空调技术.ppt

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1、付小平付小平 主编主编空空 调调 技技 术术21世纪高职高专规划教世纪高职高专规划教材材机机机机 械械械械 工工工工 业业业业 出出出出 版版版版 社社社社绪论第1章 空气与焓湿图第2章 空调负荷与送风量第3章 空气的热湿处理第4章 空调冷热源第5章 空调系统第6章 空调风道系统设计第7章 空调水系统及设计第8章 空调房间的气流组织第9章 室内空气质量与空气净化处理第10章 空调系统消声与隔振第11章 空调系统安装完工后的测定与调整第12章 空调工程设计 目录绪论空调的任务和技术手段空调的基本方法和系统组成空调的作用和应用空调技术的发展概况空调技术的发展方向空调的任务和技术手段创造并保持能满足

2、一定要求的特定空间空气环境温度、湿度、流动速度、洁净度空调的任务：采用热湿交换技术采用气流组织技术采用净化技术采用换气技术空调控制的基本参数：空调的技术手段有：空调技术需要涉及以下主要内容：1.特定空间内、外干扰量的确定与计算2.空气的处理方法与装置的选择3.空调系统形式的确定与设计4.气流组织设计与风口选择5.空气的净化处理6.空调系统的消声、隔振、测试与调整空调的基本方法和系统组成空调的基本方法：以空气为介质，使送风参数不同来达到控制特定空间内空气参数的目的。典型建筑中央空调系统主要由四部分组成：1.流体输送与分配系统2.空气处理装置3.冷热源4.控制调节装置流体输送与分配系统空调风系统送

3、风系统排风系统空调水系统空调的作用和应用空调的作用：I.对国民经济各行业的发展和人民物质文化生活水平的提高具有重要意义II.空调对各生产过程的稳定进行和保证产品质量和产量有重要作用III.空调对提高劳动生产率、保护人体健康、创造舒适的工作和生活环境有重要意义按照空调服务对象或用途不同可分为：舒适性空调：以满足人对特定空间内空气环境的舒适性要求为主要目的工艺性空调：以满足生产工艺和科学实验过程、设备运行和产品储存等对特定空间内空气环境的要求为主要目的，工作人员的舒适要求有条件时可兼顾空调的应用：空调技术的发展概况世界空调发展史1890：美国空调系统应用于工业和生活1906：在美国“空气调节”第一

4、次出现1911：W.H.Carrier绘制了空气焓湿图，这是空调史上的一个重要里程碑中国空调发展史解放前，1930左右上海纺织厂开始应用带喷水室的空调系统解放后，50年代应用于纺织行业，8090年代发展迅速空调技术的发展方向空调节能问题空调健康问题空调环保问题第1章 空气与其焓湿图空气的组成与状态空气的状态参数空气的焓湿图及其应用1.1 空气的组成与状态1、空气的组成体积比：氮气约占78；氧气约占21；其他（一氧化碳，二氧化碳及惰性气体）约占1水蒸气按质量比约占0.01%0.4%空调技术中：湿空气干空气水蒸气2、空气中的水蒸气及其影响空气中水蒸气的来源影响空气水蒸气量的因素（共3点）空气中水蒸

5、气量的变化对空气的干燥和潮湿程度会产生重要影响（共5点）3、干空气干空气指除水蒸气以外的那部分空气。基本特征：在常温常压下不发生相变组成成分及比例不变不可压缩 在空气处理过程中，水蒸气含量变化较大，而干空气的成分和数量却保持相对稳定，可以作为一个整体来对待。因此通常以干空气为基数，可以在简化计算的同时，使计算更加精确。4、空气的状态与基本变化规律 根据空气中水蒸气的不同状态，划分空气的不同状态：1.饱和空气：空气干空气干饱和蒸气饱和空气2.过饱和空气：空气干空气湿饱和蒸气过饱和空气3.不饱和空气：空气干空气过热蒸气不饱和空气三过程可以相互转化：以“雾”的形成和消失为例1.2 空气的状态参数 空

6、气的状态参数：压力类、温度类、湿度类、能量类1.2.1 空气的压力类参数空调压力概念在以下四个方面的应用：某些空调房间空气压力必须比另一些房间（散发污染源）的空气压力高空气潮湿状态程度可以用水蒸气分压力来定义不同的大气压力条件，空气的性质不一样，需查阅不同的焓湿图在设计风管的过程中，要用到空气全压、静压、动压的概念。所有风机盘管和风机都要用到出口全压这个选型参数1.2.1 空气的压力类参数1、大气压力与空气的绝对压力大气压力：地球表面单位面积上所受到大气的压力称为大气压力或大气压，用 表示,单位为Pa用弹簧压力表等仪表测得的空气压力值称为工作压力。工作压力大于0，称为表压力；若小于0，其绝对值

7、称为真空度。工作压力与绝对压力的关系：绝对压力工作压力当地大气压力注意：绝对压力才是空气的状态参数2、水蒸气分压力水蒸气分压力：空气中的水蒸气单独占有空气的体积，并具有与空气相同的温度时所具有的压力，通常用 表示，单位为Pa。干空气分压力：空气中的干空气单独占有空气的体积，并具有与空气相同的温度时所具有的压力，通常用 表示，单位为Pa。根据道尔顿分压力定律：1.2.2 空气的温度类参数1、干球温度表示用 ，单位为2、湿球温度湿球温度是空气的一个状态参数表示用 ，单位为,由湿球温度计测得湿球温度计测湿球温度的原理3、露点温度露点温度的概念表示用 ,单位为1.2.3 空气的湿度类参数1、含湿量定义

8、：每千克干空气中含有的水蒸气量，即 式中 含湿量，单位为kg/kg干；空气中所含水蒸气的质量，单位为kg；空气中所含干空气的质量，单位为kg干。饱和含湿量：即饱和空气的含湿量，此量与温度相关，空气的温度越高，空气达到饱和状态时能容纳的水蒸气量越多，即饱和含湿量越大。2、相对湿度定义：空气中的水蒸气分压力与相同温度下的饱和空气的水蒸气分压力之比，即 相对湿度可以直观的反映空气中水蒸气接近饱和的程度。此值为0，则为干空气；此值为100，则是饱和空气。1.2.4 空气的能量参数焓：即比焓或质量焓，是物质本身所包含的内部能量，用h表示。单位 。以0的干空气和0的水的焓值为0作为基准，则空气的焓为：含有

9、1kg干空气的空气的焓，单位为 1kg干空气的焓，单位为 含湿量，单位为 1kg水蒸气的焓，单位为1.2.5 空气状态参数之间的关系1)含湿量与水蒸气分压力之间的关系：2)由水蒸气分压力和干球温度求相对湿度：3）由温度和含湿量求解焓：4）由干球温度和相对湿度求解含湿量：5）由干球温度和湿球温度求解相对湿度：1.3空气的焓湿图及其应用1.3.1 焓湿图的组成1、焓湿图的绘制2、热湿比和热湿比线热湿比，即用空气状态变化前后的焓差比上含湿量差；连接空气状态变化前后状态点的直线为热湿比线，表示空气状态变化的方向和特征 空气由状态A到状态B，其热湿比值为：1.3.2 焓湿图的应用1.3.2.1 确定空气

10、的状态及查找参数；1.3.2.2 表示空气状态变化过程；1、加热过程 A AB B:t0t0,h0,h0,d=0d=0 处理设备：(电)空气加热器2、冷却过程 干冷A AC:C:t0,t0,h0,h0,d=0 d=0 处理设备：表面式冷却器，喷水室 湿冷A AC C”:t0,t0,h0,h0,d0 d0 处理设备：表面式冷却器，喷水室3、等焓过程 等焓减湿A AE:E:d0,d0,t0,h=0h=0 处理设备：固体吸湿剂 等焓加湿A AD:D:d0,d0,t0,t0,d0,h0,h0,t=0 t=0 处理设备：蒸汽加湿器，喷水室1.3.2.3 确定两种不同状态空气混合后的状态点根据能量守恒和质

11、量守恒定律：由上两式，导出：混合点C就在AB连线上 且有：第2章 空调负荷与送风量2.1 室内外空气计算参数2.2 太阳辐射对建筑物的热作用2.3 空调负荷2.4 空调房间送风量和送风状态点的确定2.1 室内外空气计算参数2.1.1 室内空气计算参数舒适性工艺性1、热舒适性与室内空气计算参数 影响人热舒适性的因素复杂，先后引入了 热强度指标；等感温度；有效温度；人体 舒适区等方法来描述（1）人体热平衡与热舒适感 人体温度应维持在36.537，人体才感觉舒适。影响人体舒适感的因素有：1）室内空气温度2）室内空气相对湿度3）人体附近气流速度4）围护结构内表面及室内其他物体表面的温度5）衣着情况及衣

12、服的保温性和透气性6）人的活动情况7）人的年龄和身体状况8）种族和个体的习惯人体的散热方式有：对流；辐射；热传导；蒸发（2）等效温度图和舒适区 图中紫色粗实线为等效温度线；t=25,50的交点对应25的等效温度线。该线上对应的点都具有不同的温度和相对湿度，但各点给人的冷热感觉相当于t=25,50时的感觉。从图中可知，当较低时，t较高。注意绘图条件：菱形区域（空气流速0.15m/s,0.60.8clo,静坐）平行四边形区域(空气流速0.15m/s,0.81clo，静坐但活动量稍大)（3）人体热平衡方程和PMV-PPD指标人体热平衡方程：人体产热对外做功消耗体表扩散失热汗液蒸发失热呼吸的显热和潜热

13、交换通过衣服的换热在热环境内通过对流和辐射的换热Franger提出PMV-PPD指标评价方法人对热环境的满意程度用数值 进行量化的评价值见右图PMV（预期平均评价）指标有六个因素：人体活动强度衣着情况空气温度空气湿度空气流速环境平均辐射温度 PMV能代表大多数人对同一热环境的热舒适感觉，由于个体差异，总有少数人对该环境并不满意，所以引入了PPD（预期不满意百分比）指标。ISO7730标准中采用了PMV-PPD指标描述和评价热环境，提出的推荐值为：PMV在-0.5+0.5之间，PPD10，即相当于人群中允许有10的人感到不满意国家标准：PMV在-1+1之间，PPD27，即相当于人群中允许有27的

14、人感到不满意（4）舒适性空调室内空气计算参数的确定确定室内空气计算参数，需考虑以下几点：u舒适性条件u室外气象条件u经济条件u节能要求具体参见采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）2、工艺性空调室内空气计算参数的确定工艺性空调室内空气计算参数的确定规定温度和湿度的上限值对温度和湿度精度有严格要求一般降温空调对温度和湿度精度有严格要求对含尘大小和数量有严格要求恒温恒湿空调净化空调 工艺性空调的具体参数由生产工艺给定，同时要兼顾劳动保护条件，工艺区风速参见采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003），即冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采用0.20.5m/s，当室内温度高于3

15、0时，可大于0.5m/s某些生产工艺过程所需的室内空气参数见表253、空调基数和空调精度空调基数：指空调区域内，按设计规定所需保持的空气基准温度和基准相对湿度；空调精度：指在空调区域内温度和相对湿度允许的波动范围例如：2.1.2 室外空气计算参数室外空气计算参数指与空调系统设计与运行有关的一些室外气象参数，如：1、室外空气温湿度的变化规律（1）室外空气温度的日变化u 室外温度以24小时为周期波动，波动规律基本符合正弦（余弦）变化规律：夜晚，由于地面向大气层放热，凌晨四五点气温最低；白天，由于地面获得太阳辐射，到下午两三点气温最高（2）室外空气温度的季节性变化 室外空气温度的季节性变化仍然呈周期

16、性变化：7、8月热；1、2月冷（3）室外空气湿度的变化 一日内，空气含湿量变化不大，可看作定值，所以相对湿度与温度的变化相反，即夜晚相对湿度大，正午相对湿度小2、室外空气计算参数的确定 室外计算参数的取值关系到室内空气状态的保证程度和设备投资我国主要城市的室外空气气象参数参见 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）附录设计规范中规定的室外空气计算参数值，是以全年少数时间不保证室内温湿度在控制标准范围内的原则确定的我国主要城市的室外空气气象参数摘录于表262.2 太阳辐射对建筑物的热作用 太阳表面6000地球表面大气层部分辐射被尘埃、臭氧、水蒸气、CO2等吸收部分直达地面,形成直

17、射辐射部分辐射被尘埃、冰晶、小水滴及各种气体分子反射或折射地球表面接受的太阳辐射由两部分构成：I.直射辐射：有方向性（比例大）II.散射辐射：无方向性（比例小）其中无方向散射辐射大部分返回宇宙空间，少部分到达地面，所以到达地面的散射辐射只占总辐射能中的很少比例太阳辐射强度：1m2黑体表面在太阳照射下所获得的热量值，单位为W/m2。影响太阳辐射强度的因素有：I.太阳高度角II.太阳光通过的大气层厚度太阳辐射强度随着：地理纬度、季节、昼夜的不同而不同围护结构得到的辐射热部分被表面反射，部分被表面吸收，其多少由外表材料的粗糙度、颜色等因素决定2.3 空调负荷2.3.1 空调房间夏季得热量与冷负荷1、

18、空调房间夏季得热量：定义：某一时刻由外界进入空调房间的热量加上空调房间内的热源散发热量之和具体计算因素：1、围护结构温差传热 2、通过外窗的太阳辐射热3、人体散热 4、照明散热5、设备散热 6、物料散热7、渗入空气带入热量 8、散湿过程带入的潜热瞬变得热量：随时间变化的得热量稳定得热量：不随时间变化的得热量 对流得热量 显热得热量 辐射得热量热量 潜热得热量2、空调房间冷负荷与得热量的关系 冷负荷定义：要维持空调房间要求的空气温度，在某一时刻应从室内除去的热量。热负荷定义：要维持空调房间要求的空气温度，在某一时刻应向室内供给的热量。得热量与冷（热）负荷的关系：得热量引起冷负荷，但一般不等于冷负

19、荷。原因有：1、围护结构特性 2、房间内部物体的蓄热性 3、得热量的种类 稳定得热 得热量 辐射得热：时间延迟 显热得热 瞬时得热 对流得热 瞬时冷负荷 潜热得热各得热量比例分配见表27照明设备形成的冷负荷见图210 3、冷负荷计算方法2.3.2 空调房间冬季耗热量与热负荷 冬季得热量因素 冬季耗热量因素 1、空调房间冬季耗热量 概念：耗热量指房间空气损失的热量。又称为失热量或热损失影响冬季耗热量的因素中，以围护结构的温差传热为最大计算围护结构耗热量的方法：p 首先计算基本耗热量p 然后对基本耗热量进行附加（包括方向附加、高度附加、风力附加）基本耗热量：在稳定传热情况下，通过墙、窗、门、地面及

20、屋顶的传热量 2、空调房间热负荷的确定热负荷定义：要维持空调房间要求的空气温度，在某一时刻应向室内供给的热量。注意：民用建筑可不计算冬季得热量，而只须计算围护结构热损失2.3.3 散湿量与湿负荷 室内散湿房间湿量来源 室外湿空气带入2.3.4 空调系统负荷与概算方法1、空调系统负荷算法1：各房间通过逐时冷负荷相加之后得出的数列中找出最大值（较合理）算法2：计算出各房间逐时冷负荷的最大值，然后将各最大值相加。（较算法1计算值为大）计入新风冷负荷计入再热冷负荷2、空调负荷概算2.4 空调房间送风量和送风状态点 的确定 2.4.1 空调房间送风量的确定 已知房间的冷负荷Q和湿负荷W，需要通过送排风量

21、相同、空气参数不同的方法来使房间的温湿度保持稳定。送入房间的空气具有低焓值和低含湿量，吸收余热余湿后，从排风口等量排出 由空调房间的热、湿平衡可得：上两式经整理为：上两式可得：2.4.2 空调房间送风状态点的确定联系i-d图，确定送风状态点O换气次数：指房间送风量 与房间体积 的比值，用 （次/h）表示.2.4.3 冬季空调房间送风量和送风状态点的确定第3章 空气的热湿处理3.1 热湿交换介质与处理装置3.2 喷水室3.3 表面式换热器3.4 空气的其他热湿处理装置与方法3.5 空气热湿处理途径与方案3.6 空调设备3.1 热湿交换介质与处理装置3.1.1 与空气进行热湿交换的介质 直接接触：

22、喷水室水：使用广泛 间接接触：表冷器 加热水蒸气 加湿 加热空气：冷凝器制冷剂 干冷 冷却空气 蒸发器 湿冷3.1.2 空气热湿处理装置 喷淋式 直接接触式处理装置 喷水加湿器 喷蒸气加湿器 表冷器 空气加热器 间接接触式处理装置 盘管 蒸发器 冷凝器3.2 喷水室3.2.1 喷水室构造与种类1、喷水室的构造喷水排管喷嘴挡水板底池外壳 2、喷水室种类立式喷水室双级喷水室高速喷水室带旁通的喷水室带填料层的喷水室3.2.2 空气与水直接接触的热湿交换原理1、空气与温度不变的水直接接触时的状态变化 解释：1、薄层温度与外界 温度之差，决定热量的 传递方向 2、薄层饱和水蒸气 分压力与外界空气的水 蒸

23、气分压力之差决定水 蒸气分子的转移方向边界层未饱和空气 2、空气与不同温度的水直接接触时的状态变化有七种变化过程空气的状态变化范围在A点与饱和线的两条切线AB和AC，以及饱和 C线所围成的区域内 A B过程线过程线水温特点水温特点温度或显热温度或显热含湿量或潜热含湿量或潜热焓或总热焓或总热过程名称过程名称A 1 twtL降低减小减小减湿冷却A 2 tw=tL降低不变减小等湿冷却A 3tLtwtS降低增加减小减焓加湿A 4 tw=tS降低增加不变等焓加湿A 5 tStwtA升高增加增加升温加湿3.用喷水室处理空气的实际过程上述七种过程基于两个假设：1）与空气接触的水量无限大（因而水温可始终保持不

24、变，“水”的状态点也不变）2）空气与水接触的时间无限长（使与水滴接触的空气可以达到饱和）机器露点：空气经喷水室处理后的状态点，相对湿度通常为9095喷水室处理空气喷水室处理空气过程分析3.3 表面式换热器与喷水室相比，具有的优点：构造简单，体积小，使用灵活；用途广，使用介质多3.3.1 表面式换热器构造与种类光管式肋片式1、绕片式 1）皱褶绕片 2）光滑绕片2、串片管3、轧片管4、二次翻边片管5、新型肋片管 1）波纹形片2）条缝形片3）波形冲缝片4）管内螺纹 3.3.2 用表面式换热器处理空气的过程与特点可以实线三个过程：1、等湿加热A B2、等湿冷却A C 1003、减湿冷却A D DBAC

25、C3.3.3 表面式换热器的使用单个使用并联使用：处理空气量大串联使用：要求空气温度变化较大注意：湿冷却时，肋片应处于垂直位置（利于凝结水排除，减少空气带水）水蒸气加热时，管束应处于垂直位置；水平安装时，其坡度应1/100（利于凝结水排除）3.4 空气的其他热湿处理装置与方法3.4.1 加热装置裸线式电加热器：优点：结构简单，热惰性小，加热速度快 缺点：在高温下易断丝漏电，安全性差，必须有可靠的接地装置，并与风机连锁运行；电阻丝表面温度高，粘附其上的杂质经烘烤后会产生异味管式电加热器 结构：电阻丝装在套管内，套管与电阻丝间填充导热性好，但不导电的材料（结晶氧化镁）优点：加热均匀，加热量稳定，安

26、全性好；缺点：热惰性大，构造复杂3.4.2 加湿装置3.4.2.1 水加湿装置1、雾化加湿装置：依靠水滴雾化来加湿空气1）压缩空气喷雾器（压缩空气诱导喷雾加湿器或气水混合喷雾加湿器）2）电动喷雾机（回转式，离心式）3）喷雾轴流风机4）高压水喷雾加湿器原理：水泵喷杆喷嘴特点：体积小，耗电少，加湿量大，水滴细小，易汽化；要求水过滤，直接使用自来水要产生水垢5）超声波加湿器原理：利用超声波振子的振动把水破碎成细小水滴2、自然蒸发式加湿装置1）采用吸水填料：湿膜、湿帘、透膜、透视膜等2）采用不吸水填料：无机填料（玻璃纤维）有机填料（植物纤维）金属填料（铝箔）无纺布填料木丝填料（白杨树纤维）3.4.2.

27、2 蒸气加湿装置（等温加湿）1、蒸气供给式加湿装置蒸气喷管干蒸气加湿器2、蒸气发生式加湿装置电热式加湿器（电阻式）（开式，闭式）电极式加湿器PTC蒸气加湿器红外线加湿器3.4.3 除湿装置热交换除湿冷冻除湿机固体吸湿剂除湿液体吸湿剂除湿 3.4.3.1 冷冻除湿机工作原理如右图 冷冻除湿机制冷量为：3.4.3.2 转轮除湿机氯化锂硅胶分子筛3.4.3.3 固体吸湿剂除湿常用的固体吸湿剂有：硅胶、氯化钙、氯化锂、分子筛空气的状态变化：等焓减湿升温过程1、固体吸湿剂的吸湿原理 1）吸附式固体吸湿剂（硅胶、分子筛、活性碳）原理：其表面有大量细小孔隙形成的毛细管，由于毛细管的作用，使毛细管表面上的水蒸

28、气分压力低于周围空气中的水蒸气分压力，从而使空气中的水蒸气被吸附。水蒸气分子向毛细孔的空腔扩散并凝结成水，仅为物理过程。硅胶的特性：半透明颗粒状，无毒、无臭、无腐蚀性、不溶于水，吸湿率可达自重的30。吸湿前为蓝色，吸湿后为紫红色，失效后可加热再生。2）吸收式固体吸湿剂（CaCl2、P2O5、NaOH、CuSO4、LiCl）原理：吸水后变为结晶水化合物，可变为液态，是个物理化学变化过程LiCl是立方晶体，无毒无臭，吸湿后变成结晶水，不液化，对金属不产生腐蚀作用，经加热后可再生2、固体吸湿剂的除湿方法与装置1）静态除湿：空气以自然对流方式与吸湿剂接触2）动态除湿3.4.3.4 液体吸湿剂除湿CaC

29、l2水溶液LiCl水溶液三甘醇水溶液3.5 空气热湿处理的途径与方案夏季处理过程：1、W L O2、W 1 O3、W O冬季处理过程：1、W 2 L O2、W 3 L O3、W 4 O4、W L O3.6 空调设备3.6.1 需与冷热源配套使用的空调设备1、柜式风机盘管（整体式空调机组）组成：风机、肋片管式换热器、加湿器、过滤装置功能：空气混合、冷却、加热、除湿、加湿、净化形式：卧室、立式安装：明装、安装加湿形式：蒸气加湿、电加湿柜式风机盘管图片过滤器过滤器风机盘管盘管冷冻水出口加湿器风机冷冻水进口2、喷淋式空调器纺织厂用得较多，见图3393、组合式空调器组合式空调器4、风机盘管组成：风机、肋

30、片管式换热器、冷凝水接水盘风机类型：离心式、贯流式风量调节：高、中、低三速调节结构形式：卧室、立式、顶棚式（卡式、吸顶式、天花式）、挂壁式机外余压大小不同：普通型、高静压型进水方向不同：左式、右式卧式暗装风机盘管的使用形式3.6.2 自带制冷机的空调设备（独立型空调设备）组成：制冷机（热泵）、风机、空气净化装置 常见的设备：单元式空调机、空调器、水源热泵1、单元式空调机（柜式空调机）有冷热源和空气处理设备特点：p容量范围大（选择范围广）p结构形式多p安装方式多样化、安装简单p占地少、使用灵活p操作简单p可大量用作全空气一次回风系统的主机使用场合：商业、餐饮、娱乐、健身房、邮局、银行、证券交易所

31、按功能分：p冷风型（单冷型）p热泵型（冷暖型）p恒温恒湿型：冷却、加热、去湿、加湿按冷凝器冷却方式：p水冷式p风冷式结构形式：整体式、分体式送风形式：直吹型、风管型、直吹风管型安装方式：落地式、吊顶式水冷单元式风冷单元式2、空调器（家用空调）常用的形式：单冷型、热泵型房间空气调节器规定的基本特征：1、采用空气冷却冷凝器2、采用全封闭型电动压缩机3、制冷量在14kW以下3、水源热泵（水源热泵空调机）原理：用水带走热量或提供热量的小型供冷或供热的空调设备组成：压缩机、制冷剂与水换热器、制冷剂与空气换热器、节流机构、四通换向阀、风机和空气过滤部件 整体式：卧室暗装、立柜式、屋顶式形式（明装和暗装）分

32、体式：内机与外机 （内外机都可安装在室内）分体式水源热泵与热泵型空调器的不同1、安装位置 2、换热器形式（冷凝器处）水源热泵构造第4章 空调冷热源4.1 天然冷热源 4.2 空调冷源设备4.3 空调热源设备4.4 空调冷热源一体化设备4.5 空调冷热源的选择与组合方案4.1 天然冷热源好处：节约常规能源、保护环境 地表水 水温变化小天然水 不用净化处理 地下水：优点 设备少，投资省 运行成本低 供水安全可靠1、地表水 河流水、湖泊水和海水2、地下水 浅井水 冷热源的地下水 溶洞水 深井水（最多）（1）深井水（2）水温（3）水质3、天然水的应用直接：天然水直接与被处理空气混合间接：通过换热器间接

33、让水吸热或向其放热 4.2 空调冷源设备 蒸气压缩式冷水机组（电力驱动）冷水机组（载冷剂是水)吸收式冷水机组（热力驱动）4.2.1 蒸气压缩式冷水机组组成：压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀制冷剂：氟利昂 离心式压缩机不同 螺杆式 活塞式 涡旋式1、离心式冷水机组 单机容量大 单位制冷量的能耗低优点 运行平稳 容量调节方便 多级压缩（一级和三级）2、螺杆式冷水机组形式：卧式、双螺杆式、立式、单螺杆 结构简单 体积小、质量轻 优点 无级调节 低负荷时能效比高 缺点是单台制冷量较小 可以采用多机头（多台压缩机组合）提高单台制冷量 3、活塞式冷水机组（往复式）优点：价格低廉、制造简单、运行可靠。可采用多

34、机头，提高单台制冷量，节能，顺序启动，独立制冷剂回路4、涡旋式冷水机组组成：24台涡旋转子式压缩机与管壳式换热器组成优点：零部件数量少、运动部件少、运动力矩小、振动小、噪声低、运行可靠5、模块化冷水机组形式：水冷式、风冷式与上面冷水机组不同之处四点：1、采用全封闭式压缩机（活塞式、涡旋转子式）2、采用标准模块单元组合的方式，每单元由两台压缩机带独立制冷循环，蒸发器和冷凝器都是板式换热器3、能量调节只能以开停压缩机台数的方式控制4、外形呈外围壁板围成的矩形块状体优点：结构紧凑、体积小、占地少，对安装场地的承重能力要求低逐个模块启动，启动电流小，配电设备容量小，对电网冲击小全封闭压缩机，外壳带吸声

35、材料，噪声低各模块独立工作拆装方便，便于运输和安装机组安装容量可方便根据需要增加、减少或分组转移缺点：电耗指标较高、电力增容较大，设备初投资较高4.2.2 吸收式冷水机组（热力式）溴化锂吸收式冷水机组：溴化锂溶液为吸收剂；水为制冷剂；制取高于0的冷水根据加热热媒不同：蒸气型和热水型热媒在机组内被利用的次数不同：单效、双效、三效主要组成装置：发生器、节流阀、吸收器、溶液泵优点：耗电少，一般为蒸气压缩式冷水机组的34制冷剂为水，利于保护臭氧层除屏蔽泵外无其他运转部件，运行平稳、振动和 噪声小缺点：机组体积较大，要求层高较高，冷却水量较大，冷却水系统设备费和运行费较高溴化锂溶液有腐蚀，对机组密封性要

36、求高4.3 空调热源设备4.3.1 锅炉 锅：盛水或汽的地方，吸收炉放 出的热量，使水加热为高温锅炉 水或水蒸气 炉：燃料燃烧的地方，提供燃料 燃烧的条件，并使热量供锅 吸收锅炉的工作过程燃料的燃烧过程火焰和高温烟气把热量传递给水的传热过程水在锅内不断循环流动，吸热升温和汽化的水循环和汽化过程 热水锅炉 低压、高压 供热锅炉 立式、卧室空调、供暖、工业生产 蒸气锅炉 动力锅炉动力、发电 燃媒锅炉 燃油锅炉 承压锅炉燃料不同 燃气锅炉 承压不同 常压锅炉 电锅炉 真空锅炉 1、燃媒锅炉优点：煤资源丰富，廉价缺点：占地大，环境污染严重，运行管理不方便，工人劳动强度大，自动化程度低2、燃油和燃气锅炉

37、优点：尺寸小，占地少，燃料运输和储存容易、燃烧效率高、自动化程度高，污染小，运行管理方便3、常压热水锅炉 锅炉运行时承受的压力相当于大气压，锅水通过换热器与空调回水进行热交换，间接式常用热水器。系统独立，适合高层建筑（1）内置换热器常压热水锅炉（2）外置换热器常压热水锅炉优点：外置比内置换热效率更高，更安全可靠，设置更加灵活，运行管理方便缺点：设置循环水泵，额外耗电和维护，设备复杂些4、真空热水锅炉 优点：锅炉负压，安全可靠；水容积小，热水供应快，可用软水或纯水，不结垢、无腐蚀；在蒸气环境下，换热效率高 缺点：一套真空装置；热容量较小5、电锅炉 优点：尺寸小、占地少、自动化程度高、对大气无污染

38、 缺点：热效率低，运行费用高，不适合作空调热源4.3.2 热网4.3.3 换热器空调系统水温：4560 汽水式换热器（蒸气为热媒）水水式换热器（高温热水为热媒）表面式换热器（热媒与被加热水不直接接触）直接式换热器（热媒与被加热水直接接触）管壳式换热器 板式换热器1、管壳式汽水换热器优点：结构简单、造价低、制作方便、运行可靠、维修方便缺点：专门留出清洗位置，占地大2、板式换热器优点：结构紧凑、体积小、传热高、拆装、检修、清洗方便，能小温差传热、承压高缺点：水阻大3、螺旋板式换热器4.4.2 空气源热泵冷热水机组空气水热泵式冷热水机组，俗称风冷热泵冷热水机组组成：压缩机、空气/制冷剂换热器、水/制

39、冷剂换热器、节流机构、四通换向阀、风机夏季提供7冷水；冬季4550热水 活塞式热泵机组 螺杆式热泵机组 整体式热泵机组 涡旋式热泵机组 模块式热泵机组优点：安装方便，可不用机房直接安在室外；运行保养简单，冬夏两用；特别适合夏热冬冷地区以及写字楼、银行、证券营业部等日间使用为主的建筑缺点：耗电大，价格贵；冬季运行要常除霜，影响供暖；室外空气温度越低，室内热需求越大，机组供热量反而减少，效率降低；机组安在室外，对周围有影响4.5 空调冷热源的选择与组合方案4.5.1 选择冷热源需要考虑的因素 1、能源情况 2、设备性能特性 3、能耗及COP 4、环保 5、初投资 6、运行费用注意：不同的冷热源具有

40、不同的性能特点，有一定的适用条件，因此注意选择条件4.5.2 常用空调冷热源组合方案 1、电动式冷水机组供冷和锅炉供暖方案 2、电动式冷水机组供冷和热网供暖方案 3、热力式冷水机组供冷和锅炉供暖方案 4、热力式冷水机组供冷和热网供暖方案 5、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组夏季供冷，冬季供暖方案 6、空气源热泵冷热水机组夏季供冷，冬季供暖方案 7、离心式冷水机组与锅炉、吸收式冷水机组组合方案 4.5.3 冷热源组合方案经济分析方法经济比较的项目：主机和辅机购置费安装费电（热）力增容费机房土建费初投资运行费第5章 空调系统5.1 空调系统及类型5.2 全空气系统5.3 风机盘管加新风系统5.4 低温

41、送风系统5.5 水环热泵系统5.6 空调系统的选择5.7 户用中央空调系统5.1 空调系统及类型空气调节系统定义：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、仪器仪表的总和1、按空气设备的设置情况分类（1）集中式系统 集中处理空气，由管道分配送风（2）半集中式系统 新风集中处理，由管道送至各个房间 用风机盘管负担室内负荷的系统注意：（1）和（2）均为中央空调系统（3）分散式系统：小型空调机组（家用空调等）2、按负担室内热湿负荷所用的介质种类分类（1）全空气系统（2）全水系统（3）空气水系统3、制冷剂系统（冷剂系统，如VRV系统）4、其他分类 高、低速

42、送风系统 变、定风量系统 单、双风管系统5.2 全空气系统5.2.1 直流式系统的分析与计算（全新风）（1）工艺流程图（2）空气处理i-d图（3）处理流程：机器露点送风：冷却去湿 排出 W L N 温差送风：冷却去湿 加热 排出 W L O N （4）计算冷量和送风量机器露点送风：温差送风：5.2.2 一次回风系统分析与计算1、一次回风系统夏季处理空气需要的冷量2、一次回风系统夏季空调过程各风量计算1）消除余热所需送风量2）消除余湿所需送风量3）新风量4）一次回风量3、一次回风系统冬季空调过程 W 混合 加热 排出 C O N N 回用 OCNW100%hwhChNhO4、二次回风系统5.2.

43、3 新风量的确定空调系统新风量：应向空调房间供给的室外新鲜空气量，即最小新风供给量新风量是保证良好室内空气环境的基本要求；是衡量空调系统是否到达健康标准的基本条件新风量与能耗的矛盾 新风量应满足以下要求：1、人员所需新风量 以CO2 的允许浓度为标准，对人员所需新风量有具体规定：一般生产厂房 30 m3/h.人；民用建筑 见表51若满足卫生要求的新风量为gw（m3/h人）人）则最小新风量 Gw1=n（人数）gw m3/h2、补偿局部排风所需新风量（Gp1)为不使车间产生负压，要求 Gp1 G排3、保持室内正压所需新风量一般室内正压P在 510 Pa若维持正压所需的渗透风量为G则最小新风量 Gw

44、2=Gp1+G另外要求新风量不低于总风量的10，则最小新风量 Gw3=0.10 G综上所述，则最小新风量:G w =Max(G w1、G w2、G w3)即，取取三者中的最大最大值5.2.4 变风量系统定风量系统（CAV系统,Constant Air Volume）:靠改变送风温度来适应空调负荷变化的全空气系统变风量系统（VAV系统，Variable Air Volume）:靠改变送风量来适应空调负荷变化的全空气系统1、变风量系统形式（1）只能改变系统总送风量的变风量系统（2）加装变风量末端装置的变风量系统 特点：1）空调系统的供冷（热）量可以在各空调房间或区域内合理分配 2）由于自控，可节约

45、能耗，降低运行费 3)独立自控，灵活方便 4）适合改建、扩建或隔断经常发生变化的建筑 5）由于增加末端以及系统静压、室内最大送风量、新风量的取值，使造价提高2、变风量末端装置基本功能：（1）接受房间温控器的指令，根据室温高低，自动调节送风量（2）当系统压力升高时，能自动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空气气流组织的要求（4）具有一定的消声功能（5）当不使用时，能完全关闭常用的变风量末端装置的类型：（1）单风管型（2）单风管再热型（3）风机动力型5.2.5 子系统划分原则与空调设备的确定5.3 风机盘管加新风系统5.3 风机盘管加新风系统

46、5.3.1 夏季空调过程的分析新风处理常有两种情况 (1)处理至室内空气状态点（新风不承担室内负荷）（2）新风承担部分室内负荷具体有：1）新风处理到与室内干球温度相等2）新风处理到与室内焓相等3）新风处理到与室内含湿量相等4）新风处理到低于室内含湿量 5.3.2 夏季新风处理到室内焓值的空调方案要点如下：1）确定新风处理后的状态点L2）确定送风状态点O，相对湿度9095与室内热湿比线相交点3）计算房间送风量G4）计算盘管处理风量G盘G-G新5）确定风机盘管处理后的空气状态点M6）计算盘管所需冷量Q盘G盘（hN-hm)7）新风处理所需冷量QWG新（hW-hN）5.3.3 风机盘管与新风机的选择

47、1、风机盘管的选择 从样本上，按中挡的冷量和风量接近设计计算结果为原则考虑：设计风量、冷量；结构和安装形式；普通型或高静压型；左式或右式 2、新风机的选择考虑：设计总冷量；总风量；最不利环路要求5.3.4 系统划分原则 1、风机盘管系统的划分按层水平分区垂直分区 2、新风系统的形式水平式新风系统垂直式新风系统区域性新风系统 3、风机盘管系统与新风系统的搭配5.4 低温送风系统常规空调人工冷源712，处理后空气1015；低温送风系统或大温差送风系统，冷源为冰蓄冷系统，冷源提供14低温冷水，处理后空气410，全空气送风系统5.4.1 低温送风系统的特点三点5.4.2 采用低温送风系统时应注意的问题

48、 问题问题1、送风温度过低，使人感觉不舒服；局部区域温度过低，送风量较小，使工作区流速较低，室内温湿度分别不均；当出风温度低于室内空气露点温度时，会凝露，风口滴水，出风气流呈“雾状”解决措施方法一：在送风末端加设混合箱，将低温空气与室内回风混合后通过常规送风口送出。方法二：采用扩散性能好的送风口或专用的送风口，使低温空气在风口附近极短距离内与室内空气混合，以提高温度，增强扰动混合箱的类型：串联式；并联式；诱导式串联式特点：送风量一定，房间温度由温控器控制冷风阀的开度；风机连续运转，耗能，产生噪声，维护保养难并联式特点：风机可间歇运行，调节较灵活，风率功率较串联式小，能耗噪声相对较小诱导式特点：

49、房间温度控制冷风阀的开启度；不设风机，但需要冷风静压较高，使系统主风机的风量风压增加，能耗增加问题问题2：风管风口等表面易结露，造成冷量损失，产生的水滴还会引起其他问题，故需加强保冷和防止凝结水产生。措施：1）正确使用保冷层材料及厚度2）保冷施工时注意其严密性3）使送风口表面温度高于室内空气温度124）刚启动时，应使冷风温度较高，然后逐步降低冷风温度5.5 水环热泵系统水系统采用双管水循环管路，将分散布置的水/空气热泵空调机组的水侧换热器连接成并联环路，采用辅助加热设备（锅炉）和排热设备（冷却塔）分别供给系统运行时不足的热量和排除多余的热量供冷时，系统向水放热，使水温升高超过35，冷却塔启动放

50、热；供暖时，水向系统供热，水温降低至15 以下，锅炉启动对水加热部分供冷，部分供热时，水温在1535之间，冷却塔和锅炉都不启动 1、水环热泵系统的优点 5点，书上134135页 2、水环热泵系统的不足之处 4点，书上135页 3、水环热泵的适用范围A.高级公寓B.旅馆、酒店C.写字楼、商业建筑 对只供冷的建筑物，可采用集中冷却分散机组系统5.6 空调系统的选择共10点，见136137页5.7 户式中央空调系统 风管系统由管道输送介质分类 水管系统 制冷剂系统1、风管系统（空气式系统）室外主机是一台单元式空调机风管风口 特点：初投资较小，能方便引入新风，保证空气质量；对建筑层高有要求，不能有构造