第六章全空氣系統(tǒng)與空氣水系統(tǒng)

第六章全空氣系統(tǒng)與空氣水系統(tǒng)2023/5/41第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三全空氣系統(tǒng)的主要應(yīng)用形式;空氣—水系統(tǒng)的主要應(yīng)用形式;各種空氣處理過程在h-d圖上的表示;全空氣系統(tǒng)與空氣—水系統(tǒng)的主要設(shè)備.一、本章的主要內(nèi)容第六章全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)2023/5/42第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三二、教學基本要求第六章全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)了解全空氣系統(tǒng)與空氣—水系統(tǒng)的各種分類；掌握室內(nèi)送風量、送風參數(shù)及新風量的確定方法；掌握各種系統(tǒng)的空氣處理過程在h-d圖上的表示。2023/5/43第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)的分類2023/5/44第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三本節(jié)的主要內(nèi)容6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類基本概念空氣-水系統(tǒng)的分類及系統(tǒng)形式全空氣系統(tǒng)的分類及系統(tǒng)形式2023/5/45第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三一、基本概念6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類全空氣系統(tǒng)空調(diào)房間的冷、熱、濕負荷全部由經(jīng)過處理的空氣來負擔的空調(diào)系統(tǒng)?？諝狻到y(tǒng)空調(diào)房間的冷、熱、濕負荷由經(jīng)過處理的空氣和水共同承擔的空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)區(qū)指具有獨立的溫度控制的空調(diào)區(qū)域。2023/5/46第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/47第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/48第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三獨立新風系統(tǒng)混合新風系統(tǒng)2023/5/49第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三二、全空氣系統(tǒng)的分類1、按送風參數(shù)的數(shù)量分

單參數(shù)系統(tǒng)、雙參數(shù)系統(tǒng)單參數(shù)系統(tǒng)：空氣處理機組只處理出一種送風參數(shù)的空氣，也稱之為單風道系統(tǒng)。(不是只有一條送風管的系統(tǒng))雙參數(shù)系統(tǒng)：空氣處理機組送出兩種不同參數(shù)的空氣，供應(yīng)多個區(qū)使用。6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類雙風管系統(tǒng)：送出兩種參數(shù)的空氣，在各房間混合后送入室內(nèi)。多區(qū)系統(tǒng)：在機房內(nèi)按不同比例混合后送到各區(qū)。2023/5/410第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/411第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/412第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三2、按送風量是否恒定分

定風量系統(tǒng)、變風量系統(tǒng)3、按所使用空氣的來源分

6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類全新風系統(tǒng)(直流式系統(tǒng))再循環(huán)式系統(tǒng)(封閉式系統(tǒng))回風式系統(tǒng)(混合式系統(tǒng))2023/5/413第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類適用于不允許采用回風的場合（放射性實驗室、散發(fā)大量有害物的車間等）及空調(diào)房間過渡季節(jié)?全新風系統(tǒng)(直流式系統(tǒng))2023/5/414第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類再循環(huán)式系統(tǒng)(封閉式系統(tǒng))適用于密閉空間且無法（或不需）采用室外空氣的場合（戰(zhàn)時地下庇護所、很少有人出入的倉庫）2023/5/415第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類回風式系統(tǒng)(混合式系統(tǒng))大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)都采用這種系統(tǒng)，節(jié)能、經(jīng)濟合理，能夠滿足衛(wèi)生要求。2023/5/416第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)分類三、空氣—水系統(tǒng)的分類

根據(jù)空調(diào)房間內(nèi)末端設(shè)備的形式分類

空氣—水風機盤管系統(tǒng)空氣—水誘導器系統(tǒng)空氣—水輻射板系統(tǒng)2023/5/417第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定2023/5/418第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、1全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定

本節(jié)的主要內(nèi)容

夏季送風狀態(tài)及送風量確定

冬季送風狀態(tài)及送風量確定2023/5/419第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定一、空調(diào)房間的熱濕平衡

當系統(tǒng)平衡后，全熱量、顯熱量及濕量均達到平衡。全熱冷負荷濕負荷室內(nèi)溫度tR二、夏季房間送風量

根據(jù)全熱平衡，有：2023/5/420第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定根據(jù)顯熱平衡，有：根據(jù)濕平衡，有：2023/5/421第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定三、夏季送風狀態(tài)

夏季送風狀態(tài)的變化過程

根據(jù)冷負荷、濕負荷，其熱濕比可確定：在系統(tǒng)設(shè)計時，室內(nèi)空氣狀態(tài)已知，若知道送風狀態(tài)的一個參數(shù)，即可確定送風狀態(tài)。

工程上常根據(jù)送風溫度，確定送風狀態(tài)。2023/5/422第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定

送風溫差△tS《采暖、通風與空氣調(diào)節(jié)規(guī)范》第5.4.7條：空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的夏季送風溫差，應(yīng)根據(jù)送風口類型、安裝高度和氣流射程長度以及是否貼附等因素確定。在滿足舒適和工藝要求的前提下，應(yīng)盡量加大送風溫差。舒適性空氣調(diào)節(jié)，當送風高度小于或等于5m時，不宜大于10℃；送風高度大于5m時，不宜大于15℃。?空氣調(diào)節(jié)房間的換氣次數(shù)《采暖、通風與空氣調(diào)節(jié)規(guī)范》第5.4.8條：一、舒適性空氣調(diào)節(jié)，每小時不宜小于5次，但高大房間應(yīng)按其冷負荷通過計算確定。?2023/5/423第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定確定夏季送風狀態(tài)和送風量的步驟：1、在h-d圖上找出室內(nèi)空氣狀態(tài)點R；?2、根據(jù)ε=QC/MW求出ε；過R點畫出過程線ε；3、根據(jù)所取定的送風溫差△tS求出送風溫度ts，ts等溫線與過程線ε的交點即為送風狀態(tài)點S；4、按公式計算送風量MS。Rε△tSS2023/5/424第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定工程設(shè)計中常采用“露點”送風

機器露點定義：(兩種定義)（1）空氣相應(yīng)于冷盤管表面平均溫度的飽和狀態(tài)點。（2）空氣經(jīng)噴水室處理后接近飽和狀態(tài)時的終狀態(tài)點。通常取過程線與相對濕度為90～95％的等相對濕度線的交點為露點機器露點的影響因素與冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)、入口空氣參數(shù)、迎面風速、冷媒溫度等有關(guān)?！鱰SR90%100%S機器露點ε2023/5/425第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三四、冬季送風量及送風狀態(tài)的確定6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定1、冬季送風量一般取與夏季相同風量，即全年采取固定風量。也可比夏季風量小，因為送熱風時送風溫差可比送冷風時送風溫差大，此時可以節(jié)約電能。必須滿足最少換氣次數(shù)的要求。送風溫度不宜過高，一般以不超過45℃為宜。2023/5/426第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、2全空氣系統(tǒng)的送風量和送風參數(shù)的確定RtStRSΦ＝100％2、冬季送風狀態(tài)的確定若送風量與夏季風量相同,則根據(jù)顯熱平衡，其送風溫度為：ε冬季送風狀態(tài)可由右圖確定。(過程線一般為減焓增濕)2023/5/427第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)的新風量2023/5/428第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量本節(jié)的主要內(nèi)容 新風量的確定原則 空調(diào)房間的空氣平衡2023/5/429第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量6.3.1最小新風量確定的原則最小新風量須滿足以下三個要求:稀釋人群本身和活動所產(chǎn)生的污染物,保證室內(nèi)空氣品質(zhì)要求.補充室內(nèi)燃燒所消耗的空氣和局部排風量.保證房間的正壓要求.?

通常取按上述要求計算出新風量的最大值作為系統(tǒng)的最小新風量;若計算出的新風量不足系統(tǒng)送風量的10%,則取新風量為系統(tǒng)送風量的10%.2023/5/430第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量《規(guī)范》第5.3.8條空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的新風量，民用建筑宜按下表采用：房間名稱每人最小新風量(m3/h)吸煙情況影劇院、博物館、體育館、商店8無辦公室、圖書館、會議室、餐廳、舞廳、醫(yī)院的門診部和普通病房17無旅館客房30少量2023/5/431第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量6.3.2補充室內(nèi)燃燒所消耗的空氣和局部排風量(1)房間若有局部排風裝置時，新風量應(yīng)滿足排風量,排風量的計算在第八章專門介紹.(2)房間若有燃燒設(shè)備時，可根據(jù)下式來估算新風量。液體燃料Vl=0.228×10-3ql(m3/Kg)(ql-熱值,kJ/kg)氣體燃料Vg=0.252×10-3qg(m3/m3)酒精燃燒需要的新風量為3.81m3/Kg2023/5/432第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量6.3.3保持正壓的新風量理論計算較繁瑣,并且在設(shè)計時通常無確定的縫隙資料,在工程上通常按換氣次數(shù)估算:有外窗的房間，換氣次數(shù)取1~2次/h;無窗和無外門的房間，換氣次數(shù)取0.5~0.75次/h.綜上所述，最小新風量的確定可由以下框圖表示：2023/5/433第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量局部排風量GP1

維持正壓所需的滲透風量GS

滿足衛(wèi)生要求gwm3/人·小時最小新風量ＩGw2=n*gw系統(tǒng)總風量G最小新風量ＩGw3=0.10G最小新風量Gw=Mmax｛Gw1、Gw2、Gw3｝最小新風量ＩGw1=GP1+GS2023/5/434第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量6.3.4空調(diào)房間的空氣平衡當新風量增至足夠大而又無適當?shù)耐緩脚欧艜r，正常的風量平衡關(guān)系即會被破壞，其結(jié)果：在受控環(huán)境引起正壓值增大。在相鄰環(huán)境出現(xiàn)空氣無序竄流現(xiàn)象，從而影響系統(tǒng)的正常使用。為了保持室內(nèi)恒定的正壓和調(diào)節(jié)新風量，需要考慮空調(diào)系統(tǒng)的空氣平衡。2023/5/435第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、3空調(diào)系統(tǒng)新風量如圖所示，風量平衡為：對空調(diào)房間：L=Lx+Ls對空調(diào)機組：L=Lw+Lh對空調(diào)系統(tǒng)：Lw=Ls+Lp過渡季節(jié)隨著Lw的增大，Lp亦加大；當進入全新風工況時，通常在回風管路上裝排風機，并借助調(diào)節(jié)閥門達到控制Lp的目的。2023/5/436第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)2023/5/437第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)

本節(jié)的主要內(nèi)容：

露點送風單風道系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程 工況分析

再熱式單風道系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程 工況分析2023/5/438第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)6.4.1露點送風系統(tǒng)6.4.1.1露點送風系統(tǒng)的系統(tǒng)圖特點：系統(tǒng)送出一種參數(shù)的空氣；送出的空氣達到接近飽和的狀態(tài)(機器露點)。其系統(tǒng)圖如下圖所示：2023/5/439第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)2023/5/440第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三空調(diào)箱6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)初效過慮器中效過慮器加熱盤管冷卻盤管消音段2023/5/441第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)露點送風系統(tǒng)的兩種形式：

單風機系統(tǒng)、雙風機系統(tǒng)單風機系統(tǒng)：無系統(tǒng)排風，過渡季節(jié)無法實現(xiàn)全新風經(jīng)濟運行。雙風機系統(tǒng)：在夏冬季采用最小新風量，春秋過渡季節(jié)采用全新風經(jīng)濟運行，節(jié)省能耗。?2023/5/442第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)風量平衡房間：單風機系統(tǒng)：整個系統(tǒng)：空調(diào)箱：2023/5/443第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6.4.1.2工況分析1、夏季工況：送風狀態(tài)及送風量的確定過程(1)室外空氣狀態(tài)點O；(取歷年平均不保證50h)(2)室內(nèi)空氣狀態(tài)點R；(根據(jù)規(guī)范、標準或工藝要求確定)(3)送風狀態(tài)點S；(熱濕比線與相對濕度90－95％等相對濕度線交點)(4)計算送風量。最小新風比空氣處理過程可表示為：ORMSR減濕2023/5/444第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三圖中MS為空氣在空調(diào)機組內(nèi)的處理過程。因此，空調(diào)機組在夏季提供的制冷量為：該冷量包括兩部分：新風冷負荷：室內(nèi)冷負荷：？當濕負荷較大、熱濕比很小時，可能不相交。須改變室內(nèi)設(shè)計參數(shù)，如增大相對濕度。ε2023/5/445第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三2、冬季工況：送風量通常統(tǒng)與夏季相同；(1)送風狀態(tài)點S；(熱濕比線與送風溫度的等溫線交點)(2)送風狀態(tài)確定過程ORMH等濕等溫或等焓SR2023/5/446第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三機組在冬季提供的熱量：加濕的方法：噴蒸汽、電極式及電熱式加濕器、噴水室、淋水填料層、高壓噴霧等。機組在冬季提供的濕量：2023/5/447第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)6.4.1.3全新風系統(tǒng)和再循環(huán)系統(tǒng)Φ=100%Φ=90-95%SRO1、再循環(huán)系統(tǒng)空調(diào)機組空氣處理過程：RS空調(diào)機組提供的冷負荷：2、全新風系統(tǒng)空調(diào)機組空氣處理過程：OS2023/5/448第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)6.4.1.3風管溫差傳熱和風機得熱量對系統(tǒng)的影響1、風管溫差傳熱的影響夏季工況：由于傳熱溫差，導致送風溫度升高，其溫升為：式中：K－風管的傳熱系數(shù)，查表6－1確定；

x－風管的周長；L－風管的長度；

te，ti－分別為環(huán)境溫度及風管內(nèi)溫度。冬季工況：計算方法同上。2023/5/449第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)2、風機得熱量的影響風機提供給流動空氣的動能，用于克服各種阻力，最終轉(zhuǎn)化成熱能，導致送風溫度升高，形成冷負荷的一部分。當風機的電機不在輸送的空氣中時，其溫升為：當風機的電機在輸送的空氣中時，其溫升為：式中：P－風機的全壓；

ηf－風機的全壓效率，一般取0.5~0.8；

ηm－電動機的效率，一般取0.8~0.9。2023/5/450第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)3、風管傳熱溫差和風機得熱量對空氣處理過程的影響(1)夏季空調(diào)工況：Δt1－考慮風管和送風風機得熱量的溫升。Δt2－考慮回風風機得熱量的溫升?？梢姡嚎紤]風管和風機得熱后，空氣處理機組的冷負荷增加。2023/5/451第51頁，共59頁，2023年，2月20日，星期三6、4定風量單風道空調(diào)系統(tǒng)6.4.2再熱式系統(tǒng)6.4.2.1再熱式系統(tǒng)的系統(tǒng)圖與露點送風空氣處理系統(tǒng)的差別：從機房送出的同一參數(shù)的送風，在進入每個房間或區(qū)域前，經(jīng)過再加熱盤管加熱后，然后送入室內(nèi)。因此，可以每個房間或區(qū)域可根據(jù)自己設(shè)定的溫度或負荷的變化調(diào)節(jié)送風溫度，適合于各房間或區(qū)域有不同溫度要求及負荷變化不同的場合。其系統(tǒng)圖如下圖所示：2023/5/452第52頁，共59頁，2023年，2月