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1、第五章 通风、空气调节工程 及制冷设备,第一节 建筑通风,一、建筑通风任务和分类1建筑通风的任务通风:就是把是室内被污染的空气直接或经净化后排至室外，把新鲜空气补充进来，从而保持室内的空气环境符合卫生标准和满足生产工艺的需要2通风分类 通风系统的作用范围不同，可分为全面通风和局部通风两种方式；按通风系统的工作动力不同，可分为自然通风和机械通风两种。 全面通风：是对整个车间或房间进行换气，以改变温、湿度和稀释有害物质的浓度，使作业地带的空气环境符合卫生标准的要求。,局部通风：仅限于车间的个别地点或局部区域。局部送风的作用，是将新鲜空气或经过处理的空气送到车的局部地区，以改善该局部区域的空气环境；
2、局部排风的作用，是将有害物在产生的地点就地排除，以防止其扩散。局部通风的优点： 局部排风既能有效地防止有害物对人体的危害，又能大大减少通风量。下图所示轮碾机的密闭罩就是一个实例。,排风罩的形式：分为外部吸气罩和接受罩两种类型 外部吸气罩：是借助于机械排风造成负压，将产生 的有害物质吸入罩内。,槽边吸气罩,接受罩（伞形罩）,排风罩的实物图,局部排风系统的排风罩,净化或除尘：使空气中的粉尘与空气分离的过程称为含尘空气的净化或除尘。常用的除尘设备：旋风除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器及电除尘器等。有害气体的净化：消除有害气体对人体及其它方面的危害，叫做有害气体的净化。净化有害气体的设备有各种吸收塔、
3、活性炭吸附器等。高空排放：在有些情况下，由于受到技术经济条件的限制，不得不将未经净化或净化不完善的废气直接排入高空，通过在大气中的扩散进行稀释，以使降落到地面的有害物质的浓度不超过卫生标准中规定的“居住区大气中有害物质最高容许浓度”，这种处理方法称为有害气体的高空排放。,二、自然通风,自然通风：是借助于自然压力“风压”或“热压”促使空气流动的，而机械通风则是依靠风机产生的压力强制空气流动。风压：就是由于室外气流（风力）造成室内外空气交换的一种作用压力。在风压作用下，室外空气通过建筑物迎风面上的门、窗孔口进入室内，室内空气则通过背风面及侧面上的门、窗孔口排出。热压：由于室内外空气的温度不同而形成
4、的重力压差。当室内空气的温度高于室外时，室外空气的密度较大，便从房屋下部的门、窗孔口进入室内，室内空气的密度小则从上部的窗口排出。,1.自然通风的方式,（1）有组织的自然通风,风压作用的自然通风,热压作用的自然通风,利用风压和热压的自然通风,（2）渗透通风,渗透通风：在风压、热压以及人为形成的室内正压或负压的作用下，室内外空气通过围护结构的缝隙进入或流出房间的过程叫做渗透通风 。缺点：既不能调节换气量，也不能有计划地组织室内气流的方向，因此只能作为一种辅助性的通风措施。自然通风的优缺点：优点：不需要动力设备，因此比较经济，使用管理也比较简单。缺点：其一，由于作用压力较小，故对进风和排风都不能进
5、行任何处理；其二，由于风压和热压均受自然条件的约束，因此换气量难以有效控制，通风效果不够稳定。,2进风窗和避风天窗（1）进风窗进风窗的安装位置：对于单跨车间，进风窗应设在车间外墙上。在集中供暖地区，最好设有上、下两排，下排进风窗供夏季使用，其窗沿距车间地平一般为1.0m左右，以使外部新鲜空气能直接进入工作地点；上部进风窗供冬季使用，窗沿高度不宜低于4.0m，以防止冷空气直接吹到工作地点。（2）避风天窗热压作用的自然通风，天窗都是用来排风的，为了避免当风向朝向天窗时，减少天窗的排风能力，经常要求把天窗做成避风天窗。避风天窗本质就是利用风压的原理进行设计，它不论风向如何，天窗附近总是产生“负”风压
6、 。,（a)矩形天窗,（b)折线形天窗,筒形风帽,避风风帽：具有一定自然压头（负风压）的排风口。可用于自然局部排风系统的排出口或装于屋顶上作房间全面通风的排风用。,两种形式的避风天窗,三、机械通风,1.局部机械通风局部机械通风包括局部排风和送风 。,局部机械排风系统1工艺设备；2局部排风罩；3排风柜；4风道；5风机；6排风帽；7排风处理装置,局部机械送风系统,2局部机械排风示意图,如图，在风机4的动力作用下，排风罩（或排风口）1将室内污染空气吸入，经管道2送入净化设备3，经净化处理达到规定的排放标准后，通过风帽5排到室外大气中,2全面机械通风机械通风的优缺点：优点：1）不受到自然条件的限制，可
7、以通过管道把空气送到室内指定的地点，也可以从任意地点按要求的吸风速度排除被污染的空气，适当地组织室内气流的方向；2）根据需要可以对进风或排风进行各种处理；3）便于调节通风量和稳定通风效果。缺点：1）风机运转时消耗电能；2）风机和风道等设备要占用一定的建筑面积和空间，因而工程设备费和维护费较大，安装和管理都较为复杂。 如图所示通过机械排风造成一定的负压，可防止有害物向卫生条件较好的邻室扩散。,下图是对进风进行过滤和加热处理的全面机械送风系统示意图。通常将各种处理设备集中设在一个称为进风室的专用房间里。,全面机械送风系统1百页窗；2保温阀；3过滤器；4空气加热器；5旁通阀；6启动阀；7风机；8风道
8、；9送风口；10调节阀,机械送风系统实物图,四、通风系统的主要设备和构件,1室内送、排风口 室内送风口是送风系统中的风道末端装置，由送风道输送来的空气，通过送风口以适当的速度分配到各个指定的送风地点。,两种最简单的送风口,（a）风管侧送风口；,（b）插板式送、吸风口,百叶式送风口,百叶式风口，可以在风管上、风管末端或墙上安装。其中双层百叶式风口不但可以调节出口气流速度，而且可以调节气流的角度。,（a）单层百叶送风口；,（b）双层百叶送风口,排风口则要根据有害物的分布规律设在室内浓度最 大的地方。具体作法如下：（1）排除余热和余湿时，采取下送上排的气流组织方式，即将新鲜空气送到车间下部的工作地带
9、，吸收余热和余湿后流向车间上部，由设在上部的排风口排出。（2）利用全面通风排除有害气体时，排风口的位置应根据下述不同的情况来确定（3）对于用局部排风排除粉尘和有害气体而又没有大量余热的车间，用以补偿局部排风的机械送风系统，宜将新鲜空气送至上部地带。,2风道（1）不同类型的风道,送风系统的风道（室内）,通风系统的风道（室外）,风道中的空气流速(m/s),（2）风道的布置,风道布置原则：在居住和公共建筑中，垂直的砖风道最好砌筑在墙内，但为避免结露和影响自然通风的作用压力，一般不允许设在外墙中而应设在间壁墙里。相邻两个排风或进风竖风道的间距不能小于1/2砖，排风与进风竖风道的间距应不小于1砖。,1）
10、如果墙壁较薄，可在墙外设置贴附风道。,贴附风道,2）如果排风的湿度正常，用40mm厚的双层矿渣石膏板,水平风道,风道在室内的布置与梁、顶、墙的关系,风道的实际工程图,风道的保温,风道的防腐,3室外进、排风装置进风口安装原则：1）机械送风系统和管道式自然送风系统的室外进风装置，应设在室外空气比较洁净的地点，在水平和竖直方向上都要尽量远离和避开污染源。2）进风口的底部距室外地平不宜小于2m，进口处应设置用木板或薄钢板制作的百叶窗。,（a）风道贴附于建 筑物的外墙上,（b）风道离开建筑物而独立的构筑物,设在地下室的通风小室1进风装置；2保温阀；3过滤器；4空气加热器；5风机；6电动机；7旁通阀；8帆
11、布接头,机械送风系统的进风室常设在地下室或底层，在工业厂房里为减少占地面积也可设在平台上。如图所示：管道式自然通风系统通过屋顶向室外排风。排风口也应高出屋面0.5 m以上，若附近设有进风装置，则应比进风口至少高出2 m。机械排风系统一般也从屋顶排风，以减轻对附近环境的污染。为保证排风效果，往往在排风口上加设一个风帽。当从屋顶排风不便时，也可以从墙上排出。,4风机,风机是输送气体的机械。在通风和空调工程中，常用的风机有离心式和轴流式两种类型。（1）离心风机离心风机（图5-22）是由叶轮、机壳和集流器（吸气口）三个主要部分组成。离心风机的工作原理与离心水泵相同，主要借助于叶轮旋转时产生的离心力而使
12、气体获得压能和动能。,离心风机的构造示意图1叶轮；2机轴；3叶片；4吸气口；5出口；6机壳；7轮毂；8扩压环,（2）轴流风机轴流风机是借助叶轮的推力作用促使气流流动的，气流的方向与机轴相平行。,轴流风机的构造简图1圆筒形机壳；2叶轮；3进口； 4电动机,长轴式轴流风机,五、事故通风当生产设备产生偶然事故或故障时，会突然散发大量有害气体或有爆炸性气体的车间，应设置事故排风，以备急需时使用。事故排风排风量的确定：当有害气体的最高允许浓度不大于5mg/m3时，换气次数不应小于下列数值：（1）车间高度在6m及6m以下者8次/h；（2）车间高度在6m以上者5次/h。当最高允许浓度等于或低于5mg/ m3
13、时，上述的换气次数应乘以1.5。事故排风装置的安装： 1）事故排风必须设在有害物质放散的地点：2）风机开关，应分别装在室内、外便于操作的位置。3）事故排风的吸风口，应设在有害气体或爆炸危险物质散放量可能最大的地点。4）事故排风的排风口，不应布置在人员经常停留或经常通行的地点。事故排风的排风口，应高于20m范围内最高建筑物的屋面3m以上，当其与机械送风系统进风的水平距离小于20m时，尚应高于进风口6m以上。,六、高层民用建筑防排烟,1概述 1）火灾发生时，物质燃烧所生成的气体、水蒸汽及固体微粒等称为燃烧产物。其中能被人所看到的部分叫烟。但是实际上可见气体也与之混合在一起，所以通常把燃烧产物中可见
14、和不可见部分的混合物统称“烟气”。 2）火灾时产生的烟气的主要成分为一氧化碳，人在这种气体的窒息作用下，死亡率很高，约达50%70%。另外烟气遮挡人的视线，使人们在疏散时难以辨别方向。 3）尤其是高层建筑，因其自身的“烟囱效应”，使烟上升速率极快，如不及时排除，很快会垂直扩散到各处。因此，当发生火灾后，应立即使防排烟系统投入工作，将烟气迅速排出，并防止烟气窜入防烟楼梯、消防电梯及非火灾区内。,2高层民用建筑需设置防烟、排烟的部位 （1）防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室和封闭的避难层。 （2）一类建筑和建筑高度超过32m的二类建筑的下列走道或房间； 1）长度超过20m的内走道； 2）面
15、积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间； 3）高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。 3防排烟方式（1）自然排烟 自然排烟适用范围：根据高层民用建筑设计防火规范规定。除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式 。 自然排烟是利用火灾时室内热气流的浮力或室外风力的作用，与室外相邻的阳台、凹廊窗户或专用排烟口将室内烟气排出。,1）利用建筑物的阳台、凹廊进行排烟，如图c所示2）靠外墙的防烟楼梯前间、消防电梯前室或合用前室直接对外开启的窗进行排烟，如图a 、b所示。,3）设竖井排
16、烟,对于无窗房间、内走道或外墙无法开窗的前室可设排烟竖井进行排烟，如图所示。,(2）机械防烟,机械防烟：利用风机产生的气流和压力差来控制烟气流动方向的防烟技术。机械防烟的适用范围：在高层建筑的垂直疏散通道，如防烟楼梯间、前室、合用前室及封闭的避难层等部位，进行机械送风和加压，使上述部位室内空气压力值处于相对正压，阻止烟气进入，以便人们进行安全疏散和扑救。机械防烟的优点：这种防烟设施系统简单、安全，近年来在高层建筑的防排烟设计中得到了广泛的应用。,(3) 机械排烟,机械排烟是使用排烟机强制排烟机械排烟系统的组成：烟壁（活动式或固定式挡烟壁）、排烟口（或带有排烟阀的排烟口）、防火排烟阀、排烟管道、
17、排烟风机和排烟出口等部件组成，如图所示。,机械排烟系统的组成,1）走道和房间的机械排烟,高层建筑层数多，建筑的高度高的特点，为保证排烟系统的可靠性。走道的排烟一般设计成竖向排烟系统。即在建筑物内靠近走道的适当位置设置竖向排烟管道，每层靠近顶棚的位置设置排烟口如图示。,房间排烟系统宜按防烟分区设置。当需要排烟的房间较多时且竖向布置有困难，可将几个房间组成一个排烟系统，每个房间设排烟口，即为水平式排烟系统如图所示。,2）中庭机械排烟,通过二层或多层且顶部为封闭的筒体空间称为中庭。把中庭作为着火层的一个排烟道，排烟口设置在中庭的顶棚上，或设在紧靠中庭顶棚的集烟区，排烟口的最低标高应设在中庭最高部分门
18、洞的上端。在中庭上部设置排烟风机，使着火层保持负压，便可有效地控制烟气和火灾，如图所示。,第二节 空调工程,一、空调的任务及负荷计算1、空气调节的任务与作用空气调节（简称空调）：采用技术手段把某种特定空间内部的空气环境控制在一定状态下，使其满足人体舒适或生产工艺的要求。所控制的内容包括空气的温度、湿度、流速、压力、清洁度、成分、噪声等。 对这些参数产生干扰的来源主要有两个：一是室外气温变化、太阳辐射通过建筑围护结构对室温的影响与外部空气带入室内的有害物；二是内部空间的人员、设备与工艺过程产生的热、湿与有害物。 空调的分类：工艺性空调与舒适性空调工艺性空调：一般把为生产或科学实验过程服务的空调称
19、为“工艺性空调”。舒适性空调：把为保证人体舒适的空调称为“舒适性空调”。舒适性空调的目的在于创造舒适的工作与生活环境，保证人体生理与心理健康，保证高的工作效率。,空气调节的基本手段：将室内空气送到空气处理设备中进行冷却、加热、除湿、加湿、净化等处理，然后再送回到室内，以达到消除室内余热、余湿、有害物或为室内加热、加湿的目的；通过向室内送入一定量处理过的室外空气的方法来保证室内空气的新鲜度。 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）对舒适性空调的室内参数作了总的规定：（1）冬季：温度应采用1824，相对湿度应采用30%60%，风速不应大于0.2m/s；（2）夏季：温度应采用2228
20、，相对湿度应采用40%65%，风速不应大于0.3m/s。,2.空调负荷,基本概念：1）得热量和得湿量：在室内热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。2）耗（失）热量：当得热量为负值时称为耗（失）热量。3）冷负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；4）热负荷：为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷 。5）湿负荷：为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。 得热量通常包括以下两个方面：（1）由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量；（2）人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备散入房间的
21、热量。空调的计算负荷并不简单等于室内产热量、室外传入热量等各项之和如图所示。,空调负荷与得热的关系,3.空调负荷的概算,所谓空调负荷概算指标是指折算到建筑物中每一平方米空调面积所需的制冷系统的负荷值。,国内部分建筑空调冷负荷设计指标（W/）的统计值,二、空调系统的组成及分类,1.空调系统的基本组成部分一般来说，一个完整的空调系统应由以下四部分组成如图a(1)被调房间(2)空气处理设备(3)能量输配系统(4)冷热源,空调系统的组成 图a,2.空调系统的分类(1)按空气处理设备的设置情况分类1）集中式空调系统2）半集中式空调系统3）分散式空调系统 (2)按负担室内负荷所用的介质来分（如图b） 1）
22、全空气系统2）全水系统3）空气水系统4）制冷剂系统,按负担室内负荷所用介质的种类对空调系统分类 图b,(3)根据集中式空调系统处理的空气来源分,1）封闭式系统2）直流式系统3）混合式系统(4)其他分类方法1）根据系统的风量固定与否，可以分为定风量和变风量系统。2）根据系统风道内空气流速高低，可以分为低速（812m/s）和高速（2030m/s）空调系统。3）根据系统的用途不同，可以分为工艺性空调和舒适性空调。4）根据系统控制精度，可以分为一般空调系统和高精度空调系统。5）根据系统的运行时间不同，可以分为全年性空调系统和季节性空调系统,3.集中式空调系统,集中式空调系统,4.半集中式空调系统,(1
23、)风机盘管系统,风机盘管构造图1风机；2电机；3盘管；4凝水盘；5循环风进口及过滤器；6出风格栅；7控制器；8吸声材料； 9箱体,风机盘管系统的调节方式有风量调节与水量调节两种。有的风机盘管可多档调节风机转速来改变风量，有的风机盘管的水管上装有电动调节阀，由室温控制器控制其开度来改变水量，达到控制室温的目的。,不设置集中的新风系统的风机盘管系统，在立式机组的背后墙壁上开设新风采气口，并用短管与机组相连接，就地引入新风，见下图这种做法常用于要求不高或者在旧建筑物中增设空调的场合。,各种形式的风机盘管,(1)风机盘管系统,风机盘管的优点：布置灵活，各房间可独立调节室温而不影响其它房间；噪声较小；占
24、建筑空间少；室内无人时可停止运行，经济节能。由于集中处理的新风量小，故集中空调机房的尺寸与风道的断面小，节省建筑空间。风机盘管的缺点：机组分散设置，台数较多时维护管理工作量大；由于有凝水产生，故无法控制空气洁净度，而且气流分布受限制；风机盘管本身不能提供新风，故对新风量有要求的情况下需要设置新风处理系统；由于新风处理系统的风量小，故过渡季节可以完全利用新风降温的时间很短。,(2)诱导器系统诱导器系统是另一种形式的半集中式空调系统。下图是诱导器系统的原理图。,诱导器系统原理图,5.局部空调机组,局部空调机组实际上是一个小型空调系统，它结构紧凑，安装方便，使用灵活，是空调工程中广泛应用的设备。小容
25、量装置已成为家电产品，现已大批生产，质量可靠。图a是空调机组的一种。 1）空调机组按外形主要可分为窗式和立柜式两种。窗式容量与外形尺寸较小，制冷量一般为7kW以下，风量在1200m3/h（0.33 m3/s）以下，安装在外墙或外窗上，如图b。立柜式容量与外形尺寸较大，制冷量一般为7kW以上，风量在1200m3/h（0.33 m3/s）以上，可直接放在空调房间里，也可设置在邻室并外接风管，如图c。,图a空调机组示意图1-制冷机；2冷凝器；3膨胀阀；4蒸发器；5通风机；6电加热器；7空气过滤器；8电加湿器；9自动控制屏,图b 风冷式空调机组（窗式、热泵式）,图c风冷式空调机组,2）空调机组按制冷设
26、备冷凝器的冷却方式分为水冷式和风冷式两种 3）空调机组按供热方式可分为普通式和热泵式两种：普通式冬季用电加热器或其他热源（如城市管网）供暖。热泵式冬季仍由制冷机工作，借四通阀的转换，使冷剂逆向循环，把原蒸发器当作冷凝器（原冷凝器变作蒸发器），空气流过它被加热作为采暖用。 4）空调机组在结构上可分为整体式和分体式两种,水冷式热泵空调机组,地源热泵,地源热泵工作原理图,地源热泵卡通图,三、空调水系统及空调设备,1空调水系统分为冷冻水系统和冷却水系统。（1）冷冻水系统1）从管路和设备的布局上分为开式系统和闭式系统。开式系统的管路直接与大气相通，循环水中含氧量较高，易腐蚀管路和设备，而且空气中的污染物
27、进入水循环，易产生污垢。如图a所示。闭式系统管路中的水在系统中密闭循环，不与大气接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱。这种管路系统不易产生污垢和腐蚀，系统简单，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小，如图b所示。,图a 开式冷冻水系统,图b 闭式冷冻水系统,2）从运行调节方法上分为定水量系统和变水量系统。定水量系统中的循环水量保持定值，负荷变化时，可通过改变风量（例如风机盘管的三档风速）或改变供回水温度进行调节，例如用供回水支管上三通调节阀，调节供回水量混合比，从而调节供水温度，系统简单、操作方便，不需要复杂的自控设备，缺点是水流量不变，输送能耗始终为设计最大值。变水量系统中供回水温度保持定值，负荷
28、改变时，通过改变供水量来调节。输送能耗随负荷减少而降低，水泵容量和电耗小，系统需配备一定的自控装置。 3）从水泵的配置上分为单式泵水系统和复式泵水系统单式泵水系统的冷、热源侧和负荷侧只用一组循环水泵，如图a，系统简单、初投资省，但不能调节水泵流量，难以节省水泵输送能量，当各空调区负荷变化规律不一样时，不能适应各区压降较悬殊的情况，因此只适用于中小型建筑物和投资少的场合。复式泵水系统的冷、热源侧和负荷侧分别设置循环水泵，如图b。这种系统可以实现负荷侧水泵变流量运行，能节省输送能耗，并能适应供水分区压降的需要，系统总的压力低。但系统较复杂、初投资较高，适用于大型建筑物。,图a 单式泵水系统,图b复
29、式泵水系统,4）从回水布置上可分为同程式和异程式,同程式是指供、回水干管中的水流方向相同，并且经过每一环路的管路长度相等，如图a所示。在各机组的水阻力大致相等时，由于各并联环路的管路总长度相等，所以水量分配均衡，调节方便，系统的水力稳定好。缺点是管路长度增加，初投资较高。异程式的供、回水干管中的水流方向相反，每一环路的管路长不相等，如图b所示。这种系统管路简单，不需设回程管，节省管材。但由于各并联环路的管路总长度不等，各环路间存在阻力不平衡现象，导致水流量分配不均匀。因此，在水管设计时要采取一定的措施，如减小干管阻力，在各并联支管上安装流量调节装置，以增大支管阻力等。,图a 同程式供回水方式,
30、图b异程式供回水方式,5）根据进、回水管的数目，又可分为两管制、三管制和四管制系统。 两管制系统又称为双水管系统，即冬天供应热水、夏天供应冷水。 三管制系统分别设置供冷、供热的管路，但冷、热回水的管路共用。 四管制系统的供冷、供热的供、回水管分开设置，具有冷、热两套独立的系统。（2）冷却水系统冷却水是冷冻站或冷水机组的冷凝器的冷却用水。冷却水系统的形式一般可分为直流式、混合式和循环式三种。,直流式冷却水系统是最简单的冷却水系统，冷却水经设备使用后直接排掉，不再重复使用 。混合式冷却水系统经冷凝器使用后的冷却水部分排掉，部分与供水混合后循环使用。循环式冷却水的特点是冷却水循环使用。冷却水经冷凝器
31、等设备后吸热而升温，再利用水蒸发吸热的原理对它进行冷却。蒸发冷却的装置有两类喷水池和冷却塔。按空气与水的流动方向分，冷却塔又可分为逆流式、横流式和并流式三类。,(a) 闭式系统 （b）开式系统图b 采用冷却塔的循环式冷却水系统1冷却塔；2水泵；3凝水器；4水池,图 a 逆流式玻璃钢冷却塔1风机；2挡水填料；3布水器；4淋水填料；5空气入口,2空气处理设备,（1）空气热、湿处理设备根据各种热湿交换设备的特点不同可将它们分成两大类：接触式热湿交换设备和表面式热湿交换设备。 接触式热湿交换设备的特点：与空气进行热湿交换的介质直接与空气接触。表面式热湿交换设备的特点：与空气进行热湿交换的介质不与空气接
32、触，二者之间的热湿交换是通过分隔壁面进行的。1）喷水室 喷水室能实现多种空气处理，对空气具有一定的净化能力，在结构上易于现场加工，且金属耗量少，在空调工程中得以广泛使用。但它对水质要求高，占地面积大，水系统复杂，而且运行费用较高。,图5-50 喷水室的构造1前挡水板；2喷嘴与排管；3后挡水板；4底池；5冷水管；6滤水器；7循环水管；8三通混合阀；9水泵；10供水管；11补水管；12浮球阀；13溢水器；14溢水管；15泄水管；16防水灯；17检查门；18外壳,2 ）表面式换热器,表面式换热器是冷热介质通过金属表面（如光管、肋片管）使空气加热、冷却、甚至减湿的设备。 优点：表面式换热器设备结构紧凑
33、，水系统简单，水与空气不直接接触，故对水质无卫生要求。表面式换热器主要组成：肋管、联箱和护板常用的表面式换热器主要有圆形肋管型和整体串片型。,表面式换热器,空气过滤器的分类,（2）空气的净化处理设备空气过滤器是在空调过程中用于把含尘量较高的空气进行净化处理的设备。按过滤效率来分类可分为初效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器和高效过器三类。,（3）组合式空气处理室,组合式空气处理室也称作组合式空调器或空调箱，是集中设置各种空气处理设备的专用小室或箱体。下图一种金属空调箱的结构示意图，它具有较完整的功能段，实际工程中应根据工程的需要增减各种功能段以满足工程需要。,组合式空调箱,四、空调系统节能及一般
34、控制,1定风量空调系统定风量空调系统是指送风量全年固定不变，为适应室内负荷的变化，改变其送风温度来满足要求。 2变风量空调系统变风量空调系统都是通过特殊的送风装置来实现的，这种送风装置又统称为“末端装置”，其主要作用是根据室内负荷的变化，自动调节房间风量，以维持所需的室温。目前有以下几种做法： （1）节流型 （2）旁通型（3）诱导型,用开关风门控制风量的空调系统1过滤器；2冷却器；3加热器；4风门；5室温控制器,1.过滤器2.冷却器3.加热器4.风门5.室温控制器,变风量系统工程图片,变风量系统的优点如下：,（1）节能。（2）减少冷、热损失。（3）变风量末端装置上一般均有定风量装置，因此，不需
35、要进行风管阻力平衡；风管、风口等易于定型化，安装简单迅速，系统调试工作量极少。（4）具有一般低速集中空调系统的特点，例如可以进行较好的空气过滤、消声等，并有利于集中管理。变风量系统的缺点如下：（1）风量过小时，室内气流组织会受到一定影响。 当风量过低而影响气流分布时，则只能以再热来代替进一步降低风量。（2）风量过小时，不易保证新风量。（3）要克服以上缺点，需增加房间风量控制，系统风量以及最小新风量控制，所以自控系统比较复杂，投资较大。3变水量（VWV）空调系统所谓变水量系统，实质上是指负荷侧在运行过程中，水量不断改变的系统。一次泵变水量系统是目前我国高层民用建筑中采用最广泛空调水系统。4变制冷
36、剂流量（VRV）空调系统,第三节 空调用制冷设备,一、常用冷源空调工程中使用的冷源包括天然冷源和人工冷源两种。 空调工程中使用的制冷机有蒸气压缩式、吸收式和蒸汽喷射式三种。目前采用最多的是压缩式制冷和吸收式制冷。二、蒸汽压缩式制冷原理及设备1蒸气压缩式制冷原理,压缩式制冷循环原理图,蒸汽压缩式制冷循环原理图,2蒸气压缩式制冷设备,（1）制冷压缩机（2）蒸发器蒸发器有两种类型，一种是直接用来冷却空气的，叫做直接蒸发式空气冷却器（图a）；另一种是用来冷却作为载冷剂的水或盐水的。 非满液式蒸发器：蒸发器内的制冷剂处于气、液共存状态，又称作非满液式蒸发器（图b）；满液式蒸发器：蒸发器中水从管束中流过，
37、而制冷剂充满管外空间，故称作满液式蒸发器（图c）。,图a 直接蒸发式空气冷却器,图b 干式壳管蒸发器,图c 卧式壳管蒸发器,（3）冷凝器,空调用制冷装置所采用的冷凝器根据冷却介质可分为水冷式、风冷式、和蒸发式三种。水冷式冷凝器是靠水进行冷却的。常用的有立式壳管冷凝器和卧式壳管冷凝器,图a 立式壳管冷凝器1放气管；2均压管；3安全阀接管；4配水箱；5管板；6进气管；7无缝钢管；8压力表接管； 9出液管；10放油管,卧式壳管冷凝器1泄水管；2放空气管；3进气管；4均压管；5无缝钢管；6安全阀接头；7压力表接头；8放气管； 9冷却水出口；10冷却水入口；11放油管；12出液管,风冷式冷凝器利用空气冷
38、却制冷剂，不需要复杂的水系统，但系统运行费较高，都用于小型制冷机组，冷凝盘管一般由肋管制成（图1）。蒸发式冷凝器的冷却水从盘管上部喷出，淋洒在盘管外表面上，水吸收了制冷剂的热量后一部分蒸发变成水蒸汽，其余未蒸发的水经水泵再循环使用。通风机设在盘管的上部，吸入来自盘管的空气者，称为吸入式蒸发冷凝器，如图2（a）；通风机设在盘管下部的侧面，向盘管压送空气者，称为压送式蒸发冷凝器，如图2（b）。,图1 空冷式冷凝器1肋管束；2贮液筒；3气态制冷剂入口,图2 蒸发式冷凝器（a）吸入式；（b）压送式,（4）膨胀阀 膨胀阀在系统中的作用：1）保证冷凝器与蒸发器之间的压力差 ；2）供给蒸发器一定数量的液态制
39、冷剂 （5）其它辅助设备在蒸气压缩式制冷系统中，除了要有压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀外，还需要有一些辅助设备，包括油分离器（分离压缩后制冷剂蒸气所夹带的润滑油）、贮液器、过滤器和自动控制装置等。（6）制冷机组制冷机组就是将制冷系统中的部分或全部设备配套组装在一起，成为一个整体。其特点是结构紧凑、使用灵活、管理方便，而且占地面积小，安装简单。目前广泛应用的冷水机组就是制冷机组的一种型式。冷水机组的组成：压缩机、冷凝器、制冷冻水用的蒸发器以及自动控制元件等组成，专门为空调箱或其它工艺过程提供不同温度的冷冻水。,三、活塞式制冷压缩机,压缩装置是由活塞和气缸组成的，活塞在气缸内往复运动并压缩吸入的气
40、体，下图为一压缩机外形图。,4AV-17活塞式压缩机外形图 1电机；2控制台；3压缩机；4排气管；5吸气管,活塞式制冷压缩机的主要优点是：（1）压力范围广，不随排气量而变，能适应较宽广的冷量要求；特别适用于中小型冷冻站；（2）热效率较高，单位电耗相对较少；（3）无需耗用特殊钢材，加工比较容易，造价也比较低廉。活塞式制冷压缩机分类：全封闭式、半封闭式和开启式三种构造型式。,四、螺杆式制冷压缩机,螺杆式压缩机是回转式压缩机中的一种，与活塞式制冷压缩机相比，其特点是效率高，能耗小，可实现无级调节。型式有单螺杆和双螺杆两种，下图a是双螺杆式制冷压缩机的构造示意图。,图a 双螺杆式制冷压缩机1阳转子；2
41、阴转子；3机体；4滑动轴承；5止推轴承；6平衡活塞；7轴封；8能量调节用卸载活塞； 9卸载滑阀；10喷油孔；11排气口；12进气口,五、离心式制冷压缩机,离心式压缩机是靠离心力的作用，连续地将所吸入的气体压缩。图 b是单级离心式压缩机的示意图。,图b 单级离心式压缩机的示意图,六、吸收式制冷机,1吸收式制冷原理 下图给出吸收式制冷机的工作原理图。吸收式制冷机主要有四个热交换设备，即发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器。,简单吸收式制冷系统图,2单效溴化锂吸收式制冷机,单效溴化锂吸收式制冷机的基本工作原理：其工作原理是在发生器2中，溴化锂的稀溶液被工作蒸气加热，使溶液沸腾，溶液中的部分水蒸发，溶液浓度
42、增大，温度上升，水蒸气经档板进入冷凝器1，被冷凝器管束中的冷却水冷凝成冷剂水，并积聚在下部水盘中，通过水盘下的接管流经U形管4进入蒸发器3，由于蒸发器内的压力低于冷凝器，故用U形管的液封作用来维持冷凝器与蒸发器之间的压差，以防冷凝器中的蒸气直接串入蒸发器。冷剂水在蒸发器中吸热蒸发产生制冷效应，所产生的冷量由冷水（冷冻水）带出，蒸发后的冷剂蒸气进入吸收器6，被来自发生器的溴化锂溶液和部分吸收器中的稀溶液喷淋吸收，然后由发生器泵7送至发生器，如此循环不息，可从冷媒水中不断得到冷量。,单效溴化锂吸收式制冷机的基本工作原理1冷凝器；2发生器；3蒸发器；4U形管；5溶液热交换器；6吸收器； 7发生器泵；
43、8吸收器泵；9蒸发器泵,3双效溴化锂吸收式制冷机,双效溴化锂吸收式制冷机的工作原理：吸收器出口的稀溶液，由溶液泵输送，一部分经低温热交换器和高温热交换器进入高压发生器，被工作蒸汽加热，产生一部分冷剂蒸汽，溶液便浓缩，然后经高温热交换器进入低压发生器，被管内高压发生器产生的冷剂蒸汽进一步加热浓缩，再次产生冷剂蒸汽。冷剂蒸汽在冷凝器中被冷却，凝结成冷剂水，高压发生器的冷剂蒸汽在低压发生器管内也凝结成冷剂水。它们经节流减压（由于高压发生压力较高节流压差较大，不适宜使用U形管节流，一般采用小孔节流），与冷剂泵出口的冷剂水一起进入蒸发器喷淋蒸发，制得冷量。形成低压冷剂蒸汽进入吸收器，被从低压发生器出来经
44、过低温热交换器的浓溶液与溶液泵出口另一部分稀溶液混合后吸收。得到的稀溶液再由溶液泵送至高压发生器，构成循环。,双效溴化锂吸收式制冷机的基本工作原理1冷凝器；2低压发生器；3蒸发器； 4吸收器；5蒸气控制阀；6高压发生器；7高温热交换器；8低温热交换器；9混合喷射器； 10溶液控制阀；11溶液泵；12冷剂泵,4直燃式溴化锂吸收式制冷机,工作原理：该机组在夏天可制取57的冷水，而冬天可制取70的温水。在制取热水时，可通过阀门的切换，使高压发生器产生的蒸汽经低压发生器后进入蒸发器，与高压发生器出来的高温溶液一起加热蒸发器管内的温水，蒸汽放出潜热后与喷淋溶液混合成稀溶液，然后由蒸发器溢流至吸收器，经溶液泵重新输入高压发生器。,直燃式溴化锂吸收式制冷机组1冷凝器；2低压发生器；3蒸发器；4吸收器；5溶液泵；6冷剂泵；7、8冷暖转换阀；9混合喷射器；10溶液控制阀；11低温热交换器；12高温热交换器；13高压发生器；14燃料控制阀,七、其它制冷机,1蒸汽喷射式制冷机,蒸汽喷射制冷循环 （a）工作原理图；（b）TS图,2热电循环（1）背压式热电循环,背压式热电循环图 （a）工作原理图；（b）TS图,（2）调节油汽式热电循环,调节抽汽式热电循换,
