第10章空氣調節10.1空氣調節系統分類10.1.1按承擔室內熱負荷、冷負荷和濕負荷的介質分類10.1空氣調節系統分類10.1.2按空氣處理設備的集中程度分類10.1空氣調節系統分類10.1.2按空調系統處理的空氣來源分類10.1空氣調節系統分類10.1.2按系統的用途不同分類舒適性空調工藝性空調（2）空氣調節的基本參數①空調基數②空調精度10.1.2空調系統的組成及分類（1）空調系統的組成（2）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①集中式空調系統10.2空調負荷計算與送風量1.空調負荷的計算1.1空調室內空氣計算參數：室內溫度，濕度及其允許波動的范圍，室內空氣流速、潔凈度、噪聲、壓力和振動。舒適性空調室內計算參數如下表：1.2空調室外空氣計算參數空調室外空氣計算參數：依據《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）2）新風量1.3空調負荷空調房間的冷熱濕負荷的計算是確定空調系統送風量和空調設備容量的依據。1）冷負荷：由空調系統的冷卻設備除去的熱流量。熱量來源，冷負荷的計算注意以及事項。（具體算法）2）熱負荷：計算原理同采暖熱負荷3）濕負荷：4）空調冷負荷的估算10.3集中式空調系統冷熱源中央空調系統半集中式空調系統集中式空調系統冷熱媒管道空氣處理設備送風管道風口空氣處理設備新風機組噴水室換熱器加濕器末端裝置誘導器風機盤管加熱器空調箱過濾器圖10.1集中式空調系統集中式空調系統的組成：冷熱源、冷熱媒管道、空氣處理設備（組合式空調器、柜式空調器等）,送風管道風口原理圖如下:P195集中式空調系統集中式空調系統集中式空調的選擇集中式空調的特點空氣處理過程及設備10.2空氣處理設備（1）噴水室圖10.5噴水室的構造1—前擋水板；2—噴嘴與排管；3—后擋水板；4—底池；5—冷水管；6—濾水器；7—回水管；8—三通混合閥；9—水泵；10—供水管；11—補水管；12—浮球閥；13—溢水器；14—溢水管；15—泄水管；16—防水燈；17—檢查門；18—外殼

圖10.6擋水板的斷面形狀（a）前擋水板（b）后擋水板圖10.7噴嘴排管的連接方式（a）下分式（b）上分式（c）中分式（d）環式2）表面式空氣冷卻器水冷式、直接蒸發式和噴水式圖10.8噴水式表面冷卻器（2）空氣加熱設備1）表面式空氣加熱器圖10.9表面空氣加熱器（3）電加熱器圖10.10裸線式電加熱器1—鋼板；2—隔熱層；3—電阻絲；4—瓷絕緣子（4）空氣加濕和除濕設備1）空氣加濕設備圖10.11電極式加濕器1—進水管；2—電極；3—保溫層；4—外殼；5—接線柱；6—溢水管；7—橡皮短管；8—溢水嘴；9—蒸汽出口2）空氣除濕設備圖10.12制冷除濕機流程圖(5)空氣過濾器1）除塵圖9.13金屬網格浸油過濾器圖9.14高效過濾器構造示意圖（2）除臭、消毒和離子化圖9.15空氣電離原理圖1—脈沖發生器；2—金屬網接地電極（6）空調機組（空調箱）圖10.16裝配式空調箱示意圖圖10.17使用表冷器的空調箱參考尺寸圖10.18非金屬空調機組示意圖四.氣流組織方式及風口布置氣流組織方式

1.側向送風2.散流器送風3.孔板送風4.下部送風5.中部送風6.噴口送風風口布置室內送排（回）風口布置建筑物外墻新風口、排風口布置10.4半集中式空調系統冷熱源半集中式空調系統冷熱媒管道送風管道風口空氣處理設備新風機組末端裝置誘導器風機盤管1.半集中空調系統的選擇新風加風機盤管系統：能夠實現居住者的獨立要求，適用范圍見課本。P204新風加誘導器系統：可用于多房間需要單獨調節控制的建筑，也可用于大型建筑物的外區。（詳細說明）2.風機盤管系統1）風機盤管機組：由風機、盤管、過濾器組成。圖2）風機盤管空調機組的新風供給方式：見課本p2043）風機盤管水系統:雙管制系統、三管制系統和四管制系統。具體如下：3）風機盤管水系統:雙管制系統、三管制系統和四管制系統。具體如下：誘導器由外殼、盤管、噴嘴、靜壓箱和以此風連接管等組成。誘導器系統的工作原理：3.誘導器系統新風回風盤管空調房間回風口誘導器靜壓箱空氣集中處理負壓吸入處理（加熱、冷卻減濕）部分回風送風口以上為空氣----水誘導器或冷熱誘導器。10.5分散式空調系統1.特點：設備安裝方便，占地面積較小，空間要求低。系統小，風管短，調節容易，可以獨立使用，不會發生互相污染、串聲，防火性能好，維修方便，使用方式靈活。2.局部空調機組的分類見表10-8。3.空調機組的應用空調機組應用方式見表10-9。4.幾種新型的局部空調機組方式1）穿墻式機組：可應用于辦公建筑作為外區空調方式，負擔外區空調負荷。應注意建筑里免于裝置的配合必須一致，設計時應預留進排風口。2）變冷機量（VRV）空調機組：屬于制冷劑系統，該系統可多用于多居室或別墅以及中小型辦公樓及其他類型的建筑物。3）環閉水源熱泵系統：是一種局部機組系統化的形式。有水源熱泵單元機組、輔助加熱裝置、冷卻塔和水系統組成。各系統示意圖如下：10.6幾種新型的空調方式1.輻射供冷空調方式

輻射供冷是利用高溫冷水（供水溫度在16℃以上）作為空調冷源。輻射供冷僅僅負擔室內顯熱負荷，不會在板面出現結漏現象。采用輻射冷盤管時，盤管多設在吊頂，利用吊頂作為送風靜壓箱，吊頂即構成了輻射面，突出了輻射換熱效果。具有舒適節能的優點，有時還有蓄能的作用，且室內不易暴露末端裝置。噪聲易控制，風量小。10.6幾種新型的空調方式2、”低溫”空調系統在冰蓄冷系統能制備較低溫度冷媒(1.1—3.3℃)的條件下，則有可能將冷卻減濕后的空氣溫度降至3.5～10.5℃，相對于常規空調用7℃供水、12℃回水處理空氣使其達到13~15'C而言，前者可謂是一種“低溫”的空氣處理，因而也使“低溫”空調系統的設計具有某些特點:空調能耗問題和電力供應緊張問題成為人們關注的焦點．由于“低溫”送風空調系統可以降低空調的初投資和運行費用，彌補由于采用冰蓄冷系境引起的投資增加，因此特冰蓄冷技術與“低溫”送風空調技術相結合，能提高空調系統的整體性能水平，并且實現電力負荷的移峰填谷，所以，近年來這種系統得到了較大的發展。“低溫”送風空調系統具有很多優點：(1)由于“低溫”透風溫度要比常規送風溫度低10℃左右，因而同樣冷熱負荷條件下送風量要比常規送風量低，所需風機功率隨之降低，節省了運行費用。(2)“低溫”送風空調系統中，由于送風量的減少，空氣處理設備及風遭尺寸相應減少，所占空間減少，可使空謂初投資、土建初投資都能減少．(3)采用“低溫”送風空調系統的建筑物，其室內相對濕度低于常規空調系統的相對濕度．在相對濕度較低時，可以通過提高干球溫度使空調房間內的有效溫度與采用常規空調系統時室內空氣的有效溫度相同。因而可以防止室內人員有冷感，另一方面還可以節能．(4)由于低溫抑制了有害細菌的生長及凝結水量大的問題，使得低溫送風系統凝結水中的有毒物濃度低于常規空謂系統，因而提高了送風衛生質量。2.下送風復合型空調系統

下送風屬全空氣空調方式，在氣流分布上有一定的特殊性，并可與“個人空調”相結合成為一種能明顯改善室內工作人員熱舒適和空氣品質的空調方式．空調設備可采用專用的下送風空氣處理箱。地板為架空結構，地板下即為送風靜壓箱，設地面送風口(帶小型風機和不帶風機的兩種)，地下靜壓層高度一般在300mm左右．回風口設在吊頂上，可與燈具完美結合，有利排除余熱．9.3空調房間的建筑設計9.3.1空調房間的設計參數（1）空調房間的設計參數1）空調房間的溫、濕度設計標準10.7空調水系統

空調水系統包括冷、熱水系統及冷卻水系統、冷凝水系統。冷、熱水系統∶空調冷，熱源制取的冷、熱水要用管道輸送到空調機或風機盤或誘導器等末端處，輸送冷、熱水的系統稱為冷、熱水系統．冷卻水系統：空調系統中專為水冷冷水機組冷凝器、壓縮機或水冷直接蒸發式整體空調機組提供冷卻水的系統稱為冷卻水系統。冷凝水系統：空調系統中為空氣處理設備排除空氣去濕過程中的冷凝水而設置的水系統稱為冷凝水系統．10.7.1冷、熱水和冷卻水參數

一、冷、熱水和冷卻水參數(一)冷、熱水參數空氣調節冷、熱水參數，應通過技術經濟比較后確定．宜采用以下數值：空氣調節冷水供水溫度：5—9℃，一般為7℃，冷水供回水溫差：5~10℃，一般為5℃：熱水供水溫度：40~65℃，一般為60℃熱水供回水溫差：4.2~15℃，一般為lO℃．(二)冷卻水參數空氣調節用冷水機組和水冷整體式空氣調節器的冷卻水水溫，應按下列要求確定(不包括水源熱泵等特殊系統的冷卻水)：(1)冷水機組的冷卻水進口溫度不宜高于33℃；(二)冷卻水參數

(2)冷卻水進口最低溫度應按冷水機組的要求確定：電動壓縮式冷水機組不宜低于15.5℃，鎳化鋰吸收式冷水機組不宜低于24℃，冷卻水系統，尤其是全年運行的冷卻水系統．宜對冷卻水的供水溫度采取調節措施；(3)冷卻水進出口溫差應按冷水機組的要求確定，電動壓縮式冷水機組宜取5℃，鎳化鋰吸收式冷水機組宜為5—7℃．10.7.2空調冷、熱水系統空調冷、熱水系統的形式空調冷、熱水系統的分區10.7.3冷卻水系統冷卻水系統的分類

1．直流供水系統天然水如自來水、地下水、湖泊、江河或水庫中的水，對于空調冷卻水系統來說都是優良的冷潭。水經過設備后也不會產生污染，可綜合利用．2．循環冷卻水系統循環冷卻水系統只需要補充少量水，但需要增設循環水泵和冷卻塔等．循環水冷卻系統如圖10—37所示．冷卻塔的布置

冷卻塔應放在室外通風良好處，在高層民用建筑中，最常見的是放在裙房或主樓屋頂。布置時首先應保證其排風口上方無遮擋，在進風口應保證進風氣流不受影響．另外，進風口不應鄰近有大量高濕熱空氣的排口．布置在裙房屋頂時，應注意噪聲對周圍建筑和塔樓的影響，布置在主樓屋頂時，要滿足冷水機組承壓求．冷卻塔的布置還會對結構荷載和建筑立面產生影響．10.7.4冷凝水系統空氣處理設備在去濕工況下運行時，被處理的空氣會產生冷凝水。使用表面式換熱器的空氣處理器，其凝水板收集在隨機組配置的凝水盤中，然后由凝水管路系統及時排除，以確保空氣處理器連續正常的運行。冷凝水系統一般有水平式、垂直式和單獨(就近)排除等．因凝結水系統為重力非滿管流，管道沿水流方向坡度較大，受建筑層離限制水平管路不宜太長。垂直冷凝水系統的水平支管一般較短，立管可與冷、熱水管一同設在管井內，易于排除冷凝水，且占用建筑空間少，多用于賓館客房和寫字樓中新風機組及風機盤管凝水的排除．一臺處理設備單獨設置冷凝水排除系統的方式多見于大空間中的組合式空調箱，其冷凝水可就近排人空調機房的地漏．冷凝水排入污水系統時，應有空氣隔斷措施，冷凝水管不得與室內密閉雨水系統直接連接．10.8空調系統的冷熱源10.8.1冷源天然冷源主要是地下水(深井水)、地道風和山澗水等．天然冷源的特點是節能，造價低，但由于受各種條件的限制，不是任何地方都可獲得。人工冷源利用制冷設備和制冷劑制取冷量，其優點是不受條件的限制，可滿足所需要的任何空氣環境，其缺點是初投資大，運行費用高。制冷機種類(1)按工作原理分為壓縮式、吸收式和蒸汽噴射式三類．目前壓縮式制冷機的應用最為廣泛．(2)按冷卻介質分為水冷式制冷機和風冷式制冷機(3)按功能分為單冷式制冷機和冷熱水機制冷機的原理與組成(1)壓縮式制冷機由制冷壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四個主要部件組成，工作循環如圖10—38所示。制冷劑在壓縮式制冷機中歷經蒸發、壓縮、冷凝和節流四個熱力過程完成一次循環。

(2)吸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低溫低壓狀態下吸熱氣化而制冷。但在吸收式制冷機中是利用二元溶液在不同壓力和溫度下能夠吸收和釋放制冷劑的原理來進行循環的。(3)蒸汽噴射式制冷機也是一種以熱能為動力的制冷機，是用一臺噴射器來代替一臺壓縮機．低壓蒸汽由蒸發器壓力提高到冷凝器壓力的過程利用高壓蒸汽的噴射、吸引及擴壓作用來實現對工質的壓縮。3．制冷劑、載冷劑和冷卻劑制冷劑是制冷系統中完成制冷循環的工作物質．目前，常用的制冷劑有氨和鹵代烴(又名氟利昂)．空調中使用較多的鎳化鋰吸收式制冷機是采用水和鑷化鋰組合的溶液，其中沸點低的水作制冷劑，沸點高的澳化悝作吸收劑，只能制取0℃以上的冷凍水。載冷劑是間接制冷系統中，用以吸收被制冷空間或介質的熱量，并將其轉移給制冷劑的一種流體，也稱冷媒。常用的載冷劑有水、鹽水和空氣．冷卻劑是在冷凝器中帶走高溫高壓氣態制冷劑冷凝為高溫高壓液態制冷劑時放出的熱量的工作物質，常用的冷卻劑有水(如井水、河水、循環冷卻水等)和空氣等．4．冷水機組的特性與用途冷水機組是把壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流閥以及電氣控制設備組裝在一起，為空調系統提供冷凍水的設備．特點是：結構緊湊，占地面積小，機組產品系列化，冷量可組合配套，便于設計造型，施工安裝和維修操作方便；配備有完善的控制保護裝置，運行安全；以水為載冷劑，可進行遠距離輸送分配和滿足多個用戶的需要；機組電氣控制自動化，具有能量自動調節功能，便于運行節能。壓縮式冷水機組特點是電作動力、設備體積小，運行可靠，制冷劑為氟利昂替代品。其中，活塞式冷水機組價格低廉、制造簡單、使用靈活方便，但能效比低。螺桿式冷水機組結構簡單、體積小、重量輕，可在15%一100%的范圍對制冷量進行無級調節，且它在低負荷時的能效比較高，對民用建筑的空調負荷有較好的適應性。離心式冷水機組制冷量大、重量輕、結構緊湊，尺寸小，能效比高。熱力式冷水機組特點是用燃油、燃氣、蒸汽、熱水做動力，用電很少，躁聲低，振動小．其中，直燃式(燃抽、燃氣)鑷化鋰吸收式冷水機有可靠的燃油，燃氣源，并在經濟上合理時采用．蒸汽(熱水)式鑷化鋰吸收式冷水機以蒸汽作動力；有可靠的蒸汽或熱水(高于80℃)源時采用．在有廢熱和低位熱源的場所應用較經濟，適用于大、中型容量且冷水溫度較高的空謂系統．10.8.2空調系統的熱源

空調系統的熱源有集中供熱，自備燃油、燃氣、燃煤鍋爐，直燃式(燃油、燃氣)溴化鋰吸收式冷熱水機組(夏季制冷水、冬季生產空調熱水)，各種熱泵機組（利用各種廢熱如工廠余熱、垃圾焚燒熱或空氣、水、太陽能，地熱等可再生能源熱）。熱泵系統的冷熱聯供：

熱泵是能實現蒸發器與冷凝器功能轉換的制冷機，利用同一臺熱泵可以實現既供熱又供冷．所有制冷機都可以用作熱泵，以吸收低溫的熱量(輸出冷量)為目的的裝置叫制冷機；以輸出較高溫度的熱量或同時(或交替)輸出冷熱量為目的的裝置叫熱泵。像水泵一樣將水從低處提升到高處，熱泵將熱量從低溫物體轉移到高溫物體。熱泵的相關知識熱泵的種類熱泵的應用熱泵的節能10.9空調系統的布置空調系統布置包括制冷和供熱機房、空調機房、管道層、設備層水管和風管。10.9.1制冷和供熱機房（空調主機房）1）制冷機房設計對土建的基本要求2）空調主機房面積的計算10.9.2空調機房1）空調機房設計對土建的基本要求2）空調機房面積和高度的概算指標3）小型空調設備安裝與建筑設計的關系10.9空調系統的布置10.9.3管道層與技術層設置10.9.4風機房10.9.5空調系統管路的布置與敷設10.9.6建筑層高10.10建筑防排煙及通風空調系統的防火

建筑物防火及防排煙的概念如圖10—44所示。為防止和減少建筑火災的危害，保障人身和財產的安全，所采取的手段大致可分為預防(防止起火)和消防結合兩類。10.10.1建筑設計防火分區和防煙分區1.防火分區2.防煙分區事例10.10.2防煙、排煙設施的設置部位10.10.3防煙、排煙方式防煙的概述防煙方式：機械加壓送風的機械防煙，可開啟外窗的自然排煙。自然排煙：利用機械作用將煙氣排至室外；機械排煙：利用自然力排煙。排煙的部位：著火區和疏散通道。10.10.4自然排煙對建筑設計的要求10.10.4自然排煙對建筑設計的要求10.10.5機械排煙對建筑設計的要求一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑應設置機械排煙設施的部位如下表：10.10.5機械排煙對建筑設計的要求排煙口應設在頂棚上或靠近頂棚的墻面上，且與附近安全出口沿走道方向相鄰邊緣之間的最小水平距離不應小于1．5m．設在頂棚上的排煙口距可燃構件和可燃物的距離不應小于1.0m，排煙口應盡量布置在與人流疏散方向相反的位置處，見圖10—51。10.10.5機械排煙對建筑設計的要求10.10.6機械加壓送風對建筑設計的要求通風空調系統的防火地下汽車庫防排煙10.10.8地下汽車庫防排煙10.11空調系統的消聲與減震建筑內部的噪聲主要是由于設置空調、給排水、電氣設備后產生，其中以空調設備產生的噪聲影響最大。空調系統噪聲的傳遞過程如下圖，從圖中可以看出，除通風機噪聲由風道傳入室內之外，設備的振動和噪聲也可能通過建筑結構傳入室內。10.11.1空調系統的噪聲及其自然衰減1.空調系統設備的噪聲2.空調系統氣流噪聲3.空調系統中噪聲的自然衰減4.空氣進入室內噪聲的衰減10.11.2空調風道系統的消聲10.11.2設備機房噪聲控制措施機房設備產生的振動而引起的噪聲則應用減震、隔聲和吸聲等措施來解決。10.12建筑設計與采暖空調系統運行節能的關系10.12.1采暖建筑具體規定見課本P236.10.12.2空調建筑建筑防熱設計要求空調房間的布置要求空調建筑熱工設計要求9.3.2空調房間的建筑布置和熱工要求（1）空調房間布置要求①空調建筑或空調房間的建筑平面與體型設計應力求方正，避免狹長、細高和過多的凹凸。建筑物外表宜作淺色處理，且盡量避免東西朝向布置。②空調房間的建筑高度應考慮建筑、生產使用、氣流組織和管道布置等方面的要求，在滿足使用要求的前提下盡量降低。空調水管、風管所占吊頂內凈空高度為空調面積（類型）管道所占凈空高度＜1000m2500mm大面積空調600～800mm客房、辦公等空調（風機盤管加新風）400～600mm③空調房間不宜布置在頂層，否則，屋頂必須有良好的隔熱措施。對于潔凈度和美觀都有嚴格要求的空調房間，可采用設置技術閣樓或技術層的方法來處理。④空調房間應盡量集中布置。對于建筑物內空調房間的使用功能不相同時，應盡量把室內溫濕度基數、使用班次和消聲要求等相近的空調房間布置成上下對齊或是在平面上相鄰的形式。對噪聲和振動有嚴格要求的空調房間，應遠離振源和聲源。⑤空調房間應盡量被非空調房間所包圍，但不宜與高溫、高濕房間相毗鄰。不宜與有產生大量粉塵或污染程度嚴重的氣體的房間鄰近，否則應布置在污染房間的風上側。⑥空調房間不宜布置在外墻面較多的轉角處和有伸縮縫、沉降縫的地方，如果設在轉角處，不宜在轉角的兩面外墻上均開設外窗，以減少室內外之間的傳熱和滲透。（2）建筑熱工要求9.3.3空調房間的氣流組織與送回風方式①側向送風方式圖9.19側送方式（a）單側上送上回式（b）單側上送下回式（c）單側上送走廊回風式（d）雙側外送上回式（e）雙側內送上回式（f）雙側內送下回式（g）中部雙側內送上下回或上部排風②孔板送風方式圖9.20孔板送風方式圖9.21散流器下送的氣流流型④噴口送風方式圖9.22噴口送風流型⑤條縫形送風方式圖9.23條縫形送風口⑥回風方式9.4空調冷源與制冷設備9.4.1空調冷源（1）天然冷源①地下水②地道風③其他（2）人工冷源1）制冷機①壓縮式②吸收式③蒸汽噴射式2）制冷劑①氨②氟利昂③水和溴化鋰組合的溶液9.4.2制冷設備（1）制冷系統的工作原理與制冷設備1）壓縮式制冷圖9.24壓縮式制冷循環原理圖2）吸收式制冷圖9.25吸收式制冷工作原理示意圖3）蒸汽噴射式制冷（2）制冷機組的選擇①民用建筑應采用氨壓縮式制冷機組或溴化鋰吸收式機組；②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。由于大氣環境保護方面的要求和電力緊張等方面的原因，各使用單位和環保部門要求盡量少用氟利昂壓縮式機組；③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；④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。9.4.3空調機房與制冷機房（1）機房的位置圖9.26高層建筑機房配置的方案R—制冷機；B—鍋爐（2）機房的內部布置圖9.27單獨建筑的氨制冷機房布置圖1—8AS17壓縮機；2—氨油分離器YF-125；3—立式冷凝器LN-150；4—氨儲液器ZA-5.0；5—立式蒸發器LZ-240；6—空氣分離器KF-32；7—水封；8—集油器JY-300；9—冷凍水泵；10—變電站；11—儲存室；12—機器間；13—值班室；14—維修室；15—設備間9.5空調水系統9.5.1空調冷凍水系統1）根據空調設備的構造、蒸發器的形式不同分類①閉式冷凍水系統②開式冷凍水系統圖9.28閉式冷凍水系統示意圖圖9.29單池開式水系統2）根據水流經過的途徑路程是否相同分類①同程式②異程式圖9.30同程式水系統圖9.31異程式水系統③混合式3）根據系統供、回水管路根數不同分類①雙管制圖9.32同程和異程混合體系統圖9.33雙水管系統②三管制圖9.34三水管風機盤管系統（獨立新風）1—冷卻水泵；2—制冷水器；3—次新風盤管；4，4′—二次水泵；5—水加熱器；6—風機盤管；7—膨脹水箱③四管制