1、1,第三篇 空 气 调 节 暖通空调与建筑的健康舒适 暖通空调的过程，就是将新鲜、舒适的空气送入工作区，将污浊、不舒适的空气排出去。 各自的特点： 通常采暖主要是保持工作区的温度，新鲜空气通过门窗渗透获得；通风则将新鲜空气送入，将污染的空气排出，以保证工作区的卫生条件。空气调节则保持工作区的温度和湿度及合理的风速，一般保证新鲜空气的送入。,2,空气调节： 采用技术手段把某一特定空间内部的空气环境控制在一定状态下，以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。基本控制参数“四度” ： 温度、湿度、速度及洁净度。 更高一级的控制参数： 空气的压力、成分、气味及噪声等。,3.1.1 空气调节的任务和作用,3,
2、3.1.1 空气调节的任务和作用,室内参数干扰因素的来源： （1）室外气温变化、太阳辐射及外部空气中的有害物的干扰； （2）内部空间的人员、设备与生产过程所产生的热、湿及其他有害物的干扰。 空调目的：将室外空气送到空气处理设备中进行冷却，加热，除湿，加湿，净化（过滤）后，达到所需参数要求，然后送到室内，以消除室内的余热，余湿，有害物，从而得到新鲜的、所需的空气。,4,3.1 .1 空气调节的任务和作用,按空气调节的作用可分为： 舒适性空调 目的：为人服务，使人感到舒适、满意， 范围：住宅、办公楼、商店、旅馆、餐馆（茶室、酒吧）、医院、客用火车、汽车、飞机、宇宙飞船等等 特点：控制精度不高 工艺
3、性空调 目的：为生产、科研等特定对象服务 范围：车间、特定用途的空间（货用的运输工具、核研究和实验、军事等） 特点：控制精度一般比较高，严格按照工艺要求,5,3.1.2 湿空气的基本概念,湿空气：空调工程中所处理的空气和特定空间内部的空气，该空气是由干空气和一定量水蒸气混合组成的混合物。 干空气：主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳及其它微量气体。多数成分比较稳定，少数随季节变化有所波动，但是这种改变对于干空气的热工特性的影响很小，因此总体上可以将干空气作为一个稳定的混合物来看待。,6,3.1.2 湿空气的基本概念,在湿空气中水蒸气的含量比较少，但其变化却对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要影响，而且
4、水蒸气含量的变化也对一些工业生产的产品质量产生影响。因此研究湿空气中水蒸气含量的调节在空气调节中占有重要地位。,7,3.1.2 湿空气的基本概念,1、 相对湿度 相对湿度() ：反映了空气的潮湿程度。当相对湿度=0时，是干空气； 当相对湿度=100%时，为饱和湿空气。我国夏季40%65%，冬季30%60%。 相对湿度如何获得呢？由两个温度的差值来体现。,8,我们通常所见没有包纱布的温度计称为干球温度计，所测量的温度称为空气的干球温度，也就是空气的实际温度。 湿球温度计的读数反映了湿球纱布中水的温度。对于一定状态的空气，干、湿球温度的差值实际上反映了空气相对湿度的大小。差值越大，说明该空气相对湿
5、度越大。,在现实中，在温度计的感温包上包敷纱布，纱布下端浸在盛有水的容器中，在毛细现象的作用下，纱布处于湿润状态，这支温度计称为湿球温度计，所测量的温度称为空气的湿球温度。 在理论上，湿球温度是在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度。,9,3.1.3 空调温湿度与空调精度,根据我国的情况，采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003)中规定，舒适性空调室内计算参数如下： 夏季：温度 应采用2228；相对湿度 应采用40%65%；风速 不应大于0.3m/s; 冬季：温度 应采用1824；相对湿度 应采用30%60%；风速 不应大于0.2m/s; 对于工业建筑
6、中室内空气参数是由生产工艺过程的特殊要求决定的，所以，工艺性空调的室内计算参数应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。,10,3.1.3 空调温湿度与空调精度,空调精度： 空调基数是指在空调区域内所需保持的空气基准温度与基准相对湿度。空调精度是指根据生产工艺或人体的舒适性要求，在空调区域内空气的温度和相对湿度被容许的波动范围。例如温度tn=201和相对湿度n=505%,其中20和50%是空调基数，1和5%是空调精度。 就温度而言，按允许波动范围的大小，一般分为tn1、tn=0.5和tn=(0.10.2)三类精度级别。,11,3.2 空调负荷概算与送风量的确定由于室内、外一直会有一些干扰因素导致
7、室内空气状态发生变化，我们必须通过空调系统控制，使空气稳定在我们设定的状态，具体的我们首先要进行空调负荷的概算，了解我们需要向室内输送的冷量、热量、送风量等。,12,3.2.1 影响空调负荷的内、外扰因素,消除室内负荷而需要提供的冷量来称为冷负荷，消除室内负荷而需要提供的热量来称为热负荷，需要消除的室内产湿量称为湿负荷。 影响室内冷热负荷的内、外扰因素包括： (1) 通过围护结构的传热量； (2) 通过外窗的日射得热量； (3) 由外门窗进入的渗透空气带入室内的热量； (4) 室内设备、照明等室内热源的散热量； (5) 人体散热量。,13,3.2.1 影响空调负荷的内、外扰因素,影响室内湿负荷
8、的内、外扰因素包括： (1) 人体散湿； (2) 设备散湿 (3) 各种潮湿表面、液面散湿； (4) 由室外进入的渗透空气带入室内的湿量； 在确定空调设备容量时除了要考虑以上各种因素形成的负荷，还需要考虑新风的冷负荷与湿负荷，以及风机与水泵温升造成的附加负荷。,不同类型建筑热湿负荷特点,住宅建筑 内部人员、设备和照明的发热量少，主要受室外气象条件影响 商用建筑 内部人员、设备和照明的发热量大，同时受室外气象条件影响 工业厂房 空间较高，设备产热产湿量大，同时受室外气象条件影响,15,住宅建筑图,住宅建筑全年负荷特点,一般均有外墙，基本无内区，通常不设新风；需要冬季采暖，北方地区冬季干燥，条件允
9、许应加湿；夏季空调降温除湿。 建筑节能的要点 北方地区外墙保温性好，窗户密封性好、透光性好、导热系数小；冬季使太阳光能进入，而热量不会从门窗散出； 夏季采取遮阳措施，减少热空气进入，夜间开门窗通风降温； 过渡季多开门窗通风,返回,17,商用建筑图,商用建筑全年负荷特点,一般分内外区：外区部分受室外气象条件影响，冬季采暖，夏季空调；而内区一般全年需要空调 建筑节能要点 窗户的密封性和低导热性 过渡季大量室外新风或冷却塔直接产生的冷水供冷 冬季内区用自然冷源（如室外新风）或用热泵将内区热量转移到外区,返回,19,工业厂房图,工业厂房全年负荷特点,与厂房性质密切相关：当设备发热量大时，冬季可少用或不
10、用采暖；当劳动条件要求不高时，可采用通风降温；当厂房较高时，一般采用分层空调方式 建筑节能要点： 冬季充分利用设备发热量 夏季可用下送风或置换式通风 分层空调方式,返回,21,3.2.2 空调设备容量概算方法,3.2.2 空调设备容量概算方法 空调负荷设计概算指标是根据不同类型和用途的建筑物、不同使用空间，单位建筑面积或单位空调面积负荷量的统计值，在可行性研究或初步设计阶段用来进行设备容量概算的指标数。 空调系统冷热源设备容量也可通过类似方法进行概算。 建筑物的采暖负荷和空调负荷均可按下式进行概算Q=qfF其中，qf为建筑物采暖负荷或空调负荷的概算指标(W/m2)，F为建筑物的建筑面积(m2)
11、,22,3.2.2 空调设备容量概算方法,23,3.2.3 空调系统风量的确定,1. 送风量的确定 空调房间的全面送风量应能消除室内的最大余热。L-送风量（全面通风量），m3/s Q-空调热负荷，W Cp-空气的定压比热，J/(kg.C) tn-室内设计温度基数 t0 -送风温度,24,3.2.3 空调系统风量的确定,1. 送风量的确定 空调房间的全面送风量应能消除室内的最大余湿。L-全面通风量，kg/s W-室内余湿量，g/h dn-进入室内空气的含湿量，g/kg干空气 d0-排出空气的含湿量， g/kg干空气,25,1. 送风量的确定 稀释室内有害气体所需要的全面通风量L-全面换气量，m3
12、/h Z-散入室内的有害气体量，mg/h yp-进入室内空气中有害气体的浓度，mg/m3 yj-排出空气中有害气体的最高允许浓度，mg/m3,3.2.3 空调系统风量的确定,26,当室内同时散发有热、湿及有害气体时，要按三个公式分别计算，取其中的最大值作为全面换气量。 当散入室内有害物量无法计算时，全面通风换气量则可按类似房间的换气次数直接采取。计算公式为：L-全面换气量， m3/h n-换气次数，次/h V-房间的体积，m3,27,3.2.3 空调系统风量的确定,2. 新风量的确定 保证空调房间内有足够的新风量（即新鲜空气量），是保证室内人员身体健康与室内卫生标准的必要措施。,28,3.2.
13、3 空调系统风量的确定,新风量的确定： 应按（1）（2）（3）三项计算结果中的最大值来确定。其中： （1）补偿排风和保持房间正压所需的新风量： 5-10Pa； （2）卫生要求：保证室内人员每人不小于30m3/h（保证CO2的浓度低于规定值）的新风量； （3）最低新风量：不小于总送风量的10%。,29,3.3 空调系统的组成与分类,30,9.3.1 空调系统的基本组成部分,31,最基本的空调箱构造,32,9.3.2 空调系统的分类,按系统的分布关系，可分为分散式与集中式； 按是否同时提供冷水和热水管路，可分为两管制与四管制（或三管制） 按各部分水系统是否连通，分为直连系统与间连系统 按是否同时提
14、供热风和冷风，可分为单风道系统与双风道系统 按所送空气是否与从房间排出的空气混合，分为直流系统与回风系统 按所送空气或水的流量是否不断调节，分为定风量系统与变风量系统或定水量系统与变水量系统,33,9.3.2 空调系统的分类,1. 按空气处理设备的位置来分类 1) 集中式空调系统 2) 半集中式空调系统 3) 分散式空调系统(局部空调系统),34,集中式空调系统 将水或空气集中制取，通过管路系统将水或空气送到各个房间的系统称为集中式系统。集中式系统广泛应用于商用 建筑和高档住宅公寓中。,集中式系统需要集中的冷热源、管路输配系统及末端设备，通常具有美观、高效、高品质的特点，但初投资和运行费用也通
15、常较高。目前被广泛采用。,35,2) 半集中式空调系统,集中的冷热源，冷热水由管路输送到各个房间，但空气的加热和冷却是在各个房间内完成的（仅空气加热和冷却这一点来看是分散式系统但水是集中式系统；又称为半集中式系统）。如写字楼风机盘管系统等，目前被广泛采用。,36,2) 半集中式空调系统,37,3) 分散式空调系统,38,3) 分散式空调系统（局部空调系统）,分散式系统通常每个房间或家庭设置一套。具有装置简单，易实现等特点，通常用住宅和低档商用建筑。但常常具有效率不高、卫生条件差、能源结构不合理等特点,39,3) 分散式空调系统,40,3) 分散式空调系统,41,9.3.2 空调系统的分类,2.
16、 按负担室内负荷所用介质来分类 1) 全空气系统 2) 全水系统 3) 空气水系统 4) 制冷剂系统,42,按负担室内负荷所用介质来分类,1、全空气系统,43,全空气处理系统的主要优缺点,优点 所有空调区域的空气集中在空调机房进行处理 控制、管理集中方便缺点 风管截面大、占用很多空间，使用场合受到限制 各房间无法单独调节，不用时无法关闭，造成浪费,44,按负担室内负荷所用介质来分类,2）全水系统 是指室内的空调负荷全部由经过处理的水来负担的空调系统。 由于水的比热比空气大的多，因此在相同的空调负荷情况下，所需的水量较小，可以解决全空气系统占用建筑空间较多的问题，但不能解决房间通风换气的问题，因
17、此不单独采用这种系统。,45,按负担室内负荷所用介质来分类,3）空气水系统 是指室内的空调负荷由空气和水共同来负担的空调系统。风机盘管加新风的空调系统就属于空气水系统。这种系统实际上是前两种空调系统的组合，既可以减少风道占用的建筑空间，又能保证室内的新风换气要求。,46,按负担室内负荷所用介质来分类,4）制冷剂系统 是指由制冷剂直接作为负担室内空调负荷介质的空调系统。如窗式空调器、分体式空调器就属于制冷剂系统。 这种系统是把制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收室内的余热余湿，通常用于分散式安装的局部空调。由于制冷剂不宜长距离输送，因此不宜作为集中式空调系统来使用。,47,3 单风道与双风道系统,
18、单风道系统仅提供热风或冷风，适于各房间负荷特性相近的情况，通常通过建筑设计将功能和使用情况相近的房间划并到一个系统中。是目前广泛采用的系统形式。 双风道系统同时提供热风和冷风，可在每个房间混合成不同温度的空气送入，空气参数保证性好，初投资高，运行费用高。,48,4、两管制与四管制系统,两管制系统 在同一时间水管中仅送热水或冷水，因此只需一根送水管和一根回水管的系统称为两管制系统。如风机盘管系统，普通的全空气系统：夏天时管内为冷水，冬天时管内为热水，过渡季（冷热切换的季节）通常不送水。 是最常见的系统形式，投资较少，通常适于舒适性空调；在过渡季参数的保证性差,49,四管制系统,系统中全年任何时候
19、均供送热水和冷水，因此可进行各种加热和冷却处理的系统形式。热水管路和冷水管路分别包括各自的供水管和回水管，总共四根管而得名。 通常用于全年参数保证率高的场合，如宾馆的总统套房，工艺性空调等，初投资高，占用面积多，运行费用高。,50,5 、直流系统与回风系统,直流系统： 送风房间中的空气全部排出，不循环使用的系统。通常用于有污染物或高温的房间。 直流系统通常能耗较高，但通风换气效果好 回风系统 将送入的空气部分或全部抽回重复使用的系统，分为一次回风系统（含全回风系统）、二次回风系统。 一次回风系统将从房间抽回的空气与室外空气混合、处理后再送入房间中，由于从室内抽回的空气通常比室外空气更接近送风状
20、态，因此可减少加热或冷却空气所需的能量，运行费用较少，是一种广泛采用的系统形式。,51,6、定风量系统与变风量系统,定风量系统 送风系统的风量不随负荷和使用情况的变化不断进行调节的系统。当各房间负荷变化情况不一致时，容易出现不同房间冷热不均。通常采用定速风机。 系统运行和控制简单，通常能耗较高，热舒适性保障方面稍差 变风量系统 系统风量和各房间的送风量均根据负荷和使用情况不断进行调节，当房间人少时可减少送风量，容易解决冷热不均的情况，运行能耗较低，热舒适状况较好。通常采用变速风机，初投资较高，控制系统较复杂，控制系统稳定性要好。,52,7、定水量与变水量系统当各用户负荷变化时通常会调节水阀改变
21、所要水量，由于系统的水泵采用定速泵运行并不进行相应调节的系统为定水量系统。运行控制简单，能耗较高。 变水量系统采用变速水泵，当用户要求水量变化时，水泵根据管路特性及时进行相应调节，从而节省能耗。控制稍复杂。,53,8、直连系统与间连系统,直连系统 系统管路中的水与冷热源中的水是连通的系统称为直连系统。直连系统中各设备的水压力是相互传递的。 效率较高，但适于中小系统。系统较大时，低区设备的承压非常重要；各支路的阻力与流量平衡比较困难 间连系统 系统管路中的水与冷热源中的水是不连通的系统称为间连系统，通常采用板式换热器隔开。间连系统间各设备的水压力是各自独立的。 换热器会产生热损失，效率较低，适合
22、于大型系统或不易直接连接的系统（如腐蚀、不同介质等）。如高层建筑的高区与低区，供热干网与各用户，冰蓄冷系统,54,9.3.3 常用空调系统简介,1. 一次回风系统 1) 工作原理 一次回风系统属于典型的集中式空调系统，也属于典型的全空气系统。该系统是由室外新风与室内回风进行混合，混合后的空气经过处理后，经风道输送到空调房间。 这种空调系统的空气处理设备集中放置在空调机房内，房间内的空调负荷全部由输送到室内的空气负担。空气处理设备处理的空气一部分来自于室外(这部分空气称为新风)，另一部分来自于室内(这部分空气称为回风)，所谓一次回风是指回风和新风在空气处理设备中只混合一次。,55,9.3.3 常
23、用空调系统简介,一次回风系统,56,9.3.3 常用空调系统简介,2） 一次回风系统系统的应用 具有集中式空调系统和全空气系统的特点，从它具体的特点分析，这种空调系统适用于空调面积大，各房间室内空调参数相近，各房间的使用时间也较一致的场合。会馆、影剧院、商场、体育馆，还有旅馆的大堂、餐厅、音乐厅等公共建筑场所都广泛的采用这种系统。,57,9.3.3 常用空调系统简介,2. 风机盘管加新风空调系统 1) 工作原理 风机盘管加新风空调系统属于半集中式空调系统，也属于空气-水系统。它由风机盘管机组和新风系统两部分组成。风机盘管设置在空调系统内作为系统的末端装置，将流过机组盘管的室内循环空气冷却、加热
24、后送入室内；新风系统是为了保证人体健康的卫生要求，给房间补充一定的新鲜空气。通常室外新风经过处理后，送入空调房间。,58,风机盘管加新风空调系统,这种空调系统主要有三种新风供给方式： (1) 靠渗入室外新鲜空气补给新风，这种方法比较经济，但是室内的卫生条件较差。 (2) 墙洞引入新风直接进入机组，这种做法常用于要求不高或旧建筑中增设空调的场合。 (3) 独立新风系统，由设置在空调机房的空气处理设备把新风集中处理到一定参数，然后送入室内。,59,风机盘管,60,61,风机盘管加新风系统,2) 系统的应用 风机盘管加新风空调系统具有半集中式空调系统和空气-水系统的特点。目前这种系统已广泛应用于宾馆
25、、办公楼、公寓等商用或民用建筑。,62,主要优点： 1、解决了全空气处理空调系统中大风管占用空间的矛盾。 2、各房间都能在各自不同的温度要求下使用，因而使用更为灵活。 3、当部分房间负荷变小时，其供冷（热）量可随自动控制而减少，如果房间不使用，房间温度标准可降低甚至可以停止风机盘管的运行，有利于全年运行的节能。,风机盘管加新风系统,63,风机盘管加新风系统,主要缺点： 1、由于各被空调房间都设有风机盘管，因此其台数较多，导致检修和日常维护工作量增加。这些工作量包括：风机维护、过滤器清洗、控制阀门的维护检修等等。 2、水管进入室内，要求施工严格，特别是冷冻水管的保温施工要求较好，否则将导致水管漏
26、水或产生凝结水滴至吊顶，严重影响房间的正常使用。 3、室内空调噪声主要取决于风机盘管本身的质量。如果风机盘管本身噪声较大，则很难消除它对室内的影响。,64,3、辐射顶板空调系统, 冷却顶板空调目前应用最广泛的辐射板结构是以金属或塑料为材料，制成模块化的辐射板产品，安装在室内形成冷辐射吊顶或墙壁，形式较多。从截面上看，中间是水管，为了减少冷（热）量损失，辐射板上面加保温材料和盖板，管下面通过特别的衬垫结构与下表面板相连。辐射板宽度一般为0.6米，长度从0.6-3.7米不等，板厚度在0.7-2cm之间，辐射板的面板通常为铝板，安装在吊顶时，辐射供冷系统一般会结合机械通风系统使用。 辐射顶板+新风的
27、空调系统 以处理后的新风进行置换通风的方式将含有大量潜热的室内废气置换出去。,65,辐射顶板空调系统主要优点,（1）与冷却顶板加置换通风系统相比，传统空调送风量，出风速度和送风温差均较大，所以人体会有吹风感，噪声也较大；而该系统由于冷却辐射热交换减少了室内空气对流的程度，置换通风的风速和送风温度差又都不大，新鲜空气直接进入工作区，不会有吹冷风的感觉，热舒适性好，另外，室内空气品质也好。 （2）由于只需处理少量空气，因此可以降低空调机组，风管和风口等的投资，由此还可以节省空调设备和通风管道占用的建筑面积。,66,辐射顶板空调系统主要优点,（3）如在建筑设计期间便考虑设置该系统，则可由于空调系统占
28、用面积的节省而节省建筑投资。 （4）由于送风量小而减少了风机能耗；通过增加供水温度，可使水冷机组因蒸发温度的上升而提高COP值，使电耗降低，年运行费用减少；在过渡季节可以用冷却塔进行自然冷却从而缩短制冷机的全年开机时间，减少耗能。 （5）有条件的地区可充分利用天然冷源（地下水、水库深位水等）,67,4、变频式(VRV)空调器,传统空调器，是不断地根据温度控制指令间歇停止和启动制冷压缩机（在额定转速3000转/分下恒速运转），以维持在设定室温的范围内。变频式空调器，具有能将50赫芝的电网频率转变为10-140赫芝的功能，从而使制冷压缩机的转速在1800-7800转/分范围内变化，调节制冷系统的冷
29、媒流量；并能在142-270伏范围的电网电压正常使用，根据温度控制指令，在压缩机连续运行时会改变频率，当产冷量要大时则高速运转，反之低速运转。最大产冷量为传统空调器的3倍。变频有直流、交流两种方式，以直流方式为好。 （VRV即英文Variable Refrigerant Volume的缩写）,68,变频空调系统主要优点,1）采用低频启动，启动电流小，对电网干扰小，节能； 2）能快速制冷、制热且制热功能较强，受外界气温影响较小。 3）变频空调器可根据房间的冷热负荷来自动调整制冷和制热能力，负荷大，就能力大些，负荷小，就能力小些。最适用于室内负荷变化大的空调场所。 4）启动后长期运转，控温精度高达
30、0.5。（一般定频空调器的控温精度只能达到1.5）,69,变频空调系统主要优点,5）VRV系统可根据系统负荷情况，自动调整压缩机转速，改变冷媒流量，从而能保证在从向至低的负荷变化范围内，压缩机都以较高的效率运行。 6）换热效率高 ，各室调节、控制灵活方便。7）与中央空调系统相比，节省占用空间 。8）与普通分体空调相比，作用距离加大 。9）施工安装方便，运行稳定可靠 。,70,9.4 空气处理设备及冷源,71,9.4.1 基本的空气处理方法,在空调系统中，通过使用各种设备及技术手段使空气的温度、湿度等参数发生变化，最终达到要求的状态。对空气的主要处理过程包括热湿处理与净化处理两大类，其中热湿处理
31、是最基本的处理方式。 最简单的空气热湿处理过程可分为四种：加热、冷却、加湿、除湿。,72,9.4.2 典型的空气处理设备,1. 表面式换热器,73,74,75,9.4.2 典型的空气处理设备,2. 喷水室,76,9.4.2 典型的空气处理设备,3. 加热与除湿设备,77,9.4.2 典型的空气处理设备,2) 电加湿器 电加湿器是一种喷蒸汽的加湿器，它是利用电能使水汽化，然后用短管直接将蒸汽喷入空气中，电加湿器包括电热式和电极式两种。 电热式加湿器是由管状电热元件至于水槽中做成的。电热元件通电后加热水至沸腾产生蒸汽。为了防止断水空烧，补水通常采用浮球阀自动控制；为了避免蒸汽中夹带水滴，在电热加湿
32、器的后面应装蒸汽过热器；为了减少加湿器的热耗和电耗，电热式加湿器的外壳应做好保温。,78,9.4.2 典型的空气处理设备,3) 冷冻除湿机,79,9.4.2 典型的空气处理设备,4) 氯化锂转轮除湿机,80,9.4.2 典型的空气处理设备,3. 电加热器,81,9.4.3 组合式空调机组,组合式空调机组也称为组合式空调器，是将各种空气热湿处理设备和风机、阀门等组合成一个整体的箱式设备。箱内的各种设备可以根据空调系统的组合顺序排列在一起，能够实现各种空气的处理功能。可选用定型产品，也可自行设计。,82,9.4.3 组合式空调机组,83,9.4.4 局部空调机组,局部空调机组属于直接蒸发表冷式空调
33、机组。它是指一种由制冷系统、通风机、空气过滤器等组成的空气处理机组。 根据空调机组的结构形式分为整体式、分体式和组合式三种。,84,9.4.4 局部空调机组,85,9.4.4 局部空调机组,86,9.4.5 空调机房,空调机房是放置集中式空调系统或半集中式空调系统的空气处理设备及送回风机的地方。 1. 空调机房的位置,设备间用阴影部分表示,87,9.4.5 空调机房,空调机房的划分应不穿越防火分区。所以大中型建筑应在每个防火分区内设置空调机房，最好能设置在防火区的中心位置。如果在高层建筑中使用带新风的风机盘管等空气-水系统，应在每层或每几层(一般不超过5层)设一个新风机组。当新风量较小。房屋空
34、间较大时，也可把新风机组悬挂在吊顶内。 各层空调机房最好能在垂直方向上同一位置布置，这样可缩短冷、热水管的长度，减少管道交叉，节省投资和能耗。各层空调机房的位置应考虑风管的作用半径不要过大，一般为3040米。一个空调系统的服务面积不宜大于500平米。,88,9.4.5 空调机房,2. 空调机房的大小 空调机房的面积与采用的空调方式、系统的风量大小、空气处理的要求等有关，与空调机房内放置设备的数量和每台设备的占地面积有关。一般全空气集中式空调系统，当空气参数要求严格或有净化要求时，空调机房面积约为空调面积的10%20%；舒适性空调和一般降温空调系统，大约为5%10%；仅处理新风的空气-水系统，新
35、风机房约为空调面积的1%2%。如果空调机房、通风机房和冷冻机房统一估算，总面积约为总建筑面积的3%7%。,89,9.4.5 空调机房高度,空调机房的高度一般净高为46米。 1、对于总建筑面积小于3000平米的建筑物，空调机房净高为4米； 2、总建筑面积大于3000平米的建筑物，空调机房净高为4.5米； 3、对于总建筑面积超20000平米的建筑物，其集中空调的大机房净高应为67米； 4、而分层机房则为标准层的高度，即2.73米。,90,9.4.5 空调机房,3. 空调机房的结构 空调设备安装在楼板上或屋顶上时，结构的承重应按设备重量和基础尺寸计算，而且应包括设备中充注的水或制冷剂的重量及保温材料
36、的重量等。对于一般常用的系统，空调机房的荷载估算约为500600kg/m2,而屋顶机组的荷载应根据机组的大小而定。 空调机房与其他房间的隔墙以厚度为240的墙为宜，机房的门应采用隔声门，机房内墙表面应粘贴吸声材料,91,9.4.5 空调机房,空调机房的门和拆装设备的通道应考虑能顺利地运入最大设备构件的可能，如构件不能从门运入，则应预留安装孔洞和通道，并考虑拆换的可能。 空调机房应有非正立面的外墙，以便设置新风口让新风进入空调系统。如果空调机房位于地下室或大型建筑的内区，则应有足够断面的新风竖井或新风通道。,92,9.4.5 空调机房,4. 机房内的布置 大型机房应设单独的管理人员值班室，值班室
37、应设于便于观察机房的位置，自动控制屏宜放在值班室。 机房最好有单独的出入口，以防止人员噪声传入空调房间。 经常操作的操作面宜有不少于1米的净距离，需要检修的设备旁边要有不少于0.7米的检修距离。,93,9.4.5 空调机房,经常调节的阀门应设置在便于操纵的位置。需要检修的地点应设置检修照明。 风管布置应尽量避免交叉，以减少空调机房与吊顶的高度。放在吊顶内的阀门等需要操作的部件，如吊顶不能上人，则需要在阀门附近预留检查孔便于在吊顶下操作。如果吊顶较高能够上人，则应预留上人的孔洞，并在吊顶上设人行通道。,94,9.5 空调冷源及制冷机房,95,9.5.1 空调冷源和制冷原理,空调工程中使用的冷源，
38、有天然的和人工的两种。 天然冷源包括一切可能提供低于正常环境温度的天然物质，如深井水、天然冰等。其中地下水是常用的天然冷源。 由于天然冷源受时间、地区、气候条件的限制，不可能总能满足空调工程的要求，因此，目前世界上用于空调工程的主要冷源依然是人工冷源。人工制冷的设备叫做制冷机。空调工程中使用的制冷机有压缩式、吸收式和蒸汽喷射式三种，其中以压缩式制冷机应用最为广泛。,海边冬天储冰，卖冰，海鲜,96,9.5.1 空调冷源和制冷原理,1. 压缩式制冷,97,压缩式制冷,98,压缩式制冷的制冷剂,目前常用的制冷剂有氨和氟利昂。氨有良好的热力学性能，价格便宜，但有强烈的刺激作用，对人体有害，且易燃易爆。
39、氟利昂是饱和碳氢化合物的卤族衍生物的总称，种类很多，可以满足各种制冷要求，目前国内常用的是R12和R22。这种制冷剂的优点是无毒无臭，无燃烧爆炸危险，但价格高，极易渗漏并不易发现。中小型空调制冷系统多采用氟利昂作制冷剂。,过渡工质，我国用到2040年,99,9.5.1 空调冷源和制冷原理,2. 吸收式制冷,100,9.5.1 空调冷源和制冷原理,吸收式制冷目前常用的有两种工质，一种是溴化锂水溶液，其中水是制冷剂，溴化锂为吸收剂，制冷温度为0以上；另一种是氨水溶液，其中氨是制冷剂，水是吸收剂，制冷温度可以低于0。 吸收式制冷可利用低位热能(如0.05MPa蒸汽或80以上热水)用于空调制冷，因此有
40、利用余热或废热的优势。由于吸收式制冷机的系统耗电量仅为离心式制冷机的20%左右，在供电紧张的地区可选择使用。,非低位热能的话要油或天然气,101,溴化锂冷热水机组,102,9.5.2 制冷压缩机的种类,制冷压缩机是压缩式制冷装置的一个重要设备。制冷压缩机的形式很多，根据工作原理的不同，可分为容积型和速度型压缩机两类。容积型压缩机是靠改变工作腔的容积，周期性的吸入气体并压缩。常用的容积型压缩机有活塞式压缩机、螺杆式压缩机、滚动转子压缩机和涡旋式压缩机，应用较广的是活塞式压缩机和螺杆式压缩机。速度型压缩机是靠机械的方法使流动的蒸汽获得很高的流速，然后再急剧减速，使蒸汽压力提高。这类压缩机包括离心式
41、和轴流式两种，应用较广的是离心式制冷压缩机。,103,9.5.2 制冷压缩机的种类,1. 活塞式压缩机,104,9.5.2 制冷压缩机的种类,2. 离心式压缩机,105,9.5.2 制冷压缩机的种类,3. 螺杆式压缩机,106,9.5.3 制冷系统其他各主要部件,1. 蒸发器,107,108,9.5.3 制冷系统其他各主要部件,2. 冷凝器,109,9.5.3 制冷系统其他各主要部件,3. 膨胀阀 膨胀阀在制冷系统中的作用是： (1) 保证冷凝器和蒸发器之间的压力差。这样可以使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热；同时，使冷凝器中的气态制冷剂在给定的高压下放热、冷凝。 (2) 供给蒸发器
42、一定数量的液态制冷剂。供液量过少，将使制冷系统的制冷量降低；供液量过多，部分液态制冷剂来不及在蒸发器内汽化，就随同气态制冷剂一起进入压缩机，引起湿压缩、甚至冲缸事故。,110,9.5.3 制冷系统其他各主要部件,111,9.5.3 制冷系统其他各主要部件,冷水机组,112,9.5.4 热泵,目前，许多建筑都采用热泵机组。所谓热泵，即制冷机组消耗一定的能量由低温热源取热，向需热对象供应更多的热量的装置。使用一套热泵机组既可以在夏季制冷，又可以在冬季供热。 热泵取热的低温热源可以是室外空气、地面或地下水、太阳能、工业废热以及其它建筑物的废热等。由此，利用余热是有效利用低温热能的一种节能技术手段。,
43、113,9.5.4 热泵,114,115,9.5.4 热泵,目前经常使用的热泵通常有空气源热泵和水源热泵两大类。 空气源热泵通过对外界空气的放热进行制冷，通过吸收外界空气的热量来供热。这种热泵机组随着室外温度的下降，其性能系数明显下降，当室外温度下降到一定温度时(大约在-5-10)，该机组将无法正常运行，故该机组一般在长江以南地区应用较多,116,9.5.4 热泵,水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊)，或者是人工再生水源(工业废水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵技术利用热泵机组实现低温热能向高温热能转移，将水体和地层蓄能分别在冬、夏季作为供暖
44、的热源和空调的冷源，即在冬季，把水体和地层中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到水体和地层中去。,117,9.5.5 制冷机房,设置制冷设备的房屋称为制冷机房或制冷站。小型制冷机房一般附设在主体建筑内，氟里昂制冷设备也可设在空调机房内。规模较大的制冷机房，特别是氨制冷机房，则应单独修建。,118,1. 对制冷机房的要求,单独修建的制冷机房，易布置在厂区夏季主导风向的下风侧。在动力站区域内，一般应布置在乙炔站锅炉房煤气站堆煤场等的上风侧，以保持制冷机房的清洁。 氨制冷机房不应靠近人员密集的房间或场所，以及有精密贵重设备的房间等，以免发生事故时造成重大损失。
45、 制冷机房应尽可能设在冷负荷的中心处，力求缩短冷冻水和冷却水管路。当制冷机房是全厂的主要用电负荷时，还应尽量靠近变电站。,119,1. 对制冷机房的要求,规模较小的制冷机房可不分隔间，规模较大的，按不同情况可分为机器间(布置制冷压缩机和调节站)；设备间(布置冷凝器、蒸发器、贮液器等设备)；水泵间(布置水泵和水箱)；变电室(耗电量大时应有专用变压器)以及值班室、维修间和生活间等。 制冷机房的高度，应根据设备情况确定，并应符合下列要求：对于氟里昂压缩式制冷，不应低于3.6米；对于氨压缩式制冷，不应低于4.8米。溴化锂吸收式制冷机顶部至屋顶的距离应不低于1.2米。设备间的高度也不应低于2.5米。,1
46、20,1. 对制冷机房的要求,对于制冷机房的防火要求应按现行的建筑设计防火规范执行。 制冷机房应有每小时不少于3次换气的自然通风措施，氨制冷机房还应有每小时不少于7次换气的事故通风设备。 制冷机房的机器间和设备间应有良好的自然采光，窗孔投光面积与地板面积的比例不少于16。,121,1. 对制冷机房的要求,在仪表集中处应设局部照明，在机器间及设备间的主要通道和站房的主要出入口设事故照明。 制冷机房的面积约占总建筑面积的0.6%0.9%，一般按每1163kW冷负荷需要100m2估算。 制冷机房应有排水措施。在水泵、冷水机组等四周做排水沟，集中后排出；在地下室常设集水坑，再用潜水泵抽出。,122,2
47、. 设备布置原则,制冷系统一般应由两台以上制冷机组组成，但不宜超过六台。制冷机的型号应尽量统一，以便维护管理。除特殊要求外，可不设备用制冷机 。大中型制冷系统，宜同时设置12台制冷量较小的制冷机组，以适应低负荷运行时的需要。 机房内的设备布置应保证操作、检修的方便，同时要尽可能使设备布置紧凑，以节省占地面积。设备上的压力表、温度计等应设在便于观察的地方。,123,2. 设备布置原则,机房内各主要操作通道的宽度必须满足设备运输和安装的要求。 制冷机房应设有为主要设备安装维修的大门及通道，必要时可设置设备安装孔。 制冷机房的高度，应根据设备情况确定。对于R22、R134a等压缩式制冷，不应低于3.6米；对于氨压缩式制冷，不应低于4.8米。制冷机房的高度，系指自地面至屋顶或楼板的净高。,124,2. 设备布置原则,制冷机房的地面载荷约为46t/m2，且有振动。 冷却塔一般设置在屋顶上，占地面积约为总建筑面积的0.5%1%。 冷却塔的基础载荷是：横式冷却塔为1 t/m2；立式冷却塔为23 t/m2。,
