HVAC空调系统介绍

渗透
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与热舒适有关的空调处理过程
空调处理过程用来补偿室内的热 湿的增加或减少，从而使室内环 境达到设计的热舒适区的室内条 件。
为了控制室内温度、湿度及空气流动速度，需要的空调处理过程包括： 加热——增加空气的温度； 冷却——降低空气的温度（显热）或去除空气中的水蒸气（潜热）； 加湿； 气流组织。
57°F
(13.9°C)
50°F
(10°C)
蒸发器
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F
(3.3°C)
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DX 蒸发器
冷冻水 供水 冷冻水 回水
制冷剂蒸汽
换热管
液态及气态 制冷剂
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冷冻水循环
(26.7°C)
80°F
57°F 冷却 盘管
(13.9°C)
冷水机组蒸发器
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
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泵及阀门
(26.7°C)
80°F
控制阀 57°F 冷却 盘管
(13.9°C)
冷水机组蒸发器
(12.8°C)
55°F
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壳管式冷凝器
冷冻水 回水
冷冻水 供水
换热管
液态制冷剂
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壳管式冷凝器
制冷剂蒸汽
冷凝器
Tubes
液态制冷剂
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节流装置
压缩机
80°F
(26.7°C)
为实现该目的，常用的空调处理过程有: 过滤送风，以送入无尘空气。 维持室内正压防止室外污染物渗透进入房间。 合适的气流组织来有效地排出室内污染物。
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第二节：空调系统的5个循环
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空调系统——5个循环
34 oC, 28 oC
控制系统
34 oC 25 oC
1 0 Micron Facilities
空调处理过程——加热
加热盘管是常用的加 热设备，主要有： 热水盘管
冷空气
热空气
电加热盘管
制冷剂盘管
1 1
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空调处理过程——冷却及除湿
当空气流过冷却盘管时， 空气被冷却，其温度下降， 如果温度降到露点温度以 下时，水蒸气将从空气中 凝结出来，我们称这一过 程为冷却及除湿。 冷却盘管是常用的空气冷 却设备，主要有：
冷凝水管
暖湿空气
干冷空气
集水盘
冷冻水盘管
制冷剂盘管
空气露点温度(DP) ——空气 中水蒸气开始凝结时的温度。
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空调处理过程——气流组织
为满足热舒适性，气流组 织应该满足：
送风均匀。
合适的送风速度避免有 吹风感。
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3. 热舒适 4. 噪声
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舒适性空调的典型室内环境要求
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热舒适
热舒适与室内人员的冷热感觉 有关。
当室内环境保持在一定的条件 下大多数人都能接受时，则认 为这时是“舒适的”。 该舒适的环境条件则称为“热 舒适区”。
蒸发器
冷凝器
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F 110°F
(3.3°C) (43.3°C)
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冷凝器的种类
风机 轴流风机 制冷剂蒸汽 翅片盘管 室外空气 液态制冷剂 空冷式 制冷剂蒸汽 冷凝水 水冷式
集水盘
蒸发式
泵
液态制冷剂
换热管
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直接蒸发制冷(DX)系统
压缩机
冷却盘管 (蒸发器)
空冷式 冷凝器
节流装置
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组合式屋顶空调机组
过滤器 送风机 轴流风机
排风扇
冷却盘管 (蒸发器)
水冷式冷凝器 压缩机
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组合式屋顶空调机组
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排热循环
(26.7°C)
80°F
57°F
(13.9°C)
50°F 120°F
(10°C)(48.9°C)
100°F
(37.8°C)
冷凝器
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F 110°F
85°F
冷却塔
(3.3°C) (43.3°C)
人员活动空间 1.5~1.8m
空调房间内空气流速不 应大于 0.3m/s(平均值)。
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室内空气质量 (IAQ)
日常生活中，我们在室内 停留的时间占到70%，如在 家里，办公室等。 室内人员、设备、家具都 有可能是室内污染物的散发 源。
42°F
(5.6°C)
泵
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双向阀及三向阀
带双向控制阀 的盘管
带三向控制阀的 盘管
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小型冷冻水系统
水冷却器
泵
冷却盘管
控制阀
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制冷剂循环
受污染的室内环境可能导 致如头痛、眼鼻喉刺激、头 昏及乏力等即时的不良反应 以及如呼吸道疾病和心脏病 等慢性不良反应。
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改善室内空气质量的空调处理过程
改善室内空气质量的三种基本方法： 源头控制——去除或减少室内污染源。
加强通风——将足够量的室外新鲜空气引入房间内从而 有效地稀释或排出受污染空气。
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空调系统介绍
yongfeng
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课程目标
1. 2. 3.
理解舒适性空调及工艺性空调的室内环境要求； 理解空调系统中的5个不同循环； 描述典型空调系统种类、系统结构、关键设备及典型应用；
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第一节：典型室内环境要求
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柔性 风管
散流器
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空气侧循环—— 室内气流组织
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送风 回风
显热
水分 (潜热) 空调房间
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空气侧循环—— 室内热湿负荷
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屋顶
人员 设备 窗户日照
27 oC 12 oC 10 oC 49 oC 35 oC
12 oC
35 oC
7 13 oC 13 oC
oC
7 oC
3
oC
38 oC
29
oC
29 oC
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5个系统循环
空气侧
制冷剂
控制
冷冻水
排热
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空气侧循环—— 空气处理及输送系统
室外空气入口 金属片送风管 VAV 末端 回风口 中央空气 处理机组
空气流速
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室内得热、得湿量
屋顶
人员
灯光
内墙
设备
窗户日照 外墙 地板 室内得热、得湿量来源于： 通过建筑围护结构（围墙，窗户，屋顶，地板……）的得热； 建筑内设备的散热，如灯光，计算机等； 人员的散热（也包括散湿）； 通过室外空气如通风及渗透的得热。
满液式蒸发器
冷冻水 回水
冷冻水 供水 换热管
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满液式蒸发器
制冷剂蒸汽
蒸发器
Tubes 液态及气态 制冷剂
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压缩机
压缩机 80°F
(26.7°C)
57°F
(13.9°C)
50°F 120°F 蒸发器
压缩机
80°F
(26.7°C)
57°F
(13.9°C)
50°F 120°F 蒸发器
(10°C)(48.9°C)
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F 110°F
冷凝器
(3.3°C) (43.3°C)
膨胀阀
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蒸发器
80°F
(26.7°C)
灯光
内墙
源自文库渗透
外墙
地板
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空气侧循环——关键设备 送风机及过滤器
EA
filter OA 95°F MA 80°F
(35°C)
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(26.7°C)
RA 75°F
送风机
(23.9°C)
SA 空调房间
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空气侧循环——关键设备 冷却/加热盘管
EA
Micron Facilities
泵及控制阀
控制阀
80°F
(26.7°C)
57°F
(13.9°C)
50°F 120°F
(10°C)(48.9°C)
100°F
(37.8°C)
冷凝器
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F 110°F
85°F
冷却塔
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OA 95°F
MA 80°F
(35°C)
(26.7°C)
换热管
冷却盘管 RA 75°F 翅片 SA 55°F 集管
(12.8°C)
(23.9°C)
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空气侧循环——关键设备 冷却/加热盘管
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热湿空气
干冷空气
集水盘 冷凝水排管
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空气侧循环——关键设备 AHU (空气处理机组)
ASHRAE 人体热舒适区
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空气状态与热舒适性的关系
人们平时说的“空气”，实际上是干空气和水蒸气混合而成的“湿空气 ”。 在空调系统中，我们可以通过控制室内温度、湿度及空气流动速度来使 室内环境保持在热舒适区内。
温度
向空气加热则其温度上升。 单位： ℃
湿度
向空气中增加水蒸气，其湿度上升；若水蒸气冷 凝出来，则其湿度下降。 通常用含湿量（ g/kg.干）或相对湿度（%）来描 述。 描述室内空气的流动速度。 单位：m/s
(29.4°C)
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冷却塔
轴流风机 喷雾器 填料
室外空气 集水盘 去冷凝器 自冷凝器
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水冷却器及冷却塔
冷却塔 泵 控制阀 旁通管
水冷式冷凝器
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57°F
(13.9°C)
50°F 120°F 蒸发器
(10°C)(48.9°C)
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F 110°F
冷凝器
(3.3°C) (43.3°C)
节流装置
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可变节流孔
可变节流孔
Tubes
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Micron Facilities
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室内环境要求
室内空气环境要求按应用的不同可以分为：舒适性空调及 工艺性空调。 舒适性空调
基本要求 1. 热舒适 2.通风 1. 热舒适 2.通风
更高要求
3. 室内空气质量 4.室内空气流通
5. 噪声
工艺性空调 洁净室
手术室
1. 室内颗粒物控制 2. 恒温恒湿 1. 传染控制 2.通风
新风阀 加热器
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送风机
混合腔 送风口
回风阀 空气过滤器
冷却盘管
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空气侧循环——关键设备 FCU (风机盘管)
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送风口 冷却盘管
过滤器
送风机 回风口
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冷 凉快 舒适 暖和 热
空调系统正是用来将室内环境 维持在该区的范围内。
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热舒适区
ASHRAE 标准 55-2004 (室内人员的热环境条件) 讨论了该 问题。 与室内人员热舒适性 有关的因素有(在空 调系统中可以调节)：
人体的活动量 衣着情况 空气温度 空气湿度 空气流动速度 平均辐射温度

(10°C)(48.9°C)
往复式 涡旋式 螺杆式 离心式
(12.8°C)
55°F
42°F
(5.6°C)
38°F
(3.3°C)
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冷凝器
压缩机 80°F
(26.7°C)
57°F
(13.9°C)
50°F 120°F
(10°C)(48.9°C)
空气净化——利用如过滤、生物净化、紫外线、 TiO2光 催化氧化等方法净化空气。
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无尘洁净室中典型的室内环境要求
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洁净室—— 无尘区域
高科技产品的生产过程可能要 求有无尘区域——因为微粒可 能会造成集成电路块短路。