中央空调-第4章空调系统分类.ppt

第四章 中央空调空气系统的形式,张海涛,按负担室内空调负荷所用的介质分类,4.1中央空调系统的分类与比较,系统分类,空调系统的分类,按负担室内空调负荷所用的介质分类,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按负担室内空调负荷所用的介质分类,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按负担室内空调负荷所用的介质分类,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按空气处理设备的设置情况分类,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按空气处理设备的设置情况分类,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按空气处理设备的设置情况分类,3）集中冷却的水环机组系统,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按空气处理设备的设置情况分类,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按集中系统处理的空气来源分类,空调房间,空气处理机组,室外空气,热,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按集中系统处理的空气来源分类,空气处理机组,室外空气,热,空调房间,4.1中央空调系统的分类与比较,空调系统的分类,按集中系统处理的空气来源分类,空调房间,空气处理机组,室外空气,热,4.1中央空调系统的分类与比较,4.1中央空调系统的分类与比较,系统分类,1.根据系统的风量是否固定，可分为定风量系统和变风量系统。,2.根据系统内风管的流速高低，可分为低速空调（v=812m/s）和高速空调（v=2030m/s）。,3.根据系统的用途不同，可分为工艺性空调和舒适性空调。,4.根据控制精度不同，可分为一般空调系统和高精度空调系统。,5.根据运行时间不同，可分为全年性空调系统和季节性空调系统,6.根据使用场合不同，可分为大型民用中央空调、商用中央空调和家用（户式）中央空调系统。,4.1中央空调系统的分类与比较,系统比较,P50 表4-5,4.2中央空调的形式选择与划分原则,系统形式的选择选择空调系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、室外气候条件、负荷变化情况和参数要求等因素，通过技术经济比较来确定。1.全空气系统在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有多种处理功能和较强的处理能力，尤其有较强的除湿能力。因此适用于冷负荷密度大，潜热负荷大或对室内含尘浓度有严格控制要求的场所。如：商场、剧院、候机大厅等,4.2中央空调的形式选择与划分原则,系统形式的选择2.高大房间的场所宜选用全空气定风量系统。如：体育馆、大车间。3.一个系统有多个房间和区域，各房间的负荷参差不齐，运行时间也不完全相同，且有各自不同的要求，宜选用全空气系统中的变风量系统或空气-水系统。如：宾馆，办公楼。4.一个房间有多个房间，又需要避免各房间污染物相互传播，应采用风机盘管加新风系统，如：医院病房。,4.2中央空调的形式选择与划分原则,系统形式的选择5.旧的建筑加装空调系统，宜采用空气-水系统，一般不宜采用全空气系统。,4.2中央空调的形式选择与划分原则,系统的划分原则一幢建筑不仅可以有多种系统，而且，同一种形式的系统，也可以划分成多个小系统，划分原则如下：1.系统分区应与建筑分区一致。2.在采暖地区，有内、外区的建筑，且系统只在工作时间运行，宜设一独立的散热器采暖系统，供人员值班之用。3.当各房间或分区的设计参数和热湿比接近、污染物相同时，可以划分为一个空调系统。,4.2中央空调的形式选择与划分原则,系统的划分原则4.一般民用建筑中的全空气系统不宜过大，否则风管难以布置。系统最好不要跨楼层布置，以利于防火。5.空气-水系统中的空气系统一般都是新风系统，其实质上是定风量系统，它的划分原则是功能相同、工作班次一样的房间可以划分成一个系统。一般分层设置，也可以多层设置一个系统，但系统不宜过大。6.工业厂房的空调、医院空调等划分系统时要防止污染物相互传播。,一般是单风管、低速、一次回风与新风混合、无再热的定风量集中式系统。是我国民用建筑舒适性空调中采用最多的系统之一。面积很大的单个空调房间，或者室内空气设计状态相同、热湿比和使用时间也大致相同，且不要求单独调节的多个空调房间（如办公大楼、写字楼等），多采用此系统。,4.3全空气空调系统,1、组成1）空气处理设备（组合式空调机组）2）送风设施3）回风设施4）排风设施5）采集新风设施,4.3全空气空调系统,22,组合式空调机组,定义由各种空气处理功能段组装而成的不带冷热源的一种空气处理设备。,一、组合式空调机组概述,与风机盘管比较？,空气处理机组功能段的组成,分类 1.按结构形式：a)卧式；b)立式；c)吊顶式：2.按用途特征：a)通用机组；b)新风机组；c)净化机组；d)专用机组；,机组左右型判别,新、回风混合段是对空气进行混合，主要是完成空气的导入，并且可调节回风与新风的比例，以满足空调环境的需要。也可单独作为新风段或回风段。,1.新、回风段,回 风 口,新 风 口,镀锌手动风阀,铝合金手动风阀,过滤器效率对照表,工程中常用中国（GB/T14295）或欧洲（CEN）作效率指示,2.过滤净化段,初(粗)效过滤段 滤网标准配置为板式，有袋式过滤器供选择。净化空调：过滤级别为G3,G4,大气层计数效率:40-80%,粒子直径 5m 板式过滤器分为可清洗和褶形板式一次性过滤器。,中效过滤段 滤网标准配置为袋式，有板式可供选择。净化空调：过滤级别为F6,F7,F8(30万级),大气层计数效率:40-90%粒子直径1m 也可采用密褶式中效过滤器,这种过滤器增加了滤料面积,从而降低了能源消耗,节省运行成本.广泛应用于工商业采暖通风的空调系统中.,3.表冷盘管段 表冷器主要作用是冷却和减湿空气.空气通过表冷器表面,与低温的表冷器表面发生热交换,降低温度,虽表冷器表面温度低于空气干球温度，但尚高于其露点温度，则空气被冷却时并不产生冷凝水，这种过程称为等湿冷却过程.如果表冷器表面温度低于被冷却空气的露点温度，就会在盘管表面结露，空气含湿量就会减少，这种过程被称为减湿冷却过程.,挡水板,挡水板的作用是使夹在空气中的水滴分离出来，以减少空气带走的水量（一般用过水量衡量）,当盘管迎面风速过高时，须设挡水板。挡水板多采用波形多折型材，能将大部分水滴截留，使其流入接水盘，对于高温高湿地区和新风量较大的使用场合，此措施尤为重要。,.风机（空气处理机主要使用离心风机）,a.离心风机按驱动形式可以分成:皮带轮驱动式、直联式。,皮带轮驱动式,4.风机段,减震器的应用,橡胶是一种常用的减振材料，它成型容易，富有弹性、成本低，但容易老化又不能耐高温或低温，因此在使用方面受到了限制。橡胶减扳器通常将一定厚度的硫化橡胶制成。,2、钢弹簧是一种较好的减振材料，具有耐高、低温，材质均匀。力学性能稳定，承载能力高和耐久等特点。用它装置的减振体系自振频率低，减振效果好，加工又简便，所以被国内外广泛应用于减振场合。,防剪切型,b、蒸汽盘管 常用无缝钢管(不锈钢管)绕皱折钢带，螺旋状，片距3.2mm左右热媒：蒸汽(0.3-16kg/cm2),5.加热盘管段 a、热水盘管(多用铜管串铝片，钢管绕钢片等结构）热媒：热水(9060),电加热器安装在机组的出风口或加热段内。组空一般采用PTC加热条或翅片式电加热管，具有高温熔断保护，自动复位保护，并且在电控盒配有65过热保护手动复位按钮。,PTC电加热,6.电加热段,空气处理机组中用的加湿方式：a、常见加湿方式干蒸汽加湿 电极式加湿高压喷雾加湿 湿膜加湿,7.加湿段,8.均流段 作用：均匀气流，检修 均流段长度：一般为600-1000mm常见均流段置于风机段后面，均匀风机出风口的气流。,9.消声段,一般系统阻性消声器的消声效果要好于微孔板消声器。也可设计内壁板吸附式消声器，可以不增加箱体长度，适用于噪音要求不是很高的场所或机组长度限死的机组。,矛盾,新风（舒适）能耗（成本）,10.热回收段,矛盾的解决-新风全热回收,全热=显热+潜热(温度负荷)(湿度负荷),1可以显著地降低引入大量新风带来的用电负荷高峰能显著地节约运行使用费用能显著提高主机系统的使用效率,转轮热回收,工作原理:转轮式能量回收换热器有两种型式，即全热回收和显热回收。转轮作为蓄热芯体，新风通过轮转的一个半圆，而同时排风逆向通过转轮的另一个半圆,新风和排风以这种方式交替逆向通过转轮,由于存在温(湿)差的原因，蓄热芯体就会释放其中的热(湿)量，当再转到排风侧时，又继续吸收排风中的热(湿)量。如此往复循环实现能量的回收。,四、常见功能段布置,4.4 变风量空调系统（VAV）,Variable Air Volume System,一.VAV系统的概念,变风量系统也称之为VAV系统，即Variable Air Volume System，是全空气系统的一种空调方式，其工作原理是当空调区域负荷发生变化时，系统的末端装置自动调节送入房间的送风量，确保室内空气参数保持在设计范围内。由于可根据实际所需风量自动调整空调机组风机的送风量，这样就能在保证空调区域环境舒适的前提下最大限度地减少空调机组的送风动力，从而降低空调机组的能耗。,二.VAV系统的发展历史,VAV系统在60年代起源于美国，80年代开始在欧美、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%，已被越来越多的中高端楼宇采用，并成为现代化智能化大楼的一部分，这种空调方式可以显著的降低空调系统的能耗和改善空调系统的性能，提高空调系统的舒适度。,SHANGHAI INFORMATION BUILDING上海信息枢纽大楼,1200套VAV BOX全部采用美国进口的皇家RSV单风道变风量箱，自控设备运达皇家空调美国工厂后，在美国工厂进行整合和进行参数设定,（中国上海，年）,SHENZHEN TV CENTER 深圳电视中心（中国深圳，3年）,235套VAV BOX，153套变风量调节阀采用主要部件美国进口、国内组装的皇家变风量箱及风阀产品，配备自控设备,4.5 风机盘管加新风系统,风机盘管是中央空调理想的末端产品，风机盘管广泛应用于宾馆、办公楼、医院、商住、科研机构等场所。其工作原理是风机将室内空气或室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送入室内，使室内气温降低或升高，以满足人们的舒适性要求。,风机盘管空调系统特点,半集中式空调系统中广泛使用的末端设备本身不提供冷热源布置灵活，调节方便工作压力低标准化成度高送风和供冷(热)是风机盘管的基本功能,风机盘管的组成,风机 离心式 贯流式 热交换器（盘管）凝水盘空气过滤器送回风口 壳体及控制器,4.6 VRV空调系统,VRV（Variable Refrigerant Volume）系统变制冷剂流量系统，即控制冷媒流通量并通过冷媒的直接蒸发或直接凝缩来实现制冷或制热的空调系统。该系统由日本大金工业株式会社于1982年开发上市，“VRV”也成为大金变冷媒流量多练系统的注册商标，因此，现业界也用“VRF”一词对同类系统加以区分。,VRV空调系统,什么是VRV系统,Variable,Refrigerant,Volume,V,R,V,可变,冷媒,容量,VRV系统示意图,一、分类,1.按改变压缩机制冷剂流量的方式：变频式和定频式2.按系统的功能不同分：单冷型、热泵型、热回收型、蓄热型3.按冷却介质分：风冷式 和水冷式,热泵系统,单冷系统,VRV水冷变频系统,VRV冰蓄热系统,变频压缩机工作原理,压缩机容量是通过压缩机马达的转速来改变的。当室内负荷要求高时，压缩机马达频率随之增大，从而导致马达转速更快，容量升高。当室内负荷要求降低时，压缩机的频率减小，从而使容量降低。,频率高时,频率低时,输出小容量,输出大容量,电机转子线圈,电机定子线圈,变频压缩机工作原理,交流变频,电机转子线圈,电机定子线圈,不同V/Hz,通电,变频压缩机工作原理,交流变频,电子膨胀阀主要有四部分组成:转子：相当于同步电机的转子，其连接阀杆控制阀孔开度大小。定子：相当于同步电子的定子；其将电能转为磁场驱动转子转动。阀针（芯）：其受转子驱动，端部呈锥形，上下移动进行流量调节。阀体：一般采用黄铜制造。,3、电磁式电子膨胀阀电磁式膨胀阀在电磁线圈通电前，针阀处于打开位置；由线圈上施加的电压控制针阀开度的大小，从而调节膨胀阀的流量。该阀动作响应快，但在制冷系统工作时一直需要供电。,电子膨胀阀的优点：流量控制范围大、反应灵敏、动作迅速、调节精细、动作稳定、可以使制冷剂往、返两个方向流动，弥补了毛细管和热力膨胀阀不能调节的缺点等，是一种高档的降压节流元件。,VRV空调系统的适用场所适用于中小型面积的酒店、宾馆、办公楼、会所等各种场所。更适用于别墅、公寓、复式、跃层房及小商铺。,VRV空调系统的基本组成：1.室外机2.室内机3.冷媒配管4.控制系统,VRV空调系统的室外机：VRV空调系统室外机一般由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。可分为以下三种形式:单冷型、热泵型和热回收型。,VRV空调系统的室内机：VRV空调系统室内机一般由风扇、可用作冷凝器或蒸发器的换热器组成。,FXYC,20-25-32-40-50-63-80-125,天花板嵌入型（双向出风式）,FXYF,25-32-40-50-63-80-100-125,天花板嵌入型（多向出风式）,FXF-L,FXYD,20-25-32-40-50-63,R22 only,内藏风管型（低静压式）,FXYH,32-63-100,天花板悬挂型,FXH-L,FXYA,20L-25L-32L-40K-50K-63K,FXA-L,壁挂型,60Hz 使用R407C无此机型,FXYL,20-25-32-40-50-63,落地型,FXL-L,FXYLM,FXN-L,20-25-32-40-50-63,落地内藏型,VRV空调系统室外机摆放 集中摆放：,VRV空调系统室外机摆放 集中摆放：,三、VRV空调系统设计时值得注意的问题：1、新风问题 空调系统中,新风量是一个很重要的技术参数,也是达到室内卫生标准的保证。目前常用的新风处理方式有:（1）使用专用的新风机。其室内机按新风工况设计,排管数通常为6排或者8排,风压也较高,然而价格很高,一般工程中较少采用;,（2）用全热交换器处理新风。这种方式特别适合有排风要求的场合,如餐饮娱乐、会议室等。将室外新风经过全热交换器与室外排风进行热湿交换后送入室内,可以大大降低新风负荷,非常节能。,（3）用风机将新风送至各个室内机,新风负荷由各个室内机负担。该方式系统简单,设计时风机箱也根据系统要求很容易选到合适的风压。过渡季节还可以作为通风换气机使用。但是未经过处理的新风直接接入室内机时,与新风单独处理的系统相比,室内机型号加大,噪音也增大,而且在室外空气湿度较大时,室内机可能会产生结露现象。,2、室外机的布置问题应满足下述要求:进风通畅不干扰,排风顺畅不回流。只有做好这些才能保证室外机的产冷量(热量)。室外机布置在屋顶、阳台和地面上,前面两种做法居多,两者都有优缺点:,室外机布置在层顶时。优点:屋顶较空旷,排风顺畅,热空气很快的散发到高空去。缺点:进风曲折,当众多室外机布置在同一屋顶时,进风曲折且干扰多。室外机布置在阳台上时优点:进风顺畅。缺点:排风不畅,存在回流现象,当数台垂直布置时,容易形成下面室外机的排风被上面室外机吸入作为进风,影响机组产冷量(热量)。,3、制冷剂的问题 由于VRV空调系统的管道接头较多,增加了制冷剂泄漏的可能性,且系统内的容积过大,增大了制冷剂充灌量。因此空调机安装的房间要求设计成:在出现制冷剂泄漏时,其浓度不会超过极限值。浓度可能超过极限值的房间,与相邻房间要有开口,或者安装跟气体泄漏探测装置连锁的机械通风设备。,4、凝结水管的安装 VRV空调部分室内机自带凝结水排升泵,这给设计带来极大的方便。实际工程中凝结水管的长度应尽量短,并要有1%的坡度,以免形成管内气阻,排水不畅。如果凝结水管坡管不够时,可制做一个排水升程管。升程管的高度应小于各种型号凝结水排升高度的规定值。,5、管道长度与室外气温对制冷量的影响 制冷剂管路的长度、室内机和室外机之间的高差，都会影响多联机空调系统的性能。多联机VRV系统，当管长为50m时，冷量衰减8%。室内机和室外机之间的高差越大，等效管长越长，其冷量衰减越大。所以，虽然多联机组允许最大制冷剂管长为160m，但是从保证有效供冷（热）及节能角度出发，建议实际应用时其管子最好不要超过100m.,本章小结,本章主要介绍了中央空调系统的分类，并介绍了各种空调系统的形式和特点。主要介绍了中央空调的空调末端，即空气处理装置。,