第10章空气调节.ppt

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1、空气调节的任务：在一个内部受控的空气环境空间（房间）内，对空气的温度、湿度、空气流动速度、洁净度进行人工调节，使空气达到所要求的状态，以满足人体舒适和工艺生产的要求。,第1节空气调节系统分类,空调系统一般由空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置以及自动控制装置组成。,空气处理设备：冷却、加热、加湿、除湿、净化。,空气分配装置：各种送风口、送风装置、回风口,自动控制装置：自控仪表、设备等,空气输送管道：风管系统、风机。,一 按承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质来分类,1、全空气系统：,指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。 由于空气的比热较小，需要用较多的空气量才能达到消

2、除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道，占用建筑空间较大。 如使用组合式、柜式空调箱的空调系统。,2、全水系统 指空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来承担。由于水的比热比空气大得多，所以在相同条件下只需较小的水量，从而使管道所占用的空间减少许多。但仅靠水来消除余热余湿，不能解决房间的通风换气问题。因而该方法通常不单独使用。 如使用风机盘管的空调系统。,3、空气水系统 同时使用空气和水来负担空调房间的热湿负荷。 如风机盘管加新风的空调系统。,4、直接蒸发机组系统（冷剂系统） 将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收空调房间的余热余湿。 如分散安装的局部空调机组，但由于冷剂管道不能长距离输送，因

3、此该系统使用半径不大。,二、按空气处理设备的设置情况分类,1、集中式空调系统： 将各种空气处理设备及风机都集中设在一个专用的空调机房里，以便于集中管理。 空气经集中处理后，再用风管分送给各个空调房间。,集中式空调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常较高。目前被广泛采用。 如全空气系统，需要集中的冷热源，冷热水由管路输送到各个空气处理装置，空气的加热、冷却集中在空气处理装置中处理后，由风道输送到各个房间。,2、半集中式空调系统： 除有集中的空调机房外，尚有分散在各空调房间内的末端空气处理设备。 如风机盘管系统，需要集中的冷热源，

4、冷热水由管路输送到各个房间，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）。,3、分散式空调系统 是利用空调机组直接在空调房间内或其邻近地点就地处理空气的一种局部空调方式。 空调机组是将冷源、热源、空气处理、风机和自动控制等设备组装在一个或两个箱体内的定型设备（称整体式空调器） 。,分散式系统通常每个房间或家庭设置一套。具有装置简单，初投资少，易实现等优点，但常常具有效率不高、卫生条件差、能源结构不合理等缺点，分散系统通常用住宅和低档商用建筑。 如窗式空调、分体空调、柜式空调、恒温恒湿空调机组等。,分体式房间空调器,窗式空调器

5、与柜机,三 按空调系统处理的空气来源分类,1、封闭式系统： 它所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充，全部为再循环空气。 该系统冷、热消耗量最省，但卫生效果差。 该系统应用于战时的地下庇护所等战备工程以及很少有人进出的仓库。,2、直流式系统 它所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，然后全部排出室外。 该系统冷、热消耗量最大，经济上不合理。 该系统适用于不允许采用回风的场所，如放射型实验室、传染病房以及散发大量有害物的车间等。,3、混合式系统 它所处理的空气一部分来自空调房间，另一部分来自室外，经处理后送入室内。 该系统既能满足卫生要求，又经济合理，故这种空调系统在大多

6、数民用建筑中被广泛采用。如超市、商场、大餐厅、宴会厅及展览大厅、体育场馆等建筑。,四 按系统的用途不同分类,舒适性空调：适用于公共建筑与民用建筑 工艺性空调：应用于工业及科学实验,第3节 集中式空调系统,由冷热源、冷热媒管道、空气处理设备、送风管道和风口组成。,全空气集中式空调系统 ：,集中空调系统示意图,一 集中空调系统的选择,根据房间有害物质情况、室内温湿度精度要求等可分别采用单风道、双风道，定风量、变风量输送系统。,集中空调系统一般用于对温度、湿度要求高的高级场合，或者是大型建筑物的内区。,二 集中空调系统特点,集中式空调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、

7、高品质的特点，但初投资和运行费用也通常较高。目前被广泛采用。,三 空气热湿处理过程及设备,1 喷水室,是夏季对空气冷却除湿、冬季对空气加的设备。喷水室向流过的空气直接喷大量的水滴，空气与水滴热湿交换。,1 喷水室,特点：多种空气处理过程，具有一定的空气净化能力，耗材少，易加工，但占地，对水质要求高。水系统复杂，还需定期保养。 使用场合：纺织厂，卷烟厂等以调节湿度为主的场合。,2 表面式换热器,冷（热)媒通过金属表面对空气进行加热(制冷）的一种换热设备。,2 表面式换热器,构造简单，占地少，水质要求不高。 换热器多用肋片管，钢、铜、铝材，管内流介质（冷、热水，蒸汽，制冷剂）管外流空气，中间流过热

8、水，蒸汽，为加热用。中间流过冷水，制冷剂，为冷却用。,3 电加热器,有裸线式和管式两种结构。 用在各空调房间的送风支管上作为精调设备，也可用于空调机组中。,4 加湿器,干蒸汽加湿器 用普通喷管（多孔管）或专用的蒸汽加湿器将来自锅炉房的水蒸汽喷入空气中去。 例如，集中式空调系统的空气处理箱，一般夏季使用表面式冷却器处理空气，冬季采用喷蒸汽加湿空气方法,电加湿器 用电加湿器加热水以产生蒸汽，使其在常压下蒸发到空气中去。 例如，恒温恒湿整体式空调机组中，使用电加湿器加湿空气，控制空气的相对湿度。 集中式空调系统的空气处理箱，当没有蒸汽热媒时，冬季也可采用水蒸发加湿空气方法。,5 空气过滤器,用来对空

9、气进行净化处理，分为初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器。,初效过滤器示意图,6 组合式空调箱,组合式空调箱是把各种空气处理设备、风机、消声装置、能量回收等分别做成箱式的单元，按空气处理过程的需要进行选择和组合成的空调器。,空调箱是集中设置各种空气处理设备的一个专用小室或箱体。,四、气流组织方式及风口布置,送风口的作用是将送风状态的空气均匀地送入空调房间。常用的送风口有以下几种类型。,1、侧向送风 侧送风口是指安装在空调房间侧墙或风道侧面上、可横向送风的风口。有格栅风口、百叶风口、条缝风口等。其中用的最多的是活动百叶风口，分为单层百叶、双层百叶和三层百叶三种。,1、侧向送风 一般适用跨度小的房间

10、，侧面要留安装送风口的空间。例如：一般工艺空调，风机盘管，家用空调器。,双层百叶风口,单层百叶风口,1铝框(或其它材料的外框) 2水平百叶片 3百叶片轴 4垂直百叶片,百叶风口构造示意图,2、散流器送风 散流器是一种安装在顶棚上的送风口。其送风气流从风口向四周呈辐射状送出。,2、散流器送风 根据出流方向的不同分为平送散流器和下送散流器。平送散流器送出的气流是贴附着顶棚向四周扩散，适用于房间层高较低、恒温精度较高的场合。下送散流器送出的气流是向下扩散，适用于房间的层高较高、净化要求较高的场合。,2、散流器送风 适用于大跨度、层高低房间，不占侧面空间。适用于购物中心，大型办公室，展馆等。可利用吊顶

11、空间回风。,3、孔板送风 送入静压箱的空气通过开有一些圆形小孔的孔板送入室内。孔板送风口的主要特点是送风均匀，气流速度衰减快。适用于要求工作区气流均匀、流速小、区域温差小和洁净度较高的场合，如高精度恒温室和平行流洁净室。 适用于净化空调,孔板送风口 1风管；2静压箱；3孔板；4空调房间,全面孔板下送平行流流型,全面孔板下送不稳定流流型,4、喷口送风 适合于影剧院、体育馆等大层高、大跨度空间。,6 新风入口和室外排风口,(1) 新风入口（空调的新鲜空气入口） 方式：一般采用 在墙上设百叶窗，在屋顶上设置成百叶风塔的形式； 多雨地区，应采用防水百叶窗，为防止鸟类进入，外加金属网。,位置： 设置在室

12、外较清洁的地点，进风口处的室外空气有害物的浓度应小于室内最高许可浓度的30% 尽量置于排风口上风侧 远离排风口 进风口底部距室外地面不宜小于2m， 尽量开在背阴面（北面）（夏季温度低）。,(2)室外排风口 设在屋顶或侧墙， 侧墙形：加百叶风口 屋顶形：百叶风塔形，且加风帽。,组合式空调机组,第4节 半集中式空调系统,由冷热源、冷热媒管道、空气处理设备、送风管道和风口组成。,半集中式空调系统空气处理设备包括对新风进行集中处理的空调器（称新风机组）和在各空调房间内分别对回风进行末端处理的设备（如风机盘管、诱导器等）。,半集中式空调系统图示 ：（风机盘管新风机组）既有对新风的集中处理与输配，又能借设

13、在空调房间的末端装置（如风机盘管）对室内循环空气作局部处理。,风机盘管装置,一 半集中式空调系统的选择,当由集中冷热源、建筑规模大、空调房间多、空间较小而各房间具体使用要求各异、不宜布置大风管且室内温湿度要求一般，可选择半集中式空调系统，如宾馆客房、办公用房。,二 风机盘管系统,1 风机盘管机组,由风机、表面式热交换器（盘管）、过滤器组成。,风机盘管结构,卧式风机盘管,立式风机盘管,风机盘管构造示意图,2 风机盘管空调系统新风引入方式,新风由新风机组独立送入房间,由墙洞引入直接送入房间,由墙洞引入经风 机盘管处理后送入 房间,新风由新风机组独立送入房间,新风由新风机组处理后经风机盘管送入房间,

14、2 风机盘管空调系统新风引入方式,新风由新风机组独立送入房间,由墙洞引入直接送入房间,由墙洞引入经风 机盘管处理后送入 房间,由墙洞引入直接送入房,由墙洞引入经风机盘管处理后送入房间,第7节 空调水系统,冷热水系统 冷却水系统 冷凝水系统,一 冷热水和冷却水参数,冷热水参数 冷却水参数,二 空调冷、热水系统,（一）空调冷、热水系统的形式 1 按水压特性 开式系统 闭式系统,开式系统,闭式系统,2 按各种末端设备的水流程划分 同程式系统 异程式系统,异程式水系统,同程式水系统,3按冷热水管道的设置方式 双管制 三管制 四管制,双管制,三管制,四管制,三 冷却水系统,第8节 空调系统的冷热源,一、

15、空调系统的冷源,（一）、天然冷源 主要指冬季贮藏的冰和夏季使用的低温深井水及地道风。 它具有价廉和不需要复杂技术设备等优点。但受时间、地区等条件限制，不宜用来大量获取低于0摄氏度的温度。,（二）、人工冷源 借助于一种专门装置，消耗一定的外界能量，迫使热量从温度较低的被冷却物体或空间转移到温度较高的周围环境中去，得到人们所需要的各种低温，称谓人工制冷。而这种装置就称谓制冷装置或制冷机。,（二）、人工冷源 空调工程中使用的制冷机有压缩式、吸收式、蒸汽喷射式等。其中以蒸汽压缩式制冷机的应用最为广泛。,蒸气压缩式制冷系统的组成：四大部件压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。 除四大部件外，还装有其他辅助设备

16、，如分油器、贮液器等。,1 蒸气压缩式制冷机的原理及组成,制冷剂：在制冷系统中进行循环工作的工质。常用的有：氨、水、二氧化碳等无机化合物；氟利昂族;多元混合溶液；碳氢化合物（甲烷、已烷、已烯、丙烯） 冷却剂：将冷凝器中的制冷剂进行冷凝的工作物质。常用的有：水、空气,在蒸发器中，低压低温的制冷剂液体吸取其中被冷却的介质（如冷水）的热量，蒸发成为低压低温的制冷剂蒸汽。,低压低温的制冷剂蒸汽被压缩机吸入，并压缩成高压高温气体。,接着进入冷凝器中被冷却介质冷却，放出热量，成为高压液体；,再经节流膨胀减压后，成为低温低压的液体，在蒸发器中再次吸收冷却介质的热量而汽化。如此经过4个过程，完成一个循环过程。

17、,2 吸收式制冷机原理,溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的。 溴化锂吸收式制冷机主要是由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四部分组成的。,为使制冷过程能连续不断地进行下去，蒸发后的冷剂水蒸气被溴化锂溶液所吸收，溶液变稀，这一过程是在吸收器中发生的。,然后以热能为动力，将溶液加热使其水份分离出来，而溶液变浓，这一过程是在发生器中进行的。发生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝结成水，经节流后再送至蒸发器中蒸发。如此循环达到连续制冷的目的。,从吸收器出来的溴化锂稀溶液，由溶液泵(即发生器泵)，升压经溶液热交换器，被发生器出来的高温浓溶液加热温度提高后，

18、进入发生器。在发生器中受到传热管内热源蒸汽加热，溶液温度提高直至沸腾，溶液中的水份逐渐蒸发出来，而溶液浓度不断增大。,吸收式制冷机与压缩式制冷机在获取冷量的原理上是相同的，都是利用高压液体制冷剂经节流阀(或U型管)节流降压后，在低压下蒸发来制取冷量，它们都有起同样作用的冷凝、蒸发和节流装置。,而主要区别在于由低压冷剂蒸汽如何变成高压蒸汽所采用的方法不同，压缩式制冷机是通过原动机驱动压缩机来实现的，而吸收式制冷机是通过吸收器，溶液泵和发生器等设备来实现的。,在吸收器中溶液吸收来自蒸发器的低压冷剂蒸汽，是个放热过程。为使吸收过程连续进行下去，需不断加以冷却。在冷凝器中也需冷却水，以便将来自发生器的

19、高压冷剂蒸汽变成冷剂水。,冷却水先流经吸收器后，再流过冷凝器，出冷凝器的冷却水温度较高，一般是通入冷却水塔，降温后再打入吸收器循环使用。,吸收式制冷机中溶液的循环,用溶液的浓缩和吸收而使低压蒸汽变成高压蒸汽，从而取代压缩机的的关键所在。,吸收式制冷机中溶液的循环,在溴化锂吸收式制冷机中，发生器和吸收器中起到上述作用的是溴化锂溶液，它的吸收水蒸汽的能力很强。吸收式制冷机的溶液循环原理如下图所示。,吸收式制冷机的溶液循环,在吸收器中吸收了低压水蒸汽的溴化锂溶液浓度变小，温度也较低，被溶液泵送往使之浓缩的发生器中，被管内流动的高压工作蒸汽加热至对应压力下的沸点，使之沸腾并产生冷剂蒸汽，,吸收式制冷机

20、的溶液循环,因发生器中的压力较高，所以冷剂蒸汽的压力也较高，也就是说通过泵的升压和工作蒸汽的加热，使低压蒸汽的压力升高。,吸收式制冷机的溶液循环,溶液沸腾产生出冷剂蒸汽后，浓度和温度都有所升高，又具有了吸收水蒸汽的能力。因发生器中的压力比吸收器中的压力要高得多，故在送往吸收器中让其吸收水蒸汽时必须通过节流阀降压。,吸收式制冷机的溶液循环,在吸收器中，溶液被喷淋在内通冷却水的传热管管簇上，因溶液在吸收水蒸汽时要放出大量的吸收热，故需大量的冷却水进行冷却，溶液的浓度越高、温度越低，吸收水蒸汽的能力就越强，所以要努力提高其浓度、降低其温度，但要注意避免因浓度过高、温度过低而结晶。,吸收式制冷机中的制

21、冷剂循环,溴化锂吸收式制冷机中的制冷剂就是水。水在制冷循环中状态不断改变，并利用其在蒸发时的吸热而产生制冷的。,吸收式制冷机中的制冷剂循环,首先，从发生器中产生的高压冷剂蒸汽在冷凝器中被冷却水冷凝成冷剂水。因其压力较高，故通过一个节流阀送入蒸发器，在蒸发器中吸收管内冷媒水的热量而蒸发，蒸发后的冷剂蒸汽压力较低，通过挡水板送入吸收器以被较浓的溴化锂溶液吸收，而后又在发生器产生出压力较高的冷剂蒸汽，从而完成循环。,吸收式制冷机中的制冷剂循环,在溴化锂吸收式制冷机中，蒸发器中的压力非常低，以至于水在5时即达到饱和而蒸发，在蒸发时吸收管内冷媒水的热量而使其温度降低，从而达到制冷的目的。,吸收式制冷机中

22、的制冷剂循环,一般而言，冷媒水进蒸发器的温度为12，放热后温度降低到7，由冷媒水泵送给用户使用。,冷却水系统示例,冷却水系统通常由冷却塔、冷却水泵和管路组成,冷却塔工作原理,利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散热：干燥的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。,冷却塔工作原理,当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。,冷却塔,冷却塔,冷却塔安装位置示例,4 冷水机组,冷水机组

23、是多台压缩机并联工作形式了冷水机组织性工作的结构，从而达到高效的制冷量输出。,第9节 空调系统的布置,制冷机房,氨制冷机房必须单独集中建设； 氟利昂冷冻机房可设置在主体建筑物内。 冷冻机房(包括冷水泵房)占总建筑面积0.60.9%，或按1.163MW/100m2冷负荷估算。,高层建筑，冷冻机房宜设置在地下室和底层；超高层建筑，部分冷冻机房可能需要设置在楼层上。 有一定的建筑隔声、消声、隔振等措施；应设有为主要设备安装、维修的大门及通道；冷冻机房的地面载荷约为46t/m2，且有振动。,氟利昂压缩制冷机房高度应不低于3.6m；氨压缩制冷机房高度应不低于4.8m(单独设置)；溴化锂吸收式制冷机顶部至

24、屋顶的距离应不低于1.2m；,一 建筑设计防火分区和防烟分区,第10节 建筑防排烟及通风空调系统的防火,高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过下表的规定。,设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可按本表增加1倍；当局部设置自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的1倍计算,每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，且防烟分区不应跨越防火分区。 挡烟垂壁的结构型式 ：（1）固定式挡烟垂壁 （2）活动式挡烟垂壁,防烟分区,建筑火灾发生的特点,高层建筑火灾蔓延速度快 高层建筑内井道多，如楼梯间、电梯间、电缆井、管井等，一旦不能很好的控制火灾烟气的蔓延很容易

25、形成竖向的“烟囱效应”，造成火势蔓延途径多、速度快，迅速波及到较高楼层。,高层建筑火灾持续时间长 高层建筑内设备及构件多，一旦失火，火势迅猛而且燃烧时间长，产生大量有毒烟气。在长时间高温作用下，钢筋混凝土构件和钢结构均会因强度和刚度遭受破坏而出现建筑整体或局部倒塌，造成严重财产损失和人员伤亡。,建筑火灾烟气的危害 在建筑物中尤其是高层建筑自身所具有的楼层多、可燃物多、电器设备多、建筑功能多、楼内人员多的“六多”特点，决定了高层建筑火灾产生的烟气多，需要疏散的人员多，火灾中遇难死亡人员多的“三多”；,建筑火灾烟气的危害 火烟毒性大，火灾损失大的“二大”；火烟扩散快，火势蔓延快的“二快”；楼内人员

26、疏散难，消防灭火扑救难的“二难”的火灾特性。因此，对于高层建筑起火后烟气控制不当会造成更加严重的危害。,高层建筑安全疏散困难 高层建筑内容纳人数多，垂直距离大，加之火灾环境下人们的恐慌心理和火灾烟气的毒害作用，使安全疏散成为一个较难解决的问题。,二 建筑防排烟系统,防排烟系统设置的目的，就是采用一定的手段或措施，控制建筑物内烟气的流动，将火灾产生的烟气在着火房间和着火房间所在的防烟区就地加以排出，防止烟气扩散到疏散通道和其他防烟区中，以确保疏散和扑救用的防烟楼梯间和消防电梯内无烟。,防排烟的方式,防烟方式 机械加压送风防烟方式（机械） 可开启外窗的自然排烟方式（自然）,排烟方式 机械排烟方式（

27、机械） 可开启外窗的自然排烟方式（自然）,自然防排烟,自然防排烟方式是在自然力的作用下，使火灾产生的烟气不能侵入到防烟楼梯间和消防电梯内。该方式没有机械通风设备，不受电源中断的影响，简单易行，造价较低。虽然其效果受室外风向、风速、气温和所在楼层的影响较大，但如果处理得当，还是能起到防排烟作用的。,自然防排烟,常用的自然防排烟方式有以下几种： 靠建筑物外墙建造的全敞开的室外防烟楼梯 利用阳台或凹廊作为敞开前室的防烟楼梯间 利用前室开窗排烟的防烟楼梯间、不靠外墙的防烟楼梯间 或虽靠外墙但不能开窗的前室的自然排烟，一般是设排烟竖井和过风竖井。,局部排烟方式: 在每个需要排烟的部位设置独立的排烟机直接进行排烟。局部排烟方式由于投资高，排烟机分散，维护管理比较麻烦，费用也高.只适用于不能设置竖烟道的场合或旧式建筑物的防排烟技术改造中。,机械排烟方式,集中排烟方式:集中机械排烟系统是由挡烟垂壁（活动式或固定式）、防火阀、排烟口、排烟管道、排烟机、烟气排出口以及电气控制等设备组成的。,机械排烟方式,机械加压防烟,机械加压防烟是在保持防烟楼梯间及其前室有足够压力使火灾期间引起的烟气不能进入楼梯间及前室的基础上提出的。这样，在火灾期间，送入楼梯间及前室一定量的空气，就会将烟气排斥在楼梯间及前室之外。这种系统较简单，但有关风量、风速必须详细计算。,