空调系统课件

第6章

空调系统

主要内容

6.1空调系统及类型6.2新风量的确定6.3全空气系统

6.3.1直流式系统的分析与计算

6.3.2一次回风系统的分析与计算

空调系统的类型有很多种，各有其最佳的适用场合，只有全面、深入地了解各种空调系统的构成与特点，掌握有关设计方法，才能为需要空调技术控制室内空气环境的建筑或房间选定和设计出最合适的空调系统。6.1空调系统及类型

空调系统是空气调节系统的简称，是以空气调节为目的，对空气进行处理、输送、分配、并控制其参数的所有设备、装置、管道及附件、仪器仪表的总合。空气调节的工作过程就是制冷系统和空气系统不断循环的过程。

主要内容

4.1空调系统及类型4.2全空气系统

4.3.1直流式系统的分析与计算

4.3.2一次回风系统的分析与计算

5.2.3新风量的确定

5.2.4变风量系统

5.2.5系统划分原则与空调设备的确定6.1空调系统及类型

空调系统是实现空调目的的“硬件”保证，由于系统的主要组成部件不同，或负担室内热湿负荷所用的介质种类不同，使得空调系统的类型很多，按不同的分类方式可以分成10多种类型，各种类型的不同组合又可派生出更多的组合类型。6.1空调系统及类型

1.按空调设备的设置情况分类

(1)集中式系统基本特征

空调设备一般设在空调机房内，通过送回风管道与各个空调房间相连。空气经空调设备集中处理后借助送风管道和送风口分送到各个空调房间，吸热吸湿或放热放湿后又通过回风口和回风管道，部分返回空调设备再处理使用。6.1空调系统及类型

(2)半集中式系统基本特征

除了设有集中处理空气(如新风)的空调设备外，在各个空调房间还分散设有以处理室内循环空气为主的空调设备，又称为末端装置(如风机盘管)。集中处理空气的空调设备仅有送风管道与各个空调房间相连，没有回风管道。

集中式和半集中式空调系统通常又统称为中央空调系统。6.1空调系统及类型

(3)分散式系统(又称为局部机组系统)基本特征

各个空调房间的空气处理，均由设在各房间的空调设备(如各种房间空调器或单元式空调机)独立、就地完成

。6.1空调系统及类型

2.按负担室内热湿负荷所用的介质种类分类

(1)全空气系统基本特征

空调房间的热湿负荷全部由经过处理的空气来负担。由于空气的比热容较小，Cp=1.005kJ/kg·℃；Cw=4.187kJ/kg·℃需要较多的空气才能达到消除余热余湿的目的。因此，这种系统要求有较大断面的风道，占用建筑空间较多。属于这类系统的有单风管系统、变风量系统、全空气诱导系统等。6.1空调系统及类型

(2)全水系统基本特征

空调房间的热湿负荷全部是由经过加热或降温处理后的水来负担。由于这种系统是靠水来负担空调房间的热湿负荷，解决不了通风换气问题，因此室内空气质量没有保障，通常不单独采用。属于这类系统的有风机盘管系统、辐射板系统等。6.1空调系统及类型

(3)空气—水系统基本特征

实际上是前两种系统的组合。它由经过处理的空气和水共同负担空调房间的热湿负荷。广泛采用的是风机盘管加新风系统。冷热源各房间风机盘管新风处理机室内空气环境新风管道送风送风口送风冷热水6.1空调系统及类型

(4)制冷剂系统又简称为冷剂系统。这种系统是把制冷或热泵装置的蒸发器(冷凝器)直接放在室内，由制冷剂来负担空调房间的热湿负荷。变制冷剂流量分体式(VRV)系统就是典型的这种系统。空调系统另外一些分类方式根据风管道内空气流速的高低分低速空调系统(v＜8m/s)和高速空调系统(v＝20～30m/s)。根据空调设备只配备了送风机，还是既有送风机也有回风机，可分为单风机空调系统和双风机空调系统。根据系统的用途不同分

舒适性空调系统和工艺性空调系统。根据系统的控制要求不同分

一般性空调系统和恒温恒湿空调系统。根据系统的送风量是否能自动调节分

定风量空调系统和变风量空调系统。根据系统使用的时间段不同分

全年性空调系统和季节性空调系统。6.2新风量的确定

空调系统的新风量是指冬夏季设计工况下应向空调房间供给的室外新鲜空气量，也是空调系统运行期间的最小新风供给量。向空调房间供给新风量是保证良好室内空气环境的基本要求，也是衡量空调系统是否达到健康空调标准的基本条件。在夏季，供给新风量的多少与室内空气质量和空调系统的能量消耗及运行费用有关，二者是相互对立的。显然，多供新风则室内空气质量好，但空调系统处理新风的能量消耗大，运行费用高。6.2新风量的确定在确定新风量取值时要兼顾室内空气质量和空调系统的能量消耗，但卫生要求是基础，通常要考虑

★人员所需新风量

★补偿局部排风或燃烧需要的空气量★保持室内正压所需新风量6.2新风量的确定

1.人员所需新风量

无论是工业建筑还是民用建筑，人员所需新风量都应根据室内空气的卫生要求、人员的活动和工作性质，以及在室内的停留时间等因素确定。在人员停留时间较长的空调房间里，新风量供应的多少对人的健康有直接影响，因为人体生理供氧量和冲淡室内有害气体及异味的任务都要由新风来承担。民用建筑主要是对CO2的浓度要求。在人员停留时间较长的空调房间里，新鲜空气的多少对人们的健康有直接的影响。因此，室内空气必须满足一定的卫生要求，一般是根据室内所允许的二氧化碳浓度通过计算确定。即表6-3公共建筑主要房间人员所需最小新风量

6.2新风量的确定对于人员密集和停留时间较短的建筑物(如影剧院、体育馆等)，夏季新风量所形成的冷负荷比例甚高，确定新风量时尤应慎重。表4－4给出的美国ASHRAE62标准中每人所需室外新风量可供参考。

表6-4ASHRAE62室外空气通风量(单位m3/h·人)

6.2新风量的确定2.补偿局部排风或燃烧需要的空气量当空调房间有排除有害气体或异味的局部排风时(如旅馆客房的卫生间排风)，为了不使房间内产生负压，需要利用空调系统供应相应量的新风来补偿排风量。当空调房间设有排除有害气体的局部排风装置时，为了不使房间产生负压，空调系统中必须有相应的新风量来补偿排风量，即6.2新风量的确定

3.保持室内正压所需新风量为防止外界未经处理的空气渗入空调房间，干扰室内控制参数，需要使房间内的压力高于室外的压力。保持房间正压的新风量，等于在室内外一定压差下通过门缝、窗缝等缝隙渗出的风量，可按下式计算5.2新风量的确定6.2新风量的确定

3.保持室内正压所需新风量一般舒适性空调室内外压差值宜取5～10Pa，不应大于50Pa；工艺性空调按工艺要求确定。空调房间内正压的维持是靠送风量大于回风量来实现的。送、回风量的差值由空调系统提供的新风量来保证。

6.2新风量的确定在确定新风量取值时要兼顾室内空气质量和空调系统的能量消耗，但卫生要求是基础，通常要考虑

★人员所需新风量

★补偿局部排风或燃烧需要的空气量★保持室内正压所需新风量满足上述三方面要求的最小新风量可确定为空调系统的新风量。当以上条件不具备时，也可按不少于房间总送风量的10%来估算新风量，即新风比(新风量与房间总送风量之比)m≥10%。

多房间空调系统最小新风量的确定当一个空气调节风系统负担多个使用空间时，系统的新风量应按下列公式计算确定一个全空气空调系统向下面几个房间送风，根据《公共建筑节能设计标准》确定系统的新风量。房间用途在室人员新风量（m3/h）总风量（m3/h）新风比（%）办公室20680340020办公室413619407办公室501700510033接待室615631205合计8026721356020一个全空气空调系统向下面几个房间送风，根据《公共建筑节能设计标准》确定系统的新风量。房间用途在室人员新风量（m3/h）总风量（m3/h）新风比（%）办公室301020340030办公室413619407办公室501700510033接待室615631205合计80267213560206.2新风量的确定

4.新风的获取方式空调机房设在建筑的外区时——在空调机房设新风窗直接从室外吸取新风。空调机房设在建筑的内区时——采用竖风道(对于高层建筑)或新风管道，将室外空气送至各层或各处的空调机房。6.3全空气系统

是出现最早，至今仍在广泛使用的集中式空调系统。其中使用最多的是低速、定风量系统。是大空间公共建筑的舒适性空调和要求较高的工艺性空调采用最多的空调系统。主要组成部件空调设备、风管道系统、送回风口适用场合面积较大、空间较高、人员较多、室内温湿度要求较高、噪声要求较严的房间。6.3全空气系统主要优点空调设备集中设置在专门的空调机房内，能实现对空气的各种处理过程，可以满足各种调节范围、空调精度和洁净度的要求，且便于集中调节和维护保养；室内空气质量容易得到保证和控制；消声隔振比较容易，且效果较好；使用寿命长，初投资和运行费用比较小；新风量调节方便，春秋季可实现全新风送风，节约能源，降低运行费用。6.3全空气系统主要缺点风管道占用建筑空间过大，相应要求建筑层高较高；一般一个空调系统只能处理一种送风状态的空气，不能同时满足有温湿度控制差别的房间或区域的需要；系统作用范围内不同房间或区域负荷有变化或不需要空调送风时，不便于自动调节相适应或不送风，难以满足不同房间或区域的控制要求并造成能量的浪费；各房间之间有风管道连通，不利于防火防烟。6.3全空气系统直流式系统混合式系统全空气系统一次回风系统二次回风系统按空调设备处理的空气来源不同分根据回风在空调设备中的使用次数不同分6.3.1直流式系统的分析与计算

特征空调设备处理的空气全部为室外空气(新风)，因此又称为全新风系统。特点系统形式简单送风空气质量好能耗大图6-1直流式系统示意图6.3.1直流式系统的分析与计算

适用场合室内散发有毒、有爆炸危险气体的房间，以及医院的烧伤病房和传染病房、宾馆的厨房等。空气变化流程

图6-2直流式系统夏季空调过程6.3.1直流式系统的分析与计算

采用机器露点(L点)送风方案时，夏季对空气进行热湿处理所需要的冷量

空调送风量图6-2直流式系统夏季空调过程采用规定送风温差△t送风方案时，夏季对空气进行热湿处理所需要的冷量

夏季空调送风量图6-2直流式系统夏季空调过程hL

100％hNhWhOWL

ON6.3.2一次回风系统的分析与计算一次回风系统是一次回风全空气空调系统的简称

主要优点(与直流式系统相比)夏冬季节可使用部分回风。春秋(过渡)季节能充分利用室外空气的自然调节能力，甚至全部使用室外新风而不用回风(即作为直流式系统运行)，减少人工冷热源的运行时间，有利于节能、降低运行费用。适用场合

空调房间面积大，单位面积人员密度大，新风量要求高，室内空气控制参数要求较严格的场所。

图6-3一次回风系统简图1－过滤器2－换热器3－风机4－消声器5－送风口6－回风口1.一次回风系统夏季处理空气(1)露点送风(2)再热式送风WL100%hWεhLLhNChC图6-4一次回风系统夏季空调过程6.3.2一次回风系统的分析与计算N6.3.2一次回风系统的分析与计算图4-4为一次回风系统露点送风夏季空调过程在h－d图上的表示。空气变化流程WN100%hWεhLLhNChC图6-4一次回风系统夏季空调过程1.一次回风系统夏季处理空气需要的冷量从图6-4可看出，为了把qmkg/s的空气从C点降温、减湿、减焓处理到L点，空调设备所需耗用的冷量为WL100%hWεhLLhNChC图6-4一次回风系统夏季空调过程6.3.2一次回风系统的分析与计算N在室内外状态参数、室内热湿负荷和送风量相同的条件下，比较直流式(全新风)系统和一次回风系统处理空气所需要的冷量。由于空气的热湿处理过程分别为W到L

和C到L，而hW

＞hC，因此