1、空調(diào)系統(tǒng)概述,第一節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)概述,一、空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)與作用 使室內(nèi)空氣溫度、相對濕度、空氣流速、空氣潔凈度等參數(shù)保持在一定范圍內(nèi)的技術(shù)稱空氣調(diào)節(jié) “舒適性空調(diào)” “工藝性空調(diào)”,第二節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)的分類與組成,一按承擔空調(diào)負荷的介質(zhì)進行分類,1.全空氣空調(diào)系統(tǒng),2.全水空調(diào)系統(tǒng),3.空氣一水系統(tǒng),4.制冷劑系統(tǒng),二、按其空氣處理設(shè)備的集中程度分類,（一）集中式空調(diào)系統(tǒng),全空氣系統(tǒng),集中的冷熱源，冷熱水由管路輸送到各個空氣處理裝置，空氣的加熱冷卻集中在空氣處理裝置中處理后，由風道輸送到各個房間。,全空氣系統(tǒng)示意,典型集中式空調(diào)系統(tǒng),集中式空調(diào)系統(tǒng),集中式空調(diào)系統(tǒng)是一種出現(xiàn)最早、迄今仍然廣泛應(yīng)用的

2、最基本的系統(tǒng)形式。集中式空調(diào)系統(tǒng)是典型的全空氣系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于舒適性或工藝性的各類空調(diào)工程中，例如會堂、賓館、商場以及對空氣環(huán)境有特殊要求（恒溫、恒濕、潔凈）的工業(yè)廠房。,1、集中式空調(diào)系統(tǒng)的組成,(1) 空氣處理設(shè)備,(2) 空氣輸送設(shè)備,(3) 空氣分配裝置,2、集中式空調(diào)系統(tǒng)按照所處理的空氣來源的不同,（1) 封閉式,（2) 直流式,（3)混合式（回風式）,一、二次回風系統(tǒng)示意圖,（4）單風道及雙風道空調(diào)系統(tǒng),單風道是全空氣系統(tǒng)中最基本、最常用的方式，廣泛用于辦公樓、會堂、影劇院以及旅館的餐廳、門廳和醫(yī)院建筑的公共用房等場所。,單風道與雙風道系統(tǒng),單風道系統(tǒng),系統(tǒng)中在同一時間風道中只送

3、熱風或冷風，不存在兩種溫度差別較大的送風。同一系統(tǒng)中所有房間均只能送同樣參數(shù)的空氣（除非各房間加設(shè)額外的加熱或冷卻裝置） 是最廣泛采用的空調(diào)送風系統(tǒng)形式，當各房間要求的送風參數(shù)差別不大時能較好工作，各房間冷熱要求差別較大時或相反時不能很好保證參數(shù)。,集中式全空氣單風道空調(diào)系統(tǒng),雙風道系統(tǒng),系統(tǒng)中同時有送熱風和冷風的風道，熱風和冷風到各個房間根據(jù)需要混合成不同溫度的空氣送入。 可全年保證所有房間所需空氣參數(shù)，舒適性好，但初投資和運行費用均很高，僅用于少數(shù)要求極高的場合。 替代方案：將負荷特性、使用功能接近的房間劃為同一系統(tǒng)；同一系統(tǒng)負荷差異較大時，按最不利情況送，其余在末端另加再熱或冷卻處理裝置

4、。,雙風道系統(tǒng)示例,雙風道系統(tǒng)示例,3、集中式空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點。,集中式空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)點： 空調(diào)設(shè)備集中設(shè)置在專門的空調(diào)機房里，管理維修方便，消聲防振也比較容易； 空調(diào)機房可以使用較差的建筑空間，節(jié)省建筑物有效空間，如地下室、屋頂間等； 可根據(jù)季節(jié)變化調(diào)節(jié)新風量，充分利用室外新風，減少制冷機運行時間，節(jié)約運行費用； 使用壽命長，初投資和運行費用比較??； 服務(wù)面大、處理空氣多、便于集中管理。,集中式空調(diào)系統(tǒng)的主要缺點： 用空氣作為傳送冷、熱負荷的介質(zhì)，需要的風量大，風道截面尺寸大，并且機房面積大，層高較高，占用建筑空間較多。風管布置復(fù)雜，施工安裝工程量大，工期長； 一個系統(tǒng)只能處理出一種送

5、風狀態(tài)的空氣，當各個房間的熱、濕負荷的變化規(guī)律差別較大時，不便于運行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的靈活性差； 對于房間熱濕負荷變化不一致或運行時間不一致的建筑物，系統(tǒng)運行不經(jīng)濟； 風管系統(tǒng)各支路和風口的風量不易平衡，各房間由風管連接，不易防火。,（二）半集中式空調(diào)系統(tǒng),半集中式空調(diào)系統(tǒng)的特點是除了設(shè)有集中的空調(diào)機房外，還設(shè)有分散在各個房間的二次設(shè)備（又稱為末端裝置）來承擔一部分冷熱負荷。,1、誘導(dǎo)式空調(diào)系統(tǒng) 誘導(dǎo)式空調(diào)系統(tǒng)是指誘導(dǎo)器加新風的混合式系統(tǒng)，一般由一次空氣處理室、誘導(dǎo)器（送風末端裝置）、風道、風機所組成,誘導(dǎo)式空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點是： 該系統(tǒng)中通風管道一般采用高速送風，故管道斷面小，占用建筑空間?。?在水空

6、氣誘導(dǎo)系統(tǒng)中由于二次盤管負擔了一部分室內(nèi)負荷，故一次風系統(tǒng)較小； 由于在集中式空氣處理系統(tǒng)中不用回風，故可避免空調(diào)房間互相干擾和污染的可能； 使用壽命長。,誘導(dǎo)式空調(diào)系統(tǒng)的缺點是： 各個房間的冷、熱量不易單獨調(diào)節(jié)； 高速送風時室內(nèi)有噪音； 二次送風難以凈化，誘導(dǎo)器容易積灰，清理不便； 設(shè)備及管路較復(fù)雜，故初次投資和維修管理工作量都較大。,2、風機盤管空調(diào)系統(tǒng),風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣、最具生命力的系統(tǒng)形式。中央空調(diào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用風機盤管系統(tǒng)這種半集中式系統(tǒng)。,風機盤管系統(tǒng)示意,賓館客房風機盤管示例,風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣、最具生命力的系統(tǒng)形式。中央空調(diào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用風機盤

7、管系統(tǒng)這種半集中式系統(tǒng)。,（1）風機盤管的水系統(tǒng) 雙管制系統(tǒng) 三管制系統(tǒng) 四管制系統(tǒng),兩管制系統(tǒng),在同一時間水管中僅送熱水或冷水，因此只需一根送水管和一根回水管的系統(tǒng)稱為兩管制系統(tǒng)。如風機盤管系統(tǒng)，普通的全空氣系統(tǒng)：夏天時管內(nèi)為冷水，冬天時管內(nèi)為熱水，過渡季（冷熱切換的季節(jié)）通常不送水。 是最常見的系統(tǒng)形式，投資較少，通常適于舒適性空調(diào)；在過渡季參數(shù)的保證性差,兩管制風機盤管系統(tǒng),參見前圖,兩管制空氣處理裝置,三管制系統(tǒng),將四管制中的熱水和冷水的回水管合并成一根管就變成三管制系統(tǒng)，具有四管制系統(tǒng)的所有功能，初投資減少，但效率降低（冷熱混合浪費能量）,三水管系統(tǒng),四管制系統(tǒng),系統(tǒng)中全年任何時候均

8、供送熱水和冷水，因此可進行各種加熱和冷卻處理的系統(tǒng)形式。熱水管路和冷水管路分別包括各自的供水管和回水管，總共四根管而得名。 通常用于全年參數(shù)保證率高的場合，如賓館的總統(tǒng)套房，工藝性空調(diào)等，初投資高，占用面積多，運行費用高。,四管制空氣處理裝置,（2）風機盤管空調(diào)系統(tǒng)的新風系統(tǒng) 風機盤管空調(diào)系統(tǒng)新鮮空氣的補給方式 通過房間的縫隙自然滲入和排出； 從機組背面墻洞引入新風和從縫隙自然排出； 由內(nèi)部空間在空調(diào)系統(tǒng)供新風和單獨設(shè)排風系統(tǒng)； 采用單獨新風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)的方式。,（4）風機盤管空調(diào)系統(tǒng)的特點 與集中式空調(diào)系統(tǒng)相比，僅需要新風空調(diào)機房，機房占地面積小，層高較低。風機盤管布置在空調(diào)房間內(nèi)占據(jù)空間

9、有限。 僅需新風系統(tǒng)，風管截面積較小，容易布置。 盤管既可通冷水，又可通熱水，冬夏兼用，但盤管易結(jié)垢，影響傳熱效果。 運行靈活，可自行調(diào)節(jié)各房間負荷，節(jié)能效果好，但不能實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)。,易于安裝，施工時間較短，使用壽命長。 風機盤管分散布置，風管、水管、凝水管等管線布置較復(fù)雜，水系統(tǒng)易漏水，維護管理較繁瑣。 難于滿足溫度、濕度、清潔度的嚴格要求。 風機盤管都采用低噪聲風機，對有噪聲要求的區(qū)域，應(yīng)避免風速較高產(chǎn)生的噪音。,(三)分散式（局部式）空調(diào)系統(tǒng) 空調(diào)機組是將冷源、熱源、空氣處理、風機和自動控制等設(shè)備組裝在一起的定型產(chǎn)品，由工廠定型生產(chǎn)，現(xiàn)場整機安裝。,分散式系統(tǒng),冷熱源和散熱

10、設(shè)備合并成一體，分散放置在各個房間里，稱為分散式系統(tǒng)。如取暖的火爐、煤氣供暖、電熱供暖、窗式空調(diào)、分體空調(diào)、風扇等。 分散式系統(tǒng)通常每個房間或家庭設(shè)置一套。具有裝置簡單，易實現(xiàn)等特點，但常常具有效率不高、衛(wèi)生條件差、能源結(jié)構(gòu)不合理等特點,空調(diào)機組的種類很多，大致可以按以下方法分類： 按容量大?。悍譃榇笆娇照{(diào)、分體掛壁式、立柜式空調(diào)器和屋頂式空調(diào)器。,煤氣爐與電暖氣,煤氣爐與電暖氣（2）,分體式房間空調(diào)器,窗式空調(diào)器與柜機,按制冷設(shè)備冷凝器的冷卻方式：又可分為水冷式和風冷式。,三、高層建筑空調(diào)系統(tǒng),高層建筑一般多采用集中式、 半集中式中央空調(diào)系統(tǒng),（一）高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)豎向分區(qū)的依據(jù) 在空調(diào)水

11、系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)以設(shè)備和附件的承壓能力作為主要依據(jù)來決定在垂直方向是否需要分區(qū)或分幾個區(qū)。 常按國內(nèi)外主機、閥門及附屬設(shè)備承壓能力為1.0MPa并考慮系統(tǒng)阻力為300kPa左右以確定高層建筑空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)界限,國產(chǎn)冷水機組-1.0MPa 風機盤管的承壓能力一般有1.0MPa和1.7 MPa 水泵殼體的承壓能力在1.0MPa以上。 管材公稱壓力為： 低壓管道2.5 MPa,中壓管道為4.06.4 MPa； 閥門公稱壓力為： 低壓閥門為1.6 MPa，中壓閥門為2.56.4 MPa。 冷水機組接在水泵吸入端的空調(diào)水系統(tǒng)，水系統(tǒng)高度在100m以內(nèi)可不進行豎向分區(qū)，但是選用水泵的承壓能力要在1.3 MPa

12、以上； 冷水機組接在水泵出口端的空調(diào)水系統(tǒng)，水系統(tǒng)高于70m時，應(yīng)進行豎向分區(qū)。 對于高于200m的系統(tǒng)，一般應(yīng)考慮分為高、中、低三個區(qū)的水系統(tǒng)。,（二）常用的豎向分區(qū)方式 （1）高、低區(qū)合用冷、熱設(shè)備。 低區(qū)采用冷水機組直接供冷，同時在設(shè)備層設(shè)置板式換熱器，作為高、低區(qū)水壓的分界設(shè)備，使靜水壓力分段承受。 （2）冷水機組分區(qū)獨立設(shè)置 冷水機組均設(shè)置在地下室，但高區(qū)和低區(qū)水系統(tǒng)分為獨立的兩個系統(tǒng)。 冷水機組均設(shè)置在技術(shù)設(shè)備層或避難層內(nèi). 中、低區(qū)冷水機組設(shè)置在地下室，高區(qū)冷水機組設(shè)置在中間技術(shù)設(shè)備層內(nèi)。此方式需要專。 中高區(qū)采用風冷冷水機組，設(shè)置在屋頂上，以水系統(tǒng)為輔；低區(qū)以水系統(tǒng)為主。,直連

13、系統(tǒng)與間連系統(tǒng),直連系統(tǒng),系統(tǒng)管路中的水與冷熱源中的水是連通的系統(tǒng)稱為直連系統(tǒng)。直連系統(tǒng)中各設(shè)備的水壓力是相互傳遞的。 效率較高，但適于中小系統(tǒng)。系統(tǒng)較大時，低區(qū)設(shè)備的承壓非常重要；各支路的阻力與流量平衡比較困難,直連系統(tǒng)示例,間連系統(tǒng),系統(tǒng)管路中的水與冷熱源中的水是不連通的系統(tǒng)稱為間連系統(tǒng)，通常采用板式換熱器隔開。間連系統(tǒng)間各設(shè)備的水壓力是各自獨立的。 換熱器會產(chǎn)生熱損失，效率較低，適合于大型系統(tǒng)或不易直接連接的系統(tǒng)（如腐蝕、不同介質(zhì)等）。如高層建筑的高區(qū)與低區(qū)，供熱干網(wǎng)與各用戶，冰蓄冷系統(tǒng),間連系統(tǒng)示例,高層建筑間連水系統(tǒng)案例1深圳國際貿(mào)易中心大廈,高層建筑間連水系統(tǒng)案例2北京香格里拉飯店

14、,高層建筑間連水系統(tǒng)案例3,熱交換器,低區(qū)機組,高區(qū)機組,第三節(jié) 空調(diào)負荷計算,一、空氣冷負荷 空調(diào)冷負荷是空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計中的最基本依據(jù)，它也是確定空調(diào)系統(tǒng)的風量和空調(diào)設(shè)備裝置容量的基本依據(jù)，同時也將直接影響空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性和建筑節(jié)能。 空調(diào)冷負荷由三大部分組成。 空調(diào)房間的冷負荷+室外新風負荷+系統(tǒng)冷負荷 。,空調(diào)房間的冷負荷 室內(nèi)外溫差引起建筑物圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)熱量形成的冷負荷； 太陽輻射傳入熱量形成的冷負荷； 人體散熱、散濕形成的冷負荷； 室內(nèi)燈光照明散熱形成的冷負荷; 室內(nèi)其他設(shè)備的散熱、散濕形成的冷負荷;,室外新風負荷 為了滿足空調(diào)房間空氣質(zhì)量的需要，必須向空調(diào)房間輸送一定量的新鮮

15、空氣，而冷卻室外新鮮空氣所消耗的冷量為新風冷負荷 系統(tǒng)冷負荷 它包括空氣風管、水管、風機、水泵、水箱等溫升引起的附加冷負荷。,二、空調(diào)冷負荷的估算,在實際設(shè)計工程中為了估算設(shè)備容量和投資費用，一般可采用冷負荷估算指標來估算系統(tǒng)的冷負荷，以便確定設(shè)備容量及型號。在施工圖階段對冷負荷再作詳細的計算。 冷負荷估算指標如表7-5所示。,三、空調(diào)冷負荷的計算,空氣調(diào)節(jié)區(qū)的夏季計算得熱量，應(yīng)根據(jù)下列各項確定： 通過圍護結(jié)構(gòu)傳入的熱量； 通過外窗進入的太陽輻射熱量； 人體散熱量； 照明散熱量； 設(shè)備、器具、管道及其他內(nèi)部熱源的散熱量； 食品或物料的散熱量； 伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。,（一）圍護結(jié)構(gòu)傳熱

16、量的計算,第四節(jié) 空調(diào)房間的送風量和氣流組織,一、空調(diào)房間風量 空調(diào)房間的送風量通常按夏季最大室內(nèi)冷負荷來確定的。春、秋、冬季冷負荷減少則送風量也可以相應(yīng)減少。,二、空調(diào)房間氣流組織 （一）送風 1.側(cè)向送風,2、散流器送風 散流器是設(shè)置在頂棚上的一種送風口，它具有誘導(dǎo)室內(nèi)空氣使之與送風射流迅速混合的特性。散流器送風可以分為平送和下送兩種。,（3）孔板送風 在室溫允許波動范圍較小的空調(diào)房間中，通常采用孔板送風。 通常采用孔板送風?？装逅惋L是將空氣送入頂棚上面的穩(wěn)壓層中，在穩(wěn)壓層的作用下，通過頂棚上的大量小孔均勻地進入房間。可以利用頂棚上面的整個空間作為穩(wěn)壓層，也可以利用另外設(shè)置的穩(wěn)壓箱。穩(wěn)壓層

17、的凈高應(yīng)不小于0.2m,孔徑一般為46mm,孔距為40100mm。,（4）噴口送風 噴口送風是大型體育館、禮堂、通用大廳以及高大廠房中常用的一種送風方式。 由高速噴口送出射流，帶動室內(nèi)空氣進行強烈混合，使室內(nèi)形成的空氣流動量增至送風量的35倍，射流面積不斷擴大，速度逐漸衰減，室內(nèi)形成大的回旋氣流（工作區(qū)域一般是回流）。,（二）回風 1回風口的布置 空調(diào)房間的氣流流型主要取決于送風射流，回風口處的氣流速度衰減很快，對氣流流型影響很小，對區(qū)域溫差影響亦小。 除了高大空間或面積大而有較高區(qū)域內(nèi)溫差要求的空調(diào)房間外，一般可在房間一側(cè)集中布置回風口。,（三）空調(diào)房間送、回風口布置形式,1.上送下回 2.

18、上送上回 3.下送上回 4.中送風,這種送風方式具有射程遠、系統(tǒng)簡單、投資較省。一般能夠滿足工作區(qū)舒適條件。,HVAC系統(tǒng)分類（1）,按系統(tǒng)的分布關(guān)系，可分為分散式與集中式； 按是否同時提供冷水和熱水管路，可分為兩管制與四管制（或三管制） 按分部分水系統(tǒng)是否連通，分為直連系統(tǒng)與間連系統(tǒng),HVAC系統(tǒng)分類（2）,按是否同時提供熱風和冷風，可分為單風道系統(tǒng)與雙風道系統(tǒng) 按所送空氣是否與從房間排出的空氣混合，分為直流系統(tǒng)與回風系統(tǒng) 按所送空氣或水的流量是否不斷調(diào)節(jié)，分為定風量系統(tǒng)與變風量系統(tǒng)或定水量系統(tǒng)與變水量系統(tǒng),分散式系統(tǒng)與集中式系統(tǒng),集中式系統(tǒng),將水或空氣集中制取，通過管路系統(tǒng)將水或空氣送到各

19、個房間的系統(tǒng)稱為集中式系統(tǒng)。如小區(qū)集中供熱系統(tǒng)，寫字樓風機盤管系統(tǒng)，中央空調(diào)送風系統(tǒng)。 集中式系統(tǒng)需要集中的冷熱源、管路輸配系統(tǒng)及末端設(shè)備，通常具有美觀、高效、高品質(zhì)的特點，但初投資和運行費用也通常較高。目前被廣泛采用。,風機盤管系統(tǒng),集中的冷熱源，冷熱水由管路輸送到各個房間，但空氣的加熱和冷卻是在各個房間內(nèi)完成的（僅空氣加熱和冷卻這一點來看是分散式系統(tǒng)但水是集中式系統(tǒng)；又稱為半集中式系統(tǒng)）,風機盤管系統(tǒng)示意,風機盤管系統(tǒng)示意,兩管制與四管制系統(tǒng),兩管制風機盤管系統(tǒng),參見前圖,直流系統(tǒng)與回風系統(tǒng),直流系統(tǒng),送風房間中的空氣全部排出，不循環(huán)使用的系統(tǒng)。通常用于有污染物或高溫的房間。 直流系統(tǒng)通常

20、能耗較高，但通風換氣效果好,直流系統(tǒng)示例,回風系統(tǒng),將送入的空氣部分或全部抽回重復(fù)使用的系統(tǒng)，分為一次回風系統(tǒng)（含全回風系統(tǒng)）、二次回風系統(tǒng)。 一次回風系統(tǒng)將從房間抽回的空氣與室外空氣混合、處理后再送入房間中，由于從室內(nèi)抽回的空氣通常比室外空氣更接近送風狀態(tài)，因此可減少加熱或冷卻空氣所需的能量，運行費用較少，是一種廣泛采用的系統(tǒng)形式。,全回風系統(tǒng)（風機盤管）,一次回風系統(tǒng),定風(水)量與變(水)風量系統(tǒng),定風量系統(tǒng),送風系統(tǒng)的風量不隨負荷和使用情況的變化不斷進行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。當各房間負荷變化情況不一致時，容易出現(xiàn)不同房間冷熱不均。通常采用定速風機。 系統(tǒng)運行和控制簡單，通常能耗較高，熱舒適性保障

21、方面稍差,定風量系統(tǒng)示例,新風,回風,送風口,空氣處理機,變風量系統(tǒng),系統(tǒng)風量和各房間的送風量均根據(jù)負荷和使用情況不斷進行調(diào)節(jié)，當房間人少時可減少送風量，容易解決冷熱不均的情況，運行能耗較低，熱舒適狀況較好。通常采用變速風機，初投資較高，控制系統(tǒng)較復(fù)雜，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性要好。,變風量系統(tǒng)示例,新風,回風,送風口,變風量空氣處理機,變風量末端,變風量末端裝置,變風量控制裝置,定水量與變水量系統(tǒng),當各用戶負荷變化時通常會調(diào)節(jié)水閥改變所要水量，由于系統(tǒng)的水泵采用定速泵運行并不進行相應(yīng)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)為定水量系統(tǒng)。運行控制簡單，能耗較高。 變水量系統(tǒng)采用變速水泵，當用戶要求水量變化時，水泵根據(jù)管路特性及時進行相應(yīng)調(diào)節(jié)，從而節(jié)省能耗?？刂粕詮?fù)雜。,定流量(CWV)系統(tǒng),變流量(VWV)系統(tǒng),關(guān)于分散與集中,分散系統(tǒng)簡單，初投資少，通常用住宅和低檔商用建筑；集中式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于商用建筑和高檔住宅公寓中。 集中式系統(tǒng)通常包括冷熱源，冷熱水輸送管路、冷熱風輸送風道、空氣處理裝置，將熱量或空氣送入房間的末端裝置三部分組成,關(guān)于兩管制與四管制,兩管制系統(tǒng)僅能供應(yīng)熱水或冷水