第7章空气调节
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第7章 空气调节
教学目标：
理解空气调节系统的组成和各部分的作用；
掌握空气调节系统的分类及各自的特点； 了解空气处理设备的类型及作用。
空气调节是采用机械设备和工程技术措施向人们 提供适宜的生产，生活和科学实验的内部空间环 境。
在该空间环境内空气的温度、相对温度、洁净度、 室内空气流动速度、室内气压、噪声等参数乃至 空气的气味、成分和细菌含量均应保持在允许的 波动范围内或不超过某一确定参数值，这样的空 间一般称为空调空间或被调空间。
§7－1 概述
按照被调空间的用途可分为：
工业空调（工艺性空调）
主要是创造各种生产工艺过程及科学实验所必需的室内 空气环境的各种参数。 工业生产过程是多种多样的，对室内空间环境的各种参 数的要求也是各不相同。
民用空调（舒适性空调）
主要以创造人类生活和工作的舒适环境为目的。 对于舒适性空调，一般保证室内的温度和相对湿度，以 及空气流速。
常用的三种减振器：弹簧隔振器、橡胶隔振器和橡胶隔 振垫。
为防止设备的振动沿管道传递而影响空调房间，除设备 基座应减振外，与设备相连接的管道也要采取减振措施。 风机及空调机组的进出口管须设软接头，通常用双层帆 布、涂胶帆布、人造革或软橡皮等材料，软接头长度一 般在100∼200㎜。
六、空调机房的布置
3、风机出口要有不小于管道直径5倍的直管段，以减小涡流 和阻力。
风管的连接图
第8章
空调热源：
集中供热的热网 独立锅炉房
热媒可以是蒸汽或热水。
冷热源
空调冷源：
天然冷源
冰雪、地下水，用作食品冷藏和防暑降温。 具有价廉，贮量大等优点，而且利用不需要复杂的技术 和设备，应优先考虑。 受时间、地区等条件限制，一般不能得到0℃以下的温度， 而且不易控制和调节，因此只用在防暑降温和少量食品 的短期贮藏方面。
三、半集中式空调系统
具有集中的空气处理室（主要用于处理室外新鲜空气） 和送风管道，同时又在各空调房间设有局部处理装置。 设在房间的局部处理装置又称未端装置，如风机盘管， 诱导器。 与集中式空调相比较，这类系统省去了回风管道，节省 建筑空间，室内热湿负荷主要由通过末端装置的冷（热） 水来负担，由于水的比容小，密度大，因而输水管径小， 有利于敷设和安装，特别适用于高层建筑。
空气处理设备、制冷系统、水系统组合在一起，成为一 个整体式空调机组。 直接置于被调空间内或相邻房间，再通过比较短的风道 将空气送入被调空间，也可置于外墙或外窗上。 不用单独机房，使用灵活，移动方便，可以满足不同的 空调房间不同送风要求，是家用空调及车辆空调的主要 形式。但会影响建筑的立面美观。
人工冷源
需要比较复杂的技术和设备，生产的冷量成本较高。 避免了天然冷源的局限性，特别是可以根据不同的要求 获得不同的低温。
作 业
1、空调系统由哪几个部分组成？它们分别的作用 是什么？ 2、集中空调系统风管中输送的是室内循环空气和 室外新鲜空气二者的混合物，这是出于什么样的 考虑，为什么不全部采用室内循环空气或全部采 用室外新鲜空气？
5、自动控制设备
包括室外气象参数和室内各种参数的自动测试和对各种 空气处理设备及空气、水、汽输送设备和各种参数，或 物理量的自动控制以及调节设备。
三、空调系统的分类
1、按设备的布置情况分
（1）集中式空调系统
空气处理设备、制冷系统，水系统，自动测试及控制设 备均集中设置于空调机房内，将处理过的空气用送风机 通过管道系统分别送到各个房间。 这种系统空气处理设备能实现对空气的各种处理过程， 可以满足各种调节范围和空调精度及洁净度要求，也便 于集中管理和维护，是工业空调和大型民用公共建筑采 用的最基本的空调形式。
2、空气输送和分配设备
包括送风机，回风机，送、回风管道及风量调节装置和 各种型式的送、回风口。 其作用是将处理过的空气送往被调空间，并且使空气在 工作区内均匀合理地分配和按照所要求的方向流动，满 足被调空间对各种参数的要求。
3、被调空间 4、冷热源
包括制冷系统和供热系统。 一般空调系统都不单独设置热源，而是和生产或生活共 用一个热源（即锅炉房）。 冷源可以是天然冷源（井水等），也可是人工冷源，一 般情况下需设专为空调用的制冷系统。
1、诱导器系统
(1)诱导器
用于空调房间送风的一种特殊设备，由静压箱、喷嘴和 二次盘管组成。
(2)原理
2、风机盘管系统
风机盘管
半集中式空调系统的另一种末端装置，主要由风机和冷热 水盘管组成。
宾馆客房风机盘管示例
§7－3 空气处理及设备
一、空气加热和冷却
1、空气加热
（1）加热器种类
喷水室的构造图
三、空气的净化
1、作用
除掉空气中的灰尘，控制房间的洁净度。
2、空气的净化要求分三类
一般净化、中等净化、超级净化。
3、空气过滤器
分为初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器等。
（1）过滤效率
单台过滤器过滤效率：
n1 n2 n (1 2 ) 100% (1 p) 100% n1 n1
tn 24 ~ 28 C
0
tn 18 ~ 220 C
夏季： 40% ~ 65%
V ≤0.3m / s
冬季： 40% ~ 60%
V ≤0.2m / s
二、空调系统的组成
1、空气处理设备
完成对空气的热湿处理及净 化处理，包括加热装置，加 湿装置、冷却干噪装置及空 气过滤装置等。
有光管式和肋管式等。
（2）加热器选择
应已知：空气量，被加热空气的初温和终温，热媒参数 等。并根据这些参数选择加热器的型号、台数和组合方 式，并计算空气通过加热器的阻力和热水的阻力。
2、空气冷却
大部分的表面式换热器，既可以作加热器也可以作冷却 器。
二Biblioteka Baidu空气加湿和减湿
1、空气加湿
（1）喷蒸汽加湿（等温加湿）
2、按承担负荷的介质分
（1）全空气空调系统
空调房间的所有冷热负荷全由空气负担。 也称作集中式空调系统。
（2）全水空调系统
空调房间的所有冷热负荷全由水负担，冬天供热水，夏 天供冷水。
（3）空气－水空调系统
空调房间的冷热负荷由空气和水共同负担。 也称作半集中式空调系统。
（4）制冷剂系统
（1）阻性消声器 （2）抗性消声器 （3）微穿孔板消声器 （4）干涉消声器
旁路干涉消声器和电子干涉消声器。
阻性消声器
抗性消声器
微穿孔板 消声器 旁路干涉 消声器
消声器的合理配置
2、空调设备的减振
空调系统中的电动设备，如风机、水泵、制冷压缩机等， 在作旋转运动时将发生振动。 减振是削弱振动传递的有效措施，减振的方法是在振源 与基础之间设减振装置，用以消除它们之间的刚性连接， 从而使从振源传到基础的振动减小到容许程度。
系统中流动的空气：
新鲜空气 循环空气 两者混合空气
散流器
柜式吊装空调机组
为什么空调系统中一般使用新风和循环空气的混 合空气？
利用新风是为了满足空调房间卫生要求，保证人的身体健 康；利用一部分回风是为了节能，所以这种形式用得最多。 回风量越大新风量越小越经济，但新风量太小卫生条件不 好。一般规定新风量占总风量的10％∼15％。
1、空调机组的基础应高于地面100∼150㎜。 2、空调机组的出风口上应接帆布软连接，减小机组的噪声 和振动传到后部系统内。 3、空调机房内热水和冷水管及风管，应进行保温。
七、空调管道及布置
1、风管布置时应尽量缩短管线，减少分支管线，避免复杂 局部构件，如三通、弯头、四通、变径等。
2、风管的弯头应尽量采用较大弯曲半径，对于较大的弯头 在管内应设导流叶片。
把蒸汽喷入空气中直接对空气进行加湿。
（2）喷雾加湿（等焓加湿）
将常温的水喷成雾状直接进入空气进行加湿。
2、空气减湿
（1）加热通风法除湿
向空调房间送入热风或直接在空调房间进行加热来降低 室内空气的相对湿度。
当室内的含湿量一定时，空气的温度每升高1℃，相对 湿度约降低5％。但空气的等湿升温过程并不能减少含 湿量，只能降低相对湿度，也就是不能真正的除湿。
空调房间的负荷由制冷剂来负担。 冰箱、分体式空调机等。
按承担空调负荷分类
3、按送风管中风速大小分
（1）低速空调系统
风管中流速较小，气流噪声小；但风管的截面积大，造 价高。
（2）高速空调系统
风管中流速较大，气流噪声大；但节省管材。
§7－2 空气调节方式和设备的组成
一、局部空调方式
一、空调系统的应用
对于室内空气设计参数，通常是用两组指标来规定，即 温度和相对湿度基数以及允许波动范围，亦称空调精度。 例如： 20 0.50 C，n 50% 5% 。 tn 温度、相对湿度基数 是指空调房间工作区内所需保持的空气基准温度与基准相 对湿度。 允许波动范围（空调精度） 是指设在工作区内的温、湿度测试仪表在规定的持续时间 内，所显示的空气温、湿度偏离基数的最大值。 舒适性空调系统的室内设计参数一般可按下列数据选取：
（2）局部式空调系统
空气处理设备、制冷系统、水系统组合在一起，成为一 个整体式空调机组。
直接置于被调空间内或相邻房间，再通过比较短的风道 将空气送入被调空间，也可置于外墙或外窗上。 不用单独机房，使用灵活，移动方便，可以满足不同的 空调房间不同送风要求，是家用空调及车辆空调的主要 形式。但会影响建筑的立面美观。
如果N台过滤器串联，总效率： 1 (1 1 )(1 2 ) (1 n )
（2）过滤器阻力
空气通过过滤器的流动阻力，包括滤料阻力和结构阻力 两部分。
（3）过滤器容尘量
在额定风量下，过滤器的阻力达到终阻力时，过滤器所 能容纳的总粉尘量，称过滤器的容尘量。 过滤器的容尘量越大越好，清灰周期就越长。
四、空调机的构造
空调机也叫中央空气处理机，有时也叫空调箱。 可根据风量、冷量、压力损失进行选择。
装配式空调箱结构图
五、消声减振
1、空调系统的消声
空调系统中影响空调房间的主要噪声源是通风机。 由于风管内气流压力变化引起钢板的振动而产生噪声， 尤其当气流遇到障碍物（如阀门）时产生的噪声较大。 空调系统的噪声用消声器来解决。
（3）半集中式空调系统
具有集中的空气处理室（主要用于处理室外新鲜空气） 和送风管道，同时又在各空调房间设有局部处理装置。 设在房间的局部处理装置又称未端装置，如风机盘管， 诱导器。
与集中式空调相比较，这类系统省去了回风管道，节省 建筑空间，室内热湿负荷主要由通过末端装置的冷（热） 水来负担，由于水的比容小，密度大，因而输水管径小， 有利于敷设和安装，特别适用于高层建筑。
（2）冷冻除湿机
利用制冷设备来除掉空气中的水分。 蒸发器表面温度低于空气的露点温度，空气中的水就在 蒸发器表面凝结，水分被除掉。
（3）喷水室
喷水室是既能加湿又能减湿的设备，这主要取决于喷水 的温度。 喷水室的作用是将水喷成雾状，当空气经过时，空气和 水进行热湿交换，达到特定的处理目的。
1、窗式空调机
是一种直接安装在窗台上的小型空调机。
2、分体式空调机
由室内机、室外机以及连接管和电线组成。 把压缩机置于室外机内，所以室内噪音小。
3、恒温恒湿机组
应用于对空调精度要求比较高的场所。
二、集中式空调系统
空气处理设备、制冷系统，水系统，自动测试及控制设 备均集中设置于空调机房内，将处理过的空气用送风机 通过管道系统分别送到各个房间。 能实现对空气的各种处理过程，可以满足各种调节范围 和空调精度及洁净度要求，也便于集中管理和维护，是 工业空调和大型民用公共建筑采用的最基本的空调形式。 与半集中式空气调节系统相比，一次投资多，设备占地 大，风管的尺寸大，占用空间多。
教学目标：
理解空气调节系统的组成和各部分的作用；
掌握空气调节系统的分类及各自的特点； 了解空气处理设备的类型及作用。
空气调节是采用机械设备和工程技术措施向人们 提供适宜的生产，生活和科学实验的内部空间环 境。
在该空间环境内空气的温度、相对温度、洁净度、 室内空气流动速度、室内气压、噪声等参数乃至 空气的气味、成分和细菌含量均应保持在允许的 波动范围内或不超过某一确定参数值，这样的空 间一般称为空调空间或被调空间。
§7－1 概述
按照被调空间的用途可分为：
工业空调（工艺性空调）
主要是创造各种生产工艺过程及科学实验所必需的室内 空气环境的各种参数。 工业生产过程是多种多样的，对室内空间环境的各种参 数的要求也是各不相同。
民用空调（舒适性空调）
主要以创造人类生活和工作的舒适环境为目的。 对于舒适性空调，一般保证室内的温度和相对湿度，以 及空气流速。
常用的三种减振器：弹簧隔振器、橡胶隔振器和橡胶隔 振垫。
为防止设备的振动沿管道传递而影响空调房间，除设备 基座应减振外，与设备相连接的管道也要采取减振措施。 风机及空调机组的进出口管须设软接头，通常用双层帆 布、涂胶帆布、人造革或软橡皮等材料，软接头长度一 般在100∼200㎜。
六、空调机房的布置
3、风机出口要有不小于管道直径5倍的直管段，以减小涡流 和阻力。
风管的连接图
第8章
空调热源：
集中供热的热网 独立锅炉房
热媒可以是蒸汽或热水。
冷热源
空调冷源：
天然冷源
冰雪、地下水，用作食品冷藏和防暑降温。 具有价廉，贮量大等优点，而且利用不需要复杂的技术 和设备，应优先考虑。 受时间、地区等条件限制，一般不能得到0℃以下的温度， 而且不易控制和调节，因此只用在防暑降温和少量食品 的短期贮藏方面。
三、半集中式空调系统
具有集中的空气处理室（主要用于处理室外新鲜空气） 和送风管道，同时又在各空调房间设有局部处理装置。 设在房间的局部处理装置又称未端装置，如风机盘管， 诱导器。 与集中式空调相比较，这类系统省去了回风管道，节省 建筑空间，室内热湿负荷主要由通过末端装置的冷（热） 水来负担，由于水的比容小，密度大，因而输水管径小， 有利于敷设和安装，特别适用于高层建筑。
空气处理设备、制冷系统、水系统组合在一起，成为一 个整体式空调机组。 直接置于被调空间内或相邻房间，再通过比较短的风道 将空气送入被调空间，也可置于外墙或外窗上。 不用单独机房，使用灵活，移动方便，可以满足不同的 空调房间不同送风要求，是家用空调及车辆空调的主要 形式。但会影响建筑的立面美观。
人工冷源
需要比较复杂的技术和设备，生产的冷量成本较高。 避免了天然冷源的局限性，特别是可以根据不同的要求 获得不同的低温。
作 业
1、空调系统由哪几个部分组成？它们分别的作用 是什么？ 2、集中空调系统风管中输送的是室内循环空气和 室外新鲜空气二者的混合物，这是出于什么样的 考虑，为什么不全部采用室内循环空气或全部采 用室外新鲜空气？
5、自动控制设备
包括室外气象参数和室内各种参数的自动测试和对各种 空气处理设备及空气、水、汽输送设备和各种参数，或 物理量的自动控制以及调节设备。
三、空调系统的分类
1、按设备的布置情况分
（1）集中式空调系统
空气处理设备、制冷系统，水系统，自动测试及控制设 备均集中设置于空调机房内，将处理过的空气用送风机 通过管道系统分别送到各个房间。 这种系统空气处理设备能实现对空气的各种处理过程， 可以满足各种调节范围和空调精度及洁净度要求，也便 于集中管理和维护，是工业空调和大型民用公共建筑采 用的最基本的空调形式。
2、空气输送和分配设备
包括送风机，回风机，送、回风管道及风量调节装置和 各种型式的送、回风口。 其作用是将处理过的空气送往被调空间，并且使空气在 工作区内均匀合理地分配和按照所要求的方向流动，满 足被调空间对各种参数的要求。
3、被调空间 4、冷热源
包括制冷系统和供热系统。 一般空调系统都不单独设置热源，而是和生产或生活共 用一个热源（即锅炉房）。 冷源可以是天然冷源（井水等），也可是人工冷源，一 般情况下需设专为空调用的制冷系统。
1、诱导器系统
(1)诱导器
用于空调房间送风的一种特殊设备，由静压箱、喷嘴和 二次盘管组成。
(2)原理
2、风机盘管系统
风机盘管
半集中式空调系统的另一种末端装置，主要由风机和冷热 水盘管组成。
宾馆客房风机盘管示例
§7－3 空气处理及设备
一、空气加热和冷却
1、空气加热
（1）加热器种类
喷水室的构造图
三、空气的净化
1、作用
除掉空气中的灰尘，控制房间的洁净度。
2、空气的净化要求分三类
一般净化、中等净化、超级净化。
3、空气过滤器
分为初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器等。
（1）过滤效率
单台过滤器过滤效率：
n1 n2 n (1 2 ) 100% (1 p) 100% n1 n1
tn 24 ~ 28 C
0
tn 18 ~ 220 C
夏季： 40% ~ 65%
V ≤0.3m / s
冬季： 40% ~ 60%
V ≤0.2m / s
二、空调系统的组成
1、空气处理设备
完成对空气的热湿处理及净 化处理，包括加热装置，加 湿装置、冷却干噪装置及空 气过滤装置等。
有光管式和肋管式等。
（2）加热器选择
应已知：空气量，被加热空气的初温和终温，热媒参数 等。并根据这些参数选择加热器的型号、台数和组合方 式，并计算空气通过加热器的阻力和热水的阻力。
2、空气冷却
大部分的表面式换热器，既可以作加热器也可以作冷却 器。
二Biblioteka Baidu空气加湿和减湿
1、空气加湿
（1）喷蒸汽加湿（等温加湿）
2、按承担负荷的介质分
（1）全空气空调系统
空调房间的所有冷热负荷全由空气负担。 也称作集中式空调系统。
（2）全水空调系统
空调房间的所有冷热负荷全由水负担，冬天供热水，夏 天供冷水。
（3）空气－水空调系统
空调房间的冷热负荷由空气和水共同负担。 也称作半集中式空调系统。
（4）制冷剂系统
（1）阻性消声器 （2）抗性消声器 （3）微穿孔板消声器 （4）干涉消声器
旁路干涉消声器和电子干涉消声器。
阻性消声器
抗性消声器
微穿孔板 消声器 旁路干涉 消声器
消声器的合理配置
2、空调设备的减振
空调系统中的电动设备，如风机、水泵、制冷压缩机等， 在作旋转运动时将发生振动。 减振是削弱振动传递的有效措施，减振的方法是在振源 与基础之间设减振装置，用以消除它们之间的刚性连接， 从而使从振源传到基础的振动减小到容许程度。
系统中流动的空气：
新鲜空气 循环空气 两者混合空气
散流器
柜式吊装空调机组
为什么空调系统中一般使用新风和循环空气的混 合空气？
利用新风是为了满足空调房间卫生要求，保证人的身体健 康；利用一部分回风是为了节能，所以这种形式用得最多。 回风量越大新风量越小越经济，但新风量太小卫生条件不 好。一般规定新风量占总风量的10％∼15％。
1、空调机组的基础应高于地面100∼150㎜。 2、空调机组的出风口上应接帆布软连接，减小机组的噪声 和振动传到后部系统内。 3、空调机房内热水和冷水管及风管，应进行保温。
七、空调管道及布置
1、风管布置时应尽量缩短管线，减少分支管线，避免复杂 局部构件，如三通、弯头、四通、变径等。
2、风管的弯头应尽量采用较大弯曲半径，对于较大的弯头 在管内应设导流叶片。
把蒸汽喷入空气中直接对空气进行加湿。
（2）喷雾加湿（等焓加湿）
将常温的水喷成雾状直接进入空气进行加湿。
2、空气减湿
（1）加热通风法除湿
向空调房间送入热风或直接在空调房间进行加热来降低 室内空气的相对湿度。
当室内的含湿量一定时，空气的温度每升高1℃，相对 湿度约降低5％。但空气的等湿升温过程并不能减少含 湿量，只能降低相对湿度，也就是不能真正的除湿。
空调房间的负荷由制冷剂来负担。 冰箱、分体式空调机等。
按承担空调负荷分类
3、按送风管中风速大小分
（1）低速空调系统
风管中流速较小，气流噪声小；但风管的截面积大，造 价高。
（2）高速空调系统
风管中流速较大，气流噪声大；但节省管材。
§7－2 空气调节方式和设备的组成
一、局部空调方式
一、空调系统的应用
对于室内空气设计参数，通常是用两组指标来规定，即 温度和相对湿度基数以及允许波动范围，亦称空调精度。 例如： 20 0.50 C，n 50% 5% 。 tn 温度、相对湿度基数 是指空调房间工作区内所需保持的空气基准温度与基准相 对湿度。 允许波动范围（空调精度） 是指设在工作区内的温、湿度测试仪表在规定的持续时间 内，所显示的空气温、湿度偏离基数的最大值。 舒适性空调系统的室内设计参数一般可按下列数据选取：
（2）局部式空调系统
空气处理设备、制冷系统、水系统组合在一起，成为一 个整体式空调机组。
直接置于被调空间内或相邻房间，再通过比较短的风道 将空气送入被调空间，也可置于外墙或外窗上。 不用单独机房，使用灵活，移动方便，可以满足不同的 空调房间不同送风要求，是家用空调及车辆空调的主要 形式。但会影响建筑的立面美观。
如果N台过滤器串联，总效率： 1 (1 1 )(1 2 ) (1 n )
（2）过滤器阻力
空气通过过滤器的流动阻力，包括滤料阻力和结构阻力 两部分。
（3）过滤器容尘量
在额定风量下，过滤器的阻力达到终阻力时，过滤器所 能容纳的总粉尘量，称过滤器的容尘量。 过滤器的容尘量越大越好，清灰周期就越长。
四、空调机的构造
空调机也叫中央空气处理机，有时也叫空调箱。 可根据风量、冷量、压力损失进行选择。
装配式空调箱结构图
五、消声减振
1、空调系统的消声
空调系统中影响空调房间的主要噪声源是通风机。 由于风管内气流压力变化引起钢板的振动而产生噪声， 尤其当气流遇到障碍物（如阀门）时产生的噪声较大。 空调系统的噪声用消声器来解决。
（3）半集中式空调系统
具有集中的空气处理室（主要用于处理室外新鲜空气） 和送风管道，同时又在各空调房间设有局部处理装置。 设在房间的局部处理装置又称未端装置，如风机盘管， 诱导器。
与集中式空调相比较，这类系统省去了回风管道，节省 建筑空间，室内热湿负荷主要由通过末端装置的冷（热） 水来负担，由于水的比容小，密度大，因而输水管径小， 有利于敷设和安装，特别适用于高层建筑。
（2）冷冻除湿机
利用制冷设备来除掉空气中的水分。 蒸发器表面温度低于空气的露点温度，空气中的水就在 蒸发器表面凝结，水分被除掉。
（3）喷水室
喷水室是既能加湿又能减湿的设备，这主要取决于喷水 的温度。 喷水室的作用是将水喷成雾状，当空气经过时，空气和 水进行热湿交换，达到特定的处理目的。
1、窗式空调机
是一种直接安装在窗台上的小型空调机。
2、分体式空调机
由室内机、室外机以及连接管和电线组成。 把压缩机置于室外机内，所以室内噪音小。
3、恒温恒湿机组
应用于对空调精度要求比较高的场所。
二、集中式空调系统
空气处理设备、制冷系统，水系统，自动测试及控制设 备均集中设置于空调机房内，将处理过的空气用送风机 通过管道系统分别送到各个房间。 能实现对空气的各种处理过程，可以满足各种调节范围 和空调精度及洁净度要求，也便于集中管理和维护，是 工业空调和大型民用公共建筑采用的最基本的空调形式。 与半集中式空气调节系统相比，一次投资多，设备占地 大，风管的尺寸大，占用空间多。