空气调节课件

空气调节引论

IntroductiontoAirConditioning

1 空气调节的任务(ACTasks)保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态。 某一特定空间指房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。

空气参数指空气的温度、相对湿度、空气流速、气压、噪声、洁净度等。

所要求的状态分为舒适性要求的状态、工艺性要求的状态两类。

1 空气调节的任务(ACTasks)

一般通过机械手段进行送、排风过程AirConditioningistheprocessofsupplyingorremovingairbymechanicalmeanstoorfromanyspace.Suchairmayornotbeconditioned.Inearlierdays,peoplewerenotconcernedaboutindoorairpollutions,smells,smokes,automobileexhaust,bodyodors,……..NotworriedaboutIAQ,health,comfortofoccupants,……1 空气调节的任务(ACTasks)特定空间指房间、厂房等建筑环境与设备工程专业课程

之间的关系(SubjectsforACMajor)空气调节锅炉房工艺与设备燃气供应工程通风工程制冷技术供热工程人工环境保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态建筑环境与设备工程课程

之间的关系(SubjectsforACMajor)理论基础 热力学 传热学 流体力学结合建筑，机械，电子，电工等工程学科空气调节系统组成

(ComponentsforACSystems)空气处理单元，管道，风口

2

空气调节系统组成

(ComponentsforACSystems)（冷源－制冷课程，热源－锅炉课程）风机，加热器（冷却器），过滤器，管道，风口等

2

空气调节系统组成

(ComponentsforACSystems)

空调处理单元2空气调节系统组成

(ComponentsforACSystems)空调处理单元2空气调节系统组成

(ComponentsforACSystems)附件3 空气调节发展史(ACHistory)人类改造客观环境的能力取决于社会生产力和科学技术的发展水平。AC17,-Fans,1831，AC18,-Coolingsystems,1831-AMPerkins(Boiler)，

1902－1904，Belfast，1903-Carrier,1920－Effectivetemperaturechart,ASHVEwasfoundedin18943 空气调节发展史(ACHistory)3 空气调节发展史(ACHistory)

空调发展取决于时代的社会生产力和科学技术的发展水平1902,ACSystemswithairconditionedpartswasbuiltupinapressfactoryinUSA.1919,ACSystemswithairconditionedpartswasbuiltupinacinemainUSA.1931,FirstACSystemswithairconditionedpartswasbuiltupinaShanghaiTextileFactory,China.3 空气调节发展史(ACHistory)人类改造客观环境的能力取决于社会生产力和科学技术的发展水平。建筑环境专业的发展即为印证。空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses1空气处理方法2如何改变室内温度的？4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses舒适性空调的应用——教室4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUsesWIDETH&LENGTH-WISE

3SECTIONS,RESPECTIVELY舒适性空调的应用——教室4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses

舒适性空调的应用——教室4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses舒适性空调的应用——教室温度的改变4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses舒适性空调的应用——教室温度的改变4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses舒适性空调的应用——教室温度的改变4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses)舒适性空调的应用——教室4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses舒适性空调的应用——原理对比：洁与脏？？4空气调节系统应用简介

BriefIntroductiontoACUses舒适性空调的应用——原理对比：清与浊？？

空气负荷计算与送风

2.1室内气象条件空气调节（AirConditioning）的意义在于向人们提供适宜的内部空间环境。环境指标：主要指标温度、湿度、空气流速、清洁度其他指标压力、噪声、气味等空调房间室内气象参数的确定原则舒适性空调－－主要取决于人体热舒适要求工艺性空调－－主要取决于生产工艺要求2.1.1人体热舒适感人体的热平衡人体的热舒适热舒适的评价热平衡方程

M

W

C

R

E

S=0M－－人体通过新陈代谢产生能量。主要取决于人体活动量的大小此外还与年龄性别不同有明显差别男性基础代谢量明显高于女性少儿、幼儿明显高于成年、老年。W—人体所作的机械功在某些活动中，人可能作外部功，如爬山而获得势能，，做这些工作所消耗的能量则取自代谢自由代能。人体所放出的热量被称为新陈代谢产热量H，这个热量小于新陈代谢自由能产热量。H=M－W人体是高效的能量转化系统吗？

机械效率

＝W/M

大部分室内劳动机械效率近似0人体与外界的热交换

M

W

C

R

E

S=0

显热交换对流散热C辐射散热R潜热交换E皮肤散湿出汗蒸发皮肤湿扩散呼吸散湿人体与外界的对流、辐射和蒸发都受到人体衣着情况的影响。人体对流换热与周围空气温度、空气流速有关。

汗液蒸发与空气温度、湿度、空气流速有关。人体周围环境物体的表面温度影响人体的辐射散热强度。影响热平衡的因素

M

W

C

R

E

S=0人的因素：活动量衣着环境因素：空气干球温度空气相对湿度人体附近的空气流速平均辐射温度

服装热阻值（clo）短袖薄衫，绵织内衣裤0.2薄裤子，短袖衬衫0.5保暖的长袖衫，全身套裙0.7薄裤子，背心，长袖衬衫0.7薄裤子，背心，长袖衬衫，夹克0.9厚三件套西服，长内衣裤1.5单件服装热阻背心0.06短袖或轻薄的衬衫，0.19保暖衬衫0.29短袖套头绒线衫，毛背心0.2厚毛衣0.37薄毛衣0.25羊毛上衣0.35夹克0.4厚裤子0.32薄裤子0.26厚长裙0.3薄长裙，薄短裙0.2厚长外衣0.63薄长外衣0.25厚短外衣0.5薄短外衣0.2长统袜，紧身衣0.01鞋0.04短内裤0.05短袜0.03M

W

C

R

E

S=0人体会通过体温的变化会对人体的散热产生影响，从而调节人的热平衡。

散热调节方式血管扩张，增加血流，提高表皮温度，出汗御寒调节方式血管收缩，减少血流，降低表皮温度，通过冷颤增加代谢率什么是热舒适？“对热环境感到满意的心理状态”Fanger教授提出热舒适的三个条件：1）人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量等于人体的体内产热量，并且蓄热量为零，即：

M-W-C-R-E=0（S=0）

充分条件？必要条件？2）皮肤平均温度必须具有与舒适相适应的水平

3）人体应具有最佳排汗率

热舒适方程P.O.Fanger 令人体热平衡方程中蓄热率S＝0，得出：(M-W)=fclhc

(tcl-ta)

+3.96

10-8

fcl[(tcl+273)4

(+273)4]+3.05[5.733

0.007(M

W)

Pa]+0.42(M

W

58.2)+1.73

10-2

M(5.867

Pa)+0.0014M(34

ta)

人体热感觉的标度热感觉的七点标度

热+3见汗滴

暖+2局部见汗（手、额、颈等）

稍暖+1感热，皮肤发粘湿润

正常0感觉适宜，皮肤干燥

稍凉-1感凉（局部关节，可忍受）

凉-2局部感冷不适，需加衣

冷-3很冷，可见鸡皮或寒颤

是在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因此，应该采平均热感觉指标的概念，而预测的平均热感觉指标常常简称为PMV（PredictedMeanVote）。可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节机制的热负荷越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函数，表明一个人的体内热平衡和对所处环境的热损失之间的差异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料，得出PMV的计算式预测的平均热感觉指标PMV



(PredictedMeanVote)

PMV=(0.303e–0.036M+0.0275)TL =(0.303e–0.036M+0.0275)

{M–W–3.05[5.733–0.007(M–W)–Pa] –0.42(M

W

58.15)–1.73

10-2M(5.867

Pa) –fclhc(tcl

ta)–0.0014M(34

ta) –3.96

10-8fcl[(tcl+273)4

(+273)4]}PMV是由舒适方程得到的一个热感觉值数，体现了四种热环境变量的一定组合、活动水平和着装对平均热感觉的影响的预测预测平均不满意百分数PPD（PredictedPercentDissatisfied）在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉会存在差异，而人与人对热环境的反应的差异除了热感觉的不同之外，还表现在对环境满意与否的差异。因此，Fanger又提出预测不满意百分数来表示人群对热环境不满意的情况，预测平均不满意百分数常常简写为PPD（PredictedPercentDissatisfied）。PMV与PPD的关系

PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数

PPD＝100–95exp[–(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]即便达到PMV＝0，仍然有5％的人不满意。有效温度ET与ASHRAE舒适区

由于人的舒适感共四个环境影响因素和两个人为因素，因此不能用一个单一的物理量来表示环境是否处于热舒适状态。有效温度就结合干球温度、湿球温度和空气流速的效应来反映冷热感觉的，

在同一条有效温度线上具有相同的热感觉有效温度线与50％相对湿度线的交点上标注着等效温度的数值，在该点等效温度与干球温度相等例如，通过t＝25℃，＝50％的两线的交点的虚线即为25℃等效温度线第三节通过围护结构的得热量及其形成的冷负荷一、概述（一）得热量与冷负荷的基本概念

得热量

=潜热+显热（对流热）+显热（辐射热）

‖‖∨

瞬时冷负荷

=潜热+显热（对流热）+显热（辐射热）（围护结构）蓄热能力（热容量）↑冷负荷衰减↑延迟时间↑热容量∝重型结构(二）计算方法概述二、“谐波反应法”计算空调冷负荷（一）通过墙体、屋顶的得热量及其形成的冷负荷

q=qd+qf

‖∨CLq=CLqd+CLqf1、综合温度作用下经围护结构传入的热量tz,τ=A0+Ancos(ωnτ-φn)Qτ=KF[tz-tN+cos(ωnτ-φn-εn)]1、外墙和屋顶

CLQτ=KFΔtτ-ε2、窗户（1）瞬变传导得热形成的冷负荷

CLQc,τ=KFΔtτ（2）日射得热形成的冷负荷

CLQj,τ=χgχdCnCsFJj,τ（二）通过窗户的得热量及其形成的冷负荷（三）“谐波法”的工程简化计算法第五节空调房间送风量的确定一、夏季送风状态及送风量：室内余热量（即室内冷负荷）

热平衡：热湿比：湿平衡：送风

排风NOO，dodninio

送风温差：

toG设备费用冷感t、均匀性和稳定性

换气次数：

(次/h)

通风量:OLNO’O’’do’’do’

dninioio’io’’to’’to’tnto图2-21+图2-22do思考题为了保持人的热舒适感，在以下条件发生变化时，空气干球温度应该怎样变化？（1）空气相对湿度下降（2）人的活动量增加（3）空气流速下降（4）衣服加厚（5）周围物体表面温度上升室内外气象条件3.1室内气象条件空气调节（AirConditioning）的意义在于向人们提供适宜的内部空间环境。环境指标：主要指标温度、湿度、空气流速、清洁度其他指标压力、噪声、气味等空调房间室内气象参数的确定原则舒适性空调－－主要取决于人体热舒适要求工艺性空调－－主要取决于生产工艺要求3.1.1人体热舒适感人体的热平衡人体的热舒适热舒适的评价热平衡方程

M

W

C

R

E

S=0M－－人体通过新陈代谢产生能量。主要取决于人体活动量的大小此外还与年龄性别不同有明显差别男性基础代谢量明显高于女性少儿、幼儿明显高于成年、老年。W—人体所作的机械功在某些活动中，人可能作外部功，如爬山而获得势能，，做这些工作所消耗的能量则取自代谢自由代能。人体所放出的热量被称为新陈代谢产热量H，这个热量小于新陈代谢自由能产热量。H=M－W人体是高效的能量转化系统吗？

机械效率

＝W/M

大部分室内劳动机械效率近似0人体与外界的热交换

M

W

C

R

E

S=0

显热交换对流散热C辐射散热R

潜热交换E皮肤散湿出汗蒸发皮肤湿扩散呼吸散湿人体与外界的对流、辐射和蒸发都受到人体衣着情况的影响。人体对流换热与周围空气温度、空气流速有关。

汗液蒸发与空气温度、湿度、空气流速有关。人体周围环境物体的表面温度影响人体的辐射散热强度。影响热平衡的因素

M

W

C

R

E

S=0人的因素：活动量衣着环境因素：空气干球温度空气相对湿度人体附近的空气流速平均辐射温度

服装热阻值（clo）短袖薄衫，绵织内衣裤0.2薄裤子，短袖衬衫0.5保暖的长袖衫，全身套裙0.7薄裤子，背心，长袖衬衫0.7薄裤子，背心，长袖衬衫，夹克0.9厚三件套西服，长内衣裤1.5单件服装热阻背心0.06短袖或轻薄的衬衫，0.19保暖衬衫0.29短袖套头绒线衫，毛背心0.2厚毛衣0.37薄毛衣0.25羊毛上衣0.35夹克0.4厚裤子0.32薄裤子0.26厚长裙0.3薄长裙，薄短裙0.2厚长外衣0.63薄长外衣0.25厚短外衣0.5薄短外衣0.2长统袜，紧身衣0.01鞋0.04短内裤0.05短袜0.03M

W

C

R

E

S=0人体会通过体温的变化会对人体的散热产生影响，从而调节人的热平衡。

散热调节方式血管扩张，增加血流，提高表皮温度，出汗御寒调节方式血管收缩，减少血流，降低表皮温度，通过冷颤增加代谢率什么是热舒适？“对热环境感到满意的心理状态”Fanger教授提出热舒适的三个条件：1）人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量等于人体的体内产热量，并且蓄热量为零，即：

M-W-C-R-E=0（S=0）

充分条件？必要条件？2）皮肤平均温度必须具有与舒适相适应的水平

3）人体应具有最佳排汗率

热舒适方程P.O.Fanger 令人体热平衡方程中蓄热率S＝0，得出：(M-W)=fclhc

(tcl-ta)

+3.96

10-8

fcl[(tcl+273)4

(+273)4]+3.05[5.733

0.007(M

W)

Pa]+0.42(M

W

58.2)+1.73

10-2

M(5.867

Pa)+0.0014M(34

ta)

人体热感觉的标度热感觉的七点标度

热+3见汗滴

暖+2局部见汗（手、额、颈等）

稍暖+1感热，皮肤发粘湿润

正常0感觉适宜，皮肤干燥

稍凉-1感凉（局部关节，可忍受）

凉-2局部感冷不适，需加衣

冷-3很冷，可见鸡皮或寒颤

是在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因此，应该采平均热感觉指标的概念，而预测的平均热感觉指标常常简称为PMV（PredictedMeanVote）。可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节机制的热负荷越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函数，表明一个人的体内热平衡和对所处环境的热损失之间的差异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料，得出PMV的计算式预测的平均热感觉指标PMV



(PredictedMeanVote)

PMV=(0.303e–0.036M+0.0275)TL =(0.303e–0.036M+0.0275)

{M–W–3.05[5.733–0.007(M–W)–Pa] –0.42(M

W

58.15)–1.73

10-2M(5.867

Pa) –fclhc(tcl

ta)–0.0014M(34

ta) –3.96

10-8fcl[(tcl+273)4

(+273)4]}PMV是由舒适方程得到的一个热感觉值数，体现了四种热环境变量的一定组合、活动水平和着装对平均热感觉的影响的预测预测平均不满意百分数PPD（PredictedPercentDissatisfied）在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉会存在差异，而人与人对热环境的反应的差异除了热感觉的不同之外，还表现在对环境满意与否的差异。因此，Fanger又提出预测不满意百分数来表示人群对热环境不满意的情况，预测平均不满意百分数常常简写为PPD（PredictedPercentDissatisfied）。PMV与PPD的关系

PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数

PPD＝100–95exp[–(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]即便达到PMV＝0，仍然有5％的人不满意。有效温度ET与ASHRAE舒适区

由于人的舒适感共四个环境影响因素和两个人为因素，因此不能用一个单一的物理量来表示环境是否处于热舒适状态。有效温度就结合干球温度、湿球温度和空气流速的效应来反映冷热感觉的，

在同一条有效温度线上具有相同的热感觉有效温度线与50％相对湿度线的交点上标注着等效温度的数值，在该点等效温度与干球温度相等例如，通过t＝25℃，＝50％的两线的交点的虚线即为25℃等效温度线思考题为了保持人的热舒适感，在以下条件发生变化时，空气干球温度应该怎样变化？（1）空气相对湿度下降（2）人的活动量增加（3）空气流速下降（4）衣服加厚（5）周围物体表面温度上升

空气调节系统

4．1．1空气调节的目的舒适性空调：人体舒适、健康的环境工艺性空调：生产工艺过程所要求的环境4．1．2空气调节要解决的问题外部扰量的干扰

内部扰量的干扰4．1．3空气调节系统组成

主要四大部分：

（1）空调空间；（2）空气输送和分配设备；（3）空气处理设备；（4）冷热源和自动控制设备。空气调节系统组成

4．1．4空气调节系统分类

（1）按空气处理设备的设置分类（2）按负担室内负荷所用介质种类分类（3）按集中式空调系统处理的空气来源分类

按空气处理设备的设置分类

（1）集中系统（2）半集中系统（3）全分散系统（局部机组）

4．1．4空气调节系统分类

按负担室内负荷所用介质种类分类

（1）全空气系统（2）全水系统（3）空气－水系统（4）冷剂系统

4．1．4空气调节系统分类

全空气系统

全水系统

空气－水系统

冷剂系统

按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4．1．4空气调节系统分类

封闭式系统

直流式系统

混合式系统4．2普通集中式空调系统（典型的全空气系统）

4．2．1一次回风式空调系统

4．2．2二次回风式空调系统4．2．1一次回风式空调系统（1）

概念（2）

系统图式（3）

夏季空气处理过程i-d图的表示（4）

夏季设计工况所需冷量分析（5）

冬季空气处理过程i-d图的表示（6）

冬季设计工况所需预热量分析（7）夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统一次回风式空调系统概念：

空调系统的回风与室外新风在喷淋室（或空气冷却器）前混合一次，称一次回风式系统。一次回风式空调系统系统图式：

一次回风式空调系统夏季空气处理过程i-d图的表示：

一次回风式空调系统系统图示及夏季空气处理过程i-d图的表示：

一次回风式空调系统夏季设计工况所需冷量分析：

Q0=G(IC-IL)Q1=G(IN-IO)Q2=G(IO-IL)Q3=GW(IW-IN)=G(IC-IN)Q0=Q1+Q2+Q3一次回风式空调系统

夏季设计工况所需冷量分析：

一次回风式空调系统

夏季设计工况所需冷量分析：从空调系统的热平衡角度分析：

Q0=制冷设备承担的冷量；

Q1=室内冷负荷；

Q2=再热负荷；

Q3=新风负荷。

Q0=Q1+Q2+Q3

从焓湿图上分析与同系统热平衡角度分析，设备承担的冷量构成是相同的。

一次回风式空调系统

冬季空气处理过程i-d图的表示：

△d=dN-dO=W/GdO=dN-W/G

冬夏具有相同的送风含湿量dO

。

绝热加湿；等温加湿。一次回风式空调系统

冬季设计工况所需预热量分析：最小新风比室外设计参数很低

GW/G=(IN-IC)/(IN-IW1)

因为IC=IL，所以

IW1=IN-G(IN-IL)/GW=IN-(IN-IL)/m%

预热量：

Q=GW(IW1-IW’)一次回风式空调系统

夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统：

4．2．2二次回风式空调系统（1）

概念（2）

系统图式（3）

夏季空气处理过程i-d图的表示（4）

夏季设计工况所需冷量分析（节省了再热量，但机械露点较低）

（5）

冬季空气处理过程i-d图的表示（6）

冬季设计工况所需预热量分析二次回风式空调系统概念：

空调系统的回风与室外新风在喷淋室前混合并经喷雾处理后，再次与回风混合，称二次回风式系统。二次回风式空调系统系统图式：

二次回风式空调系统夏季空气处理过程i-d图的表示：

C’一次回风混合点

L’一次回风机械露点

C二次回风混合点

L二次回风机械露点

C第一次回风混合点

O第二次回风混合点二次回风式空调系统系统图式及夏季空气处理过程i-d图的表示：

二次回风式空调系统

夏季设计工况所需冷量分析：

处理过程承担冷量Q0=GL(IC-IL)

第二次混合GL/G=(IN-IO)/(IN-IL)G(IN-IO)=GL(IN-IL)=Q1

第一次混合GW/GL=(IC-IN)/(IW-IN)GL(IC-IN)=GW(IW-IN)=Q2

所以Q1+Q2=

GL(IN-IL)+GL(IC-IN)=GL(IC-IL)=Q0

即设备承担冷量=室内冷负荷＋新风负荷因此，二次回风系统中，冷量构成中，节省了再热量。二次回风式空调系统

冬季空气处理过程i-d图的表示：

二次回风式空调系统

冬季设计工况所需预热量分析：二次回风式空调系统

冬季设计工况所需预热量分析：第一次混合：

GW/(G1+GW)=(IN-IL)/(IN-IW1)(其中IL=IC)IW1=IN-(G1+GW)(IN-IL)/GW(1)

第二次混合：

(G1+GW)/G=(IN-IO)/(IN-IL)(2)

将（2）代入（1）得：

IW1=IN-G(IN-IO)/GW=IN-(IN-IO)/m%(3)

预热量：Q=GW(IW1-IW’)(4)4．3集中空调系统划分和分区处理

4．3．1系统划分的原则

4．3．2系统分区处理的常见形式

4.3集中空调系统划分和分区处理4.3.1系统划分的原则

(1)

室内参数（温湿度基数和精度）相近以及室内热湿比相近的房间可采用同一系统；(2)

朝向、层次等位置相近的房间宜采用同一系统；(3)

工作班次和运行时间相同的房间采用同一系统；(4)

对室内洁净度等级或噪声级别不同的房间，宜按各自的级别设计；(5)

产生有害物的房间不宜和一般房间合用一个系统；(6)

空调系统的分区应与建筑防火分区相对应。4.3集中空调系统划分和分区处理4.3.2系统分区处理的常见形式

(1)

室内N点相同，热湿比ε不同：采用定露点，分室加热。(2)

室内tN相同，φN允许有偏差，热湿比ε也各不同：采用定露点，相同的Δto，但需根据房间的重要性选择露点。

(3)

室内tN相同，φN也相同，Δto也要求相同，热湿比ε不同:集中处理新风，分散回风，分室加热。即分区空调方式/分层空调方式。

(4)

室内tN相同，热湿比ε不同：双风道系统。

系统分区处理的常见形式（1）采用定露点，分室加热系统图式：系统分区处理的常见形式（1）采用定露点，分室加热焓湿图。

系统分区处理的常见形式（2）采用定露点，相同的Δto，但需根据房间的重要性选择露点。系统分区处理的常见形式（3）分区空调方式系统图式：集中处理新风，分散回风，分室加热。

系统分区处理的常见形式（3）分层空调方式系统图式：系统分区处理的常见形式（4）室内tN相同，热湿比ε不同：双风道系统。

系统分区处理的常见形式（4）双风道系统在焓湿图上的表示。

§4-4半集中式空调系统

半集中式空调系统是在尽量发挥集中式和局部式两类空调系统的优点、克服其缺点的基础上发展起来的。它既有集中的冷热源供应系统，也由分散于各个空调区域的空气处理末端设备。按末端设备工作原理的不同可分为：风机盘管系统和诱导空调系统，也称为混合系统。风机盘管空调系统

风机盘管机组加新风系统的混合式空调系统称为风机盘管空调系统。风机盘管的分类风机盘管系统新风获取方式分类风机盘管处理空气的过程风机盘管适用性及特点风机盘管的选择风机盘管的分类按冷热媒管路分：风机盘管机组中用来冷却或加热空气的盘管要通以冷水或热水。因此机组的水系统至少应装设供、回水管各一根，即做成双管系统。若采用冷、热媒管路分开供应，可做成三管或四管式系统。按风机盘管放置形式分：风机盘管机组有立式和卧式、嵌入式三种。立式的可以沿墙设置在地面上或放在窗台下；卧式的可以悬挂在天花板下或者安装在天棚里。卧式风机盘管立式风机盘管嵌入式风机盘管风机盘管系统新风获取方式分类-1渗入新风和排风：初投资、建筑空间和运行费用省，新风量无法控制，新风洁净度无法保证，室内卫生要求难以保证。该方式适用于要求不高，旧建筑加装空调，或因地位限制无法布置机房和风道的建筑物等。风机盘管系统新风获取方式分类-2墙洞引入新风：初投资省，节约建筑空间；噪声、雨水、污物容易进入室内，机组易腐蚀；室内空气量平衡易受破坏，温湿度不易保证，有风压的影响，高层建筑有烟囱效应的影响，室内新风不理想。该方式只适用于低层部分，或相邻楼房、墙壁构成的避风建筑或改造的旧建筑。风机盘管系统新风获取方式分类-3由内部区空调系统兼供周边区新风：该系统省去了单独的周边新风系统，通风效果好，可适当去湿，初投资、运行费用、占用空间等均比单独设立新风系统节省。风机盘管系统新风获取方式分类-4独立新风系统：初投资较大，通风效果好，风机盘管的冷量可充分发挥。该系统可用于旅馆客房、公寓、医院病房等，同时可与变风量系统配合使用在大型建筑物外区等。四种新风供给系统的综合评价序号系统类型最低初投资最低运行费用最小建筑空间最好通风效果最好建筑形式1渗入新风和排风111412墙洞引入新风221333内部区共给新风332214独立新风44312风机盘管处理空气的焓湿图具有独立新风系统的风机盘管机组夏季处理过程有两种:新风处理到室内焓值，不承担室内冷负荷；新风处理后的焓值低于室内焓值，承担室内部分负荷。新风处理到室内焓值—1新风处理到室内等焓线与Φ＝90％的交点L，过室内状态点作ε线与Φ＝90％交于O点,O点为送风状态点，连接OL点并延长至M,使M点具备以下关系式:新风机组承担冷量为：风机盘管承担冷量为：风量为：Φ＝90％Φ＝100％iNLNWOMε（新风不进入风机盘管）新风处理到室内焓值特点：新风处理到室内焓值不承担空气负荷；新风不进入风机盘管，噪声和风机盘管均小；风机盘管处于湿工况运行，卫生条件差。新风处理到室内焓值—2新风处理到室内等焓线与Φ＝90％的交点L，过室内状态点作ε线与Φ＝90％交于O点,O点为送风状态点,连接LN点,使C点具备以下关系式:新风机组承担冷量为：风机盘管承担冷量为：风量为：Φ＝90％Φ＝100％iNLNWOCε（新风进入风机盘管）新风处理到室内焓值特点：新风处理到室内焓值不承担空气负荷；新风进入风机盘管，噪声、负荷及风机盘管型号均大；风机盘管处于湿工况运行，卫生条件差。新风处理后的焓值低于室内焓值

确定室内外状态点N、W，过N点作ε线，与φ＝90％相交点为送风状态点O；作ON的延长线至P点，并满足：由dp线与机器露点相交于L，连接LO并延长与dn交至M点，

M点即为风机盘管出口状态点。总风量：风机盘管风量：盘管承担冷量：新风机组承担冷量：Φ＝90％Φ＝100％WεLONMP新风处理后的焓值低于室内焓值特点：新风处理到低于室内焓值，承担部分室内冷负荷，全部湿负荷；风机盘管噪声、负荷及风机盘管型号均大；风机盘管处于干工况运行，卫生条件较好。适用性及特点有变负荷特性、性能优异的风机盘管，通常适用于宾馆、公寓、饭店、医院、办公楼等高层建筑场所。该系统的主要优点是：布置灵活，各房间能单独调节温度甚至关闭，不影响其他房间；节省运行费用，与单风道相比可降低20～30%；可承担80%的室内负荷，与全空气系统相比，节省空间；机组定型化，规格化，易于选择安装。缺点是：机组分散设置，维护管理不便；过渡季节不能使用全新风；小型机组气流分布受限制，是用于进深6m内的房间。风机产生的噪音对有较高要求的房间难于处理。某个房间内风机盘管机组的风机虽然能够关掉，但集中供应的冷热媒是不能减少的，因此，在一定程度上将会继续消耗冷量或热量。风机盘管的选择—1根据使用要求和建筑情况，选定风机盘管的型式及系统布置方式，确定新风供给方式和水管系统类型;根据要求处理的制冷量和计算得到的风量,选用风机盘管,但应注意工况的不同。在设计工况下查取修正系数进行修正。风机盘管的名义工况：冷：热：进风干球温度27℃进风干球温度21℃进风湿球温度19.5℃热水进口温度60℃冷冻水进口温度7℃水流量同制冷工况冷冻水进出口水温差5℃风机盘管的选择—2一般按夏季负荷选用风机盘管，冬季校核。设计工况与名义工况有差别，可按样本修正或按下式换算：Q、Qx—设计工况下风机盘管全热制冷量和显热制冷量,kW；Q、Qx0—名义工况下风机盘管全热制冷量和显热制冷量,kW；tg、ts—设计工况下的干球温度和湿球温度,取设计参数,℃；M、M0—分别为设计和名义工况下的水流量，kg/s；tw—名义工况下的水温度，℃。风机盘管的选择—2按上述方法换算后，选择风机盘管的制冷量为：式中：β1—考虑积灰对风机盘管的影响的附加率。仅夏季使用取10％，仅冬季使用取15％，冬夏两季使用20％。β2—考虑风机盘管间歇使用的附加率。根据热模拟可取20％。风机盘管的选择—3风机盘管样本中一般给出高中低三种风速。也有只給高速，中速时应查设备样本确定显热和全热制冷负荷修正系数修正：式中：xx’为全热负荷及显热负荷修正系数。一般中档转速时风量为0.85，冷（热）量为0.9。选定机组，确定水流量及压降。或按空调冷水机组的温差5℃来确定水流量。

半集中式空调系统

半集中式空调系统是在尽量发挥集中式和局部式两类空调系统的优点、克服其缺点的基础上发展起来的。它既有集中的冷热源供应系统，也由分散于各个空调区域的空气处理末端设备。按末端设备工作原理的不同可分为：风机盘管系统和诱导空调系统，也称为混合系统。风机盘管空调系统

风机盘管机组加新风系统的混合式空调系统称为风机盘管空调系统。风机盘管的分类风机盘管系统新风获取方式分类风机盘管处理空气的过程风机盘管适用性及特点风机盘管的选择风机盘管的分类按冷热媒管路分：风机盘管机组中用来冷却或加热空气的盘管要通以冷水或热水。因此机组的水系统至少应装设供、回水管各一根，即做成双管系统。若采用冷、热媒管路分开供应，可做成三管或四管式系统。按风机盘管放置形式分：风机盘管机组有立式和卧式、嵌入式三种。立式的可以沿墙设置在地面上或放在窗台下；卧式的可以悬挂在天花板下或者安装在天棚里。卧式风机盘管立式风机盘管嵌入式风机盘管风机盘管系统新风获取方式分类-1渗入新风和排风：初投资、建筑空间和运行费用省，新风量无法控制，新风洁净度无法保证，室内卫生要求难以保证。该方式适用于要求不高，旧建筑加装空调，或因地位限制无法布置机房和风道的建筑物等。风机盘管系统新风获取方式分类-2墙洞引入新风：初投资省，节约建筑空间；噪声、雨水、污物容易进入室内，机组易腐蚀；室内空气量平衡易受破坏，温湿度不易保证，有风压的影响，高层建筑有烟囱效应的影响，室内新风不理想。该方式只适用于低层部分，或相邻楼房、墙壁构成的避风建筑或改造的旧建筑。风机盘管系统新风获取方式分类-3由内部区空调系统兼供周边区新风：该系统省去了单独的周边新风系统，通风效果好，可适当去湿，初投资、运行费用、占用空间等均比单独设立新风系统节省。风机盘管系统新风获取方式分类-4独立新风系统：初投资较大，通风效果好，风机盘管的冷量可充分发挥。该系统可用于旅馆客房、公寓、医院病房等，同时可与变风量系统配合使用在大型建筑物外区等。四种新风供给系统的综合评价序号系统类型最低初投资最低运行费用最小建筑空间最好通风效果最好建筑形式1渗入新风和排风111412墙洞引入新风221333内部区共给新风332214独立新风44312风机盘管处理空气的焓湿图具有独立新风系统的风机盘管机组夏季处理过程有两种:新风处理到室内焓值，不承担室内冷负荷；新风处理后的焓值低于室内焓值，承担室内部分负荷。新风处理到室内焓值—1新风处理到室内等焓线与Φ＝90％的交点L，过室内状态点作ε线与Φ＝90％交于O点,O点为送风状态点，连接OL点并延长至M,使M点具备以下关系式:新风机组承担冷量为：风机盘管承担冷量为：风量为：Φ＝90％Φ＝100％iNLNWOMε（新风不进入风机盘管）新风处理到室内焓值特点：新风处理到室内焓值不承担空气负荷；新风不进入风机盘管，噪声和风机盘管均小；风机盘管处于湿工况运行，卫生条件差。新风处理到室内焓值—2新风处理到室内等焓线与Φ＝90％的交点L，过室内状态点作ε线与Φ＝90％交于O点,O点为送风状态点,连接LN点,使C点具备以下关系式:新风机组承担冷量为：风机盘管承担冷量为：风量为：Φ＝90％Φ＝100％iNLNWOCε（新风进入风机盘管）新风处理到室内焓值特点：新风处理到室内焓值不承担空气负荷；新风进入风机盘管，噪声、负荷及风机盘管型号均大；风机盘管处于湿工况运行，卫生条件差。新风处理后的焓值低于室内焓值

确定室内外状态点N、W，过N点作ε线，与φ＝90％相交点为送风状态点O；作ON的延长线至P点，并满足：由dp线与机器露点相交于L，连接LO并延长与dn交至M点，

M点即为风机盘管出口状态点。总风量：风机盘管风量：盘管承担冷量：新风机组承担冷量：Φ＝90％Φ＝100％WεLONMP新风处理后的焓值低于室内焓值特点：新风处理到低于室内焓值，承担部分室内冷负荷，全部湿负荷；风机盘管噪声、负荷及风机盘管型号均大；风机盘管处于干工况运行，卫生条件较好。适用性及特点有变负荷特性、性能优异的风机盘管，通常适用于宾馆、公寓、饭店、医院、办公楼等高层建筑场所。该系统的主要优点是：布置灵活，各房间能单独调节温度甚至关闭，不影响其他房间；节省运行费用，与单风道相比可降低20～30%；可承担80%的室内负荷，与全空气系统相比，节省空间；机组定型化，规格化，易于选择安装。缺点是：机组分散设置，维护管理不便；过渡季节不能使用全新风；小型机组气流分布受限制，是用于进深6m内的房间。风机产生的噪音对有较高要求的房间难于处理。某个房间内风机盘管机组的风机虽然能够关掉，但集中供应的冷热媒是不能减少的，因此，在一定程度上将会继续消耗冷量或热量。风机盘管的选择—1根据使用要求和建筑情况，选定风机盘管的型式及系统布置方式，确定新风供给方式和水管系统类型;根据要求处理的制冷量和计算得到的风量,选用风机盘管,但应注意工况的不同。在设计工况下查取修正系数进行修正。风机盘管的名义工况：冷：热：进风干球温度27℃进风干球温度21℃进风湿球温度19.5℃热水进口温度60℃冷冻水进口温度7℃水流量同制冷工况冷冻水进出口水温差5℃风机盘管的选择—2一般按夏季负荷选用风机盘管，冬季校核。设计工况与名义工况有差别，可按样本修正或按下式换算：Q、Qx—设计工况下风机盘管全热制冷量和显热制冷量,kW；Q、Qx0—名义工况下风机盘管全热制冷量和显热制冷量,kW；tg、ts—设计工况下的干球温度和湿球温度,取设计参数,℃；M、M0—分别为设计和名义工况下的水流量，kg/s；tw—名义工况下的水温度，℃。风机盘管的选择—2按上述方法换算后，选择风机盘管的制冷量为：式中：β1—考虑积灰对风机盘管的影响的附加率。仅夏季使用取10％，仅冬季使用取15％，冬夏两季使用20％。β2—考虑风机盘管间歇使用的附加率。根据热模拟可取20％。风机盘管的选择—3风机盘管样本中一般给出高中低三种风速。也有只給高速，中速时应查设备样本确定显热和全热制冷负荷修正系数修正：式中：xx’为全热负荷及显热负荷修正系数。一般中档转速时风量为0.85，冷（热）量为0.9。选定机组，确定水流量及压降。或按空调冷水机组的温差5℃来确定水流量。

空调房间的空气分布速度场的形成——经过空调系统处理的空气，经送风口进入空调房间，与室内空气进行热质交换后，由回风口排出，必然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流流型和流速场。速度场是温度场、湿度场、浓度场存在的基础和前提。气流组织设计的任务——合理的组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足工艺要求和人们的舒适感觉。空调房间气流组织是否合理，不仅影响房间的空调效果，也影响空调系统的能耗量。

影响气流组织的因素——主要有送风口的空气射流及其参数（送风温差、送风口速度）、送风口的位置及型式、回风口的位置、房间几何形状、室内的各种扰动等。

第一节送风射流的流动规律1．射流的形成及其分类

形成——空气从一定形状和大小的喷口出流，可形成层流射流（雷诺数很小时），紊流射流（通常属于这种情况）。

自由射流——空气从直径为d0的喷口以u0的速度，射入到房间体积比射流体积大得多的空间介质中并在其内扩散，在不受周界表面限制的条件下形成的射流即为。

等温自由射流：射流温度与房间温度相同时非等温自由射流——当射流出口温度与房间温度不同时，即为。送风温度低于室内温度者为“冷射流”，高于室内温度者为“热射流”。

受限射流——在射流运动过程中，由于受壁面、顶棚以及空间的限制，射流边界的扩展受到影响。贴附射流：贴附于顶棚的射流。非贴附射流：空调房间四周的围护结构对射流扩散构成的限制。

2．空气射流特性

1）假定条件——射流从孔口或喷管射出时，在出口断面上的速度分布可认为一致。

2）自由射流的特性卷吸作用：空气从孔口或喷管射出后，由于紊流的横向脉动，会碰撞靠近射流边界原来静止的空气，并且带动它们一起向前运动。射流这种“带动”静止空气的作用即为。射流范围不断扩大：由于射流的卷吸作用，射流边界与周围介质之间的紊流动量交换，周围空气不断被卷入，射流不断扩大。射流流量不断增加：由于射流的卷吸作用，周围空气不断被卷进射流范围内，因此射流的流量沿射程不断增加。射流核心不断缩小：射流的不断扩大，射流断面的速度场从射流中心开始逐渐向边界衰减并沿射程不断变化。保持射流初速度的中心区为射流核心，也称起始段（比较短）；射流核心消失以后的段为主体段（工程中重点研究）。射流各断面速度分布的相似性：射流断面越大，速度分布越扁平，各断面的速度分布都不相同，但它们的无因次速度（ux/ux0）分布曲线一样。射流中的压强与周围静止空气的压强相等射流各断面上的总动量相等。

3）自由射流主体段的速度场和温度场分布轴心速度的衰减规律ux/u0=0.48/(ax/d0+0.145)=m1Fo1/2/x

非等温自由射流温度场分布△Tx/△To=0.73ux/u0

阿基米德数Ar判断射流的变形：对于非等温射流，由于射流与周围介质的密度不同，在浮力和重力不平衡的条件下，水平射出的射流轴将发生弯曲。

Ar=gd0（To-Tn）/（u20Tn）

Ar>0，热射流，向上弯曲；

Ar=0，等温射流，不弯曲；

Ar<0，冷射流，向下弯曲。

4）受限射流的风速衰减贴附射流可以看成一个具有两倍出口面积Fo出口射流的一半，其速度衰减式为：

ux/u0=m1（2Fo）1/2/x

贴附射流轴心速度的衰减比自由射流慢，因此达到同样轴心速度的衰减程度需要更长的距离。

5）平行射流的叠加两个相同的射流平行地在同一高度射出，当两射流边界相交后，则产生互相叠加，形成重合流动。汇合前，每股射流独立发展；汇合后，总射流的轴心速度逐渐增大，直至最大，然后再逐渐衰减直至趋于零。

第二节排（回）风口的气流流动

排（回）风口的吸入流动特性在排（回）风口的附近为负压，周围空气自由流向风口，近似于流体力学中的汇流。汇流的规律——在距汇点不同距离的各等速面球面上流量相等。即有，在汇流作用范围内，随着离开汇点距离的增大，任意两点间的流速与距汇点的距离平方反比。

u1/u2=（r2/r1）2排（回）风口速度衰减快的特点，决定了排（回）风口的作用范围很小。所以排（回）风口对房间的气流组织影响比较小。

ux/u0=1/[9.55(x/d0)2+0.75]

在研究空间的气流分布时，主要考虑送风口的作用，同时考虑回风口的合理位置。

第三节空气分布器及房间气流分布形式空气分布器的型式空气分布器简称送风口。送风口型式及其紊流系数a的大小，对射流的发展及流型的形成都有直接的影响。几种常用的送风口型式：侧送（下送）风口、散流器、喷射式送口、旋流送风口、孔板送风口、其它形式的送风口排（回）风口由于排（回）风口的汇流场对房间气流组织的影响比较小，所以它的形式也比较简单。虽然回风口的形式可以简单，但要求应有调节风量的装置。回风口的形状和位置根据气流组织的要求而定，若设在房间下部时，风口的下缘离地面离地面至少0.15m。空间气流分布的形式按照送、风口布置位置和型式的不同，可以有各种各样的气流组织形式。大致可归纳为四种形式：上送下回、上送上回、下送上回、中送风

第四节房间气流分布的计算气流分布计算的任务选择气流分布的形式，确定送风口的型式、数量和尺寸，使工作区的风速和温差满足设计要求。工作区设计参数的确定工作区的温度、湿度、洁净度要求——根据舒适性空调或工艺性空调的参数确定；工作区的流速uN——舒适性空调：室内冬季uN≦0.2m/s，室内夏季uN≦0.3m/s，工艺性空调：宜采用uN=0.2~0.5m/s，送风口的出流速度u0——考虑到噪声的影响，一般u0=2~5m/s。排（回）风口的风速u——一般u≦4m/s。工业建筑允许

u>4m/s,

离人较近时u<3m/s,

居住建筑内

u=2m/s,气流分布的计算