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1、空调系统与气流组织设计空调系统的分类：（1）按担负室内负荷介质不同分：全空气系统定义：担负室内的介质全部为经过处理的空气。特点：风管尺寸大，对层高有要求，一般大于3.9m。空调房间只有风管和风口，控制噪声容易。新风可以调节，有利于过度季节节能运行。除湿功能相对强。水系统相对简单。一般需要设空调机房。适用：是目前广泛应用的形式之一，主要用在大空间场合，如：商场，影剧院、报告厅、大厅等。典型代表：全空气一次回风系统。全水系统定义：担负室内负荷的介质全部为水。特点：没有风管，对层高要求低，一般大于3.0m。空气处理设备布置在空调房间。水系统相对复杂。没有新风，室内空气卫生条件差。适用：主要应用在多房
2、间分割的宾馆、办公、写字楼等，但因没有新风，现在很少使用。典型代表：风机盘管系统。空-气水系统定义：担负室内负荷的介质一部分为水，一部分为经过处理的空气。特点：新风主要用于改善室内卫生条件，风管尺寸小，对层要求低，一般大于3.3m。空气处理设备布置在空调房间。水系统相对复杂。一般需要设新风机房。适用：是目前广泛应用的形式之一，主要用在多房间分割的场合，如：宾馆，办公、写字楼等。典型代表：风机盘管+新风系统。冷剂系统定义：担负室内负荷的介质为制冷剂。特点：冷剂管尺寸小，对安装空间要求低。空气处理设备布置在空调房间。没有水系统。没有新风，卫生条件差。适用：是目前广泛应用的形式之一，主要用在多房间分
3、割的场合，如：宾馆，办公、写字楼等。典型代表：分体空调、多联空调系统（可以配新风系统）。（2）按风量是否变划分（对全空气系统）定风量系统：系统风量不随空调负荷变化。变风量系统：系统风量随空调负荷变化。（3）按水量是否变划分：定水量系统：系统水流量不随负荷变化。变水量系统：系统水流量随负荷变化。（4）按风速高低划分低速风道系统：最大风速：8-10m/s。高速风道系统：最大风速：10-20m/s。（5）按风道数量划分（全空气系统）单风道系统：只有1个风道，冬夏转换，冷热共用。双风道系统：2个风道，一个送冷风，一个送热风。（6）其它系统蒸发冷却系统：利用水蒸发吸热处理空气，不需要制冷机，主要用在气候
4、干燥的地区。温湿度独立调节系统：温度、湿度控制各自独立，一般新风担负湿负荷，常用溶液除湿，担负空调冷负荷的空气处理设备冷源水温可大幅度提高（提高蒸发温度），大大提高制冷机组能效比。布袋式空调、毛细管辐射空调。其它以冷热源形式命名的：如：热泵热泵空调（地源热泵、水源热泵空调）、蓄能空调（冰蓄冷、水蓄冷）、太阳能空调等。全气空调系统：分类：(1)按风量是否变化：定风量系统、变风量系统。(2)风量数量不同：单风道系统、双风道系统。(3)按风速高低分：低速系统、高速系统。按处理空气来源不同：直流式（全新风）系统处理的空气全部来自室外。卫生条件最好，能耗最大。主要用在室内空气不能循环利用的场所；春秋过度
5、季节可以利用室外空气调节室内空气，（制冷机不运行）。循环式（封闭式）系统处理的空气全部来自室内循环空气。卫生条件最差，能耗最小。主要用在没有人或人停留短暂的场所。回风式系统处理的空气一部分来自室外，一部分部来自室内，新风的任务主要是改善室内卫生条件。满足卫生条件的同时，为节能，应尽量利用室内空气。回凤式系统又有：一次回风系统和二次回风系统，工程上广泛采用的是一次回风系统。单风道定风量低速系统（1）直流式：夏季-再热工况：原理图式（设计空气处理方案），空气处理流程：i-d图表示，系统计算：系统冷量：QL=Gw(iw-iL)新风冷量：Qw=Gw(iw-iN)再热量：Qr=Gw(iO-iL)室内冷负
6、荷：QN=GW(iN-iO)，QL=QW+QN+Qr系统冷量：选择空气处理设备的基本依据，一部分用来担负新风冷负荷，一部分用来再热，一部分用来担负室内冷负荷。夏季-露点工况原理图式：空气处理流程，i-d图：如何确露点；水温的影响；室内参数的偏离。计算：QL=Gw(iw-iL)；Qw=Gw(iw-iN)Qr=0；QN=GW(iN-iL)；QL=QW+QN+Qr冬季-再热工况：原理图式，空气处理流程：i-d图：露点控制、无露点控制。系统计算：预热量；再热量；加湿量。实现方法：（2）循环式夏季-再热工况：原理图式（设计空气处理方案）空气处理流程；i-d图；系统计算：系统冷量：QL=G(iN-iL)新
7、风冷量：Qw=0再热量：Qr=G(iO-iL)室内冷负荷：QN=G(iN-iO)；QL=Qr+QN夏季-露点工况：原理图式（设计空气处理方案）空气处理流程；i-d图表示。系统计算：系统冷量：QL=G(iN-iL)新风冷量：Qw=0再热量：Qr=0室内冷负荷：QN=G(iN-iO)；QL=QN（3）一次回风系统夏季-再热工况：原理图式（设计空气处理方案）。空气处理流程；空气量平衡：G=GW+Gh（对机组）G=Gh+GP（对房间）新风比：m=GW/Gi-d图，系统计算；混合点计算：m=GW/G=(iC-iN)/(iW-iN)iC=iN+(iW-iN).m%系统冷量：QL=G(iC-iL)新风冷量：
8、QW=GW(iW-iN)再热量：Qr=G(iO-iL)室内冷负荷：QN=G(iN-iO)；QL=QW+Qr+QN双风机系统：夏季-露点工况：原理图及空气处理流程i-d图；计算：冬季-再热工况：原理图式，空气处理流程：i-d图：加热量、加湿量计算：冬季新风比、新风量：新风比：m=GW/G=（iN-iC）/（iN-iW）新风量：GW=G.mA当m=m，取GW作为冬季新风量。B mC iW=iW1：新风不须预热（调新风比）。D iWE iW1=iN+(iN-iL)/m预热的分界线 。表面式换热器处理空气：（4）二次回风系统：原理图式；空气处理流程；空气量平衡。G=Gh1+Gh2+GP；G=GL+Gh
9、2；GL=GW+Gh1。与一次回风相比主要特点：节省在热量；机器露点低，要求水温低；处理风量减少，除湿能力降低。（5）系统划分原则：暖通规范规定，下列情况之一的宜分别独立设置系统：（1）使用时间不一致；（2）温、湿基数数和允许波动范围不同；（3）洁净度标准要求不同；（4）噪声标准要求不同，有消声要求和产生噪声的区域；（5）需要同时供冷供热的空调区域；（6）空气中含有易燃易爆物质的区域。（7）应与建筑防火分区一致。建议：（1）一个系统半径不宜过大，一般50-60m，不宜超过80m；（2）一个系统作用面积，不宜超过2000m2，1000-1500为宜。（6）常用空调机组：柜式空调机组国标柜式风机盘
10、管JB/T9066-1999组成与结构：风机：离心式，1-3台；表冷器：盘管，排数4-8；类型：立式、卧式、吊装式。主要技术参数：风量：风量范围2000-50000m3/h；风压：出口静压，一般在100-500Pa。制冷量、制热量：标准工况下给出。水流量、阻力：电源：380V，50HZ；选型：按风量选，校核冷量。按冷量选，校核风量。修正：进风工况不一致修正；流量修正。配管与控制：组合式空调机组国标：组合式空调机组GB/T14294-2008主要功能段：混合段、表冷段、加热段、加湿段、初效过滤、中效过滤、风机段、消声段、中间段等。主要特点：功能多，用途广，可根据需要选择；处理风量大；模数化尺寸（
11、保持迎面风速不变）；外型行尺寸大；造价高。设备选型：（1）根据空气处理需要配置各功能段。（2）各功能段应进行计算选型，包括风机段，可以根据需要配置。功能段选择示例：一次回风系统，要求初、中效滤2级过滤，冬季加湿。（7）空调机房作用：布置空调机组的专用房间。数量：数量取决于空调系统的数量，可以1层1个、几个层、几层一个等。位置要求：便于取新风：一般靠外墙（也可竖井至屋顶室外），室外环境空气不能受污染、参数波动小；便于空气输送、便于回风：应靠近空调区域。面积：满足机组布置及安装、检修通道尺寸要求。设计要点：机组布置：检修通道，风管、水管阀门附件修空间。新风口：面积：一般宜按新风比50-100%计算
12、，风速一般在2-4m/s，民用建筑建议2-3m/s。位置要求：一层下边距地：硬地2.0m，绿地1.0m，可以贴梁下，楼层也可在窗台下。回风口：回风方式：集中回风、风管回风、吊顶回风、走廊回风。有效面积：按最小新风比确定的回风量计算，风速控制在2-5m/s，（民用建筑，建议2.5m/s左右）。出风口连接：弯头、静压箱（静压箱：均压、分配作用，按风速确定，风速一般1-3m/s。）新风、回风进机组方式设混风箱：新风、回风直接进混风箱（提倡做法）空调机房当混风箱（不提倡）配管：（略）新风比调节措施：新、回风口均应设风量调节阀。防火要求：空调机房的门为防火门，进出空调机房室内侧的风管、风口均应设70关闭
13、的防火阀。出风弯头连接，新、回风混合箱连接：出风静压箱连接，新、回风空调机房直接混和：变风量系统：（1）变风量原理原理及公式：G=QX/（tN-tO）；G=W/(dN-dO）负荷变化时，改变风量，保持（tN-tO）或（dN-dO）不变。i-d图分析：结论：单纯的变风量方法，不能同时保证室内的tN和N，只能维持下一个参数不变，要保证两个参数不变必须采取辅助措施：变风量控制室内tN，变露点控制N；变风量控制室内N，变再热控制tN。(2)变风量系统的特点：风量随负荷变化，节省再热和风机功率；风量不能过度减小，否则会影响气流组织和新风量。室内温湿度同时要求保证时，不适合采用单纯的变风量方法，一般主要用
14、于舒适性空调。可减少总的装机容量10-30%可用于低温送风；与定风量系统相比，方便多房间温度控制（分区温度控制）。自控要求高。（3）改变风机风量的方法：改变风机转速（风机变频）；改变风机进口导叶角度；调节出口风阀。（4）变风量系统组成空气处理设备：处理新风或新风与回风的混合空气。送回风系统：输送分配集中处理后的空气。变风量末端装置（也称VAV BOX），一般要求：负荷变化时，能自动改变风量；具有自平衡能力；避免风口节流时产生的噪声；最小风量限制功能。（5）常用的变风量末端装置单风道型（单纯的节流型）压力有关型、压力无关型；基本型、再热型（带热水盘管）风机动力型风机串联型：一次风可最小新风运行；
15、可用于低温送风系统；风机必须连续运行。风机并联型：一次风可最小新风运行；可用于低温送风系统；风机可间歇运行。（低温送风：to=GP计算冷量：QP=GP(iN-iO)校核冷量：QP（风盘冷量）=QP按冷量选：计算冷量：QP=GP(iN-iO)按计算冷量选型，QP(风盘冷量）=QP校核风量：GP=GP=QP/(iN-iO)修正：工况不一致的修正（样本修正给出系数）室内状态点分析。新风供给方式：（1）新风不经处理：浴厕排风、开墙洞引入、风机集中引入等方式。（2）新风集中处理：（独立新风系统）新风处理终态新风处理到室内等温线 ，盘管担负一定的新风负荷，盘管湿工况。新风处理到室内等焓线新风不担负室内负荷
16、，盘管湿工况。新风处理到室内等含湿量线，新风担负一定室内负荷，盘管湿工况。新风处理到低于室内等含湿量线，新风担负湿负荷，盘管干工况。新风处理终态分析水温要求：tW1tW2tW3tW4实验结果：tW1=tNtW2=8-10；tW3=6-8；tW4=3-5。结论：处理到L1：要求水温高，盘管担负一定新风负荷。处理到L2：要求水温略高于常规冷水机组出水温度（7），盘管不担负新风负荷，国内目前广泛使用的方法。处理到L3：要求水温与常规冷水机组出水温度，基本一致，但新风担负一定室内负荷。处理到L4：要求水温低于常规冷水机组出水温度，新风担负室内湿负荷。新风送入房间方式新风直接送入房间，且与盘管合用出风口
17、；新风直接送入房间，不与盘管合用出风口；新风送入盘管尾部。新风机组、风机盘管选型：（1）新风机组选型计算新风系统新风量新风机组选型：按新风量选机组（整体式、组合式）表冷器：夏热冬冷地区，建议一般选用6排管。修正：设计工况与标准工况不一致的修正。校核新风冷量新风冷量：QW=GW(iW-iN)样本供修正后的新风冷量QW=QW（2）风机盘管选型以新风处理到室内等焓线，不担负室内负荷；新风直接送入房间并与盘管合用出风口为例。空气处理流程；i-d图；选型步骤：计算热湿比：=Qn/W确定送风状态O：过室内状态点N做线与相对湿度线90%的交点，作为送风状态点O（按露点送风确定）。计算房间送风量：G=Qn/（
18、iN-iO）计算盘管处理终态LP：按2种不同状态空气混合计算，已知新风处理终态L（室内状态点的等焓线与相对湿度90或95%的交点）、混合状态点O（送风状态点），求LP。iLP=iO-GW/GP（iL-iO）计算盘管风量：GP=G-GW计算盘管冷量：QP=GP（iN-iLP）风机盘管选型：按风量或冷量选。新风机组与新风机房（1）新风机组结构类型：与空调机组同（柜式、组合式）技术参数：即空调机组的新风工况选型：按风量选，校核冷量。配管控制：同空调机组，区别是一般控制出风温度。（2）新风机房设置：随新风系统，1层1个，1层几个，几层1个。位置：便于取新风、便于空气输送。面积要求：同空调机房新风入口：
19、位置、高度、风速、防冻要求。冷剂空调系统类式：（1）房间空调器系统；（2）单元空调机系统（3）变制冷剂流量系统；（4）水环热泵系统。主要特点：（1）体积小，自动化程度高，安装、使用简单；（2）直接蒸发，换热效率高；（3）一般为空气冷却，制冷性能系数低；冬季供热能力随室外温度降低减少，且需要除霜；（4）计费方便，便于分户计量。多联空调系统：（1）原理（2）组成：压缩机：涡旋式变频：交流变频、直流变频数码涡旋：通过负载和卸载的时间控制来实现能量调节的。凝器（供冷为冷凝器，供热为蒸发器）风冷（空气冷却），水冷，地源；内机（供冷为蒸发器，供热为冷凝器）；媒管路：液管、汽管。（3）室外机压缩机配置形式与
20、能量调节变频：变频+定频；双变频。数码涡旋：数码+定频变频压缩机：部分负荷时能效高；数码：满负荷能效高。（4）室外机容量范围与室内机形式室外机容量范围单台容量：8HP、10HP、12HP、16HP，1HP3000W；最大模块组合：64HP；可连接室内数量：13-64个。室内机形式卡嵌式：四面出风、两面出风；卧式暗（明）装；立式暗（明）装；立式、壁挂。构造与风机盘管基本一样。（5）工作环境要求：制冷：-543；制热：-1516（5）多联机系统的主要特点不需要另设热源，不需要制制冷机房、空调机房，对建筑条件要求低。变频（或数码变容）调节，部分负荷能效高、运行节能，特别适合个别场合需要加班的场合（如
21、：办公楼、写字楼等）。体积小，自动化程度高，安装、使用简单。直接蒸发，换热效率高。计费方便，便于分户计量。一般为空气冷却，制冷性能系数低；冬季供热能力随室室外温度降低减少，且需要除霜；随冷媒管长增加，能效衰减降低。变频有一定电磁干扰。单机组系统容量小。不适合室外温度过低的地区使用，一般高于-15。（6）新风供给方式间歇开启门窗换气：不提倡风机直接引入：不提倡专用新风机组：（直接蒸发式，1拖1，或室外机带），按新风量选机组。热回收式新风机组：利用室内排风处理室外新风，有全热回收型（有吸湿性）和显热回收型（无吸湿性），选用原则：室内外温差大，含湿量差小的情况选用显热型。要求新风和排风不直接接触的，
22、选用显热型。其它情况应尽量选用全热型。选型计算：按风量选，按效率校核回收量，详见：06K301。注意：由于效率问，室内排风不能将室外新风处理到室内等焓线，室内机需要承担一部分新风负荷。（7）多联机系统设计要点：配管：长度、高差：a 最大连接管长：175m；b 室内外机最大落差：室外机在上方：50m；室外机在下方：30m；c 室内机之间最大落差：15m。 室内机、室内外机冷量配比所谓室内机、室外机冷量配比即一个系统的室内机容量与室外机容量之比，宜按同时使用率确定： 室外机冷量衰减修正：温度、连接率、管长、高差修正。 室外机制热量校核：冬季室外计算温度、除霜。 GB50736-2012、措施09规
23、定：室内机选型应在负荷计算的基础上进行温度、连接率、连接管长、高差修正。在冬季供热时，应根据室外气象条件和融霜条件对室外机制热量进行校核。系统划分时，宜将经常使用的和不经常使用的房间组合在一起，使系统同时使用率或满负荷率在40-80%。应优化室外机与室内机的配管，配管等效长度不宜超过70m。 室外机布置屋顶、地面：不宜按厂家要求最小间距布置，保持气流畅通，避免短路。不宜密集布置，避免夏季产生热岛效应。空间受限时，应注意气流短路，适当抬高，必要时，应进行模拟。设备阳台：注意设导风，并应核算排风速度（宜5m/s)。条件允许时，应错位布置设备阳台或错位进风、排风路由，避免夏季形成热空气柱。其它空调系
24、统：辐射板空调：(1)空调系统以辐射板为末端与新风系统相结合的半集中式空调，辐射板一般以水作为冷媒，属于空气-水系统，新风一般采用置换通风。(2)辐射板的分类冷辐射板：塑料或金属管埋在顶板或墙体中。模块化辐射板产品：以塑料或金属管制成的模块化辐射板产品，安装在室内，形成冷辐射吊顶或墙壁。如所谓毛细管空调（塑料管，管径2-3mm）。（3）特点： 冷却吊顶的传热以辐射为主，可降低室内垂直温度梯度，提高人体舒适感。 供水温度较高，一般16，可提高制冷机蒸发温度，从而提高制冷机能效。 冷却吊顶担负显热负荷，新风担负除湿任务，也是一定意义上的温湿度独立控制系统。 水温高、可用多种冷源形式，如天然冷源。
25、冷却吊顶表面温度要高于室内空气露点温度。 由于水温高，单位面积供冷能力受到一定限制，这种系统除湿、供冷能力较弱，不适合湿负荷大场合，一般适合冷负荷、湿负荷均较小的场所。水环热泵空调：（1）原理：属于冷剂系统。（2）水环热泵机组： 整体分体式：压缩机、冷凝器、蒸发器（空气处理）； 分体式：压缩机+冷凝器、室内机（蒸发器）。（3）应用形式 内区供冷、外区供热（或同时供热供冷） 辅助热源（热源怎么样选？） 单冷（4）特点水冷，能效相对高；可实现同时供热供冷；方便计量；新风采用专用机组；造价低。蒸发冷却空调：夏季室外计算湿球温度较低、干球温度日校差大的地区，空气冷却采用蒸发冷却处理空气。（如吐鲁番，干
26、球35，湿球19）(1)直接蒸发冷却：湿度偏大，温降有限。(2)2级蒸发冷却（间接）：获得更大的温降。温湿度控制系统：(1)空度控制：以空调末端（如干式风盘，冷辐射板等）承担室内显热负荷，控制房间温度，大幅度提高冷水机组蒸发温度（一般18/23）从而大幅度提高冷水机组能效，达到节能的目的。(2)湿度控制：以新风承担室内湿负荷，控制房间的相对湿度，新风除湿的方法主要有：溶液除湿：热泵式溶液除湿机组。冷冻除湿：常规的新风机组，也称为双冷源系统，低温（7/12）冷水机组承担新风除湿，高温（18/23）冷水机组承担显热负荷。热泵式溶液除湿机组原理：双冷源新风机组原理：其它空调：(1)与冷热源形式无关的
27、其它空调系统低温送风系统：送风温度一般在4-12（常规14-18）。一类低温送风：4-6，需用特出风口，一般不推荐。二类低温送风：6-8，一般与冰蓄冷结合。三类低温送风：9-12，一般与冰蓄冷结合，也可与常规空调结合。送风方式诱导箱、混合箱：一次风与室内空气混合。低温专用风口；VAV系统。(2)与冷热源形式无关的空调系统热泵空调空气源；水源；土壤源；污水源；太阳能。蓄能空调：冰蓄冷；水蓄冷。非电类空调：溴化锂吸收式；太阳能。大温差空调：水温：5/13。节能：降低水泵流量-降低水泵功耗，大于机组能效降低带来的能耗增加，节能率可达15%左右。空调区气流组织：气流组织（空气分部）的任务（1）任务：合理地组织室内空气的流动与分布，使室内工作区的温度、相对湿度、和洁净度能更好的的满足人体舒适感要求和工艺要。（2）方法：根据空调区对温湿度参数、允许风速、噪声标准、空气质量、温度梯度、空气分布特性指标（ADPI）等要求，进行设计计算。（3）影响气流组织的主要因素送风口的形式、位置；送风射流：形式、参数（送风温度、出口流速等）；回（排）风口的位置；房间的几何形状；污染源的位置、性质。送风口气流运动规律：送风射流分类：根据雷诺数大小有：层流和紊流；根据射流与周围空气温度：等温射流和温差射流；根据射流发展是否受：自由射流、受限射流。送风射流运动规律：（1）等温自由紊流射流36