第六章全空气系统与空气水系统课件.ppt

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1、全空气系统的主要应用形式;空气水系统的主要应用形式;各种空气处理过程在h-d图上的表示;全空气系统与空气水系统的主要设备.一、本章的主要内容第六章第六章 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统水系统6/10/20231二二、教学基本要求第六章第六章 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统水系统了解全空气系统与空气水系统的各种分类；掌握室内送风量送风量、送风参数送风参数及新风量新风量的确定方法；掌握各种系统的空气处理过程在空气处理过程在h-d图上的表示图上的表示。6/10/202326、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统的分类水系统的分类6/10/20233本节的主要内容6、1 全

2、空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类基本概念空气-水系统的分类及系统形式全空气系统的分类及系统形式6/10/20234一、基本概念6、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类全空气系统 空调房间的冷冷、热、湿负荷全部由经过处理的空气全部由经过处理的空气来负担的空调系统。空气水系统 空调房间的冷、热、湿负荷由经过处理的空气和水共同承担的空调系统。空调区 指具有独立的温度温度控制的空调区域。6/10/202356/10/202366/10/20237独独立立新新风风系系统统混混合合新新风风系系统统6/10/20238二、全空气系统的分类1、按送风参数的数量分 单参

3、数单参数系统、双参数双参数系统单参数系统：空气处理机组只处理出一种送风参数的空气，也称之为单风道系统单风道系统。(不是只有一条送风管不是只有一条送风管的系统)双参数系统：空气处理机组送出两种不同参数两种不同参数的空气，供应多个区使用。6、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类双风管双风管系统：送出两种参数的空气，在各房间混合后在各房间混合后送入室内。多区多区系统：在机房内按不同比例混合在机房内按不同比例混合后送到各区。6/10/202396/10/2023106/10/2023112、按送风量是否恒定分 定风量定风量系统、变风量变风量系统3、按所使用空气的来源分 6、1 全

4、空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类全新风全新风系统(直流式系统)再循环式再循环式系统(封闭式系统)回风式回风式系统 (混合式系统)6/10/2023126、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类 适用于不允许采用回风的场合（放射性实验室放射性实验室、散发大量有害物的车间等）及空调房间过渡季节过渡季节?全新风全新风系统(直流式系统)6/10/2023136、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类再循环式再循环式系统(封闭式系统)适用于密闭空间且无法（或不需）采用室外空气的场合（战时地下庇护所庇护所、很少有人出入的仓库很少有人出入的仓库）6

5、/10/2023146、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类回风式回风式系统 (混合式系统)大多数空调系统都采用这种系统，节能、经济经济合理合理，能够满足卫生要求满足卫生要求。6/10/2023156、1 全空气系统与空气全空气系统与空气-水系统分类水系统分类三、空气水系统的分类 根据空调房间内末端设备末端设备的形式分类 空气水风机盘管风机盘管系统 空气水诱导器诱导器系统 空气水辐射板辐射板系统6/10/2023166、2 全空气系统的送风量和全空气系统的送风量和送风参数的确定送风参数的确定6/10/2023176、1 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量

6、和送风参数的确定 本节的主要内容夏季送风夏季送风状态及送风量确定冬季送风冬季送风状态及送风量确定6/10/2023186、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参数的确定一、空调房间的热湿平衡 当系统平衡后，全热量全热量、显热量显热量及湿量湿量均达到平衡。全热冷负荷全热冷负荷湿负荷湿负荷室内温度室内温度tR二、夏季房间送风量 根据全热平衡全热平衡，有：6/10/2023196、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参数的确定 根据显热平衡显热平衡，有：根据湿平衡湿平衡，有：6/10/2023206、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统

7、的送风量和送风参数的确定三、夏季送风状态 夏季送风状态的变化过程 根据冷负荷冷负荷、湿负荷湿负荷，其热湿比可确定：在系统设计时，室内空气状态已知，若知道送风状态的一送风状态的一个参数个参数，即可确定送风状态。工程上常根据送风温度送风温度，确定送风状态。6/10/2023216、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参数的确定 送风温差tS 采暖、通风与空气调节规范第5.4.7条：空气调节系统的夏季送风温差送风温差，应根据送风口类型、安装高度和气流射程长度以及是否贴附等因素确定。在满足舒适和工艺要求的前提下，应尽量加大送风温差加大送风温差。舒适性空气调节，当送风高度小于或

8、等于5m时，不宜大于10；送风高度大于5m时，不宜大于15。?空气调节房间的换气次数 采暖、通风与空气调节规范第5.4.8条：一、舒适性舒适性空气调节，每小时不宜小于每小时不宜小于5次次，但高大房间应按其冷负荷通过计算确定计算确定。?6/10/2023226、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参数的确定确定夏季送风状态状态和送风量送风量的步骤：1、在h-d图上找出室内空气状态点R；?2、根据=QC/MW求出；过R点画出过程线；3、根据所取定的送风温差所取定的送风温差tS求出送风温度ts，ts等温线与过程线的交点即为送风状态点S；4、按公式计算送风量MS。RtSS6/

9、10/2023236、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参数的确定 工程设计中常采用“露点露点”送风送风 机器露点机器露点定义：(两种定义)（1）空气相应于冷盘管表面平均温度平均温度的饱和状态点。（2）空气经喷水室处理后接近饱和状态时的终状态点。通常取过程线与相对湿度为相对湿度为9095的等相对湿度线的交点为露点 机器露点的影响因素 与冷却设备的结构结构、入口空气参空气参数数、迎面风速、冷媒温度冷媒温度等有关。tSR90%100%S机器露点机器露点6/10/202324四、冬季送风量及送风状态的确定6、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参

10、数的确定1、冬季送风量一般取与夏季相同风量取与夏季相同风量，即全年采取固定风量。也可比夏季风量小，因为送热风时送风温差可比送冷风时送风温差大，此时可以节约电能节约电能。必须满足最少满足最少换气次数换气次数的要求的要求。送风温度不宜过高，一般以不超过不超过45为宜为宜。6/10/2023256、2 全空气系统的送风量和送风参数的确定全空气系统的送风量和送风参数的确定RtStRS1002、冬季送风状态的确定 若送风量与夏季风量夏季风量相同,则根据显热平衡显热平衡，其送风温度为：冬季送风状态可由右图确定。(过程线一般为减焓增湿减焓增湿)6/10/2023266、3 空调系统的新风量空调系统的新风量6

11、/10/2023276、3 空调系统新风量空调系统新风量 本节的主要内容新风量的确定原则确定原则空调房间的空气平衡空气平衡6/10/2023286、3 空调系统新风量空调系统新风量6.3.1 最小新风量确定的原则 最小新风量须满足以下三个要求:(1)稀释稀释人群本身和活动所产生的污染物污染物,保证室内空气品质空气品质要求.(2)补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量.(3)保证房间的正压要求正压要求.?通常取按上述要求计算出新风量的最大值最大值作为系统的最小新风量;(1)若计算出的新风量不足系统送风量的10%,则取新风量为系统送风量的送风量的10%.6/10/2023296、3 空调系统新风量空

12、调系统新风量 规范第5.3.8条 空气调节系统的新风量，民用建筑民用建筑宜按下表采用：房间名称每人最小新风量每人最小新风量(m3/h)吸烟情况影剧院、博物馆、体育馆、商店8无办公室、图书馆、会议室、餐厅、舞厅、医院的门诊部和普通病房17无旅馆客房30少量6/10/2023306、3 空调系统新风量空调系统新风量6.3.2补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量(1)房间若有局部排风装置时，新风量应满足排风量,排风量排风量的计算在第八章专门介绍.(2)房间若有燃烧设备时，可根据下式来估算新风量。液体燃料 Vl=0.22810-3ql (m3/Kg)(ql-热值,kJ/kg)气体燃料 Vg=0.252

13、10-3qg(m3/m3)酒精燃烧需要的新风量为3.81 m3/Kg6/10/2023316、3 空调系统新风量空调系统新风量6.3.3 保持正压的新风量 理论计算较繁琐,并且在设计时通常无确定的缝隙资料无确定的缝隙资料,在工程上通常按换气次数换气次数估算:有外窗的房间，换气次数取12次/h;无窗和无外门的房间，换气次数取0.50.75次/h.综上所述，最小新风量的确定最小新风量的确定可由以下框图表示：6/10/2023326、3 空调系统新风量空调系统新风量局部排风量局部排风量GP1 维持正压所需维持正压所需的渗透风量的渗透风量GS 满足卫生要求满足卫生要求gwm3/人人小时小时最小新风量最

14、小新风量Gw2=n*gw系统总风量系统总风量G最小新风量最小新风量Gw3=0.10G最小新风量最小新风量Gw=Mmax Gw 1、Gw2、Gw3最小新风量最小新风量Gw 1=GP1+GS6/10/2023336、3 空调系统新风量空调系统新风量6.3.4 空调房间的空气平衡 当新风量增至足够大而又无适当的途径排放无适当的途径排放时，正常的风量平衡关系即会被破坏，其结果：在受控环境引起正压值增大正压值增大。在相邻环境出现空气无序窜流空气无序窜流现象，从而影响系统的正常使用。为了保持室内恒定的正压恒定的正压和调节新风量调节新风量，需要考虑空调系统的空气平衡。6/10/2023346、3 空调系统新

15、风量空调系统新风量如图所示，风量平衡为：对空调房间：L=Lx+Ls对空调机组：L=Lw+Lh对空调系统空调系统：Lw=Ls+Lp 过渡季节随着Lw的增大，Lp亦 加大；当进入全新风工况进入全新风工况时，通常在回风管路上装排风在回风管路上装排风机机，并借助调节阀门调节阀门达到控制Lp的目的。6/10/2023356、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6/10/2023366、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统 本节的主要内容：露点送风露点送风单风道系统 系统构成系统构成及工作流程 工况分析再热式再热式单风道系统 系统构成系统构成及工作流程 工况分析6/10/2023376、4

16、 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6.4.1 露点送风系统6.4.1.1 露点送风系统的系统图 特点：系统送出一种参数一种参数的空气；送出的空气达到接近饱和的状态(机器露点机器露点)。其系统图如下图所示：6/10/2023386、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6/10/202339空调箱6、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统初效过虑器初效过虑器中效过虑器中效过虑器加热盘管加热盘管冷却盘管冷却盘管消音段消音段6/10/2023406、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统 露点送风系统的两种形式：单风机单风机系统、双风机双风机系统单风机系统：无系统排风，过渡

17、季节过渡季节无法实现全新风全新风经济运行。双风机系统：在夏冬季采用最小新风量，春秋过渡季节采用全新风经济运行全新风经济运行，节省能耗。?6/10/2023416、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统 风量平衡房间：单风机系统：整个系统：空调箱：6/10/2023426.4.1.2工况分析1、夏季工况：送风状态及送风量的确定过程(1)室外空气状态点O；(取历年平均不保证历年平均不保证50h)(2)室内空气状态点R；(根据规范规范、标准或工艺要求工艺要求确定)(3)送风状态点S；(热湿比线热湿比线与相对湿度相对湿度9095等相对湿度线交点)(4)计算送风量送风量。最小新风比最小新风比空气处

18、理过程可表示为：ORMSR减湿减湿6/10/202343 图中 MS为空气在空调机组内的处理过程。因此，空调机组在夏季提供的制冷量制冷量为：该冷量包括两部分：新风冷负荷新风冷负荷：室内冷负荷室内冷负荷：？当湿负荷较大、当湿负荷较大、热湿比很热湿比很小时小时，可能不相交。，可能不相交。须改变室内设计参数，须改变室内设计参数，如增大相对湿度。如增大相对湿度。6/10/2023442、冬季工况：送风量通常统与夏季相同；(1)送风状态点S；(热湿比线热湿比线与送风温度的送风温度的等温线等温线交点)(2)送风状态确定过程ORMH等湿等湿等温或等焓等温或等焓SR6/10/202345 机组在冬季提供的热量

19、热量：加湿的方法：喷蒸汽喷蒸汽、电极电极式式及电热式加湿器电热式加湿器、喷水室喷水室、淋淋水填料层水填料层、高压喷雾高压喷雾等。机组在冬季提供的湿量湿量：6/10/2023466、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6.4.1.3 全新风系统和再循环系统=100%=90-95%SRO1、再循环系统 空调机组空气处理过程：RS空调机组提供的冷负荷：2、全新风系统 空调机组空气处理过程：OS6/10/2023476、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6.4.1.3 风管温差传热和风机得热量对系统的影响1、风管温差传热的影响夏季工况：由于传热温差传热温差，导致送风温度升高送风温度升

20、高，其温升为：式中：K风管的传热系数，查表61确定；x风管的周长；L风管的长度；te，ti分别为环境温度及风管内温度。冬季工况：计算方法同上。6/10/2023486、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统2、风机得热量的影响 风机提供给流动空气的动能，用于克服各种阻力，最终转化成热能热能，导致送风温度升高，形成冷负荷冷负荷的一部分。当风机的电机不在输送的空气中风机的电机不在输送的空气中时，其温升为：当风机的电机在输送的空气中风机的电机在输送的空气中时，其温升为：式中：P风机的全压全压；f风机的全压效率，一般取0.50.8；m电动机的效率，一般取0.80.9。6/10/2023496、4

21、 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统3、风管传热温差和风机得热量对空气处理过程的影响 (1)夏季空调工况：t1考虑风管和送风风机得热量的温升。t2考虑回风风机得热量的温升。可见：考虑风管和风机得热后，空气处理机组的冷负荷增加冷负荷增加。6/10/2023506、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6.4.2 再热式系统6.4.2.1 再热式系统的系统图 与露点送风空气处理系统的差别：从机房送出的同一参数的送风，在进入每个房间房间或区域区域前，经过再加热盘管加热盘管加热后，然后送入室内。因此，可以每个房间或区域可根据自己设定的温度或负荷的变化调节送风温度送风温度，适合于各房间或区域

22、有不同温度要求房间或区域有不同温度要求及负荷变化不同负荷变化不同的场合。其系统图如下图所示：6/10/2023516/10/2023526.4.2.2 工况分析1、夏季工况：空气处理过程可表示为：ORMSRD空气处理过程可表示为：送风状态及送风量的确定过程(1)室外空气状态点O；(取历年平均不保证历年平均不保证50h)(2)室内空气状态点R；(根据规范规范、标准或工艺要求工艺要求确定)(3)机器露点D；(热湿比线热湿比线与相对湿度相对湿度9095等相对湿度线交点)(4)根据送风温差送风温差确定送风状态点S。减湿减湿6/10/2023536、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统空气处理机

23、组在夏季提供的制冷量为：该冷量包括三部分：新风冷负荷：室内冷负荷：再热冷负荷：再热消耗的热量：6/10/202354送风量通常统与夏季相同；(1)送风状态点S；(热湿比线热湿比线与送风温度的等温线送风温度的等温线交点)(2)送风状态确定过程等湿等湿2、冬季工况：ORMH等温等温SRS6/10/2023556、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统 冬季空调机组需提供的加热量为：加湿量为：再热量为：6/10/202356 调节性能好，可实现对温、温、湿度湿度较严格的控制；?送风温差小，风量大，房间温度的均匀性和稳定性较好，舒适性高；空气冷却处理所达到的露点温度较高露点温度较高,制冷系统的性能系数较高；存在冷、热量的抵消冷、热量的抵消，能耗较高。6.4.2.3 再热式系统的特点（与露点式送风系统相比）6、4 定风量单风道空调系统定风量单风道空调系统6/10/2023576/10/202358