5楼宇基本设备-3空调及冷热源系统

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空调与冷热源系统－通风系统

变风量系统 保持送风温度不变，当实际负荷减小 时，通过改变送风量维持室温。避免了无用的用热， 同时风机耗能小，节约了能源和运行费用。 改变风机风量，可通过改变风机转速的方法，一 般采用变频调速技术； 在离心风机入口设置可调导向叶片，通过调节叶 片的开启度来调节风量； 采用叶片角可变的轴流风机，叶片角的改变可改 变风机风量； 通过多台风机的并联运行控制来调节风量。
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空调与冷热源系统－空气调节原理

空气状态调节

空气调节主要是对空气的温度、相对湿度进行调节。空 气调节的过程实际上是空气从一个状态变化到另一个状 态的过程，当被调节空气状态偏离了设定值时就需要进 行调节。

空气调节的原理就是应用空气状态参数相互间的关系， 通过合理的加热、加湿、冷却、去湿步骤，使空气的状 态发生人为的改变，达到设定状态。 一般夏季要进行降温去湿处理，冬季进行加热加湿处理。
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空调与冷热源系统－空气调节原理

夏季新空气减温去湿处理 对新空气降温，新空气中的水气 总量（即pc）未发生变化，降温后的空气相对湿度会大大增 加，需要进行去湿处理。去湿采用定露点去湿方式。
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空调与冷热源系统－大气环境监测


目的 对空气中的有害气体、灰尘、烟雾、微生物等进
行监测，再进行处理，从而达到有关标准。



从节能的角度看，首先要从杜绝污染源方面努力。 再者，引入新风时要注意提高新风的使用效率，即用尽可 能少的新风得到尽可能高的稀释效果。
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空调与冷热源系统－空调系统的组成

进风部分－空调系统必须有一部分空气取自室外，以保证空气的 新鲜度，这部分空气称为‘新风’。 空气过滤部分－滤除空气中颗粒较大的尘埃。 空气的热湿处理部分－完成空气加热、冷却、加湿、减湿等不同 的处理过程的部分，分为：直接接触式（如喷淋加湿）和表面式 （表面式换热器）。 空气的输送和分配部分－由风机（送风机、回风机）和管道组成， 将调节好的空气均匀的输入和分配到空调房间内。 冷热源－加热和冷却功能

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空调与冷热源系统－中央空调
中央空调系统的原理图
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空调与冷热源系统－中央空调
空气热湿处理系统框图
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空调与冷热源系统－中央空调

空气热湿处理系统主要由风门驱动器、风管式温度传感器、 湿度传感器、压差报警开关、二通电动调节阀、压力传感 器及现场控制器等组成。完成以下监控功能：



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空调与冷热源系统－通风系统

通风控制 通风风机控制方案如下图示，它主要完 成风机控制、过滤器报警和风机故障报警的功能。
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空调与冷热源系统－通风系统

风机的节能运行 随着安装空调设备的场所的增多，其所 占总能耗的比例也会越来越高，对节能的要求就是一种 必然的趋势，而由定风量系统发展到变风量系统就势在 必行了。 定风量式系统 按房间的最大热湿负荷确定送风量。 当实际负荷低于最大负荷时，为了维持室温设计 水平，必须减小送风温差，其方法是通过再热或 混合，以热量抵消部分冷量，造成浪费； 当室内负荷不是最大负荷时，送风量大于实际需 要量，为了输送多余风量，风机要多消耗电能。

特点：经集中处理后的空气用风道分送到各个房间，系 统便于管理、维护。空气处理质量可以达到较高水平。

半集中式空调系统 除集中空调房外，还设有分散在被调节 房间的二次设备。 如：变风量、诱导器及风机盘管系统。
局部式空调系统（全分散系统） 冷热源和空气处理、输送 设备（风机）均放在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。 如：窗式、壁挂式及柜式空调器。
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空调与冷热源系统－通风系统

通风系统的设计原则

散发热、湿或有害物的房间及一般的地下室均考虑进行通风 换气。 在供暖地区设计通风换气时，应作空气平衡及热平衡计算， 并采取相应的补风及加热措施，以保证通风运行的效果。 在民用建筑的办公室、居室、厨房、厕所、盥洗室和浴室应 设置自然通风和机械通风进行全面换气。 送风系统室外进风的采气口位置，应设置在室外空气较为清 洁的地点，远离排风口的上风侧，而且低于排风口。
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空调与冷热源系统－空气调节原理

调温调湿设备



空气加热设备－加热器 空气加热器和电加热器，智能楼宇一般采用的空气加热 器是以热水或蒸汽为媒介的肋片式换热器。 提高传热量的措施：增加空气流速；增加热水流速；增 加换热面积；增加空气与水的温差。 空气减湿冷却设备－表冷器 直接蒸发式表冷器和水冷表冷器，智能大厦集中空调一 般采用水量调节的水冷表冷器。 空气加湿设备 喷蒸汽加湿（干蒸汽加湿和电加湿）、加湿泵、喷淋泵 等。
冷源：自然冷源（深井水）和人工冷源（空气膨胀制冷和液体气化 制冷）,空调系统一般采用后者，如制冷站、冷冻机组等 热源：自然热源（地热和太阳能）和人工热源，空调系统一般采用 人工热源，如有锅炉提供的热水或蒸汽，或由集中的热水管网提供 15 的热水。

空调与冷热源系统－空调系统分类

集中式空调（中央空调） 所有的空气处理设备（风机、冷 却器、加热器、加湿器、过滤器等） 都在一个集中的空调 房内。
监测项目

烟尘、SO2、CO、NOx、臭氧等； 有毒气体和放射性元素； 光化学烟雾、太阳辐射、能见率等； 气象因素：风向、风速、气温、气压、雨量、相对湿 度等。

大气质量指标
空气污染指数； 悬浮颗粒浓度、硫氧化物浓度、氮氧化物浓度、一氧 化物浓度、光化学氧化剂浓度、碳氢化合物含量； 各种微量污染气体，如有机氟化物、氯化物等。

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空调与冷热源系统－大气环境监测

环境监测—是对环境质量的各种标志的数据测定过 程。
通常情况下人们比较重视明显的室内污染物，却忽略了许多 低浓度污染物。工作人员长期受各种污染物的综合作用就会 产生气闷、易疲劳、呼吸不适等状况的‚建筑病综合证‛。 为了使室内空气品质达到可接受水平，就要增加新风供应量， 但是这样会大幅度提高初期投资和能耗。
空调温度通常用干球温度DB和湿球温度WB来表示。干湿球温度计由两支 温度计组成，一支直接测量空气本身温度，一支在测温球上包上湿布。 若湿空气没有达到饱和，则湿布上的水分会蒸发，消耗热量，故湿球温 度温度计测得的温度低一些。相对湿度越小，则水分蒸发越快，湿球温 度降低的幅度就越大。比较这两个值可计算出空气的相对湿度。
空调与冷热源系统－空气的物理性质

空气状态参数相互之间的关系
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空调与冷热源系统－空气调节原理

空气调节的任务在于按照使用的目的，对房间 或公共建筑物内的空气状态参数进行调节，为 生活和工作创造一个温度适宜、湿度恰当的舒 适环境。 温度调节 居住和工作环境与外界温差为5℃左 右比较合适。室温夏季保持在25～27℃，冬季 保持在16～20℃比较适宜。 湿度调节 相对湿度冬季在40％～50％之间，夏 季在50％～60％之间，人的感觉比较舒服。
将回风管内的温度与系统设定值比较，用PID方式调节冷/热 水电动阀开度，调节冷冻水或热水流量，保持回风温度在设 定范围内； 检测回风管、新风管的温度与湿度，计算新风与回风焓值， 按回风和新风比例控制回风门和新风门的开度，从而达到节 能效果； 检测送风管内的湿度值与系统设定值进行比较，用PI调节控 制湿度电动调节阀，使送风湿度保持在所需范围内； 测量送风管内接近尾部的送风压力，调节送风机的送风量， 以确保送风管内有足够的风压； 还包括风机的启动和停止控制、风机运行状态的检测及故障 报警、过滤网堵塞报警等。
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空调与冷热源系统－集中式空调系统
典型集中式空调系统
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空调与冷热源系统－中央空调
智能楼宇中常采用集中式空调系统，称为中央空调系统。 对空气的处理集中在专用的机房里，对处理空气用的冷、 热源也有专门的冷冻站和锅炉房。 按照所处理空气的来源，集中式空调系统可分为： 封闭式系统 新风量为零，全部使用回风，冷、热消耗 量最省，但空气品质差； 直流式系统 回风量为零，全部采用新风，冷、热消耗 量大，但空气品质好； 混合式系统 采用适当比例的新风和回风相混合，这种 混合既能满足空气品质要求时的温度。通常空气 在某一温度下，相对湿度小于100%，如果使其温度降到 某一适当值时，其相对湿度便达到100%，此时便结露。
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空调与冷热源系统－空气的物理性质

空气的状态参数


焓（h) : 空气的焓值是指空气所含有的绝热量，通常以 干空气的单位质量为基准。焓用符号h表示，单位是 kj/kg干空气。湿空气焓值等于1kg干空气的焓值与dkg水 蒸气焓值之和。 湿空气焓值计算公式化为： h=1.01t+(2500+1.84t)d 或i=(1.01+1.84d)t+2500d （kj/kg干空气） 式中： t——空气温度℃ d ——空气的含湿量g/kg干空气 1.01 ——干空气的平均定压比热kj/(kg.K) 1.84 ——水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K) 2500 ——0℃时水的汽化潜热kj/kg 由上式可以看出：（1.01+1.84d）t是随温度变化的热量， 即‚显热‛；而2500d 则是0℃时dkg水的汽化潜热，它 仅随含湿量而变化，与温度无关，即是‚潜热‛。上式 5 经常用来计算冷干机的热负荷。
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空调与冷热源系统－中央空调



当室温过高时，空调系统通过循环方式把房间里 的热量带走，以维持室内温度于一定值。当循环 空气通过热湿处理系统时，高温空气经过冷却盘 管进行热交换，盘管吸收空气中的热量，使空气 降温，再将冷却后的循环空气吹入室内。 要使室内温度升高，需以热水进入风机盘管，空 气加热后送入室内。 空气冷却后有水析出，相对湿度减少，要增加湿 度，可进行喷水或喷蒸汽，进行加湿处理。