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1、1第三讲第三讲暖通空调系统暖通空调系统2本章主要内容本章主要内容暖通空调系统的组成要素暖通空调系统的组成要素暖通空调系统的分类暖通空调系统的分类不同类型暖通空调系统的特点与适用性不同类型暖通空调系统的特点与适用性不同暖通空调系统类型在各国发展的特点不同暖通空调系统类型在各国发展的特点3一一.暖通空调系统的组成要素暖通空调系统的组成要素冷热源冷热源，空气处理设备空气处理设备，输配系统输配系统(管道和水管道和水泵泵/风机风机)，被控对象被控对象(建筑空间建筑空间)水输配水输配系统系统被调房间空气处理设备水输配系统水输配系统冷热源室外空气室外空气全空气系统集中式系统全水系统半集中式系统4冷却塔冷却塔
2、空调箱冷冷/热水热水冷却水冷却水热量热量环境环境送风送风新鲜空气新鲜空气冷水机组冷水机组热水锅炉热水锅炉回风回风空气处理设备空气处理设备(空调箱空调箱)二、暖通空调系统的分类二、暖通空调系统的分类56二、暖通空调系统的分类二、暖通空调系统的分类按集中程度分按集中程度分集中式系统集中式系统半集中式系统半集中式系统局部系统（分散式系统）局部系统（分散式系统）按介质分按介质分全空气系统全空气系统(集中式系统集中式系统)空气空气-水系统水系统(半集中式系统半集中式系统)全水系统全水系统(半集中式系统半集中式系统)制冷剂系统制冷剂系统(分散式系统分散式系统)7各类系统举例各类系统举例全空气系统全空气系统
3、 all air system常规送风空调系统、机械通风系统、诱导器常规送风空调系统、机械通风系统、诱导器(无水盘管无水盘管)系统系统空气空气-水系统水系统 air-water system风机盘管新风、诱导器风机盘管新风、诱导器(有水盘管有水盘管)新风、辐射板新风、辐射板+新风新风全水系统全水系统 all water system普通散热器供暖系统、风机盘管系统、辐射板供暖供普通散热器供暖系统、风机盘管系统、辐射板供暖供冷冷制冷剂系统制冷剂系统 refrigerant system家用空调器（分体机）、多联机家用空调器（分体机）、多联机(一拖多、一拖多、VRV、VRF)、直接蒸发式热泵直接蒸
4、发式热泵8集集中中式式、全全空空气气系系统统9集中式集中式/全空气系统的风管道全空气系统的风管道1011半集中式空调系统之一半集中式空调系统之一风机盘管系统风机盘管系统(全水全水)12水管道的尺寸水管道的尺寸13全空气系统全空气系统全水系统全水系统14分散式系统分散式系统特点特点相互独立，与其他用户无关相互独立，与其他用户无关分体式空调器分体式空调器（分体机）（分体机）窗式空调器（窗机）窗式空调器（窗机）15多联机、一拖多多联机、一拖多半集中系统半集中系统 or or 分散？分散？16多联机用于小型办公建筑多联机用于小型办公建筑(热回收型热回收型)室外机室外机制冷剂管制冷剂管室内机室内机分散式
5、系统分散式系统燃气壁挂炉采暖系统燃气壁挂炉采暖系统17一户一套系统，与他人无关联一户一套系统，与他人无关联燃气壁挂炉燃气壁挂炉三、不同类型系统的三、不同类型系统的特点与适用性特点与适用性18191.集中式集中式/全空气系统全空气系统排风排风新风新风回风回风送风送风201.集中式集中式/全空气系统全空气系统优点优点设备集中易于维修设备集中易于维修运行管理相对简单运行管理相对简单冷凝水在机房处理，不会影响客户冷凝水在机房处理，不会影响客户可以有效处理污染，比较容易保证特殊工艺要求可以有效处理污染，比较容易保证特殊工艺要求过渡季过渡季/冬季可以靠增加新风量来免费供冷冬季可以靠增加新风量来免费供冷缺点
6、缺点难以同时满足不同客户的个性化需求难以同时满足不同客户的个性化需求风道与机房占空间大风道与机房占空间大风机的能耗高风机的能耗高一个出问题则影响一大片（多个客户）一个出问题则影响一大片（多个客户）211.集中式集中式/全空气系统全空气系统分类方法分类方法1.按气流的途径分按气流的途径分2.按风道的设置分按风道的设置分3.按风量变化程度分按风量变化程度分4.按主风道风速分按主风道风速分221.集中式系统集中式系统按气流的途径分按气流的途径分封闭式系统封闭式系统循环风循环风节能，空气质量差，用于仓库或战备工程。节能，空气质量差，用于仓库或战备工程。直流式系统（机械通风系统）直流式系统（机械通风系统
7、）适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室、散发适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室、散发大量有害物的车间等大量有害物的车间等能耗高，经济性差能耗高，经济性差可设置热回收设备可设置热回收设备混合式系统（带回风的常规空调系统）混合式系统（带回风的常规空调系统）满足卫生要求，较节能，应用最广满足卫生要求，较节能，应用最广231.集中式系统集中式系统按风道的设置分按风道的设置分单风道系统单风道系统双风道系统双风道系统典型单风道系统典型单风道系统24单风道系统单风道系统夏季供冷，冬季供热夏季供冷，冬季供热负荷变化规律不同的多负荷变化规律不同的多区系统不易精确调节区系统不易精确调节适用于同一系统
8、的各区适用于同一系统的各区域热湿负荷变化情况相域热湿负荷变化情况相类似的条件类似的条件系统简单，占空间少，系统简单，占空间少，初投资少初投资少双风道系统双风道系统调节容易调节容易系统复杂，占建筑系统复杂，占建筑空间大，初投资高空间大，初投资高冷热混合损失大，冷热混合损失大，运行费高，冷负荷运行费高，冷负荷比单风道增加比单风道增加10左右左右以往美国多用，我以往美国多用，我国基本没有发展此国基本没有发展此系统系统25261.集中式系统集中式系统按风量变化程度分按风量变化程度分定风量系统定风量系统CAV(Constant Air Volume)送风量按最大负荷确定，全年不变；负荷改变的送风量按最大
9、负荷确定，全年不变；负荷改变的时候，变送风参数（调节再热量或机器露点）时候，变送风参数（调节再热量或机器露点）缺点缺点部分负荷时风机能耗和与再热能耗大部分负荷时风机能耗和与再热能耗大多房间的时候，各房间完全无法独立调节多房间的时候，各房间完全无法独立调节优点优点控制简单控制简单271.集中式系统集中式系统按风量变化程度分按风量变化程度分变风量系统变风量系统VAV(Variable Air Volume)送风量随负荷的变化而变化，送风参数取决于负送风量随负荷的变化而变化，送风参数取决于负荷最大的房间荷最大的房间优点优点比比CAV节能：风机节能，可以减少再热量甚至不需要节能：风机节能，可以减少再热
10、量甚至不需要再热量再热量多房间的时候，具有一定的独立调节功能多房间的时候，具有一定的独立调节功能缺点：气流组织、新风量的保证、系统静压控制缺点：气流组织、新风量的保证、系统静压控制等方面存在问题等方面存在问题281.集中式系统集中式系统按主风道风速分按主风道风速分低速系统低速系统(8-15m/s)：占空间大，噪声小占空间大，噪声小民用、公用建筑主风道风速一般不超过民用、公用建筑主风道风速一般不超过10m/s高速系统高速系统(15-30m/s)：占空间小，控制噪声较难，电耗大占空间小，控制噪声较难，电耗大多用于工业建筑多用于工业建筑民用、公用建筑主风道风速超过民用、公用建筑主风道风速超过12m/
11、s即算高速即算高速系统系统29一个全空气系统带多个房间一个全空气系统带多个房间送风的送风的t=?=?各房间要求不同各房间要求不同的时候该照顾谁？的时候该照顾谁？排风排风新风新风回风回风送风送风302.半集中式系统半集中式系统优点优点水管占空间比风管小水管占空间比风管小输配系统能耗比集中式系统的小输配系统能耗比集中式系统的小如采用四水管制可同时供冷、供热如采用四水管制可同时供冷、供热新风量只保证人员卫生要求，因此新风新风量只保证人员卫生要求，因此新风系统的风道、机房占空间小，不需设回系统的风道、机房占空间小，不需设回风管道风管道一个空气处理末端出问题，不会影响一一个空气处理末端出问题，不会影响一
12、大片大片缺点缺点过渡季无法靠增加新风量来免费供冷过渡季无法靠增加新风量来免费供冷室内处理空气，容易出现凝水，霉坏天花板室内处理空气，容易出现凝水，霉坏天花板检修较麻烦检修较麻烦要入室要入室311.半集中式系统半集中式系统(1)风机盘管风机盘管(FCU,Fan-coil Unit)可可加新风或无新风加新风或无新风客房、办公楼、商用建筑常用客房、办公楼、商用建筑常用322.半集中式系统半集中式系统(1)风机盘管风机盘管特点特点可独立调节或开停而不影响其他房间可独立调节或开停而不影响其他房间水输送能耗比风输送能耗小水输送能耗比风输送能耗小风量、水量均可调风量、水量均可调可用于建筑周边处理周边负荷，系
13、统分区调节容易可用于建筑周边处理周边负荷，系统分区调节容易夏季凝水盘和凝水管易生霉菌夏季凝水盘和凝水管易生霉菌风机余压小，不能用高性能空气过滤器，因此多用于舒风机余压小，不能用高性能空气过滤器，因此多用于舒适性空调适性空调新风靠门窗渗透或者独立新风系统提供（一般只保证卫新风靠门窗渗透或者独立新风系统提供（一般只保证卫生要求）生要求）2.半集中式系统半集中式系统(2)散热器供暖系统散热器供暖系统33如果双管系统安装了温控阀等如果双管系统安装了温控阀等调节装置，则可独立调节。调节装置，则可独立调节。342.半集中式系统半集中式系统(3)冷暖辐射板冷暖辐射板冷暖辐射板加新风：类似散热器冷暖辐射板加新
14、风：类似散热器可用于抵销窗际辐射和处理周边负荷可用于抵销窗际辐射和处理周边负荷无吹风感，舒适性较好，室温可以提高无吹风感，舒适性较好，室温可以提高承担瞬态负荷能力强承担瞬态负荷能力强吊顶辐射板不能除湿吊顶辐射板不能除湿单位面积承担负荷能力受限单位面积承担负荷能力受限冷冷暖暖辐辐射射板板加加新新风风35新风口36冷暖辐射板加新风冷暖辐射板加新风372.半集中式系统半集中式系统(4)诱导器诱导器诱导器诱导器全空气、全空气、空气空气-水（采用水盘管处理水（采用水盘管处理空气），也有只装电加热器的诱导器空气），也有只装电加热器的诱导器382.半集中式系统半集中式系统(4)诱导器诱导器特点特点末端噪声大
15、末端噪声大一次风为处理过的新风一次风为处理过的新风用一次风的动力顶替风机盘管的风机来带动室内用一次风的动力顶替风机盘管的风机来带动室内循环的二次风循环的二次风空气输送动力消耗大空气输送动力消耗大管道系统复杂管道系统复杂二次风过滤难二次风过滤难一次风一次风二次风二次风393.分散式系统分散式系统优点优点小型暖通空调系统，占地面积小，不需要小型暖通空调系统，占地面积小，不需要集中机房和冷热源机房，安装简便、使用集中机房和冷热源机房，安装简便、使用灵活。灵活。输配系统小，能耗小输配系统小，能耗小便于独立调控，满足个性化需求便于独立调控，满足个性化需求适用于改建加装采暖空调的工程适用于改建加装采暖空调
16、的工程缺点缺点不能采用加大新风量方法来免费降温不能采用加大新风量方法来免费降温维护工作量较大维护工作量较大需要室外机安装位置需要室外机安装位置家用燃气家用燃气壁挂炉壁挂炉家用分体家用分体式空调器式空调器室外机室外机送风道送风道回风口回风口冷盘管冷盘管电加热器电加热器风阀风阀送风口送风口加湿器加湿器回回风风道道风机风机支风管支风管过滤器过滤器室内机室内机40带多个房间的全空气小型机组，美国住宅常用带多个房间的全空气小型机组，美国住宅常用413.分散式系统分散式系统类型类型窗式窗式(7kW)(7kW)、柜式柜式(70(70kW)kW)、台式、壁挂式台式、壁挂式根据室内需要配。根据室内需要配。分体式
17、分体式(一拖一、一拖多一拖一、一拖多)、整体式、整体式分体式噪声小分体式噪声小多联机多联机(VRV(VRV，VRF)VRF)水冷式水冷式/水源、风冷式水源、风冷式/空气源空气源水源需有冷却水系统水源需有冷却水系统空气源不需要冷却水系统空气源不需要冷却水系统单冷式、热泵式单冷式、热泵式例：冷风机组、恒温恒湿机组、新风机组、净化空调机组、汽车例：冷风机组、恒温恒湿机组、新风机组、净化空调机组、汽车空调机组、家用空调器、小型风冷热泵、小型燃气壁挂炉等。空调机组、家用空调器、小型风冷热泵、小型燃气壁挂炉等。42建筑的内区与外区建筑的内区与外区大内区建筑大内区建筑没有内区的建筑没有内区的建筑建筑内、外区
18、的负荷特点建筑内、外区的负荷特点外区：通过外围护结构的得热可以影响到的区外区：通过外围护结构的得热可以影响到的区域，一般在距外墙域，一般在距外墙35米范围内米范围内全年负荷随外界气象变化而变化全年负荷随外界气象变化而变化可能夏季需供冷，冬天需供热可能夏季需供冷，冬天需供热内区：通过外围护结构侵入的冷热量影响不到内区：通过外围护结构侵入的冷热量影响不到的区域，如大型开放式办公室的中央区或无外的区域，如大型开放式办公室的中央区或无外墙的房间墙的房间全年负荷较稳定全年负荷较稳定一般全年为冷负荷一般全年为冷负荷内区与外区内区与外区44外区内区内区与外区内区与外区45内区外区46内区外区4748建筑的内
19、区与外区建筑的内区与外区49建筑各区的负荷特征决定了后面的空调系统分区建筑各区的负荷特征决定了后面的空调系统分区同一个分区一般采用同一个分区一般采用同一类型空调系统同一类型空调系统同一个空气处理设备同一个空气处理设备或同一根冷热水管或同一根冷热水管50四四.不同系统类型在各国使用和发展的特点不同系统类型在各国使用和发展的特点美国：重室内环境舒适度，节能居次要地位美国：重室内环境舒适度，节能居次要地位从从20世纪初工业喷水室开始主要发展全空气系统世纪初工业喷水室开始主要发展全空气系统双风道双风道 诱导器诱导器 变风量，目前以变风量为主，家庭变风量，目前以变风量为主，家庭多采用小型风管机多采用小型
20、风管机产品以集中式系统、大型冷水机组和大型空调箱为主产品以集中式系统、大型冷水机组和大型空调箱为主日本：节能考虑居主要地位，重独立调节性日本：节能考虑居主要地位，重独立调节性70年代迅速发展风机盘管用于公共建筑，目前大办公年代迅速发展风机盘管用于公共建筑，目前大办公室多采用变风量，且分区非常细，空调箱规模小室多采用变风量，且分区非常细，空调箱规模小家用分体空调器的开创者，多联机应用已向中小型公家用分体空调器的开创者，多联机应用已向中小型公共建筑大量拓展，用于供冷和供热共建筑大量拓展，用于供冷和供热51四、不同系统类型在各国使用和发展的特点四、不同系统类型在各国使用和发展的特点目前中国使用最普遍
21、的暖通空调系统目前中国使用最普遍的暖通空调系统商场、影剧院、宾馆大堂、体育馆、交通设施等大空商场、影剧院、宾馆大堂、体育馆、交通设施等大空间采用全空气系统，能够变风量的越来越多间采用全空气系统，能够变风量的越来越多大型办公室建筑、宾馆客房等多采用风机盘管加新风大型办公室建筑、宾馆客房等多采用风机盘管加新风系统系统(半集中式系统半集中式系统)住宅、小型办公楼多采用分散式空调系统住宅、小型办公楼多采用分散式空调系统(家用空调家用空调器、多联机器、多联机)或者散热器供暖（分散式和半集中）或者散热器供暖（分散式和半集中）一些值得注意的倾向一些值得注意的倾向认为变风量最节能最高品质，是高档办公楼的标志认
22、为变风量最节能最高品质，是高档办公楼的标志住宅空调有采用半集中系统的趋势住宅空调有采用半集中系统的趋势认为南方地区也应该采用集中供暖系统认为南方地区也应该采用集中供暖系统关于空调系统分类的一些新趋势关于空调系统分类的一些新趋势出现了一些用传统的集中系统出现了一些用传统的集中系统/分散系统来分散系统来定义时会比较模糊的系统类型，例如：定义时会比较模糊的系统类型，例如：有很多室内机的多联机有很多室内机的多联机带多个房间的小型全空气系统（如美国住宅）带多个房间的小型全空气系统（如美国住宅）只负责一个区域的小型全空气系统，风量只有只负责一个区域的小型全空气系统，风量只有20005000m3/h，比风机
23、盘管机组大不了多少，比风机盘管机组大不了多少52讨论题讨论题建筑有没有小房间分隔对系统类型的采用有什建筑有没有小房间分隔对系统类型的采用有什么影响？么影响？为什么说半集中系统过渡季无法充分利用全新为什么说半集中系统过渡季无法充分利用全新风降温？风降温？53讨论题讨论题如果在大型建筑的内区采用风机盘管，会出现如果在大型建筑的内区采用风机盘管，会出现什么样的问题？有什么可能解决的途径？什么样的问题？有什么可能解决的途径？54讨论题讨论题半集中系统在北方地区如何能处理内区半集中系统在北方地区如何能处理内区的负荷？的负荷？北方，北方，内区又有小房间分隔，冬天有什内区又有小房间分隔，冬天有什么办法？么办
24、法？5556课后作业课后作业在需要输送相同能量的情况下，试分析全空气在需要输送相同能量的情况下，试分析全空气系统和全水系统哪个介质输送的能耗大？系统和全水系统哪个介质输送的能耗大？（注：空调箱风机扬程（注：空调箱风机扬程500800Pa，风机盘管末端扬程，风机盘管末端扬程1015mH2O，水温差水温差5，空气焓差，空气焓差15 kJ/kg干空气干空气）如果大空间建筑（体育馆、电影院）不采用全如果大空间建筑（体育馆、电影院）不采用全空气系统而采用半集中或分散式系统效果如何？空气系统而采用半集中或分散式系统效果如何？高层建筑采用全空气系统会受到什么因素制约？高层建筑采用全空气系统会受到什么因素制约
25、？57试试学做工程师试试学做工程师为一座楼宇作出暖通为一座楼宇作出暖通空调系统分区选择方空调系统分区选择方案（另提供文档资料）案（另提供文档资料）End5859盐溶液冷却塔与三个换热器的热泵盐溶液冷却塔与三个换热器的热泵30 C34 C-7 C-11 C46 C40 C14 C8 C37 C46 C4 C14 C16 C6 C热泵热泵60冬季供暖的工况冬季供暖的工况-7 C-11 C冷却加热塔冷却加热塔48 C40 C12 C7 C热回收式热泵热回收式热泵61热回收型离心冷冻机热回收型离心冷冻机62热回收型热泵热回收型热泵63盐溶液冷却塔：特点盐溶液冷却塔：特点冬季可利用冷却塔走热泵循环（水源
26、热泵）冬季可利用冷却塔走热泵循环（水源热泵）冷冻机可以全年开，因此内区也可采用风机冷冻机可以全年开，因此内区也可采用风机盘管盘管可实现内外区热回收，但热泵需要有第三个可实现内外区热回收，但热泵需要有第三个换热器。单冷换热器。单冷COPCOP为为5 5，带热回收时为，带热回收时为6.56.5冬季需要换为盐溶液，并需要监测溶液浓度冬季需要换为盐溶液，并需要监测溶液浓度64二、东京晴海地区二、东京晴海地区DHCDHC65概况（东京电力）概况（东京电力）空调面积空调面积45.545.5万万mm2 2集中冷冻机房面积集中冷冻机房面积2416 m2416 m2 2(0.53%)(0.53%)居住人口居住人
27、口50005000人，日间工作人口人，日间工作人口2 2万人万人采用热回收热泵机组，采用热回收热泵机组，6110RT 6110RT（容量为常规的（容量为常规的6060，47 W/m47 W/m2 2）大型水蓄热槽大型水蓄热槽19060 m19060 m3 3两组冷却加热塔两组冷却加热塔一组冷却塔一组冷却塔一次能源一次能源COPCOP1.191.1984%84%7%7%9%9%商業施設他商業施設他30600 41900 383400 办公楼办公楼会堂会堂商业设施等商业设施等66全年负荷预测（全年有冷负荷）全年负荷预测（全年有冷负荷）月月月月月月月月月月月月0100020003000400050006000700080009000温熱(Gcal/月)冷熱(Gcal/月)HEAT LOADHEAT LOADCOOL LOADCOOL LOAD(Gcal/month)67冷热源系统原理冷热源系统原理热回收热回收热泵热泵冷却加冷却加热塔热塔冷却塔冷却塔冷冷水水机机组组冷水冷水热水热水