二、空調(diào)工程
(一)空調(diào)工程的基本概念
1.空氣調(diào)節(jié)
使室內(nèi)空氣溫度、相對濕度、速度、噪聲、壓力、潔凈度等參數(shù)保持在一定范圍內(nèi)的技術(shù)稱空氣調(diào)節(jié)。
2.空調(diào)的分類
根據(jù)服務(wù)對象的不同,可分為工藝性空調(diào)(或稱工業(yè)空調(diào))及舒適性空調(diào)(或稱民用空調(diào))。所謂工藝性空調(diào)就是根據(jù)工藝生產(chǎn)的不同要求同時兼顧人體舒適需要而確定空氣諸參數(shù)的空調(diào);而舒適性空調(diào)則是根據(jù)建筑的不同用途而確定能滿足人們舒適要求的空氣諸參數(shù)的空調(diào)。
根據(jù)服務(wù)區(qū)域的不同,可分為全室性空調(diào)及局部性(局部區(qū)域)空調(diào)。所謂全室性空調(diào)就是對整個房間采取空調(diào)技術(shù)措施的空調(diào);而局部性空調(diào)只是在非空調(diào)房間內(nèi)的局部區(qū)域采取空調(diào)技術(shù)措施的空調(diào)。
根據(jù)系統(tǒng)精度和不同,可分為一般性空調(diào)、恒溫恒濕空調(diào)、潔凈空調(diào)、除濕空調(diào)和低溫空調(diào)。
根據(jù)系統(tǒng)運行時間不同,可分為全年性空調(diào)和季節(jié)性空調(diào)。
(二)空調(diào)系統(tǒng)的組成
空調(diào)系統(tǒng)包括送風系統(tǒng)和回風系統(tǒng)??照{(diào)系統(tǒng)基本由空氣處理部分、空氣輸配部分、冷熱源部分三部分組成,此外還有自控系統(tǒng)等。
(三)空調(diào)系統(tǒng)的分類
1.按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類。
(1)集中式系統(tǒng)
空氣處理設(shè)備(過濾器、加熱器、冷卻器、加濕器及通風機等)集中設(shè)置在空調(diào)機房內(nèi),空氣經(jīng)處理后,由風道送入各房間。按送入每個房間的送風管的數(shù)目可分為單風管系統(tǒng)和雙風管系統(tǒng)。
(2)半集中式系統(tǒng)
集中處理部分或全部風量,然后送往各房間(或各區(qū)),在各房間(或各區(qū))再進行處理的系統(tǒng)。包括集中處理新風,經(jīng)誘導(dǎo)器(全空氣或另加冷熱盤管)送入室內(nèi)或各室有風機盤管的系統(tǒng)(即風機盤管與風道并用的系統(tǒng)),也包括分區(qū)機組系統(tǒng)等。
(3)分散式系統(tǒng)(也稱局部系統(tǒng))
將整體組裝的空調(diào)器(帶冷凍機的空調(diào)機組、熱泵機組、不設(shè)集中新風系統(tǒng)的風機盤管機組等)直接放在空調(diào)房間內(nèi)或放在空調(diào)房間附近,每臺機組只供一個或幾個小房間,或者一個房間內(nèi)放幾臺機組的系統(tǒng)。
2.按處理空調(diào)負荷的輸送介質(zhì)分類
(1)全空氣系統(tǒng)
房間的全部負荷均由集中處理后的空氣負擔。屬于全空氣系統(tǒng)的有定風量或變風量的單風管或雙風管集中式系統(tǒng)、全空氣誘導(dǎo)系統(tǒng)等。
(2)空氣一水系統(tǒng)
空調(diào)房間的負荷由集中處理的空氣負擔一部分,其他負荷由水作為介質(zhì)在送入空調(diào)房間時,對空氣進行再處理(加熱、冷卻等)。屬于空氣一水系統(tǒng)的有再熱系統(tǒng)(另設(shè)有室溫調(diào)節(jié)加熱器的系統(tǒng))、帶盤管的誘導(dǎo)系統(tǒng)、風機盤管機組和風道并用的系統(tǒng)等。
(3)全水系統(tǒng)
房間負荷全部由集中供應(yīng)的冷、熱水負擔。如風機盤管系統(tǒng)、輻射板系統(tǒng)等。
(4)直接蒸發(fā)機組系統(tǒng)
室內(nèi)負荷由制冷和空調(diào)機組組合在一起的小型設(shè)備負擔。
3.按送風管風速分類
(1)低速系統(tǒng)
一般指主風管風速低于15m/s的系統(tǒng);對于公用和民用建筑主風管風速一般不超過lOm/s。
(2)高速系統(tǒng)
一般指主風道風速高于15m/s的系統(tǒng);對于公用和民用建筑主風管風速大于12m/s的也稱為高速系統(tǒng)。
4.按所處理空氣的來源分類
(1)直流式系統(tǒng)
所處理的空氣全部來自室外新風,經(jīng)處理后送入室內(nèi),吸收室內(nèi)負荷后再全部排到室外。這種系統(tǒng)消耗較多的冷量和熱量。主要用于空調(diào)房間內(nèi)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)而不允許利用回風的場所。
(2)封閉式系統(tǒng)
所處理的空氣全部來自空調(diào)房間,即全部使用循環(huán)空氣。這種系統(tǒng)最節(jié)省能量,但由于沒有新風,僅適用于人員活動很少的場所,如倉庫等。
(3)混合式系統(tǒng)
所處理的空氣一部分來自室外新風,另一部分來自空調(diào)房間循環(huán)空氣。這種系統(tǒng)綜合了上述兩種系統(tǒng)的利弊,應(yīng)用最廣?;旌鲜较到y(tǒng)在使用循環(huán)空氣(即回風)時,可采用如下兩種回風形式:即一次回風,這是空調(diào)中應(yīng)用最廣泛的一種形式,混合的目的在于利用回風的冷量或熱量,來降低或提高新風溫度;二次回風,二次混合的目的在于代替加熱器提高送風溫度。
5.按送風量是否變化分類
(1)定風量系統(tǒng)
風量不隨室內(nèi)熱濕負荷變化而變化,送入各房間的風量保持一定。
(2)變風量系統(tǒng)
風量隨室內(nèi)熱濕負荷變化而變化,當熱濕負荷大時,送入較多風量,熱濕負荷小時,送入較少的風量。
(四)典型空調(diào)系統(tǒng)的介紹
1.單風管和雙風管集中式系統(tǒng)
(1)單風管集中式系統(tǒng)屬于全空氣式空調(diào)系統(tǒng),系統(tǒng)僅有一個送風管,夏天送冷風,冬季送熱風。系統(tǒng)主要由集中式空氣處理設(shè)備、風道、送風口、回風口等組成。該系統(tǒng)優(yōu)點是設(shè)備簡單,初投資較省,設(shè)備集中設(shè)置,易于管理。缺點是,當一個集中式系統(tǒng)供給多個房間,而各房間負荷變化不一致時,無法進行精確調(diào)節(jié);風道斷面尺寸較大,占用空間大。適用于空調(diào)房間較大,各房間負荷變化情況相類似,當集中控制時,各房間的熱濕負荷變化所引起的室內(nèi)溫濕度波動不會超過各房間的允許波動范圍的場合。
(2)雙風管集中式系統(tǒng)。是指空氣經(jīng)處理后分別用兩個風管送出,其中一個為風溫比較高的熱風管,另一個為風溫比較低的冷風管,兩個風管接入混合箱,經(jīng)混合后送入房間。該系統(tǒng)優(yōu)點是每個房間(或每個區(qū))可以分別控制;當各房間負荷不同時,可在同一系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)需要的加熱或冷卻;因直接用冷、熱空氣混合,室溫調(diào)節(jié)反應(yīng)極為迅速;冬季和過渡季的冷源以及夏季的熱源可以利用室外新風;因系全空氣方式,空調(diào)房間內(nèi)無末端裝置,不出現(xiàn)水管、電氣附屬設(shè)備、過濾器等,對使用者無干擾。
2.定風量和變風量系統(tǒng)
(1)定風量系統(tǒng)是通過改變送風溫度而風量不變來適應(yīng)室內(nèi)負荷的變化。室內(nèi)氣流分布穩(wěn)定;系統(tǒng)簡單。其缺點是系統(tǒng)能耗大。
(2)變風量系統(tǒng)是送風溫度不變,用改變風量的辦法來適應(yīng)負荷變化。風量的變化可通過專用的變風量末端裝置來實現(xiàn),末端裝置可分為節(jié)流型、旁通型和誘導(dǎo)型。
3.誘導(dǎo)器系統(tǒng)
采用誘導(dǎo)器做末端裝置的半集中式系統(tǒng)稱為誘導(dǎo)器系統(tǒng)。誘導(dǎo)器由外殼、盤管(可不設(shè))、噴嘴、靜壓箱和一次風聯(lián)接管等組成。由于誘導(dǎo)器系統(tǒng)能在房間就地回風,不必或較少需要再把回風抽回到集中處理室處理,減少了要集中處理和來回輸送的空氣量,因而有風道斷面小、空氣處理室小、空調(diào)機房占地少、風機耗電量少的優(yōu)點。
4.風機盤管系統(tǒng)
設(shè)置風機盤管機組的半集中式系統(tǒng)。風機盤管機組包括風機、電動機、盤管、空氣過濾器、凝水盤、接管、出風格柵、室溫調(diào)節(jié)裝置、箱以及吸聲材料和保溫材料等。風機盤管機組中用來冷卻或加熱空氣的盤管要通以冷水或熱水,因此機組的水系統(tǒng)至少應(yīng)裝設(shè)供、回水管各一根,即做成雙管系統(tǒng)。若采用冷、熱媒管路分開供應(yīng),可做成三管或四管式系統(tǒng)。風機盤管機組有立式和臥式兩種型式,立式的可以沿墻設(shè)置在地面上或放在窗臺下,臥式的可以懸掛在天花板下或者安裝在天棚里。按照安裝方式,風機盤管機組可分為暗裝型和明裝型。 風機盤管系統(tǒng)適用于空間不大負荷密度高的場合,如高層賓館、辦公樓和醫(yī)院病房等。
5.局部空調(diào)機組
局部空調(diào)機組為分散式系統(tǒng),由空氣處理設(shè)備、風機、冷凍機和自動控制設(shè)備等組成,所有設(shè)備經(jīng)常是裝成一體,由工廠成批生產(chǎn),現(xiàn)場安裝。機組一般安裝在需要空調(diào)的房間或相鄰室內(nèi),就地處理空氣。
掌握局部空調(diào)機組的不同分類
(五)潔凈空調(diào)
潔凈室是指對空氣潔凈度、溫度、濕度、壓力、噪聲等參數(shù),根據(jù)需要都進行控制的密閉性較好的空間。通常用空氣潔凈度,即潔凈空氣環(huán)境中空氣所含塵埃量多少的程度來表示潔凈室的潔凈程度。
1.空氣潔凈措施
空氣潔凈措施是實現(xiàn)潔凈等級的根本保證。就空氣潔凈而言,主要有以下幾項具體措施:
(1)對潔凈室的送風必須是有很高潔凈度的空氣。因此,必須選用高效或亞高效過濾器作為終端過濾器,對進入潔凈室的空氣,進行最后一級過濾;為保護終端過濾器和延長其壽命,必須使空氣先經(jīng)中效過濾器進行過濾。
(2)根據(jù)潔凈室的等級,合理選擇潔凈室的氣流分布流型(亂流、層流、對角流、混合型氣流)。在工作區(qū)應(yīng)避免渦流區(qū);盡量使送入房間的潔凈度高的空氣直接到達工作區(qū);氣流的流動有利于潔凈室內(nèi)的微粒從回風口排走。
(3)有足夠的風量,既為了稀釋空氣的含塵濃度,又保證有穩(wěn)定的氣流流型。
(4)不同等級的潔凈室、潔凈室與非潔凈區(qū)或潔凈室與室外之間均應(yīng)保持一定正壓值。
2.凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風方案
凈化空調(diào)系統(tǒng)常用的送風方案為集中式送風和分散式送風兩種:
(六)空調(diào)水系統(tǒng)
1.空調(diào)水系統(tǒng)(冷凍水系統(tǒng)或熱水系統(tǒng))分類
(1)雙管制和四管制系統(tǒng)
按水管的設(shè)置可分為雙管制和四管制。
(2)開式和閉式系統(tǒng)
開式系統(tǒng)的冷凍水與大氣相通。開式系統(tǒng)的共同特點是系統(tǒng)中有水容量較大的水箱,因此溫度比較穩(wěn)定,蓄冷能力大。但由于較大的水面與空氣相接觸,所以系統(tǒng)易腐蝕;當設(shè)備高差很大時,循環(huán)水泵還需要消耗較多的提升冷凍水高度所需的能量。當冷源采用蓄冷水池蓄冷時采用開式系統(tǒng)。
閉式冷凍水系統(tǒng)的水除膨脹水箱外不與大氣相通。對管路、設(shè)備的腐蝕性較小;水容量比開式系統(tǒng)小;系統(tǒng)中水泵只需克服系統(tǒng)的流動阻力。大部分空調(diào)建筑中的冷凍水系統(tǒng)都采用閉式系統(tǒng)。
(3)同程式和異程式系統(tǒng)
同程式水系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路的管路總長度基本相等,各用戶盤管的水阻力大致相等,所以系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好,流量分配均勻。高層建筑的垂直立管通常采用同程式,水平管路系統(tǒng)范圍大時亦應(yīng)盡量采用同程式。
異程式水系統(tǒng)管路簡單,不需采用同程管,水系統(tǒng)投資較少,但水量分配、調(diào)節(jié)較難,如果系統(tǒng)較小,適當減小公共管路的阻力,增加并聯(lián)支管阻力,并在所有盤管連接支管上安裝流量調(diào)節(jié)閥平衡阻力,則亦可用異程式布置。
(4)定流量和變流量系統(tǒng)(略)
(5)單級泵和雙級泵系統(tǒng)(略)
2.空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)
空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)通常有兩種方式,即按水系統(tǒng)的承壓能力來分區(qū)和按空調(diào)用戶的負荷特性來分區(qū)。
3.冷卻水系統(tǒng)
冷卻水是冷凍站內(nèi)制冷機的冷凝器和壓縮機的冷卻用水,在工作正常時,使用后僅水溫升高,水質(zhì)不受污染。按供水方式可分為直流供水和循環(huán)供水兩種。
4.凝結(jié)水系統(tǒng)
凝結(jié)水系統(tǒng)的安裝要求
(七)空調(diào)主要設(shè)備及部件
1.空氣熱濕處理設(shè)備
空氣熱濕處理設(shè)備主要是對空氣進行加熱、加濕、冷卻、除濕等處理。
(1)噴水室
在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用噴水室的主要優(yōu)點在于能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣加濕、減濕、加熱、冷卻多種處理過程,具有一定的空氣凈化能力,消耗金屬少和容易加工;但它有水質(zhì)要求高、占地面積大、水泵耗能多的缺點,故在民用建筑中不再采用,但在以調(diào)節(jié)濕度為主要目的的空調(diào)中仍大量使用。
噴水室有臥式和立式、單級和雙級、低速和高速之分。其供水方式有使用深井水和使用冷凍水等不同形式。
(2)表面式換熱器
表面式換熱器包括空氣加熱器和表面式冷卻器兩大類,前者用熱水或蒸汽做熱媒,或用電加熱,后者用冷水(或冷鹽水和乙二醇)或者蒸發(fā)的制冷劑做冷媒。因此,表面式冷卻器又分為水冷式和直接蒸發(fā)式兩類。與噴水室相比,表面式換熱器具有構(gòu)造簡單,占地少,對水的清潔度要求不高,水側(cè)阻力小等優(yōu)點。
(3)常用空氣濕處理設(shè)備
1)空氣的加濕處理可以在空氣處理室(空調(diào)箱)或送風管道內(nèi)對送入房間內(nèi)的空氣集中加濕,也可以在空調(diào)房間內(nèi)部對空氣局部補充加濕。在所有的加濕方法中,按水蒸發(fā)時的熱源不同可將它們分成等焓加濕和等溫加濕兩大類。
2)常用空氣的減濕設(shè)備有冷凍減濕機、氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機、三甘醇除濕機等,固體吸濕在空調(diào)工程中最常用的吸附劑有硅膠和氯化鈣。
2.空調(diào)冷熱源
常用的冷源有
(1)冷水機組
空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的制冷機有壓縮式(活塞式、離心式、螺桿式、渦旋式等)和吸收式兩種。
(2)蓄冷設(shè)備
蓄冷方式概括起來有盤管式(分管內(nèi)結(jié)冰和管外結(jié)冰兩種)、完全結(jié)冰式、冰球式、冰晶式(動態(tài)制冰)等。就制冷劑是否進入系統(tǒng),可分為直接式和間接式兩大類。一般實際工程都有相當大的容量,實用上均為間接方式,冰盤管式可以與制冷機(熱泵)組合設(shè)計成機組形式。一個完整的蓄冷系統(tǒng)包括制冰循環(huán)和溶冰循環(huán),在蓄冷系統(tǒng)設(shè)計時,必須綜合考慮結(jié)冰效率和融冰效率,以提高冷量的利用率。
(3)熱源
空調(diào)常用的熱源有鍋爐、換熱器、熱泵等。
3.空氣潔凈設(shè)備
(1)過濾器
按過濾器性能劃分可分為粗效過濾器、中效過濾器、高中效過濾器、亞高效過濾器和高效過濾器。
1)粗效過濾器。主要作用是去除5.0μm以上的大顆?;覊m,在凈化空調(diào)系統(tǒng)中做預(yù)過濾器。
2)中效過濾器。作用主要是去除1.0μm以上的灰塵粒子,在凈化空調(diào)系統(tǒng)和局部凈化設(shè)備中做為中間過濾器。其目的是減少高效過濾器的負擔,延長高效過濾器和設(shè)備中其他配件的壽命。
3)高中效過濾器。能較好地去除1.0μm以上的灰塵粒子,可做凈化空調(diào)系統(tǒng)的中間過濾器和一般過濾送風系統(tǒng)的末端過濾器。
4)亞高效過濾器。亞高效過濾器能較好地去除0.5μm以上的灰塵粒子。可做凈化空調(diào)系統(tǒng)的中間過濾器和低級別凈化空調(diào)系統(tǒng)(≥M6.5級)的末端過濾器。
5)高效過濾器(HEPA)和超低透過率過濾器(ULPA)。高效過濾器(HEPA)是凈化空調(diào)系統(tǒng)的終端過濾
設(shè)備和凈化設(shè)備的核心。
(2)局部凈化設(shè)備
主要由預(yù)過濾器、高效過濾器、風機機組、靜壓箱、外殼和配套的電器元器件組成,可在局部造成潔凈環(huán)境。常用的局部凈化設(shè)備有凈化工作臺、單向流罩和空氣自凈器等。
(3)高效過濾器送風口。高效過濾器送風口是凈化空調(diào)系統(tǒng)的末端凈化設(shè)備。它是由內(nèi)裝高效過濾器的保溫箱體、接管、散擴孔板組成。
(4)潔凈室和凈化單元
1)裝配式潔凈室。是由工廠化生產(chǎn),現(xiàn)場安裝的特殊的大型凈化設(shè)備。它是由標準模數(shù)的高效過濾器吊頂系統(tǒng),(回風)地板系統(tǒng)和四周墻板系統(tǒng)等部分組成。
2)空氣凈化單元。是由風機、高效過濾器和外殼組合起來的凈化送風單元。按需要把不同數(shù)量的送風單元組合起來就構(gòu)成了小型的水平單向流和垂直單向流潔凈室。
4.空調(diào)系統(tǒng)的消聲與隔振裝置
(1) 消聲裝置
1)消聲器
消聲器是由吸聲材料按不同的消聲原理設(shè)計成的構(gòu)件,根據(jù)不同消聲原理可以分為阻性、抗性、共振型和復(fù)合型等多種。
2)消聲靜壓箱
在風機出口處或在空氣分布器前設(shè)置靜壓箱并貼以吸聲材料,既可以穩(wěn)定氣流,又可利用箱斷面的突變和箱體內(nèi)表面的吸聲作用對風機噪聲作有效的衰減。它的消聲量與材料的吸聲能力、箱內(nèi)面積和出口側(cè)風道的面積等因素有關(guān)。
(2)隔振裝置
隔振裝置有軟木、橡膠及橡膠隔振器、金屬彈簧及金屬彈簧隔振器、金屬彈簧與橡膠組合隔振器、空氣彈簧隔振器等。
5.空調(diào)風系統(tǒng)的設(shè)備及部件(略)
6.空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備
(1)冷卻塔
冷卻塔是在塔內(nèi)使空氣和水進行熱質(zhì)交換而降低冷卻水溫度的設(shè)備。空調(diào)用冷卻塔常見的有逆流式(塔內(nèi)空氣和冷卻水逆向流動)和橫流式(塔內(nèi)空氣和冷卻水垂直流動)兩種。
(2)膨脹節(jié)
系統(tǒng)設(shè)置膨脹節(jié)是為了吸收位移,保護系統(tǒng)安全可靠地運行。吸收的位移包括管道因溫度變化而伸長或縮短,與之相連的設(shè)備、容器等裝置的位移,以及在安裝過程中可能出現(xiàn)的偏差。
空調(diào)水系統(tǒng)膨脹節(jié)的常用形式有:通用型膨脹節(jié)——由一個波紋管和其兩端的連接管組成。能吸收軸向位移、角位移及少量的橫向位移。單式軸向型膨脹節(jié)——能吸收軸向位移。復(fù)式軸向型膨脹節(jié)——吸收比單式軸向型膨脹節(jié)大一倍的軸向位移。外壓軸向型膨脹節(jié)——波紋管承受外壓,便于疏水,能吸收較大的軸向位移。減振膨脹節(jié)——用于吸收機械強迫振動、吸收位移。抗震型膨脹節(jié)——能吸收三向位移。大拉桿橫向型膨脹節(jié)——能吸收橫向位移。旁通軸向壓力平衡型膨脹節(jié)——能吸收軸向位移。除后兩種為約束膨脹節(jié),固定支架不承受內(nèi)壓推力外,前幾種膨脹節(jié)為無約束膨脹節(jié),必須設(shè)置主固定支架以承受內(nèi)壓推力。
(八)空調(diào)風管、水管安裝(略)
(九)空調(diào)設(shè)備安裝
掌握安裝要求
(一)空調(diào)工程的基本概念
1.空氣調(diào)節(jié)
使室內(nèi)空氣溫度、相對濕度、速度、噪聲、壓力、潔凈度等參數(shù)保持在一定范圍內(nèi)的技術(shù)稱空氣調(diào)節(jié)。
2.空調(diào)的分類
根據(jù)服務(wù)對象的不同,可分為工藝性空調(diào)(或稱工業(yè)空調(diào))及舒適性空調(diào)(或稱民用空調(diào))。所謂工藝性空調(diào)就是根據(jù)工藝生產(chǎn)的不同要求同時兼顧人體舒適需要而確定空氣諸參數(shù)的空調(diào);而舒適性空調(diào)則是根據(jù)建筑的不同用途而確定能滿足人們舒適要求的空氣諸參數(shù)的空調(diào)。
根據(jù)服務(wù)區(qū)域的不同,可分為全室性空調(diào)及局部性(局部區(qū)域)空調(diào)。所謂全室性空調(diào)就是對整個房間采取空調(diào)技術(shù)措施的空調(diào);而局部性空調(diào)只是在非空調(diào)房間內(nèi)的局部區(qū)域采取空調(diào)技術(shù)措施的空調(diào)。
根據(jù)系統(tǒng)精度和不同,可分為一般性空調(diào)、恒溫恒濕空調(diào)、潔凈空調(diào)、除濕空調(diào)和低溫空調(diào)。
根據(jù)系統(tǒng)運行時間不同,可分為全年性空調(diào)和季節(jié)性空調(diào)。
(二)空調(diào)系統(tǒng)的組成
空調(diào)系統(tǒng)包括送風系統(tǒng)和回風系統(tǒng)??照{(diào)系統(tǒng)基本由空氣處理部分、空氣輸配部分、冷熱源部分三部分組成,此外還有自控系統(tǒng)等。
(三)空調(diào)系統(tǒng)的分類
1.按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類。
(1)集中式系統(tǒng)
空氣處理設(shè)備(過濾器、加熱器、冷卻器、加濕器及通風機等)集中設(shè)置在空調(diào)機房內(nèi),空氣經(jīng)處理后,由風道送入各房間。按送入每個房間的送風管的數(shù)目可分為單風管系統(tǒng)和雙風管系統(tǒng)。
(2)半集中式系統(tǒng)
集中處理部分或全部風量,然后送往各房間(或各區(qū)),在各房間(或各區(qū))再進行處理的系統(tǒng)。包括集中處理新風,經(jīng)誘導(dǎo)器(全空氣或另加冷熱盤管)送入室內(nèi)或各室有風機盤管的系統(tǒng)(即風機盤管與風道并用的系統(tǒng)),也包括分區(qū)機組系統(tǒng)等。
(3)分散式系統(tǒng)(也稱局部系統(tǒng))
將整體組裝的空調(diào)器(帶冷凍機的空調(diào)機組、熱泵機組、不設(shè)集中新風系統(tǒng)的風機盤管機組等)直接放在空調(diào)房間內(nèi)或放在空調(diào)房間附近,每臺機組只供一個或幾個小房間,或者一個房間內(nèi)放幾臺機組的系統(tǒng)。
2.按處理空調(diào)負荷的輸送介質(zhì)分類
(1)全空氣系統(tǒng)
房間的全部負荷均由集中處理后的空氣負擔。屬于全空氣系統(tǒng)的有定風量或變風量的單風管或雙風管集中式系統(tǒng)、全空氣誘導(dǎo)系統(tǒng)等。
(2)空氣一水系統(tǒng)
空調(diào)房間的負荷由集中處理的空氣負擔一部分,其他負荷由水作為介質(zhì)在送入空調(diào)房間時,對空氣進行再處理(加熱、冷卻等)。屬于空氣一水系統(tǒng)的有再熱系統(tǒng)(另設(shè)有室溫調(diào)節(jié)加熱器的系統(tǒng))、帶盤管的誘導(dǎo)系統(tǒng)、風機盤管機組和風道并用的系統(tǒng)等。
(3)全水系統(tǒng)
房間負荷全部由集中供應(yīng)的冷、熱水負擔。如風機盤管系統(tǒng)、輻射板系統(tǒng)等。
(4)直接蒸發(fā)機組系統(tǒng)
室內(nèi)負荷由制冷和空調(diào)機組組合在一起的小型設(shè)備負擔。
3.按送風管風速分類
(1)低速系統(tǒng)
一般指主風管風速低于15m/s的系統(tǒng);對于公用和民用建筑主風管風速一般不超過lOm/s。
(2)高速系統(tǒng)
一般指主風道風速高于15m/s的系統(tǒng);對于公用和民用建筑主風管風速大于12m/s的也稱為高速系統(tǒng)。
4.按所處理空氣的來源分類
(1)直流式系統(tǒng)
所處理的空氣全部來自室外新風,經(jīng)處理后送入室內(nèi),吸收室內(nèi)負荷后再全部排到室外。這種系統(tǒng)消耗較多的冷量和熱量。主要用于空調(diào)房間內(nèi)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)而不允許利用回風的場所。
(2)封閉式系統(tǒng)
所處理的空氣全部來自空調(diào)房間,即全部使用循環(huán)空氣。這種系統(tǒng)最節(jié)省能量,但由于沒有新風,僅適用于人員活動很少的場所,如倉庫等。
(3)混合式系統(tǒng)
所處理的空氣一部分來自室外新風,另一部分來自空調(diào)房間循環(huán)空氣。這種系統(tǒng)綜合了上述兩種系統(tǒng)的利弊,應(yīng)用最廣?;旌鲜较到y(tǒng)在使用循環(huán)空氣(即回風)時,可采用如下兩種回風形式:即一次回風,這是空調(diào)中應(yīng)用最廣泛的一種形式,混合的目的在于利用回風的冷量或熱量,來降低或提高新風溫度;二次回風,二次混合的目的在于代替加熱器提高送風溫度。
5.按送風量是否變化分類
(1)定風量系統(tǒng)
風量不隨室內(nèi)熱濕負荷變化而變化,送入各房間的風量保持一定。
(2)變風量系統(tǒng)
風量隨室內(nèi)熱濕負荷變化而變化,當熱濕負荷大時,送入較多風量,熱濕負荷小時,送入較少的風量。
(四)典型空調(diào)系統(tǒng)的介紹
1.單風管和雙風管集中式系統(tǒng)
(1)單風管集中式系統(tǒng)屬于全空氣式空調(diào)系統(tǒng),系統(tǒng)僅有一個送風管,夏天送冷風,冬季送熱風。系統(tǒng)主要由集中式空氣處理設(shè)備、風道、送風口、回風口等組成。該系統(tǒng)優(yōu)點是設(shè)備簡單,初投資較省,設(shè)備集中設(shè)置,易于管理。缺點是,當一個集中式系統(tǒng)供給多個房間,而各房間負荷變化不一致時,無法進行精確調(diào)節(jié);風道斷面尺寸較大,占用空間大。適用于空調(diào)房間較大,各房間負荷變化情況相類似,當集中控制時,各房間的熱濕負荷變化所引起的室內(nèi)溫濕度波動不會超過各房間的允許波動范圍的場合。
(2)雙風管集中式系統(tǒng)。是指空氣經(jīng)處理后分別用兩個風管送出,其中一個為風溫比較高的熱風管,另一個為風溫比較低的冷風管,兩個風管接入混合箱,經(jīng)混合后送入房間。該系統(tǒng)優(yōu)點是每個房間(或每個區(qū))可以分別控制;當各房間負荷不同時,可在同一系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)需要的加熱或冷卻;因直接用冷、熱空氣混合,室溫調(diào)節(jié)反應(yīng)極為迅速;冬季和過渡季的冷源以及夏季的熱源可以利用室外新風;因系全空氣方式,空調(diào)房間內(nèi)無末端裝置,不出現(xiàn)水管、電氣附屬設(shè)備、過濾器等,對使用者無干擾。
2.定風量和變風量系統(tǒng)
(1)定風量系統(tǒng)是通過改變送風溫度而風量不變來適應(yīng)室內(nèi)負荷的變化。室內(nèi)氣流分布穩(wěn)定;系統(tǒng)簡單。其缺點是系統(tǒng)能耗大。
(2)變風量系統(tǒng)是送風溫度不變,用改變風量的辦法來適應(yīng)負荷變化。風量的變化可通過專用的變風量末端裝置來實現(xiàn),末端裝置可分為節(jié)流型、旁通型和誘導(dǎo)型。
3.誘導(dǎo)器系統(tǒng)
采用誘導(dǎo)器做末端裝置的半集中式系統(tǒng)稱為誘導(dǎo)器系統(tǒng)。誘導(dǎo)器由外殼、盤管(可不設(shè))、噴嘴、靜壓箱和一次風聯(lián)接管等組成。由于誘導(dǎo)器系統(tǒng)能在房間就地回風,不必或較少需要再把回風抽回到集中處理室處理,減少了要集中處理和來回輸送的空氣量,因而有風道斷面小、空氣處理室小、空調(diào)機房占地少、風機耗電量少的優(yōu)點。
4.風機盤管系統(tǒng)
設(shè)置風機盤管機組的半集中式系統(tǒng)。風機盤管機組包括風機、電動機、盤管、空氣過濾器、凝水盤、接管、出風格柵、室溫調(diào)節(jié)裝置、箱以及吸聲材料和保溫材料等。風機盤管機組中用來冷卻或加熱空氣的盤管要通以冷水或熱水,因此機組的水系統(tǒng)至少應(yīng)裝設(shè)供、回水管各一根,即做成雙管系統(tǒng)。若采用冷、熱媒管路分開供應(yīng),可做成三管或四管式系統(tǒng)。風機盤管機組有立式和臥式兩種型式,立式的可以沿墻設(shè)置在地面上或放在窗臺下,臥式的可以懸掛在天花板下或者安裝在天棚里。按照安裝方式,風機盤管機組可分為暗裝型和明裝型。 風機盤管系統(tǒng)適用于空間不大負荷密度高的場合,如高層賓館、辦公樓和醫(yī)院病房等。
5.局部空調(diào)機組
局部空調(diào)機組為分散式系統(tǒng),由空氣處理設(shè)備、風機、冷凍機和自動控制設(shè)備等組成,所有設(shè)備經(jīng)常是裝成一體,由工廠成批生產(chǎn),現(xiàn)場安裝。機組一般安裝在需要空調(diào)的房間或相鄰室內(nèi),就地處理空氣。
掌握局部空調(diào)機組的不同分類
(五)潔凈空調(diào)
潔凈室是指對空氣潔凈度、溫度、濕度、壓力、噪聲等參數(shù),根據(jù)需要都進行控制的密閉性較好的空間。通常用空氣潔凈度,即潔凈空氣環(huán)境中空氣所含塵埃量多少的程度來表示潔凈室的潔凈程度。
1.空氣潔凈措施
空氣潔凈措施是實現(xiàn)潔凈等級的根本保證。就空氣潔凈而言,主要有以下幾項具體措施:
(1)對潔凈室的送風必須是有很高潔凈度的空氣。因此,必須選用高效或亞高效過濾器作為終端過濾器,對進入潔凈室的空氣,進行最后一級過濾;為保護終端過濾器和延長其壽命,必須使空氣先經(jīng)中效過濾器進行過濾。
(2)根據(jù)潔凈室的等級,合理選擇潔凈室的氣流分布流型(亂流、層流、對角流、混合型氣流)。在工作區(qū)應(yīng)避免渦流區(qū);盡量使送入房間的潔凈度高的空氣直接到達工作區(qū);氣流的流動有利于潔凈室內(nèi)的微粒從回風口排走。
(3)有足夠的風量,既為了稀釋空氣的含塵濃度,又保證有穩(wěn)定的氣流流型。
(4)不同等級的潔凈室、潔凈室與非潔凈區(qū)或潔凈室與室外之間均應(yīng)保持一定正壓值。
2.凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風方案
凈化空調(diào)系統(tǒng)常用的送風方案為集中式送風和分散式送風兩種:
(六)空調(diào)水系統(tǒng)
1.空調(diào)水系統(tǒng)(冷凍水系統(tǒng)或熱水系統(tǒng))分類
(1)雙管制和四管制系統(tǒng)
按水管的設(shè)置可分為雙管制和四管制。
(2)開式和閉式系統(tǒng)
開式系統(tǒng)的冷凍水與大氣相通。開式系統(tǒng)的共同特點是系統(tǒng)中有水容量較大的水箱,因此溫度比較穩(wěn)定,蓄冷能力大。但由于較大的水面與空氣相接觸,所以系統(tǒng)易腐蝕;當設(shè)備高差很大時,循環(huán)水泵還需要消耗較多的提升冷凍水高度所需的能量。當冷源采用蓄冷水池蓄冷時采用開式系統(tǒng)。
閉式冷凍水系統(tǒng)的水除膨脹水箱外不與大氣相通。對管路、設(shè)備的腐蝕性較小;水容量比開式系統(tǒng)小;系統(tǒng)中水泵只需克服系統(tǒng)的流動阻力。大部分空調(diào)建筑中的冷凍水系統(tǒng)都采用閉式系統(tǒng)。
(3)同程式和異程式系統(tǒng)
同程式水系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路的管路總長度基本相等,各用戶盤管的水阻力大致相等,所以系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好,流量分配均勻。高層建筑的垂直立管通常采用同程式,水平管路系統(tǒng)范圍大時亦應(yīng)盡量采用同程式。
異程式水系統(tǒng)管路簡單,不需采用同程管,水系統(tǒng)投資較少,但水量分配、調(diào)節(jié)較難,如果系統(tǒng)較小,適當減小公共管路的阻力,增加并聯(lián)支管阻力,并在所有盤管連接支管上安裝流量調(diào)節(jié)閥平衡阻力,則亦可用異程式布置。
(4)定流量和變流量系統(tǒng)(略)
(5)單級泵和雙級泵系統(tǒng)(略)
2.空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)
空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)通常有兩種方式,即按水系統(tǒng)的承壓能力來分區(qū)和按空調(diào)用戶的負荷特性來分區(qū)。
3.冷卻水系統(tǒng)
冷卻水是冷凍站內(nèi)制冷機的冷凝器和壓縮機的冷卻用水,在工作正常時,使用后僅水溫升高,水質(zhì)不受污染。按供水方式可分為直流供水和循環(huán)供水兩種。
4.凝結(jié)水系統(tǒng)
凝結(jié)水系統(tǒng)的安裝要求
(七)空調(diào)主要設(shè)備及部件
1.空氣熱濕處理設(shè)備
空氣熱濕處理設(shè)備主要是對空氣進行加熱、加濕、冷卻、除濕等處理。
(1)噴水室
在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用噴水室的主要優(yōu)點在于能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣加濕、減濕、加熱、冷卻多種處理過程,具有一定的空氣凈化能力,消耗金屬少和容易加工;但它有水質(zhì)要求高、占地面積大、水泵耗能多的缺點,故在民用建筑中不再采用,但在以調(diào)節(jié)濕度為主要目的的空調(diào)中仍大量使用。
噴水室有臥式和立式、單級和雙級、低速和高速之分。其供水方式有使用深井水和使用冷凍水等不同形式。
(2)表面式換熱器
表面式換熱器包括空氣加熱器和表面式冷卻器兩大類,前者用熱水或蒸汽做熱媒,或用電加熱,后者用冷水(或冷鹽水和乙二醇)或者蒸發(fā)的制冷劑做冷媒。因此,表面式冷卻器又分為水冷式和直接蒸發(fā)式兩類。與噴水室相比,表面式換熱器具有構(gòu)造簡單,占地少,對水的清潔度要求不高,水側(cè)阻力小等優(yōu)點。
(3)常用空氣濕處理設(shè)備
1)空氣的加濕處理可以在空氣處理室(空調(diào)箱)或送風管道內(nèi)對送入房間內(nèi)的空氣集中加濕,也可以在空調(diào)房間內(nèi)部對空氣局部補充加濕。在所有的加濕方法中,按水蒸發(fā)時的熱源不同可將它們分成等焓加濕和等溫加濕兩大類。
2)常用空氣的減濕設(shè)備有冷凍減濕機、氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機、三甘醇除濕機等,固體吸濕在空調(diào)工程中最常用的吸附劑有硅膠和氯化鈣。
2.空調(diào)冷熱源
常用的冷源有
(1)冷水機組
空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的制冷機有壓縮式(活塞式、離心式、螺桿式、渦旋式等)和吸收式兩種。
(2)蓄冷設(shè)備
蓄冷方式概括起來有盤管式(分管內(nèi)結(jié)冰和管外結(jié)冰兩種)、完全結(jié)冰式、冰球式、冰晶式(動態(tài)制冰)等。就制冷劑是否進入系統(tǒng),可分為直接式和間接式兩大類。一般實際工程都有相當大的容量,實用上均為間接方式,冰盤管式可以與制冷機(熱泵)組合設(shè)計成機組形式。一個完整的蓄冷系統(tǒng)包括制冰循環(huán)和溶冰循環(huán),在蓄冷系統(tǒng)設(shè)計時,必須綜合考慮結(jié)冰效率和融冰效率,以提高冷量的利用率。
(3)熱源
空調(diào)常用的熱源有鍋爐、換熱器、熱泵等。
3.空氣潔凈設(shè)備
(1)過濾器
按過濾器性能劃分可分為粗效過濾器、中效過濾器、高中效過濾器、亞高效過濾器和高效過濾器。
1)粗效過濾器。主要作用是去除5.0μm以上的大顆?;覊m,在凈化空調(diào)系統(tǒng)中做預(yù)過濾器。
2)中效過濾器。作用主要是去除1.0μm以上的灰塵粒子,在凈化空調(diào)系統(tǒng)和局部凈化設(shè)備中做為中間過濾器。其目的是減少高效過濾器的負擔,延長高效過濾器和設(shè)備中其他配件的壽命。
3)高中效過濾器。能較好地去除1.0μm以上的灰塵粒子,可做凈化空調(diào)系統(tǒng)的中間過濾器和一般過濾送風系統(tǒng)的末端過濾器。
4)亞高效過濾器。亞高效過濾器能較好地去除0.5μm以上的灰塵粒子。可做凈化空調(diào)系統(tǒng)的中間過濾器和低級別凈化空調(diào)系統(tǒng)(≥M6.5級)的末端過濾器。
5)高效過濾器(HEPA)和超低透過率過濾器(ULPA)。高效過濾器(HEPA)是凈化空調(diào)系統(tǒng)的終端過濾
設(shè)備和凈化設(shè)備的核心。
(2)局部凈化設(shè)備
主要由預(yù)過濾器、高效過濾器、風機機組、靜壓箱、外殼和配套的電器元器件組成,可在局部造成潔凈環(huán)境。常用的局部凈化設(shè)備有凈化工作臺、單向流罩和空氣自凈器等。
(3)高效過濾器送風口。高效過濾器送風口是凈化空調(diào)系統(tǒng)的末端凈化設(shè)備。它是由內(nèi)裝高效過濾器的保溫箱體、接管、散擴孔板組成。
(4)潔凈室和凈化單元
1)裝配式潔凈室。是由工廠化生產(chǎn),現(xiàn)場安裝的特殊的大型凈化設(shè)備。它是由標準模數(shù)的高效過濾器吊頂系統(tǒng),(回風)地板系統(tǒng)和四周墻板系統(tǒng)等部分組成。
2)空氣凈化單元。是由風機、高效過濾器和外殼組合起來的凈化送風單元。按需要把不同數(shù)量的送風單元組合起來就構(gòu)成了小型的水平單向流和垂直單向流潔凈室。
4.空調(diào)系統(tǒng)的消聲與隔振裝置
(1) 消聲裝置
1)消聲器
消聲器是由吸聲材料按不同的消聲原理設(shè)計成的構(gòu)件,根據(jù)不同消聲原理可以分為阻性、抗性、共振型和復(fù)合型等多種。
2)消聲靜壓箱
在風機出口處或在空氣分布器前設(shè)置靜壓箱并貼以吸聲材料,既可以穩(wěn)定氣流,又可利用箱斷面的突變和箱體內(nèi)表面的吸聲作用對風機噪聲作有效的衰減。它的消聲量與材料的吸聲能力、箱內(nèi)面積和出口側(cè)風道的面積等因素有關(guān)。
(2)隔振裝置
隔振裝置有軟木、橡膠及橡膠隔振器、金屬彈簧及金屬彈簧隔振器、金屬彈簧與橡膠組合隔振器、空氣彈簧隔振器等。
5.空調(diào)風系統(tǒng)的設(shè)備及部件(略)
6.空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備
(1)冷卻塔
冷卻塔是在塔內(nèi)使空氣和水進行熱質(zhì)交換而降低冷卻水溫度的設(shè)備。空調(diào)用冷卻塔常見的有逆流式(塔內(nèi)空氣和冷卻水逆向流動)和橫流式(塔內(nèi)空氣和冷卻水垂直流動)兩種。
(2)膨脹節(jié)
系統(tǒng)設(shè)置膨脹節(jié)是為了吸收位移,保護系統(tǒng)安全可靠地運行。吸收的位移包括管道因溫度變化而伸長或縮短,與之相連的設(shè)備、容器等裝置的位移,以及在安裝過程中可能出現(xiàn)的偏差。
空調(diào)水系統(tǒng)膨脹節(jié)的常用形式有:通用型膨脹節(jié)——由一個波紋管和其兩端的連接管組成。能吸收軸向位移、角位移及少量的橫向位移。單式軸向型膨脹節(jié)——能吸收軸向位移。復(fù)式軸向型膨脹節(jié)——吸收比單式軸向型膨脹節(jié)大一倍的軸向位移。外壓軸向型膨脹節(jié)——波紋管承受外壓,便于疏水,能吸收較大的軸向位移。減振膨脹節(jié)——用于吸收機械強迫振動、吸收位移。抗震型膨脹節(jié)——能吸收三向位移。大拉桿橫向型膨脹節(jié)——能吸收橫向位移。旁通軸向壓力平衡型膨脹節(jié)——能吸收軸向位移。除后兩種為約束膨脹節(jié),固定支架不承受內(nèi)壓推力外,前幾種膨脹節(jié)為無約束膨脹節(jié),必須設(shè)置主固定支架以承受內(nèi)壓推力。
(八)空調(diào)風管、水管安裝(略)
(九)空調(diào)設(shè)備安裝
掌握安裝要求