空调原理和基础知识(完整版).ppt

刘晓明刘晓明空调原理及基础知识空调原理及基础知识主要内容主要内容l l空气调节的主要任务空气调节的主要任务空气调节的主要任务空气调节的主要任务l l空调系统分类空调系统分类空调系统分类空调系统分类l l空调系统的组成空调系统的组成空调系统的组成空调系统的组成l l普通的集中式空调系统普通的集中式空调系统普通的集中式空调系统普通的集中式空调系统l l全空气空调系统全空气空调系统全空气空调系统全空气空调系统l l风机盘管空调系统风机盘管空调系统风机盘管空调系统风机盘管空调系统l l风机盘管风机盘管风机盘管风机盘管+新风在空调系统中的应用新风在空调系统中的应用新风在空调系统中的应用新风在空调系统中的应用l l空调水系统空调水系统空调水系统空调水系统l l空调通风系统空调通风系统空调通风系统空调通风系统l l空调系统造价概算空调系统造价概算空调系统造价概算空调系统造价概算第一章、空气调节的主要任务第一章、空气调节的主要任务l空气调节是指在任何自然条件下空气调节是指在任何自然条件下,使房间或封闭空间内的使房间或封闭空间内的空气空气温度温度温度温度、湿度湿度湿度湿度、洁净度洁净度洁净度洁净度、气流速度气流速度 (新鲜度新鲜度)等等参数参数,部分或全部达到规定指标的一门技术部分或全部达到规定指标的一门技术.空气调节四要素空气调节四要素空气调节四要素空气调节四要素(四个四个“度度”：温度、湿度、气流速度、洁净度：温度、湿度、气流速度、洁净度)：温度调节温度调节空气的冷却、加热（显热变化）空气的冷却、加热（显热变化）湿度调节湿度调节空气的减湿、加湿（潜热变化）空气的减湿、加湿（潜热变化）气流调节气流调节气流的调节（速度、方向、流经路线等）气流的调节（速度、方向、流经路线等）空气净化空气净化 空气的清净（除尘、消臭）空气的清净（除尘、消臭）第二章、空调系统的分类第二章、空调系统的分类l按服务对象分类按服务对象分类l按负担室内热湿负荷所用的介质分类按负担室内热湿负荷所用的介质分类l按空气处理设备的设置情况分类按空气处理设备的设置情况分类一、按系统服务对象分类一、按系统服务对象分类1、舒适型空调系统舒适型空调系统舒适型空调系统舒适型空调系统 (以人和环境为主要对象以人和环境为主要对象以人和环境为主要对象以人和环境为主要对象)2、工艺型空调系统工艺型空调系统工艺型空调系统工艺型空调系统 (以保证产品质量和工艺过程为主要对象以保证产品质量和工艺过程为主要对象以保证产品质量和工艺过程为主要对象以保证产品质量和工艺过程为主要对象)二二二二、按负担室内热湿负荷所用的介质分类按负担室内热湿负荷所用的介质分类按负担室内热湿负荷所用的介质分类按负担室内热湿负荷所用的介质分类1、全空气空调系统全空气空调系统全空气空调系统全空气空调系统 (以组合式空调器为主要处理手段以组合式空调器为主要处理手段以组合式空调器为主要处理手段以组合式空调器为主要处理手段)2、空气空气空气空气-水空调系统水空调系统水空调系统水空调系统 (以风机盘管以风机盘管以风机盘管以风机盘管+空调机组为主要处理手段空调机组为主要处理手段空调机组为主要处理手段空调机组为主要处理手段)3 3、全水空调系统全水空调系统 (以风机盘管为主要处理手段以风机盘管为主要处理手段以风机盘管为主要处理手段以风机盘管为主要处理手段)4 4、制冷剂直接蒸发系统制冷剂直接蒸发系统 (如多联机空调系统、屋顶机空调系统如多联机空调系统、屋顶机空调系统如多联机空调系统、屋顶机空调系统如多联机空调系统、屋顶机空调系统)1、全空气空调系统、全空气空调系统系统介绍系统介绍1、全空气系统的定义、全空气系统的定义l利用空气作为负担室内负荷的介质利用空气作为负担室内负荷的介质.(将经过处理的空气利用系统输送设备送入空调区域将经过处理的空气利用系统输送设备送入空调区域.)全空气系统的特点全空气系统的特点1l系统功能强大,可满足不同需求;l系统卫生条件好;l系统设备布置集中,管理方便;l介质输送过程中无水介质,使用中安全性好;l系统控制点少;l系统运行噪声小.全空气系统的特点全空气系统的特点2l由于空气的比热容小,为承担空调负荷系统所需的送风量很大;l系统设备体积较大,大部分需独立机房进行安装;l系统的部分负荷调节成本大,末端系统可调性能差;l风管尺寸大,对标高及吊装空间要求高;l系统工程成本高.全空气系统的分类全空气系统的分类l单风管定风量系统l单风管变风量系统l双风管系统l全空气诱导系统单风管定风量系统单风管定风量系统(单风管系统单风管系统)l指全空气、低风速、定风量的集中空调系统;l冬夏共用一条送回风管道；l送风量恒定，通过改变送风温度送风温度送风温度送风温度来调节室内负荷l简称CAV系统单风管变风量系统单风管变风量系统(单风管系统单风管系统)l指全空气、低风速、变风量的集中空调系统;l冬夏共用一条送回风管道；l送风温度恒定，通过改变送风量改变送风量改变送风量改变送风量来调节室内负荷l简称VAV系统lCAV与VAV系统的成本讨论lCAV+VAV系统的可行性双风管空调系统双风管空调系统(双风管系统双风管系统)l指由独立的风管（冷、热风管）进行混合送风；l系统回风管路共用；l宜采用双风机系统；l造价昂贵，混合时能量损失大；l目前在工程实践中已很少使用。2、空气、空气-水空调系统水空调系统系统介绍系统介绍（1）、空气）、空气-水系统的定义水系统的定义l同时利用水和空气作为负担室内负荷的介质系统；（即利用空气、水向室内输送冷量或热量。）（2）、系统形式）、系统形式l l风机盘管风机盘管风机盘管风机盘管+新风系统新风系统新风系统新风系统l系统设备：风机盘管机组+组合式空调机组、立(卧卧吊顶吊顶）式空调机组（3）、系统形式分析）、系统形式分析l l风机盘管机组作用：风机盘管机组作用：风机盘管机组作用：风机盘管机组作用：l就地处理空气；l保证室内空气的温度和湿度；l室内负荷大部分由水来承担。（3）、系统形式分析）、系统形式分析l l新风机组作用：新风机组作用：新风机组作用：新风机组作用：l向房间送入新风、稀释室内污染物、满足房间卫生要求；l风量较小、管道断面小、只负担小部分负荷风量较小、管道断面小、只负担小部分负荷。3、全水空调系统、全水空调系统系统介绍系统介绍（1）、全水系统的定义）、全水系统的定义l l不向房间供给新风的风机盘管空调系统不向房间供给新风的风机盘管空调系统不向房间供给新风的风机盘管空调系统不向房间供给新风的风机盘管空调系统（2）、系统形式）、系统形式l l风机盘管承担全部室内负荷风机盘管承担全部室内负荷风机盘管承担全部室内负荷风机盘管承担全部室内负荷l系统设备：风机盘管机组（3）、系统形式分析）、系统形式分析l l系统全部采用风机盘管机组；系统全部采用风机盘管机组；系统全部采用风机盘管机组；系统全部采用风机盘管机组；l不向房间送入新风；l对系统进行变流量控制的方法简单、成不低廉；l卫生条件差卫生条件差；l投资低廉。4、直接蒸发空调系统、直接蒸发空调系统系统介绍系统介绍（1）、直接蒸发系统的定义）、直接蒸发系统的定义l l自带冷（热）源的空调机组以冷媒为介质，通过自带冷（热）源的空调机组以冷媒为介质，通过自带冷（热）源的空调机组以冷媒为介质，通过自带冷（热）源的空调机组以冷媒为介质，通过表冷器直接与室内空气进行冷热交换的空调系统。表冷器直接与室内空气进行冷热交换的空调系统。表冷器直接与室内空气进行冷热交换的空调系统。表冷器直接与室内空气进行冷热交换的空调系统。（2）、系统形式）、系统形式l l独立的空调机组：独立的空调机组：独立的空调机组：独立的空调机组：冷源部分冷源部分冷源部分冷源部分+冷媒输送系统冷媒输送系统冷媒输送系统冷媒输送系统+送风换热装置送风换热装置送风换热装置送风换热装置l l多联机空调系统多联机空调系统多联机空调系统多联机空调系统（2）、系统形式）、系统形式l l独立的空调机组：独立的空调机组：独立的空调机组：独立的空调机组：冷源部分冷源部分冷源部分冷源部分+冷媒输送系统冷媒输送系统冷媒输送系统冷媒输送系统+送风换热装置送风换热装置送风换热装置送风换热装置l l风冷冷风式空调机组风冷冷风式空调机组风冷冷风式空调机组风冷冷风式空调机组（3）、系统形式分析）、系统形式分析l l系统冷媒全部直接蒸发；系统冷媒全部直接蒸发；系统冷媒全部直接蒸发；系统冷媒全部直接蒸发；l l冷热交换效率高（一次交换系统）；冷热交换效率高（一次交换系统）；冷热交换效率高（一次交换系统）；冷热交换效率高（一次交换系统）；l风冷系统受外界气候条件影响大；l单机冷量小，不适合大型项目使用；l投资较高。三三三三、按空气处理设备的设置情况分类按空气处理设备的设置情况分类按空气处理设备的设置情况分类按空气处理设备的设置情况分类1、集中集中式式空调系统空调系统 2、半集中式半集中式空调系统空调系统 3 3、全分散式全分散式空调系统空调系统 1、集中式空调系统、集中式空调系统l所有设备全部集中在空调机房内；l空气处理集中完成后，经风管输送到空调房间内。2、半集中式空调系统、半集中式空调系统l冷源设备全部集中在空调机房内；l房间内设有处理空气的末端设备。l如：风机盘管+新风系统3、全分散式空调系统、全分散式空调系统l所有设备全部分散在空调房间内；l如：多联机空调系统、家用空调器。四四、按风速进行分类按风速进行分类l可按系统设计风速进行分类：（1）、V8m/s：低速空调系统；（2）、8m/s V20m/s：中速空调系统；（3）、20m/s V30m/s：高速空调系统.第三章、空调系统的组成第三章、空调系统的组成l中央空调系统通常由5部分组成：1、空气处理设备空气处理设备末端设备末端设备2、冷源和热源冷源和热源主机、锅炉房、城市热网等主机、锅炉房、城市热网等3、空调风系统空调风系统输送送风，抽回回风的输送系统输送送风，抽回回风的输送系统4、空调水系统空调水系统冷冻水系统、冷却水系统冷冻水系统、冷却水系统5、空调控制系统空调控制系统对空调系统设备进行控制，以达到对温度对空调系统设备进行控制，以达到对温度 等的调节和控制等的调节和控制空调水系统图空调水系统图空调通风系统图空调通风系统图一、风机盘管空调系统一、风机盘管空调系统1、系统概述：l属于半集中式空调-水式系统；l系统冷热源（冷热媒水）由制冷机房或热交换站集中供给；l系统新风由新风机组提供；l可不设立单独的新风系统，但卫生条件差；l系统初投资小。2、风机盘管的新风供给方式、风机盘管的新风供给方式3、风机盘管系统的供水形式、风机盘管系统的供水形式l风机盘管机组的供水形式有：两管制、三管制、四管制；l系统热媒水范围：供水4560l系统冷媒水范围：供水518l特殊工况条件：冰蓄冷系统、工业低温系统等3.1、两管制系统、两管制系统l结构简单、投资少l适用于冬季供暖、夏季制冷的单一工况系统电动两通阀供水回水风机盘管3.2、三管制系统、三管制系统3.2、三管制系统、三管制系统l结构较为复杂、投资较大，很少使用l适用于要求制冷、供暖同时使用的工况系统（宾馆、过度季节、医院等宾馆、过度季节、医院等宾馆、过度季节、医院等宾馆、过度季节、医院等）l回水热损失大电动三通阀供冷水供热水风机盘管回 水3.3、四管制系统、四管制系统工程实例中两管制系统的设计应用（工程实例中两管制系统的设计应用（1）l由于冬、夏工况要进行由于冬、夏工况要进行统一转换统一转换统一转换统一转换无法满足不同工况要求无法满足不同工况要求风机盘管冷水机组换热机组阀门二、空调水系统二、空调水系统l空调水系统=冷冻水系统+冷却水系统+冷凝水系统l冷冻水系统：输送低（高）温水的系统；（闭式水循环系统闭式水循环系统）l冷却水系统：为主机冷凝器提供冷却水的系统；l冷凝水系统：回收系统设备工作时产生的凝结水的系统。空调水系统空调水系统冷冻水系统冷冻水系统1、同程式水系统、同程式水系统l同程式系统：供水和回水干管中干管中干管中干管中的水流方向水流方向相同；l(立管、干管、支管的通用概念）l便于调节，环路水压力平衡，以达到水流量的合理分配。2、异程式水系统、异程式水系统l供水与回水干管中的水流方向相反；供水与回水干管中的水流方向相反；l系统初投资少，但水力平衡较难实现。系统初投资少，但水力平衡较难实现。供水干管回水干管供水立管回水干管3、同程式和异程式在工程中的应用、同程式和异程式在工程中的应用l如支管上末端设备的阻力很大，而主干管上阻力较小，宜采用异程式；如支管上末端设备的阻力很大，而主干管上阻力较小，宜采用异程式；（如组空机组、新风机组等设备）（如组空机组、新风机组等设备）l如支管上末端设备的阻力较小，彼此较为接近，而主干管上阻力比例占的如支管上末端设备的阻力较小，彼此较为接近，而主干管上阻力比例占的较大，宜采用同程式；较大，宜采用同程式；(如风机盘管系统）如风机盘管系统）l为了节省管材和建筑空间，可考虑总立管采用异程式，水平干管选用同程为了节省管材和建筑空间，可考虑总立管采用异程式，水平干管选用同程式；式；l根据项目及系统分区特点灵活选用。根据项目及系统分区特点灵活选用。4、定流量空调水系统、定流量空调水系统l定义：系统中循环水量保持恒定，通过改变供回水温度（或末端设备的风量）来进行负荷调节。l优点：系统简单，操作方便，不需复杂的自控系统。l缺点：系统循环水泵的能耗始终处于最大值。l适用于：空调面积不大、间歇性使用的建筑。l特别适用于：只有一台冷水机组和一台循环泵的空调系统。5、变流量空调水系统、变流量空调水系统l定义：系统中供回水温度保持恒定，通过改变循环水量来进行负荷调节。（如风机盘管的回水管安装电动两通阀）l优点：系统节能，运行方便。l缺点：系统运行需自控设备的支持。l适用于：空调面积较大，功能用途复杂的建筑。l特别适用于：多台冷水机组和多台循环泵的且使用时间不统一的空调系统。6、空调水系统的竖向分区、空调水系统的竖向分区l系统是否有必要分区取决于：系统底部的冷水机组、末端设备、管件和阀门的承压能力。l系统中设备入口的运行压力应小于设备本省的承压能力！l规范要求：建筑高度100M以内的不必要分区；l规范要求：建筑高度超过110M的必须分区 A B7、水系统定压、水系统定压l保证系统任何一点的压力高于大气压，避免外接气体进入系统。l通常采用高位膨胀水箱进行定压。l膨胀水箱设在比系统最高点高出1.11.5M的位置。l当无法设置高位膨胀水箱时，可采用落地膨胀水箱进行定压。问题问题1：空调冷冻水系统冬夏循环泵是否分开设置？空调冷冻水系统冬夏循环泵是否分开设置？l以中国南方地区为例：l夏季负荷大、冬季负荷小，空调系统水流量的实际需求相差很大，系统运行阻力相差也很大；l分开设置的节能效果明显！l分开设置加大初投资和机房的占地面积。问题问题2：冷冻水系统如何应对多功能分区的需要？冷冻水系统如何应对多功能分区的需要？l以酒店项目为例：l建议采用集、分水器对水系统进行分流，以应对多功能、不同使用时间区域的空调要求。l对系统进行了使用分区，明确了系统的部份负荷要求，降低了系统能耗。l初投资加大，管路较复杂，机房面积加大；l对冷水机组的部分负荷性能提出了更高的要求对冷水机组的部分负荷性能提出了更高的要求。8、管材、管道敷设、管材、管道敷设l管材：镀锌管（支管）、焊管（干管）、无缝管（立管）、PVC管（冷凝水管）l管材的选用有明确的规范要求（按管径进行划分）；l除冷凝水管外，空调冷冻水系统的其他管道必须进行保温保温处理；l管道敷设：冷冻水系统水平安装（流速0.25M/S）、冷凝水系统应设坡度（冷凝水系统应设坡度（i 0.005）（重力流排放）（重力流排放）空调水系统空调水系统冷却水系统冷却水系统1、冷却水系统的构成、冷却水系统的构成l冷却塔、冷却水循环泵、电子水处理仪、管道、阀门冷却塔、冷却水循环泵、电子水处理仪、管道、阀门2、冷却水系统的作用、冷却水系统的作用l为冷水机组的冷凝器提供低温冷却水，保证机组为冷水机组的冷凝器提供低温冷却水，保证机组的正常工作！的正常工作！问题问题1：空调冷却水泵的扬程如何计算？空调冷却水泵的扬程如何计算？lH=(系统管路的阻力+冷凝器阻力+冷却塔集水盘到布水器之高差+布水器 压 头)1.2问题问题2：冷却水进水温度对主机的运行是否有影响？冷却水进水温度对主机的运行是否有影响？l l有直接影响！有直接影响！有直接影响！有直接影响！l l压头的概念：压头的概念：压头的概念：压头的概念：P=P1-P2 P=P1-P2 W (W (压缩机功耗压缩机功耗压缩机功耗压缩机功耗)P1 P1冷凝器工作压力冷凝器工作压力冷凝器工作压力冷凝器工作压力 ；P2P2蒸发器工作压力蒸发器工作压力蒸发器工作压力蒸发器工作压力P1P1与与与与T1(T1(冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度)成正比！成正比！成正比！成正比！空调通风系统空调通风系统新风系统新风系统正压送风系统正压送风系统回风系统回风系统排风系统排风系统排烟系统排烟系统新风系统的构成（正压送风系统）新风系统的构成（正压送风系统）l系统新风机组（或其他正压送风装置）l通风管道l风口风阀风管的形式和应用风管的形式和应用l金属风管、非金属风管。l按照风管系统输送空气的工作压力可分为：1、低压系统：p500Pa,多用于一般空调和排风系统中；2、中压系统：500Pa p1500Pa,多用于洁净空调和排烟系统中；3、高压系统：1500Pa p,多用于洁净空调和生物工程系统中；l按照风管截面形状可分为：圆形、矩形、螺旋型。金属风管类型金属风管类型l镀锌铁皮风管：应用的最广泛的风管形式；l特点：1、成品牢固、材质稳定；2、可就地制作，充分配合项目的变更要求；3、按装方便，国家有明确的施工和验收标准，能保证工程总体质量4、截面的设计制作尺寸灵活，可最大限度的配合装修等其他工种。l镀锌铁皮风管：通过法兰进行连接。l金属柔性风管非金属风管类型非金属风管类型l玻璃钢风管l复合类材料风管（玻纤风管、酚醛风管等）；l混凝土风管l特制的合成风管通风系统的配件通风系统的配件1、风阀类：一次性风量调节阀、对可多叶调节阀、多叶调节阀、防火 阀、三通调节阀、电动风阀等2、风口类：方形散流器、单层百业、双层百业、条缝型、可开格栅型、喷口、旋流送风口等空调系统的气流分布（组织）空调系统的气流分布（组织）l重要性：是空调方案设计中的重要组成部分，对空调使用效果起到是空调方案设计中的重要组成部分，对空调使用效果起到非常重要的作用！非常重要的作用！l气流组织的好坏直接影响空调效果。气流组织的好坏直接影响空调效果。影响气流组织的因素影响气流组织的因素l送风口的形式和位置；送风口的形式和位置；l回风口的形式、尺寸和位置回风口的形式、尺寸和位置；l送风参数（全压、余压）；l房间的几何形状l热源在室内的位置空调系统中的送回风形式空调系统中的送回风形式1、上送下回空调系统中的送回风形式空调系统中的送回风形式2、上送上回：注意送回风短路，送回风应保持一定距离；3、下送上回4、射流送风：5、贴附式送风：（供暖时应注意选用条件）中央空调工程概算中央空调工程概算l不建议概算！l按建筑物空调面积进行概算的方法：1、确定建筑物的空调面积：Sk=Sa (a空调面积百分率）2、确定空调面积的单位造价：220330元/平方米（不含配电系统）（注意全空气系统、多联机系统和工艺性空调的单位造价）3、设备造价：工程造价45%：55%谢谢 谢！谢！放映结束 感谢各位的批评指导！让我们共同进步知识回顾知识回顾Knowledge Knowledge ReviewReview