建筑设备第9章2.ppt

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1、1,第9章 空 气 调 节,哈尔滨理工大学 刘方亮,第9章 空 气 调 节,空气调节概述 空气调节的相关参数 空调负荷的计算和送风量的确定 空调系统的分类和组成 空调系统的冷源,2,3,室内空气控制人体舒适和生产工艺要求 空气的温度、湿度、速度及洁净度、压力、成分、气味及噪声等,一、空气调节的定义,4,二、空气参数的影响因素,（1）室外气温、湿度变化、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。,5,三、 空气调节的作用,保证人体舒适舒适性空调：提供舒适的生活和工作环境。 满足人们生产工艺要求工艺性空调：较舒适型空调严格。,四、 空

2、调与通风的区别,空调系统与通风系统同为向室内送风，但两者区别明显： 从定义看 通风： 空调： 如：住宅降温,6,满足要求,创造环境,从送风看 通风和空调均要引入室外空气 通风： 空调：,7,室外空气新鲜 越多越好,室内外空气温湿度 和洁净度差别大， 除必要的新风量， 尽量减少室外空气,如：房间、车内开启空调后应关门关窗,从排风看 通风： 空调：,8,排出污染气体 不可回用,排出气体已经处理到所需参数，较室外气体好，故排出气体应尽量回用,从气流组织看 通风： 空调：,9,送风应在第一时间到达工作区，稀释有害物质，且及时排出,送风应与室内空气充分混合以后才能进入工作区,建筑设计思路不同 通风： 空

3、调：,10,开敞通透，风压+热源,密闭式,11,12,9.1 空调的相关参数,湿空气的组成 空调相关参数 空调精度,13,14,一、湿空气的组成 湿空气的定义：空调工程中所处理的空气和特定空间内部的空气 湿空气的组成： 干空气+水蒸气=湿空气,15,二、空气调节相关参数,大气压强和水蒸汽分压力 大气压强（Pa）：通常把0下、北纬45处海平面上作用的大气压作为一个标准大气压(atm)，其值为: 1atm=101325Pa 水蒸汽分压力（Pq）：大气中，水蒸汽组分所占的压强。,16,水蒸气分压力的大小反应空气中水蒸气含量的多少。空气中水蒸气含量越多，水蒸气分压力就越大。 关系： 道尔顿定律 Pa=

4、Pd+Pq,17,2. 温度 温度是反映空气冷热程度的状态参数。温度值的高低用温度表示。常用的温标有绝对温标(T)和摄氏温标(t)，二者之间的关系为： T=t+273.15 F= 9C/532,18,3. 含湿量 d (g/kg干) 定义: 含湿量的大小随空气中水蒸气含量的多少而改变，它可以确切的反映空气中水蒸气含量的多少。,19,4. 相对湿度 饱和空气：含有最大限度水蒸汽量的湿空气称为饱和空气，b 饱和水蒸汽分压力：饱和空气中所具有的水蒸汽分压力，Pqb 饱和含湿量：饱和空气中所具有的含湿量，db,20,相对湿度() ： 湿空气中水蒸气接近饱和的程度 =0时，是干空气。 =100%时，为饱

5、和湿空气。 相对湿度与含湿量d的区别,21,5. 焓i 和熵S（能量单位） i 定义：每公斤干空气的加上与其同时存在的d克水蒸气的能量总和，其单位用kJ/kg干表示。 i 特点： 热力状态参数，具有能量单位 总能中取决于热力状态的那部分能量,熵S（ J/K ） 热力系中工质的热力状态参数之一。在可逆微变化过程中，熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。 系统中无序或无效能状态的度量,22,23,6. 露点温度 td 在含湿量d保持不变的条件下，湿空气达到饱和状态时所具有的温度称为该空气的露点温度。 如：冬季哈气；降温减湿,24,7. 湿球温度和干球

6、温度,25,h,h增大时 h减小时 h=0 h=max,26,三、空调精度,定义：空调对空气参数的控制有容许的波动范围，这个波动范围为精度。 空调作用不同，对精度要求不同 舒适性空调： 工艺性空调： 表示方法：空调基数+空调精度,27,例如： tn=201 n=505% 精度级别： tn1 tn=0.5 tn=(0.10.2),28,9.2 冷负荷概算与送风量的确定 影响冷负荷的因素 冷负荷估算 送风量、新风量、回风量的计算,29,一、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，依靠提供的热量来消除室内负荷称为热负荷，需要消除的室内产湿量称为湿负荷。,影响室内冷热负荷

7、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。,31,33,影响室内湿负荷的内、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；,34,二、冷负荷的估算,面积冷指标W/m2 冷负荷W=面积冷指标W/m2面积m2,35,三、空调系统风量的确定,送风量、新风量、回风量关系,36,37,1. 送风量L的确定 冷负荷的需要 换气次数要求 应选用较大一个,38,满足冷负荷

8、所需要的送风量,L送风量，m3/s 空气密度，kg/m3 Cp空气比热容，1.01kJ/kg Q空调冷负荷，kw tn室内设计温度， to送风温度，,问题： 作为商场的管理人员，希望L如何？ L减小则tn-to如何变化？ 送风温差增大出现的三个不利现象,39,送风口结露，滴水 吹冷风 温度分布不均匀,40,9.2.3 空调系统风量的确定,满足换气次数所需的送风量 换气次数的定义？ 满足换气次数的送风量单位？,精度t,t,tn-to,41,2. 新风量Lx的确定 新风量=每人最小新风量人数 单位是？,42,3.回风量Lh的确定 回风量=送风量-新风量 Lh=L-Lx,例题: 某商店，配有中央空调

9、系统，面积20000平方米，层高4m，可容纳客流量2000人，夏季室内空调设计温度问22，送风温度为16 ，设空气密度为1.29 kg/m3 ，且取值范围均选用最小值。 求：该商店夏季所需冷负荷；商场空调系统的送风量、新风量和回风量,43,冷负荷Q Q=面积冷指标面积 查表9-1可知，商场面积冷指标为100w/m2 Q= 100w/m2 20000m2=2000kw 送风量计算 满足冷负荷的送风量计算： L=225.8m3/s,44,满足换气次的的送风量计算 舒适性空调t=60.1 tn-to=22-16=615 综上，查表9-5可知，对换气次数无要求 故，送风量L=225.8m3/s,45,

10、新风量的计算 新风量Lx=每人最小新风量人数 查表9-6可知，商场的每人最小新风量为8m3/h Lx=2000人8m3/h=16000m3/h=4.5m3/s 回风量的计算 Lh=L-Lx=255.8m3/s-4.5m3/s=221.3m3/s,46,习题： 某洁净手术室，空调温度为tn=201，送风温度为12 ，空调房间面积为90平方米，层高4m。已知新风量800立方米每小时，取值范围均选用最小值 求：空调系统送风量和回风量,47,1.送风量的计算 （1）满足热负荷所需的送风量 Q=面积冷指标面积 查表9-1可知，面积冷指标为300w/m2 Q=300w/m2 90m2=27kw L=2.6

11、m3/s,48,（2）满足换气次数的送风量 t=1 tn-to=20-12=8 综上，查表9-5可知，n=5 综上，送风量应为2.6m3/s 2.空调系统回风量 Lh=L-Lx=2.6m3/s- m3/s=2.38m3/s,49,50,9.3 空调系统的组成与分类 空调系统的组成（中央空调） 空调系统的分类 空调系统的冷源 空调机房的布置,51,一、空调系统的组成,52,空气处理设备,定义： 对空气进行热湿处理、净化处理的场所，常见的空气处理机组是由若干功能段组成 设备：中央集中空调机组,53,54,55,56,1,2,3,4,5,（1）混合段,新风和回风相混合 连接方式 调节方法 内部设备,

12、57,（2）过滤段,过滤气流中的灰尘 分类 初效过滤：d5.0m 中效过滤：d1.0m 高效过滤：d0.3m 使用顺序 设备：板式过滤器；袋式过滤器,58,59,（3）加湿/除湿段,加湿： 喷蒸汽加湿 ； 湿膜加湿；超声波加湿 除湿： 冷却盘管除湿；干燥剂除湿,60,61,62,63,64,65,氯化锂+石棉转轮除湿机,66,（4）加热制冷段,表面换热器,67,68,（5）风机段,空气流动的动力,69,70,二、空调系统的分类,71,按空调系统的作用分 按承担室内冷、热负荷和湿负荷的介质分 按空气处理设备的位置来分类 按空气处理系统的空气来源分,72,2. 按负担室内负荷所用介质来分类 全空气

13、系统 全水系统 空气水系统 制冷剂系统,全空气系统,73,定义：指室内的空调负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。,空气C和空气密度小： 空气量 风道断面面积 能耗,74,75,76,77,全水系统 定义,水的C和密度大： 在相同的空调负荷情况下，系统断面小，流量小，占地小 不能解决房间通风换气的问题,78,空气水系统 定义,风机盘管加新风 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。,79,制冷剂系统 定义 分体式空调器,80,3. 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,81,1) 集中式空调系统,参数控制 管道 调

14、节能力,82,83,2) 半集中式空调系统,参数控制 管道 调节能力 风机盘管+新风,84,85,3) 分散式空调系统,86,87,4 .按空气处理系统的空其来源分,封闭式空调系统 直流式空调系统 混合式空调系统,88,（1）封闭式空调系统,89,使用条件： 战时、无人,90,（2）直流式空调系统,使用条件： 有害气体,一次回风,91,（3）混合式空调系统,二次回风,92,93,三、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，故具有集中式空调系统和全空气系统的特点。 2）使用条件 空调面积大；个房间空调参数相近；各房间使用

15、时间一样的场所,94,一次回风系统,95,2. 风机盘管加新风空调系统 1) 特点 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。 由风机盘管机组和新风系统两部分组成。,96,三种新风供给方式： (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。,97,98,99,100,101,102,103,9.4 空调系统的冷源 定义和分类 压缩式制冷机组的制冷原理 吸收式制冷机组的

16、制冷原理 制冷剂 热泵,104,一、冷源的定义和分类,1.定义：一切可以提供冷量的物质或设备都属于冷源。 2.分类： 天然冷源： 人工冷源：,地下水、天然冰等,制冷机有压缩式、吸收式,105,二、压缩式制冷机组的工作原理,蒸发器,冷凝器,膨胀阀 节流装置,压缩机,低温、低压、液态,高温，低压、气态,高温、高压、液态,低温、高压、液态,Q,Q=Q+W,W,107,冰箱内部为那个制冷部件？ 冰箱背部为哪个制冷部件？ 夏天房间可否通过敞开冰箱达到降低室温的目的？,夏天时，室内机、室外机各为哪一个？ 冬天时，室内机、室外机各为哪一个？ 如何冬夏两季交替？,108,109,110,三、吸收式制冷机组的工

17、作原理,低温、低压、液态的制冷剂,高温、低压、气态的制冷剂,低温、高压、液态的制冷剂,高温、高压、气态的制冷剂,制冷机-吸收剂 液态,制冷机-吸收剂 沸腾分离,吸收剂,定义：在制冷系统中不断循环并通过自身状态变化实现制冷的工质 常用制冷剂： 氨制冷剂R717 水R718 冰箱氟利昂R12CCL2F2 R600a 空调氟利昂R22CHCLF2 R134a 异丁烷、四氯乙烷,112,四、制冷剂,113,五、热泵,1.定义：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。既可以在夏季制冷，又可以在冬季供热。,(1)热泵工作原理,114,115,2.分类： 按热泵工作原理：压缩式

18、、吸收式 按应用场所分类 按换热对象分类,(2)按应用场所分类： 小型热泵：家用 中型热泵：商业、农业使用 大型热泵：工业建筑,117,（3）按换热对象分 地源热泵,118,119,水源热泵,120,9.5 空调机房和制冷机房的布置,空调机房布置要求 制冷机房布置要求 采暖与空调的识图,121,一、空调机房的布置,1.空调机房尽量靠近空调房间，且位于负荷中心，与制冷机房距离近。（一个空调机房作用半径3040m，服务面积500800平方米）,2. 空调机房的位置,122,设备间用阴影部分表示,123,3.空调机房的高度一般净高为46米，具体高度根据总建筑面积和机房占建筑面积百分比，和系统形式来查

19、表确定。 4.空调机房结构，荷载计算，机房内布置。P190,124,二、 对制冷机房的要求,1.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。 2.氨制冷机房不应靠近人员密集的房间或场所 3.制冷机房应尽可能设在冷负荷的中心处,125,4.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,126,9.6 采暖系统与空调系统的识图,1.采暖 该图中采暖系统的形式 底层、标准层、顶层散热片片数 该采暖系统是机械循环还是自然循环 该采暖系统是否为分户计量 采暖系统室内支管埋深为？ 各层支管标高? 该建筑层数？,127,128,129,2.空调 冷却水用于冷冻冷冻水 二层空调系统新风引入方式？,130,131,132,133,本次课程结束,134,135,136,137,138,139,140,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 2228； 相对湿度 40%65%； 风速 不应大于0.3m/s; 冬季：温度 1824； 相对湿度 30%60%； 风速 不应大于0.2m/s;,141,142,大气压强,