空气调节与空气净化

空气调节与空气净化一.空气调节形成的背景、任务，概念二.空调房间的冷（热）、湿负荷及送风量的确定三.空调调节系统四.空调系统的运行调节五.空调系统的测定与调整六.空气的净化处理七.空气净化系统的验证一.空气调节形成的背景、任务，概念

随着生产力的发展，生产过程对周围环境的要求日益提高，而人类面临不仅要解决自身居住生活和工作环境控制问题。而且要解决生产过程和科学实验过程所要求的环境控制问题。空气调节工程就是在这种背景下，而形成的独立学科分支。

一.空气调节形成的背景、任务，概念

生产过程和科学实验所要求控制的空气环境，一般是指在某一特定空间内对其空气温度、湿度、清洁度和空气流动速度进行调节。一个既定空间内的空气环境，一般要受到两方面的干扰：一是来自空间内部生产过程和人体所产生的热、湿和其他有害物的干扰；一是来自空间外部太阳辐射和气候变化所产生的热作用及外气有害物的干扰。

一.空气调节形成的背景、任务，概念

空气调节将只实现空气温度调节和控制的技术手段称为供暖和降温，将只实现空气的洁净度处理和控制并保持有害物浓度在一定的卫生要求范围内的技术手段称为工业通风。空气调节已由原来温湿环境工程发展到人工环境工程。

二.空调房间的冷（热）、湿负荷及送风量的确定

1.室内温、湿度标准2.空调房间的冷湿负荷3.空调房间送风量的确定

二空调房间的冷（热）、湿负荷及送风量的确定

1.室内温、湿度标准在某一时刻向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。空调房间室内温度和湿度的要求，用两组指标反映，即空调温度、相对湿度基数和空调精度根据空调所服务的对象不同可分为：1.1舒适性空调室内温、湿度标准1.2工艺性空调室内温、湿度标准二空调房间的冷（热）、湿负荷及送风量的确定1.1舒适性空调室内温、湿度标准1.1.1夏季：温度24～28℃，相对湿度40～65%风速不应大于0.3m/s1.1.2冬季：温度18～22℃，相对湿度40～60%风速不应大于0.2m/s1.2工艺性空调室内温、湿度标准1.2.1工艺性空调可分为一般降温性空调，恒温恒湿空调和净化空调等。1.2.2降温性空调规定温度或湿度的上限对空调精度没有要求恒温恒湿空调室内空气的温湿度基数都有严格要求。1.2.3净化空调不仅对空气温湿度提出一定要求，而且对空气中所含尘埃的大小和数量有严格要求

二空调房间的冷（热）、湿负荷及送风量的确定

2.空调房间的冷湿负荷房间得热量指某时刻进入房间的总热量。冷负荷指为了连续保持室温恒定，在某时刻需向房间供应的冷量，或需从室内排除的热量。3.空调房间送风量的确定

三空调调节系统

1.空调调节系统的分类2.普通集中式空调3.空调机组

三空调调节系统

1.空调调节系统的分类空气调节系统一般均由被调节对象、空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备所组成。

三空调调节系统

1.空调调节系统的分类1.1根据空气处理设备的集中程度分类

1.2根据负担室内热湿负荷所用的介质不同分类

1.3根据空调系统使用的空气来源分类

全空气系统全水系统

直流式系统封闭式系统

普通集中式空调系统半集中式空调系统

空气—水系统冷剂系统分散式空调系统回风式系统空调调节系统

2.普通集中式空调系统普通集中式空调系统就是低速单轨道集中式空调系统，它是典型的出现最早，但又是到目前为止使用最广泛的空调系统。

2.1直流式系统2.2一次回风系统2.3普通集中式空调系统设计的几个问题空调调节系统

2.2一次回风系统使用回风的意义与新风量确定方法。

一般空调系统中的新风量的确定要遵循以下三条原则：

2.2.1满足人员卫生要求2.2.2补充局部排风要求2.2.3保证空调房间的正压要求

三空调调节系统

2.3普通集中式空调系统设计的几个问题

2.3.1空调系统的划分与分区处理

2.3.1.1划分空调系统的一般原则可归纳为以下几点：

2.3.1.1.1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补充局部排风要求2.3.1.1.2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

2.3.1.1.3工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个系统

2.3.1.1.4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

三空调调节系统

2.3普通集中式空调系统设计的几个问题2.3.1.2空调系统的分区处理2.3.2单风机系统与双风机系统

2.3.3挡水板问题

2.3.2.1普通集中式空调系统按有无回风机又分为单风机系统与双风机系统

三空调调节系统

3.空调机组

3.1空调机组的类型3.2空调机组的应用

三空调调节系统

3.空调机组

3.1空调机组的类型3.1.1按制冷系统冷凝器的冷却方式分类

3.1.2按结构型式分类

水冷式

风冷式

3.1.2按机组供热方式分类3.1.2按机组用途分类整体式分体式普通式热泵式

三空调调节系统

3.空调机组3.2空调机组的应用

3.2.1单台机组独立使用3.2.2多台机组独立使用3.2.3多台机组联合使用3.2.4利用空调机组做集中式空调系统的空调机

3.2.3.1利用水热源热泵机组的冷却系统将多台机组组合起来使用。3.2.3.2利用集中式新风与排风系统将空调机组组合起来使用

四空调系统的运行调节

空调系统的空气处理方案和处理设备的容量是在室外空气处于冬、夏设计参数以及室外负荷为最不利时确定的。1.普通集中式空调系统的自动控制

1.1空调自动控制系统的组成

1.2空调系统自动控制的两个重要环节

调节器室温控制

执行机构敏感元件

调节机构室内相对湿度控制五空调系统的测定与调整

空调系统在施工以后，正式投入使用之前，需要进行测定与调整。对于刚刚建成的空调系统，通过测定与调整，一方面可以发现系统设计、施工和设备性能等方面存在的问题，从而采取相应的措施保证系统达到设计要求：另一方面也可以使运行人员熟悉和掌握系统的性能和特点，并为系统的经济合理运行积累资料。空调系统测定与调整的主要内容包括：空调系统风量的测定与调整；空气处理设备各项性能指标的测定与调整；空调房间空气状态参数，气流组织以及消声效果等方面的测定与调整等。

五空调系统的测定与调整1.测定调整前的准备工作2.空调系统风量的测定与调整3.空气处理设备容量及系统工况的测定4.空调系统综合效果测定5.测定调整中发现问题的分析和解决方法

五空调系统的测定与调整

1.测定调整前的准备工作1.1熟悉设计资料1.2准备测定仪表1.3编制测定计划

五空调系统的测定与调整

2.空调系统风量的测定与调整

空调系统风量测定与调整的目的是检查系统和各房间风量是否符合设计要求。内容包括系统送风量、回风量、排风量、新风量及房间正压风量等的测定。2.1风量的测定

2.1.1测定内容2.1.2测定方法

五空调系统的测定与调整

2.空调系统风量的测定与调整

在风管中测定风量，实际上归结为选择测定断面，测量断面尺寸，确定测点及测定各测点的风速，进而求各点平均风速。选择测定断面确定测点

测定断面平均风速

2.1.2.1在风管内测定风量

2.1.2.2在送风口和回风口测定风量

风口处的气流一般较复杂，测定风量比较困难。只有不能在分支管处测定时，才在风口处测定。

在测定断面上各点的风速不完全相等，因此一般不能只以一个点的数值代表整个断面。一般采取等面积布点法。

五空调系统的测定与调整

2.2风量的调整

空调系统风量的调整，目的是使空调机处理的空气能按设计要求沿着主干管、支干管及支管和送风口输送到各空调房间，为空调房间建立所需要的温、湿度环境提供重要保证。

系统风量的测定和调整程序并无统一规定。根据实践经验，建议按下列步骤进行：初测各干管、支干管、支管及送、回风口的风量按设计要求调整各送、回风的干管、支干管以及各送、回风口的风量在送、回风系统进行风量调整时，应同时测定与调整新风量，检查系统新风比是否满足设计要求按设计要求调整送风机的总送风量在系统风量达到平衡后，进一步调整送风机的总送风量，使之满足空调系统的设计要求经调整后，在各部分调节阀不变动的情况下，重新测定各处的风量作为最后的实测风量系统风量测定与调整完毕后，用红漆在所有阀门的把柄上作标记，并将阀门位置固定，不得随意变动

五空调系统的测定与调整

5.2.2风量的调整

五空调系统的测定与调整

下面介绍风量调整的原理和常用的调整方法：2.2.1风量调整的原理2.2.2风量调整的方法2.2.3通风机性能测定与调整

2.2.2.1流量等比分配调整法

2.2.2.2基准风口调整法

一般应从最远房间的最远支管开始逐步调向离送风机最近的支管

五空调系统的测定与调整

风量调整之前，应将系统各三通阀置于中间位置，而总阀门处于某实际运行位置，系统其他阀门全部打开。空调系统风量调整完毕后，应将各调节阀的手柄用油漆涂上标记，将风阀位置固定。并且制定运行制度，由运行人员专门管理阀门的开启及调整，其他人员不得随意改变阀门位置。否则，一旦阀门位置改变了，整个系统的风量平衡就会受到破坏，各风口送风量就不能达到设计风量。这一点必须重视。五空调系统的测定与调整

通风机是空调系统用来输送空气的动力设备，它的性能是否符合设计要求，将直接影响空调系统的使用效果和运行的经济性。一般情况下，只要测出风量、风压和转数。2.2.3通风机性能测定与调整

五空调系统的测定与调整

3.空气处理设备容量及系统工况的测定

风量调整完毕后，还要进行空气处理容量及系统工况测定。其目的，一是检查处理设备的容量能否满足设计要求；二是检查系统能否处理出设计要求的送风参数。

对于一般的空调系统，测定的主要设备是冷却装置及加热器。

3.1处理设备最大容量的测定

五空调系统的测定与调整

4空调系统综合效果测定4.1室内温度和相对湿度测定4.2室内气流组织测定4.3室内正压的测定调整4.4超净空调系统含尘浓度的测定

五空调系统的测定与调整

4.空调系统综合效果测定4.1室内温度和相对湿度测定

如果希望了解整个工作区的空气状态是否均匀，可以测定不同标高平面上的温度，绘制平面温差图。当不需要或无条件全面测定时，可以在回风口处测定，一般认为回风口处的空气状态基本上代表工作区的空气状态。

空调系统综合效果测定，目的是检查室内空气温度、相对湿度、气流速度、洁净度及噪声是否满足工艺和设计要求。

五空调系统的测定与调整

4.

空调系统综合效果测定

4.2室内气流组织测定4.2.1测定目的

4.2.2气流组织测点布置4.2.3气流流型测定4.2.1.1了解不同送风量和送风速度对气流流型和室内空气参数的影响。4.2.1.2有净化和超净化要求的房间，了解室内气流流型对室内净化效果的影响。4.2.1.3当室内空气参数不符合设计要求时，需要测定气流组织，以便找出原因，分析改进。

烟雾法

逐点描绘法

五空调系统的测定与调整

4.空调系统综合效果测定

4.3室内正压的测定调整

室内正压可用补偿式微压差计来测定。正压的调整：为了不使正压值过大，需要进行调整。在送风量一定的情况下，开大回风阀，增加回风量，可使正压值减小。超净空调系统含尘浓度的测定

测定内容包括各级过滤器效率和室内浓度的测定

五空调系统的测定与调整

5.测定调整中发现问题的分析和解决方法

在测定调整中产生问题的原因是多方面的，其测定与调整质量取决与量测的可靠性。可是在现场，要准确测量是很困难的。因此，解决的方法也应根据具体条件做具体分析，灵活掌握和运用，要结合现场情况，应用理论知识，提出切实可行的解决问题的方法。六空气的净化处理

1.室内空气的净化标准2.大气尘的尘粒特性3.空气过滤器4.净化空调系统5.空气的灭菌、除臭

六空气的净化处理

1.室内空气的净化标准1.1空气的含尘浓度表示法

1.2室内空气的净化标准

质量浓度

室内空气的净化标准是以含尘浓度来划分的。一般民用和工业建筑的空调房间的净化标准，大致可分为以下三类:一般净化粒径颗粒浓度超净净化中等净化计数浓度

六空气的净化处理

2.

大气尘的尘粒特性

大气尘是空气净化的直接处理对象。它不仅包含固态微粒；而且还包含液态微粒。在空气洁净技术中，提及的含尘浓度是指大气中粒径小于10μm的悬浮微粒的浓度。大气尘的浓度气尘的粒径分布

六空气的净化处理

3空气过滤器

工业除尘是用各种类型的除尘器，把含尘量较大的空气经净化处理后排至室外，以使大气不受或少受污染。空调工程是把含尘量低的空气，经净化处理后送入室内，通常采用过滤方法，使用的设备是各种空气过滤器。

3.1空气过滤器的滤尘机理3.2空气过滤器的主要性能指标3.3空气过滤器的分类和效率检测3.4空调工程常用过滤器3.5空气过滤器的选择应用

干式纤维过滤器的滤料有玻璃纤维、合成纤维、石棉纤维以及由这些纤维制成的滤纸或滤布。滤料的特点是由细微的纤维紧密地错综排列，形成一个具有无数网眼的稠密的过滤层，纤维上没有任何粘性物质。其滤尘机理至少有以下五种：拦截作用惯性作用扩散作用重力作用静电作用

六空气的净化处理

3.1空气过滤器的滤尘机理

空调用空气过滤器，根据滤尘机理不同，主要有三种类型：粘性填料过滤器、干式纤维过滤器和静电过滤器。

六空气的净化处理

3.2空气过滤器的主要性能指标

空气过滤器的主要性能指标有四项：效率、阻力、容尘量以及面速和滤速。

过滤效率过滤器容尘量过滤器的面速和滤速

六空气的净化处理

3.3空气过滤器的分类和效率检测

空气过滤器一般按过滤效率的高低分为：粗效、中效、亚高效、0.3μm级高效和0.1μm级高效过滤器。

由于各类过滤器的性能差别极大，尤其是对被滤尘粒粒径的选择性不同，因此很难用同一种尘源及同一种方法来进行效率检测鉴定和比较，亦即不同类型的过滤器须采用不同的试验尘和不同的效率检测方法。常用的效率检测方法有以下几种：油雾法粒子计数器计数法0.1μm级高效过滤器的效率检测质量法比色法钠焰法

六空气的净化处理

3.4空调工程常用过滤器

粗效过滤器

中效过滤器

高效过滤器

六空气的净化处理

3.5空气过滤器的选择应用

空气过滤器的选择应综合考虑工艺对室内洁净度的要求、室内空气含尘浓度、系统阻力、维护管理以及一次投资等各种因素。首先应根据室内的洁净度要求，确定过滤器应具备的净化能力。

六空气的净化处理

4净化空调系统

净化空调系统是指要求空调房间内空气洁净度达到一定级别的空调系统。它与一般空调系统的设计相比，有下述几方面的特点:

4.1气流组织和通风量4.2洁净室的正压控制4.3新风量的确定

六空气的净化处理

4.净化空调系统4.1气流组织和通风量4.2新风量的确定4.1.1尽量防止尘粒的二次飞扬，以减少尘粒对工艺过程的污染机会4.1.2尽量减少涡流，以避免将工作区外的尘粒带入工作区4.1.3工作区的气流速度应满足空气洁净度和人体健康的要求，并应使工作区气流流向单一

目前洁净室采用的气流组织型式，主要有乱流和平行流（层流）两类六空气的净化处理

为防止周围空气的渗入，洁净室内必须保持一定正压。洁净室的正压是通过使室内的送风量大于回风量和排风量之和来达到的。

4.3洁净室的正压控制

六空气的净化处理

5.空气的灭菌、除臭5.1空气的灭菌

对于有无菌要求和常被细菌污染的房间，有必要对空气进行灭菌处理。灭菌的方法有以下几种：加热消毒法喷药法

紫外线灭菌法臭氧灭菌法5.1.1过滤法5.1.2消毒灭菌法

六空气的净化处理

5.空气的灭菌、除臭

臭味的来源很多，生产过程或产品散发的臭味；臭味可以通过物理方法或化学方法予以去除。空气调节中最为有效的除臭方法有通风法、洗涤法和吸附法通风法

吸附法5.2空气的除臭

洗涤法

七空气净化系统的验证1.空气净化系统验证的组成2.空气净化系统测试仪器的校准3.空气净化系统的安装确认4.空气净化系统的运行确认5.洁净度测定

七空气净化系统的验证

1.空气净化系统验证的组成1.1受控环境验证1.2空气净化系统验证100级无菌区域100级洁净区域10000级洁净区域100000级洁净区域300000级洁净区域

由测试仪器校准、安装确认、运行确认、洁净度测定（验证）等几方面组成。在验证中需作仪器仪表校准的设备有：①专用设备；②公用设备；③验证用设备和仪器。空气净化系统涉及的设备主要有：空气处理设备（空调器）、除湿机、层流罩、洁净工作台等。

七空气净化系统的验证

1.空气净化系统验证的组成1.3空气净化系统验证的文件验证管理程序方面的文件

与验证一致的标准和规定空气净化系统安装确认、运行确认和验证指南参考分析方法

验证报告的编写规定、归档等方面的SOP

七空气净化系统的验证

2.空气净化系统测试仪器的校准

在空气净化系统的测试、调整及监控过程中，需要对空气的状态参数和冷、热介质的物理参数、空调设备的性能、房间的洁净度等进行大量的测定工作，将测得的数据与设计数据进行比较，判断。这些物理参数的测定需要通过比较准确的仪表及仪器来完成。空气净化系统测试的主要仪器仪表举例如下：

七空气净化系统的验证

3.空气净化系统测试仪器的校准测量温度的仪表测量空气相对湿度的仪表测量风速的仪表测量风压的仪表空气净化系统常用电工仪表直接测量风量的仪器层流罩等设备上使用的微压表高效过滤器检漏用仪表洁净室洁净度测定用仪器细菌采样用仪器其他测试仪器

为保证设备正常，测试可靠，首先要严格检验测试仪器动作是否正确

七空气净化系统的验证

3.空气净化系统的安装确认

洁净室竣工以后和投产以后都需要进行测定及验收，在系统大修或更新时也要进行测定。在测定之前对洁净室的概况必须全面了解，主要内容包括：净化空调系统和工艺布置的平面图、剖面图及系统图；对空气环境条件的要求；空气处理方案；送回风、排风量及气流组织；人、物净化方案；洁净室的使用情况；厂区及周围污染情况等，以资测定后分析影响环境条件的因素。

七空气净化系统的验证

3.空气净化系统的安装确认

空气净化系统验证与施工验收有许多共同之处，有联系也有区别。施工验收主要是项目竣工后对设计及施工质量的评价，其测定的项目较多；验证却是证明该空气净化系统是否能达到生产的要求。验证在工程竣工、验收后进行，有些测定项目两者可以共用，但验证在运行后还要定期做；另外从文件上看，验证的测定项目不必像工程竣工验收这么多，但必须包括安装及运行两方面的数据。

七空气净化系统的验证

3.空气净化系统的安装确认由质量部门及技术