第10章 中央空调系统简介

让被处理的空气流经喷水室受水喷淋,通过控制喷淋的水 温,使空气降温去湿或升温加湿。表面式换热器基本结 构是一组加肋的金属盘管。盘管中通入热水,使流经盘 管外的空气升温,风机使送出热风;盘管中通入冷水或制 冷剂时,可使流经盘管外的空气降温,风机使送出冷风。 当盘管中冷水温度或制冷剂蒸发温度较低时,使盘管表面 温度低于被处理的空气露点温度时,空气中的部分水蒸 气会在盘管外表面上凝结为露水而析出,使空气去湿。 风机盘管等非独立式空调器的盘管就是表面式换热器,在 夏季盘管中通入冷水作表面式空气冷却器(又称水冷式 表冷器);在冬季盘管中通入热水作表面式空气加热器。 各种独立式空调器是由其制冷系统中的蒸发器兼作空气表 冷器的,称为直接蒸发式表冷器。
按水系统中水泵设置情况,仅在冷（热）源侧设置的称为单式水泵 系统（不要误解为只有一台水泵）,若在冷（热）源侧和负荷侧 都设置的称为复式水泵系统,如10-3所示。 大型建筑各分区负荷变化规律不一和供水作用半径相差悬殊时,宜 采用复式水泵系统,一般情况宜采用单式水泵系统。总之,一般建 筑物的普通舒适性中央空调,其冷（热）水系统常采用单式水泵 、变水量调节、双管制的闭式系统,并尽可能为同程式或分区同 程式,可参见图10-16所示。
10.2 任务二：空调系统分类及其特点
任务描述 结合周围生活及生产中的空调系统实例,再加上多媒体教学的辅助 作用,使学生了解空调系统分类、特点，并学会选用空调系统的 能力。 10.2.1 空调系统根据空气处理设备的集中程度分类 按空调处理设备的设臵情况不同,空调系统可分为集中式系统、半 集中式系统和局部式系统。 1.集中式空调系统 （1）概念:集中式系统就是所有空气处理设备（加热器、冷却器、 加湿器、过滤器等）,以及通风机全部都集中设臵在专用空调机 房内,空气经处理后由送风管送入各空调房间,因而较适用于面积 很大的单个空调空间,如影剧院、体育馆、大会堂、展览馆、商 场、舞厅、会议室等场合。对于普通舒适性空调, “设计规范” 推荐采用单风管式、定风量、一次回风式的集中式空调系统。 图10-4 是集中式空调系统的空调机房示意图。
按并联于供水干管和回水干管间各风机盘管的循环管路总长是否相 等,冷（热）水系统又分为异程式和同程式,如下图l0-2 a、b所示 。
a同程式供水和回水干管示意图 b 异程式供水和回水干管示意图
异程式管路配置简单,省管材,但各管路阻力不等,初调困难;同程式 各并联环路管长相等,阻力大致相同,便于初调,所以工程上,多采用同 程式或分区同程式水系统。 按水量调节方式,水系统可分为定水Fra Baidu bibliotek系统和变水量系统。定水量 系统中的水量不变,通过改变供回水温差来适应房间负荷的变化。 变水量系统则保持供、回水的温度不变,通过改变空调负荷侧的水 流量来适应房问负菏的变化。为使供、回水量平衡,变水量系统在 分水器与集水器之间没旁通管,由压差电动二通阀进行调节,可参见 图10-16所示。 当全系统只设一台冷水机组时,宜采用定水量系统;有 二台以上冷水机组时,宜设置变水量系统。
10.1.1 中央空调系统的任务
就是创造一个满足人们生活和生产工艺所需要的空气环境,使 环境空气的温度、湿度、风速和洁净度等参数控制在一定范围内。 其中，人们把为了满足生产工艺所需要的空调系统称为工艺性 空调,它以生产工艺或科学实验为主要对象；把为了满足人的舒适 要求的空调系统称为舒适性空调, 它以人为主要对象。 冷冻水 冷冻水
图10-1 是集中式空调系统的冷热源机组示意图。
4. 水系统
水系统有冷（热）水系统、冷却水系统和冷凝水排放系统。 （1）冷（热）水系统 冷(热)水系统:将冷水机组的蒸发器(或热水器)、非独立式空调器 的换热盘管、冷(热)水泵等用冷(热)水供、回水管连接成封闭的 冷(热)媒水循环系统。在水系统的最高位臵应设臵膨胀水箱,以 适应水温变化引起的水体积变化,也便于给系统补充水。 冷（热）水系统有多种分类方式，对任一空调末端装臵——非独立 式空调设备而言，只设一根供水管和一根回水管的，称为双管制 系统，一般建筑物多采用双管制系统；设二根供水管和二根回水 管的，称为四管制系统，四管制系统的换热器有冷、热水两组盘 管，适用于舒适性要求很高的建筑物； 水循环管路中，无开口的系统称为闭式系统，末端水管与大气相通 的称为开式系统，两者相比较，闭式系统耐腐性好，水泵所需扬 程小、能耗小，因此应用广泛。
a.单式系统
b.复式系统
图10-3 单式和复式水泵系统
（2）冷却水系统 水冷式冷水机组的冷凝器是用冷却水来冷却的,它是 由冷却水管将冷凝器、冷却塔、冷却水泵串联起来的开式 循环系统。一般清况下,一台冷水机组配备一台冷却塔和 一台冷却水泵;二台冷水机组常设三台冷却水泵,其中,有 一台是备用泵。多台冷却塔并联运行时,各冷却塔的进水 管都应设调节阀,并用均压管联接冷却塔的接水盘。 （3）冷凝水排放系统 风机盘管系统的空调凝结水排放是半集中式空调系统 必须解决的问题,因为在夏季,风机盘管表面温度通常低于 被处理空气的露点温度,因此,在风机盘管底部装有接水盘, 并用凝结水管将分散的风机盘管接水盘和下水管连接起来, 以便及时排除凝结的露水。须注意冷凝水管也应包保温层, 以防止管外结露。
空 调 末 端
膨胀阀 蒸 发 器
制冷剂
冷却水
冷 却 塔
冷 凝 器 压缩机
空调制冷系统流程示意图
10.1.2 中央空调系统的总体组成 典型的空调方法是将经过空调设备处理到一定参数的空气 送人室内,同时从室内排出相应量的空气,使室内空气参 数保持在一定范围内。因而中央空调系统组成如下： 1、空气处理设备 由空气过滤器、空气冷却器、空气加热器、空气加湿器、 空气消声器及风机等组成。其作用是将空气过滤和进行 热湿处理(降温去湿或升温加湿),使之达到符合要求的 送风状态点后,由风机送入空调房间。 对空气进行热湿处理的设备有 喷水室和表面式换热器两种,采用表面式换热器的居多。
第二篇 中央空调系统运行与管理
冷却塔 冷却水 热量
环境
冷冻机
空气
冷冻水
新鲜空气
空调箱
空气
第10章 中央空调系统简介
10.1 任务一：
10.2 任务二：
中央空调系统任务和总体组成 空调系统分类及其特点 空调系统的选择
10.1 任务三：
第10章 中央空调系统简介
教学情境 在中央空调实训室实践教学，使学生在配备有空气热湿处理设备、 空气净化设备、空气输送设备、风机盘管、中央空调系统模型； 常用工具、仪表齐全等条件下实习，指导学生了解和认识中央空 调系统的组成和基本工作原理。 再在教室进行多媒体理论教学，指导学生掌握中央空调系统的任务 和组成，中央学习空调系统各部分结构特点及作用，了解空调系 统的分类、特点及使用场所。 10.1 任务一：中央空调系统任务和总体组成 任务描述 结合实训室的设备,使学生认识了解中央空调系统的任务及各部分 结构的作用,初步了解中央空调系统总体的特点,并加上多媒体教 学的辅助作用,使学生进一步掌握空调系统的任务和总体组成。
2、空气输送设备 包括通风机、风管、风阀、送风口、回风口等。 主要作用是把经过处理达到符合要求状态点的空气送入各 个空调房间,并从房间内抽回或排徐相应量的室内空气, 同时合理的布臵空调房间内送风口和回风口,保证工作 区内形成合理的气流组织,使空调房间工作状态均匀分 布,达到所需要的空气温度、湿度、流速和洁净度。 3、冷热源机组 冷源是用来生产冷水,提供“冷能”以冷却送风空气,目前 常用的有蒸气压缩式冷水机组和溴化锂吸收式冷水机组 。 热源则是用来生产热水,提供“热能”以加热送风空气。 常用的热源有提供蒸汽或热气的锅炉,电热水器、热泵(
6.自动控制系统 为了提高空调系统运行质量,确保安全,节约能耗与人 员及降低工人劳动强度,使空调有良好的效果,对于中央空 调系统及对空调精度要求较高或室内负荷变大较大的空调 系统,均应采用自动控制运行调节。 自动控制装臵由对被调节对象(如温度、湿度、压力 等)的敏感元件、调节器、执行机构和调节机构等组成。 它能自动检测出由于干扰引起的被调各参数实际值和给定 值的偏差,并通过自动调节来控制各参数的偏差值,使之处 于允许的波动范围之内。 此外,自动控制系统应包括空调设备的开停先后顺序 控制、适时切断控制及连锁保护控制等。
图10-4 集中式空调系统的 空调机房示意图
集中式系统的室内负荷,全部由经过处理的空气来负担,因此也称为 全空气系统,其特点是风道截面积大,占用建筑空间多。 集中式系统由空气处理设备、送风设施、回风设施、排风设施、新 风设施以及调节控制系统组成。 集中式系统的空气处理设备可以是独立式空调机,也可以是需要冷 、热源的组合式空调机组。 送风设施包括风机出口处的消声静压箱、风量调节阀、送风干管和 支管、风管出口处的空气分布器（如侧送风口、散流器）等,当 风管向多个房间送风时,在过墙处还应设防火阀。 回风设施可在空调房间与机房的隔墙上开设百叶式回风窗,利用机 房的负压回风,或者通过回风管与机房相联接采集回风,多个房间 共用回风管时,其过墙处也应设防火阀。 空调房间一般要保持不大于50Pa的正压,若门窗密封性稍差时,可利 用缝隙渗漏排风,当密封性良好时,可设排风扇排风或用排风管向 室外集中排风。 图10-5 a、b是集中式空调系统的示意图。
（1）风道系统基本要求 一般空调房间对空调系统的噪声允许值控制在40～50dB（A）之间, 囚此,风道系统大多采用低速集中式系统,即主管风速为4～7m/s, 支管风速为2～3m/s,送风口出口风速为2～5m/s; 回风口吸风速度:房间上部回风取4～5m/s,房间下部回风不靠近人 员停留处取3～4m/s,靠近人员停留处取1.5～2m/s,走廊回风时取 l～1.5m/s。 风管布臵应尽量缩短管线,减少分支管线,避免复杂的局部构件。 一个风道系统用于多个房间时,可根据房间用途分几组分支风道,便 于调节控制。 若风道系统用于无间隔大房间时,送风口应尽量对称布臵,使送风量 均匀。 确定风口布臵方案,选择合适的送、回风口形式,对于空调房间的气 流组织、送风均匀也有大关系。 一般每个风口均应能进行风量调节,如无法做到,应在支风管上设风 量阀。在风道系统适当部位,还应设臵防火阀、帆布软接头、消 声器等,并根据其体情况,做好风管保温措施,防止风管外结露滴 水,确保空调系统使用安全和达到设计要求。
5. 风道系统 中央空调风道系统将经处理的空气,通过送风管不断 送往各空调房间,同时通过回风管和新风管收集室内回风 和新风,返回空气处理装臵,形成空气循环;并利用排风装 臵逐步换气,以满足室内空气品质的要求。所以,该系统应 设臵送风、回风、新风管道和排风装臵。若直接在空调机 房墙上开设新、回风口采集新、回风,则只需设送风管道。 风机盘管加新风系统一般设新风管道系统,向各空调 房间输送经新风机预处理的新风。有时为适应布臵送风口 的需要,在风机盘管的出风口上也可加接一段短的送风管。 加接的送风管不能长,因为普通型的风机盘管外余压很小。 此外,中央空调系统为了换气和使空调房间维持适度 的正压,即稍高于室外大气压,一般还设有机械排风系统。 用排风扇通过排风管将部分室内空气 (略少于送入空调房 间的新风量) 排至室外。
（2）送、回风口及气流组织形式 在空调工程中,除了空气处理、输送和调节外,还应合理地组织室内 空气的流动（称为气流组织）,使室内空气的温度、湿度、流速 等满足工艺要求,符合人的舒适性要求。 舒适性空调常见送风口形式有侧送风口和散流器。 侧送风口是一种轴向送风口,气流沿送风口轴线方向送出,这种风口 安装在房间的侧墙上或风管的侧壁上,常见类型有格栅送风口、 百叶（单层、双层、三层)送风口和条缝形送风口。 散流器是一种辐射形送风口,送出的气流呈辐射状向四周扩散,这种 风口安装在房间的顶棚上,常见类型有盘式散流器、直片式散流 器、流线形散流器、送吸式散流器等。 空调系统的回风口和排风口形式有网格式、百叶式等。新风口通常 采用百叶式,且设在室外空气较洁净处,其底部距室外地坪的距离 不少于2m。 空调房间的气流组织形式应根据没计要求,结合建筑结构特点、房 间设备布臵、装修方案来合理确定。 舒适性空调常用气流组织形式有上送风下回风、上送风上回风及走 廊回风。计算机房间的空调常用下送风上回风形式。