第6章全空气系统与空气水系统

第6章全空气系统与空气-水系统

6．1 全空气系统与空气-水系统的分类

6.1.1 全空气系统

全空气系统：是指空调房间内的负荷全部由经处理过的空气来负担的空调系统。

在全空气空调系统中，空气的冷却、去湿处理完全集中于空调机房内的空气处理机组来完成；空气的加热可在空调机房内完成，也可在各房间内完成。

1．特点

风道与机房占空间大，设备集中易于管理。

2．类型

根据不同特征可进行如下分类：

⑴按送风参数的数量（风道数）

①单参数系统

提供一种送风参数(温、湿度) 的空气，供一个房间或多个区域应用。夏季供冷，冬季供热。也称单风道系统。

特点：对要求不同负荷变化功率不同的多区系统，不易精确调节；设备简单，初投资少。

②双参数系统

提供两种不同参数(温、湿度)的空气，供多个区或房间应用。

双风管系统：分别送出两种不同参数的空气，在各个房间按一定比例混合后送入室内。

多区系统：在机房内根据各区的要求按一定比例将两种不同参数的空气混合后，再由风管送到各个区域或房间。

特点：调节容易，冷热混合损失大，系统复杂，占建筑空间大，初投资大，运行费用高。欧美使用，我国基本没有发展此种系统。

⑵按送风量是否恒定

①定风量系统CAV(Constant Air Volumn)

送风量岸最大负荷确定，送风状态按负荷最大房间确定，靠调节再热量控制房间送风参数。

特点：部分负荷时风机与再热能耗大；风量分布控制简单。

②变风量系统VAV(Variabl Air Volumn)

送风量根据室内负荷的变化的而变化。

特点：节能，经济合理。气流组织、新风量的保证、系统静压控制等方面还存在问题。

⑶按所使用空气的来源

①全新风系统(又称直流系统)

全部采用室外新鲜空气(新风)的系统。新风经处理后送入室内，消除室内的冷、热负荷后，再排到室外。

特点：经济性差。可设置热回收设备。适用于不允许采用回风的场合，如放射性试验室、散发大量有害物的车间等。

②再循环式系统(又称封闭式系统)

全部采用再循环空气的系统。室内空气经处理后，再送回室内消除室内的冷、热负荷。

特点：节能，空气品质差。用于仓库及战备工程。

③回风式系统(又称混合式系统)

采用一部分新鲜空气和室内空气(回风)混合的全空气系统。新风与回风混合并经处理后，送入室内消除室内的冷、热负荷。

特点：满足卫生要求，经济合理，应用最广。

⑷按房间控制要求

①全空气空调系统

用于消除室内显热冷负荷与潜热冷负荷的全空气系统。空气经冷却和去湿处理后送入室内。

②热风采暖系统

用于采暖的全空气系统。空气只经加热和加湿(也可以不加湿)处理，而无冷却处理。

6.1.2 空气-水系统

空气-水系统是由空气和水共同来承担室内冷、热负荷的系统，除了向室内送入经处理的空气外，还在室内设有以水做介质的末端设备对室内空气进行冷却或加热。

1．特点

风道、机房占建筑空间小，不需设回风管道；

如采用四管制，可同时供冷、供热；

过度季节不能采用全新风；

检修较麻烦，湿工况要除霉菌；

部分负荷时除湿能力下降。

2．类型

根据房间内末端设备的形式可分为：

(1)空气-水风机盘管系统

在房间内设置风机盘管。

特点：可用于建筑周边处理周边负荷，系统分区调节容易；

可独立调节或开停而不影响其它房间，运行费用低；

风量、水量均可调；

风机余压小，不能用高性能空气过滤器。

适用于：客房、办公楼、商用建筑。

(2)空气-水诱导器系统

在房间内设置诱导器(带有盘管)。

特点：末端噪声大

旁通风门个别控制不灵

新风量取决于带动二次风的动力要求，空气输送动力消耗大

管道系统复杂

二次风过滤难

房间同时使用率低的场合不适用

因此逐渐被风机盘管所取代。

(3)空气-水辐射板系统

在房间内设置辐射板(供冷或采暖)。

特点：可用于抵消窗际辐射和处理周边负荷

无吹风感，舒适性较好，室温可以提高

承担瞬时负荷能力强

吊顶辐射板不能除湿

单位面积承担负荷能力受限

6.1.3目前国内最普遍使用的空调系统

1．普通集中式空调系统（定风量、单风道、全空气系统）：商场、影剧院、宾馆大堂、体育馆等。

2．风机盘管加新风系统（半集中式系统）：办公室建筑、宾馆客房等。

3．家用空调（局部空调系统）：住宅、办公室。

6.2 全空气系统的送风量和送风参数的确定

6.2.1湿空气的物理性质及焓湿图

1．湿空气的物理性质

⑴什么是湿空气？

人们日常接触的室内或室外空气均是湿空气，即包含有水蒸气的空气。

湿空气=干空气+水蒸气。

⑵常温下湿空气可看作是理想气体

水蒸气处于过热状态，分子无体积，分子之间无内聚力，可用理想气体状态方程表示：RT Pv = 或 mRT PV =

⑶大气压力

地球表面单位面积上所受空气层的压力称为大气压，常用B 表示，单位以帕（Pa ）或兆帕（MPa ）表示。

B=101325Pa=1.01325Bar

⑷湿空气的主要参数

①湿空气的密度ρ

湿空气密度ρ等于干空气密度ρd 与水蒸汽密度ρw 之和，即

w d ρρρ+=

②湿空气的含湿量d

湿空气中水蒸汽密度与干空气密度之比作为湿空气的含湿量，换言之，取对应于1kg 干空气的湿空气所含有的水蒸汽量，即

s

w s w w w d w d w w d d w P B P P B P P P P R P R d ..622.0622.0622.0ϕϕρρ-=-==== ③相对湿度φ

空气中水蒸汽的分压力与同温度下饱和水蒸汽分压力之比称为相对湿度，即

%100.⨯=s

Pw P w ϕ ④湿空气的焓h

在空调工程中，空气压力的变化很小，可近似于定压过程，故可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。

d t c t c h w p d p )2500(..++=

式中 c p.d --干空气的定压比热，1.005kJ/kg.℃

c p.w --水蒸汽的定压比热，1.84kJ/kg.℃