【文章內(nèi)容簡介】 外焓值比室內(nèi)空氣焓值要高，空調(diào)系統(tǒng)為處理新風(fēng)勢必要消耗冷量。而冬季室外空氣氣溫又比室內(nèi)空氣溫度低，室外空氣比室內(nèi)空氣含水量也少，同樣，空調(diào)系統(tǒng)冬季為處理新風(fēng)勢必要消耗熱量和加濕量。據(jù)調(diào)查，空調(diào)過程中處理新風(fēng)的能耗大致占到總能耗的25%～30%，對于高級賓館和辦公建筑可高達(dá)40%?？梢?，空調(diào)處理新風(fēng)所消耗的能量是十分可觀的。所以，空調(diào)系統(tǒng)要在滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的前提下，應(yīng)盡量選用較小的的新風(fēng)量。否則，空調(diào)制冷系統(tǒng)與設(shè)備的容量將增大。一、新風(fēng)量的確定在系統(tǒng)設(shè)計時，一般必須確定最小新風(fēng)量，此新風(fēng)量通常應(yīng)滿足以下三個要求：（1）稀釋人群本身和活動所產(chǎn)生的污染物，保證人群對空氣品質(zhì)的要求；（2）補(bǔ)充室內(nèi)燃燒所耗的空氣和局部排風(fēng)量；（3）保證房間正壓。其中正壓新風(fēng)量按公式計算比較繁瑣，而且在設(shè)計計算時，尚無確定的縫隙資料，因此工程中常按換氣次數(shù)估算，有外窗的房間，正壓新風(fēng)量可取1～2次/h換氣次數(shù)（根據(jù)窗的多少取值）；～。通常取上述要求計算出新風(fēng)量中的最大值作為系統(tǒng)的最小新風(fēng)量。如果計算所得的新風(fēng)量不足系統(tǒng)送風(fēng)量的10%，則取送風(fēng)量的10%。二 、新風(fēng)負(fù)荷夏季新風(fēng)冷負(fù)荷按下 （212） 式中：—夏季新風(fēng)冷負(fù)荷，kW；—新風(fēng)量，kg/s；—室外空氣焓值，kJ/kg；—室內(nèi)空氣焓值，kJ/kg。冬季新風(fēng)熱負(fù)荷按下式計算： Qh,o=Mo cp(tRto) （213）式中：Qh,o—空調(diào)新風(fēng)熱負(fù)荷，kW； cp—空氣的定壓比熱，kJ/（kg℃）； to—冬季空調(diào)室外空氣計算溫度，℃； tR—季空空調(diào)室內(nèi)空氣計算溫度，℃。1．夏季新風(fēng)負(fù)荷計算如下：以十層1016雙人標(biāo)準(zhǔn)間為例：已知：室內(nèi)設(shè)計溫度為26℃，相對濕度為50%；℃，℃，人數(shù)為2。查焓濕圖，,室外空氣的焓值為90kJ/kg,新風(fēng)負(fù)荷為： KW 2．冬季新風(fēng)負(fù)荷為:以1016雙人標(biāo)準(zhǔn)間為例：已知：房間人數(shù)為2人，每人的新風(fēng)量為為30m179。/h（），室內(nèi)設(shè)計溫度為20℃，相對濕度為50%；℃，相對濕度為83%。冬季新風(fēng)負(fù)荷為: Qh,o=Mo cptRto=20+= KW其他各個房間的新風(fēng)負(fù)荷見附表。第3章 空調(diào)方案的確定167。 空調(diào)冷熱源方案的確定【8】空調(diào)冷熱源的選擇原則【8】冷熱源作為空調(diào)系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，在工程設(shè)計方案階段就應(yīng)進(jìn)入需要考慮的范疇之列。冷熱源的選擇依據(jù)不僅包括系統(tǒng)自身的需要，而且還涉及工程所在地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)、價格、政策導(dǎo)向、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、建筑物用途、規(guī)模、冷熱負(fù)荷、初投資、運行費用以及消防、安全和維護(hù)管理等許多問題。因此，這是一個技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的綜合比較過程，必須按照安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性的原則進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。在進(jìn)行冷熱源選擇論證時，應(yīng)遵循以下一些基本原則。（1） 熱源應(yīng)優(yōu)先采用城市、區(qū)域供熱或者工廠余熱。高度集中的熱源能效高，便于管理，也有利于環(huán)保，為國家能源政策所鼓勵；（2） 熱源設(shè)備的選用應(yīng)按照國家能源政策并符合環(huán)保、消防、安全技術(shù)規(guī)定，大城市宜選用燃?xì)狻⑷加湾仩t，鄉(xiāng)鎮(zhèn)可選用燃煤鍋爐。原則上盡量不選用電熱鍋爐；（3） 若當(dāng)?shù)毓╇娋o張，有熱電站供熱或有足夠的冬季供暖鍋爐，特別是有廢熱、余熱可利用時，應(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式冷水機(jī)組作為冷源；（4） 當(dāng)?shù)毓╇娋o張，且有燃?xì)夤?yīng)，尤其是在實行分季計價而價格比較低廉的地區(qū)，可選用燃?xì)忮仩t、直燃型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組作為冷、熱源。直燃型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組能調(diào)節(jié)燃?xì)獾募竟?jié)負(fù)荷，均衡電力負(fù)荷峰谷，改善環(huán)境質(zhì)量。 直燃型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組與溴化鋰吸收式冷水機(jī)組相比，具有熱效率高，燃料消耗小，安全性好，可以直接供冷和供熱，初投資、運行費用和占地面積少等優(yōu)點，因此在同等條件下，特別是夏季有廉價的天然氣可利用時，應(yīng)優(yōu)先選用直燃型溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組。（5） 若當(dāng)?shù)責(zé)o上述的區(qū)域供熱或工廠余熱，也沒有燃?xì)夤?yīng)時，可采用燃煤、燃油鍋爐供熱，電動壓縮式制冷機(jī)組供冷，或選用燃油型直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)作為冷熱源。（6） 若當(dāng)?shù)毓╇姴痪o張時，空調(diào)冷源應(yīng)優(yōu)先選用電力驅(qū)動的制冷機(jī)。因為從性能系數(shù)比較來考慮，電力驅(qū)動的制冷機(jī)性能系數(shù)高于吸收式制冷機(jī)。按性能系數(shù)的高低來選擇電力驅(qū)動的制冷設(shè)備的順序為：離心式—螺桿式—活塞式—吸收式。（7） 根據(jù)建筑物全年空調(diào)負(fù)荷分布規(guī)律和制冷機(jī)部分負(fù)荷下的調(diào)節(jié)特性系數(shù)，合理選擇制冷機(jī)的機(jī)型、臺數(shù)和調(diào)節(jié)方式，提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷下的運行效率，以降低全年總能耗。一般來說，大型空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)單機(jī)空調(diào)制冷量Q大于1163kw時，宜選用離心式制冷機(jī)組；中型空調(diào)系統(tǒng)，Q等于582kw～1163kw時，宜選用螺桿式或離心式系統(tǒng)；小型空調(diào)系統(tǒng)，Q小于582kw時，宜選用活塞式制冷機(jī)組，活塞式制冷機(jī)組盡量選用多機(jī)頭型。167。 在中央空調(diào)系統(tǒng)中，目前常用的制冷方式主要有兩種形式：壓縮式制冷和吸收式制冷。中央空調(diào)常用的載冷劑是水，在一些要求特殊的場所，也采用水和其他物質(zhì)的混合水溶液，如鹽水、乙二醇水溶液等等。一．壓縮式制冷冷循環(huán)在理論上是一個逆卡諾循環(huán)。在理論循環(huán)中，其兩個傳熱過程均為等溫過程，壓縮與膨脹過程均為絕熱過程，因此理論制冷循環(huán)的膨脹過程是采用膨脹機(jī)來完成的，換熱的傳熱面積為無窮大。然而，實際制冷循環(huán)不可能是理想的。實際制冷系數(shù)遠(yuǎn)小于理論循環(huán)的制冷系數(shù)。在高層民用建筑空調(diào)設(shè)計中，壓縮式制冷是目前應(yīng)用最為廣泛的一種制冷方式。其又可分為以下三種：活塞式冷水機(jī)組屬于容積式制冷壓式機(jī)組，通過氣缸容積運動過程中的變化來達(dá)到冷媒進(jìn)行壓縮的目的。這是民用建筑空調(diào)制冷中采用時間最長、也是使用最多的一種機(jī)組。它以其價格低廉、制造簡單、運行可靠、使用靈活方便等優(yōu)點在民用空調(diào)設(shè)計中占有重要的一席之地 。螺桿式冷水機(jī)組的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，通過對滑閥的控制，可以在15%100%的范圍內(nèi)對制冷進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，且它在低負(fù)荷時效能比較高，這對于高層民用建筑的空調(diào)負(fù)荷有較好的實用性。另外，它在運行上比較穩(wěn)定，易損件少，單級壓縮比大，管理方便。早期產(chǎn)品所存在的噪聲高、耗電大等缺點由于技術(shù)的改革進(jìn)而得到了質(zhì)的改善，也是近年來越來越受到人們的關(guān)注和應(yīng)用。離心式水冷機(jī)組具有以下優(yōu)點：一、制冷量大，重量輕，構(gòu)緊湊，尺寸小因此比較適合需要大制冷量機(jī)房面積又有限的場合。二、部件之間無接觸，無摩擦，運行平穩(wěn)，噪聲低，維修及運行管理都較方便。三、調(diào)節(jié)方便，冷系數(shù)高。二．吸收式制冷吸收式制冷與壓縮式制冷一樣，都是利用低壓冷媒的蒸發(fā)產(chǎn)生的汽化潛熱進(jìn)行制冷的。兩者的區(qū)別是：壓縮式制冷 以電為能源，而吸收式制冷則以熱為能源 。在高層民用建筑空調(diào)制冷中，吸收式制冷所采用的工質(zhì)通常是溴化鋰水溶液，其中水為制冷循環(huán)用冷媒，溴化鋰為吸收劑。因此，溴化鋰制冷機(jī)組的蒸發(fā)溫度不可能低于0℃在這一點上，可以看出溴化鋰制冷的使用范圍不如壓縮式制冷，但對于高層民用建筑空調(diào)來說，由于要求空調(diào)冷水溫度通常為67℃，因此還是比較容易滿足的。溴化鋰制冷機(jī)組的一個特點是節(jié)省電力。從其制冷循環(huán)中可以看出 ，它的用電設(shè)備主要是溶液泵，電量大約為510KW，這與壓縮式冷水機(jī)組相比是微不足道的。我國目前的情況下，許多城市都存在電力緊張的情況下，為溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組的廣泛應(yīng)用起到了一定的推進(jìn)作用。167。 熱源【4】 熱源按熱源裝置分類分為鍋爐供熱、熱交換器供熱、熱泵供熱和直燃式冷熱水機(jī)組供熱。一．鍋爐供熱 鍋爐是傳統(tǒng)同時又是目前應(yīng)用最廣泛的一種熱源裝置 ，在空調(diào)水系統(tǒng)中，由于空調(diào)機(jī)組及整個水系統(tǒng)要隨建筑的使用要求進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，因此熱水鍋爐直接供應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)熱水的方式不是十分恰當(dāng)?shù)?，通常設(shè)有中間換熱器。而蒸汽鍋爐則適用范圍比較大，既可以直接使用，又可通過熱交換器而使用其熱量，這顯然更為方便。二．熱交換器供熱 高層民用建筑空調(diào)熱交換氣得一次熱媒通常來自兩個地點：自備鍋爐房及城市熱網(wǎng)。采用熱交換器供熱的一個主要優(yōu)點是作為一次熱媒的熱源系統(tǒng)與大樓空調(diào)供熱水系統(tǒng)完全分開，空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計可再不受一次熱媒的影響的情況下進(jìn)行。其主要缺點是由于經(jīng)過熱交換，熱損失是不可避免的。因此，熱交換器的性能是設(shè)計中主要考慮的一個因素。三．熱泵供熱 熱泵供熱盡管其COP值明顯高于電熱，但由于其使用范圍有限，且與熱水或蒸汽供熱相比電能消耗仍然比較大，因此是許多建設(shè)單位對其經(jīng)濟(jì)性存在疑慮。四．直燃式冷熱水機(jī)組供熱 在一些電力較緊張或缺乏的地區(qū)，高層民用建筑空調(diào)采用的能源受到一定的限制且有些地區(qū)沒有熱網(wǎng)。這就使直燃式冷熱水機(jī)組 供熱的方式得到了應(yīng)用。167。 冷熱源的選擇可參見下表：冷熱源選擇參考表31：表31 冷熱源選擇參考表空調(diào)要求冷熱源僅夏季供冷電力驅(qū)動的冷水機(jī)組；冰蓄冷；溴化鋰吸收式冷水機(jī)組僅冬季供暖集中供熱；電蓄熱夏季供冷+冬季供暖冰蓄冷+電蓄熱；直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組；水源熱泵；土壤源熱泵同時供冷又供熱水環(huán)熱泵；水源熱泵；模塊式冷熱水機(jī)組長沙市屬于夏熱冬冷地區(qū)，即需要夏季供冷和冬季供熱。既考慮夏季供冷，又考慮冬季供熱的建筑物，可考慮以下幾種選擇方式：（1）當(dāng)建筑物所在地有區(qū)域供熱或集中供熱時，首先選擇電力驅(qū)動的冷水機(jī)組+常規(guī)供熱方式。如果條件不允許時，也可選用電力驅(qū)動的冷水機(jī)組+燃油或燃?xì)鉄崴仩t作為空調(diào)冷熱源。（2）對于電力供應(yīng)比較緊張的地區(qū)，應(yīng)首先考慮利用夜間廉價電力的冰蓄冷技術(shù)和電蓄熱技術(shù)，選擇冰蓄冷+電蓄熱作為空調(diào)的冷熱源。（3）電力供應(yīng)比較緊張，但是有燃?xì)饣蛉加涂晒┻x用的地區(qū)，可選擇直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組作為空調(diào)冷熱源，夏季為空調(diào)系統(tǒng)提供冷水，冬季為空調(diào)系統(tǒng)提供熱水。（4）對于氣候適中，對冬季不十分寒冷的而又需要供暖的地區(qū)，應(yīng)該首先選擇水源熱泵或土壤源熱泵作為空調(diào)冷熱源，夏季為建筑物供冷，冬季為建筑物供熱。對于長沙市來講，無城市集中供熱，電力較為緊張，有燃油或燃?xì)夤?yīng)，因此，選擇燃油或燃?xì)庵比夹弯寤囄帐嚼錈崴畽C(jī)組。167。167?！?】【8】 按空氣處理設(shè)備的集中程度分：一、集中式空調(diào)系統(tǒng)空氣處理設(shè)備和風(fēng)機(jī)等集中設(shè)在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，通過送回風(fēng)管道與被調(diào)節(jié)的各個房間相連，對空氣進(jìn)行集中處理和集中分配。這類系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備能實現(xiàn)對空氣的各種處理過程，可以滿足各種調(diào)節(jié)范圍和空調(diào)精度及潔凈度的要求，也便于集中管理和維護(hù)，是工業(yè)建筑中工藝性空調(diào)與民用建筑中舒適性空調(diào)所采用的最基本的空調(diào)方式。集中式空調(diào)系統(tǒng)又包括一次回風(fēng)系統(tǒng)和二次回風(fēng)系統(tǒng)。一次回風(fēng)系統(tǒng)的特點：回風(fēng)僅在熱濕處理設(shè)備前混合一次；可利用最大送風(fēng)溫差送風(fēng)，當(dāng)送風(fēng)溫差受限制時利用再熱滿足送風(fēng)溫度。其可以用與最大送風(fēng)溫差送風(fēng)的公共民用建筑；室內(nèi)散濕量?。釢癖刃。┑膱龊蠄D31 全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)示意圖一次回風(fēng)系統(tǒng)綜合了直流式和循環(huán)式系統(tǒng)的特點，其基本出發(fā)點由二：（1）為滿足室內(nèi)人員所必須的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)向室內(nèi)提供一定量的新鮮空氣；（2）為了減少全新風(fēng)帶來的能量損失，采用了部分回風(fēng)來節(jié)省能量。圖32 全空氣二次回風(fēng)系統(tǒng)示意圖 二次回風(fēng)系統(tǒng)的特點是：回風(fēng)在熱濕處理設(shè)備前后各混合一次，第二次回風(fēng)量并不負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，僅提高送風(fēng)溫度，或增加室內(nèi)空氣循環(huán)；相同條件下與一次回風(fēng)方式相比，可節(jié)省再熱熱量。其可用于送風(fēng)溫差受限制，而不允許利用熱源進(jìn)行再熱時；室內(nèi)散濕量較大（熱濕比?。?，用最大送風(fēng)溫差送風(fēng)的送風(fēng)量不滿足換氣次數(shù)時；對室內(nèi)有恒溫要求的場合，可采用固定比例的一、二次回風(fēng)，輔以調(diào)溫用的再熱器，對室內(nèi)參數(shù)控制不嚴(yán)的場合，可利用變動的一、二次回風(fēng)以調(diào)節(jié)負(fù)荷；高換氣次數(shù)的潔凈車間需采用二次回風(fēng)。二、分散式空調(diào)系統(tǒng)也稱局部式或冷劑式空調(diào)系統(tǒng)。它是由分散設(shè)于各空氣調(diào)節(jié)區(qū)的空氣調(diào)節(jié)器就地處理空氣，就地使用?？諝庹{(diào)節(jié)器是將空氣處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)和冷熱源設(shè)備等組裝在一起的機(jī)組。每一臺機(jī)組即為一個局部式空調(diào)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般不需要單獨的機(jī)房，使用靈活，移動方便，可滿足不同的空氣調(diào)節(jié)區(qū)的不同送風(fēng)要求。該系統(tǒng)小，風(fēng)道段各個風(fēng)口風(fēng)量的調(diào)節(jié)比較容易達(dá)到均衡，直接放室內(nèi)時可不接風(fēng)管，也沒有回風(fēng)管。小型機(jī)組有余壓小，有時難以滿足風(fēng)管布置和必須的新風(fēng)量。適應(yīng)于空調(diào)房間布置分散，空調(diào)使用時間要求靈活無法設(shè)置集中是冷熱源的地方。三、半集中式空調(diào)系統(tǒng) 通常把一次空氣處理設(shè)備和風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組等設(shè)在集中的空調(diào)機(jī)房內(nèi)，而把二次空氣處理設(shè)備設(shè)在空氣調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)。這類系統(tǒng)與集中式空調(diào)系統(tǒng)相比較，省去了回風(fēng)管道，送風(fēng)管道面積也大為減少，節(jié)省建筑空間，是目前各類建筑尤其是高層建筑中應(yīng)用最廣泛且發(fā)展較快 的一種空調(diào)系統(tǒng)。半集中式空調(diào)系統(tǒng)又有風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和誘導(dǎo)器空調(diào)系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是空氣—水式空調(diào)系統(tǒng)中的一種主要形式，也是目前我國多層或高層民用建筑中采用最為普遍的一種空調(diào)形式。它以投資少，占用空間小和使用靈活等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于各類建筑中。有關(guān)風(fēng)盤的空氣處理過程及新風(fēng)送入方式見第四章。誘導(dǎo)器空調(diào)系統(tǒng)分為兩類：空氣—系統(tǒng)和全空氣誘導(dǎo)器系統(tǒng)。誘導(dǎo)器系統(tǒng)一般僅處理新風(fēng)，且可以高速送風(fēng)，故機(jī)房尺寸和管道斷面比全空氣系統(tǒng)小，節(jié)約建筑空間，能保證每個空調(diào)區(qū)的新風(fēng)（否則不能供冷供熱）衛(wèi)生情況好。可用于舊建筑物加設(shè)空調(diào)或高層建筑，如醫(yī)院的病房，全空氣誘導(dǎo)器系統(tǒng)特別適用于低溫送風(fēng)方式但是這種系統(tǒng)空氣輸送動力消耗大，個別調(diào)節(jié)不靈活，新風(fēng)管道必須根據(jù)誘導(dǎo)器的位置進(jìn)行布置，不易控制末端裝置的噪聲。167。 選擇空調(diào)系統(tǒng)時要盡量滿足以下的原則：保證室內(nèi)要求的參數(shù)，即在設(shè)計條件下和運行條件下均能保證達(dá)到室內(nèi)溫度、相對濕度、凈化等要求；初投資和運行費用綜合起來較為經(jīng)濟(jì)；盡量減少一個系統(tǒng)內(nèi)的各房間相互不利的影響；盡量減少風(fēng)管長度和風(fēng)管重