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第八章空气调节 第一节空气调节系统工作原理 一 空气的组成和状态参数 在自然界中的空气 都是含有水蒸气的空气 称为湿空气 1 湿度空气中水蒸气的含量称为湿度 1 绝对湿度g m3或kg m3 一 空气的组成和状态参数 2 含湿量g kg或kg kg 3 饱和绝对湿度反映出在一定的温度下 单位容积 1m3 的湿空气所能容纳的水蒸气含量的最大值 温度上升时 饱和绝对湿度增加 一 空气的组成和状态参数 4 相对湿度空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比称为相对湿度 以 表示 表明了空气中水蒸气的含量接近于饱和状态的程度 即表示了空气的干湿程度 值越小 表明空气越干燥 吸收水分的能力越强 值越大 表明空气越潮湿 吸收水分的能力越弱 2 焓 空气的焓值是指空气含有的总热量在空气调节技术中 常用比焓的变化 来判断空气得失热量的变化 一般规定干空气的焓值以0为基准点 计算的起点 即0 时1kg干空气的焓值为0 二 空气调节的任务和作用 空气调节 就是通过采用一定的技术手段 在某一特定空间内 对空气环境 温度 湿度 洁净度 流动速度 进行调节和控制 使其达到并保持在一定范围内 以满足工艺过程和人体舒适的要求 创造合适的室内气候环境创造舒适的 人工气候 三 空调系统的基本构成与工作原理 空调系统就是完成对空气环境进行调节和控制 也就是对空气进行加热 冷却 加湿 减湿 过滤 输送等各种处理的设备装置 空调系统的基本构成 由冷热源系统 空气处理系统 能量输送分配系统和自动控制系统等四个子系统组成 冷热源系统 1 锅炉 2 给水泵 3 回水滤器 4 疏水器 5 制冷机组 7 冷却塔 8 冷却水循环泵 9 冷水管系 空气处理系统 10 空气加湿器 11 空气加热器 12 空气冷却器 13 空气过滤器 空气能量输送与分配系统 6 冷冻水循环泵 14 风机 15 送风管道 16 蒸气管 17 凝水管 18 空气分配器 自动控制系统 19 温度控制器 20 湿度控制器 21 冷 热能量自动调节阀 图8空调系统的基本构成 新风 回风 空气处理系统与能量输送分配系统负责完成对空气的各种处理和输送 在风机产生的风压作用下 室外空气从新风管进入系统 与从回风管引入的部分室内空气混合 经空气过滤器进行过滤处理 再经空气冷却器 空气加热器等进行空气的冷却和加热处理 然后经喷水室进行加湿或减湿处理 最后经送风管道输送到空调房间 从而实现对室内空气环境的调节和控制 三 空调系统的基本构成与工作原理 为了节省能源 系统将一部分室内空气与室外新鲜空气混合后再进行处理 这部分的室内空气称为回风 而室外新鲜空气称为新风 冷热源系统属于空调系统的附属系统 它负责提供空气处理过程中所需的冷量和热量 三 空调系统的基本构成与工作原理 热源系统的工作原理 它利用热媒的循环将热量从热源输送到空气处理系统中 通过热交换设备提供空气调节过程中所需的热量 冷源系统的工作原理 它利用制冷装置产生冷量 利用冷媒的循环将冷量输送到空气处理系统中 通过热交换设备提供空气调节过程中所需的冷量 三 空调系统的基本构成与工作原理 自动控制系统用于对空调房间内的空气温度 湿度及所需的冷热源的能量供给进行自动控制 它利用温度 湿度传感器对室内空气参数进行检测 并利用控制器对空气处理系统中的冷热媒管道的阀门进行控制 使其流量产生变化 以控制室内空气的状态参数 三 空调系统的基本构成与工作原理 第二节空调系统的分类 空气调节系统按设备的设置情况可分为集中式 独立式和半集中式等三种类型 中央空调系统是集中式空调系统 它是将空气处理设备集中设置 组成空气调节器 空气处理的全过程在空气调节器内进行 然后通过空气输送管道和空气分配器送到各个房间 1 新风进口 2 回风进口 3 混合室 4 过滤器 5 空气冷却器 6 空气加热器 7 加湿器 8 风机 9 空气分配室 10 冷却介质进出 11 加热介质进出 12 加湿介质进 13 主送风管 14 消声器 15 送风支管 16 消声器 17 空气分配器 18 回风 19 回风管 20 循环风机 21 调风门 22 排风 图一集中式单风管一次回风式系统 1 空气过滤器 2 空气冷却器 3 挡水板 4 一级空气加热器 5 离心或轴流通风机 6 一级空气分配室 7 二级空气冷却器 8 二级空气加热器 9 空气加湿器 10 二级空气分配室 11 诱导器 12 调风门 13 一级送风管 14 二级送风管 15 二次风 图二集中式双风管空调系统 图三风机盘管式空调系统 1 盘管 2 风机 3 空气过滤器 4 箱体图三 1风机盘管机组 图三 2风机盘管式空调的供水系统 房间缝隙自然渗透补给 房间外墙的通风管道补给 独立的新风系统补给 1 新风进口 2 送风 3 回风 4 5 排风 6 新风进口 7 新风处理器图三 3风机盘管式空调系统新风供给方式 图三 4独立新风供给 风机盘管式空调的集中式新风处理 风机盘管式空调系统 各机组可独立运行 互不干扰 能满足不同的空调需要 系统布置灵活 可独立进行空气处理 也可在系统中集中设置新风系统 机组作为二次处理设备使用 从而构成半集中式空调系统 第三节常用空调设备 一 喷水室喷水室是一种多功能的空气调节设备 可对空气进行加热 冷却 加湿 减湿等多种处理 当空气与不同温度的水接触时 空气与水表面间发生热湿交换 调节喷水的温度将会得到不同的处理效果 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 外壳图3 1喷水室的结构图 二 表面式换热器及其空气处理 表面式换热器是让媒质通过金属管道而对空气进行加热或冷却的 采用这种方式时 空气和媒质之间并无直接接触 换热在金属管道表面进行 故称为表面式换热器 图3 2表面式换热器 三 空气的加湿与减湿处理设备 1 空气的加湿处理设备空气加湿的方法可分成两类 一类是将水蒸气混入空气进行加湿 即蒸气加湿 一类是由于水吸收空气中的显热而气化进入空气的加湿 即水蒸发加湿 图3 3设保温套管的蒸汽加湿喷管 图3 4水蒸发加湿 电极式加湿器 三 空气的加湿与减湿处理设备 2 空气的减湿处理空气减湿处理的主要方法有冷却减湿法 液体吸湿 吸收减湿 法和固体吸湿法 1 外界空气进口 2 空气冷却器 蒸发器 3 冷凝器 4 挡水板 5 风机 6 干燥空气出口 7 盛水盘 8 压缩机 9 储液器 10 过滤干燥器 11 电磁阀 12 膨胀阀 13 泄水管图3 5冷却降湿机工作原理 1 空气滤网 2 风机 3 空气冷却器 4 空气加热器 5 转换阀 6 固体干燥剂筒图3 6固体干燥剂减湿系统 热空气 1 过滤器 2 喷液室 3 空气冷却器 4 风机 5 吸湿液冷却器 6 溶液泵 7 吸湿液箱 8 热交换器 9 再生溶液泵 10 蒸发器 11 冷却器图3 7再生式液体减湿系统 三 空气的加湿与减湿处理设备 液体减湿是利用吸湿剂进行除湿 固体吸湿材料常见的有硅胶 铝胶和活性炭等 液体吸湿剂常用的有氯化锂 三甘醇和氯化钙等水溶液 四 空气净化处理设备 空气净化处理 就是通过空气过滤及净化设备 去除空气中的悬浮尘埃 在空调系统中 空气过滤器是净化空气的主要设备 可分为 1 金属网格浸油过滤器2 干式纤维过滤器3 静电过滤器 五 空气输送与分配设备 按空气的来源情况来划分 空调系统可分为直流 闭式和再循环式系统等三种形式 空气的输送与分配是利用通风机 送 回风管及空气分配器 布风器 和空气诱导器来实现的 1 风管常用的风管材料有薄钢板 铝合金板或镀锌薄钢板等 五 空气输送与分配设备 2 风机空调系统的风机主要采用离心风机 3 空气分配器空气分配器用于低速空调系统 4 空气诱导器诱导器为高速空调系统的主要送风设备 空调室内的气流组织不但取决于诱导器和空气分配器的结构 工作性能 送风口布置等 而且回风口的结构 布置位置对气流组织也有一定影响 良好的回风能促使气流更加均匀 稳定 五 空气输送与分配设备 1 诱导器箱体 2 一次风管 3 调风门4 静压箱 5 喷嘴 6 二次风进风栅 空气混合室 8 混合风出风栅 9 换热器图3 8立式空气诱导器结构工作原理图 第四节空调制冷 制冷系统是空调系统的 冷源 它通过制备冷冻水提供给空气处理设备使用 从而向整个系统提供冷量 它由制冷装置 冷冻水管路和冷却水管路等三个子系统组成 一 制冷装置 制冷装置是制冷系统的核心 常见的制冷方式有蒸汽压缩式 吸收式等1 压缩式制冷机压缩式制冷机以制冷剂液体汽化吸热的方式制冷 1 压缩机 2 冷凝器 3 膨胀阀 4 蒸发器图3 10压缩式制冷机工作原理 一 制冷装置 制冷剂在系统中要经过压缩 冷凝 节流和汽化等四个过程才完成一个制冷循环 常用的制冷剂有氨和氟利昂R11 R12 R22 R134a R123等其中影响较大的制冷剂 R11和R12 已经实施限制 一 制冷装置 2 吸收式制冷机吸收式制冷机以溴化锂水溶液为工质 其中以水为制冷剂 溴化锂溶液为吸收剂 它利用溴化锂水溶液在常温下 特别是在温度较低时 吸收水蒸气的能力很强 而在高温下又能将所吸收的水分释放出来的特性 以及利用制冷剂水在低压下汽化时要吸收周围介质的热量的特性来实现制冷的目的 1 发生器 2 冷凝器 3 蒸发器 4 吸收器 5 冷冻水循环泵 6 发生器泵 7 吸收泵 8 热交换器 9 溶液三通阀 10 制冷剂水管 11 防晶管 12 冷剂水图3 11吸收式制冷机工作原理 二 冷冻水系统 冷冻水系统负责将制冷装置制备的冷冻水输送到空气处理设备 三 冷却水系统 冷却水负责吸收制冷剂蒸气冷凝时将放出的热量 并将热量释放到室外 图3 12冷却塔冷却水系统 第五节空调系统的维护与管理 一 空调系统维护管理的意义对空调系统的管理包括对空调系统的运行管理和日常维护两大主要内容 所谓运行管理是指根据建筑物实际情况确定空调系统的运行方案 使空调系统在节能 合适的状况下工作 既满足使用者的要求 又达到经济运行的目的 空调系统的日常维护是指物业管理公司对空调系统在运行过程中出现的问题及时处理 保证空调系统正常运行 使建筑物的使用功能以最大限度的发挥 二 空调系统的运行管理三 空调系统的维护四 空调设备的维护五 制冷机房的维护与管理 冷却塔维护保养的主要内容有 保证水流分布均匀 保证气流分布均匀 控制冷却塔进水浊度不大于50mg L 在冬季应采取相应措施 在集水器内放置电热装置 防止集水器冻裂漏水 如冷却塔不用 需排净塔内存水