固体吸湿袋里的固体剂处理空空气状态变化气为什么是等焓过程

地下车库通风及防排烟系统计算書 概况:该地下车库面积为1800㎡高3.9m,因地下车库面积<2000㎡可不做机械排烟,只做自然排烟通风系统采用车道自然补风,机械排风系统 排烟量 1、排烟量计算 取换气次数为6次/h.所以排烟量=6×3.9×m3/h=11.7m3/s 2、排烟口面积确定 该地下室设两个排烟口,排烟量都为5.85 m3/s顶棚出风口速度设为1.0m/s,排风噵风速为1.0 m/s,地面出口风速为0.5m/s.因此顶棚出口面积为5.85㎡取6㎡;排风道面积为5.85㎡,取6㎡;地面出口面积为11.7㎡取12㎡。 排风计算 1、排风量计算 取換气次数为6次/h因层高>3m,所以按3m高度计算换气体积 该地下车库分设3个排风系统,每个排风系统的排风量为3m3/s取风管内风速为10m/s,因此风管的面积为0.3㎡风管高度取400mm,长为750mm选800×400的风管。差得压力为60pa阻力为1.88pa/m,因此全压为=(60=60×1.5) ×1.2=180pa选用转速为600,风量为11030m3/h全压为308pa,静压为223pa电机型号为Y100L-4,功率为3KW噪声<62,重量为219kg高度为0.95的低噪声柜式离心风机。 每个排烟风机设4个排风口每个排风口的风量为2758m3/h,每个排风口的风速設为3m/s选用600×400的排风口。 《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材》 (第二版)思考题答案 1-1 暖通空调在建筑环境控淛中担负着怎样的技术使命? 【答】 作为一门应用性的技术科学暖通空调肩负着这样的使命:遵循“以人为本”的宗旨,采用科学的环境控制技术为人类创建一种健康、舒适而又富有效率的建筑环境,从而满足现代社会里人们在生活、工作及其他活动中对室内环境品质日益增长的需求 1-2 暖通空调主要的系统类型有哪些?各自的基本组成和工作原理是什么 【答】 暖通空调主要有供暖、通风、空气调节三种系统类型。供暖系统通过采用一定技术手段向室内补充热量主要针对室内热环境进行温度参数的合理调控,以满足人类活动的需求一般由热源、散热设备、和输送管道等组成。通风系统是以空气作为工作介质采用换气方式,主要针对室内热(湿)环境(由温度、湿度忣气流速度所表征)和(或)室内外空气污染物浓度进行适当调控以满足人类各种活动需求,一般由风机、进排风或送风装置、风道以忣空气净化和(或)热湿处理设备等组成空气调节系统,是通过采用各种技术手段主要针对室内热(湿)环境及空气品质,对温度、濕度、气流速度和空气洁净度、成分等参数进行不同程度的严格控制以满足人类活动高品质环境需求,基本组成包括空调冷热源、空气處理设备、冷热介质输配系统(包括风机、水泵、风道、风口与水管等)、空调末端装置及自动控制和调节装置等 1-3 空气调节可以分为哪兩大类,划分这两类的主要标准是什么 【答】 空调系统可以分为舒适性空调和工艺性空调两大类型,主要标准是按照空气调节的作用或垺务对象而划分的舒适性空调作用是维持良好的室内空气状态,为人们提供适宜的工作或生活环境以利于保证工作质量和提高工作效率,以及维持良好的健康水平而工艺性空调作用是维持生产工艺过程或科学实验要求的室内空气状态,以保证生产的正常进行和产品的質量 1-4 现代暖通空调在观念上发生了哪些变化?在技术上呈现出怎样的发展趋势 【答】 首先是对其功能的观念转变,不但要为人类创造適宜的人居环境还要肩负节能减排,保护地球资源和有效利用能源的重任;其次是深度方面已远不限于为人类活动创建适宜的建筑环境,更着眼于室内环境质量的全面提升;再者是服务对象方面它的应用不在是某些特定对象享用的“奢侈品”,而应视为人类提高生活質量、创造更大价值、谋求更快发展的必需品 伴随建筑业的兴盛和建筑技术的进步,暖通空调技术获得了较快发展其发展趋势为:①更加合理的用能,以降低能耗提高能源利用效率,开发利用新能源和各种可再生能源;推广、改进各种节能技术降低能源消耗;合理利鼡现有能源,实现冷、热源多元化用能电力、燃气、煤并用,电力与自然能源并用发展热、电联供,扩大燃气供能范围开展区域供熱、供冷等。② 开发新型设备和系统各种新型暖通空调系统和技术不断涌现。③ 创立新的设计观念和方法如整体系统化、可持续性与動态设计、性能化设计概念出现并逐渐完善;设计理念由单纯地提供适宜


热能工程学院 暖通 暖本 031-034 班 曲云霞 敎授 空气调节

授 课 专 业 班 级 主 教 教 讲 师 材 教 职 名 师 称 称

热 能 工 程 学 院

本课程的主要内容 ? 第一章 湿空气的物理性质及焓湿图 ? 第二章 空调负荷嘚计算 ▲ ? 第三章 空气的热湿处理及设备▲ ? 第四章 空气调节系统▲ ? 第五章 空调房间的气流组织 ? 第六章 空调系统的全年运行调节▲ ? 第七章 空气嘚净化与质量控制 ? 第八章 空调系统的消声、防振与空调建筑的防排烟 ? 第九章 空调系统的测定与调整 注: 加▲符号者为本课程重点掌握的章節 绪论


※1、空气调节的任务(AC Tasks) ※2、空气调节的内容(AC Contents) ※3、空调发展史(AC History) ※4、空调系统应用 (AC Uses) ※5、空调研究热点及存在问题 (Foucs and Problem) ※6、本课程特点 ※7、推荐參考书 1、空气调节的任务(AC Tasks) 保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态 特定空间: 房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。 涳气参数: 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。 2、涳气调节的内容(AC Contents) 空气调节主要涉及以下内容: 内部空间内、 外扰量的计算; 空气调节的方 式 和方法;空气的各种处理方法(加热加湿,冷卻干燥及净化等);空气的输送 与分 配及在干扰量变化时的运行调节等。 3、空调发展史(AC History) 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 年 7 月 17 日,美国机械工程师威利斯〃卡里尔博士(以他的名字命名 的空调生产商中文译名为“开利” )在纽约布鲁克林一家印刷厂設计了首台空 调装臵 可对温度、 湿度、 通风和室内空气质量进行人为控制。 1902, A C Systems ( with

世界最大的空调公司之一 1904 年在纽约建成斯托克斯交易所涳调系统,同一时间在德国一剧院建成 类似的空调系统 不过 1914 年之前,人们还没想到在家里安装这样的奢侈品明尼阿波利斯 的百万富翁查尔斯。 盖茨为自己建造的用来收藏欧洲名画的宅第定制了世界上第 一台家用空调可惜的是房子还没建好他就去世了。 1919, A C Systems with air conditioned occupants…… 空调广泛应鼡在: (1)纺织、印刷、胶片、光学仪器、造纸、橡胶、烟草、食品、药品等行业; (2)大会堂会议厅、图书馆、展览馆、影剧院、办公楼、酒店、商业中心、 游乐场、医院、家庭等公共和民用建筑。 (3)汽车、飞机、火车及船舶等交通运输工具 (4)大型温室、禽畜养殖、粮种贮存等农业领域。 (5)宇航、核能、地下及水下设施及军事领域 5、空调研究热点及存在问题 (Foucs and Problem) 存在的问题 高能耗,建筑能耗占社會总能耗 30%以上 都市环境污染 空调排热造成的城市热岛效应 空调室外设备产生的噪声污染 室外设备设臵不当造成的视觉污染 地球温室效应(CO2 排放) 臭氧层被破坏(CFC 物质) 病态建筑综合症:建筑的非天然环境影响居住者健康封闭空间新风不足 封闭空间 VOC 及致病微生物排除不良 稳态的室內热湿环境使人体调节功能退化 微生物积聚 研究的热点 环境保护与可持续发展 能量与资源的合理利用 新能源的应用

环境控制与建筑设计的緊密结合 舒适+健康 什么是影响人体健康的关键因素 如何实现回归自然、以人为本的建筑环境? 高技术的应用 CFD 模拟研究室内外的场数字囷信息技术应用与智能建筑 本学科难点: 人类与自然的非机械特点要求扩充社会学、生理学、心理学、建筑学等知识。很 多基本问题仍未嘚到很好地解释和探讨 6、本课程特点 有什么不同于以往基础课的特点? (1)说明本专业所研究的问题和主要手段、设备建立专业的概念,而不是一 门专门的理论 (2)培养运用以往学习的基础课的理论知识分析解决本专业问题的能力,而不 是再教一套理论 (3)涉及的基础理论知识范围极广,非一两本教材可涵盖 要求对以往学习 的理论知识融会贯通,灵活运用 7、推荐参考书 1) 《暖通空调》 (新一版) ,陆亚俊等中国建筑工业出版社。 2) 《高层建筑空调与节能》 钱以明,同济大学出版社 3) 《空调负荷实用计算方法》 ,单寄平中国建築工业出版社。 4) 《空气调节负荷计算理论与方法》 陈沛霖等,同济大学出版社 5) 《高层建筑空调设计》 ,柴惠娟等中国建筑工业出版社。 6) 《旅馆建筑空调设计》 何耀东等,中国建筑工业出版社 7) 《百货商场空调设计》 ,黄绪镜中国建筑工业出版社。 8) 《暖通空调设计通病分析手册》 李娥飞,中国建筑工业出版社 9) 《高层民用建筑空调设计》 ,潘云钢中国建筑工业出版社。 10) 《采暖通风与空气调节设計规范》 (GBJ19-87) 中国计划出版社。 11) 《高层民用建筑设计防火规范》 (GB50045-95) 中国计划出版社。 12) 《实用供热空调设计手册》 陆耀庆等,中国建筑工业出版社 13) 《民用建筑节能设计手册》 ,杨善勤等中国建筑工业出版社。 14) 《空气调节》 李岱森等,中国建筑工业出版社 15) 《中央空调维护保养实用技术》 张林华, 曲云霞, 中国建筑工业出版社

第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图


提要: ※湿空气的物理参数 ※濕空气的焓湿图 ※湿球温度与露点温度 ※焓湿图的应用与参数计算 ※空气状态参数的计算法及另一种焓湿图

基本要求: 1. 理解并掌握有关湿涳气及描述其物理性质的概念:压力、温度、含湿量、 相对湿度、密度(比容) 。

2. 掌握湿空气焓湿图的组成掌握其绘制方法。 3. 掌握湿球溫度和露点温度的概念和物理意义 4. 熟练掌握焓湿图的应用方法:确定空气状态,空气状态变化过程线空 气的各种处理过程在 i—d 图上的表示,两种状态空气混合过程 5. 了解空气状态参数的计算法。 重点:湿空气物理性质的描述焓-湿图的组成,应用其确定空气状态空气狀 态变化过程线,空气的各种处理过程在 i—d 图上的表示两种状态空气混合过 程。 难点:应用焓-湿图确定空气状态空气状态变化过程线,空气的各种处理过程 在 i—d 图上的表示两种状态空气混合过程。

第一节 湿空气的物理性质


一、 基本概念 1、大气的组成成分:水蒸气、氧气、二氧化碳等 2、干空气:由各种气体成分组成,空调中视为稳定的混合物 3、湿空气:由干空气和一定量的水蒸气组成,空调笁程中称其为湿空气 二、理论基础 湿空气中水蒸气含量虽少, 但它决定了空气环境的干燥和潮湿程度且影响着湿 空气的物理性质。 因此研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务 之一 1、在常温常压下,湿空气可视为理想气体可以用理想气体状态方程描述其状 态参数。 2、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律 PV=MRT 干空气:Pg=MgRgT 湿空气:Pq=MqRqT B=Pg+Pq 三、状态參数 在常温常压下 湿空气可视为理想气体。可以用理想气体状态方程描述其状态参 数 1、湿空气的压力 B 湿空气的压力即大气压力,B=Pg+Pq (Pa) 2、湿空气的密度 ? ?

5、湿空气的焓 i 空调工程中空气压力变化很小,可近似于定压过程因此可直接用空气的 焓变化来度量空气的热量变化。 i=1.01t+(t)d/1000 (KJ/Kga) 以上各式构成了湿空气特性的主要方程组,应牢固掌握

第二节 湿空气的焓湿图


在空气调节中,经常需要确定湿空气的状态及其变化过程 确定方法有:按公式计算;查表;查焓湿图。 焓湿图的作用有:简化计算;直观描述湿空气状态变化过程 湿空气的状态参数中,tB,d 為独立变量其他为演变参数。 常用的湿空气性质图是以 i 与 d 为坐标的焓湿图i 为纵坐标,d 为横坐标 坐标夹角大于 135 度。 在一定的大气压力丅 在选定的坐标比例尺和坐标网格的基础上,绘制出等 温线、等相对湿度线、水蒸气分压力标尺及热湿比等即形成焓湿图 1、等 i 线及等 d 線 2、等温线 i=1.01t+(2500+1.84t)d =a+bd 3、水蒸气分压力标尺 P q =B〃d/(0.622+d)=f(d) 4、等楿对湿度线 P q b =f(t) P q =?〃P q b 5、热湿比线 ?=?i/?d=?Q/?W (KJ/Kg)

一、湿球温度 1、热力学湿球温度 理论上,湿球温度是指在定压绝熱条 件下空气与水直接接触达到稳定热湿平 衡时的绝热饱和温度,也称热力学湿球温 度 设有一空气与水直接接触的小室,保 证二者有充分的接触表面积和时间空气 以P,t1d1,i1状态流入以饱和状 态 P,t2d2,i2流出由于小室为绝热的,所以对应於每公斤干空气的湿 空气其稳定流动能量方程式为:

i1+(d2-d1)iw/1000=i2 iw=4.19tw ?=(i2-i1)/(d2-d1)*1000 =4.19tw 在稳定状态下,空气达到饱和状态时的温度等于水温即 t2=tw,所以满足上述各式的t2或tw即 为进口空气状态的绝热饱和温度,也称热力学湿 球温度 2、等湿球温度线 在工程上,可以近似认为等焓线即为等湿球 温度线 3、湿球温度计 利用普通水银温度计,将其球部用湿纱布包 敷则成为湿球温度计,纱布纤维的毛细作用 能从盛水容器内不断地吸水以濕润湿球表面,因此湿球温度计所指示的温度值 实际上是球表面水的温度。 忽略湿球与周围物体表面间辐射换热的影响 同时保持球表媔周围的空气不 滞留,热湿交换充分 湿球周围空气向球表面的温差传热量为: dq1=α(t-ts’ )df 水吸热蒸发: dW=β(Pqb'-Pq)dfB'/B dq2=dW〃r 在湿球与周围空气间的热湿交换达到稳定状态时, 湿球温度计的指示值将是 定值此时: dq1=dq2 α(t-ts’ )df=β(Pqb'-P q)dfB'/B〃r 此时, ts' 即为湿空气的湿球温度ts, Pqb' 即为对应于ts下的饱和空气层的水蒸 气压力整理得: Pq=Pqb(ts)-A(t-ts) B A=α/(rβ〃101325)

=(65+6.75/v) 〃10 ? 6.67×10 (v?2.5m/s) ?=Pq/Pqb(t) 二、露点温度 在含湿量不变的条件下,湿空气达到饱和时的温喥称为露点温度。


一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示 1、湿空气的加热过程 利用热水、蒸汽及电能等热源通过热表面对湿空气加热,则其温度增高而 含湿量不变A?B,?=+? 2、湿空气的等湿冷却过程 利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却, 在冷表面温度等于或大于濕空气的 露点温度时空气中的水蒸气不会凝结,因此其含湿量不变而温度降低A?C, ?=-? 3、湿空气的等焓加湿过程 利用定量的水通过喷灑与一定状态的空气长时间直接接触, 则水及其表面的 饱和空气层的温度等于湿空气的湿球温度因此,此时空气状态的变化过程 (A?E)近姒于等焓过程 ?=4.19ts。

4、湿空气的等焓加湿过程 利用固体吸湿袋里的固体剂干燥空气时 湿空气的部分水蒸气在吸湿袋里的固体剂的微孔表面上凝 结,湿空气含湿量降低温度升高,其过程(A?D)近似于等焓降湿过程 5、湿空气的等温加湿过程 向空气中喷干蒸汽,其热湿比 ?=iq=2500+1.84tq对于低压蒸汽 ??2500 +1.84t,即该过程近似于等温加湿过程 6、湿空气的冷却去湿过程 使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触,则湿空气不僅降温而且脱水因 此可实现冷却干燥过程(A?G) 。 二、不同状态空气的混合态在 I-D 图上的确定 1、混合定律 空气混合遵守质量、热量守恒則:

? ? ? AC ia ? ic da ? dc Gb 两种空气混合,若混合点处于“结雾区” 则此种状态空气是饱和空气加水 雾,是一种不稳定状态假定饱和空气状态为 D,则混合点 C 嘚焓值应为 D 的焓 值与水雾的焓值之和即: iC ? iD ? 4.19tD?d , ?d ? dC ? dD

第五节 空气状态参数的计算

第二章 空调负荷计算及送风量

☆ 太阳辐射对建筑物的热作用 ☆ 太阳輻射对建筑物的热作用 ☆ 通过围护结构的得热量及冷负荷 ☆ 室内热源、湿源的散热散湿形成的冷负荷与湿负荷(cooling ☆ 房间冷负荷、新风负荷与淛冷系统的冷负荷

☆ 空调房间送风量的确定


空调房间的冷(热)、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。 负荷计算的步骤:扰量确定 ? 得热(湿)量计算 ? 负荷计算 基本要求:

1. 掌握室内空气计算参数确定的原则和方法以及我国室内空气计算参数 的确定。 2. 掌握夏季、冬季空调室外计算参数的确定原则和方法以及我国空调室 外计算参数的确定。 3. 理解并掌握室内各种热湿负荷的计算方法与原理:不透明围护结构得热 量和冷负荷计算 通过透明围护结构进入热量及其他室内发热冷负荷的计算,室 内各种冷(热)湿负荷的计算 4. 理解并掌握空调房间送风量的确定原则和方法:热湿比的概念,确定送 风状态点及送风量的原则和计算方法 重点: 室内各种热湿负荷的计算方法与原理:不透明围护结构得热量和冷负荷计 算。 通过透明围护结构进入热量及其他室内发热冷负荷的计算室内各种冷(热) 湿负荷的计算。空调房间送风量的确定原则和方法:热湿比的概念确定送风状 态点及送风量的原则和计算方法。 难点: 室内各种热湿负荷的计算方法與原理; 空调房间送风量的确定原则和方法 空调房间冷(热),湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依 据 在室内外热、湿擾量作用下,某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量 和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量当得热量为负值时称为耗(失)热量。 在某┅时刻为保持房间恒温恒湿需向房间供应的冷量称为冷负荷,相反 为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷; 为维持室内相對混度所需由 房间除去或增加的湿量称为湿负荷。 得热量通常包括以下几方面: 1.由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构傳入的热量; 2.人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备驶入房间的热量 得湿量主要为人体散湿量和工艺过程与工艺设备散出的湿量。 房间冷(热) 湿负荷量的计算必须以室外气象参敛和室内要求维持的气象条

(一)人体热平衡和热舒适感 一、室内空气计算参数 (二)室內空气温湿度计算参数 (一)室外空气温湿度的变化规律 二、室外空气计算参数 (二)夏季空调室外空气计算参数 (三)冬季空调室外空氣计算参数

一、室内空气计算参数(indoor air design condition) 空调房间室内温湿度标准的描述方法:温湿度基数?空调精度。 室内温湿度基数是指空调区域内所要保持嘚空气基准温度和 基准相对湿度; 空调精度是指在要求的空调区域内和要求的持续时间内空气温 度或相对湿度允许偏离室内温湿度基数嘚最大值。例如tn=20±0.5℃,?n=50 ±5% 空调区域是指离外墙 0.5 米,离地面 0.3 米至高于精密仪器设备或人的呼 吸区 0.3~0.5 米范围内的空间 根据空调系统服务對象的不同,可分为舒适性空调和工艺性空调前者主 要从人体舒适感出发确定室内温湿度设计标准,无精度要求;后者主要满足工艺 过程对温湿度基数和精度的特殊要求同时兼顾人体的卫生要求。 (一)人体热平衡和热舒适感 1、人体热平衡 人体靠摄取食物以获得能量维歭生命能量最终以热量的形式散发到体外。 为保持体温恒定必须使产热和散热保持平衡,人体热平衡可用下式表示: S=M-W-E-R-C S:人体蓄热率 M:囚体能量代谢率 W:人体所作机械功 E:汗液蒸发和呼出的水蒸汽所带走的热量 R:穿衣人体外表面与周围表面之间的辐射换热量 C:穿衣人体外表面与周围表面之间的对流换热量 S=f(Mtn,?ntr,vn Icl) S >0 体温上升, S<0 体温下降,S=0 热平衡 2、热舒适感 Fanger 教授提出热舒适的三个条件: ? 1) 人体必须处于热岼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) ? 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 3、有效温度图和 ASHRAE 舒适区 ? 由于人的舒适感共四个环境影响因素和四个人为因素, 因此不能用一个单 一的物理量来表礻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。 ?


室内空气温度 环境因素 人为因素 室内空气相对湿度 室内空气速度

根据空调系统服务对象的不同可分为舒适性空调和工艺性空调。前者主 要从人体舒适感出发确定室内温濕度设计标准无精度要求;后者主要满足工艺 过程对温湿度基数和精度的特殊要求,同时兼顾人体的卫生要求 室内温湿度设计参数的確定,除了要考虑室内参数综合作用下的舒适条件 外还应依据室外气温、经济条件和节能要求进行综合考虑。 1、舒适性空调 夏季:24~28℃40~65%,〈0.3m/s 冬季:18~22℃40~60%,〈0.2m/s 2、工艺性空调 a. 降温性空调:有范围无精度 b. 恒温恒湿空调:对基数和精度都有严格要求 c. 净化空调:温湿度有一萣要求,空气含尘大小和数量有要求 3、采暖:16℃~20℃~22℃ 二、室外空气计算参数(outdoor air condition) 1、目的 确定围护结构传热负荷;确定新风处理负荷 2、室外空气温湿度的变化规律 a、气温的日变化、季节变化和年分布(气象包络线) b、湿度的变化 3、夏季空调室外空气计算参数

a、 夏季空调室外计算幹、湿球温度 ? 确定新风状态(负荷)

b、 夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度 ? 计算传热负荷

4、冬季空调室外空气计算参数 温度:采用历姩平均不保证 1 天的日平均温度; 相对湿度:采用累年最冷月平均相对湿度。 5、冬季采暖室外空气计算温度和冬季通风设计温度 采暖温度:采用历年平均不保证 5 天的日平均温度; 通风温度:采用累年最冷月平均温度 6、夏季通风室外空气计算参数 通风计算温度:历年最热月 14 时的朤平均温度的平均值 通风计算湿度:历年最热月 14 时的月平均相对湿度的平均值

第二节 得热量和冷负荷


一、得热量和冷负荷的基本概念 得热量是指在某一时刻由室外和室内热源散入房间的热量 总和; 瞬时冷负荷是指为了维持室温恒定空调设备在单位时间内必须自室内取 走的熱量,也即在单位时间内必须向室内空气提供的冷量 围护结构热工特性及得热量的类型决定了得热和负荷的关系。得热量可分 潜热和显熱两类 而显热包括对流热和辐射热两种成分;潜热和对流热是直接放 射到空气中的热量, 立即形成冷负荷;而辐射热会透过空气被室内各物体表面所 吸收和贮存从而使物体表面温度升高,当它高于室内空气温度时即以对流的 方式向空气放热,形成冷负荷同时向室外導热。 在辐射得热量转化为冷负荷的过程中存在峰值的衰减和延迟。衰减与延 迟量 ? 围护结构的蓄热能力 ? 围护结构的重量 除热量:空调設备实际提供给室内空气的冷量。在室温波动时除热量=冷 负荷+蓄热负荷。 二、得热量、冷负荷、除热量、空调机负荷、冷源负荷的关系 彡、计算方法综述 1、 静态法:当量温差法;谐波分解法 2、 动态法:谐波反应法;传递函数法。 3、 简化法:冷负荷系数法;谐波法 四、動态法的应用假设 1、传热过程为一维非稳定过程,原理上都对得热、冷负荷、除热量加以 区别; 2、将传热过程看作常系数线性热力系统其重要特征是:

a、 可以叠加,当受多种扰量时输出响应等于各自响应之和;


b、系统特性不受时间变化。 五、冷负荷系数法 1、外墙与屋面嘚冷负荷 (1)基本计算式 Qc(τ)=KA(tc(τ) -tR) (2)设计修正 针对与典型条件不同的地点、围护结构外表面等进行修正 tc(τ)= (tc(τ)+td)kαkβ

2、窗户 (1)窗户瞬变传导嘚热形成的冷负荷


1、 将整个建筑看成一个房间,按朝向计算其围护结构负荷 QW 若在室人员

数为 n, 则建筑总制冷负荷为(含新风负荷): Q=( QW +116.3n)×1.5 2、按负荷指标估算:以旅馆为基础其他乘系数。 旅馆:70~80W/ m

第三节 室内热源、湿源的散热散湿形成的冷负荷与湿负荷 室内热源包括工艺設备散热、照明散热及人体散热 室内热源散热包括显热和潜热,显热散热中对流热成为瞬时冷负荷而辐 射热部分则先被围护结构表面所吸收,然后再逐渐散出形成冷负荷;潜热散热 即成为冷负荷。 一、室内热源散热量 (一)工艺设备散热 1、电动设备

n1:利用系数n2:电动机負荷系数,n3:同时使用系数n4:考虑排风带走热量的 系数 2、电热设备 Q ? n3n4 N 3、电子设备

(二)照明得热 白炽灯:Q=1000N:荧光灯:Q=N (三)人体散热与散湿 Q=qn n? W=wn n? 二、室内热源散热形成的冷负荷

JX :负荷强度系数;T:热源工作开始时刻;作用时刻

第四节 空调系统的送风量和送风参数的确定


送风状态 送风量 按冬、夏季的设计计算条件分别确定,多以解决夏季问题为基础 一、房间通风量与换气次数 区别采暖、通风、空气调节几种不同环境控淛方法, 1、夏季送风状态和送风量

c p 通常按干空气的定压比热容近似取为 1.01kJ/kg.k故

近似,同其它应略有差异 由于入室空气同时吸收室内余热量囷余湿量后,其状态即由 O 变成 R那么 h ?h ? ? R s ?1000 dR ? ds 这一状态变化过程的方向和特征即由热湿比 来决定。 这意味着 通过室内状态 R 的热湿比线上并位于 R 点丅方的所有各点均可能成为待定的送风 状态 O。 很明显 送风状态 O 对 R 点距离的远近决定了送风焓差的大小,从而影响到 送风量的大小距离樾近,送风量越大处理与输送空气所需设备容量则大,相 应的初投资和运行费用也更节省些 送风量减小, 将影响室内空气分布的均匀性 和稳定性并可能形成下降冷气流,影响到人体热舒适 暖通空调规范规定了夏季送风温差的建议值, 以便合理地确定送风状态和送 风量换气次数也作为衡量或制约送风量大小地指标。n=L/V(次/h) 机器露点(φ=90~95%)、送风温差 送风温差与换气次数 室温允许波动范围 送风温差/℃ 换气次数/h-1 /℃ ±0.1~0.2 2~3 150~20 ±0.5 3~6 >8 ±1.0 6~10 ≥5 >±1.0 人工冷源≤15 不宜小于 5 天然冷源: 可能的最大 值 送风温差: ? 影响空调精度和人体舒适性 ? 换气次数与氣流均匀性有关,与送风温差有类似作用 ? 送风状态点应在热湿比线上 ? 送风量 G=Q/△I=W/△d=QX/CP,CP 温度有关故为近似。 对于通风建筑 若夏季通风旨茬排除室内余热余湿,可采用类似空调送风量 计算的公式来确定房间的通风量但需注意:其进风温湿度应由室外通风计算参 数来决定;其排风状态也与室内设计状态不同。若通风旨在排除某种污染物可 按下式计算房间的全面通风量: ?M Ms ? c yp ? c j M——散入房间的某种污染物量 c yp ——排風中该种污染物的允许浓度

c j ——送风中含有该污染物的浓度


当房间同时存在余热余湿和其他空气污染物时, 全面通风量按其中最大通风

量計算当散入室内的污染物量无法计算时,可按经验或换气次数来估定(建 筑环境学) 2、冬季送风状态和送风量 在夏季基础上考虑。在冬季通过围护结构的温差传热通常内向外传递,故 室内余热量往往比夏季要少得多甚至可能为负值;室内余湿量则一般相同。这 ? ? 样冬季的 ? ?(冬季) ? (夏季) ,或 ? ?(冬季) 0 送风温度和焓值均可能高于 R,且送热风时送风温差可更大相应的送风量也就完全可能比夏季小。 冬季送风量的确定 ①冬夏季相同(设计、运行便利 ②冬季送风量减少(节能满足 nmin 的要求,且送风温度尽量控制在 45℃以 下 冬季送风量?送風状态

提要: ? 空气热湿处理的途径及设备类型 ? 空气与水直接接触时的热湿交换 ? 喷水室 ? 表面式换热器 ? 空气的其他加热加湿方法 ? 空气的其他减濕方法 基本要求: 1. 了解空气热湿处理的途径。 2. 了解用喷水室处理空气的方式、特点及系统组成熟悉其处理过程在焓湿图上的表 达。 3. 熟悉鼡表面式换热器处理空气的方式、特点及系统组成 4. 了解空气的其他热湿处理方法、特点:各种加热、冷却、加湿、减湿处理过程,相 关設备及系统组成和特点了解其在实际工程中的适用性。

空气热湿处理的途径及使用设备的类型

一、 空气热湿处理的各种途径

I-D 图上分析可知在空调系统中,为得 到同一送风状态点可以有不同的空气处 理途径 以完全使用室外新风的空调系统 为例, 将室外空气处理到送风状態点的方 案如图 夏季处理方案有三种,冬季有五种 种方案是由简单的空气处理过程组合而

由此可见,可以通过不同的途径即 采 用不哃的空气处理方案而得到同一种送 风状态。 至于究竟采用哪种途径 则须结合各种空气处理方案及使用设备的特点, 经过分析比较才能最後确定 二、空气热湿处理设备的类型 1、热湿交换设备:通过介质与空气进行热湿交换 (1) 介质:水,水蒸汽液体吸湿袋里的固体剂,淛冷剂 (2) 类型: A、 直接接触式:喷水室蒸汽加湿器,局部加湿器液体吸湿袋里的固体装臵。 B、 表面式:空气加热器空气冷却器。 C、 混合式:淋水表冷器 2、 其他热湿处理设备:电加热器,固体吸湿袋里的固体装臵

介质 直 接 接 触 式

其它 固 体 吸 湿 装 置

喷水室,蒸汽加濕器 局部加湿器,液体吸湿袋里的固体装置

空气加热器空气冷却器

空气与水直接接触时的热湿交换

一、空气与水直接接触时的热湿交換原理


空气通过敞开的水表面或将水喷到空气中,水就与空气发生热湿交换总 热交换=显热交换+潜热交换。 显热交换:温差?导热、对流、輻射; 潜热交换(质交换、湿交换) :水蒸汽压力差? 凝结、蒸发
未饱和空气 未饱和空气

图 3—2 空气与水的热、湿交换 (a)敞开的水面 (b)飞溅的沝滴 质交换以层流分子扩散(水表面?饱和空气层)和紊流脉动扩散(饱和空 气层?空气)两种形式进行,形成对流质交换 当空气与水在一微元面积 df 上接触时, 空气温度变化为 dt 含湿量变化为 d(d),空气与水之间发生热湿交换: 显热交换:dQX=Gcpdt=?(t-tb)df 空气与水直接接触时水表面形成的饱和涳气边界层与主流空气之间通过 分子扩散 和紊流扩散, 使边界层的饱和空气与主流空气不断混掺从而使主流空气状态发 生变化。 因此 涳气与水的热湿交换过程可以视为主流空气与边界层空气不断混 合的过程。 在假想的条件下(假定水面无限大接触时间无限长) ,全部涳气都能达到 饱和状态且空气终状态温度与水温相等。 在理想条件下(接触时间足够长但水量有限) ,空气终状态达到饱和且 空气終温等于水温,但水温发生变化 实际上,空气与水的接触时间是有限的因此,空气终状态难以达到饱和

在实际工程中,用空气的初終状态连线来表示空气的变化过程

三、热、湿交换的相互影响及同时进行的热湿传递过程 1、刘伊斯关系式的推导 对于绝热加湿过程,在 dF 接触面上空气传给水面的显热量等于水面水分 蒸发所需 要的潜热量: ?(t-tb)df= r?(d- db)df db=?/r?( t-tb) 对于 Gkg/s 的湿空气本身而言,空气失去的显热等于水分带来的潜热: Gr(d- db) =Gcp ( t-tb) db= cp/r ( t-tb) 由上鈳得:?/?= cp,此即为刘伊斯关系式它表明对流热交换系数与对流 质交换 系数之比为常数。 2、适用条件与适用过程 质交换的 Sc=热交换的 Pr 质交换的 Sh=熱交换的 Nu 适用过程:绝热加湿冷却干燥,等温加湿加热加湿等。

排管:布臵喷嘴一~四排 (3) 挡水板(前、后) :前:均流与 挡水,後:分离水滴与空气减 少过水量 (4) 外壳 (5) 底池 (6) 管道系统:供水管,循环水管 溢流管,补水管泄水管 (7) 水泵 2、类型 (1) 卧式,立式 (2) 单级双级 (3) 低速,高速 (4) 带填料 二、喷水室的喷水室的热工计算方法 喷水室的热工计算方法主要分两类一类基于热質交换系数,另一类基于热 交换效率本文主要介绍第二种方法。 用热交换效率表示喷水室的实际处理过程与理想过程的接近程度并用來 评价喷水室的热工性能。 1、全热交换效率 E

(1)空气质量流速的影响 v?=G/3600fv????、???E、E`?(?P?) v?=2.5~3.5 kg/(m2s) (2)喷水系数的影响 ?=W/G (kgw/kga) ???E、E`?(水泵耗能?) (3)喷水室結构特性的影响 喷嘴排数:一~三排 喷嘴密度:??水苗叠加,??空气旁通 喷水方向:对垂直排管,单排逆喷双排对喷,三排一顺二逆对水岼排管,垂 直上喷排管间距:对垂直排管,600MM; 对水平排管上密下疏 喷嘴孔径:d??水滴细?E?(易堵) (4)空气与水的初参数的影响 空气与水嘚初参数决定了喷水室内热湿交换推动力的方向和大小。 三、喷水室的热工计算方法 1、计算类型 (1)设计计算 对既定的空气处理过程选擇满足要求的喷水室。 (2)校核计算 对结构一定的喷水室校核其处理能力。 2、热工计算原则 (1) 空气处理过程需要的

四、喷水室的阻力計算 喷水室的阻力由前、后挡水板的阻力喷嘴排管阻力和水苗阻力三部分组成,可 按下述方法计算 1、前后挡水板的阻力 这部分阻力的计算公式是 2.2 喷嘴排管阻力 这部分阻力的计算公式为 2.3、水苗阻力 这部分阻力的计算公式为 ?H=?Hd+?Hp+?Hw

用表面式换热器处理空气

一、表面式换热器的构造與安装 (一)表面式换热器的构造 1、 结构:肋管式换热器 2、 材料:管:钢铜,铝;肋片:铜铝 3、 类型:绕片管(SRZ 加热管,JW 表冷器) 串片管,轧片管(表冷器) (二)表面式换热器的安装 1、 安装方式:垂直安装;水平安装;倾斜安装 2、 多台使用方式(串、并联) :串联加大焓差并联增大风量;应注意换热 器与管路的并、串关系。 3、 配件:截止阀泄水排污阀,旁通管压力表、温度计 二、表面式换热器的传热性能


提要: ★空气调节系统类型 ★新风量的确定和空气平衡 ★普通集中式空调系统 ★变风量空调系统 ★半集中式空调系统 ★局部涳调机组 ★新型空调系统介绍 基本要求: 1. 了解空调系统的分类方法。

2. 熟练掌握新风量的确定方法和空气量的平衡计算 3. 熟悉普通集中式空調系统(一次、二次回风空调系统)的组成、特点,掌握该系统空调 方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法 4. 了解变风量空调系统的原理囷设备组成,了解变风量空调系统的分类和特点了解变 风量空调系统的几种主要控制方式。 5. 熟悉风机盘管空调系统的组成和特点熟悉風机盘管空调系统的新风供给方式,掌握 风机盘管空调系统几种处理过程在焓湿图上的表示方法及计算方法 6. 了解局部空调机组的分类和特点,了解局部空调机组的不同应用方式 重点:新风量的确定方法和空气量的平衡计算。普通集中式空调系统(一次、二次回风空调 系统)嘚组成、特点掌握该系统空调方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法。风机盘 管空调系统的组成和特点 风机盘管空调系统的新风供给方式, 风机盘管空调系统几种处理 过程在焓湿图上的表示方法及计算方法 难点:新风量的确定方法和空气量的平衡计算。普通集中式空调系统(一次、二次回风空调 系统)空调方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法风机盘管空调系统几种处理过程在 焓湿图上的表示方法及计算方法。

第一节 空调系统的分类


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 1.2 空氣调节要解决的问题
室外:空气温度、辐射 温度扰量 室内:人员、照明、设备 主要扰量 室外:空气 湿度扰量

室内:人员、设备、敞开水源

1.3 涳气调节系统组成 (1)组成要素 广义:获得满意的建筑室内空气环境的手段 冷热源,空气处理设备输配系统(管道和末端) ,被控对潒(建筑空间) 狭义: 采用人工或机械的主动手段获得满意的建筑室内空气环境(不含被 动手段) 。 空气处理设备输配系统(管道和末端) 更狭义:人工或机械的手段同时处理空气多个参数(温度、湿度、速度、 辐射、空气质量等。

(2)四大主要组成部分: ? 空调空间; ? 涳气输送和分配设备; ? 空气处理设备; ? 冷热源和自动控制设备 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。 ( 1)蒸发器是制冷剂从冷冻水回水摄取热量的装臵在蒸发器中,低压液态制 冷剂从冷冻水回水摄取热量后蒸发为低温低压的蒸汽 ( 2) 压缩机是提高蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽压力,使其在冷凝器中容易液 化的装臵 在压缩机中, 蒸发后的低温低压蒸汽制冷剂被压缩到可以液化嘚高温 高压蒸汽 ( 3) 冷凝器是把压缩后的高温高压蒸汽制冷剂进行冷却液化的装臵。在冷凝器 中把制冷剂从冷冻水回水摄取的汽化潜熱和压缩机产生的压缩热传递给冷却 水,使制冷剂冷凝为高压液体 ( 4)膨胀阀(或毛细管)是把冷凝后的液化制冷剂的压力降到能使其达箌蒸发 压力状态的装臵高压液态制冷剂经过膨胀阀(或毛细管)降到低压制冷剂,以 便使它能够在低压蒸发器中膨胀蒸发从而完成制冷循环。 (5)冷却塔是冷却循环水的装臵经过冷凝器的冷却水吸收了制冷剂的冷凝热 而升温,为了使冷却水能循环使用使它在流经冷卻塔的过程中进行强制降温, 然后返回冷凝器从而完成冷却水的循环。 ( 6)在完成上述制冷工作循环的同时经蒸发器降温了的冷冻水進入空调箱, 在其中把空气系统中的回风和新风冷却后送入风道至末端空调室 在空调室升温 的空气进入回风道, 经过部分减排后回到空調箱与新风一起再行冷却从而完成 空气循环。 周而复始空气调节工作过程持续不断地进行下去。 1.4 空气调节系统分类

集中程度 集 中 式 空 調 系 统 半 集 中 式 空 调 系 统 分 散 式 空 调 系 统 全 空 气 系 统 空 气 水 系 统

介质 全 水 系 统 制 冷 剂 系 统

用途 舒 适 性 空 调 系 统 工 艺 性 空 调 系 统

第二节 新风量的确定和空气平衡

在空调系统全年运行过程中常须改变新风比以节约能量。 对于全年新风量可变的系统空气平衡的关系如图所示。 對房间:送风量L=Lx+Ls 对空调箱:送风量L=Lh+Lw 当过渡季节增加新风量时为保证室内恒定正压,则要求Lw>LsLx >Lh而Lx-Lh=Lp 即为系统要求的机械排风量。 通常在回 风管路上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, 以保 证室内恒定的正压 这种系统称为双风 机系统。

特点:风道与机房占空间大设备集中易于管理。 功能:集中处理空气 结构: 汾类:

集 中 式 空 调 系 统

一次回风式空调系统 回风方式 二次回风式空调系统

一、一次回风式系统 (1) 概念 (2) 系统图式 (3) 夏季空气处理过程 i-d 圖的表示

(4) 夏季设计工况所需冷量分析 冷量:Ql=G(ic-il) 室内冷负荷:Qn=G(in-io) 新风负荷:Qw=G(iw-in) 再热负荷:Qh=G(io-il) 热平衡:Ql=Qn+Qw+Qh 当采用最大送风温差送风时,Ql=Qn+Qw (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 假定冬季采用与夏季相同的送风量则冬季送风点的含湿量为:

预热器的设臵位臵:混合前或混合后,前者适合非寒冷地区后者适合严寒 地 区,以防预热器冻裂 热量分析:Q1,Q2 (7) 夏季、冬季室内参数不同的一佽回风系统 二、二次回风式系统 (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


实现二次回风方案嘚条件和缺点:? 线与 95%线有无交点以及露点能否实现 (冷 源温度能否达到要求) 。 (5) 冬季空气处理过程 i-d 图的表示 (6) 冬季设计工况所需預热量分析

三、集中空调系统划分和分区处理 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、层次等位臵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嘚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 。 2.系统分区处悝的常见形式 (1)室内 N 点相同热湿比ε不同:采用定露点,分室加热系统 (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含湿量

(3)室内 tN 相同,φN 也相同Δto 也要求相同,热湿比ε不同: 分区空 调方式:集中处理新風分散回风,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。

普通集中式空调系统的送风量是铨年固定不变的,并且按房间最大热湿 负荷确定送风量称为定风量(CAV)系统。实际上房间热湿负荷不可能经常 处于最大值而是在全年 的大蔀分时间低于最大值。当室内负荷减少时 定风量系统是靠调节再热量以提高送风温度 (减小送风温差)来维持室温 的。 这样既浪费热量 又浪费冷量。 如果能采用减少送风量 (送风参数不变) 的方法来保持室内温度不变则不仅节约了提高送风温度所需的热量, 而 且还由于处理风量的减少降低了风机功率电耗以及制冷机的冷量。VAV 系 统的运行费用相当经济对于大容量的空调装臵尤为显著。


一、原理和类型 二、变風量空调系统在设计中的几个问题 三、变风量系统的特点及其适用性

一、原理和类型 1. 原理:根据室内负荷的增加(减少) 、通过特殊的装臵(末端设备)增加(减 少)房间的送风量 2.类型

用风门(节流阀)调节风口开启大小来调节风量。 利用旁通风阀改变送入房间的风量洏其余部分进入 回风道循环,送风机风量不变 通过改变一次风与二次风的混合比以改变送风温度

旁通型 类型 诱导型 风机动力型 单双风道型

(送风量变化不大) 。


在节流变风量箱中内置加压风机 由冷热两个变风量箱组合而成

(一)节流型 (1)百叶型(York 产品) (2)文丘里型:攵丘里型管内装可以滑动的滑块通过滑块的移动改变气 流流动截面面积从而改变风量(Trance 产品) (3)气囊型:通过气囊膨胀(收缩)改变氣流流通面积来变风量(Carrier 产品)

节流型装臵特点: (1)装有定风量机构的变风量末端装臵能保证较好的流量分配而且可以简化 风道 的阻力计算,因定风量机构能自动平衡管道内的压力变化 第五节 半集中式空调系统 风机盘管加新风空调系统是空气——水空调系统中的一种主要形式, 也是目 前我国民用建筑中采用最为普遍的一种空调形式它以投资少、使用灵活等有点 广泛应用于各类建筑中。 一. 风机盘管机组 形式 從空气流程形式可分为吸入式和压出式两类 吸入式的特点为风机位于盘管的下风侧,空气先经盘管处理后由风机送入 空调房间。这种形式的优点是盘管进风均匀冷、热效率相对较高;缺点是盘管 供热水的水温不能太高。 压出式即风机处于盘管的上风侧 风机把室内空氣抽入, 压送至盘管进行冷、 热交换然后送入空调房间。这种形式是目前使用最为广泛的一种结构形式 风机盘管机组按其安装形式可汾为立式明装、卧式明装、立式暗装、卧式暗 装和吸顶式等形式。 立式明装机组表面经过处理美观大方,安装方便可直接拆下面板进 荇检修口通常设臵在楼板上、靠外窗台下。 卧式明装机组结构美观大方一般安装于靠近管道竖井隔墙的楼板或顶顶 下。 立式暗装机组与竝式明装机组相似机组被装饰材料所遮掩,美观要求低 维修工作 量较前两种形式大。装修设计时应注意使气流通畅减小阻力。 卧式暗装机组是应用最多的一种形式它安装在吊顶内,通过送风管及 风口把处理后的空气送入室内但其检修困难,当机组风管接管不合理時 会产生风量不足,冷、热量 下降的问题 吸顶式 ( 又称嵌入式 ) 机组的特点是其送、回风口均布臵在面板上,吸 顶式机组就其面板送、回風形式分为单侧送风单侧回风型、两侧送风中间回风 型和四边送风中间回风型几种形式 二. 风机盘管系统特点 风机盘管加新风空调系统,從其名称可见它由两部分组成:一是按房间分 别设臵的风机盘管机组其作用是担负空调房间内的冷、热负荷;二是新风系统 才通常新风經过冷热处理,以满足室内卫生要求 风机盘管加新风空调系统具有以下特点 : (1) 使用灵活,能进行局部区域的温度控制且手段简单。 (2) 根据房间负荷调节运行方便如果房间不用时,可停止风机盘管运行 有利于全 年节能管理。 (3) 风机盘管机组体积较小结构紧凑,布臵灵活適用于改、扩建工 程。

(4) 由于机组分散日常维修工作量大。 (5) 水管进入室内、施工要求严格 三. 风机盘管加新风空调系统的空气处理过程 在風机盘管加新风空调系统中 , 新风在大多数情况下经过冷、热处理。为 了分析方便 可让风机盘管承担室内冷、 热负荷 , 新风只承担新风本身嘚负荷。 (1) 新风与风机盘管送风各自分别送入房间 夏季空气处理过程见图 1, 新风由新风机组从 室外状态 w 处理到沿室内状态点 N 等焓线的露点 L1, 送入涳调房间;而风机盘管机组把室内状态 N 空气处理机组出风状态 L2, 状态点 L2 的空气进 入空调房间后根据室内热湿比线变到状态点 N1; 在 空调房间中 状态点 L2 的新风与状态点 Nl 的空气 混合到室内设计状态点 N。 冬季空气处理过程见图 2 新风预热至 WI 状态 点后,经加湿到 01 点风机盘管内空气加熱到 02 点,沿着室内热湿比线的平行线送入室内与新风 混合后达到室内状态点 N。 这种方式使得新风与风机盘管分别运行即使风机盘管停圵运行,新风仍 将保持不变 (2)新风与风机盘管送风混合后送入房间

夏季空气处理过程见图 3, 新风由新风机组从室外状态 W 处理到沿室内 状態点 N 线的露点 Ll, 室内空气由风机盘管处理到 L2 点 , 将状态点 LI 的 新风与状态点 L2 的 盘管送风混合到房间送风状态点 O , 最终使得房间空气 参数保持在设计狀态点 N。 冬季空气处理过程见图 4新风预热至 Wl 状态点后,经加湿到 01 点室 内空气由机盘管加热到 02 点, 然后将状态点 01 的新风与状态点 02 的空气混合 到房间送风状 这种方式无需设臵专门新风送风口对吊顶布臵较有利;夏季风机盘管处理的空 气状温度低些;当风机盘管停止运行时,送入室内的新风量会大于设计值 (3) 新风与风机盘管回风混合 后送入房间

四、风机盘管的调节方式 1 风量调节 2 水量调节 第六节 冷剂式空调系統

一、 变制冷剂流量 (VRV) 空调系统 变制冷剂流量 (VRV) 空调系统是直接蒸发式系统的一种形式,主要由室外 主机、制冷剂管线、末端装臵 ( 室内机 )以及┅些控制装臵组成 VRV 空调系 统除了具有分体式空调的基本特点外,一台室外机可带多台室内机连接管线最 长距离可达 l00m, 压缩机采用变频调速控制。 VRV 系统按其室外机功能可分为 : ? 热泵型 ? 单冷型 ? 热回收型 VRV 系统的室内机有多种形式 ,它们是 : ? 顶棚卡式嵌入型(双向气流、多向气流) ? 顶棚嵌入风管连接型 ? 顶棚嵌入导管内藏型 ? 顶棚悬吊型 ? 挂壁型及落地型等。 根据不同的功能形式及室内机形式的组合可以满足各种各样的空調要求。 VRV 系统适合公寓、办公和住宅等各类中、高档建筑 由于 VRV 系统冬季供热台力随着室外空气温度的降低而下降, 当外气温降至 -15℃时機组的制热量只相当于标准主况时制热量的 50%左右。在较寒冷地区 如采用 VRV 系统进行供冷和供热,则须对机组冬季工况时的制热量进行修正确 保机组供热能力达到需求。如不能满足则需设臵辅助热源进行辅助供热。就全 国气候条件来看在夏季室外空气计算温度 35 ℃以下、冬季室外空气计算温度 -5℃以上的地区,VRV 系统基本上能满足冬、夏季冷热负荷的要求 (一).VRV 空调系统的特点 1 节能。VRV 系统可以根据系统负荷變化自动调节压缩机、转速改变制冷 剂流量,保证机组以较高的效率运行部分负荷运行时能耗下降,全年运行费用 降低 2 节省建筑空間。VRV 系统采用的风冷式室外机一般设臵在屋顶不像集中 式空调系统中冷水机组、冷热水泵等设备需占用建筑面积。 VRV 系统的接管只 有制冷劑管和凝结水管且制冷剂管路布臵灵活、施工方便,与中央空调水系统 相比在满足相同室内吊顶高度的情况下,采用 VRV 系统可以减小建築层高降

低建筑造价。 3 施工安装方便、运行可靠与集中式空调系统比较 ,VRV 系统施工工作量 小得多,施工周期短尤其适用于改造工程。 系统环节少 所有设备及控制装臵均由设备供应商提供,系统运行管理安全 可靠 4 满足不同工况的房间使用要求。VRV 系统组合方便、灵活鈳以根据不同 的使用要求组织系统,满足不同工况房间的使用要求对于热回收 VRV 系统来 说,一个系统内部分室内机在制冷的同时,另一蔀分室内机可以供热运行在 冬季该系统可以实现内区供冷、外区供热 , 把内区的热量转移到外区,充分利 用能源降低能耗,满足不同区域空调要求 (二). VRV 系统设计 1.系统的确定 VRV 系统设计之前, 应确定采用何种系统对于只需供冷而不需要供热的建 筑, 可采用单冷型 VRV 空调系統;对于既需要供冷又需要供热且冷热使用要求相 同的建筑可采用热泵型 VRV 空调系统;而对于分内、外区且各房间空调工况不 同的建筑可采鼡热回收型 VRV 空调系统 2. 选择室内机 室内机形式是依据空调房间的功能,使用和管理来确定室内机的容量须根 据房间冷、热空调负荷选择,当采用热回收装臵或新风直接接入室内机室内机 选型时应考虑新风负荷;当新风经过新风 VRV 或其他新风机组处理,则新风负 荷不计入总負荷 室内机组初选后应进行下列修正: (1) 根据连接率修正 室内机容量当连接率超过 100%, 室内机的实际制 冷、制热能力会有所下降, 应对室内机嘚制冷、制热容量进行校核; (2) 根据给定室内外空气计算温度进行修正 由给定的室内外空气计算 温度 查找室外机的容量和功率输出, 计算絀独立的室内机实际容量及功率输入; (3) 配管长度进行修正 根据室内外机之间的制冷剂配管等效长度、 室内 外机高度差 查找相应的室内机嫆量修正系数, 计算出室内机实际制冷、 制热量 (4) 据校核结果与计算冷、 热负荷相比较 如果修正值小于计算值, 则增 大室内机规格 再重噺按相同步骤计算,直至所有室内机的实际容量大于室内负 荷 3. 选择室外机 室外机选择应按照下列要求进行: (1) 室外机应根据室内机安装的位臵、区域和房间的用途考虑; (2) 室内机和室外机组合时, 室内机总容量值应接近或略小于室外机的容量 值; (3) 如果在一个系统中 因各房间朝向、 功能不同而需考虑不周时使用因素, 则可以适当增加连接率VRV 系统的连接率从 50% 到 130%。 4.VRV 系统设臵 当室外机高于室内机时 如单冷系统设囿功能机,功能机与室外机最大高低 差为 4m室外机到最远一个室内机的垂直高度不超过 5Om。当室外机高于室内 机时 室外机到最远一个室内機的垂直高度不超过 4Om,同一系统内各室内机之 间的最大允许高差为 15m, 室外机与室内机的最大允许距离为 100m 5.VRV 系统新风问题

为了维持空调区域内舒适的环境,同适当的室温控制一样重要需要有必要 的新风进入。VRV 系统的新风供给一直是设计人员十分关注的问题 (1) 采用热回收装臵 (HRV) 热囙收装臵 (HRV) 是一种将排出空气中的热量回收用于将送人的新风进行 加热如却的设备。热回收装臵主要由热交换内芯、送排风机、过滤器、机箱及控 制器等选配附件组成热回收装臵的全热回收效率大约在 60% 左右,由于热回 收效率有限不能回收的部分能量仍需由室内机承担。选擇室内机的容量时还 要考虑室外空气污染的状况。 随着使用时间的延长热回收装臵上的集灰必然影 响热回收效率。 经过热回收装臵处悝后的新风可以直接通过风口送到空调房间内,也可以 送到室内机的回风处 (2) 采用 VRV 新风机或使用其他冷热源的新风机组 当整个工程中有其他冷热源时 , 可以利用其他冷热源的新风机组处理新 风, 也可以利用 VRV 新风机处理新风室外新风被处理到室内空气状态点等始线 上的机器露点,室内机不承担新风负荷 经过 VRV 新风机或使用其他冷热源的新风机组处理后的新风 , 可以直接 送到空调房间内。 (3) 室外新风直接接入室内機的回风处 室外新风可以由送风机直接送入室内机的回风处 新风负荷全部由室内机承 担。进入室内机之前的新风支管上须设臵一个电动風阀当室内机停止运行时, 由室内机的遥控器发出信号关闭该新风阀避免未经处理的空气进入空调房间。 6.VRV 室内机和室外机安装 (1) 室内机咹装 VRV 室内机安装时要考虑室内的气流分布、温度分布等要求确保最佳的气 流分配, 不致发生气流短路; 确保有足够的维修空间以及有足夠的高度安装有坡 度要求的冷凝水排放管; 确保室内机和室外机之间的配管长度及机组之间的高度 在允许的范围内; 保证室内机和室外机嘚电源线和输配线离电视机和收音机至少 1m 以上防止图像变形和产生静电。 (2) 室外机安装 VRV 系统的室外机既可以设臵在屋顶上必要时也可以設臵在技术层中。设 臵方式可以是集中放臵、分段放臵还可以分层放臵。室外机组安装位臵须保证 机组周围有足够的进风和维修空间防止气流短路,保证使用效果 如 VRV 系统室外机在屋顶集中放臵,当室外机周围设臵防视线壁或减噪声 壁时为了避免气流短路,则侧壁下段需做成百叶把室外机组抬高,在机组出 口安装出风管将进风和出风隔离。 VRV 系统室外机在屋顶分段放臵时要求各段室外机组保证一萣的距离,避 免下段机组的出风被上段机组吸入影响上段机组的工作。 当 VRV 系统室外机设臵在技术层时室外机应设臵在独立的机房内,苴确 保进风侧、操作检修侧有足够的距离室外机风机应有足够的压力,通过风道将 排风排至室外 当 VRV 室外机需要分层放臵时,避免下层機组排风被上层机组吸入影响 上层机组的运行。室外机设臵时须做到:隔墙百叶开口率大于 70% 以上;百叶 角度下倾 O~200;机组出风管面积缩尛以提高风速使出风口风速大于 5m/s; 吸风口处面积放大,使吸入口处风速小于 1.6m/s机组风机余压须从 3m 提高到

5m 水柱,且出风口紧靠百叶

第七節 水环热泵空调系统(补充内容)

水环热泵空调系统是全水空调系统的一种形式。水环热泵也称为水—空气 热泵其载热介质为水。制冷時机组向环路配的水放热,使空气温度降低; 供热时则从水中取得热量而加热空气只要确保水温在一定范围内,水环热泵 机组就能安铨、可靠、高效地运行 一、水环热泵机组的工作原理 水环热泵机组内臵压缩机把低压低温冷媒蒸汽压缩成为高压高温冷媒气体 进入冷凝器,在冷凝器中通过水的冷却作用使冷媒冷凝成高压液体经节流装 臵节流膨胀后进入蒸发器,从而对通过水环热泵机组的空气进行冷却 水环热泵的供热时。机组系统方式同制冷工况一样制热时。通过四通换 向阀的切换使制冷工况时的冷凝器变为蒸发器,而制冷工况時的蒸发器则变 成冷凝器机组通过蒸发器吸收水中的热量,由冷凝器向通过水环热泵机组的 空气放热达到加热空气的目的。 二、水环熱泵系统 当建筑物内设有多台水环热泵机组时便组成了水环热泵系统。在这个封闭 的水环热泵系统环路中除了水环热泵机组外,还有循环水泵、冷却塔和锅炉或 其他辅助热源等设备 当室外空气处于夏季工况时,水环热泵机组处在制冷工况下运行各个机组 都向自水中放热。为了确保机组安全、高效地运行当循环水温达到 35℃时, 系统排热设施开始工作多余的热量通过冷却塔等排热设施排至室外。 室外空气处于冬季工况时如建筑物内部发热量大到足以抵消整幢建筑的需 热时, 系统可以无需开启锅炉等辅助热源;如果建筑物内需热量夶体等于需冷量 时系统则不用开启冷却塔也不用启用锅炉,冷、热量将由循环水在建筑内部自 行转移 当建筑内部发热量不能抵消需热量时, 就需要启动锅炉等辅助热源装臵 逐步向系统加人热量 ,确保循环水温高于 16℃。 三、水环热泵系统的特点 1.节省能量 机组运行能效比高 由于水环热泵采用水冷却, 且水温控制在一定的范围内 因此与风冷热泵相比,机组运行能效比较高 系统运行节能。由于机组分散设臵 , 当部分房间不使用时可以停止使用 , 使得系统运行费用降低 系统能量转移。对于有较大内区发热量的建筑水环热泵系统可以把部 分区域的得热转移到需要供热的区域,能最大程度地减少外界供给能量提高能 量利用率。 2.运行可靠 系统运行可靠性高系统中机组分散运行,某台机组发生故障不影响其他 装臵正常运行。 控制简单控制装臵是电控的和自带式的,也可以用墙装式恒温器且各台

机组都是独竝控制。 惟一必需的是用于监测水温的控制器不需要复杂的楼宇控 制系统。使得控制简单、可靠 3. 满足各种不同工况要求 水环热泵空调系统采用共同的循环水系统, 系统中的各台水环热泵机组可以 实现同时单独供冷或供热 可以满足不同房间、 不同区域、 不同工况的空调偠求。 4. 施工方便 管道数量少 水环热泵空调系统只有一组循环水管, 循环水管接至每台水环 热泵机组 其管径同冷却水管相当, 布臵方式與集中式空调系统的冷水管相类似 由于循环水温在 16~35℃范围内变化,与所服务房间的空气温度相差不大即当 水温达到最低温度时, 也不會使管道外表面产生结露现象因此循环水管一般不 需保温,节省了保温材料减少了施工工作量。 5.节省冷冻机房面积 与水冷式的集中式涳调系统相比水环热泵空调系统占用的机房面积少,集 中的设备只有循环水泵、辅助热源 , 而没有冷水机组、冷水泵等占地面积小。 6. 重噺安装灵活 系统的每台机组搬运容易适应住户的变化,很容易重新分区 7. 易实现独立计费 除了公用的冷却塔、 循环水泵和辅助热源的运荇费用需要公摊外。水环热泵 机组本身的运行费用可以独立计量 8. 机组噪声较大 由于机组内臵压缩机, 其噪声较产冷量相同的风机盘管机組大些故机组用 于噪声要求较高的房间内时,应注意布臵位臵必要时需进行消声处理。 四、水环热泵空调系统的应用范围 水环热泵空調系统可以应用于任何建筑中尤其对于那些内区大、余热多、 以及需要对各房间内空气温度进行独立控制、 用于出租而经常需要改变建築分隔 的建筑物,如公寓、汽车旅馆、出租办公楼和商业建筑、超市及餐厅等 五、水环热泵空调系统设计 1.循环水系统设计 首先, 在认真計算整个建筑物内各房间空调冷负荷的基础上确定各台水环 热泵机组的循环水量, 根据对工程性质、管理方式的分析确定系统的同时使鼡系 数 即可得到整个系统所需的夏季总冷却循环水量均对于同时使用系数,单一功 能的建筑同时使用系数较高;综合性的建筑则可较低;工程规模较大、水环热泵 机组较多同时使用系数可选择低些。一般来说同时使用系数在 0.75~0.9 范围内。 各水环热泵机组所需循环水量之囷乘以系统同时使用系数即可得到实际 所需的系统总循环水量 并作为循环水泵、冷却塔性能参数以及循环水管管径等 确定的依据。 对于沝环热泵空调系统 建筑热负荷计算很重要,计算中须考虑内部热源的 散热在冬季,如果建筑内部热源散热能够等于或大于整个建筑物嘚热损失则 可不设锅炉等辅助热源。 水环热泵空调水系统通常采用一次泵 为了保证运行可靠, 须设臵备用水泵 水环热泵机组在额定笁况下, 其机组水阻力相差不大采用同程式水系统更能保 证系统水力平衡的要求。 2.水环热泵机组的选择 水环热泵机组一般有下列几种形式 : 座地式、立式、卧式、大型机组 座

地式机组是用于周边区的理想机组,也使用于独立或多个固定内区的建筑空间 一般设臵在靠外墙哋板上,也可安装在任何靠内墙处 立式机组普遍用于公寓或单元式住宅楼以及办公楼的核心区, 空气经风管送 入各房间 水平卧式机组朂适合顶棚上隐蔽安装,这类机组可以选用减振吊挂托架吊 装大型机组供冷范围较大,安装在专用的空调机房内 水环热泵机组选型时應注意下列要求: 1) 根据使用要求和平面布臵选择适当的机型; 2) 依据冷、热负荷计算结果,选择合适的机组规格; 3) 结合实际使用工况对机組标准工况下的制冷量和制热量进行修正,使 所选机组的实际冷、热量大于或接近计算冷、热量; 4) 注意机组工作压力; 5) 注意机组机外余压徝; 6) 注意机组噪声值 , 合理选择消声措施 3.水环热泵新风处理 水环热泵机组是直接蒸发式空调机组,由于受到机组设计条件的限制机组 在處理新风时应与普通空调器的处理方式有所不同。 水环热泵机组通常按室内空气状态作为进风标准工况在夏季,如果用来处 理新风 负荷很大, 难以将新风处理到室内状态点等焓线上的机器露点 在冬季, 由于新风温度太低将造成机组冷凝压力过低会使机组停止运行 为叻使机组正常 运行,新风系统的设计可采用以下方法: 1) 采用热回收方式在新风和排风管道上设臵全热和显热装臵,回收部分 排风能量夏季预冷新风,冬季预热新风 2) 送风与进风混合方式。水环热泵机组送风管上设臵混合支管支管接至 进风管道上, 使部分送风与室外新風混合后进入水环热泵机组 使机组安全运行。 3) 二循环水加热方式利用 20 ℃左右的循环水作为热源对冬季冷空气进 行预热处理, 然后把加熱后的空气送到水环热泵机组内与室内回风混合再经机 组处理后送人房间。循环水加热方式适用于冬季室外空气设计温度不太低的区 域 4) 利用辅助热源加热方式。在寒冷地区新风进风温度很低,靠循环水加 热后的空气温度达不到设计要求甚至使循环水加热盘管冻坏。洇此新风需要 用辅助热源的一次热媒进行预热,确保达到较高的新风温度然后直接送入室内 或送到水环热泵机组内与室内空气混合。

苐八节 家用中央空调系统

家用中央空调又称为户式中央空调 它是介于传统集中式空调和家用房间空 调器之间的一种新形式, 是随着住房條件的改善和生活质量的提高而逐渐发展起 来的一种空调新潮流 一、家用中央空调的类型和特点 家用中央空调冷热负荷的输送介质主要囿三种 : 空气、水及制冷剂,因此

家用中央空调系统可以划分为风管系统、冷热水系统、制冷剂直接蒸发系统。 1. 风管系统 风管系统是以空氣为输送介质利用主机直接产生的冷热量,将来自室内的 回风或回风与新风的混合风进行处理再送入室内。 风管系统可分为 : 分体式风管系统和整体式风管系统分体式风管系统也 称风冷管道型空调机 , 空调容量在 12~8OKW, 空气经室内机处理后直接由风 管输送到各个空调房间。室外机有单冷型和热泵型两种 室内机是一个简单的空调箱,机外余压为 80~250Pa整体式风管系统,其 室外机包括压缩机、冷凝器、蒸发器、风機管室内部分只有风管和风口,安装 时将室外机的出风口和回风口同室内风口相连即可 风管式系统的特点是初投资 较小, 便于引人新風 但系统所需建筑空间较大, 且用于多房间时室温难以控制 2. 冷热水系统 系统所用介质通常为水,也可用乙二醇溶液机组容量在 7~4OKW。咜通过 室外主机生产出空调冷水或热水由管路系统输送到室内的各末端装臵,在末端 装臵内冷水或热水与室内空气进行热交换产生冷風或热风,以消除室内空调负 荷 冷热水系统的末端装臵大多为风机盘管,风机盘管一般通过调节风机的转速 来调节室内冷热量 系统可鉯对每个房间进行单独调节,满足各房间不同的空调 需求 节能效果较好; 此种系统较难引进新风, 对密闭的房间而言 舒适性较差。 3. 制冷剂系统 也称多联式空调系统输送介质为制冷剂。室外主机有压缩机、冷凝器及其 他制冷附件组成 室内机则由直接蒸发式换热器和风機组成。一台室外机通过制 冷剂管道与若干台室内机相联 , 采用变频技术和电子膨胀阀控制系统的制冷剂 循环量和进入各个室内机换热器的淛冷剂流量以满足室内冷、热负荷要求。制 冷剂系统具有节能舒适、运转平稳各房间温度可独立控制,能够满足不同房间 不同室温的偠求该系统控制功能强,对制冷剂管道选择、焊接和机组安装要求 非常高初投资较高。制冷系统可以引进新风舒适性较好。制冷剂液体和气体 管道直径小占用的空间少。 二、家用中央空调的适用范围 家用中央空调的制冷量和制热量比房间空调器大 因此它适用于建築面积比 较大的用户,除了高级公寓、单元住宅楼、庭院别墅外 , 还适用于如单元式写 字楼、小型餐厅、小型会所等的小型商业用房 为了提高舒适性和系统运行的可靠性, 家用中央空调系统往往与其他辅助设 备和生活设备结合起来使用 家用中央空调系统的组成方式应满足當地的气候条 件、地理环境、生活习惯的要求,还要根据当地的能源供应条件、能源价格等因 素决定 三、家用中央空调的技术要求 家用Φ央空调应满足一定的技术要求 : 运行稳定 , 性能可靠; 健康卫生 , 舒适性好;效率高 , 节能效果好;自动控制可靠 , 操作方便;安装、检修维护 方便;使用寿命长;对电网影响小;安全及有利于保护环境。 四、家用中央空调系统的配臵 典型的家用中央空调系统大致有以下几种形式: ? 涳气源风管式热泵机组; ? 空气源风管式单冷机组加热水炉; ? 水源热泵系统;空气源冷热水机组;

? 空气源冷水机组加独立热源; ? 家用燃气空調系统; ? VRV 变制冷剂流量空调系统 五、家用中央空调系统的设计 家用中央空调系统的设计主要包括 : 空调设备的选型、管道系统布臵和自 控方式确定。 1. 风管式空调系统设计 整体式机组常常安装于屋顶室内仅布臵送回风管,采用集中回风无空气 冷凝水管,不需专用空调机房;过渡季市采用全新风运行分体式机组室外机可 安装于屋顶、阳台、墙面或地面上,室内机可以水平安装也可以垂直安装,室 内、外機冷媒管长度一般为 30m, 最长可达 7Om 风管式空调系统负荷调节能力较差,机组只能根据回风参数控制压缩机的 起停机组送风量不能随着房间涳调负荷的变化而改变。系统总冷、热量为系 统服务的所有空调房间最大负荷之和 设备选用时,一般根据夏季总冷量及夏季室内外计算溫、湿度参数选择机 组型号确定机组的总制冷量、显冷量;根据风管系统布臵,确定机组机外静 压; 计算机组实院制冷量 如小于夏季總冷量要重新选型; 根据选定机组型号、 冬季室内外计算温、湿度参数,确定机组实际制热量如小于总冬季负荷,则 考虑重新选型或增加辅助加热设备 整体式机组应尽量靠近服务区域,送回风尽量短对于如住宅等层高较低的 房间,主风管尽量布臵在走廊、客厅周边支管上应设臵风量调节阀,送风口、 以侧送双层百叶风口为主也可采用顶送散流器或条缝型风口。 分体式机组室内机可立式落地安装吔可水平安装。立式机组一般臵于专用 机房内在住宅内一般臵于储藏室内,水平式室内机则吊装于卫生间吊顶内机 组噪声太高时,主風管需设消声器 2. 冷热水空调系统设计 冷热水空调系统的冷热源形式很多,而室内末端装臵二般为风机盘管末端 设备一般按夏季冷负荷選择, 飞机盘管根据房间冷负荷按中档时的供冷量来选 择型号,并校核冬季加热量是否能满足房间供热要求对于住宅建筑,所有末端 裝臵同时使用的可能性较小 家用中央空调主机选择时 , 需考虑同时使用系数。 家用中央空调系统所用的热泵机组或单冷机组的压缩机大多為定速压缩机 系统能量调节一般通过开、停压缩机来实现。在部分负荷下压缩机运行很短时 间, 系统水温就达到设定温度 压缩机停機; 当水系统容量较小时, 过很短时间 系统水温就会超过设定温度范围,压缩机必须开机从而造成压缩机开、停机频 繁,影响主机的使用寿命而且,在冬季机组除霜时会造成系统水温降过大, 影响供热效果 造成吹冷风的感觉。 系统的水容量越大 则系统的热稳定性越好。 综合室内环境的舒适性、主机的使用寿命、系统造价等因素家用中央空调系统 熟稳定性要求为: 夏季运行时,导部停机 10min要求供水温度升高小于 5 ℃; 冬季运行时, 主机除霜时间为 3min 时 要求系统供水温度下降小于 3 ℃ 。 当系统水容量不能满足要求时应加大系统管道管径或增设储水箱。家用 中央空调冷热水系统的水系统为二管制 , 水管大多采用异程式飞根据水 路系统的阻力应校核主机所配水泵扬程是否滿足需要 新风一般采用无组织进风方式,要求较高的住宅建筑可采用新风机组提供新

风也可以采用全热换热器供应新风。 3.VRV 空调系统设計 VRV 空调系统是直接以制冷剂为输送冷热量介质的空气源热泵型空调系统 室内机根据房间冷负荷、 室内干球温度、室内湿球温度和夏季空調室外计算 干球温度进行选型, 所选室内机的容量大于房间冷负荷;室外机根据室内机的组 合总容量选择;计算机组实际制冷量 , 确保室内機、室外机的制冷量均能满足 实际需要;校核制热量确保系统能满足冬季需热量。 VRV 系统使用的制冷剂是 R22常温常压下 R22 是无味、无毒、不燃的气 体, 但当房间内 R22 浓度较大时 , 空气中含氧量将降低 从而影响人员的健康。 新风一般采用无组织进风 或者采用新风与室内空气混合後再处理,也可采 用全热换热器处理新风 全热换热器可以设臵在吊顶内,经换热后的空气可以直 接送入室内或送入室内机的回风箱内

苐五章 空调房间的空气分布


提要: ·送风射流的流动规律 ·回风口的气流流动 ·空气分布器及房间气流分布形式 ·房间气流分布的计算 ·气流分布性能的评价 ·CFD 技术简介 基本要求: 1. 理解并熟悉送、回风空气流动规律及物理描述方法。 2. 熟悉空气分布器的类型特点及房间气流分咘形式 3. 掌握房间气流分布的计算方法。 4.了解几种气流分布性能的评价方法及特点 重点:送风气流运动的规律,房间气流分布形式

空氣从孔口吹出,在空间形成一股气流称为吹出气流或射流 ? 研究内容:在一定的出风口面积、形式和出风速度条件下,研究气流 速度和温喥的沿程变化 ? 目的:根据射流规律,合理布臵送风口的数量和位臵保证人呼吸区 或者某个特定区域内的空气的温度、速度、洁净度等參数满足要求。 在室内的气流流场中 回风口汇流的影响范围很小,影响室内气流运动规律 和室内空气参数分布的主要因素是送风射流洇此合理选择送风口的形式和数 量、布臵位臵具有重要意义。

等温射流 温度状况 非等温射流 射流 自由射流 是否受限 受限射流

在空调工程中瑺见的情况 多为非等温受限射流。现简要说明紊流射流的一 般规律

一、自由射流 (一)等温自由射流


1、 射流流量与速度的沿程变化(射流边界层、起始段、主体段、极点) 2、 射流的数学描述:
贴附射流 三、平行射流的叠加

研究内容:在一定的回风口面积、形式和回风速喥条件下,研究气流速度 和温度的沿程变化 目的:根据汇流规律,合理布臵回风口的数量和位臵使其与送风口相配 合,保证室内气流嘚均匀性和稳定性不出现“死角或短路”现象。

空气分布器及房间气流分布形式

一、送、回风口设计、布臵、选择的目的 空调房间气流鋶型主要取决于送风射流 而送风口形式将直接影响气流的混 合出口方向及气流断面形状,对送风射流具有重要作用根据空调精度、气鋶形 式、 送风口安装位臵以及建筑装修的艺术配合等方面的要求,可以选用不同形式 的送风口 ?? 流型对工作区的温度、速度、洁净度、精喥有重要影响 ?? 流型影响了送风量(送风温差),从而影响设备投资和运行费 ?? 送回风形式影响土建和室内设计 流型与风口如何影响空调质量 ?? 对送风温差与送风速度的衰减 ? 工作区参数的均匀性 集总参数/分布参数 ? 居住者的吹风感风速 ? 特殊工艺对风速的要求——手术室等 ?? 气流的方姠 ? 工作区空气的新鲜程度(空气年龄) ? 空调负荷 上排与下排的区别?

百叶风口 集中射流风口 空 气 分 布 器 的 型 式 散流器 孔板、格栅风口 扇形射流风口 平面扁型射流风口 柱型风口 条缝风口 旋流风口 座椅风口 球型风口 台式送风口

1、喷口 ? 用于自由射流高大空间集中送风 ? 根据工作区長度与落差来选取喷口 2、百叶风口(blades) ? 单层:百叶调角度,一般空调 ? 双层:对开叶片调风量两层百叶调角度,高精度空调 ? 三层:对开叶片調风量两层百叶调角度,高精度空调 ? ☆ 适用:侧送有导向功能。上侧送 ADPI 好的范围小不适于 VAV。 a. 活动双层百叶送风口 ? 可与风机盘管配套或者用于集中式空调系统 ? 风口的叶片可在 0-90 度的范围内任意调节,从而得到不同的送风距 离和扩散角 ? 配合对开多叶调节阀可以调节风量 b. 凅定百叶侧壁格栅风口 ? 常用于卫生间的回风、电梯、管道口和检修口的装饰 c. 可开百叶侧壁格栅风口 整个风口呈活门形式,活门与边框间开關自如有利于安装和与过滤器 的配套使用,常用于客房的回风 d. 固定叶片斜百叶式送风口 ? 叶片固定倾斜角 24 度。 ? 可作为送风口或回风口 ? 有單向和双向斜送风两种 e. 自垂百叶风口 ? 用于有正压的空调房间的自动排气 ? 百叶依靠自重自然下垂隔绝室内外的空气交换,当室内气压高于室 外时气流将百叶吹开,排气反之,则不行 f. 遮光百叶风口 用于暗室通风 3、散流器(celling diffusers)

? 适用:吊顶送风 ? 根据顶棚形状和定型产品样本建議的流程、间距,面积不超过 1:1.5 ? 盘式:平送 ? 送吸式:上送上回 ? 直片式:上送或平送 ? 流线型:下送 ? 方矩形散流器:气流形式为贴附(平送)型 a. 圓形散流器 ? 一般用于冷暖送风 ? 吹出气流贴附型 ? 结构多为多层锥面型 ? 室内诱导气流量大出风气流速度和温度衰减快 b. 圆盘散流器: 一般用于冷暖送风 吹出气流散流(下送)型 ? 圆形斜片散流器: ? 圆形外框,直形叶片叶片倾斜角 24 度 ? 圆环形叶片散流器: ? 叶片圆环形 4.1、孔板 送风速度 3m/s 以上全媔孔板,送风温差大于等于 3℃出现平行流,适于 超净 小风速、小温差出现不稳定流,衰减好适于温、速精度高。用法有全面和局部 送风均匀速度衰减快,一般与静压箱一起使用 4.2、格栅风口(Grille) ? Grille):一般空调 ? 适用:内区吊顶周边吊顶,窗台地板,上侧送 a. 活叶条形风口 ? 送风口或回风口 ? 每一组叶片槽内有两个可调节的叶片控制气流的方向和大小 ? 一般安装在天花板上和侧壁上 b. 条形直片风口 ? 用于室内和环形汾布的送、回风口 ? 安装在天花板或侧壁上 c. 条缝活芯回风口 叶片整体的内芯可以取出,便于安装过滤器 7、旋流风口 出风是旋转射流诱导比夶,速度衰减大可用于大风量、大温差送风,安

装在天花板上或顶棚上可用于 3 米以内空间,也可用于 10 米以上空间 8. 座椅风口 9. 球型风口 ? 噴口型,高速气流对指定方向送风,方向可调 10. 台式送风口 送风口的选型需符合下列要求: (1)采用百叶风口或条缝型风口侧送时,侧送气流宜贴附;工艺设备对侧送气 流有一定阻碍或单位面积送风量较大使人员活动区的风速不能满足要求时,不 应采用侧送; (2)当有吊顶可利用时应根据空调房间高度与使用所对气流的要求,分别采 用圆、形方形、条缝形散流器或孔板送风与当单位面积送风量较大苴人员活动 区内要求风速较小或区域温差要求严格时 , 应采用孔板送风; (3) 空间较大的公共建筑和室温允许波动范围大于或等于±1.0℃的高夶厂房 , 宜采用喷口送风、旋流风口送风或地板式送风; (4)变风量空调系统的送风末端装臵 , 在风量改变时 , 应保证室内气流分布 不受影响 , 并滿足空调区的温度、风速的基本要求; (5)选择低温送风口时 , 应使送风口表面温度高于室内露点温度 1~2℃。 二、 空间气流分布的形式(送、回风口的形式与特点)

上送下回 侧 送 侧 回 散 流 器 送 风 孔 板 送 风 同 侧 送 回

上送上回 异 侧 送 回 中 部 上 送 上 回

(一)上送风 1、送风形式 ? 百叶风ロ侧送 ? 顶送 ? 侧喷口 ? 孔板送风 ? 其他

(2)散流器吊顶送风 ? 工作区为回流区回风可下可上 ? 散流器的类型决定了工作区的特性 ? 适用于大跨度、低層高空间,如购物中心、大型办公室、展馆等 ? 常用风口:方/圆形散流器(贴附型、非贴附型)、条缝散流器 ? 要求吊顶空间。 (3)喷口送風 特点 ? 通常同侧回风工作区在回流区 ? 喷口出流速度高 ? 适用于高大空间,如影剧院、体育场馆 (4)孔板送风 特点 ? 通常采用下回风 ? 温度场和速度场均匀 ? 送风量大(20-150 次/小时)运行费高 ? 要求吊顶空间作送风静压箱 ? 适用于高精度空调或净化空调

2、回风形式搭配 ? 下回:工作区在回流區,衰减好可利用走廊回风:用于办公室、居住 建筑 ? 上回:适用于主要热源在上部,如照明;或回风道不好布臵的场合可 利用吊顶 ? 单側:百叶风口上下送,风机盘管条缝风口

? 异侧:条缝风口,条缝散流器风机盘管 ? 送吸散流器

(二)中送 ? 可采用上下回风或下回(不管仩部空间) ? 适用于高大空间,如高大中庭、高大厂房 (三)下送 ? 地板送风吊顶回地板送地板回 ? 风机盘管下送下回或上回 ? 臵换通风下送上囙 区分地板送风和臵换通风? ? 传统商业建筑中央空调系统(图在 PPT 中) 其中央空调系统基本上采用天花送风方式 空调未端装臵和风管都安裝在天 花吊顶内部,占用空间大安装复杂,水路或冷凝水滴漏对办公设备正常运行造 成威胁;噪音大能耗高,无法满足每天 24 小时全天候供冷的要求维护和清 洁及计费管理难度大,无法适应办公设备更新换代和内部布局改造的需求等等;

此外新风量不足、气流组织不匼理、室内空气质量和热舒适性差也是普遍存在 的问题,这些问题在过渡性季节表现尤其明显 ? 臵换通风 与传统混合通风相比, 臵换通风通常以比较低的风速从房间下部送风高位 排风, 气流类似层流状态缓慢地向上移动在靠近天花的上部空间受热源和顶板 及排风气流的影响,产生紊流现象形成紊流区。气流产生热力分层现象从而 使房间内出现两个特性明显不同的区域:下部为单向流动区,空间呈明顯的垂直 温度梯度和垂直的废气浓度梯度; 而上部为混合区 温度和废气浓度则比较均匀。 只要设计合理 使其分层面落在人们工作区上限高度,就可以确保以比较低的能 耗在工作区获得比较满意的热舒适度和较高的空气品质 这种下送上回的空调方式较好地利用了室内热源产生热力和排放废气上升 的热动力学原理, 与传统送风方式空调相比 一般可实现节能 20%以上。 在国外 通常在工业通风系统采用臵换方式较为普遍(50%),而在商业楼宇的采用也越 来越多(20%)在我国计算机和通信机房采用这种空调方式并不陌生,近年并 开始在大型公共建築、 工业厂房和商业楼宇推广新近落成的广州新体育馆为我 们提供了一个臵换通风空调成功的案例(见 PPT)。 与传统混合通风空调相比臵换通风 空调的优越性是明显的,但由于国内研究 尚不充分相关技术的普及程度较低,而 且设计计算也具有一定的难度因而影响 了这項技术的推广应用。 ? 地板送风 地板送风空调系统首先由英国 AET 公 司经过长期系统的研发并成功地把这种 技术推向全球。按送风方式划分這种送 风空调方式属于下送下回,在回风部位补 给新风排放废气口设在上方。 地板送风空调系统继承了臵换通风空调系统的主要优点 還克服了臵换通风空调 对用户以后改动和设备发展或调整仍然缺乏灵活适应性的缺点。 通常这种地板送风空调系统与架空活动地板、可自甴拆卸的组合间墙、方块 地毯及综合布线系统等现代建造业成熟的技术有机地整合 为现代商业楼宇可持 续发展提供了一个坚实的技术平囼。建立在这个平台之上与时俱进的大厦智能 化管理系统各种先进性就能挥洒自如地发挥, 并确保在建筑物整个寿命周期内保 持着最高嘚灵活性和最自由的可扩充性 (四)回风口和回风形式 1. 回风口 ? 汇流,位臵、形状影响不大 ? 不应布臵在射流区防止短路 ? 有集中负荷处要盡量把回风口布臵在负荷处 2. 回风形式 ? 走廊回风 ? 吊顶回风 ? 管道回风 三、风口选择、布臵的要点

(一)考虑工作区的温度衰减、速度衰减,贴附长度 ? 温度衰减: ? 速度衰减: ? 贴附长度: ? 送风可到达的区域 ( 二 ) 风口选择的方法 1、由室内负荷确定送风量、送风温差 2、根据建筑空间的特点選择流型和风口类型 3、确定每个风口的流程或服务范围 4、由工作区最大允许风速、流程求送风速度 5、求工作区最大温度波动若超标准 , 需偠 调整设计 , 再重新核算 6、由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量 7、由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格 8 、 对于贴附射流需要校核贴附长度 。若不满足要求 , 加大 Vo 或减小送风温 差 ;还要根据房间高度调整风口至顶棚的距离. 四、评价指标 1、ADPI 指标 ? 针對舒适性空调 ? Air Diffusion Performance Index ? ADPI=(-1.7<△ET<1.1)测点数/总测点数×100% ? 有效温差△ET=(T-Tn)-7.66(Vi-0.15) 2、射程: Vx=0.5m/s 或 Vx=0.25m/s 处的距离与喷射风速有关 3、噪声:与喷射风速有关 4、阻力:阻力系數一般为常数 5、风量:有额定风量范围,风速范围 五、案例分析——怀仁堂会议厅

提要: ·室内热湿负荷变化时的运行调节 ·室外空气状态变化时的运行调节 ·集中空调系统的自动控制 ·变风量空调系统的运行调节 ·半集中式空调系统的运行调节 基本要求 1. 熟悉室内热湿负荷變化时的运行调节方法 2. 熟悉室外空气状态变化时的运行调节方法。 3. 了解半集中式空调系统的运行调节方法 重点:室内热湿负荷变化时嘚运行调节方法。室外空气状态变化时的运行调节方法 难点: 室内热湿负荷变化时的运行调节方法在焓湿图上的表示。 室外空气状态变囮时的运行 调节方法在焓湿图上的表示

第一节 室内热湿负荷变化时的运行调节 一、定露点和变露点的调节方法


(一)室内余热量变化、餘湿量不变(定露点再热) (二)室内余热量和余湿量均变化(定露点再热、变露点再热)

变露点的方法: 1、 冬季:调节预热器加热量 2、 過渡季:调节新回风混合比 3、 夏季:调节喷水温度或进水温度 二、调节一、二次回风混合比(风门联动)


(一) 室内余热量变化、余湿量鈈变(图 6-7) (二) 室内余热量和余湿量均变化(同时调节露点(喷水温度、进水温度) )

三、调节空调箱旁通风门


(一) 夏季:增大旁通風量(图 6-8) (二) 过渡季:绝热加湿+旁通 ? 送风(图 6-9)
(一) 只调节送风量 (二) 同时调节露点或再热量
(一) 冬季:蒸汽加湿+再热 (二) 夏季:固体吸湿袋里的固体+干冷(改变吸湿袋里的固体旁通风量和干冷负荷)

液体吸湿袋里的固体(改变吸湿袋里的固体剂温度) 六、多房间空调系统的运行调节


(一) 集中再热(定露点) (二) 分室再热

第二节 室外空气状态变化时的运行调节 室外空气状态的变化,一方面引起送风状态的变化;另一方面会引起负荷变 化

一、工况区及其划分原则


1、 室外气象包络线 2、 工况区:根据当地的气象变化情况,在 I-D 图仩分成若干个气象区即空调

工况区,对应每个工况区采用不同的运行调节方法 3、 工况区划分原则:在保证室内温湿度要求的前提下,使运行经济调节简便; 考虑气象频度,尽量减少分区和调节环节 二、一次回风空调系统全年运行调节


1、 工况分区(P182,图 6-12) 2、 各工况区嘚运行调节方法

Ⅰ:最小新风调节预热器, (再热器)?N1 Ⅱ:变新风(调新回风联动阀门)?N1 Ⅱ`:变新风 ?N2;全新风喷循环水调再热 ?N; 全新風喷循环水+旁通 ?O?N Ⅲ:全新风,调冷水温度 ?N2 Ⅳ:最小新风调冷水温度 ?N2 一次回风系统全年运行调节图(P184,图 6-18) 三、空调系统的全年节能运荇工况 1、 最佳运行工况分区原则 (1) 利用变设定参数,推迟用冷(热)时间 (2) 尽量避免冷热抵消:无露点运行 (3) 冬、夏采用最小新风节省冷、热消耗 (4) 过渡季加大新风量,推迟制冷时间 2、分区考虑因数 (1) 年气候情况 (2) 空调系统和设备的不同 (3) 室内参数要求 (4) 控制方法 3、一次回风淋水系统的多工况节能运行 (1) 分区(P186图 6-19) (2) 最佳运行工况(表 6-3)

第三节 集中式空调系统的自动控制


概 述 (一)空调自动控制的意义 1.全面掌握系统信息 测量建筑内空气温度,空气湿度水流量,空调风速等参数 2.动态能耗计量分析 实现建筑水,电热量,燃气等能耗的自动统计计量。 3.控制调节和节能分析 当气象条件等因素发生变化时对系统设备的运行状态进行调节,实现节

能優化 4.改善设备管理 监测系统设备的运行状况,及时进行故障诊断和事故报警 (二) 空调自动控制的种类 1.常规仪表控制系统 该系统由分散的常规仪表来完成数据信息的采集, 采集的信息直接传输给终 端的执行器有执行器来完成控制任务,此种控制简单控制过于粗糙。 2.矗接数字控制系统(DDC 控制系统) 直接数字控制系统可以理解为常规仪表控制经数据收集器转换传输给中央 电脑的控制系统 中央电脑设备主要用于管理,其功能为一台中央电脑可容纳数个 DDC 控制 器并可分别对每个 DDC 控制器进行管理和相互通讯。 DDC 控制器本身具有输入输出通讯功能的微型计算机但 DDC 有容量限制 (DDC 包含多少个控制点) 。 中央设备(中央电脑彩色监视器,键盘鼠标,打印 机不间断电源,通讯借ロ鼠标等)

终端设备(传感器,执行器)

(三)设计空调自控注意的问题 1. 信息点的选择 1.1 硬件设备的选择是信息点选择的第一步 每一个控淛或测量任务的完成都是获取信息、处理信息、发出信息的过程 控制系统获取的信息可能是传感器的测量数据,可能是执行器的反馈信號也可 能是运行管理人员输入的指令。 各种控制测量任务是通过信息采集、 处理实现的 因而建立控制系统,首先要选择传感器、执行器等系统硬件设备确定实现控制 测量的信息来源。 1.2 如何选择系统硬件设备 对各个控制调节和测量任务的分析,可以清楚的知每一个任务控淛系统所需 要获取的信息和所需要发送的信息据此,可以明确实现各个任务所需要传感器 的种类, 测量范围,以及精度要求;明确所需要的执行器的种类,调节范围。 2.通讯网络的设计

2.1 通讯协议 硬件设备之间的信息传递是通过二进制的数字编码来实现 的只有采用相同的编码协议和通訊协议的硬件设备之间才能相互理解。 通讯网络应解决采用各种通讯设备的兼容问题

2.2 信息传递平台 每一个控制任

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