第六章全空气系统与空气水系统

第六章全空气系统与空气水系统2023/5/41第1页，共59页，2023年，2月20日，星期三全空气系统的主要应用形式;空气—水系统的主要应用形式;各种空气处理过程在h-d图上的表示;全空气系统与空气—水系统的主要设备.一、本章的主要内容第六章全空气系统与空气-水系统2023/5/42第2页，共59页，2023年，2月20日，星期三二、教学基本要求第六章全空气系统与空气-水系统了解全空气系统与空气—水系统的各种分类；掌握室内送风量、送风参数及新风量的确定方法；掌握各种系统的空气处理过程在h-d图上的表示。2023/5/43第3页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、1全空气系统与空气-水系统的分类2023/5/44第4页，共59页，2023年，2月20日，星期三本节的主要内容6、1全空气系统与空气-水系统分类基本概念空气-水系统的分类及系统形式全空气系统的分类及系统形式2023/5/45第5页，共59页，2023年，2月20日，星期三一、基本概念6、1全空气系统与空气-水系统分类全空气系统空调房间的冷、热、湿负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。空气—水系统空调房间的冷、热、湿负荷由经过处理的空气和水共同承担的空调系统。空调区指具有独立的温度控制的空调区域。2023/5/46第6页，共59页，2023年，2月20日，星期三2023/5/47第7页，共59页，2023年，2月20日，星期三2023/5/48第8页，共59页，2023年，2月20日，星期三独立新风系统混合新风系统2023/5/49第9页，共59页，2023年，2月20日，星期三二、全空气系统的分类1、按送风参数的数量分

单参数系统、双参数系统单参数系统：空气处理机组只处理出一种送风参数的空气，也称之为单风道系统。(不是只有一条送风管的系统)双参数系统：空气处理机组送出两种不同参数的空气，供应多个区使用。6、1全空气系统与空气-水系统分类双风管系统：送出两种参数的空气，在各房间混合后送入室内。多区系统：在机房内按不同比例混合后送到各区。2023/5/410第10页，共59页，2023年，2月20日，星期三2023/5/411第11页，共59页，2023年，2月20日，星期三2023/5/412第12页，共59页，2023年，2月20日，星期三2、按送风量是否恒定分

定风量系统、变风量系统3、按所使用空气的来源分

6、1全空气系统与空气-水系统分类全新风系统(直流式系统)再循环式系统(封闭式系统)回风式系统(混合式系统)2023/5/413第13页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、1全空气系统与空气-水系统分类适用于不允许采用回风的场合（放射性实验室、散发大量有害物的车间等）及空调房间过渡季节?全新风系统(直流式系统)2023/5/414第14页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、1全空气系统与空气-水系统分类再循环式系统(封闭式系统)适用于密闭空间且无法（或不需）采用室外空气的场合（战时地下庇护所、很少有人出入的仓库）2023/5/415第15页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、1全空气系统与空气-水系统分类回风式系统(混合式系统)大多数空调系统都采用这种系统，节能、经济合理，能够满足卫生要求。2023/5/416第16页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、1全空气系统与空气-水系统分类三、空气—水系统的分类

根据空调房间内末端设备的形式分类

空气—水风机盘管系统空气—水诱导器系统空气—水辐射板系统2023/5/417第17页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定2023/5/418第18页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、1全空气系统的送风量和送风参数的确定

本节的主要内容

夏季送风状态及送风量确定

冬季送风状态及送风量确定2023/5/419第19页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定一、空调房间的热湿平衡

当系统平衡后，全热量、显热量及湿量均达到平衡。全热冷负荷湿负荷室内温度tR二、夏季房间送风量

根据全热平衡，有：2023/5/420第20页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定根据显热平衡，有：根据湿平衡，有：2023/5/421第21页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定三、夏季送风状态

夏季送风状态的变化过程

根据冷负荷、湿负荷，其热湿比可确定：在系统设计时，室内空气状态已知，若知道送风状态的一个参数，即可确定送风状态。

工程上常根据送风温度，确定送风状态。2023/5/422第22页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定

送风温差△tS《采暖、通风与空气调节规范》第5.4.7条：空气调节系统的夏季送风温差，应根据送风口类型、安装高度和气流射程长度以及是否贴附等因素确定。在满足舒适和工艺要求的前提下，应尽量加大送风温差。舒适性空气调节，当送风高度小于或等于5m时，不宜大于10℃；送风高度大于5m时，不宜大于15℃。?空气调节房间的换气次数《采暖、通风与空气调节规范》第5.4.8条：一、舒适性空气调节，每小时不宜小于5次，但高大房间应按其冷负荷通过计算确定。?2023/5/423第23页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定确定夏季送风状态和送风量的步骤：1、在h-d图上找出室内空气状态点R；?2、根据ε=QC/MW求出ε；过R点画出过程线ε；3、根据所取定的送风温差△tS求出送风温度ts，ts等温线与过程线ε的交点即为送风状态点S；4、按公式计算送风量MS。Rε△tSS2023/5/424第24页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定工程设计中常采用“露点”送风

机器露点定义：(两种定义)（1）空气相应于冷盘管表面平均温度的饱和状态点。（2）空气经喷水室处理后接近饱和状态时的终状态点。通常取过程线与相对湿度为90～95％的等相对湿度线的交点为露点机器露点的影响因素与冷却设备的结构、入口空气参数、迎面风速、冷媒温度等有关。△tSR90%100%S机器露点ε2023/5/425第25页，共59页，2023年，2月20日，星期三四、冬季送风量及送风状态的确定6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定1、冬季送风量一般取与夏季相同风量，即全年采取固定风量。也可比夏季风量小，因为送热风时送风温差可比送冷风时送风温差大，此时可以节约电能。必须满足最少换气次数的要求。送风温度不宜过高，一般以不超过45℃为宜。2023/5/426第26页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、2全空气系统的送风量和送风参数的确定RtStRSΦ＝100％2、冬季送风状态的确定若送风量与夏季风量相同,则根据显热平衡，其送风温度为：ε冬季送风状态可由右图确定。(过程线一般为减焓增湿)2023/5/427第27页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统的新风量2023/5/428第28页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量本节的主要内容 新风量的确定原则 空调房间的空气平衡2023/5/429第29页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量6.3.1最小新风量确定的原则最小新风量须满足以下三个要求:稀释人群本身和活动所产生的污染物,保证室内空气品质要求.补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量.保证房间的正压要求.?

通常取按上述要求计算出新风量的最大值作为系统的最小新风量;若计算出的新风量不足系统送风量的10%,则取新风量为系统送风量的10%.2023/5/430第30页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量《规范》第5.3.8条空气调节系统的新风量，民用建筑宜按下表采用：房间名称每人最小新风量(m3/h)吸烟情况影剧院、博物馆、体育馆、商店8无办公室、图书馆、会议室、餐厅、舞厅、医院的门诊部和普通病房17无旅馆客房30少量2023/5/431第31页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量6.3.2补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量(1)房间若有局部排风装置时，新风量应满足排风量,排风量的计算在第八章专门介绍.(2)房间若有燃烧设备时，可根据下式来估算新风量。液体燃料Vl=0.228×10-3ql(m3/Kg)(ql-热值,kJ/kg)气体燃料Vg=0.252×10-3qg(m3/m3)酒精燃烧需要的新风量为3.81m3/Kg2023/5/432第32页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量6.3.3保持正压的新风量理论计算较繁琐,并且在设计时通常无确定的缝隙资料,在工程上通常按换气次数估算:有外窗的房间，换气次数取1~2次/h;无窗和无外门的房间，换气次数取0.5~0.75次/h.综上所述，最小新风量的确定可由以下框图表示：2023/5/433第33页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量局部排风量GP1

维持正压所需的渗透风量GS

满足卫生要求gwm3/人·小时最小新风量ＩGw2=n*gw系统总风量G最小新风量ＩGw3=0.10G最小新风量Gw=Mmax｛Gw1、Gw2、Gw3｝最小新风量ＩGw1=GP1+GS2023/5/434第34页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量6.3.4空调房间的空气平衡当新风量增至足够大而又无适当的途径排放时，正常的风量平衡关系即会被破坏，其结果：在受控环境引起正压值增大。在相邻环境出现空气无序窜流现象，从而影响系统的正常使用。为了保持室内恒定的正压和调节新风量，需要考虑空调系统的空气平衡。2023/5/435第35页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、3空调系统新风量如图所示，风量平衡为：对空调房间：L=Lx+Ls对空调机组：L=Lw+Lh对空调系统：Lw=Ls+Lp过渡季节随着Lw的增大，Lp亦加大；当进入全新风工况时，通常在回风管路上装排风机，并借助调节阀门达到控制Lp的目的。2023/5/436第36页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统2023/5/437第37页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统

本节的主要内容：

露点送风单风道系统系统构成及工作流程 工况分析

再热式单风道系统系统构成及工作流程 工况分析2023/5/438第38页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统6.4.1露点送风系统6.4.1.1露点送风系统的系统图特点：系统送出一种参数的空气；送出的空气达到接近饱和的状态(机器露点)。其系统图如下图所示：2023/5/439第39页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统2023/5/440第40页，共59页，2023年，2月20日，星期三空调箱6、4定风量单风道空调系统初效过虑器中效过虑器加热盘管冷却盘管消音段2023/5/441第41页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统露点送风系统的两种形式：

单风机系统、双风机系统单风机系统：无系统排风，过渡季节无法实现全新风经济运行。双风机系统：在夏冬季采用最小新风量，春秋过渡季节采用全新风经济运行，节省能耗。?2023/5/442第42页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统风量平衡房间：单风机系统：整个系统：空调箱：2023/5/443第43页，共59页，2023年，2月20日，星期三6.4.1.2工况分析1、夏季工况：送风状态及送风量的确定过程(1)室外空气状态点O；(取历年平均不保证50h)(2)室内空气状态点R；(根据规范、标准或工艺要求确定)(3)送风状态点S；(热湿比线与相对湿度90－95％等相对湿度线交点)(4)计算送风量。最小新风比空气处理过程可表示为：ORMSR减湿2023/5/444第44页，共59页，2023年，2月20日，星期三图中MS为空气在空调机组内的处理过程。因此，空调机组在夏季提供的制冷量为：该冷量包括两部分：新风冷负荷：室内冷负荷：？当湿负荷较大、热湿比很小时，可能不相交。须改变室内设计参数，如增大相对湿度。ε2023/5/445第45页，共59页，2023年，2月20日，星期三2、冬季工况：送风量通常统与夏季相同；(1)送风状态点S；(热湿比线与送风温度的等温线交点)(2)送风状态确定过程ORMH等湿等温或等焓SR2023/5/446第46页，共59页，2023年，2月20日，星期三机组在冬季提供的热量：加湿的方法：喷蒸汽、电极式及电热式加湿器、喷水室、淋水填料层、高压喷雾等。机组在冬季提供的湿量：2023/5/447第47页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统6.4.1.3全新风系统和再循环系统Φ=100%Φ=90-95%SRO1、再循环系统空调机组空气处理过程：RS空调机组提供的冷负荷：2、全新风系统空调机组空气处理过程：OS2023/5/448第48页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统6.4.1.3风管温差传热和风机得热量对系统的影响1、风管温差传热的影响夏季工况：由于传热温差，导致送风温度升高，其温升为：式中：K－风管的传热系数，查表6－1确定；

x－风管的周长；L－风管的长度；

te，ti－分别为环境温度及风管内温度。冬季工况：计算方法同上。2023/5/449第49页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统2、风机得热量的影响风机提供给流动空气的动能，用于克服各种阻力，最终转化成热能，导致送风温度升高，形成冷负荷的一部分。当风机的电机不在输送的空气中时，其温升为：当风机的电机在输送的空气中时，其温升为：式中：P－风机的全压；

ηf－风机的全压效率，一般取0.5~0.8；

ηm－电动机的效率，一般取0.8~0.9。2023/5/450第50页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统3、风管传热温差和风机得热量对空气处理过程的影响(1)夏季空调工况：Δt1－考虑风管和送风风机得热量的温升。Δt2－考虑回风风机得热量的温升。可见：考虑风管和风机得热后，空气处理机组的冷负荷增加。2023/5/451第51页，共59页，2023年，2月20日，星期三6、4定风量单风道空调系统6.4.2再热式系统6.4.2.1再热式系统的系统图与露点送风空气处理系统的差别：从机房送出的同一参数的送风，在进入每个房间或区域前，经过再加热盘管加热后，然后送入室内。因此，可以每个房间或区域可根据自己设定的温度或负荷的变化调节送风温度，适合于各房间或区域有不同温度要求及负荷变化不同的场合。其系统图如下图所示：2023/5/452第52页，共59页，2023年，2月