空調(diào)工程課件

1.1空氣調(diào)節(jié)技術的發(fā)展概況1.2空氣調(diào)節(jié)的定義及與相關學科的關系1.3空調(diào)系統(tǒng)的類型及組成1.4空氣調(diào)節(jié)的應用1.1空氣調(diào)節(jié)技術的發(fā)展概況1.1.1

空氣調(diào)節(jié)技術簡史1901年，威利斯.開利（willisH.Carrier）圖1-1在美國建立世界上第一所空調(diào)試驗研究室。1902年7月17日開利博士設計了世界公認的第一套科學空調(diào)系統(tǒng)。1906年，開利博士研制出世界上第一臺噴淋式空氣洗滌器（SprayTypeAirWasher）即噴水室圖1-2。1911年12月，開利博士繪制了濕空氣焓濕圖圖1-3。1922年，開利博士還發(fā)明了世界上第一臺離心式冷水機組圖1-4。開利博士－“空調(diào)之父”，被美國“時代”雜志評為20世紀最有影響力的100位名人之一。開利的介紹1904年身為紡織工程師的克勒謀（StuartW.Cramer）圖1-5負責設計和安裝了美國南部約1/3紡織廠的空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)共包括了60項專利。1906年5月，克勒謀在一次美國棉業(yè)協(xié)會（AmericanCottonManufacturersAssociation,縮寫ACMA）的會議上正式提出了“空氣調(diào)節(jié)”（AirConditioning）術語，從而為空氣調(diào)節(jié)命名。克勒謀先生－“多面手工程師”，“紡織空調(diào)先驅”。第一座空調(diào)電影院建在在芝加哥（1911年）第一家使用舒適空調(diào)的大型商店是布魯克林Abraham&Straus商店（1919年）第一輛配備了舒適空調(diào)的火車是從巴爾的摩－俄亥俄運行線上一輛火車的餐車（1929年）第一幢無窗辦公大樓建于Hershey巧克力廠內(nèi)（1935年）1931年首先在上海一地的許多紡織廠安裝了帶噴水室的空調(diào)系統(tǒng)。1952年，我國高等學校開始創(chuàng)辦“供熱供煤氣及通風”專業(yè)。改革開放至今，有中國建筑科學研究院空氣調(diào)節(jié)研究所和合肥通用機械研究所具有專門從事空調(diào)方面研究。有中國制冷學會空調(diào)熱泵專業(yè)委員會、中國建筑學會暖通空調(diào)專業(yè)委員會、中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會、中國家用電器協(xié)會等學術、行業(yè)團體。1.1.2

空氣調(diào)節(jié)技術的發(fā)展趨勢能源的合理利用室內(nèi)空氣品質(zhì)的改善加強信息技術和自動控制技術在空調(diào)行業(yè)的應用加強標準化建設1.2空氣調(diào)節(jié)的定義及與相關學科的關系1.2.1

空氣調(diào)節(jié)的定義開利博士和克勒謀工程師的定義是：

①加熱或降溫，能夠調(diào)節(jié)空氣溫度

②加濕或減濕，能夠調(diào)節(jié)空氣濕度

③能夠使空氣具有一定的流動速度

④能夠使空氣具有一定的潔凈程度

《供暖通風與空氣調(diào)節(jié)術語標準》(GB50155-2015)將空氣調(diào)節(jié)定義為：使服務空間內(nèi)的空氣溫度、濕度、清潔度、氣流速度和空氣壓力梯度等參數(shù)達到給定要求的技術，簡稱空調(diào)。1.2.2

空氣調(diào)節(jié)與相關學科的關系空氣調(diào)節(jié)技術涉及的主要內(nèi)容包括:①內(nèi)部空氣環(huán)境各項參數(shù)控制指標的確定；②影響內(nèi)部環(huán)境空間的各種內(nèi)外干擾量（通常主要指熱、濕負荷）的計算；③各種空氣處理方法（加熱、加濕，冷卻、減濕及凈化等）和設備的選擇；④空氣調(diào)節(jié)的方式和方法；⑤內(nèi)部氣流的合理組織；⑥空氣的輸送和分配⑦干擾量變化時的運作調(diào)節(jié)等。1.3空調(diào)系統(tǒng)的類型及組成1.3.1

空調(diào)系統(tǒng)的類型

舒適性空調(diào)舒適性空調(diào)是應用于以人為主的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)，其作用是維持良好的室內(nèi)空氣狀態(tài)，為人們提供適宜的工作或生活環(huán)境，以利于保證工作質(zhì)量和提高工作效率，以及維持良好的健康水平。工藝性空調(diào)工藝性空調(diào)主要應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學實驗過程，其作用是維持生產(chǎn)工藝過程或科學實驗要求的室內(nèi)空氣狀態(tài)，以保證生產(chǎn)的正常進行和產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.3.2

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成

空調(diào)冷源和熱源;空氣處理設備;空調(diào)風系統(tǒng);空調(diào)水系統(tǒng);

空調(diào)自動控制和調(diào)節(jié)裝置

2.1濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2.1.1

濕空氣的組成及物理性質(zhì)

空氣的成分（圖2-1）

2.1.2

濕空氣的狀態(tài)參數(shù)

1.大氣壓力地球表面單位面積上所受的空氣層的壓力叫作大氣壓力，常用pa表示，它的單位以帕（Pa）或千帕（kPa）表示。2.水蒸氣分壓力

濕空氣中水蒸氣分壓力是指在某一溫度下，水蒸氣獨占濕空氣的體積時所產(chǎn)生的壓力。（公式2-4）Tip:濕空氣溫度越高，空氣中飽和水蒸氣分壓力也就越大，說明該空氣能容納的水氣數(shù)量越多，反之亦然。水蒸氣分壓力是衡量濕空氣干燥與潮濕的基本指標，是一個重要的參數(shù)。

3.密度ρ

濕空氣是由干空氣和水蒸氣混合而成，而干空氣和水蒸氣是均勻混合并占有相同的體積，因此，濕空氣的密度等于干空氣的密度和水蒸氣的密度之和，單位為Kg/m3。（公式2-5~2-8）4.含濕量d

含濕量d是指對應于1㎏干空氣的濕空氣中所含有的水蒸氣量，單位是kg/kg

。（公式2-10）Tip:

空氣濕度的表示方法除含濕量以外，還可用絕對濕度（濕空氣中水蒸氣的密度），即每m3

空氣中所含有的水蒸氣量（kg/m3濕空氣）來表示。考慮到在近似等壓的條件下，濕空氣體積隨溫度變化而改變，而空調(diào)過程經(jīng)常涉及濕空氣的溫度變化，因此，空調(diào)中常用含濕量代替絕對濕度來確切表示濕空氣中水蒸氣的絕對含量。

5.相對濕度

相對濕度就是在某一溫度下，空氣的水蒸氣分壓力與同溫度下飽和濕空氣的水蒸氣分壓力的比值(公式2-13~2-16）。6.濕空氣的比焓

濕空氣的比焓是以1kg干空氣為計算基礎。1kg干空氣的比焓和dkg水蒸氣的比焓的總和，稱為（1＋d）kg濕空氣的比焓。如取0℃干空氣和0℃的水比焓值為零，則濕空氣比焓（kJ/kg）表達為（公式2-18）

濕空氣比焓計算公式Tip:

從式（2—19）可以看出，（1.01＋1.84d）t是與溫度有關的熱量，稱為“顯熱”；而2500d是0℃時d㎏水的汽化熱，它僅隨含濕量的變化而變化，與溫度無關，故稱為“潛熱”。當溫度和含濕量升高時，比焓值增加；反之，比焓值降低。而在溫度升高，含濕量減少時，由于2500比1.84和1.01大得多，比焓值不一定會增加。2.2濕空氣的焓濕圖

2.2.1焓濕圖的構成及繪制原理

濕空氣焓濕圖

1.等溫線

2.等相對濕度線

3.水蒸氣分壓力線

4.熱濕比線

熱濕比線的3種畫法

1）從事先畫好的方向線中選出與算得的值相同的方向線，以它為依據(jù)，用三角板推平行線，通過已知初狀態(tài)點A作平行線，就可得到該狀態(tài)的變化過程線。

2）借鑒量角器的方法，制作一個熱濕比量角器來畫線。

3）按照已知的熱濕比值，用計算的方法直接畫出空氣狀態(tài)變化過程線。

2.2.2露點溫度和濕球溫度1.露點溫度

濕空氣的露點溫度定義是在含濕量不變的條件下，濕空氣達到飽和時的溫度。圖2-07空調(diào)技術中利用露點溫度：

1）利用露點溫度來判斷保溫材料是否選擇的合適，如冬季圍護結構的內(nèi)表面是否結露，夏季送風管道和制冷設備保溫材料外表面是否結露；

2）利用低于空氣露點溫度的水去噴淋熱濕空氣，或者讓熱濕空氣流過其表面溫度低于露點溫度的表面冷卻器，從而使該空氣達到冷卻減濕的處理。2.濕球溫度

（1）熱力學濕球溫度

通常把在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達到穩(wěn)定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度稱為熱力學濕球溫度。

穩(wěn)定流動能量方程式（2）濕球溫度

濕球溫度的定義是指某一狀態(tài)的空氣，同濕球溫度表的濕潤溫包接觸，發(fā)生絕熱熱濕交換，使其達到飽和狀態(tài)時的溫度。濕球溫度ts可以看成是確定空氣狀態(tài)的又一獨立參數(shù)。

空氣調(diào)節(jié)中濕球溫度的應用：由于這個參數(shù)比較容易量測，所以是測定工作中必須使用的參數(shù)。除此之外，可以利用濕球溫度來衡量使用噴水室、蒸發(fā)冷卻器、冷卻塔、蒸發(fā)式冷凝器等設備的冷卻和散熱效果，并判斷它們的使用范圍。（圖2-09）(3)

濕球溫度在h-d圖上的表示

(圖2-10)

2.2.3焓濕圖的應用

1.確定濕空氣狀態(tài)參數(shù)

2.表示濕空氣的狀態(tài)變化過程

（1）濕空氣的加熱過程（2）濕空氣的冷卻過程

（3）等焓減濕過程（4）等焓加濕過程（5）等溫加濕過程

幾種典型濕空氣的狀態(tài)變化過程（圖2-11）

h-d圖上各象限內(nèi)空氣狀態(tài)變化的特征3.確定兩種不同狀態(tài)空氣混合后的參數(shù)

可以采用兩種辦法確定兩種不同狀態(tài)的濕空氣混合后的狀態(tài)計算法:質(zhì)量和能量守恒方程,混合比圖解法

2.3濕空氣狀態(tài)參數(shù)的計算方法

1.溫度（K）

2.水蒸氣分壓力（Pa）

3.含濕量（kg/kg（干空氣））

4.濕空氣的比焓（kJ/kg）

5.相對濕度

6.密度和比體積（kg/m3）

空氣的通用性狀態(tài)參數(shù)空氣的特殊性狀態(tài)參數(shù)3.1

室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)3.1.1室內(nèi)空氣計算參數(shù)

1.舒適性空調(diào)的室內(nèi)空氣計算參數(shù)

在舒適性空調(diào)中，涉及到熱舒適標準與衛(wèi)生要求的室內(nèi)設計計算參數(shù)有6項：

溫度、濕度、新風量、風速、噪聲聲級、室內(nèi)空氣含塵濃度

《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》（GB/T18883-2002）規(guī)定的室內(nèi)空氣質(zhì)量標準（表3-01）

《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50736－2012）規(guī)定的舒適性空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)（表3-02）

《公共建筑節(jié)能設計標準》（GB14650189－2015）規(guī)定的公共建筑空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)計算參數(shù)（表3-03）

2.工藝性空調(diào)的室內(nèi)空氣計算參數(shù)

某些生產(chǎn)工藝過程所需的室內(nèi)空氣計算參數(shù)（表3-04）

3.1.2室外空氣計算參數(shù)

我國《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50736－2012）中規(guī)定選擇下列統(tǒng)計值作為室外空氣設計參數(shù)：

歷年平均不保證1天的日平均溫度作為冬季空調(diào)室外空氣計算溫度。用累年最冷月平均相對濕度作為冬季空調(diào)室外計算相對濕度。

用歷年平均不保證50小時的干球溫度作為夏季空調(diào)室外計算干球溫度。用歷年平均不保證50小時的濕球溫度作為夏季空調(diào)室外計算濕球溫度。用歷年平均不保證5天的日平均溫度作為夏季空調(diào)室外計算日平均溫度。3.2得熱量與冷負荷的關系

房間得熱量是指通過圍護結構進入房間的，以及房內(nèi)部散出的各種熱量。由兩部分組成：一是由于太陽輻射進入房間的熱量和室內(nèi)外空氣溫差經(jīng)圍護結構傳入房間的熱量;

另一部分是人體、照明、各種工藝設備和電氣設備散入房間的熱量。

按照現(xiàn)行的《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50736－2012）的規(guī)定，空調(diào)區(qū)的夏季計算得熱量，應根據(jù)下列各項確定：

通過圍護結構傳入的熱量。通過透明圍護結構進入的太陽輻射熱量。人體散熱量。照明散熱量。設備、器具、管道及其他內(nèi)部熱源的散熱量。食品或物料的散熱量。滲透空氣帶入的熱量

伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。

得熱量與冷負荷之間的關系照明得熱和實際冷負荷之間的關系得熱量、冷負荷與除熱量之間的關系建筑物內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)計算冷負荷組成框圖3.3圍護結構負荷計算方法3.3.1穩(wěn)態(tài)計算法

（公式3-3）3.3.2采用積分變換求解圍護結構負荷的不穩(wěn)定計算方法

采用積分變換法求解圍護結構的不穩(wěn)定傳熱過程，需要經(jīng)歷3個步驟：

①邊界條件的離散或分解

②求對單元擾量的響應

③對單元擾量的響應進行疊加。

3.3.3采用模擬分析軟件計算法

DOE-2

DOE-2是由美國能源部主持，美國勞倫斯伯克利國家實驗室開發(fā)，于1979年首次發(fā)布的建筑全年逐時能耗模擬軟件。ESP-r

ESP-r是由英國strathclyde大學于1977至1984年間開發(fā)的建筑與設備系統(tǒng)能耗動態(tài)模擬軟件。EnergyPlus

EnergyPlus是美國勞倫斯伯克利國家實驗室于20世紀90年代開發(fā)的商用、教學研究用的建筑熱模擬軟件。

DeST

DeST是清華大學建筑技術科學系建筑環(huán)境與設備研究所近20年研究開發(fā)的建筑熱環(huán)境模擬軟件。3.4空調(diào)區(qū)冷負荷的計算3.4.1冷負荷系數(shù)法計算冷負荷

圍護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法

(1)外墻和屋頂瞬變傳熱引起的冷負荷（公式3-4）

(2)內(nèi)圍護結構冷負荷（公式3-8）

(3)外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷（公式3-10）

2.透過玻璃窗的日射得熱形成冷負荷的計算方法(公式3-13)3.室內(nèi)熱源造成的冷負荷

（1）室內(nèi)熱源顯熱冷負荷

1)設備顯熱冷負荷（公式3-14）

2)照明設備冷負荷（公式3-21~3-22）

3)人體顯熱冷負荷（公式3-23）

4)食物顯熱冷負荷

（2）室內(nèi)熱源潛熱冷負荷

1）人體散濕形成的潛熱冷負荷（公式3-24）

2）敞開水面蒸發(fā)形成的潛熱冷負荷（公式3-26）

3.4.2諧波反應法計算冷負荷

1.外墻和屋面的傳熱冷負荷

外墻或屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠嬎銜r刻冷負荷Qτ(W)，可按（公式3-33）計算：

2.外窗的溫差傳熱冷負荷

通過室外空氣溫度直接求得各時刻外擾通過外圍護結構形成的冷負荷（公式3-34）

3.外窗的太陽輻射冷負荷

透過外窗的太陽輻射形成的計算時刻冷負荷Qτ(W)，應根據(jù)不同情況分別進行計算。（1）外窗無任何遮陽設施的輻射負荷（公式3-35）

（2）外窗只有內(nèi)遮陽設施的輻射負荷（公式3-36）

（3）外窗只有外遮陽板的輻射負荷（公式3-37）（4）外窗既有內(nèi)遮陽設施又有外遮陽板的輻射負荷（公式3-38）Tip:上述公式中有關參數(shù)具體數(shù)值取值及有關諧波反應法的內(nèi)容詳見《實用供熱空調(diào)設計手冊》（修訂版）。

3.4.3空調(diào)總冷負荷的確定

各個環(huán)節(jié)計算冷負荷中包括：

空調(diào)區(qū)的計算冷負荷;

空調(diào)建筑的計算冷負荷;

空調(diào)系統(tǒng)的計算冷負荷;

空調(diào)冷源的計算冷負荷。

空調(diào)區(qū)計算冷負荷的確定方法是：將此空調(diào)區(qū)的各分項冷負荷按各計算時刻累加，得出空調(diào)區(qū)總冷負荷逐時值的時間序列，之后找出序列中的最大值，即作為該空調(diào)區(qū)的計算冷負荷。

空調(diào)建筑的計算冷負荷應按不同情況分別確定。當空調(diào)系統(tǒng)末端裝置不能隨負荷變化而自動控制時，該空調(diào)建筑的計算冷負荷應采用同時使用的所有空調(diào)區(qū)計算冷負荷的累加值。當空調(diào)系統(tǒng)末端裝置能隨負荷變化而自動控制時，應將此空調(diào)建筑同時使用的各個空調(diào)區(qū)的總冷負荷按各計算時刻累加，

得出該空調(diào)建筑總冷負荷逐時值的時間序列，之后找出序列中的最大值（綜合最大值），即作為該空調(diào)建筑的計算冷負荷。Tip:

這里所謂的“空調(diào)建筑”，指的是一個集中空調(diào)系統(tǒng)所服務的建筑區(qū)域，它可能是一整幢建筑物，也可能是建筑物的一部分。集中空調(diào)系統(tǒng)的計算冷負荷應為以下5部分負荷的累加和:

1）系統(tǒng)所服務區(qū)域的空調(diào)建筑的計算冷負荷。2）該空調(diào)建筑的新風計算冷負荷。3）風系統(tǒng)由于風機、風管產(chǎn)生溫升以及系統(tǒng)漏風等引起的附加冷負荷。4）水系統(tǒng)由于水泵、水管、水箱產(chǎn)生溫升以及系統(tǒng)補水引起的附加冷負荷。5）當空氣處理過程產(chǎn)生冷、熱抵消現(xiàn)象時，尚應考慮由此引起的附加冷負荷。3.5空調(diào)區(qū)熱負荷計算空調(diào)區(qū)熱負荷的計算方法與采暖熱負荷的計算方法基本相同，不同之處主要有兩點：

①在選取室外計算溫度時，規(guī)定采用平均每年不保證一天的溫度值，即應采用冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度。

②當空調(diào)區(qū)有足夠的正壓時，不必計算經(jīng)由門窗縫隙滲入室內(nèi)冷空氣的耗熱量。根據(jù)《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50736－2012）圍護結構的耗熱量包括三部分：

圍護結構的基本耗熱量

圍護結構的附加耗熱量

圍護結構的高度附加率

3.6冷(熱)負荷的簡化算法3.6.1簡約計算法

冷負荷的簡約計算（公式3-40~3-41）3.6.2估算法

部分公共建筑的空調(diào)負荷概算指標Tip:

空調(diào)負荷概算指標，是指折算到建筑物中每平方米空調(diào)面積所需提供的冷負荷值。日本公布的部分建筑空調(diào)最大冷熱負荷概算表英國空調(diào)冷負荷概算美國空調(diào)冷負荷概算值3.7空調(diào)房間送風狀態(tài)的確定及送風量的計算3.7.1空調(diào)房間送風狀態(tài)的變化過程

由總熱量平衡確定送風量

由濕量平衡確定送風量

利用空調(diào)區(qū)的顯熱冷負荷和送風溫差來確定送風量送入室內(nèi)的空氣(送風)吸收熱、濕負荷的狀態(tài)變化過程（圖3-11）（公式3-46）

3.7.2夏季送風狀態(tài)的確定及送風量的計算

根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》（GB14650189-2015）和《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50736－2012）中的規(guī)定：舒適性空調(diào)的送風溫差

當送風口高度≤5m時，5℃≤△t≤10℃當送風口高度＞5m時，10℃≤△t≤15℃

確定空調(diào)系統(tǒng)的送風溫差時，必須和送風方式聯(lián)系起來考慮。

對混合式通風可加大送風溫差，但對置換通風方式，送風溫差不受限制。對于舒適性空調(diào)或夏季以降溫為主的工藝性空調(diào)，工程設計中經(jīng)常采用“露點”送風

工藝性空調(diào)的送風溫差和換氣次數(shù)選定送風溫差之后，即可按以下步驟確定送風狀態(tài)和送風量3.7.3冬季送風狀態(tài)的確定及送風量的計算

空調(diào)送風量一般是先確定夏季送風量，冬季既可采取與夏季相同風量，也可少于夏季風量。

冬季送風含濕量取值應與夏季相同冬季送風狀態(tài)點3.8新風量的確定和風量平衡最小新風量可由（公式3-48）計算確定

公共建筑主要空間的設計新風量3.8.1單個房間空調(diào)系統(tǒng)最小新風量的確定

新風量確定的順序4.1空氣熱濕處理原理按照空氣與進行熱濕處理的冷、熱媒流體間是否直接接觸，可以將空氣的熱濕處理分成兩大類。

直接接觸式：所謂直接接觸式是指被處理的空氣與進行熱濕交換的冷、熱媒流體彼此接觸進行熱濕交換。具體做法是讓空氣流過冷、熱媒流體的表面或將冷、熱媒流體直接噴淋到空氣中。

間接接觸式：間接接觸式則要求與空氣進行熱濕交換的冷、熱媒流體并不與空氣相接觸，而通過設備的金屬表面來進行的。

4.1.1直接接觸式熱濕處理原理（圖4-01）

溫差是顯熱交換的推動力水蒸氣分壓力差是潛熱交換的推動力焓差是總熱交換的推動力4.1.2間接接觸式(表面式)熱濕處理原理空氣與固體表面的熱交換是由于空氣與凝結水膜之間的溫差而產(chǎn)生的，質(zhì)交換則是由于空氣與水膜相鄰的飽和空氣邊界層中的水蒸氣的分壓力差引起的。而濕空氣氣流與緊靠水膜飽和空氣的焓差是熱、質(zhì)交換的推動力。

空氣通過表面換熱器的熱濕交換4.2

空氣凈化處理原理空氣的凈化處理按被控制污染物分為除塵式：處理懸浮顆粒物，包括無機和有機的顆粒物、空氣微生物及生物等。除氣式：處理氣態(tài)污染物，包括無機化合物、有機化合物和放射性物質(zhì)等。

4.2.1除塵式凈化處理原理

1．機械式凈化處理

（1）纖維過濾器的濾塵機理

1）攔截（或稱接觸、鉤?。┳饔脵C理

2）慣性作用機理

3）擴散效應機理

4）重力作用機理

5）靜電作用機理

（2）粘性填料（濾料）過濾器的濾塵機理

粘性填料過濾器的填料有金屬網(wǎng)格、玻璃絲（直徑約為20μm）、金屬絲等。填料上浸涂粘性油。當含懸浮微粒的空氣流經(jīng)填料時，沿填料的空隙通道進行多次曲折運動，微粒在慣性力作用下，偏離氣流方向，并碰到粘性油上被粘住，即被捕獲。

Tip:

粘性填料過濾器的過濾機理主要是塵粒的慣性和粘住效應的作用結果，篩濾作用是很小的。2．靜電式凈化處理

靜電過濾器的工作原理及結構圖4.2.2除氣式凈化處理原理

1．物理吸附法

物理吸附法通常采用多孔性、表面積大的活性炭、硅膠、氧化鋁和分子篩等作為有害氣體吸附劑，其中活性炭是空調(diào)系統(tǒng)中常用的一種吸附劑。

活性炭吸附凈化空氣的機理有物理吸附和化學吸附兩類。物理吸附的機理靠物質(zhì)分子之間的范德華力，當分子之間的距離在幾個納米之內(nèi)時，這種力將起作用。

化學吸附的機理需要借助化學反應，通過吸附質(zhì)和吸附劑之間的化學鍵力而引起。

2．光催化分解法

光催化技術是基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原能力而除去空氣中的污染物。

這種光致電子和空穴與周圍的水汽反應后生成氧離子和氫氧自由基，具有極強氧化能力的活性氧和氫氧自由基活性物質(zhì)能將空氣中的甲醛、苯、氨氣、硫化氫等有害物質(zhì)氧化分解成CO2和H2O。

3．離子化法

（1）負離子

（2）低溫等離子

4．臭氧法

臭氧在室內(nèi)空氣中的應用是借助將臭氧直接與室內(nèi)空氣混合或將臭氧直接釋放到室內(nèi)空氣中，利用臭氧極強的氧化作用，達到滅菌消毒的目的。由于將臭氧直接釋放到空氣中，整個室內(nèi)空間及該空間的所以物品周圍，都充滿了臭氧氣體，因而消毒滅菌范圍廣，其工作量也比消毒水噴灑和

擦洗消毒小得多，因而應用非常方便，常用于醫(yī)院、公共場所和家庭的滅菌消毒。

5．濕式除氣法（噴水室）

當粒徑較小時（1～5μm），微粒主要利用慣性碰撞、接觸阻留；微粒與液滴、液膜的接觸使微粒吸濕、增重、凝聚性增強，使微粒脫離氣流落入水中。對于1μm以下的微粒將主要通過擴散與液滴、液膜接觸，進而脫離氣流。

空氣洗滌器還可以利用水的吸附和吸收的機理凈化空氣中的有害氣體，即利用氣體污染物中不同組分在水中具有不同溶解度的性質(zhì)來分離分子狀態(tài)污染物，氣體能否被水吸收，關鍵在于氣相中吸收質(zhì)分壓力和液相中吸收質(zhì)的平衡分壓力。

6．組合空氣凈化技術

（1）光催化與吸附技術的組合（2）光催化與臭氧技術的組合（3）光催化與化學催化技術的組合

4.3空氣的熱濕處理過程4.3.1噴水室的處理過程（圖4-9）空氣與水直接接觸時各種過程的特點

在實際的噴淋過程中，噴水量總是有限的，空氣與水的接觸時間也不可能無限長空氣與水的實際處理過程

Tip:可見無論是在順流，還是在逆流的情況下，噴淋室里的空氣狀態(tài)變化過程都不是直線，而是曲線，而且如果接觸時間充分，在順流時空氣終狀態(tài)將等于水終溫；在逆流時，空氣終狀態(tài)將等于水初溫。不過在實際的噴淋室中，無論是逆流，還是順流,水滴與空氣的運動方向都不可能是純粹的逆流或順流，而是比較復雜的交叉流動。所以空氣的終狀態(tài)將既不等于水終溫，也不等于水初溫，對噴時也不等于水的平均溫度。此外，由于空氣與水的接觸時間不夠充分，所以空氣的終狀態(tài)也往往達不到飽和。冷卻干燥過程中空氣與水的狀態(tài)變化Tip:盡管在實際的噴水室中，空氣的狀態(tài)變化過程不是直線，但是因為在實際工作中，人們所關心的只是處理后的空氣終狀態(tài)，而不是狀態(tài)變化的軌跡，所以還是用連接空氣初、終狀態(tài)點的直線來表示空氣狀態(tài)的變化過程。

影響噴水室熱質(zhì)交換效果的主要因素4.3.2表面式換熱器的處理過程影響空氣冷卻器熱質(zhì)交換效果的因素表面式換熱器空氣處理過程4.3.3空氣加濕器的處理過程（圖4-13）4.3.4吸濕劑的處理過程（圖4-15）4.3.5空氣蒸發(fā)冷卻器的處理過程用于冷卻空氣的蒸發(fā)冷卻器有兩種基本形式———直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻。（圖4-16）4.3.6空氣處理的各種途徑

空氣處理的各種途徑各種處理過程各種空氣處理過程的內(nèi)容和處理方法4.4

空氣熱濕處理設備

4.4.1空氣熱濕處理設備的類型

直接接觸式:包括噴水室、蒸汽加濕器、局部補充加濕裝置以及使用液體吸濕劑的裝置等。

表面式（間壁式）:包括光管式、翅片管式和肋管式空氣加熱器及空氣冷卻器等。

4.4.2噴水室

按被處理空氣在噴水室內(nèi)的流速大小分為低速（2m/s～3m/s）和高速（3.5m/s～6.5m/s）兩類。

按噴水室內(nèi)空氣流動方向分為臥式（空氣流動為水平方向，水以順噴或逆噴方向噴出）和立式（空氣流動由下向上或由上向下，水由上向下噴出）兩類。

按制造噴水室外殼所用的材料分為金屬外殼和非金屬外殼（如玻璃鋼、磚砌或鋼筋混凝土）兩類。

噴水室的結構示意圖

(圖4-19

)

1.普通單級低速噴水室

噴水室是由外殼、底池、噴嘴與排管、前后擋水板和其它管道及其配件組成。

（1）擋水板（圖4-20）

Tip:

擋水板的過水量大小與擋水板的材料、形式、折角、折數(shù)、間距、噴水室截面的空氣流速以及噴嘴壓力等有關。

（2）噴嘴（圖4-21）

我國于20世紀50年代廣泛采用Y-1（仿原蘇聯(lián)）和3/8英寸噴嘴。20世紀60～70年代采用青島大噴嘴和BTL-1型（仿原西德）噴嘴。20世紀80年代后采用LUWA（仿瑞士）、NTL型和FL型噴嘴。20世紀90年代又開發(fā)了PX-1型、PY-1型和FD型三種大孔徑離心式噴嘴。其中PX-1型噴嘴是由西安工程大學（原西北紡織工學院）等單位開發(fā)研制的大霧化角強旋流離心式噴嘴。

流體動力式噴水室是撞擊流理論與技術在空調(diào)工程中的應用。撞擊流噴嘴的特點是防止堵塞；水膜霧化角可達1800，覆蓋面更寬且分散度均勻，在噴嘴密度較小的條件下，達到較高的熱濕交換效率；水流在直短管噴嘴中阻力小，與離心式噴嘴相比，所需的霧化水壓低，噴水量較少，降低風機和水泵的能耗，調(diào)節(jié)靈活，通過調(diào)節(jié)噴嘴間的距離，便可改變水膜的厚度，從而滿足粗噴和細噴的不同處理過程要求。靶式噴嘴比對噴式噴嘴便于加工和安裝，精度要求低，可避免對噴式噴嘴由于加工和安裝精度不夠，使兩短管不在同一軸線上，從而影響霧化效果的不足。撞擊流式噴嘴結構

某紡織廠采用PX-1型噴嘴的噴水室照片靶式噴嘴照片（3）噴水排管（圖4-25）

（4）噴水室外殼

（5）附屬裝置（6）噴水室定型產(chǎn)品

2.雙級低速噴水室（圖4-27）

Tip:這種使用同一水源的兩級噴水室，實際上是兩個單級噴水室在風路及水路兩方面串聯(lián)起來使用的，而且噴淋水與被處理空氣呈逆流流動（相當于一個逆流式換熱器），因此，具有熱濕交換效率高，被處理空氣的溫降、焓降較大，大大節(jié)約天然冷源水用量，且空氣的終狀態(tài)一般可達飽和等特點。

3.單級高速噴水室

瑞士某公司的高速噴水室

美國某公司的高速噴水室4.填料式噴水室

玻璃絲盒填料式噴水室

復合型填料式噴水室

4.4.3表面式換熱器

表面式換熱器包括空氣加熱器和空氣冷卻器兩類。

1．空氣加熱器

翅片管式空氣加熱器

光管式空氣加熱器

電加熱器2.空氣冷卻器

（1）空氣冷卻器的結構空氣冷卻器的構造圖

各種翅片管的構造（2）空氣冷卻器的安裝

1）空氣冷卻器可以垂直安裝，也可以水平安裝或傾斜安裝。

2）空氣冷卻器可以單臺或多臺組合使用，以滿足冷量的要求。

3）空氣冷卻器（或空氣換熱器）與冷媒（或熱媒）管路的連接也有并聯(lián)與串聯(lián)之分。滴水盤和排水管的安裝空氣冷卻器與冷媒管路的連接

（3）噴水式空氣冷卻器（圖4-42）

《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50736—2012)7.5.3規(guī)定:當利用循環(huán)水進行絕熱加濕或利用噴水提高空氣處理后的飽和度時,可采用帶噴水裝置的空氣冷卻器。（4）制冷劑直接膨脹式空氣冷卻器

《民用建筑供暖通風與空調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50736—2012)7.5.5規(guī)定:制冷劑直接膨脹式空氣冷卻器的蒸發(fā)溫度應比空氣的出口溫度至少低3.5℃,在常溫空調(diào)系統(tǒng)情況下,滿負荷時,蒸發(fā)溫度不宜低于0℃;低負荷時,應防止表面結霜?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)采用制冷劑直接膨脹式空氣冷卻器時,不得用氨作制冷劑。4.4.4空氣加濕器

1.等溫加濕型空氣加濕器

(1)干蒸汽加濕器

結構示意圖

實物照片

(2)電熱式加濕器

結構示意圖

實物照片

(3)電極式加濕器

結構示意圖

實物照片

2.等焓加濕型空氣加濕器(1)超聲波加濕器

結構示意圖

實物照片(2)離心式加濕器

結構示意圖

實物照片

(3)汽水混合式加濕器

結構示意圖

實物照片

(4)高壓噴霧式加濕器

結構示意圖

實物照片

(5)濕膜加濕器

結構示意圖

實物照片

國家空調(diào)設備檢驗中心對三種填料的檢驗結果

各種空氣加濕器的性能特點(表4-11)

4.4.5除濕機

1.冷凍除濕機（1）普通冷凍除濕機冷凍除濕機工作原理

冷凍除濕機內(nèi)空氣的狀態(tài)變化KQF－6型空氣除濕機

結構示意圖

實物照片

（2）調(diào)溫冷凍除濕機CT－20型調(diào)溫除濕機

調(diào)溫除濕機流程

調(diào)溫除濕機內(nèi)空氣的狀態(tài)變化

結構示意圖

實物照片

2.轉輪除濕機

結構示意圖

實物照片

3.熱管除濕機熱管除濕機有升溫型、調(diào)溫型和降溫型三種功能。調(diào)溫型熱管除濕機和降溫型熱管除濕機又有水冷和風冷兩種冷卻方式，可滿足用戶各種場合的需要。調(diào)溫型熱管除濕機具有升溫、調(diào)溫、降溫三種除濕功能。4.溶液除濕空調(diào)裝置

實物照片

帶有板式換熱器的溶液-空氣熱濕交換單元（圖4-62）四級串聯(lián)的空氣處理單元在h-d圖上的處理過程（圖4-64）

典型除濕方法的比較（表4-12）4.4.6空氣蒸發(fā)冷卻器

1.空氣蒸發(fā)冷卻器的分類

空氣蒸發(fā)冷卻器可分為直接蒸發(fā)冷卻器、間接蒸發(fā)冷卻器和復合蒸發(fā)冷卻器三種形式。

直接蒸發(fā)冷卻器適用于低濕度地區(qū)，如我國海拉爾——錫林浩特——呼和浩特——西寧——蘭州——甘孜一線以西地區(qū)（如甘肅、新疆、內(nèi)蒙、寧夏等省區(qū)）。間接蒸發(fā)冷卻器適用于低濕度地區(qū)和中等濕度地區(qū)，如我國哈爾濱——太原——寶雞——西昌——昆明一線以西地區(qū)。2.直接蒸發(fā)冷卻器

（1）蒸發(fā)式冷氣機

結構示意圖

實物照片

（2）組合式空氣處理機組的蒸發(fā)冷卻段（圖4-69）

（3）直接蒸發(fā)冷卻器填料性能

1）

氣流阻力最小。

2）

有最大的空氣－水接觸面積。

3）

氣流阻力、空氣－水接觸面積及水流等的均勻分布。

4）

能阻止化學或生物的分解退化。

5）

具有自我清潔空氣中的塵埃的能力。

6）

經(jīng)久耐用，使用周期性能保持穩(wěn)定。

7）

投資低。

3.間接蒸發(fā)冷卻器(1)板翅式間接蒸發(fā)冷卻器

結構示意圖

實物照片

(2)管式間接蒸發(fā)冷卻器

結構示意圖

實物照片

(3)熱管式間接蒸發(fā)冷卻器

結構示意圖

實物照片(4)轉輪式間接蒸發(fā)冷卻器實物照片(5)露點式間接蒸發(fā)冷卻器叉流式露點蒸發(fā)冷卻器原理圖

實物照片4.復合式蒸發(fā)冷卻器

（1）間接蒸發(fā)冷卻器+直接蒸發(fā)冷卻器冷卻塔供冷型間接蒸發(fā)冷卻器＋直接蒸發(fā)冷卻器(外冷型復合蒸發(fā)冷卻器)

結構示意圖

實物照片

其他形式間接蒸發(fā)冷卻器＋直接蒸發(fā)冷卻器(外冷型復合蒸發(fā)冷卻器)

圖4-83

(3)兩級間接蒸發(fā)冷卻器+直接蒸發(fā)冷卻器

外冷式間接蒸發(fā)冷卻器+內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻器+直接蒸發(fā)冷卻器

結構示意圖

實物照片兩級內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻器+直接蒸發(fā)冷卻器圖4-85

(3)間接蒸發(fā)冷卻器+機械制冷空氣冷卻器+直接蒸發(fā)冷卻器

圖4-86

實物照片5.空氣蒸發(fā)冷卻器的性能評價（1）直接蒸發(fā)冷卻器的性能評價

冷卻過程焓濕圖

公式

（2）間接蒸發(fā)冷卻器的性能評價

冷卻過程焓濕圖

公式

4.4.7空調(diào)排風熱回收裝置

1．空調(diào)排風熱回收裝置的類型

2．板式熱回收裝置圖4-90

3．轉輪式熱回收裝置圖4-91

4．熱管式熱回收裝置圖4-93

5．其它型式的熱回收裝置

熱回收裝置的效率常用空氣能量回收裝置性能和適用對象4.5

空氣的凈化處理設備

4.5.1

空氣凈化處理設備的類型

空氣凈化設備可按室內(nèi)污染物存在的狀態(tài)分為處理懸浮顆粒物的除塵式和處理氣態(tài)污染物的除氣式兩類。4.5.2

除塵式空氣凈化處理設備1.纖維過濾器

（1）過濾器的分類（表4-16）

（2）過濾器的性能指標

表征空氣過濾器性能的主要指標為過濾效率、過濾器阻力和容塵量。（3）常用過濾器的型式、濾材及性能（表4-17）

（4）過濾器的標準和效率檢測方法（5）常用空氣過濾器

1）粗效過濾器

尼龍網(wǎng)粗效過濾器的外形圖

板式過濾器的外形圖2）中效過濾器

袋式過濾器的外形圖

中效過濾器的外形圖

密褶式過濾器的外形圖

3）亞高效空氣過濾器

亞高效過濾器的外形圖

4）高效空氣過濾器

有隔板高效過濾器的外形圖

無隔板高效空氣過濾器過濾器的外形圖

2．駐極體靜電過濾器（纖維—靜電過濾器）

駐極體靜電過濾器的濾塵機理是利用濾料纖維本身帶電，通過荷電纖維（駐極體）的庫侖力實現(xiàn)對灰塵的捕獲。在駐極體靜電過濾器中極化的纖維通常帶有幾百甚至上千伏電壓，纖維間隙的電場可達每米幾十兆伏甚至更高，由于靜電的排斥作用使纖維擴散成網(wǎng)狀孔洞，間隙尺寸遠大于粉塵的尺寸，形成了纖維間距比粉塵尺寸大得多的開式結構。當灰塵經(jīng)過過濾器時，靜電力不僅能有效地吸引帶電粉塵，而且以靜電感應效應捕獲感應極化的中性粒子。

3．CosaTron（使帶電微粒中性化）裝置

CosaTron裝置設有3個具有污染物激勵概念的空間。第一個裝有CosaTron電極網(wǎng)的風管箱段，位于濾網(wǎng)和盤管之間,第二個是被進行空氣調(diào)節(jié)的空間，第三個是混氣箱空間。（圖4-106）4.慣性過濾器

進風筒、出風筒示意圖、排塵氣流、實物照片4.5.3除氣式空氣凈化處理設備1．活性炭過濾器（化學過濾器）

某活性炭標準過濾單元的外形圖

板（塊）式

多筒式

2.光催化過濾器（圖4-111）

5.1

空調(diào)系統(tǒng)的分類

1.按空氣處理設備的集中程度分類（1）集中式系統(tǒng)（2）半集中式系統(tǒng)（3）分散式系統(tǒng)

2.按負擔室內(nèi)熱濕負荷所用的介質(zhì)分類（1）全空氣系統(tǒng)（2）水—空氣系統(tǒng)（3）全水式系統(tǒng)（4）冷劑式系統(tǒng)

3.按系統(tǒng)風量調(diào)節(jié)方式分類（1）定風量系統(tǒng)（2）變風量系統(tǒng)

4.按系統(tǒng)風管內(nèi)風速分類

（1）低速系統(tǒng)（2）高速系統(tǒng)5.按熱量傳遞（移動）的原理分類（1）對流式系統(tǒng)（2）輻射式系統(tǒng)

6.就全空氣系統(tǒng)而言，按被處理空氣的來源分類（1）封閉式系統(tǒng)（2）直流式系統(tǒng)（3）混合式系統(tǒng)7.全空氣系統(tǒng)按向空氣調(diào)節(jié)區(qū)送風參數(shù)的數(shù)量分類（1）單風管系統(tǒng)（2）雙風管系統(tǒng)

《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50736—2012)7.3.5中規(guī)定:“全空氣空調(diào)系統(tǒng)宜采用單風管式系統(tǒng)冶。在“條文說明”中指出,“一般情況下,在全空氣空調(diào)系統(tǒng)(包括定風量和變風量系統(tǒng))中,不應采用分別送冷熱風的雙風管系統(tǒng),因該系統(tǒng)易存在冷熱量互相抵消現(xiàn)象,不符合節(jié)能原則;同時,系統(tǒng)造價較高,不經(jīng)濟。”空調(diào)系統(tǒng)分類圖5.2集中式空調(diào)系統(tǒng)《公共建筑節(jié)能設計規(guī)范》（GB14650189-2015）5.3.2規(guī)定：房間面積或空間較大，人員較多或有必要集中進行溫、濕度控制的空氣調(diào)節(jié)區(qū)，其空氣調(diào)節(jié)風系統(tǒng)宜采用全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不宜采用風機盤管系統(tǒng)。

集中式全空氣系統(tǒng)存在風管占用空間較大的缺點，但人員較多的空氣調(diào)節(jié)區(qū)新風比例較大，與風機盤管加新風等半集中式空氣－水式系統(tǒng)相比，多占用空間不明顯，人員較多的大空間空調(diào)負荷和風量較大，便于獨立設置空調(diào)風系統(tǒng)，因而不存在多空氣調(diào)節(jié)區(qū)共用集中式全空氣定風量系統(tǒng)難以分別控制的問題；集中式全空氣定風量系統(tǒng)易于改變新回風比例，必要時可實現(xiàn)全新風送風，能夠獲得較大的節(jié)能效果；且設備集中，便于維修管理。因此，推薦在影劇院、體育館等人員較多的大空間建筑中采用。集中式全空氣定風量系統(tǒng)易于消除噪聲、過濾凈化和控制空氣調(diào)節(jié)區(qū)溫濕度，且氣流組織穩(wěn)定，因此，推薦用于要求較高的工藝性空調(diào)系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)5.2.1一次回風式系統(tǒng)

1.夏季空氣處理過程一次回風式系統(tǒng)夏季處理過程

空氣處理過程空氣冷卻器或噴水室處理空氣所需的冷量的計算公式（公式5-4,5-7）

再熱器的加熱量為（公式5-5）

2.冬季空氣處理過程

（1）一次回風噴水室系統(tǒng)

南方地區(qū)：

無預熱器的一次回風式系統(tǒng)冬季處理過程

空氣處理過程表述

公式

北方地區(qū)：

新風經(jīng)過預熱后狀態(tài)點W'的比焓

北方寒冷地區(qū)：

有預熱器的一次回風式系統(tǒng)冬季處理過程（先混合后預熱）

空氣處理過程表述

公式

北方嚴寒地區(qū)：

有預熱器的一次回風式系統(tǒng)冬季處理過程（先預熱后混合）

空氣處理過程表述

公式（2）一次回風空氣冷卻器系統(tǒng)

南方地區(qū):

具有噴蒸汽加濕和再熱器的一次回風式系統(tǒng)冬季處理過程

空氣處理過程表述

公式

北方寒冷（或嚴寒）地區(qū):

具有預熱器、噴蒸汽加濕和再熱器的一次回風式系統(tǒng)冬季處理過程

5.2.2二次回風式系統(tǒng)

1.夏季空氣處理過程

二次回風式系統(tǒng)的夏季空氣處理過程

空氣處理過程表述

公式2.冬季空氣處理過程

（1）二次回風噴水室系統(tǒng)

寒冷地區(qū)：

二次回風式系統(tǒng)中噴水室的冬季空氣處理過程（先混合后預熱）

空氣處理過程表述

公式

嚴寒地區(qū)：

二次回風式系統(tǒng)中噴水室的冬季空氣處理過程（先預熱后混合）

空氣處理過程表述

（2）二次回風空氣冷卻器系統(tǒng)二次回風式系統(tǒng)中空氣冷卻器系統(tǒng)的冬季空氣處理過程（先混合后預熱）

空氣處理過程表述二次回風式系統(tǒng)中空氣冷卻器系統(tǒng)的冬季空氣處理過程（先預熱后混合）

空氣處理過程表述

二次回風式系統(tǒng)要不要預熱器的判別式

5.2.3直流式系統(tǒng)《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50736—2012)7.3.18

規(guī)定下列情況應采用直流式（全空氣）空調(diào)系統(tǒng)：

1）夏季空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)空氣比焓高于室外空氣比焓。

2）系統(tǒng)服務的各空氣調(diào)節(jié)區(qū)排風量大于按負荷計算出的送風量。

3）室內(nèi)散發(fā)有毒有害物質(zhì)，以及防火防爆等要求不允許空氣循環(huán)使用。

4）工藝要求采用直流式(全新風)空調(diào)系統(tǒng)。1.夏季空氣處理過程

夏季空氣處理過程（工藝性空調(diào)）

空氣處理過程表述

公式

夏季空氣處理過程（舒適性空調(diào)）

空氣處理過程表述

公式2.冬季空氣處理過程

（1）直流噴水室系統(tǒng)

直流噴水室系統(tǒng)冬季處理過程

空氣處理過程表述

公式

（2）直流空氣冷卻器系統(tǒng)

直流空氣冷卻器系統(tǒng)冬季處理過程

空氣處理過程表述

公式

5.2.4全空氣系統(tǒng)的劃分原則和分區(qū)處理1.全空氣系統(tǒng)的劃分原則（表5-1）

2.全空氣系統(tǒng)的分區(qū)處理

1)若甲、乙兩個房間允許采用不同的送風溫差時，可以用同一個機器露點而分室加熱的方法。

分室加熱空調(diào)系統(tǒng)

空氣處理過程表述2）若甲、乙兩個房間室溫相同,但相對濕度允許有偏差,此時可以采用相同的送風溫差和相同的機器露點。圖5-23

3）各房間室內(nèi)參數(shù)要求相同,Ex不同,但又要求送風溫差相同。

分區(qū)空調(diào)系統(tǒng)

空氣處理過程表述5.2.5全空氣系統(tǒng)設計中的幾個問題

1.單風機系統(tǒng)和雙風機系統(tǒng)及其選擇2.新風進風口面積、新風風管面積及新風口位置的確定

3.機器露點“L”的確定問題

4.擋水板過水問題

（圖5-25）

5.風機、風管溫升問題普通空調(diào)風機溫升一般按0.5~1.0℃計,高壓空調(diào)按10~15℃計。風管溫升大小與風管尺寸,保溫情況以及風管內(nèi)外溫差有關

。5.2.6

全空氣系統(tǒng)的空氣處理機組1.組合式空氣處理機組(AirHandlingUnit，AHU)（1）組合式空氣處理機組的分類

1）按對空氣進行熱濕處理的方式分類

①具有噴水室的組合式空氣處理機組

②具有空氣冷卻器和噴蒸汽（或噴高壓水）加濕的組合式空氣處理機組③具有直接式和間接式蒸發(fā)冷卻的組合式空氣處理機組

2）按空氣處理機組外殼所用的材料分類

①金屬空氣處理機組

②非金屬空氣處理機組

3）按用途分類

①恒溫恒濕空氣處理機組

②凈化空氣處理機組

③某些行業(yè)專用空氣處理機組

④普通空氣處理機組

4）按各功能段的排列順序與被處理空氣流動方向的相互關系分類

①左式

②右式

（2）組合式空氣處理機組各功能段的特點

1）回風段

2）新風段或新回風混合段

3）回風機段

4）回風調(diào)節(jié)段

5）粗效過濾段

6）加熱段

7）噴水段

8）冷卻段或冷卻擋水段

9）噴水式冷卻段

10）冷卻加熱段

11）蒸發(fā)冷卻段

12）二次回風段13）加濕段

14）送風機段

15）中效過濾段或亞高效過濾段16）消聲段,17）送風段18）中間段19）均流段

（3）工程上常見的組合式空氣處理機組

1）一次回風式單風機系統(tǒng)

a.具有空氣冷卻器和噴干蒸汽（或噴高壓水霧）加濕的組合式空氣處理機組。

圖5-27a所示為采用夏、冬季兼用的冷卻

加熱段和噴蒸汽加濕段處理空氣

空氣處理過程表述

夏季h-d圖

冬季h-d圖如果冬季采用噴高壓水霧加濕空氣，則將圖5-27a中的干蒸汽加濕段取消，在冷卻加熱段前設高壓噴霧段?？諝馓幚磉^程

北方寒冷地區(qū)：應將預熱器和空氣冷卻器分開設置,如圖5-27b

所示空氣處理過程

對于北方嚴寒地區(qū),應將新風先預熱至5℃后,再與回風相混合,然后經(jīng)由粗效過濾器過濾,進入后續(xù)的處理。因此,將預熱段設在新風進入之后。

b.具有噴水室的組合式空氣處理機組（圖5-28）

空氣處理過程表述

夏季h-d圖

冬季h-d圖

2）一次回風式雙風機系統(tǒng)

a.具有空氣冷卻器、再熱器和噴蒸汽加濕的重疊式組合式空氣處理機組。（圖5-29）

夏季h-d圖

冬季h-d圖

該機組適用于空調(diào)機房面積緊張但機房高度較高的場合。

b.具有空氣冷卻器、再熱器、噴蒸汽加濕器并具有能量回收段的組合式空氣處理機組。（圖5-30）夏季h-d圖

冬季h-d圖該機組適用于機房面積充裕的場合。

3)二次回風式單風機系統(tǒng)

具有預熱段、冷卻擋水段、噴蒸汽加濕段和再熱段的組合式空氣處理機組。（圖5-31）空氣處理過程表述

夏季h-d圖

冬季h-d圖

該空調(diào)機組主要適用于北方寒冷地區(qū)有恒溫凈化要求的工藝性空調(diào)。

4)二次回風式雙風機系統(tǒng)

具有噴水段和再熱段的組合式空氣處理機組（圖5-32）空氣處理過程

夏季h-d圖

冬季h-d圖該空調(diào)機組主要適用于南方地區(qū)的工藝性空調(diào)。（4）組合式空氣處理機組的選擇

1）給出制造廠家提供組合式空氣處理機組所需功能段的組合示意圖。2）參照組合式空氣處理機組的操作面規(guī)定。3）空氣冷卻器、加熱器和消聲器前，必須設置過濾器（段），以保持換熱器和消聲器表面清潔。4）噴水段、冷卻段等，除已有排水管接至空調(diào)機組之外，還應考慮排水需要的水封裝置及應有的水封高度。5）選用噴水室段時，應說明幾級幾排。6）選用冷卻器、加熱器（段）時，應注明形式和排數(shù)，使用的冷（熱）媒性質(zhì)、溫度和壓力等。7）選用噴蒸汽加濕器要說明加濕量、供汽壓力和控制方法。

8）選用風機段要說明風機的型號、規(guī)格、安裝形式、出風口位置。

9）注明各風口接口的位置、方向和尺寸，送、回風閥的形式、規(guī)格，采用的控制方式。

10）需要留出的觀察孔及儀表安裝孔位置和個數(shù)，風機供電的引線位置、走向。

11）機組的基礎應高出室內(nèi)地坪足夠高度,以便排除冷凝水和放空設備底部存水。基礎四周應設有排水溝或地漏

12)機組四周或布置多臺機組時，應留出足夠的操作和檢修空間。

13)考慮機組防腐性能，箱體材料宜選用鍍鋅鋼板、玻璃鋼或其他合適的材料。

14)參照機組漏風率標準。

2.整體式空氣處理機組（1）立式空氣處理機組

1)單風機普通機組（圖5-33）

空氣處理過程表述

2)雙風機凈化機組（圖5-34）（2）臥式空氣處理機組（圖5-35）（3）新風機組（圖5-36）

（4）柜式空調(diào)機組

1）吊掛（頂）式柜式機組（圖5-39）

2）臥式柜式機組（圖5-40）

3）立式柜式機組（圖5-42）

4）臥式增壓型柜式機組（圖5-44）

5）變風量柜式機組

6）商場用柜式機組（圖5-45）

7）柜式機組的應用5.3水—空氣系統(tǒng)

(風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng))風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)具有各空氣調(diào)節(jié)區(qū)可單獨調(diào)節(jié),比全空氣系統(tǒng)節(jié)省空間,比帶冷源的分散設置的空氣調(diào)節(jié)器和變風量系統(tǒng)造價低廉等優(yōu)點。目前,仍在賓館客房、辦公室等建筑中大量采用。因此,《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50736—2012)推薦使用。1.風機盤管系統(tǒng)的新風供給方式

“加新風系統(tǒng)”是指新風需經(jīng)過處理，達到一定的參數(shù)要求，有組織地直接送入室內(nèi)。如果新風風管與風機盤管吸入口相接或只送到風機盤管的回風吊頂處，將減少室內(nèi)的通風量，當風機盤管風機停止運行時，新風有可能從帶有過濾器的回風口吹出，不利于室內(nèi)衛(wèi)生；新風和風機盤管的送風混合后再送入室內(nèi)的情況，送風和新風的壓力難以平衡，有可能影響新風量的送入；因此，推薦新風直接送入室內(nèi)。

2.風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)的特點

1）與直流系統(tǒng)相比，節(jié)省能源。2）與集中式空調(diào)系統(tǒng)相比，可進行局部區(qū)域的溫度控制。3）可部分節(jié)省整個大樓空調(diào)系統(tǒng)的電氣安裝容量。4）由于風機盤管體積較小，結構緊湊，因此布置較為靈活。

5）由于各空調(diào)房間都設有風機盤管，因此其臺數(shù)較多，導致檢修和日常維護工作量增加。

6）水管進入室內(nèi)，要求施工嚴格。

7）與室內(nèi)裝修有時可能會存在一定的矛盾。

8）室內(nèi)空調(diào)噪聲主要取決于風機盤管本身的質(zhì)量。

9）每個風機盤管必須接凝結水管。

10）與全空氣系統(tǒng)相比，有可能延長冷水機組的運行時間而耗能。3.風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理過程

(1)新風處理到室內(nèi)狀態(tài)的等焓線

1）夏季空氣處理過程（圖5-46）

空氣處理過程表述

2）冬季空氣處理過程（圖5-47）

空氣處理過程表述(2)新風處理到室內(nèi)狀態(tài)的等含濕量線（圖5-48）(3)新風處理到低于室內(nèi)空氣的含濕量線（圖5-49）

4.風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)的新風、排風系統(tǒng)設計

(1)新風系統(tǒng)設計以旅館類建筑為例，新風系統(tǒng)按系統(tǒng)的大小來分，有小系統(tǒng)和大系統(tǒng)之分。小系統(tǒng)一般管轄30～50間客房；大系統(tǒng)要管轄150～250間客房。

(2)排風系統(tǒng)設計排風系統(tǒng)按其規(guī)?？煞譃樾∠到y(tǒng)和大系統(tǒng)。小系統(tǒng)的豎風管一直延伸到屋面與屋頂風機相接，一般可帶動40～60間衛(wèi)生間的排風；大系統(tǒng)一般利用中間某層或頂層吊頂空間布置水平排風干管，將豎風管的排風匯集起來，通過豎井與頂層排風機房的排風風機相接排出室外。

5.設計風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)時應注意的主要問題

1）如果吊頂?shù)目臻g不能滿足凝結水管坡度（i≥0.01）的要求，將會造成無坡甚至反坡。2）在風機盤管與冷熱水管接管上的手動與電動水閥下邊應做集水盤。

3）風機盤管選配不當，會導致房間噪聲太大。

6.風機盤管機組（FanCoilUnit——FCU）

（1）風機盤管機組的分類

1）按空氣流程形式分類

a.吸入式：吸入式的特點為風機位于盤管的下風側，空氣先經(jīng)盤管處理后，由風機送入空調(diào)房間。

b.壓出式：即風機處于盤管的上風側,風機把室內(nèi)空氣抽入,壓送至盤管進行冷、熱交換,然后送入空調(diào)房間。2）按其安裝形式分類

a.立式明裝（圖5-50）

b.臥式明裝（圖5-51）

c.立式暗裝（圖5-52）

d.臥式暗裝（圖5-53）

e.吸頂式(嵌入式或頂棚式)（圖5-54）

f.立柱式

立柱式明裝機組

立柱式暗裝機組

3）按水管的接管方向分類

a.左式：人面對機組的出風口，接管在左側的稱為左式（左進水）

b.右式：人面對機組的出風口，接管在右側的稱為右式（右進水）4）按運行工況分類

a.濕工況式

b.干工況式

貫流型干式風機盤管

風機盤管的類型、特點和適用范圍（2）臥式暗裝機組的布置方式

1）將機組設在人行小通（過）道的吊頂內(nèi)（圖5-58）

2）將機組設在沿內(nèi)墻布置的局部吊頂內(nèi)（圖5-59）

3）將機組設在房間吊頂?shù)闹胁浚▓D5-60）

4）高靜壓型臥式暗裝機組的布置（圖5-61）

（3）風機盤管機組的選擇

1）對嚴寒地區(qū)，應以房間的冬季供熱負荷為依據(jù)，選取風機盤管機組的型號，再校核夏季的供冷量。

2）選擇風機盤管時要考慮到人體的舒適感范圍比較寬，為滿足不同人員對溫、濕度的不同要求，有一個適當?shù)撵`活調(diào)節(jié)范圍是必要的。

3）選定機組后，應使機組的全冷量和顯冷量均能滿足空調(diào)區(qū)的要求。

4）除了機組冷量滿足空調(diào)區(qū)的要求外，還應該校核機組的額定風量是否滿足要求。

風機盤管選擇用線算圖5.4分散式系統(tǒng)5.4.1

分散式系統(tǒng)的分類（表5-4）（表5-4續(xù)1）（表5-4續(xù)2）

5.4.2常用的局部空調(diào)機組

（圖5-63ab）（圖5-63cde）5.4.3單元式空調(diào)機

單元式空氣機的分類

圖5-645.4.4空調(diào)機組的性能和應用

（1）空調(diào)機組的能效比（EER），亦即性能系數(shù)

1）制冷工況

2）制熱工況

制熱季節(jié)性能系數(shù)（HSPF）（2）空調(diào)機組的選定

根據(jù)空調(diào)區(qū)的總冷負荷(包括新風負荷)和h-d圖上處理過程的實際要求,查空調(diào)機組的特性曲線或性能表(不同進風濕球溫度和不同冷凝器進水或進風溫度下的制冷量),使冷量和出風溫度符合工程設計的要求。6.6蓄冷(熱)空調(diào)系統(tǒng)6.7低溫送風空調(diào)系統(tǒng)6.

8凈化空調(diào)系統(tǒng)6.9溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)6.10蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)6.1

變風量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)6.1.1VAV系統(tǒng)的分類1）按照它所服務的區(qū)間來分：

單區(qū)系統(tǒng)和多區(qū)系統(tǒng)2）按照空調(diào)機組所采用的送風管道的數(shù)目來分：單風管變風量系統(tǒng)和雙風管變風量系統(tǒng)3）按照風機風量是否可以變化來分“真”變風量系統(tǒng)（VAV）;“準”變風量系統(tǒng)（BVV）4）按照變風量箱的結構形式和調(diào)節(jié)原理來分

節(jié)流型、風機動力型、旁通型和雙風管型5）根據(jù)建筑物的內(nèi)部區(qū)和外區(qū)供暖方式不同來分6.1.2VAV末端裝置（變風量箱）按VAV末端裝置的功能劃分：

常用VAV末端裝置的分類及應用范圍（表6–1）

1）風機動力型VAV末端裝置

（FanPoweredBox--FPB）（圖6-1）2）節(jié)流型VAV末端裝置

單葉風閥變風量箱；空氣閥變風量箱6.1.3VAV系統(tǒng)的組成與形式1.VAV系統(tǒng)的組成

（1）空氣處理設備（2）送（回）風系統(tǒng)

（3）末端裝置（變風量箱）

（4）自動控制儀表2.VAV系統(tǒng)的形式（1）單風管變風量空調(diào)系統(tǒng)單風管變風量空調(diào)系統(tǒng)原理圖（僅設送風機）（圖6-3）單風管變風量空調(diào)系統(tǒng)的原理圖（設送、回風機）（圖6-7）（2）具有風機動力型變風量箱的一次風變風量系統(tǒng)（圖6-8）

（3）多風機變風量系統(tǒng)（圖6-10）一次回風變風量系統(tǒng)

二次回風變風量系統(tǒng)6.1.4VAV系統(tǒng)的特點（1）分區(qū)溫度控制

（2）設備容量減小，運行能耗節(jié)?。?）房間分隔靈活;（4）維修工作量少6.1.5VAV系統(tǒng)設計（1）內(nèi)、外分區(qū);（2）空氣處理裝置（3）系統(tǒng)風量的確定;（4）噪聲控制6.1.6VAV系統(tǒng)與其他常用集中冷熱源舒適性空調(diào)系統(tǒng)比較（表6-2）6.2水—空氣輻射板空調(diào)系統(tǒng)6.2.1

輻射板的分類1“混凝土核心”結構(ConcreteCore,簡稱C型)（圖6-13）2.“三明治”結構（Sandwich,簡稱S型）（圖6-14）3.“冷網(wǎng)格”結構（CoolingGrid,簡稱G型）（圖6-15）4.“雙層波狀不銹鋼膜”結構（TwoCorrugatedStainlessSteelFoils，簡稱F型）（圖6-16）5.“多通道塑料板”結構（Multi-ChannelPlasticPanel，簡稱P型）（圖6-17）6.2.2水—空氣輻射板空調(diào)系統(tǒng)的組成與形式1組成：由新風系統(tǒng)和水系統(tǒng)所組成2形式：冷水機組供冷和冷卻塔供冷相結合的冷卻吊頂水系統(tǒng)（圖6-18）用混合法制備冷卻吊頂冷水的水系統(tǒng)（圖6-19）6.2.3水—空氣輻射板空調(diào)系統(tǒng)的特點（表6-3）6.2.4水—空氣輻射板空調(diào)系統(tǒng)的設計

1）確定室內(nèi)設計參數(shù)。2）計算空調(diào)區(qū)的顯熱、潛熱冷負荷。3）根據(jù)建筑結構特點和使用要求及技術經(jīng)濟比較確定輻射板形式。

4）根據(jù)輻射供冷需承擔的負荷量和輻射板單位面積供冷能力計算輻射板面積。

5）根據(jù)輻射板的設計供冷量、管徑及室內(nèi)空氣露點溫度確定冷媒參數(shù)。

6）根據(jù)風系統(tǒng)要承擔的負荷及人體舒適條件確定送風量、送風溫度、送風速度等參數(shù)。7）冷源選用。冷卻吊頂空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理過程與計算方法（表6-4）6.2.5空氣－水輻射空調(diào)系統(tǒng)與其他HVAC系統(tǒng)的能耗比較（表6-5）6.3

變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)主要工作原理：

室內(nèi)溫度傳感器控制室內(nèi)機制冷劑管道上的電子膨脹閥，通過制冷劑壓力的變化，對室外機的制冷壓縮機進行變頻調(diào)速控制或改變壓縮機的運行臺數(shù)、工作氣缸數(shù)、節(jié)流閥開度等，使系統(tǒng)的制冷劑流量變化，達到制冷或制熱兩種方式隨負荷變化而改變供冷量或供熱量的目的。（圖6-20）6.3.1多聯(lián)機系統(tǒng)的分類（表6-6）6.3.2多聯(lián)機系統(tǒng)的特點（1）節(jié)能（2）節(jié)省建筑空間（3）施工安裝方便、運行可靠（4）滿足不同工況的房間使用要求6.3.3多聯(lián)機系統(tǒng)的設計（1）系統(tǒng)的確定（2）選擇室內(nèi)機（3）選擇室外機（4）多聯(lián)機系統(tǒng)設置（5）多聯(lián)機系統(tǒng)新風問題多聯(lián)機系統(tǒng)設計流程圖(圖6-21)6.3.4多聯(lián)機系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)比較（表6-7）6.4戶式集中空調(diào)系統(tǒng)戶式集中空調(diào)系統(tǒng)(亦稱戶式中央空調(diào)系統(tǒng)或家用中央空調(diào)系統(tǒng))是介于傳統(tǒng)集中式空調(diào)系統(tǒng)和家用房間空調(diào)器之間的一種新形式,是隨著住房條件的改善和生活質(zhì)量的提高而逐漸發(fā)展起來的一種空調(diào)新潮流。6.4.1戶式集中空調(diào)系統(tǒng)的類型和特點

風管式系統(tǒng)（圖6-22）

冷熱水式系統(tǒng)（圖6-23）6.4.2戶式集中空調(diào)系統(tǒng)常見的型式1.戶式集中空調(diào)全空氣系統(tǒng)2.戶式集中空調(diào)變風量系統(tǒng)（rVAV）3.戶式集中空調(diào)風機盤管系統(tǒng)4.戶式集中空調(diào)蒸發(fā)冷凝式空調(diào)系統(tǒng)（圖6-26）6.4.3戶式集中空調(diào)系統(tǒng)的設計1.風管式空調(diào)系統(tǒng)設計2.冷熱水式空調(diào)系統(tǒng)設計3.制冷劑空調(diào)系統(tǒng)設計6.4.4幾種常用戶式集中空調(diào)機組的比較（表6-9）6.5熱泵空調(diào)系統(tǒng)6.5.1空氣源熱泵（ASHP)空調(diào)系統(tǒng)1.

空氣源熱泵機組的分類（1）空氣源熱泵機組按其供冷（熱）的方式分類:冷（熱）水機組,直接蒸發(fā)式空調(diào)機組（2）按其采用的壓縮機類型分類:往復式制冷壓縮機組,螺桿式制冷壓縮機組,渦旋式制冷壓縮機組（3）按其結構形式分類:整體式,組合式,模塊式熱泵機組

2.熱泵機組的設計（1）熱泵機組容量確定

;（2）熱泵機組的布置

（3）輔助加熱方式

;（4）熱泵機組的噪聲與振動6.5.2水源熱泵（WSHP)空調(diào)系統(tǒng)按使用側換熱設備的形式分為：冷熱風型水源熱泵機組冷熱水型水源熱泵機組。按冷熱源類型分為：水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)地下水式水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)地下環(huán)路式水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)6.6蓄冷(熱)空調(diào)系統(tǒng)6.6.1

蓄冷系統(tǒng)的分類6.6.2水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)6.6.3冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)6.6.4蓄熱空調(diào)系統(tǒng)6.6.1

蓄冷系統(tǒng)的分類1.分類（圖6-32）2.蓄冷介質(zhì)的選用（1）水：利用水溫變化儲存的顯熱量[4.184kJ／(kg·K)]——顯熱式蓄冷

（2）冰：利用冰的溶解潛熱儲存冷量(335kJ／kg)——潛熱式蓄冷（3）共晶鹽：無機鹽與水的混合物稱為共晶鹽6.6.2水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)1.水蓄冷系統(tǒng)的分類：開式流程開閉式混合流程2.水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的組成和型式（圖6-33）3.水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的特點（1）水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點：