空调系统概述

二次风
G2
一次风空调箱
诱导式空调系统的优点是：
该系统中通风管道一般采用高速送风，故管道 断面小，占用建筑空间小；
在水—空气诱导系统中由于二次盘管负担了一 部分室内负荷，故一次风系统较小；
由于在集中式空气处理系统中不用回风，故可 避免空调房间互相干扰和污染的可能；
使用寿命长。
诱导式空调系统的缺点是： 各个房间的冷、热量不易单独调节； 高速送风时室内有噪音； 二次送风难以净化，诱导器容易积灰，清理不便； 设备及管路较复杂，故初次投资和维修管理工作量 都较大。
采用单独新风系统和排风系统的方式。
（4）风机盘管空调系统的特点 ①与集中式空调系统相比，仅需要新风空调机房，机
房占地面积小，层高较低。风机盘管布置在空调房间 内占据空间有限。
②仅需新风系统，风管截面积较小，容易布置。 ③盘管既可通冷水，又可通热水，冬夏兼用，但盘 管易结垢，影响传热效果。 ④运行灵活，可自行调节各房间负荷，节能效果好， 但不能实现全年多工况节能运行调节。
双风道系 统示例
双风道系统示例
3、集中式空调系统的主要优缺点。
集中式空调系统的主要优点： ①空调设备集中设置在专门的空调机房里，管 理维修方便，消声防振也比较容易； ②空调机房可以使用较差的建筑空间，节省建 筑物有效空间，如地下室、屋顶间等； ③可根据季节变化调节新风量，充分利用室外 新风，减少制冷机运行时间，节约运行费用； ④使用寿命长，初投资和运行费用比较小； ⑤服务面大、处理空气多、便于集中管理。
热水锅炉
55°C
热水循环泵
烟囱
全空气系统
集中的冷热源，冷热水由管路输送 到各个空气处理装置，空气的加热 冷却集中在空气处理装置中处理后， 由风道输送到各个房间。
冷却塔 冷却水
热量 环境
全空气系统示意
冷冻机 冷冻水 新鲜空气
空气
空ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ箱
空气
典型集中式 空调系统
集中式空调系统
散流器
柜式吊装空调机组
2、风机盘管空调系统
风机盘管加新风空调系统是目前应用最 广、最具生命力的系统形式。中央空调 系统广泛应用风机盘管系统这种半集中 式系统。
风机盘管系统示意
宾馆客房风机盘管示例
风机盘管加新风空调系统是目前应用最广、最具生 命力的系统形式。中央空调系统广泛应用风机盘管 系统这种半集中式系统。
（1）风机盘管的水系统 双管制系统 三管制系统 四管制系统
三、空调冷负荷的计算
空气调节区的夏季计算得热量，应根据下列各项确定： ①通过围护结构传入的热量； ②通过外窗进入的太阳辐射热量； ③人体散热量； ④照明散热量； ⑤设备、器具、管道及其他内部热源的散热量； ⑥食品或物料的散热量；
⑦伴随各种散湿过程产生的潜热量。
（一）围护结构传热量的计算
第四节 空调房间的送风量和气流组织
集中式全空 气单风道空 调系统
双风道系统
系统中同时有送热风和冷风的风道，热 风和冷风到各个房间根据需要混合成不 同温度的空气送入。
可全年保证所有房间所需空气参数，舒 适性好，但初投资和运行费用均很高， 仅用于少数要求极高的场合。
替代方案：将负荷特性、使用功能接近 的房间划为同一系统；同一系统负荷差 异较大时，按最不利情况送，其余在末 端另加再热或冷却处理装置。
两管制系统
在同一时间水管中仅送热水或冷水，因 此只需一根送水管和一根回水管的系统 称为两管制系统。如风机盘管系统，普 通的全空气系统：夏天时管内为冷水， 冬天时管内为热水，过渡季（冷热切换 的季节）通常不送水。
是最常见的系统形式，投资较少，通常 适于舒适性空调；在过渡季参数的保证 性差
两管制风机盘管系统
厂定型生产，现场整机安装。
分散式系统
冷热源和散热设备合并成一体，分散放 置在各个房间里，称为分散式系统。如 取暖的火炉、煤气供暖、电热供暖、窗 式空调、分体空调、风扇等。
分散式系统通常每个房间或家庭设置一 套。具有装置简单，易实现等特点，但 常常具有效率不高、卫生条件差、能源 结构不合理等特点
空调机组的种类很多，大致可以按以下方法分类：
空调系统概述
第一节 空调系统概述
一、空气调节的任务与作用
使室内空气温度、相对湿度、空气流速、空气 洁净度等参数保持在一定范围内的技术称空气
调节
“舒适性空调” 调”
“工艺性空
第二节 空调系统的分类与组成
一．按承担空调负荷的介质进行分类
1.全空气空调系统 2.全水空调系统
3.空气一水系统 4.制冷剂系统
通常用于全年参数保证率高的场合，如 宾馆的总统套房，工艺性空调等，初投 资高，占用面积多，运行费用高。
四管制空气处理装置
（2）风机盘管空调系统的新风系统 风机盘管空调系统新鲜空气的补给方式 通过房间的缝隙自然渗入和排出； 从机组背面墙洞引入新风和从缝隙自然排出； 由内部空间在空调系统供新风和单独设排风系 统；
集中式空调系统的主要缺点： ①用空气作为传送冷、热负荷的介质，需要的风量 大，风道截面尺寸大，并且机房面积大，层高较高， 占用建筑空间较多。风管布置复杂，施工安装工程 量大，工期长； ②一个系统只能处理出一种送风状态的空气，当各 个房间的热、湿负荷的变化规律差别较大时，不便 于运行调节，系统的灵活性差； ③对于房间热湿负荷变化不一致或运行时间不一致 的建筑物，系统运行不经济； ④风管系统各支路和风口的风量不易平衡，各房间 由风管连接，不易防火。
二、按其空气处理设备的集中程度分类
（一）集中式空调系统
排风扇 送风口
送风管
消声器
烟气
空
18°C
调 机
房
回风口 25°C
空调房间 24°C
新风 空调机
热湿空气 冷却塔
冷凝水管
制冷机房
冷水管 冷冻水循环泵
制冷机的蒸发器 制冷机的冷凝器
7°C 12°C 37°C
32°C
冷却水循环泵
冷却水管
热水管
60°C
在空调水系统设计中，应以设备和附件的承压能力作为 主要依据来决定在垂直方向是否需要分区或分几个区。
常按国内外主机、阀门及附属设备承压能力为 1.0MPa并考虑系统阻力为300kPa左右以确定高层 建筑空调系统分区界限
国产冷水机组--1.0MPa
风机盘管的承压能力一般有1.0MPa和1.7 MPa
水泵壳体的承压能力在1.0MPa以上。
室外新风负荷 为了满足空调房间空气质量的需要，必须向空调房间 输送一定量的新鲜空气，而冷却室外新鲜空气所消耗 的冷量为新风冷负荷
系统冷负荷 它包括空气风管、水管、风机、水泵、水箱等温升引 起的附加冷负荷。
二、空调冷负荷的估算
在实际设计工程中为了估算设备容量和投资费用，一 般可采用冷负荷估算指标来估算系统的冷负荷，以便 确定设备容量及型号。在施工图阶段对冷负荷再作详 细的计算。 冷负荷估算指标如表7-5所示。
管材公称压力为：
低压管道≤2.5 MPa,中压管道为4.0～6.4 MPa；
阀门公称压力为：
低压阀门为1.6 MPa，中压阀门为2.5～6.4 MPa。
冷水机组接在水泵吸入端的空调水系统，水系统高 度在100m以内可不进行竖向分区，但是选用水泵的 承压能力要在1.3 MPa以上；
冷水机组接在水泵出口端的空调水系统，水系统高 于70m时，应进行竖向分区。
集中式空调系统是一种出现最早、迄今仍然广泛应 用的最基本的系统形式。集中式空调系统是典型的 全空气系统，它广泛应用于舒适性或工艺性的各类 空调工程中，例如会堂、宾馆、商场以及对空气环 境有特殊要求（恒温、恒湿、洁净）的工业厂房。
1、集中式空调系统的组成
(1) 空气处理设备 (2) 空气输送设备 (3) 空气分配装置
①按容量大小：分为窗式空调、分体挂壁式、立柜式
空调器和屋顶式空调器。
煤气炉与电暖气
煤气炉与电暖气（2）
分体式房间空调器
窗式空调器与柜机
②按制冷设备冷凝器的冷却方式：又可 分为水冷式和风冷式。
三、高层建筑空调系统
高层建筑一般多采用集中式、 半集中式中央空调系统
（一）高层建筑空调水系统竖向分区的依据
⑤易于安装，施工时间较短，使用寿命长。 ⑥风机盘管分散布置，风管、水管、凝水
管等管线布置较复杂，水系统易漏水，维护 管理较繁琐。
⑦难于满足温度、湿度、清洁度的严格要 求。
⑧风机盘管都采用低噪声风机，对有噪声 要求的区域，应避免风速较高产生的噪音。
(三)分散式（局部式）空调系统
空调机组是将冷源、热源、空气处理、风机和 自动控制等设备组装在一起的定型产品，由工
单风道与双风道系统
单风道系统
系统中在同一时间风道中只送热风或冷 风，不存在两种温度差别较大的送风。 同一系统中所有房间均只能送同样参数 的空气（除非各房间加设额外的加热或 冷却装置）
是最广泛采用的空调送风系统形式，当 各房间要求的送风参数差别不大时能较 好工作，各房间冷热要求差别较大时或 相反时不能很好保证参数。
对于高于200m的系统，一般应考虑分为高、中、低 三个区的水系统。
（二）常用的竖向分区方式 （1）高、低区合用冷、热设备。
低区采用冷水机组直接供冷，同时在设备层设置板式 换热器，作为高、低区水压的分界设备，使静水压力 分段承受。 （2）冷水机组分区独立设置
①冷水机组均设置在地下室，但高区和低区水系统分 为独立的两个系统。 ②冷水机组均设置在技术设备层或避难层内. ③中、低区冷水机组设置在地下室，高区冷水机组设 置在中间技术设备层内。此方式需要专。 ④中高区采用风冷冷水机组，设置在屋顶上，以水系 统为辅；低区以水系统为主。
（二）半集中式空调系统
半集中式空调系统的特点是除了设有集中的空调机 房外，还设有分散在各个房间的二次设备（又称为 末端装置）来承担一部分冷热负荷。
1、诱导式空调系统
诱导式空调系统是指诱导器加新风的混合式系统， 一般由一次空气处理室、诱导器（送风末端装置）、 风道、风机所组成
高速喷嘴 送风
一次风
G1
水
系
统
热交换器
案
例
3 低区机组 高区机组
第三节 空调负荷计算
一、空气冷负荷 空调冷负荷是空气调节系统设计中的最基本依据，它 也是确定空调系统的风量和空调设备装置容量的基本 依据，同时也将直接影响空调系统的经济性和建筑节
能。 空调冷负荷由三大部分组成。
空调房间的冷负荷+室外新风负荷+系统冷负荷 。
空调房间的冷负荷 室内外温差引起建筑物围护结构传入室内热 量形成的冷负荷； 太阳辐射传入热量形成的冷负荷； 人体散热、散湿形成的冷负荷； 室内灯光照明散热形成的冷负荷; 室内其他设备的散热、散湿形成的冷负荷;
直连系统与间连系统
直连系统
系统管路中的水与冷热源中的水是连通 的系统称为直连系统。直连系统中各设 备的水压力是相互传递的。 效率较高，但适于中小系统。系统较大 时，低区设备的承压非常重要；各支路 的阻力与流量平衡比较困难
直连系统示例
间连系统
系统管路中的水与冷热源中的水是不连 通的系统称为间连系统，通常采用板式 换热器隔开。间连系统间各设备的水压 力是各自独立的。
换热器会产生热损失，效率较低，适合 于大型系统或不易直接连接的系统（如 腐蚀、不同介质等）。如高层建筑的高 区与低区，供热干网与各用户，冰蓄冷 系统
间连系统示例
深高
圳 国 际
层 建 筑 间
贸连
易水
中 心 大
系 统 案 例
厦1
北高
京 香 格
层 建 筑 间
里连
拉水
饭 店
系 统 案
例
2
高
层
建
筑
间
连
参见 前图
两管制空气处理装置
三管制系统
将四管制中的热水和冷水的回水管 合并成一根管就变成三管制系统， 具有四管制系统的所有功能，初投 资减少，但效率降低（冷热混合浪 费能量）
三水管系统
四管制系统
系统中全年任何时候均供送热水和冷水， 因此可进行各种加热和冷却处理的系统 形式。热水管路和冷水管路分别包括各 自的供水管和回水管，总共四根管而得 名。
2、集中式空调系统按照所处理的空气来源的不同
（1) 封闭式 （2) 直流式
空调空间
（3)混合式（回风式）
空调空间
空调空间
一、二次回风系统示意图
（4）单风道及双风道空调系统
单风道是全空气系统中最基本、最常用的方式， 广泛用于办公楼、会堂、影剧院以及旅馆的餐 厅、门厅和医院建筑的公共用房等场所。
一、空调房间风量 空调房间的送风量通常按夏季最大室内冷负荷 来确定的。春、秋、冬季冷负荷减少则送风量
也可以相应减少。
二、空调房间气流组织 （一）送风 1.侧向送风
2、散流器送风
散流器是设置在顶棚上的一种送风口，它具有 诱导室内空气使之与送风射流迅速混合的特性。
散流器送风可以分为平送和下送两种。