次回风空调系统1.概念什么是集中式一次回风空调系统？特征：集中式、一次回风典型的集中式一次回风空调系统：它是指全空气、定风量、低风速、单风道的集中式一次回风空调系统。一、集中式一次回风空调系统2.系统组成主要由四大部分组成：(1)空调房间(2)空气处理设备(3)送/回风管道(4)冷热源一、集中式一次回风空调系统3.典型系统图示

ONNWCLO喷淋室/表冷器再热器空调房间空气处理设备送/回风管道冷/热媒一、集中式一次回风空调系统4.空气处理过程中在i-d图（焓湿图）上描述

空气处理过程？空气与冷热介质的热质交换过程典型工况？夏季工况；冬季工况一、集中式一次回风空调系统夏季工况:空气处理过程CWNL⊿t0εφ=100％OONNWCLO喷淋室/表冷器再热器各状态点的确定与空气处理流程一、集中式一次回风空调系统4.空气处理过程中在i-d图(焓湿图)上描述夏季工况：(1)为什么要进行一次回风？(2)一次回风主要缺点是什么？(3)设备承担负荷构成分析方法？一、集中式一次回风空调系统(1)为什么要进行一次回风？

CWNL⊿t0εφ=100％O⊿iNL⊿iCN⊿iWC⊿iCL⊿iWL节能性分析空气品质分析一、集中式一次回风空调系统

(2)一次回风主要缺点是什么？CWNL⊿t0εφ=100％O⊿iOL⊿iCL问题：冷热抵消解决办法：机器露点送风采用二次回风L’⊿t0’一、集中式一次回风空调系统

(3)设备承担负荷构成分析方法？方法一：i-d图分析法CWNL⊿t0εφ=100％O⊿iOL⊿iNO⊿iWN⊿iCL结论：Q0=Q1+Q2+Q3关键：新风负荷Q3确定一、集中式一次回风空调系统

(3)设备承担负荷构成分析方法？方法二：系统热平衡法Gp=Gw(kg/s)NN冷却器再热器N(iN)G(kg/s)∑Q∑WG(kg/s)C’W(iW)Q2Q0

进入系统热量‖离开系统热量结论：Q0=Q1+Q2+Q3Q1Gw(kg/s)总冷量的确定的计算公式：(1)风量为G，参数为O的空气被送入室内后，吸收室内的余热余湿，变化到状态点N，该部分热量即为室内冷负荷，其数值为：(2)新风冷负荷：新风进入系统时焓值为iW，排出时为iN，这部分冷量称为新风冷负荷，其值为：

(3)除上述二者外，为了减少“送风温差”，有时需要把已在喷水室中处理过的空气再一次加热，这部分热量称为“再热量”，其值为：

一、集中式一次回风空调系统冬季工况:空气处理过程φ=100％⊿d0dNd0ic’=iLε'W’C’O’LEN空气处理流程

加湿方法（1）绝热加湿（2）等温加湿一、集中式一次回风空调系统4.空气处理过程中在i-d图(焓湿图)上描述冬季工况：(1)冬夏设计工况，送风的含湿量是否相等？(2)冬季的加湿采用的方法，是绝热加湿还是等温加湿？一、集中式一次回风空调系统(1)冬夏设计工况，送风的含湿量是否相等？

前提条件:（1）冬夏余湿量不变（2）送风量不变（3）室内状态点不变

d0=dn-W/G=Constantφ=100％⊿d0dNd0iC’=iLε'W’C’O’LN一、集中式一次回风空调系统(2)冬季的加湿采用的方法，是绝热加湿还是等温加湿？

冬季加湿:（1）喷淋室绝热加湿（2）喷干蒸汽等温加湿φ=100％⊿d0dNd0iC’=iLε'W’C’O’LEN4.3集中式空气调节系统【例4.3】已知某地大气压力B=101325Pa,室外设计计算参数：=35℃，iW=85.1，假定某车间拟装带水冷式表冷器的一次回风空调系统,新风百分比为15,室内冷负荷=11.3KW湿负荷W=0.0011kg/s,工艺要求的室内空气参数：=23±1℃，N=55，试确定该空调系统夏季空气处理过程与设计工况下所需冷量。解(1)计算室内热湿比(2)确定送风状态点：根据室内温度允许波动范围，确定送风温差=6℃，得送风温度=23-6=17℃。在大气压力B=101325Pa的图上，通过N点作=10300的直线与t=17℃的等温线相交，其交点即送风状态O(图4.13)：=39.8KJ/Kg，=8.9g/kg。4.3集中式空气调节系统图4.134.3集中式空气调节系统(4)确定混合状态点：由新回风混合过程15,可得=0.15,从而在图上运用作图法，由确定的线段即可方便地确定出混合点C的位置：=53.2KJ/Kg，=11g/kg。(5)确定空气处理过程：当W、N、O、L、C诸点位置在图上一一确定之后，依次连接各状态点所得到的空气状态变化过程，即该一次回风空调系统夏季设计工况下的空气处理过程（图4.13）(6)计算系统送风量：按下式计算出夏季送风量为==1.45kg/s(7)计算系统所需冷量：按下式计算可得：4.3集中式空气调节系统

=1.45×(53.2-37)=1.45×16.2=23.5KW(8)计算系统所需再热量：按下式计算可得

=14.5×（39.8-37）=14.5×2.8=4.06KW(9)冷量分析KW=1.45×0.15(85.1-47.6)=8.16KWKWKW4.3集中式空气调节系统4.3.3二次回风系统

1.夏季处理方案典型的二次回风系统的夏季过程如图4.15所示。空气处理过程见图4.15（图中画出了在相同新风比时与一次回风系统处理过程的区别），其处理过程为：二次回风

回风与新风在喷水室（或表冷器）前混合并经热湿处理后，再次与回风混合

。4.3集中式空气调节系统4.3集中式空气调节系统

由图4.15可以看出，O点是由N与L状态的空气混合而得到的，故这三点必在一条直线上，因此，第二次混合的风量比例很容易确定，然而第一次混合点C必须先确定表冷器处理风量后才能确定：

则一次回风量，这样C点的位置可由混合空气焓与NW线的交点所确定：KJ/Kg(4.11)kg/s(4.10)4.3集中式空气调节系统

从C点到L点的连线便是空气经过表冷器的冷却减湿过程，它所消耗的冷量为：

优点：系统的冷量，可以证明它同样是由室内冷负荷和新风冷负荷构成的，在相同的条件下，二次回风式系统比一次回风式系统节省了“再热负荷

缺点：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，一些天然冷源的他用可能会受到限制；此外，按夏季没计工况，角系数延长线与95％曲线有时不能相交，或交点(机器露点）温度太低，也元法实现二次回风方案。2.冬季处理方案假定室内参数和风量及余湿量与夏季相同，第二次回风比的混合比冬、夏季也相同，机器露点的位置也与夏季相同。由以上假定可知，冬季送风状态点与夏季送风状态点的含湿量相同，即冬、夏季送风状态点O点变为O'，而O点就是夏季的二次混合点。为了将空气处理到L点，仍然采用预热、混合、绝热加湿等方法（见图4.16）。4.3集中式空气调节系统要判断室外新风是否需要预热，可以根据一次混合点焓值是否低于来确定外，也可象一次回风系统那样推定出一个满足要求的室外空气焓值，然后与实际的冬季室外设计焓值相比较后确定。从图上的一次混合过程看：设所求的值能满足最小新风比而混合点C正好在线上时，(其中)(4.13)又从第二次混合的过程可知：=(4.14)将式(4.14)代入式(4.13)得：

4.3集中式空气调节系统KJ/Kg（4.15）若<，则需要预热，预热量为：KW(4.16)(2)蒸汽加湿的处理过程如果仅将绝热加湿改为喷蒸汽加湿，而其它过程不变时，其处理过程如图4.17所示，即：4.3集中式空气调节系统二、集中式二次回风空调系统1.概念什么是集中式二次回风空调系统？特征：集中式、二次回风典型的集中式二次回风空调系统：它是指全空气、定风量、低风速、单风道的集中式二次回风空调系统。二、集中式二次回风空调系统2.系统组成主要由四大部分组成：(1)空调房间(2)空气处理设备(3)送/回风管道(4)冷热源二、集中式二次回风空调系统3.典型系统图示

(G2)ONNWCLNN(G1)ε(GW)Gp=GwGL=G1+GWG=GL+G2二、集中式二次回风空调系统4.空气处理过程中在i-d图（焓湿图）上描述夏季工况(1)二次回风主要解决什么问题？它的优点是什么?(2)二次回风主要缺点是什么？局限性？

二、集中式二次回风空调系统

(1)二次回风主要解决什么问题？它的优点是什么?

CWNL⊿t0εφ=100％OC’L’解决问题：冷热抵消问题优点：节省了再热量二、集中式二次回风空调系统

(2)二次回风主要缺点是什么？局限性？

CWNL⊿t0εφ=100％OC’L’局限性：适用于送风温差较小，送风量较大的场合。主要缺点：(1)系统较复杂(2)机器露点较低二、集中式二次回风空调系统

(1)冬夏设计工况，机器露点位置是否变化？

结论机器露点位置不变前提条件（1）室内状态点不变（2）冬夏余湿量不变（3）送风量不变（4）二次回风比不变φ=100％⊿d0=⊿d0’dNd0(d0’)ε'W’COLNεW1⊿t0⊿t0’4.3集中式空气调节系统以上对一次回风系统和二次回风系统的冬夏季设计工况进行了分析，可以看出：前者处理流程简单，操作管理方便，故对可以直接用机器露点送风的场合均可采用。当送风温差有限制时，为了夏季节省再热量可采用二次回风系统。但因二次回风系统的处理流程复杂，给运行管理带来了不便。【例4.4】某地一生产车间需要设空调装置，已知：(1)室外计算条件为:夏季，t＝35℃，＝26.9℃，＝54％，＝84.8KJ/Kg，冬季：t＝-12℃，ts＝-13.5℃，＝49％，＝-10.5KJ/Kg。大气压力为101325Pa(760mm汞柱)；(2)室内空气参数由工艺确定为，＝22±1℃，＝60％(KJ/Kg，＝9.8g/kg)；(3)按建筑、人、工艺设备及照明等资料已算得夏季、冬季的室内热湿负荷为：夏季：=4.63KW(KJ/s)，W=0.00139kg/s(5kg/h)4.3集中式空气调节系统冬季：=-2.326KW，W=0.00139kg/s；(4)车间内有局部排风设备，排风量为0.278m3/s（1000m3/h）。要求采用二次回风系统，试确定空调方案并计算设备容量。解1.夏季处理方案：由热湿负荷算出热湿比值和定出送风状态：

在相应大气压力的图（图4.17）上，过N点作线，与=95％线的交点得：＝4.5℃，=31.8KJ/Kg。考虑工艺要求取℃，可得送风点O，=15℃（=36.8KJ/Kg，=8.55g/kg）；4.3集中式空气调节系统(2)计算送风量：按室内余热量计算：=kg/s(4026kg/h)(3)通过喷水室的风量：

(4)二次回风量:kg/s(1307kg/h)(5)确定新风量：由于室内有局部排风，补充排风所需的新风量所占风量的百分数为：（上式中1.146为空气35℃时之密度）所算得的百分数己满足一般卫生要求。同时应注意：当新风量根据局部排风量确定时，车间内并未考虑保持正压。kg/s(2720kg/h)=4.3集中式空气调节系统(6)一次回风量：kg/s=1570kg/h(7)确定一次回风混合点C：

与线的交点C就是一次回风混合点。(8)计算冷量：从图上看，空气冷却减湿过程的冷量为：KW(20310kcal/h)这个冷量包括了以下两部分，即：室内冷负荷——已知为4.63KW；新风冷负荷KW4.63+4.99=23.62KWKJ/Kg4.3集中式空气调节系统2.冬季处理方案(1)冬季室内热湿比和送风点O‘的确定：当冬、夏季采用相同风量和室内散湿量相同时，冬、夏季的送风焓湿量应相同，即：则送风点为=8.55线与=线的交点，可得KJ/Kg，℃。(2)由于N、O、L等参数与夏季相同，即二次混合过程与夏季相同。因此可按夏季相同的一次回风混合比求出冬季一次回风混合点位置。g/kg4.3集中式空气调节系统按混合焓计算：

由于KJ/Kg<=31.8KJ/Kg，所以应设置预热器。(3)过点作等线与线得交点M，则可确定冬季处理的全过程为：(4)加热量：KW如先把新风预热后混合(图中虚线所示)，所耗热量是相同的。二次混合后的再加热量：KWKJ/Kg4.3集中式空气调节系统如果将本例改为一次回风系统(除室内外参数等相同外，包括也相等)，则可算得夏季它所增加冷量正好相当于一次回风系统需补充的再热器热量，而冬季则两种系统的加热量是相等的。四、普通集中式空调系统设计中几个问题

(一)空调系统的划分与分区处理前面介绍的都是一个空调系统为一个空调房间服务，或一个系统为几个条件完全相同的房间服务的情况。然而在实际工程中，常常是需要空调的房间很多，每个房间室内设计要求、余热余湿量等不可能完全一样，为每个房间设计一个空调系统又不经济，这时就出现了合理划分空调系统的问题。划分空调系统的一般原则可纳为以下几点：(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。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。此外，当按上述原则划分出来的系统特别大时，为了减少与建筑配合的矛盾，并与现有的空调设备规格协调一致也应划分为多个小的空调系统。2.空调系统的分区处理空调系统划分过多，会带来经济上的不利，所以对于一些室内参数或热湿比不完全相同的情况，也可以考虑用分区处理的办法仍将它们划分为一个系统。这里区分几种情况：(1)各房间室内设计参数相同，但热湿比不同，送风温差不同，采用同一露点而分室加热。(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，需采用相同的送风温差和相同的露点L，即不用分室加热。(3)各房间室内参数要求相同，热湿比不同，但又要求送风温差相同第四节变风量系统

一．概述普通集中式空调系统是定风量系统，而且送风量是按空调房间负荷最大时设计的。实际上房间负荷不可能总是最大值。因此，当负荷减少时就要靠提高送风温度的方法，其结果是既浪费了热量也浪费了冷量。二、变风量空调装置的型式和原理(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称为节流型，由它构成的变风量系统称为节流型变风量系统。节流型变风量末端装置应该满足三点要求：(1)能根据室温变化自动调节送风量；(2)当多个风口相邻时，应防止调节其中一个风口而导致的管道内静压变化引起风量的重新分配；(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。(二)旁通型．当房间负荷减少时，只将一部分风量迭往室内，其余部分旁通回去的变风量未端装置属于旁通型。比较节流型与旁通型变风量系统，可知它们各有自己的特点。节流型变风量系统不但能节省再热量，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，装置节流厉害的将产生噪声；旁通型变风量系统只能节省再热量，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，所以更适合用于小型的及使用直接蒸发式表冷器的空调系统，因为后者不象节流型变风量系统那样，会因为风量减少而引起表冷器表面结霜。4.5半集中式空气调节系统

既有集中处理，又有局部处理的空调系统称为半集中式空调系统。一般的半集中式空调系统是首先对空气进行集中处理，然后再按空调房间的不同要求分别进行局部处理后，送至各房间。4.4.1风机盘管系统

集中式空调系统由于具有系统大、风道粗、占用建筑面积和空间较多、系统的灵活性差等缺点，在许多民用建筑，特别是高层民用建筑的应用中受到限制。风机盘管空调系统就是为了克服集中式空调系统这些不足而发展起来的一种半集中式空调系统。它的冷、热媒是集中供给，新风可单独处理后供给，采用水作输送冷热量的介质，具有占用建筑空间少，运行调节方便等优点，近年来在宾馆、办公楼和商业建筑中得到了广泛的应用。4.5半集中式空气调节系统

风机盘管可以独立地负担全部室内负荷，成为全水系统的空调方式。但由于这样解决不了房间的通风换气问题，因此，通常都是和新风系统共同运行，组成空气-水系统的空调方式。因此，概括地说，风机盘管空调系统是由风机盘管机组、新风系统和水系统三部分组成。此外，为了收集排放夏季湿工况运行时产生的凝结水，还需要设置凝结水管路系统。风机盘管机组通常根据需要组成为立式和卧式两种，同时根据装潢的需要做成明装或暗装设置在需要空调的房间内，对通过盘管的空气进行冷却、减湿冷却或加热处理后送入室内，消除空调房间的冷(热)湿负荷。新风系统是为了保证人体健康的卫生要求，给空调房间补充新风量的设施。对于集中设置的新风系统，还可以负担一部分新风和房间的热、湿负荷。4.5半集中式空气调节系统2.风机盘管空调机组的新风供给方式风机盘管空调机组的新风供给方式主要有如图4.21所示的三种：(1)靠室内机械排风渗入新风（图a）这种新风供给方式是靠设在室内卫生间、浴室等处的机械排风，在房间内形成负压，使室外新鲜空气渗入室内。这种方法比较经济，但室内卫生条件不易保证。受无组织渗风的影响，室内温度场分布不均匀。(2)墙洞引入新风方式（图b）这种新风供给方式是把风机盘管设置在外墙窗台下，立式明装，在盘管机组背后的墙上开洞，把室外新风吸入机组内。这种方式能保证室内要求的新风量，也可通过安装在新风管上的阀门调节新风，但运行管理麻烦，且新风口还会破坏建筑立面，增加污染和噪声，因此，适用于要求不高的场合。4.5半集中式空气调节系统(3)独立新风系统（图c、图d）以上两种新风供给方式的共同特点是需要风机盘管负担对新风的处理，盘管机组必须具有较大的冷却和加热能力，使风机盘管机组的尺寸增大。独立新风系统是把新风集中处理到一定参数，根据所处理空气最终参数的情况，新风系统可承担新风负荷和部分空调房间的冷、热负荷。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的水温度可适当提高，水管的结露现象可得到改善。具体的作法有两种：1)新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷（新风直接送入空调房间）。

①确定新风处理状态；根据室内空气线、新风处理后的机器露点相对湿度和机器温升即可定出新风处理后的机器露点L及温升后的K点；4.5半集中式空气调节系统②确定总风量与风机盘管风量：过N点作线按最大送风温差与线相交，即得送风点O，因为风机盘管系统大多用于舒适型空调，一般不受送风温差限制，故可采用较低的送风温度。则房间风量连接K、O两点并延长到M点，使式中——新风量，kg/s；——风机盘管风量，kg/s。故房间总送风量，而M即风机盘管的出风状态点，为了使新风与风机盘管出风有较好的混合效果，应使新风送风口紧靠风机盘管的出口。4.5半集中式空气调节系统

2)新风处理后的焓值低于室内空气焓值，承担部分室内负荷(新风送入风机盘管机组)这种系统让新风承担围护结构传热的渐变负荷与室内的潜热负荷，而由风机盘管承担照明、日射、人体等瞬变显热负荷。风机盘管机组可按干工况运行，但新风处理的焓差较大(≥40KJ/Kg)，我国采用较少。该过程在图上的过程确定如下：①过N作线，并由送风温差确定送风状态点O，则风量G可得。当已定时，便可确定。②作，则得P点。③由线与机器露点相对湿度线得L点，考虑新风风机温升可确定实际的K点，连KO延长与线相交得M点，M点即风机盘管要求的出口状态点。4.5半集中式空气调节系统4.风机盘管的水系统风机盘管的水系统按供回水管的根数可分为双管制系统、三管制系统和四管制系统三种。对于具有供、回水管各一根的风机盘管水系统，称双水管系统，它和机械循环的热水采暖系统相似。夏季供冷水，冬季供热水。对于要求全年空调且建筑物内负荷差别很大的场合，可采用三水管系统，即在盘管进口处设有程序控制的三通阀，由室内恒温器控制，根据需要使冷水或热水进入(不同时进入)，但为了经济而采用同一根回水管道，这就带来了混合损失(热量和冷量均有损失)。更为完善的方式是用四水管系统，这种方式有两种做法，一种是在三水管基础上加一根回水管，另一种是除此之外，再把二次盘管分为冷却和加热两组，使水系统完全独立。采用四水管制，初投资较高，但运行很经济、因为大多可由建筑物内部热源的热泵提供热量，而对调节室温具有较好的效果。4.4半集中式空气调节系统图4.24四水管系统及其连接方式4.5半集中式空气调节系统

诱导器是一种用于空调系统送风的特殊设备。它由静压箱、喷嘴、盘管（有的不设盘管）等组成。静压箱的作用是均流和消声，为了使一次风经过时能够均匀地从各喷嘴喷出，而且降低噪声，静压箱截面比风道截面大得多，并且内部设置各种形式的挡板，内腔还贴有吸声材料。一般情况，静压箱越大，均流消声效果越好。喷嘴的作用是将一次风高速送出，同时诱导二次风。

4.5半集中式空气调节系统三.诱导器系统诱导器(IU)系统亦属于半集中式空调系统。图4.25所示为一诱导器系统示意图，经过集中空调机处理的新风（一次风）由风道送入各空调房间内的诱导器的静压箱中，再由诱导器的喷嘴高速（20~30m/s）喷出，在喷射气流的引射作用下，诱导器中形成负压，室内空气（二次风）被吸入诱导器，在诱导器的二次进风口处装有二次盘管（通有冷水或热水），经过加热或冷却的二次风在诱导器内与一次风混合达到送风状态，经送风口送入房间。4.5半集中式空气调节系统图4.25诱导器系统原理图4.5半集中式空气调节系统图4.26诱导器的诱导比诱导比是评价诱导器性能的一个重要参数。如图4.26所示，它是指被诱导的室内回风量与一次风量的比值，即：4.5半集中式空气调节系统式中——诱导比，一般在2.5~5之间；——被喷嘴诱入的二次风量。Kg/h；——通过静压箱送入的一次风量，Kg/h。因为G=+=+所以

由此可见，在一次风量相同的条件下，诱导比大的诱导器送风量大，室内送风量大，室内换气次数高。

诱导器有两种类别，按诱导器内是否设置盘管分为：(1)全空气诱导器系统：采用这种系统时，室内所需的冷负荷全部由空气(一次风)负担，所以称为全空气诱导系统。这种诱导器不带二次冷却盘管，故又称“简易诱导器”。它实际上是一个特殊的送风装置，它能诱导一定数量的室内空气，达到增加送风量和减少送风温差的作用。有时也可在简易诱导器内装置电加热器，以适应室内负荷变动的需要。(2)“空气-水”诱导器系统：这种系统的一部分夏季室内冷负荷由空气(由集中空气处理箱处理得到的一次风)负担，另一部分由水(通过二次盘管加热或冷却二次风)负担。（二）诱导器系统的处理过程1.“全空气”诱导器系统在i—d图上先找到室内设计状态点N，过N点做角系数线，再按要求的送风温差可以得到送风状态点O。由于使用诱导器时一次风状态点1应该落在NO的延长线上，点1与一次风的机器露点L含湿量相同，但二者的温差等于风机温升.点1的确切位置可出作图法得到。

分析按上述方法建立的i—d图，可以得出需要的“全空气。诱导器的诱导比为如果所选择的诱导器实际诱导比为n’，且n’＞n，则实际的送风温差将比⊿to小;如果所选诱导器的n’＜n，则实际的送风温差将大于⊿to，无法保证空调精度;所以必须选择诱导比n’≥n的诱导器才行。由图还可以看出，如果空调房间送风温差不受限制，即可将1状态的空气直接送往室内，则O点变成了1点。=0、n＝0、G2＝0，说明在这种情况下，空调房间的送风量就是诱导器的一次风量，此时使用诱导器已无意义。所以，“全空气”诱导器的使用条件必须送风温度高于可能得到的一次风温度。为了求出诱导器需要的一次风量Gl，可以建立房间的热平衡关系图可知2.“空气—水”诱导器系统表示“空气—水”诱导器系统。该系统的空调负荷一部分由一次风负担，另一部分由通过二次盘管的水负担，在这里二次风通过盘管时被冷却。根据盘管内流动的水温高低，盘管表面可能产生凝结水，也可能不产生凝结水，即盘管中可能发生湿工况，也可能发生干工况．为了确定一次风量G1，，可以使用“空气—水”诱导器的系统房间热平衡关系式4.5半集中式空气调节系统诱导器分为立式和卧式两种。卧式诱导器一般装于棚顶，立式诱导器装于窗台下。诱导器系统的主要优点：(1)由于集中处理的仅仅是一次风，所以机房面积和风道尺寸都可以缩小，因而可以节省建筑面积和空间：(2)完全取消回风，杜绝了各空调房间因回风混合而造成的相互干扰和污染。(3)由于诱导器中无转动部件，设备寿命长，不需要消耗电功率。可用于产生有爆炸危险的气体或粉尘的房间。（4）冬季不使用一次风时，将盘管通上热水就成了自然对流的散热器，所以可成功地把空调与供暖结合起来；

4.5半集中式空气调节系统诱导式空调系统的缺点：(1)二次风无法过滤，所以对空气净化要求高的地方不宜使用；(2)由于系统只考虑通过一次风量，所以在过渡季节时，无法全部利用室外新风，从全年运行角度讲，将造成冷(热)量的浪费。(3)一次风停止运行，诱导器就无法正常工作。(4)喷嘴处风速高时可能产生噪声（5）“空气-水”诱导器系统既有一次风管，又有冷、热水管和凝结水管，所以管路复杂，施工不便。2.空气-水辐射板系统利用辐射板供冷虽然可获得舒适的环境，但是它无除湿能力和解决新风供应的问题。因此必须与新风系统结合在一起应用，这就是所谓的空气-水辐射板系统，即辐射板加新风系统。4.5半集中式空气调节系统

室内湿负荷由新风系统负担，因此新风处理后的露点必须低于室内空气露点。欧洲应用这种系统经验表明，对于人员密度不大的办公建筑，辐射板的供水温度不低于16℃，而新风的露点低于14℃。在新风系统设计时，应根据室内的湿负荷确定新风处理后的空气含湿量。

新风在室内的送风方式主要有两种：其一是混合送风方式，即要求送入的新风充分与室内空气混合，以稀释室内的污染物和使室内温度均匀。其二是置换送风方式，将低于室内温度的新风靠近地面缓慢送出，并沿地面散开，当遇到热源（人体或发热设备）后，在热浮升力的作用下向上流动。人处于比较干净的新风中间，充分地利用了新风。这种送风方式并不是靠送风速度将风送到房间各处，而是靠新风密度大，下沉在底部缓慢地蔓延到全室，在热源作用下上升的，在送风量要求很小的场合，应首先考虑这种送风方式。上节重点1.变风量空调装置的型式⑴节流型⑵旁通型2.风机盘管：风机盘管空调系统是由风机盘管机组、新风系统和水系统三部分组成3.风机盘管空调机组的新风供给方式(1)靠室内机械排风渗入新风(2)墙洞引入新风方式(3)独立新风系统设新风量为60m3/h，室内回风量为240m3/h，试按比例绘出风机盘管集中处理新