中央空调系统设计调研报告

中央空调系统设计调研报告

第1章中央空调系统概述

1．1 中央空调及其类别

中央空调是指根据国家设计规范的设计参数和要求进行选型设计、安装的。用于建筑物的空调系统。它是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同房间的温度，以达到对室内空气进行调节为目的的一种空调系统。主要由室外主机、室内风机盘管、及其相连接的风道等组成。

随着中央空调技术的发展，中央空调系统的种类日益增多，演变也很迅速。目前常用的分类如下。

1．1．1 按工作原理分类

中央空调系统按工作原理可分为三类：一类是全空气空调系统，一类是空气－水空调系统，还有一类是冷媒式空调系统。

其中全空气空调系统是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来承担的空调系统。空气－水空调系统是指空气和水两种介质作为工作媒体，将室内的热湿负荷转移至室外空调系统。冷媒式空调系统是指以冷媒作为冷量输送介质的空调系统，包括一拖多商用空调和一拖多户式中央空调。

1．1．2 按空气处理方式分类

中央空调系统按空气处理方式分类可分三类：一类是集中式中央空调，一类是半集中式中央空调，还有一类是局部式中央空调。

其中集中式中央空调的空气处理设备集中在中央空调室里，处理过的空气通过风管送至各房间的空调系统，适用于面积大、房间集中、各房间热湿负荷比较接近的场所；半集中式中央空调是既有中央空调又有处理空气的末端装置的空调系统，多用于对空气精度有较高要求的车间和实验室等；局部式中央空调是每个房间都有各自的设备处理空气的空调，多用于面积小、房间分散、热湿负荷相差大的场合，如办公室、机房、家庭等。

1．1．3 按使用目的分类

中央空调系统按使用目的分类可分为两类：一类是舒适性中央空调和工艺性中央空调。

其中舒适性中央空调要求温度适宜，环境舒适，对温湿度的调节精度无严格要求，多用于住房、办公室、影剧院、商场、体育馆、汽车、船舶、飞机等；工艺性中央空调对温度有一定的调节精度要求，另外空气的洁净度也要有较高的要求，多用于电子器件生产车间、精密仪器生产车间、计算机房、生物实验室等。

1．1．4 其他分类

按制冷量分类：大型空调机组、中型空调机组和小型空调机组。

按新风量的多少分类：直流式系统（空调器处理的空气为全新风）、封闭式系统（空调系统处理的空气为循环空气）、混合式系统（空调器处理的空气由回风和新风混合而成）。

按送风速度分类：高速系统（主风道风速20～30 m/s）、低速系统（主风道风速12 m/s以下）

1．2 中央空调系统的运行原理

由于空调事业的发展，各种新技术和新设备不断的出现或引进，中央空调可以适用于不同的建筑物，适应各种不同的要求，但按最基本的原理可分为空气循环系统、通风系统、冷冻水循环系统、制冷剂循环系统、冷却水循环系统五部分。

1．2．1空气循环系统

空调循环系统对空气进行的加热、加湿、冷却、去湿和过滤等，都由相应的空气处理设备来实现，这些设备由风管连接起来，通过送、回风口把处理好的空气送入空调房间，并把房间内的空气取回来。这样，送回风口、风管、空气处理设备和提供空气流动动力的风机以及风阀等附件就组成了一个空气循环系统，这是空调系统中的第一个循环系统。

1．2．2通风系统

空调系统与通风系统二者是密不可分的，但在工程上，将只要求控制室内温度的调节技术称为供暖或降温，将为保持室内环境有害浓度在一定卫生要求范围的技术叫做通风，只有对空气进行全面处理的技术才成为空调。其中冷却和去湿都与制冷有关。由于大多数系统在过渡季节或非工作时间要辅以通风系统对房间进行机械通风，这样空调系统与通风系统有许多部分就结合在一起了，通常就称为空调通风系统。

1．2．3冷冻水循环系统

对空气进行加热、冷却或冷却去湿的设备通常是指加热盘管或冷却盘管，由冷热源设备给这些盘管提供处理空气的热量或冷量。热源设备主要有锅炉，也有采用电加热器等；冷源设备主要是各种冷水机组。如，夏季供冷时，冷水机组的蒸发器、处理空气的冷却盘管和提供水流动力的水泵以及它们之间的连接水管和附件组成了空调系统中的另一个回路，称之为冷冻水循环系统，一般这是一个密闭的循环系统，即它不与大气直接相通。这个循环水系统通过冷冻水源源不断地把制冷机产生的冷量送到冷却盘管去处理空气。

1．2．4制冷剂循环系统

冷水机组的主要部件除了压缩机之外还有蒸发器、冷凝器和膨胀阀，它们之间由专门的管路连接起来，其内部流动着制冷剂，它们是一个有压的密闭循环系统。

1．2．5冷却水循环系统

制冷剂在蒸发器那里吸热制冷，吸收的热量到冷凝器那里冷凝放热，因此，为了维护压缩机的工作，必须把冷凝器里的制冷剂释放的热量排除掉，这个任务是由冷冻水循环系统来完成的。冷却水系统由冷凝器、冷却水泵、冷却塔和连接水管及附件组成。冷却水从冷凝器里带走热量，在冷却塔中直接释放给大气。

一个中央空调系统正是把室内空气、冷冻水、制冷剂和冷却水在各自的系统内不断的循环流动，把室内的热量连续不断地释放给大气，才能对室内连续不断地吹冷气，提供冷量，因此这四个循环缺少哪一个都不行。当然它们的形式可能在不同的系统里会有改变，比如冷却水系统可以用室外大气直接冷却冷却器来代替，这就是风冷系统。

第2章办公建筑常用中央空调系统

目前国内大、中型办公建筑中常见的空调系统有：

（1）全空气定风量空调系统；

（2）全空气变风量空调系统；

（3）风机盘管加新风系统。

2．1 全空气定风量空调系统

早期欧美国家的办公建筑采用全空气单风道（或双风道）定风量空调系统，用于末端再热（或冷、热风混合）来控制区域温度。全空气定风量系统空气过滤较好，气流组织得到保证，去湿能力强，也没有因水管进入空调房间带来的“霉菌”和“水害”等问题。定风量空调系统最大的缺点是当应用于多房间且处于部分负荷时，再热和冷、热风混合将产生冷热抵消，风机也无法调速节能。

我国的全空气定风量再热空调系统主要用于工业建筑。需要区域温度控制的多房间办公建筑很少采用带再热和冷、热混合的全空气定风量系统。

2．2 全空气变风量空调系统

2．2．1 系统优点

全空气变风量空调系统具有下列优点：

(1)区域温度可控，所采用的比例调节方式的控制质量优于风机盘管机组的双位调节，所采用

的风量调节方法的节能性也远胜于定风量系统的再热调节方法；

(2)部分负荷时，采用变频装置调节风机转速，大大降低了风机耗能；

(3)保持定风量空调系统空气过滤效率高、室内空气品质好、室内相对湿度低、热舒适性好的

特点；通过改变新风比还可利用室外低温新风进行自然冷却，并可实现低温送风；

(4)系统无水管进入空调区域。

2．2．2 系统缺点

全空气变风量空调系统也存在一些缺点，它们是：

（1）因大量使用变风量末端装置及其控制设备，初投资较大；

（2）风量调节时，区域内新风分配可能会不均匀；

（3）末端装置内置风机和调节风阀可能会产生噪声；

（4）设计、施工、管理较复杂；

（5）末端装置较小风量时室内气流分布状况较差。

2．3 风机盘管加新风系统