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1、知识点1 典型空气调节系统的组成,第四章 空气调节系统,1）空调空间2）空气输送和分配设备3）空气处理设备4）冷、热源,第一节 空气调节系统的分类,空气的热湿处理过程由空气处理设备来实现，由风管将空气处理设备连接起来，并通过送、回风口把处理好的空气送入空调房间以及把房间内的空气取回来。这样，送回风口、风管、空气处理设备和风机等形成了一个空气循环系统。,第一个循环:空调系统的空气循环,由冷热源对空气进行热湿处理，热源设备主要有锅炉，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组成了空调系统中的另一个环路，称之为冷冻水循环系统。一般这是一个密闭
2、循环系统，不与大气直接连通。,第二个循环:空调系统的冷冻水循环,冷水机组中冷冻水的冷量来自于蒸发器，除了蒸发器之外还有压缩机、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。这是一个有压的密闭循环。,第三个循环:空调系统的制冷剂循环,制冷剂在蒸发器中汽化吸热，吸收的热量在冷凝器中冷凝放热。因此为了维持压缩机正常工作，必须把冷凝器中释放的热量排除掉，这个任务由冷却水循环系统来完成的。冷却水从冷凝器中带走的热量，在冷却塔中直接释放给大气。冷却水系统由冷凝器、冷却水泵、冷却塔组成。,第四个循环:空调系统的冷却水循环,四个循环有机结合,正是由于室内空气、冷冻水、制冷剂和冷却水在各自的
3、系统里不断循环流动，才能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出冷气，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凝器来取代，这就是风冷系统。,知识点2 空气调节系统的分类,（1）按空气处理设备的集中程度分类,集中式空调系统,分散式系统,(2)按负担室内负荷所用介质种类分类,Q,W,Q,W,Q,W,Q,W,全空气系统,全水系统,空气-水系统,冷剂系统,新风,回风,送风,不能够解决房间通风换气的问题,(3)集中式空调按被处理空气的来源分类,封闭式系统,直流式系统,混合式系统,第二节 新风量的确定和空气
4、平衡,局部排风量LP1,维持正压所需的渗透风量LS,最小新风量1LW1=LP1+LS,系统总风量L,满足卫生要求fw,最小新风量2LW2=n*fw,最小新风量3LW3=0.1L,最小新风量LWLW=Max（LW1、LW2、LW3）,知识点1 新风量的确定,LP1,LW1,LS,采暖通风与空气调节设计规范第条：（强制性条文）建筑物室内人员所需最小新风量，应符合以下规定：民用建筑人员所需最小新风量按现行有关卫生标准确定；工业建筑应保证每人不少于30m3/h的新风量。,空调通风工程系统运行管理规范空调通风系统运行期间，新风量宜满足下表的规定值，或者满足空气调节房间内二氧化碳浓度小于0.1%,知识点2
5、 空气平衡关系,根据日本的测试结果，使用了3.8年的中央空调沾的灰尘为3克/m2，6.6年的为5克/m2。每一克灰尘里有5000-10000个细菌、真菌，而回风管里还要大5-10倍。如果没有过滤器，一台中央空调不间断运行1年时间，则进的灰尘约有131公斤。自然通风也可能把室外的污染带到室内。我国城市空气质量要远远低于日本的城市空气质量。以煤为主的能源结构、汽车尾气的排放、车况极差的车辆的行驶、大量的建筑工地、沙尘暴等也是影响我国城市的大气环境质量的主要因素。就我国的情况而言，这个数字可能还要大几倍。,北京CDC调查一些公共建筑物的空调系统的卫生状况，发现污染状况严重。抽检4家五星级酒店，检测结
6、果按卫生规范评价，送风、回风系统和空调机组的管道积尘、细菌和霉菌总数都属中等或严重污染。1999年，北京市14家四星级以上宾馆空调冷却水中军团菌检出率为55.6%,上海市47家星级宾馆、商场、地铁车站等公共场所空调冷却水中军团菌检出率为49.9，其中地铁车站军团菌检出率高达69.4，,第三节 普通集中式空调系统,最常见的集中式空调系统是混合式、单风道、低速的全空气系统。,一次回风系统,二次回风系统,知识点1 夏季一次回风式空调系统,空调系统的回风与室外新风在喷淋室（或空气冷却器）前混合一次，称一次回风式系统。,夏季工况:工艺性空调（有送风温差）空气处理过程,C,W,N,L,t0,=100,O,
7、O,N,N,W,C,L,O,喷淋室/表冷器,再热器,各状态点的确定与空气处理流程,露点送风采用了最大温差，而最大温差送风可以减少送风量，节约成本。,(1)设备承担负荷构成分析方法？方法1：系统热平衡法,冷却器,Q0,进入系统热量：回风热量Q1再热器热量Q2，新风热量Q3离开系统热量：排风热量Q4，冷却器带走热量Q0,新风热量Q3,room,送风热量Q4,Q1=（q-qw）*hNQ2=q*(ho-hL)Q3=qw*hwQ4=q*hoQ0 即要确定的制冷机容量,回风热量Q1,再热器Q2,Q1+Q2+Q3=Q4+Q0,（q-qw）*hN+q*(ho-hL)+qw*hw=q*ho+Q0,Q0=（q-q
8、w）*hN+q*(ho-hL)+qw*hw-q*ho=q*hN-qw*hN+q*ho-q*hL+qw*hw-q*ho,Q0=q*（hN-ho）+q*（ho-hL）+qw*（hw-hN）,新风冷负荷,再热冷负荷,室内冷负荷,(1)设备承担负荷构成分析方法？方法2：i-d图分析法,结论：Q=Q1+Q2+Q3,Q1再热冷负荷 Q2室内冷负荷 Q3新风冷负荷,C,W,N,L,t0,=100,O,Q,室内,新风,再热,(2)为什么要进行一次回风？,C,W,N,L,t0,=100,O,节能性分析,空气品质分析,Q,Q2,Q3,Q1,(3)一次回风主要缺点是什么？,C,W,N,L,t0,=100,O,iOL
9、,iCL,问题：冷热抵消,解决办法：机器露点送风 采用二次回风,L,t0,知识点2 冬季空气处理过程（1）一次回风不设预热器,E,喷蒸汽加湿,冬季空气处理过程（2）一次回风设预热器,思考题：(1)冬夏设计工况，送风的含湿量是否相等？,前提条件:（1）冬夏余湿量不变（2）送风量不变（3）室内状态点不变,d0=dn-W/G=Constant,=100,d0,dN,d0,iC=iL,W,C,O,L,N,思考题(2)冬季的加湿采用的方法，是绝热加湿还是等温加湿？,取决于夏季设备配置:（1）喷淋室（2）表冷器,冬季加湿:（1）喷淋室绝热加湿（2）喷干蒸汽等温加湿,=100,d0,dN,d0,iC=iL,
10、W,C,O,L,E,N,思考题(3)什么情况下要进行预热？预热量是多少？,=100,iC=iL,iW1,W1,C,O,L,N,C,W,iW,iW,知识点4 二次回风式空调系统,关于二次回风的计算,O,N,N,W,C,L,N,N,(G1),(G2),(GW),Gp=Gw,GL=G1+GW,G=GL+G2,相当于一次回风最大温差送风,空气处理过程中在i-d图（焓湿图）上描述 夏季工况(1)二次回风主要解决什么问题？它的优点是什么?(2)二次回风主要缺点是什么？局限性？冬季工况(1)冬夏设计工况，机器露点位置是否变化？(2)什么情况下要进行预热？预热量是多少？,(1)二次回风主要解决什么问题？它的优
11、点是什么?,C,W,N,L,t0,=100,O,C,L,解决问题：冷热抵消问题,优点：节省了再热量,(2)二次回风主要缺点是什么？局限性？,C,W,N,L,t0,=100,O,C,L,局限性：适用于送风温差较小（再热量加大），送风量较大的场合。,主要缺点：(1)系统较复杂(2)机器露点较低,(1)冬夏设计工况，机器露点位置是否变化？,结论 机器露点位置不变,前提条件（1）室内状态点不变（2）冬夏余湿量不变（3）送风量不变（4）二次回风比不变,=100,d0=d0,dN,d0(d0),W,C,O,L,N,W1,t0,t0,(2)什么情况下要进行预热？预热量是多少？,=100,iC=iL,iW1,
12、W1,C,O,L,N,C,W,O,iN,iO,iW,iW,同一次回风系统,一次回风和二次回风的特点,一次回风流程简单，操作管理方便，缺点是再热过程有冷热量抵消现象，但对于室内状态和送风温差无严格要求的场合，特别是允许机器露点送风时，综合效益较好。适用于以舒适为主的空调场所。二次回风避免了再热，有节能效果，但是管路复杂，使系统效率降低，适用于室内温湿度要求严格，送风温差小而送风量大的恒温恒湿或净化类空调工程。,知识点5 直流式系统（补充）,采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）规定下列情况应采用直流式（全空气）空调系统：1）夏季空调系统的回风比焓值高于室外空气比焓值。2）系统服务
13、的各空气调节区排风量大于按负荷计算出的 送风量。3）室内散发有害物质，以及防火防爆等要求不允许空气 循环使用。4）各空气调节区采用风机盘管或循环风空气处理机组，集中送新风的系统。,与传统空调相比，新风负担了室内冷负荷,知识点6 集中式空调系统的划分原则和分区处理,集中式空调系统的划分原则,(1)室内参数（温湿度基数和精度）相近以及室内热 湿比相近的房间可采用同一系统；(2)朝向、层次等位置相近的房间宜采用同一系（3）对于建筑平面大的办公楼，其周边和内部房间负荷特征有很大区别时；(4)工作班次和运行时间相同的房间采用同一系统；(5)对室内洁净度等级或噪声级别不同的房间，宜按各自的级别设计；(6)
14、产生有害物的房间不宜和一般房间合用一个系统(7)空调系统的分区应与建筑防火分区相对应。,集中式空调系统的分区处理,1)若甲、乙两个房间允许采用不同的送风温差时，可以用同一个机器露点而分室加热的方法。,2）若甲、乙两个房间室温相同,但相对湿度允许有偏差,此时可以采用相同的送风温差和相同的机器露点,需根据房间的重要性选择露点,设甲房间比较重要,3）各房间室内参数要求相同,不同,但又要求送风温差相同。,第四节 变风量系统,变风量空调系统(VAV)诞生的原因：源于定风量系统（CAV）的缺陷,变风量空调系统(VAV)是通过改变送风量的方式来调节室内温湿度的空调系统。此系统60年代起源于美国，80年代开始
15、在欧美、日本得以迅速发展，推动其发展的重要原因是节能优势。经过近20年的发展完善，变风量空调系统在欧美日的中央空调系统应用率高达30%，采用VAV技术的多层建筑和高层建筑以达95%。,知识点1 变风量（VAV）空调系统概念,按处理空调负荷所采用的输送介质分类,变风量VAV(Variable-Air-Volume)空调系统是属于全空气式的一种空调方式,即全空气系统的一种。该系统是通过变风量箱调节送入房间的风量或新回风混合比,并相应调节空调机的风量或新回风混合比来控制某一空调区域温度的一种空调系统。,简单地说，通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷,系统必须是利用变风量箱来分配流量；保持送入房
16、间的风量不变而改变一次风与回风的混合比例；保持一次风恒定而改变一次风与回风的混合比例；区域温度的控制由变风量箱来实现；空调机组的送风量应根据送风管内的静压值进行相应调节,与变风量箱减少或者增加送风量以控制房间温度相呼应。,定义解释,（1）新风、排风管上设量个VAV装置,通过自动控制保持新风量与排风量一致而实现房间的风量平衡；（2）送入每个房间或空调区域的风量由VAV控制,空调器的风量由变频器调节风机转速来实现控制。,知识点2 系统原理,知识点3 单风道变风量空调系统组成,五个反馈控制环路：室温控制C1送风静压控制C2送回风量匹配控制C3 新排风量控制C4送风温度控制C5,室温控制：当某个房间的
17、温度低于设定值时,温控器就会调节变风量末端装置中的风阀开度减少送入该房间的风量。送风静压控制：系统阻力增加,送风静压会升高。当超过设定值时,静压控制器通过调节送风机入口导叶角度或电机转速减少系统的总送风量。送回风量匹配控制：送风量的减少导致送回风量差值的减少,送回风量匹配控制器会减少回风量以维持设定值。新排风量控制：风道压力的变化将导致新排风量的变化,控制器将调节新风、回风和排风阀来保持新排风量。,（1）供冷季中控制机理,（2）系统控制的稳定性,三、VAV控制系统的组成,当某个房间的温度下降,末端装置的风阀关小,导致系统静压升高,其他房间的送风量增加。这些房间的末端装置的风阀就会关小以恒定各自
18、的送风量，导致系统静压进一步升高。当达到某一程度,静压控制器就降低送风机的转速减小风量,回风机风量也随着减少。系统静压又回落到原来的水平,那么各个末端风阀又开始开大。系统压力的变化,必须导致新风量的变化,导致送风温度的变化,控制器调节风阀的开度。阀位的变化将致使整个系统的静压和流量发生变化。,就系统控制而言：变风量系统本身的强动态特性；空调系统中非线性环节；多个反馈控制环路之间的耦合。,（3）缺点：系统存在不稳定因素,变风量系统能否正常运行在很大程度上要依靠控制系统,58,知识点3 变风量系统三种控制方式：,VAV空调控制系统的发展与介绍,第一阶段:定静压定温度法。80年代开发。,第二阶段:定
19、静压变温度法,(CPT定静压法)。90年代前开发。,第三阶段:变静压变温度法,(VPT变静压法)。90年代后期开发。,1）定静压法2）变静压法3）总风量控制,59,A:定静压控制:定静压控制包括定静压定温度法和定静压变温度法。前者是VAV空调系统早期阶段常用的一种方法，当时多采用机械式模拟控制。但随着电子技术的发展，定静压定温度控制现在已基本不被采用。定静压变温度是在定静压定温度控制法的基础上发展起来的，现在常说的定静压控制一般指的是定静压变温度法。定静压控制系统的主要控制机理是保持系统风管上某一点（或几点平均）静压恒定，由静压设定值与实际静压值的偏差控制变频器的输出频率以调节风机转速，实现总
20、送风量的调节；同时可以改变送风温度，扩大风量调节范围；室内风量需求由末端风阀调节。在定静压VAV系统的风量控制中，室内负荷的变化引起末端开度的改变，进而影响系统的静压，是一个标准的反馈控制过程。图1为带两个末端的定静压VAV控制系统。,60,图1所示的静压传感器与风机控制器组成一个静压闭环控制环节。根据风管上某一点静压值（由Pressure Sensor测得）与设定静压值的偏差，由风机控制器（Fan Controller）按PID算法计算出控制信号，控制变频器的输出频率来调节风机转速，改变系统的送风量。,61,图2 定静压控制法管道阻力和风机性能曲线变化图,图所示的是定静压控制中管道阻力和风机
21、性能曲线变化的关系，当室内负荷减小时，末端装置调小送风阀的开度减少房间的送风量，这时系统阻力从S1增加到S2，送风静压升高，当超过设定静压一定程度时静压调节器通过变频器把风机的转速从1调低到2，减少系统的送风量，同时送风静压值保持不变。,62,定静压控制方法的静压控制是由系统风管的静压反馈闭环控制环节来实现，由于舒适性空调本身所具有的滞后性较大等特点，因此这个环节的存在会带来一些问题：（1）通常是按系统设计的最大工况选取静压设定点，而大部分时间VAV系统都在部分负荷条件下工作。因而，在实际工程中，大多数的VAV系统风管压头过高，多余的风管静压往往需由末端消化，因此造成末端送风噪音增加、风机能耗
22、上升及系统控制性能变差等诸多问题。（2）静压设定点的位置不容易确定。理论上考虑风机的节能，以及为了保证最小静压设定值，设定点应放在系统的最不利管路的末端入口，但实际的VAV系统动态特性很难确定哪个末端是最不利末端。而ASHRAE建议把静压传感器放在风机送风口到系统末端的2/3处也只是一个折中的考虑。（3）由于压力测量误差的存在，导致风机调节出现无谓的波动，造成系统的不稳定。基于上述定静压控制方法的诸多缺点，近年来VAV工程中更多的采用了变静压控制方法。,63,B:变静压控制法（最小静压法）:最小静压法是变静压控制方法的一种，其基本原理是：系统风管上的某一点（或几点的平均）的静压值在满足最不利末
23、端所需静压值的前提下始终为最小，尽量保持各VAV末端风阀的开度处于全开（85%100%）的状态。在变风量末端装置中设置电动风门开度反馈，风机控制器根据各阀门的开度判断系统静压是否满足，不足则增加风机电机频率/转速，过高则减少电机频率/转速，判断流程如图3所示。,（1）系统中有一个电动风门开度为100%且该VAV BOX控制的房间温度高于设定值，风量不足即变风量末端入口静压不足，增大变频风机转速。（夏季工况）（2）系统中有一个电动风门开度大于85%且小于等于100%，且该VAV BOX控制的房间温度等于设定值，风量满足即变风量末端静压适中，保持变频风机转速。（3）系统所有电动风门开度小于85%，
24、变风量末端入口静压过高，降低变频风机转速。,64,如图4所示，当室内负荷减小时，末端装置调小风阀开度到最小开度85%，这时控制器判断各风阀的开度后判断系统的静压过高，就通过变频器把风机的转速从1调低到2，减少系统的送风量，系统的阻力从S1下降到S2。与图2中定静压控制法的管道阻力和风机转速变化相比较，不难发现当风量减小相同的幅度，最小静压法的风机转速下降的幅度要大于定静压法中风机转速下降的幅度，因此更能节约风机的能耗。,图4 最小静压法管道阻力和风机性能曲线变化图,由于VAV末端风阀的开度基本上处于85%100%之间，VAV的送风噪声和辐射噪声可控制在最小范围内，因此室内的噪声较小。最小静压法
25、在日本应用较多，技术较为成熟，在国内应用也较多。目前上海一些高档办公楼VAV系统的控制方法采用最小静压法，多为日方的设计单位设计。,65,C:总风量控制法：工作原理：VAVBOX 控制器根据室内负荷变化，来调整末端出风量满足负荷要求，并将风量信号传递给变频器控制器。变频器控制器将所管辖范围内的每个末端风量搜集起来进行解偶分析计算后累加，去控制变频器，调整空调机电机转速，使送风量等于总末端风量之和，其中需要测量总送风量进行反馈控制。,66,目前变风量系统风机常用的控制方法有定静压、变静压和总风量三种，以下对几种方法做一介绍和对比：,A 定静压控制方法此方法为在风道上合适位置选定一个测点，测量该点
26、静压，调节风机转速保证该点静压不变。该方法一直存在着一些难于解决的问题：静压测点的位置，以及静压值的设定。可通过完善系统风道设计、尽量使主风道上静压一致改善上述问题，这样静压测点的放置和静压设定值的问题都相对简单。但是，设计系统和实际系统总是存在着一定的差异，实际运行和想象的很难真正做到一致。具体做法通常是选主风道距风机出口2/3处(经验值)的静压为控制点，静压设定值取设计状况下的压力值并保持不变，这是为了保证每个末端在任何情况下都能调到最大设计风量。这种控制方法最为简单实用，基本能满足变风量系统的控制要求。但是，如果整个系统都处于部分负荷工况时，高静压设定值给风机增添了不必要的能耗，而且末端
27、的风阀开度过小导致噪声很大。,67,B 变静压控制方法（不太适于大中型变风量系统）变静压控制通行的思路是根据末端装置风阀开度随时调整静压设定值，使系统中至少有一个末端装置风阀的开度接近全开位置。如果风阀没有达到开度设定值，就在压力设定值上增减一个固定数值，直到满意为止。然而步长大小难确定，选择太大易产生大的振荡，选择过小又导致调节过程太长。由于变静压控制方法存在强耦合性和非线性，变风量系统的调试对系统的成败起了很大的作用。调试工作复杂、繁重，具有调试能力的公司并不多。,C 总风量控制方法（较少成功案例）总风量控制在风机节能上介于变静压和定静压控制之间，并更接近于变静压控制。因为变静压控制算法较
28、为复杂而且更容易引起系统压力振荡，所以总风量控制综合从控制角度和节能角度上考虑，不失为一种替代传统静压控制的有效方法。,知识点4 变风量末端类型,69,双风道型：一般由冷热两个变风量箱组合而成。因其初投资昂贵和控制较复杂而较少得到使用。,变风量末端基本类型单风道风机动力型末端：串联风机、并联风机（尽量少用）,旁通型：这是利用旁通风阀来改变房间送风量的系统。由于其并不具备变风量系统的全部优点,因而在有些论文中称其为“准”变风量系统。该系统的特点是投资较低,但节能却很小,因为有大量送风直接旁通返回空调设备,并不怎么减小风机能耗,所以目前使用也不多,单风道型：节流型变风量箱是最基本的变风量箱,其它如
29、风机动力型、双风道型、旁通型等都是在节流型的基础上变化发展起来的,所有变风量箱的“心脏”就是一个节流阀,加上对该阀的控制和调节元件以及必要的面板框架就构成了一个节流型变风量箱,71,常用的单风道系统VAVBOX主要有风阀型和文丘里型,风阀型 文丘里型,风机动力型是在节流型变风量箱中内置加压风机的产物。根据加压风机与变风量阀的排列方式又分为串联风机型 和并联风机型 两种产品。,73,两种风机动力型末端主要比较,运行方式：串联风机为连续运行、并联风机为间隙式运行送风量：串联风机为恒定风量、并联风机为部分变风量及定风量适用场所：均适合于需要再热的场所，串联风机更适用于再热量较大、要求换气次数较大的场
30、合，如会议室、餐厅、大堂等设计：并联风机设计计算工作量加稍大，需逐台计算供热条件下的风机风量调试：联风机末端调试工作量加大，需要平衡一次风及吊顶内回风噪声：并联风机更低，但间隙运行容易引起注意运行能耗：并联风机系统更低，一般可降低送风系统能耗30%以上初投资：相近,压力无关型变风量末端的结构与压力相关型相差不大，只是增加了一个风量传感器，但是控制方式却完全不同。温度控制器T-1发出的 控制指令并不是直接送往控制风阀，而是送往风量控制器F-1作为它的给定信号；风量控 制器将温度控制器送来的信号与风量传感器检测到的信号进行比较、运算，然后得到控制 信号送往控制风阀，改变其开度。显然，这是一个典型的
31、串级控制系统，其中风量控制是副环，温度控制是主环。,压力无关型变风量控制系统图,知识点5 VAV末端控制方式,由于系统中增加了一个风量控制回路，因此当一次风送风管的静压发生变化时，变风 量末端送风量的变化将立即被风量传感器感知，并在尚未影响室内温度前被风量控制回路 纠正，这样送风管静压的变化将不会影响送风量，这也就是这种末端被称为“压力无关型”的原因,知识点6 变风量空调系统特点,一、节能：由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变关风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。当全年空调负荷率为60时，它可节约风机动力耗能78。二、新风作冷源：因为
32、变风量空调系统是全空气系统，在过渡季可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，而且可改善室内空气质量。三、不会产生冷凝水：因为它是全空气系统，可以避免产生冷凝水造成的滴漏污染吊顶。四、灵活性好：在二次装修过程中，风口位置可通过软管连接任意改变。五、系统噪声低，不存在现场噪声。六、不会发生过冷或过热。,77,优点,78,VAV空调系统的控制方式基本上采用多个回路的PID控制。在系统模型参数变化不大的情况下，PID控制效果良好。但是，VAV空调系统是一个干扰大的、高度非线性的、不确定性系统，这是由于：1.外界气候和空调区域里的人员活动的变化很大，对系统形成干扰，导致
33、系统不稳定；2.空气调节过程是高度非线性的；各执行器的运行特性也是非线性的3.各个控制回路之间耦合强烈，完全解耦是不可能的；4.随着时间的推移，设备会老化和更换，从而造成系统参数的变化；5.在许多系统里，系统的数字模型很难建立。,缺点：,干扰信号源与测量信号线之间存在着分布电容，耦合到信号线，由信号线进入自控系统。,直接面向数据库中数据逻辑结构,知识点7 变风量空调应用实例,紫峰大厦,紫峰大厦：座落于六朝古都、风景秀丽的南京市。总建筑面积18700m2，建筑高度为450m，建筑层数地上89层，地下2层，是一座集办公、商场、休闲为一体的综合性智能化建筑。大厦楼宇自控系统采用Siemens公司提供
34、的新一代的$600APOGEE系统。该系统能够提供一个舒适的室内环境，同时节约能源、提高大厦的整体管理水平，将大厦内VAV系统、冷冻水站、热交换站、空调机组、新风机组、公共区域照明、给排水、送排风等系统纳入自动化管理系统。Siemens APOGEE系统是以集散型控制为基础的成熟的楼宇自动化系统。它具有结构灵活、扩展方便、适应性强、优化设备运行、操作简单等特点。,首先，采用一个标准层一个DDC总体控制方式，用一个DDC控制一个标准层的空调整体。由于在设计时每个标准层及每个单独系统控制均采用一个DDC 的方法，使每个DDC单元能实现快速控制，同时使计算机工作站上显示的教据能及时更新，使管理人员能
35、实现及时管理。其次，VAV末端采用的是压力无关型，该类末端装置在任何条件下，只根据房间负荷的需要输送相应的空气量，与风管系统中的静压变化无关，它可以从最大到最小的风量范围进行调节控制。可根据VAV末端服务的区域，设定成只供冷模式或供冷/供热模式。,用户可根据个人的需求设定室内的温度值，当室内实际的温度值与设定值发生偏差时，TEC控制器通过计算确定所需要的送风量，并与实际风量相比来调节电动风门，以达到精确控制风量和室内温度的目的。由于采用了压力无关的VAV箱，因此主风管的压力变化不会影响VAV的送风量。在中央管理站，VAV的送风风量、室内设定温度、室内实际温度、电动风门开度全部可以进行监视和控制
36、。,它既有集中的冷热源供应系统，也有分散于各个空调区域的空气处理末端设备。适用于宾馆、医院和办公楼等大型建筑。,第五节 半集中式空调系统,知识点1 半集中式空调系统分类,知识点2 风机盘管构造,送风,转换冷热媒还有除湿,过滤空气中的杂质及灰尘,控制水流的大小,收集冷凝水，防止外泄,避免出风口垂直出风,凝结水盘,立式风机盘管,吊顶式实物图,知识点3 风机盘管新风供给方式（3种）,适用于人少的场合,适用于要求不高的建筑,调节和运转更灵活，也可改善水管结露现象,新风风管与风机盘管吸入口相接或只送到风机盘管的回风吊顶处，将减少室内的通风量，当风机盘管风机停止运行时，新风有可能从带有过滤器的回风口吹出，
37、不利于室内卫生；新风和风机盘管的送风混合后再送入室内的情况，送风和新风的压力难以平衡，有可能影响新风量的送入；因此，推荐新风直接送入室内。,(1)新风处理到室内状态的等焓线,夏季空气处理过程,知识点4 风机盘管新风处理方案,这种状态下新风机组不负担室内冷负荷，该方式易于实现，但风机盘管机组为湿工况，有水患,(2)新风处理到低于室内状态的等含湿量线,这种状态下新风机组不仅负担新风冷负荷，还负担了部分室内显热冷负荷和全部潜热冷负荷，风机盘管仅负担一部分室内显热冷负荷。该方式改善了室内卫生条件和防止水患，但新风机组焓差大，水温要求5度以下，要采用特制的新风机组,知识点5 风机盘管的水系统,知识点6
38、风机盘管的水系统调节,知识点7 诱导器系统,吊顶式诱导器,置换通风式诱导器,诱导式空调系统的风速较大，有一定的噪声，不适合用在噪声标准要求严格的房间。所以现在已较少采用，而大多被风机盘管空调系统等代替,知识点8 辐射板系统,新风负担的湿负荷,5-7的冷水不仅降温能力，而且有除湿能力,16-18的冷水仅有降温能力,辐射板负担的显热负荷,冬季辐射板供暖,30-35的较低温度的热水,水系统,调节回水和供水混合比,第六节 分散式空调系统,分体挂壁式,分体立柜式,移动式,吊顶式,多联机,知识点1 空调型号的意义,K-房间空调器专门代号(K)(1)(2)-(3)(4)(5)(1、结构代号)窗机-C、落地式
39、L、分体式-F(2、功能代号)热泵式R、电热式D、热泵电热混合式Rd、变频技术BP(3、制冷量:用两位阿拉伯数字表示)(4、分体式室内机组代号)(5、分体式室外机组代号),KFR-35GW/BP表示壁挂分体式变频空调器，冷暖，制冷量为3500W。,知识点2 家庭选购空调的制冷量估算,普通房间,115-145W/m2,客厅、饭厅,145-175W/m2,知识点3 分体空调工作制冷原理,冷暖空调的制冷原理,空调器室内机组,空调器室外机组,蒸发器,四通阀,毛细管,单向阀,冷凝器,压缩机,制冷工作时，压缩机将制冷剂压缩成过热蒸气,蒸气从压缩机排气口排出，然后进入电磁四通换向阀,制冷剂蒸气经电磁四通换向
40、阀换向后进入冷凝器,制冷剂蒸气在冷凝器中由风扇进行冷却，风扇吹出热风,贯流风扇,干燥过滤器,冷凝后的制冷剂液体经单向阀、干燥过滤器、毛细管进入蒸发器,液体制冷剂在蒸发器中吸热蒸发为气体，使周围空气温度降低,轴流风扇将冷凝器周围的冷风吹出，送到室内,制冷剂气体经四通阀回到压缩机中，如此往复维持制冷循环,轴流风扇,注：单向阀具有单 向导通、反向 截止的作用,Page 102,冷暖空调的制热原理,制热工作时，压缩机将制冷剂压缩成过热蒸气,过热蒸气经过四通阀的换向作用直接进入室内，原蒸发器变为冷凝器,蒸气在冷凝器中放热冷凝，由风扇将冷凝器周围的热气吹向室内,冷凝后的制冷剂经单向阀、干燥过滤器、毛细管到
41、达室外蒸发器,液体制冷剂在蒸发器中吸热蒸发，其周围的冷空气由风扇吹出,蒸发后的气体经四通阀返回到压缩机中，如此往复维持制热循环,Page 103,知识点4 分体空调工作制热冷原理,经压缩机压缩后的制冷剂气体导入冷凝器的流向实物图,制冷工作时，低压低温的制冷剂气体被压缩机压缩成高压高温的过热蒸气，蒸气经四通阀后进入冷凝器中,Page 104,经毛细管降压的制冷剂流向图,干燥过滤器,毛细管,液体截止阀,气体截止阀,Page 105,经毛细管降压的制冷剂流向实物图,制冷剂气体在冷凝器中冷凝后，经单向阀、毛细管、干燥过滤器，由液体截止阀送入室内机组蒸发器中,液体制冷剂进入室内蒸发器,7,干燥过滤器,毛
42、细管,单向阀,液体截止阀,气体截止阀,Page 106,制冷剂返回室外机的流向实物图,电磁四通换向阀,制冷剂液体在室内机蒸发器中蒸发后，由气体截止阀返回到室外机组的压缩机中，再次进行压缩，以维持制冷循环,Page 107,室外机的管路连接端口,液体截止阀,气体截止阀,低压管连接端口,高压管连接端口,Page 108,空调器室内机的管路,气管,液管,排水管,Page 109,分体式空调器室外机组的内部结构,冷凝器,轴流风扇,压缩机启动电容器,电磁四通换向阀,压缩机,干燥过滤器,接线盒,Page 110,空调器室外机组中的启动电容器,轴流风扇电机的启动电容器,压缩机的启动电容器,Page 111,
43、空调器室外机组中的电磁四通换向阀,四通换向阀,电磁铁,Page 112,知识点5 多联机系统,1）多联机原理,一台或数台风冷室外机连接数台相同或不同型式、容量的直接蒸发式室内机构成的单一制冷循环系统，它可以向一个或数个区域直接提供处理后的空气,下图为VRV冷媒系统图,室内机A,至下一台室内机,电子膨胀阀,毛细管,储液器,压缩机,气液分离器,油分离器,过冷管,膨胀阀,室外侧,过滤器,室内机B,温度传感器,四通阀,温度计,室内机A,电子膨胀阀,储液器,压缩机,气液分离器,油分离器,过冷却管,膨胀阀,室外侧,过滤器,室内机B,四通阀,制冷运转流程,毛细管,室内侧,室内机A,电子膨胀阀,毛细管、单向阀
44、,储液器,SV1,压缩机,气液分离器,油分离器,过冷却管,膨胀阀,室外侧,过滤器,室内机B,四通阀,制热运转流程,室内侧,2）多联机的分类,按室外机冷却形式分类：主要有风冷多联机和水冷多联机按压缩机形式分类：主要有变频多联机和数码涡旋变频机,变频多联机系统是“变频一拖多变冷媒流量中央空调系统”的简称，是由一台室外机和若干台室内机组成的一个冷媒循环系统。一台室外机可以向多台室内机输送制冷剂液体，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各个换热器的制冷剂流量可适时的满足室内冷热负荷要求。,数码涡旋多联机空调的核心技术是数码涡旋压缩机，可实现在10%100%容量范围内的连续和无极能量调节，与变频其技术
45、相比是一个提高，因为变频器技术只能分步达到容量输出。无极传送能量也确保对室内温度的极严格的控制。大范围的容量输出也有利于提高季节能效比。,风冷室外机,水冷室外机,3）多联机的优缺点,优点：多联机具有容量自由组合（856 HP），系统简单、设计灵活，室外机位置任意、作用半径大，精确控制室内温度，室内机独立控制、室外机变频，环境要求低等。缺点：1.从能效比来说，多联机COP一般在3.0以上，而大型机组的COP可以达到5.0以上，无疑大型机组是节能的。2.随着配管长度的增加,其制冷效率随之下降。3.当室外温度低于一定限制时，特别是在长江以北流域多联机组的热泵衰减、能量的流失就显得更为严重。4.多联机换新风问题的解决难度比较大。5.多联机的造价比较高，所以同一个工程中多联机和大型机组没有竞争力。,谢 谢,
