1、建筑設備概論（上）武漢理工大學出版社第9章 空氣調節9.1 空調調系統概統概述 9.1.1 空氣調節的任務與作用空氣調節的任務與作用 空氣調節即人為地對建筑物內的溫度、濕度、氣流速度、細菌、塵埃、臭氣和有害氣體等進行控制，為室內提供足夠的室外新鮮空氣。簡言之，空調就是對空氣經過處理的通風。 工藝性空調與舒適性空調。 空氣調節的基本手段是將室內空氣送到空氣處理設備中進行冷卻、加熱、除濕、加濕、凈化等處理，然后再送回室內，以達到消除室內余熱、余濕、有害物或為室內加熱、加濕的目的；通過向室內送入一定量處理過的室外空氣的辦法來保證室內空氣的新鮮度。第9章 空氣調節 9.1.2 空氣調節的基本參數空氣調

2、節的基本參數 常用空調基數和空調精度來表示空調房間對設計的要求。 (1) 空調基數：也稱空調基準溫濕度，指根據生產工藝或人體舒適性要求所指定的空氣溫度和相對濕度。 (2) 空調精度：指空調區域內生產工藝和人體舒適要求所允許的溫濕度偏差值。 需要將溫度和相對濕度嚴格控制在一定范圍內的空調，稱為恒溫恒濕空調。第9章 空氣調節9.2 空氣處氣處理設備設備 9.2.1 空氣冷卻和加熱設備空氣冷卻和加熱設備 (1) 空氣冷卻設備。 使空氣冷卻特別是降溫除濕冷卻，是對夏季空調進風的基本處理過程。空氣冷卻設備主要有噴水室和表面式空氣冷卻器兩種。在民用建筑的空調系統中，應用最多的是表面式空氣冷卻器。 表面式空

3、氣冷卻器分為水冷式、直接蒸發式和噴水式3種類型。 水冷式表面空氣冷卻器與表面式空氣加熱器的原理相同，只是將熱媒（熱水或蒸汽）換成冷媒（冷水）而已。直接蒸發式表面空氣冷卻器，依靠制冷劑在蒸發器中蒸發吸熱而使空氣降溫冷卻。噴水式冷卻器是將噴水室和表面冷卻器相結合的一種組合體。第9章 空氣調節 (2) 空氣加熱設備。 主要有表面式空氣加熱器和電加熱器兩種。前者主要用于各集中式空調系統的空氣處理室和半集中式空調系統的末端裝置中，后者主要用于各空調房間的送風支管上作為精調設備，以及用于空調機組中。 在空調系統中，管內流通熱媒（熱水或蒸汽）、管外加熱空氣，空氣與熱媒之間通過金屬表面換熱的設備，就是“表面式

4、空氣加熱器” ，按其構造有管式和肋片式。 電加熱器是讓電流通過電阻絲發熱來加熱空氣的設備。一般應用于恒溫精度要求較高的空調系統和小型空調系統，加熱量要求大的系統不宜采用，有裸線式與管式兩種類型。第9章 空氣調節 9.2.2 空氣加濕和除濕設備空氣加濕和除濕設備 (1) 空氣加濕設備。 空氣加濕的方式有兩種：集中加濕和局部補充加濕。 用噴水室加濕空氣、噴蒸汽加濕和水蒸發加濕是常用的集中加濕法。 (2) 空氣除濕設備。 空氣的減濕方法有多種，如加熱通風法、冷卻減濕法、液體吸濕劑減濕和固體吸濕劑減濕等。民用建筑中的空氣除濕設備，主要是制冷除濕機。第9章 空氣調節 9.2.3 建筑給水系統的組成建筑給

5、水系統的組成 凈化處理的目的主要是除去空氣中的懸浮塵埃，另外還包括消毒、除臭以及離子化等，分為一般凈化、中等凈化和超凈凈化3種等級。 (1) 除塵。 使用空氣過濾器除塵，根據過濾效率的高低，將空氣過濾器分為粗效、中效、亞高效和高效4種類型。 過濾效率，指在額定風量下過濾器前、后空氣含塵濃度之差與過濾器前空氣含塵濃度之比的百分數。 過濾器按作用原理不同可以大致分為金屬網格浸油過濾器、干式纖維過濾器、靜電過濾器。 (2) 除臭、消毒和離子化。 采用活性炭過濾器除去空氣中某些有味、有毒的氣體。第9章 空氣調節 9.2.4 空調機組（空調箱）空調機組（空調箱） 各種空氣處理功能段組裝而成的不帶冷、熱源

6、的一種空氣處理設備，稱為“空氣處理室”，也稱“空調箱”，包括風機在內的空氣處理室也稱“空調機組”。 空調機組的基本功能段包括：空氣混合、空氣均流、粗效過濾、中效過濾、高中效或亞高效過濾、空氣冷卻、空氣一次和二次加熱、空氣加濕、送風機、回風機、中間噴水、消聲段等。 大型的空調箱多數做成臥式的，小型的也有立式的。第9章 空氣調節9.3 空調調系統統 9.3.1 空調系統的組成空調系統的組成 空調系統由空氣處理設備、空氣輸送管道、空氣分配裝置、電氣控制部分及冷、熱源等部分組成。 9.3.2 空調系統的分類空調系統的分類 (1) 根據空調系統空氣處理設備的設置位置分類。 集中式空調系統：將各種空氣處理

7、設備（冷卻或加熱器、加濕器、過濾器等）以及風機都集中設置在一個專用的空調機房里，以便集中管理。 分散式空調系統：又稱“局部式空調系統”或“房間空調機組” 。是就地處理空氣的一種局部空調的方式。第9章 空氣調節 半集中式空調系統：又稱“半分散式系統”。它除了有集中的空調機房外，尚有分散在各空調房間內的二次處理設備（又稱“末端設備”）。 (2) 根據負擔室內熱（冷）、濕負荷所用的介質分類。 全空氣系統：空調房間的熱（冷）、濕負荷全部由經過處理的空氣來負擔的空調系統。 全水系統：空調房間的熱（冷）、濕負荷由水作為冷熱介質。 空氣-水系統：使用空氣和水來負擔空調的室內負荷。 制冷劑系統：又稱“直接蒸發

8、式系統”。第9章 空氣調節 (3) 根據集中式空調系統處理的空氣來源的不同分類。 封閉式系統（全回風）：封閉式系統所處理的空氣，全部為空調房間的再循環空氣。 直流式系統（全新風）：直流式系統所處理的空氣全部來自室外，室外空氣經處理后進入室內，室內空氣全部排出室外。 混合式系統：綜合以上兩者的利弊，采用混合一部分回風的系統。第9章 空氣調節 (4) 按送風管道中空氣流速的大小分類。 低速空調系統：在工業建筑的主風道中風速15m/s；在民用和公共建筑的主風道中風速10m/s。 高速空調系統：在工業建筑的主風道中風速15m/s；在民用和公共建筑的主風道中風速12m/s。 空調系統由空氣處理設備、空氣

9、輸送管道、空氣分配裝置、電氣控制部分及冷、熱源等部分組成。 9.3.3 空調系統的選擇空調系統的選擇 根據建筑物的用途、規模、使用特點、室外氣候條件、負荷變化情況和參數要求等因素，通過技術經濟比較來選擇。第9章 空氣調節9.4 空調調水系統統 空調水系統是以水為介質，在同一建筑物內或建筑物之間傳遞冷量（冷凍水或冷卻水）或熱量（熱水）。 空調水系統按使用水的特點來分有冷凍水和冷卻水系統； 按水的循環方式來分有開式、閉式； 按管路布置形式來分有同程式、異程式； 按供、回水管道數目來分有兩管制、三管制、四管制； 按空調水系統中水泵設置形式有單泵式、復泵式； 按空調水系統是否分區供水來分則有不分區式和

10、分區式。第9章 空氣調節 9.4.1 空調冷凍水系統空調冷凍水系統 空調冷凍水系統是供應冷量的系統，通常由制冷機組的蒸發器、冷凍水泵、供回水管道和表面式空氣冷卻器或噴水室以及分、集水器、除污器等組成。 (1) 根據空調設備的構造、蒸發器的形式不同分類。 閉式冷凍水系統：管路系統不與大氣相接觸，僅在系統最高點設置膨脹水箱。 開式冷凍水系統：管路系統與大氣相通，與蓄冷（熱）水池連接較簡單，系統運行穩定性好。開開式閉閉式第9章 空氣調節 (2) 根據水流經過的途徑路程是否相同分類。 同程式：供、回水干管中的水流方向相同，水流經各空調用戶的途徑路程均相同。 異程式：供、回水干管中的水流方向相反，每一環

11、路的管路長度不相等。 混合式：采用同程和異程相結合的混合水系統方式。異程式同程式第9章 空氣調節 (3) 根據系統供、回水管路根數不同分類。 雙管制：入風機盤管只有一根供水管和一根回水管。 三管制：進入盤管處設有程序控制的三通閥，由室內恒溫器控制，根據需要使用冷水或熱水進入（不同時進入），分別設置供冷、供熱管路與換熱器、冷水機組相連，但回水管共用一根。 四管制：供冷、供熱的供、回水管均分開設置，具有冷、熱兩套獨立的系統。 9.4.2 空調冷卻水系統空調冷卻水系統 空調冷卻水系統供應空調制冷機組冷凝器、壓縮機的冷卻用水。在正常工作時，用后僅水溫升高，水質不受污染。按水的重復利用情況，可分為直流供

12、水系統和循環供水系統。第9章 空氣調節 循環水系統一般由冷卻塔、冷卻水泵、補水系統和循環管道組成。 冷卻塔的設置應注意： 冷卻塔應設置在空氣流暢、風機出口處無障礙物的地方。 冷卻塔應設置在噪聲要求低和允許水滴飛濺的地方。 冷卻塔設置在屋頂或樓板上，應校核該結構構件承載能力。 不應把冷卻塔設置在廚房等排風口有高溫空氣出口的地方，并需考慮與煙囪的位置應有足夠的距離。 冷卻塔的補給水量一般為冷卻塔循環水量的1%3%。第9章 空氣調節9.5 空調調系統統的冷熱熱源 9.5.1 冷熱源組成冷熱源組成 空調制冷就是降低和維持空間溫度或物質溫度，使之低于環境溫度。 空調冷源有天然冷源和人工冷源兩種。 天然冷

13、源主要是地道風和深井水。 人工冷源主要是采用各種型式的制冷機制備低溫冷水來處理空氣或者直接處理空氣。 空調熱源主要有獨立鍋爐房和集中供熱的熱網。第9章 空氣調節 9.5.2 制冷設備制冷設備 空調工程中的制冷機按工作原理的不同可分為壓縮式、吸收式和蒸汽噴射式。壓縮式根據壓縮機的類型又可分為活塞式、螺桿式和離心式三種。 (1) 制冷系統的工作原理與制冷設備。 壓縮式制冷 壓縮式制冷機通過制冷劑的熱力循環，以消耗一定量的機械能作為補償條件來達到制冷的目的。 由制冷壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等4個主要部件所組成，并用管道連接，構成一個封閉的循環系統，制冷劑在壓縮式制冷機中歷經蒸發、壓縮、冷凝和節

14、流等4個熱力過程。第9章 空氣調節壓縮式制冷循環原理圖第9章 空氣調節 在蒸發器中，低壓低溫的制冷劑液體吸取其中被冷卻介質（如冷水）的熱量，蒸發成為低壓低溫的制冷劑蒸汽（每小時吸收的熱量Q0，即制冷量）；低壓低溫的制冷劑蒸汽被壓縮機吸入，并壓縮成為高壓高溫氣體（壓縮機消耗機械功AL）；接著進入冷凝器中被冷卻水冷卻，成為高壓液體 放出熱量QK(QK=QO+AL)；再經膨脹閥減壓后，成為低溫低壓的液體；最終在蒸發器中吸收被冷卻介質（冷凍水）的熱量而汽化。如此不斷地經過壓縮、冷凝、膨脹、蒸發4個過程。 上述制冷過程實際上就是從低溫物質奪取熱量而傳遞給高溫物質的過程。 第9章 空氣調節 吸收式制冷 吸

15、收式制冷和壓縮式制冷的機理相同，都是利用液態制冷劑在一定壓力下和低溫狀態下，吸熱汽化而制冷。壓縮式制冷是以消耗機械能（即電能）作為補償；吸收式制冷是以消耗熱能作為補償，它是利用二元溶液在不同壓力和溫度下能夠釋放和吸收制冷劑的原理來進行循環的。 蒸汽噴射式制冷第9章 空氣調節 (2) 制冷機組的選擇。 民用建筑應采用氨壓縮式制冷機組或溴化鋰吸收式機組。 生產廠房及輔助建筑物，宜采用氨壓縮式制冷機組，也可采用溴化鋰吸收式或蒸汽噴射式制冷機組。 集中空調系統，宜選用結構緊湊、占地面積小，壓縮機、冷凝器、蒸發器、電動機和自控元件都裝在同一框架上的冷水機組。 小型全空氣空調系統，宜采用直接蒸發式壓縮冷凝機組；對有合適熱源特別是有余熱或廢熱的場所或電力缺乏的場所，宜采用吸收式制冷機組。第9章 空氣調節 9.5.3 水源和地源熱泵系統水源和地源熱泵系統 (1) 水源熱泵系統。 (2) 地源熱泵系統。 9.5.4 制冷設備制冷設備 (1) 主要設備布置。 (2) 設計實例。第9章 空氣調節9.6 空調調系統與統與建筑的配合 9.6.1 管道與建筑的配合管道與建筑的配合 空調管道的布置應盡可能和建筑協調一致，保證使用美觀。設計和施工時應遵循下列原則：小管道讓大管道，有壓管道讓無壓管道。 9.6.2 空調機房的布置原則空調機房的布置原則 應充分