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1、HVAC与自控-空气侧,新风空调箱、恒温恒湿空调箱、冷/热切换空调箱介绍,1、中央空调基本知识2、中央空调的组成3、中央空调的原理4、VAV,VRV,VVV空调箱5、常用术语6、空调系统的分类7、中央空调工程设计,中央空调基本知识,中央空调基本概念一般认为：制冷量大于14000W，带风道的空调器称为中央空调或商用空调,其余称为家用空调。中央空调是集中处理空调负荷的系统形式，空调机组产生的冷（热）量是通过一定的介质输送到空调房间的。,中央空调基本知识,户式中央空调 其核心是一种“小型的中央空调”，是由一台主机通过风道送风或冷热源带动空调末端的方式来控制各房间以达到调节室内空气品质之目的的空调。它
2、在制冷原理上、构造上类似于普通空调，但又结合了中央空调的众多功能。其制冷量范围大致在7120KW之间，相应的可供单元住房面积801500M2。,中央空调基本知识,模块式中央空调多个户式中央空调模块的组合可供更大空调面积使用，如长虹中央空调MLRFS65型冷水机组就是根据这种设计思路推出的，这种机型最多可以并联8台组成一个中央空调子系统。多个中央空调子系统组合就可以满足大型公共建筑的空调需求。模块组合这种方式非常灵活，且各子系统的使用互不影响。,中央空调基本知识,空调机组产生的冷（热）量是通过一定的介质输送到空调房间的。输送介质主要有三种：空气、水、及制冷剂。据此可将户式中央空调分为风管系统、冷
3、热水系统、制冷剂系统。,中央空调箱的组成-1,中央式空调空气处理设备是由新风、回风混合段；空气过滤段；表面冷却段；二次回风段；去湿段和加湿段淋水段等各种组件组成，每段由标准元件组成框架式箱体。使用时，可按需要任意分段组合，以满足不同空调系统的要求。1.新风、回风混合段又叫空气处理设备密封式混合段，混合后进入下一个功能段。该段主要由送风机、风道、新风阀、回风阀组成。风量可以调节，调节新、回风阀门或风速。电动机采用变频调速均可达到此目的。将新、回风阀配以电动执行机构，新、回风阀的开度就可按PID调节规律自动调节新风和回风的比例。,中央空调箱的组成-2,2.空气处理设备过滤段 过滤的目的就是把空气中
4、的尘埃滞留在过滤器上，使通过过滤器的空气更加清新、干净。过滤器一般分粗效过滤、中效过滤、高效过滤。一般生活工作的环境用粗效过滤或中效过滤就可以了。电子器件生产的环境要求高，除粗效、中效过滤外，还需要增加高效过滤。目前，空气处理设备过滤段的过滤器有四种型式：（1）自动卷绕式过滤器 自动卷绕式过滤器是一个由电动机带动的齿轮减速箱连接至滤料主动轴，结构比较简单。清洗较困难，洗过效率会降低。（2）自动油浸过滤器 自动油浸过滤器属于粗效过滤器，由电动机带动浸过油的叶片，由上至下慢慢移动，含尘埃的空气迂回地通过叶片间的缝隙时，由于尘埃的惯性，撞击在叶片油膜上，被捕捉下来，经过油槽时被清洗掉。油槽里的油泥清
5、除很不方便。,中央空调箱的组成-3,（3）袋式（D）过滤器 袋式过滤器骨架采用2MM厚的镀锌钢板折成角形与直径4MM、6MM镀锌钢棒焊接而成，滤料为吴纺布。这种过滤器投资费用较低，但滤料更换时间不好控制。（4）粗效泡沫塑料过滤器 粗效泡沫塑料过滤器采用的是厚25MM的聚胺脂泡沫塑料。与其它过滤器相比，具有结构简单、重量轻、加工方便、便于安装等优点。但由于泡沫塑料在生产过程中，需添加发泡剂，由于发泡剂混合不均匀，会造成发泡的密度不同，且泡的大小不一致，使得过滤时的初阻力相差较多。当过滤器终阻力达到初阻力的23倍时，需更换清洗，清洗也会比较困难，每清洗一次过滤效率也会变差。,中央空调箱的组成-4,
6、3.空气处理表冷段 又称表冷器，它是由带翘片的铜管或铜管表面式冷却器组成。表冷段有冷水表面处理和直接蒸发表面处理两种。直接蒸发式是采用冷冻系统的蒸发器，直接作为空气冷却器，其设备简单，体积小，初投资也少，但一台冷冻机的蒸发器，只能供一台空调机，且冷量不易调节，也不容易保持严格的相对湿度，一般只使用于相对湿度要求不严格的环境。冷水式表面冷却器，通过低温冷冻水，可以形成封闭式冷水系统。与淋水室相比，体积小，安装方便。向表冷器上淋水，可以增加表冷器的传热效率，淋水可起加湿作用。表冷器在冬季通入热水可作加热器使用，但热水温度应控制在65度以下，应是软化水。因表冷器在过滤器后面，一般积灰尘不会太严重。,
7、中央空调箱的组成-5,4.二次回风段 中央空调系统，空调房间的回风要和室外的新鲜空气混合后再循环，有的采用排出一部分回风，并补充一部分新鲜空气。用于系统再循环的回风，经过空调器重新冷却或加热，重新加湿或去湿。有些空调场所空气污染轻微，回风不必再次净化，而新风要经过过滤器净化才能进入空调系统。5.去湿段和加湿段 空气处理设备加热段，用于新风部分预热及送风状态的加热，即去湿。加湿器为铜管绕片式。加热可用蒸汽或热水，也有用电加热器的，当用电加热器时，采用控制加热电压的办法，控制新风预热温度。当用蒸汽或热水加热时，采用自动调节阀控制热媒流量。空气处理设备一般采用蒸汽加湿，加湿迅速、均匀、稳定、不带水滴
8、、不带细菌。采用蒸汽加湿时，应在供蒸汽的支管上安装电动阀，该电动阀与风机联锁，避免风机停止运转后，加湿器继续工作。,中央空调的工作原理-1,中央空调的工作原理-2,1、当温度偏高时,由冰水阀增加阀位开度使其温度降低,热水阀减少阀位开度,使其温度不再增加 2、当温度偏低时,由热水阀增加阀位开度使其温度增加,冰水阀减少阀位开度,使其温度不再降低 3、当湿度偏高时,由冰水阀增加阀位开度使其湿度降低,热水阀减少阀位开度、加湿器减少加湿效果,使其湿度不再增加4、当湿度偏低时,由热水阀增加阀位开度、加湿器增加加湿效 果,使其湿度增加,冰水阀减少阀位开度,使其湿度不再减少,中央空调的工作原理-3,5、当温度
9、与湿度偏高时,由冰水阀增加阀位开度使其降温、除湿,热水阀减少阀位开度、加湿器减少加湿效果,使其温度不再增加,湿度不再增加6、当温度与湿度偏低时,由热水阀增加阀位开度、加湿器增加加湿效果及升温,冰水阀减少阀位开度,使其温度不再降低,湿度不再减少7、当温度低、湿度高时,由冰水阀增加阀位开度使其除湿,热水阀增加阀位开度使其温度增加,使其温度不再降低,湿度不再增加8、当温度高、湿度低时,由冰水阀增加阀位开度使其降温,热水阀减少阀位开度使其温度不再增加,加湿器增加加湿效果,恒温恒湿空调箱,新风空调箱,VAV系统,VAV（Variable Air Volume System）,变风量空调系统，与定风量空调
10、系统一样，变风量空调系统也是全空气系统的一种空调方式，它是通过改变送风量，而不是送风温度来控制和调节某一空调区域的温度，从而与空调区负荷的变化相适应。其工作原理是当空调区负荷发生变化时，系统末端装置自动调节送入房间的送风量，确保室内温度保持在设计范围内，从而使得空气处理机组在低负荷时的送风量下降，空气处理机组的送风机转速也随之而降低，达到节能的目的。,VAV系统,变风量系统通常由空气处理设备、送（回）风系统、末端装置（变风量箱）及送风口和自动控制仪表等组成。一般在下列系统宜采用VAV系统：1）同一个空气调节风系统中，各空调区的冷热、负荷差异和变化大、低负荷运行时间较长，且需要分别控制个空调区温
11、度。2）建筑内区全年需要送冷风,VRV系统,VRV（Variable Refrigerant Volume System），变制冷剂流量系统，系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机（一般可达16台）。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气水系统相比，更能满足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能。,VRV系统,正是由于这些特点，其更适合那些需经常独立加班使用的办公楼建筑工程项目。VRV空调系统的设计包含两个部分：空调设备选型及空调管路设计；空调系统控
12、制设计，前一部分内容由设计院的暖通工程师设计，后一部分内容通常由提供全套产品的系统工程承包商配套设计。,VVV系统,VWV(Variable Water Volume System)变水流量系统，它是以恒定的水温供应空调处理设备，当空调区负荷发生变化时，则利用变频水泵来改变冷水的水量而以特殊的水泵来改变送水量，从而确保室内温度保持在设计范围内，在这个过程中降低了水泵的频率，达到了节能的目的。,常用术语,湿度的定是：“空气中湿气的含量”。这种湿气必须是水蒸气的形式，没有蒸发成水蒸气状态的的可视水滴不会影响湿度。相对湿度这个名词是指“在一定的温度下，某一体积空气中的实际含水量与该空气最大限度的含水
13、饱和量之比，用百分比表示”。,干球温度湿球温度,干球温度是温度计在普通空气中所测出的温度，即我们一般天气预报里常说的气温。湿球温度是指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度。,干球温度湿球温度,用湿纱布包扎普通温度计的感温部分，纱布下端浸在水中，以维持感温部位空气湿度达到饱和，在纱布周围保持一定的空气流通，使于周围空气接近达到等焓。示数达到稳定后，此时温度计显示的读数近似认为湿球温度。,焓值与含水量,焓：物质所具有的一种热力学性质。定义为该物质的体积、压力的乘积与内能的总和焓湿图（Psychromeric）又叫空气线图，是一种由热力学绘制作图而成。便于有关水蒸气及温度变化的各种空
14、调问题以作图方式简单的得到解答。含水量（Specific Temperature）：又称比湿度。湿空气中水蒸气质量与干空气质量的比值，单位为kg/kg 干空气。,露点温度与结露,露点（Dew-poit）：当温度降低时，气体混和物中水蒸气开始凝结的温度。结露：空气处于非常潮湿的状态，即成为相对湿度 100的饱和空气，此时只要温度下降就可看见水滴产生，这种现象称为结露。,潜热与显热,潜热：潜代表隐藏，HVAC的用法是指相变化，温度不改变下的能量变化。每种物质有不同的潜热焓。显热：显代表可感觉，HVAC的用法是指改变温度所需的量。这种变化可用温度计测出。,静压、动压、全压,在选择空调或风机时，常常会
15、遇到静压、动压、全压这三个概念。根据流体力学知识，流体作用在单位面积上所垂直力称为压力。当空气沿风管内壁流动时，其压力可分为静压、动压和全压，单位是 mmHg或 kgm2或 Pa，我国的法定单位是 Pa。,静压、动压、全压,a.静压(Pi)由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压。计算时，以绝对真空为计算零点的静压称为绝对静压。以大气压力为零点的静压称为相对静压。空调中的空气静压均指相对静压。静压高于大气压时为正值，低于大气压时为负值。,静压、动压、全压,b.动压(Pb)指空气流动时产生的压力，只要风管内空气流动就具有一定的动压，其值永远是正的。c.全压(Pq)全压是静压和动压的
16、代数和：PqPi十Pb 全压代表 l m3气体所具有的总能量。若以大气压为计算的起点，它可以是正值，亦可以是负值。,静压、动压、全压,全压=静压+动压 动压=0.5*空气密度*风速2 余压=全压-系统内各设备的阻力,静压、动压、全压,比如：空调机组共有：回风段、初效段、表冷段、中间段、加热段、送风机段组成，各功能段阻力分别为：20Pa、80Pa、120Pa、20Pa、100、50Pa，机内阻力为290Pa，若要求机外余压为500Pa，刚送风机的全压应不小于790Pa，若要求机外余压为1100Pa，刚送风机的全压应不小于1390Pa，高余压一般为净化机组，风压的大小与电机功率的选择有关。一般应根
17、据工程实际需要余压，高余压并不都是好事。,静压箱,空调机组或新风机组常将风机装在最后，风机出口风速高，动压高，静压小，工程中常在出口处加装消声静压箱，降低动压，增加静压，同时起均流、消声作用，它可使送风效果更加理想。,静压箱的作用,1、可以把部分动压变为静压使风吹得更远；2、可以降低噪音 3、风量均匀分配 4、静压箱可用来减少噪声，又可获得均匀的静压出风，减少动压损失。而且还有万能接头的作用。把静压箱很好地应用到通风系统中，可提高通风系统的综合性能。,消声器,1。阻式消声器：是通过吸声材料来吸收声能降低噪音，一般的微穿孔板消声器就属于这个类型，一般是用来消除高、中频噪声。但是由于结构的原因，在
18、高温、高湿、高速的情况下不适用。2。抗式消声器：是通过改变截面来消声的。我们常用的消声静压箱都是这个原理。一般降低中、低频噪音。对风系统没有具体的要求。3。阻抗复合式：当然是结合二者的结构原理。可以消除低中高频噪音。但是对风系统的要求同阻式消声器,消声器作用,消声器是一种既能允许气流通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。,空调系统分类,按照使用目的，空调可分为：舒适空调-要求温度适宜，环境舒适，对温湿度的调节精度无严格要求、用于住房、办公室、影剧院、商场、体育馆、汽车、船舶、飞机等。工艺空调-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。用于电子器件生产车间、精密仪器生
19、产车间、计算机房、生物实验室等。,按照空气处理方式，可分为：集中式（中央）空调-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选用，如宾馆、办公楼、船舶、工厂等。系统维修管理方便，设备的消声隔振比较容易解决。半集中式空调-既有中央空调又有处理空气的末端装置的空调系统。这种系统比较复杂，可以达到较高的调节精度。适用于对空气精度有较高要求的车间和实验室等。,局部式空调-每个房间都有各自的设备处理空气的空调。空调器可直接装在房间里或装在邻近房间里，就地处理空气。适用于面积小、房间分散、热湿负荷相差大的场合，如办公室、机房
20、、家庭等。其设备可以是单台独立式空调相组，如窗式，分体式空调器等。也可以是由管道集中给冷热水的风机盘管式空调器组成的系统，各房间按需要调节本室的温度,按照制冷量可分为：大型空调机组-如卧式组装淋水式，表冷式空调机组，应用于大车间、电影院等。中型空调机组-如冷水机组和柜式空调机等，应用于小车间、机房、会场、餐厅等。小型空调机组-如窗式、分体式空调器，用于办公室、家庭、招待所等。,按新风量的多少来分：直流式系统-空调器处理的空气为全新风，送到各房间进热湿交换后全部排放到室外，没有回风管。这种系统卫生条件好，能耗大，经济性差，用于有有害气体产生的车间。实验室等。闭式系统-空调系统处理的空气全部再循环
21、，不补充新风的系统。系统能耗小，卫生条件差，需要对空气中氧气再生和备有二氧化碳吸式装置。如用于地下建筑及潜艇的空调等。,混合式系统-空调器处理的空气由回风和新风混合而成。它兼有直流式和闭式的优点，应用比较普遍，如宾馆、剧场等场所的空调系统。按送风速度分：高速系统-主风道风速2030m/s。低速系统-主风道风速12m/s以下。,混合式系统-空调器处理的空气由回风和新风混合而成。它兼有直流式和闭式的优点，应用比较普遍，如宾馆、剧场等场所的空调系统。按送风速度分：高速系统-主风道风速2030m/s。低速系统-主风道风速12m/s以下。,加湿器,加湿器分类及工作原理：其产品有湿膜汽化加湿器，蒸汽式加湿
22、器，水喷雾式加湿器。其原理-空气的组成：就HVAC工程设计来说，空气被看作由纯的干空气和水蒸气两部分组成。一般来说，加湿器分为雾化加湿器、超声波加湿器，热蒸发式加湿器、纯净加湿器等。,加湿器分类及工作原理：其产品有湿膜汽化加湿器，蒸汽式加湿器，水喷雾式加湿器。其原理-空气的组成：就HVAC工程设计来说，空气被看作由纯的干空气和水蒸气两部分组成。,加湿器,一、超声波加湿器超声波技术是世界上一种比较成熟的技术，已被广泛应用在各种领域。超声波加湿器采用每秒200万次的超声波高频震荡，将水雾化为1-5微米的超微粒子和负氧离子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，使空气湿润并伴生丰富的负氧离子，达到均匀加
23、湿，能清新空气，增进健康，一改冬季暖气的燥热，营造舒适的生活环境,加湿器,二、纯净型加湿器直接蒸发型加湿器通常也被称为纯净型加湿器。纯净加湿技术则是加湿领域刚刚采用的新技术，通过分子筛蒸发技术，除去水中的钙、镁离子，彻底解决“白粉”问题。通过水幕洗涤空气，在加湿的同时还能对空气中的病菌、粉尘、颗粒物进行过滤净化，再经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环境湿度和洁净度。,加湿器,三、电加热式加湿器热蒸发型加湿器也叫电加热式加湿器。其工作原理是将水在加热体中加热到100摄氏度，产生蒸汽，用电机将蒸汽送出。电加热式加湿器是技术最简单的加湿方式。,中央空调的类型（按原理）,常用空调计量单位及换
24、算,风量、流量CMH、m3/h、m3/s、l/s、(CFM、GPM)压力、扬程Pa、kPa、mmH2O、mH2O、bar负荷、制冷量、功率W、kW、kcal/h、Btu/h、MBH、RT1KW=860大卡(kcal/h)1冷吨(美)=3.516KW1bar=105Pa=1.02kg/cm21英寸（in）=25.4mm,中央空调工程设计主要内容,负荷计算室内机和室外机的选择风系统设计 设备布置和管道设计冷凝水系统设计,空气调节计算参数,室外计算参数：参照各城市的室外气象参数室内计算参数夏季舒适性空调室内计算参数：,空气调节计算参数,冬季舒适性空调室内计算参数：注：使用条件无特殊要求时，相对湿度可
25、不受限制。,居住房间的总设计负荷,Qt=n(1+n1)(Qc+Qf)Qf新风负荷Qc逐时负荷最大值N1 风管、水管等的附加负荷，0.050.1N同时使用系数,室内机和室外机的选择,计算各空调房间的冷、热负荷；根据各房间的计算负荷，对照样本，选取合适的室内机；根据室内机的组合容量并考虑同时使用系数选择室外机；冬季制热量的校核，决定是否需要辅助加热；,室内机的选择,机组的实际制冷量 Q=k1 k2 k3 k4 Qm根据实际制冷量，选择室内机选大一号，一般不超过25K1室外环境温度修正系数K2室内环境温度修正系数K3风量修正系数K4冷媒连接管修正系数,室外机的选择,室内机的总冷量同时使用系数,通风系
26、统设计,送风口布置间距回风口应根据具体情况布置一般原则：（1）人不经常停留的地方;（2）房间的边和角;（3）有利于气流的组织。风机盘管接风管的风速：通常为1.52.0m/s之间，不能大于2.5m/s，否则会将冷凝水带出来。,散流器布置,散流器平送时，宜按对称布置或者梅花型布置，散流器中心与侧墙的距离不宜小于1000mm；圆形或方形散流器布置时，其相应送风范围（面积）的长宽比不宜大于1：1.5，送风水平射程与垂直射程（平顶至工作区上边界的距离）的比值，宜保持在0.51.5之间。实际上这要看装饰要求而定，如250*250的散流器，间距一般在3.5米左右，320*320在4.2米左右。,新风空调箱,2管制AHU,4管制AHU,VAV空调箱,
