1、2018年9月3日4时56分,空 气 调 节,空气调节,盛 伟 工学博士 副教授 电话：15039118299，0391-3987546 E-mail: ,第4章空调系统,主要内容,4.1 空调系统及类型 4.2 全空气系统4.2.1 直流式系统的分析与计算4.2.2 一次回风系统的分析与计算4.2.3 新风量的确定4.2.4 变风量系统4.2.5 系统划分原则与空调设备的确定,主要内容,4.3 风机盘管加新风系统4.3.1 夏季空调过程的分析与计算 4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案4.3.3 风机盘管与新风机的选择4.3.4 系统划分原则 4.4 低温送风系统 4.5 水环热泵系
2、统 4.6 空调系统的选择 4.7 户用中央空调系统,学习目标,了解各种空调系统的构成与特点掌握一次回风系统的分析与计算方法，以及新风量的确定方法重点掌握风机盘管加新风系统夏季空调过程的分析与计算方法,当大型公共建筑(如影剧院、商场、体育馆、酒店、宾馆、办公楼等)和某些特殊行业(如纺织、印刷、制药、微电子、生物制品等)工业建筑的大空间或众多房间需要使用空调技术来控制室内空气环境时，通常都是采用效率高、能耗低、效果好的空调系统来给予保证。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
3、和设计出最合适的空调系统。,4.1 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。,4.1 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
4、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。,4.1 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。,4.1 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 。,4.1 空调系统及类型,2.按
5、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。 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。,4.1 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。,4.1 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。,
6、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,4.1 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(参见4.7节的相关内容)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(v8m/s)和高速空调系统(v2030m/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
7、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。,4.2 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。,4.2 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
8、、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。,4.2 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。,4.2 全空气系统,直
9、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,4.2.1 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4-1 直流式系统示意图,4.2.1 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4-2 直流式系统夏季空调过程,4.2.1 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4
10、-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4-2 直流式系统夏季空调过程,hL,100,hN,hW,hO,W,L,O,N,4.2.2 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4-3 一
11、次回风系统简图 1过滤器 2换热器 3风机 4消声器 4送风口 6回风口,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,图4-4为一次回风系统夏季空调过程在hd图上的表示。空气变化流程,W,N,100%,hW,hL,L,hN,C,hC,图4-4 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4-4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,W,L,100%,hW,hL,L,hN,C,hC,图4-4 一次回风系统 夏季空调过程,4.2.2 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
12、(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，因此直流式(全新风)系统处理空气所需要的冷量要多于一次回风系统。,L,100%,hW,hL,hN,hC,图4-4 一次回风系统 夏季空调过程,W,C,N,L,由两种不同状态空气混合规律知，在空调设备处理风量相同的条件下，混合点C越接近室内状态点N说明室内回风量越大，新风量越小。 从图4-4中可看出，hC值相应减小 由式(4-6)知处理空气需要的冷量Q0也越少，耗用的冷量越少，运行费用也越少。,L,100%,hW,hL,hN,hC,图4-4 一次回风系统 夏季空调过程,W,
13、C,N,L,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,一次回风系统新风的使用量通常用新风比m来表示，即新风比为新风量占空调送风量(也就是空调设备处理风量)的百分比。,L,100%,hW,hL,hN,hC,图4-4 一次回风系统 夏季空调过程,W,C,N,L,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,2.一次回风系统夏季空调过程各风量的计算 1)消除余热所需要的送风量 2)消除余湿所需要的送风量(应与消除余热所 需要的送风量相等),4.2.2 一次回风系统的分析与计算,3)新风量 4)(一次)回风量,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,3.一次回风系统冬季空调过程 设冬季室内状态点为N ，热湿比因房间
14、有热损失而减小(也可能成为负值)，采用一次回风系统向室内供暖的空调过程，在h-d图上的表示如图4-5所示。,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,图4-5 一次回风系统冬季空调过程,【例4-1】已知 空调房间夏季冷负荷 Q4.89kW 由于只有人体散热，故湿负荷忽略不计 室内设计参数 tN23，N=60%，hN=49.8kJ/kg干 当地夏季空调室外计算参数 tW35，hW92.2kJ/kg干，pB101325Pa 若采用一次回风系统，取新风比为15。 ？试求各风量和处理空气所需要的冷量。,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,【解】1)根据题给条件和题意，首先在h-d图上确定室内状态点N和室
15、外状态点W，并作NW的连线。2)计算热湿比在h-d图上过N点作的直线。,W,N,100%,图4-6 例4-1题图,3)确定机器露点(送风状态点)取的直线与90的等相对湿度线的交点L为机器露点，由pB101325Pa的h-d图可查得 tL=16.4hL=43.1kJ/kg干,100%,L,90%,tL,hL,N,W,图4-6 例4-1题图,拟以最大送风温差送风，即以L点为送风状态点，校核送风温差是否符合要求。 因为ttN-tL=23-16.4=6.68，符合要求。所以，可直接从L点送风。 画出空调过程的hd图如图4-6所示。,图4-6 例4-1题图,4)计算消除余热所需要的送风量5)计算新风量6
16、)计算回风量,图46 例41题图,7)确定新风和回风混合状态点的焓由可得混合状态点C的焓为8)计算处理空气所需要的冷量,4.关于二次回风系统 采用机器露点送风(又称为最大送风温差送风)通常适用于对送风温差无严格限制的一次回风系统。 对于送风温差有严格限制，且送风温差小于最大送风温差的一次回风系统，夏季送风状态点O要由送风温差决定。空气处理过程可以有两种方案。,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,方案一 将室内外混合空气从C点处理到L点，再用加热器加热到O点，然后送入室内(N点)。 这种方案存在冷热抵消问题，不经济，极少采用。,100,W,N,O,C,L,方案二 在保持新风和回风比例不变的情况
17、下，把回风分两次使用 先将室内外空气混合(一次混合)到C点，将C点空气处理到L点后，再将L点的空气与室内N点状态的空气混合（二次混合）到O点，然后送入室内。 按这种方案工作的系统称为二次回风系统。,100,W,N,O,C,L,适用场合 恒温恒湿空调，采用下送风的空调，以及洁净室空调，允许送风温差都较小，送风量较大，为了避免夏季用再热器来解决送风温差受限问题，一般均采用二次回风系统。,图4-7 夏季空调过程的两种方案,图4-8 二次回风系统 示意图,二次回风系统夏季空调过程的送风量、新风量和一次回风量的计算方法与一次回风系统相同。 二次回风量qmN2的计算方法为(4-12)或 (4-13),4.
18、2.2 一次回风系统的分析与计算,【例42】已知 大气压力pB =101325Pa 空调室外计算参数为 tW=35，tWS=27 室内冷负荷Q=11.3kW，湿负荷W=0.0011kg/s 工艺要求的室内空气控制参数为 tN=231 N=55% 新风比为15%。 ？分别按一次回风方式和二次回风方式确定空调系统夏季空气处理过程与设计工况下所需冷量。,【解】1.按一次回风方式确定空调系统夏季空气处理过程与设计工况下所需冷量1)根据题给条件，首先在pB=101325Pa的hd图上确定室内状态点N和室外状态点W，并作NW的连线。2)计算热湿比,W,L,N,tWs,100%,hW,tW,tN,N,3)确
19、定送风状态点O 根据室温允许波动范围，查表2-9确定送风温差t0 = 6，则送风温度t0=（23-6）=17 在hd图上，过N点作=10300的直线，与t =17的等温线相交，其交点即送风状态点O，查hd图得h0=39.8kJ/kg干d0=8.9g/kg干,tWs,100%,hW,tW,tN,to,39.8,8.9,W,N,O,4)确定机器露点L 过O点作d0=8.9g/kg干的等含湿量线,与=90%的等相对湿度线相交得L点 查hd图得tL=14.1 hL=37kJ/kg干 5)确定一次混合状态点C查hd图得hW=85.1kJ/kg干hN=47.6kJ/kg干,100%,85.1,14.1,t
20、o,39.8,8.9,47.6,90%,L,37,W,N,O,由可得混合状态点C的焓为作hC=53.2kJ/kg干的等焓线，与室内状态点N和室外状态点W的连线NW相交即得混合状态点C。,100%,tN,to,39.8,8.9,47.6,C,53.2,37,W,85.1,N,O,L,6)计算消除余热所需要的送风量7)计算处理空气所需要的冷量,100%,to,39.8,8.9,47.6,53.2,37,W,85.1,C,N,O,图49a) 一次回风方式,L,8)计算将空气从L点加热到O点所需要的加热量9)室外新风从W变化到N要耗用的冷量,100%,to,39.8,8.9,47.6,53.2,37,
21、W,85.1,C,N,O,图49a) 一次回风方式,L,10)冷量分析处理空气所需要的冷量实质上为三者之和 要消除的室内冷负荷 抵消将空气从L点加热到O点所需的加热量 室外新风从W变化到N要耗用的冷量 即,图49a) 一次回风方式,100%,39.8,8.9,47.6,53.2,37,W,85.1,C,N,O,L,2.按二次回风方式确定空调系统夏季空气处理过程与设计工况下所需冷量1)、2)、3)与一次回风方式相同4)确定机器露点作=10300的直线与=90%的等相对湿度线相交于L点，查h-d图得hL=34.7kJ/kg干,L,100%,tO,90%,34.7,39.8,47.6,85.1,L,
22、N,O,图49b) 二次回风方式,W,5)确定空调设备处理的空气量qmL 根据二次混合的比例关系可得,图49b) 二次回风方式,L,100%,90%,34.7,39.8,47.6,85.1,L,N,O,W,按从机器露点L送风可得(此时送风量也就是空调设备处理的空气量),图49b) 二次回风方式,L,100%,90%,34.7,39.8,47.6,85.1,L,N,O,W,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,6)计算二次回风量qmN27)计算新风量qmW8)计算一次回风量qmN1,L,9)计算一次混合状态点C的焓10)计算处理空气所需要的冷量,W,L,N,100%,85.1,tO,90%,34
23、.7,L,O,39.8,47.6,C,56.2,图49b) 二次回风方式,4.2.2 一次回风系统的分析与计算,11)冷量分析由于说明 二次回风系统与一次回风系统相比，其处理空气少用的冷量就是一次回风系统的加热量。 上式也证明了使用二次回风可代替对空气的再热处理。,4.2.3 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
24、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。,4.2.3 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所需新风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)m10%。,4.2.3 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
25、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。 卫生要求的最小新风量参见表4-1，民用建筑主要是对CO2的浓度要求。,表4-1 公共建筑主要房间人员所需最小新风量,4.2.3 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42给出的美国ASHRAE 62标准中每人所需室外新风量可供参考。2.补偿局部排风所需新风量 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
26、应量的新风来补偿排风量。,表4-2 ASHRAE 62 室外空气通风量 (单位 m3/h人),4.2.3 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。 一般舒适性空调室内外压差值宜取510Pa，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。,4.2.3 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，
27、将室外空气送至各层或各处的空调机房。,4.2.4 变风量系统,从送风量的计算式和空调过程的hd图上可看出，当室内冷热负荷发生变化而又要使室内温度保持不变时，可使房间送风量保持不变，而改变送风温度来相适应；也可将送风温度固定不变，通过改变送风量来相适应。 保持全年送风量不变，靠改变送风温度来适应空调负荷变化的全空气系统称为定风量系统。 保持送风温度或参数不变，靠改变送风量来适应空调负荷变化的系统则称为变风量系统。,4.2.4 变风量系统,1.变风量系统形式 根据有否变风量末端装置，变风量系统还可分为两种 只能改变系统总送风量，送风末端为普通送风口的系统。 不仅系统总送风量可以改变，而且各送风末端
28、还加装有变风量末端装置的系统。,4.2.4 变风量系统,(1)只能改变系统总送风量的变风量系统 主要适用场合 有同一温湿度控制要求的大型空调房间，如影剧院、候机(车、船)厅、展览馆、生产车间等。 系统总送风量的调节方法 采用风机电动机调速、调传动装置等来实现，其中以电动机变频无级调速方法在技术经济方面的综合效能最高，应用也最广泛,4.2.4 变风量系统,(2)加装变风量末端装置的变风量系统 主要适用场合 需要服务多个空调房间，且有可调节性差异控制要求。 送风量的调节方法 利用分设在各个空调房间的变风量末端装置，来适应相应房间热湿负荷的变化，保证其温湿度在要求的范围内。,加装变风量末端装置的变风
29、量系统的特点 1)由于末端装置可以随所服务房间实际负荷的变化而改变送风量，因此 整个空调系统的供冷(热)量可以在各个空调房间之间自动合理分配，并能转移。 充分利用了在同一时刻，各个空调房间在朝向、位置、功能和使用时间上的不一致，负荷参差不齐这一特点，化不利条件为有利因素，减少了整个系统的负荷总量(包括总送风量和处理空气所需的总冷热量)。 使设备的安装容量减小，设备、管道尺寸减小，能源消耗降低，机房占用面积也相应减少，初投资和运行费用也都可以减少。,2)配以合理的自动控制，空调设备和冷热源设备只按实际需要运行，耗电降低，运行费用还可进一步减少。 3)每个空调房间的送风量调节，直接受装在室内的恒温
30、器控制，故可实现单个房间的温度自动控制，当然也可以独立地选择自己要求的控制温度。 4)尤其适合于建筑物的改建，只要在系统设备容量范围之内，一般都不需要对系统作太大的改动，甚至只需要重调设定值即可。 5)增加了变风量末端装置及系统静压、室内最大送风量和最小送风量、室外新风量取值等控制环节，整个系统的造价会有所提高。但由于系统的总装机容量和管道尺寸可以减小，初投资不一定增加，甚至可以降低。,2.变风量末端装置 又称为变风量箱(VAV BOX) 作用 调节送入房间的风量，补偿变化的室内负荷，维持室温。 基本功能 1)接受房间温控器的指令，根据室温的高低，自动调节送风量。 2)当系统压力升高时，能自动
31、维持房间送风量不超过设计最大值。 3)当房间负荷降低时，能保证最小送风量，以满足最小新风量和室内气流组织的要求。 4)具有一定的消声功能。 5) 不使用时，能完全关闭。,常用的变风量末端装置 单风管型、单风管再热型、风机动力型(1)单风管型变风量末端装置,图4-10 单风管型变风量末端装置的构造 1-圆形进气管 2-蝶形风阀 3-风阀执行器及其联动装置 4-箱体,单风管型变风量末端装置的工作原理 在夏季，当室温升高时，说明其需冷量增大，通过温控器的作用使风阀执行机构将风阀由小开大，增加送入室内的冷风量；当室温降低时，则温控器又使风阀关小，减少冷风的送风量。 由于温控器具有冬夏反向作用的功能，因
32、此冬季变风量末端装置的工作情况与夏季正好相反。即在冬季，室温过高时关小风阀，室温过低时开大风阀。 特点 结构简单，工作可靠，控制也较为容易。,(2)单风管再热型变风量末端装置 工作原理 夏季时的控制方式与普通单风管型相同。 冬季要求既控制风阀又控制加热器来实现对室温的控制。,图4-11单风管再热型变风量 末端装置的构造 1-圆形进气管 2-蝶形风阀3-风阀执行器及其联动装置 4-箱体 5-空气加热器,特点 与普通型相比，增加了一个空气加热器。 对所服务的房间而言，提供了一个独立的加热功能，可以使每个变风量末端装置能就地独立地加热空气而不受整个风系统空气参数变化的影响。 适用范围和控制精度均超过
33、普通型。,图4-11单风管再热型变风量 末端装置的构造 1-圆形进气管 2-蝶形风阀3-风阀执行器及其联动装置 4-箱体 5-空气加热器,(3)风机动力型变风量末端装置 工作原理 由温控器根据室内负荷情况控制风阀的开启度，以调节由风管系统供给的、经过处理的风量。处理过的空气(一次风)与室内回用空气(二次风)混合后由风机加压送入室内。,图4-12 风机动力型变风量末端装置的构造,特点 送风量可保持不变，可确保室内气流组织的稳定，非常适用于低温送风场合。 由于每个装置都有风机，可使系统的送风机压头有所降低，可靠性得以提高。,图4-12 风机动力型变风量末端装置的构造,在工程实际中，虽然同一幢建筑物
34、都采用全空气系统，但由于服务对象的要求不同，风管道断面尺寸的限制等种种原因，往往需要将建筑分区，设置若干个空调子系统来共同实现对整幢建筑物的空气调节。 空调子系统的划分原则 1)室内控制参数、空调精度与热湿比相同和相近的房间可合用一个子系统，这样空气处理和控制要求比较一致，容易满足要求。2)朝向、层次等位置上相近的房间宜组合成一个子系统，这样风管道布置较为合理，同时也便于管理。,4.2.5 子系统划分原则与空调设备的确定,3)要求提供空调服务的时间相同的房间采用同一个子系统，这样有利于运行和管理。对于个别要求24小时运行或间歇运行的房间可单独再配置单元式空调机或房间空调器。4)对室内洁净度等级
35、或噪声级别要求不同的房间，由于采取的过滤和消声措施也不同，宜按各自级别分设子系统，这对节约投资和经济运行都有好处。5)为便于利用回风，产生有害气体的房间不宜和一般房间合用一个子系统。6)划分的子系统应尽量与建筑防火分区相对应，以满足防火要求。7)当一个子系统的风量特别大时，为了减少风管道与所占建筑空间的矛盾，应根据实际情况分解成两个或多个子系统。,空调设备的确定与选择 要确定采用组合式空调机组、柜式风机盘管还是单元式空调机；采用单元式空调机时，是选用水冷型的还是风冷型的，放置在空调机房、屋面、技术夹层里还是就地安装在空调房间内，是吊顶安装还是落地安装等。 要根据冷热负荷及送风量选择空调设备的型
36、号和台数，校核机外余压是否能克服整个管路系统的阻力。如机外余压不足，应考虑另外选择风机。 要注意设备样本中给出的性能参数适用范围，如果与实际的运行工况不同则要考虑修正。,4.3 风机盘管加新风系统,是典型的空气水系统，由风机盘管子系统和新风子系统组合而成 风机盘管子系统由众多风机盘管与水管系统组成。 新风子系统由新风机与风管系统组成 工作原理 经冷源降温或热源加热的冷(热)水，通过水管管网分别进入风机盘管和新风机，对室内外空气进行热湿处理 风机盘管主要就地处理空调房间内的循环空气；新风机则全部处理室外空气，并通过新风管网送至各空调房间。,图4-13 风机盘管加新风系统夏季运行示意图,4.3 风
37、机盘管加新风系统,与一次回风系统相比的优点 由于主要使用水管，新风管断面积很小，因此既解决了全空气系统的风管道占用建筑空间较多的问题，又可向空调房间提供一定量的新风，保证空调房间的空气质量。 风机盘管机型种类多，安装和布置形式灵活多样，能与室内装修很好地配合。 每个风机盘管都能单独使用，调节简便，不用时还可停机，因而系统运行费用较低。,4.3 风机盘管加新风系统,与一次回风系统相比的缺点 由于风机盘管数量多，且一般多为暗装，维护保养工作量大，而且不方便。 受新风送风管断面积的限制，春秋过渡季节不能采用全新风送风方式来满足室内空调要求，在这方面达不到节能要求。 没有加湿功能，难以满足有湿度要求的
38、场合。 风机盘管在高速档运行时，噪声较大。,4.3 风机盘管加新风系统,适用场合 房间多，且各房间的空调是否使用要求能单独控制。 建筑层高较低，且房间温湿度控制要求不高。 房间面积较大但敷设风管有困难的场所，如办公楼、酒店等。,4.3 风机盘管加新风系统,在hd图上，新风机的空气处理过程为WL，风机盘管的空气处理过程为NM，通常视L与M混合到O后再送入室内。由于风机盘管加新风系统具有风机盘管和新风机两种空气处理设备，能对室内循环空气(回风)和新风分别单独处理，而且又由回风和新风共同承担空调房间空气环境的控制任务，因此使得其空调过程有多种形式。,O,N,W L N M,在夏季，可将新风处理到以下
39、四种状态(相应可得到四种完全不同的空调过程 ) 与室内干球温度相等 与室内焓相等 与室内含湿量相等 低于室内含湿量需要注意 由于新风处理后的终状态不同，风机盘管与新风机的负担也各不相同。,4.3.1 夏季空调过程的分析,1.新风处理到与室内干球温度相等(tL=tN) 风机盘管承担室内冷负荷、湿负荷和部分新风冷负荷(hL-hN) 风机盘管负荷较大，且在湿工况下运行，容易产生卫生问题和送风带水等问题。 新风机只承担部分新风冷负荷(hwhL)和湿负荷(dW-dL) 新风机处理的焓差小，冷却去湿能力不能充分发挥。,图414a 风机盘管加新风系统夏季空调过程,W,L,N,M,O,100%,hW,dW,L
40、,t,dN,hL,hN,dL,W,L,N,M,O,100%,hW,dW,L,dN,hN=hL,dL,2.新风处理到与室内焓相等(hL=hN) 风机盘管承担室内冷负 荷、湿负荷和部分新风湿负荷(dLdN) 风机盘管在湿工况下运行 新风机承担新风全部冷负荷(hWhL)和部分湿负荷(dW-dL)。,图414b 风机盘管加新风系统夏季空调过程,W,L,N,M,O,100%,hW,dW,L,dN=dL,hN,hL,3.新风处理到与室内含湿量相等(dL=dN) 风机盘管承担部分室内冷负荷、湿负荷 风机盘管在湿工况下运行 新风机承担新风冷负荷(hWhL)、湿负荷(dW- dL)和部分室内冷负荷(hNhL),
41、图414c 风机盘管加新风系统夏季空调过程,W,L,N,M,O,100%,hW,dW,L,dO,hN,hL,dN,dL,hM,4.新风处理到低于室内含湿量(dLdN) 风机盘管只承担室内人体、照明、和日射得热引起的瞬变负荷。 风机盘管的负荷较小，要求的冷水温度较高，盘管在干工况下运行。 新风机除了承担新风冷、湿负荷外还要承担室内湿负荷(dNdO) 新风机要求的冷水温度较低，处理的焓差较大(h40kJ/kg干)，要68排盘管。,图414d 风机盘管加新风系统夏季空调过程,在夏季，将新风处理到与室内空气焓值相等，然后与经过风机盘管处理后的室内循环空气同时送入室内的方案是采用最多的方案，整个空气变化
42、过程可表示为,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,冷却去湿 W L冷却去湿 N M,O,N,混合,渗透出室外,回用,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,方案的设计和计算要点 (1)确定新风处理后的状态点L 室内控制状态点N的等焓线与=90%95%的等相对湿度线的交点即为新风机处理后的终状态点L。(2)确定送风状态点O 过N点作线与=90%95%等相对湿度线相交，交点即为送风状态点O。因为风机盘管加新风系统大多用于舒适性空调，一般不受送风温差的限制，可用最大送风温差送风，故以=90%95%为确定O点的条件之一。,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,(3)计算房间总送
43、风量（414）(4)计算风机盘管处理风量（415）,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,(5)确定风机盘管处理后的空气状态点M由混合规律可知 则（416）（417）,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,(6)计算风机盘管处理室内循环空气(回风)所需冷量 （418）(7)计算新风机处理室外空气(新风)所需冷量（419）,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,【例43】已知 北京地区某空调房间，采用风机盘管加新风系统 夏季空调室内计算参数 tN = 25 N = 60% 夏季空调室内 冷负荷Q = 1.1kw 湿负荷W = 204g/h设计新风量qmW = 72kg/h
44、? 进行夏季空调过程计算,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,图415 例43题图,W,L,N,M,O,100%,L,h,【解】 采用新风处理到与室内焓值相等，并直接送入室内，与风机盘管出风混合后用最大送风温差送风的空调方案。 空调过程如图4-15所示。,W,L,N,ts,100%,85.5,55.8,tW,tN,N,图415 例43题图,1)查参数定点 由表2-6查得北京地区夏季空调室外计算参数 tW=33.2，tS=26.4, 据此及室内设计条件在hd图上确定室内外状态点N和M。 查N和M的焓hN=55.8kJ/kg干hW=85.5kJ/kg干,L,100%,85.5,L,55.
45、8,95,图4-15 例4-3题图,W,2)确定新风处理后的状态点L 根据拟定的空调方案，过室内状态点N的等焓线与=95%等相对湿度线的交点即为L点，且hL=hN=55.8kJ/kg干,N,3)确定送风状态点O 计算热湿比过室内状态点N作= 19400的热湿比线，该线与=95%的等相对湿度线的交点即O点 查hd图得该点的焓hO=46kJ/kg干,L,O,100%,85.5,55.8,95,46,图415 例43题图,W,N,L,4)计算房间总送风量 5)计算风机盘管处理风量qmF = qm - qmW= 403-72= 331kg/h,L,M,100%,85.5,55.8,95,46,图415
46、 例43题图,W,N,O,L,100%,85.5,55.8,6)计算风机盘管出口空气状态点 M 的焓,95,46,43.9,图415 例43题图,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,W,N,O,L,M,L,100%,85.5,55.8,7)计算风机盘管处理室内循环空气(回风)所需冷量,95,46,43.9,图415 例43题图,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,W,N,O,L,M,100%,85.5,55.8,8)计算新风机处理室外空气(新风)所需冷量,95,46,43.9,图415 例43题图,4.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案,W,N,O,L,M,4.3.3
47、 风机盘管与新风机的选择,1.风机盘管的选择 通过设计计算，求出风机盘管的处理风量和处理空气所需冷量 明确风机盘管的进风参数，确定进水温度，并根据风机盘管设置的地点，结合室内装饰要求，确定风机盘管的结构形式(卧式、顶棚式、挂壁式等)和安装形式(明装或暗装) 根据风机盘管是采用直接送风方式还是外接风管送风方式，确定选用标准型或高静压型,4.3.3 风机盘管与新风机的选择,1.风机盘管的选择 根据风机盘管与供回水管的接管方位确定左式或右式 查相应风机盘管的产品样本，按中档(速)选择一个接近的型号2.新风机的选择 新风机处理的总新风量和所需总冷(热)量，应不小于其作用范围内各个空调房间供给的新风量及处理这些新风量所需冷(热)量之和。,
