第九章空氣調節第一節概述空氣調節（AirConditioning），簡稱空調，空氣調節(簡稱空調)是指保持建筑內部空間的空氣溫度、相對濕度、氣流速度和潔凈度(室內空氣含塵粒的多少)在一定限值內，而不論外界和內部條件如何變化，它是創造人工室內氣候環境的重要措施。為了保持一定的室內環境參數，空調采用各種技術手段如加熱或冷卻、加濕或除濕、過濾凈化、空氣輸送與分布和自動控制等，將一定量的空氣(包括部分室外空氣，稱之為新風)處理到適宜狀態，然后送入空調房間，在室內循環后再回到空調機房或排出室外。

控制范圍：特定的空間（室內）控制對象：室內空氣控制手段：加熱、加濕、降溫、降濕、過濾、通風、減振、噪音控制等１、舒適性空調目的：為人服務，使人感到舒適、滿意，范圍：住宅、辦公樓、商店、旅館、餐館（茶室、酒吧）、醫院、客用火車、汽車、飛機等等特點：控制精度不高２、工藝性空調

目的：為生產、科研等特定對象服務范圍：車間、特定用途的空間（貨用的運輸工具、核研究和實驗、軍事等）特點：控制精度一般比較高，嚴格按照工藝要求空氣的組成和狀態參數在自然界中的空氣，都是含有水蒸氣的空氣，稱為濕空氣。1．濕度空氣中水蒸氣的含量稱為濕度。（1）絕對濕度

g/m3或kg/m3（2）含濕量

g/kg或kg/kg（3）飽和絕對濕度反映出在一定的溫度下，單位容積（1m3）的濕空氣所能容納的水蒸氣含量的最大值。溫度上升時，飽和絕對濕度增加。（4）相對濕度空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度之比稱為相對濕度，以φ表示。表明了空氣中水蒸氣的含量接近于飽和狀態的程度，即表示了空氣的干濕程度。φ值越小，表明空氣越干燥，吸收水分的能力越強；φ值越大，表明空氣越潮濕，吸收水分的能力越弱。空氣的焓值空氣的焓值是指空氣含有的總熱量在空氣調節技術中，常用比焓的變化，來判斷空氣得失熱量的變化。一般規定干空氣的焓值以0為基準點(計算的起點)，即0℃時1kg干空氣的焓值為0。9第二節空調負荷計算與送風量一、空調負荷計算（一）、空調室內空氣計算參數

室內空氣計算參數包括：室內溫度基數及其允許波動范圍、室內空氣的流速、潔凈度、噪聲、壓力以及振動等。舒適性空氣調節室內計算參數應符合下表規定。

工藝性空調室內空氣計算參數可參考《空氣調節設計手冊》（第二版）。10溫11（二）、空調室外空氣計算參數

按我國現行《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）中的規定執行，以此來作為空調室外空氣計算參數。12（三）、空調負荷

空調房間的冷（熱）、濕負荷計算是確定空調系統送風量和空調設備容量的基本依據。1、空調系統冷負荷

為保持空調房間恒定的空氣溫度，在某一時刻必須由空調系統從室內除去的熱流量稱為房間冷負荷。

空調房間的夏季冷負荷，應根據各項得熱量的種類和性質以及空調房間的蓄熱特性分別進行計算，包括:13*通過圍護結構傳入室內的熱量；*通過外窗進入的太陽輻射熱量；*人體的散熱量；*照明散熱量；*設備、器具、管道及其它內部熱源的熱量；*食品或物料的散熱量；*滲透空氣帶入室內的熱量；*伴隨各種散濕過程產生的潛熱量。14

空調房間的夏季冷負荷，應按上述各項逐時冷負荷的綜合最大值確定。

空氣調節系統的冷負荷是由空氣調節系統的冷卻設備所除去的熱流量。它應根據房間的同時使用情況、空調系統的類型及調節方式，按各空調房間逐時冷負荷的綜合最大值確定，并應計入新風冷負荷以及通風機、風管、冷水管和水箱溫升、送風管漏風等引起的附加冷負荷。152、空氣調節房間的熱負荷

空氣調節房間熱負荷的計算在原理上與采暖熱負荷計算是相同的，按穩定傳熱計算法，將耗熱量作為房間的熱負荷，室外設計計算溫度按冬季空調計算溫度。由于空調建筑通常保持室內是正壓，所以一般情況下，可以不計冷風滲透引起的熱負荷。3、空氣調節房間的濕負荷

為連續保持空調房間所要求的空氣參數而必須要除去或加入的濕流量，稱為空氣調節房間的濕負荷。164、空調冷負荷估算

空氣調節冷（熱）、濕負荷應根據上述各項的不同情況，逐時逐項的進行詳細計算。在方案設計階段，建筑師為預留機房面積時，可使用冷負荷指標進行估算即可。

空調冷負荷估算的方法很多，以下是可供套用的民用建筑工程冷負荷指標：1718二、空調房間送風量與新風量

空調系統送風量是確定空氣處理設備大小、選擇輸送設備和氣流組織計算的主要依據。

空調系統的送風量一般先確定夏季的送風量，在冬季可以采取與夏季相同的送風量，也可小于夏季的送風量，但必須滿足最小換氣次數的要求，送風溫度不宜大于45℃。

空調房間送風量應能消除室內最大余熱，按夏季最大室內冷負荷計算確定。送風量包括回風量和新風量，新風量占總風量的比例必須根據房間的具體要求，本著保證空調房間的空氣質量、節能原則，綜合考慮確定新風量。19第三節空氣調節系統一、空氣調節系統的組成

空氣處理部分包括空氣過濾器、冷卻器（噴水室）、加熱器等各種熱濕處理設備，作用是將送風進行處理達到設計要求的送風狀態。

空氣輸送部分包括風機、風道、風量調節裝置等，作用是將處理后的空氣輸送到空調房間。

空氣分配部分包括各種類型風口，作用是合理地組織室內氣流，使氣流均勻分布。

冷熱源部分的作用是提供冷卻器（噴水室）、加熱器等設備所需的冷媒水和熱水（蒸汽）。

冷熱媒輸送部分包括泵和管道，作用將冷熱媒輸送到空氣處理設備。二、空氣調節系統的分類工程上應根據建筑物的用途、性質、冷熱負荷與濕負荷的特點、溫濕度調節及控制的要求、空調機房的面積及位置、初投資和運行費用等多方面因素，選定適宜的空調系統。22（一）按承擔室內熱負荷、冷負荷

和濕負荷的介質分類全空氣系統全水系統空氣—

水系統冷劑系統全空氣定風量單風道系統：適用于需要恒溫、恒濕、無塵、無噪聲等高級環境的場合（手術室、電視臺、播音室等）。也可用于空調房間大或人員多，且各房間溫濕度參數、潔凈度要求、使用時間等基本一致的場所（商場、影劇院、展覽廳等建筑）。全空氣定風量雙風道系統：可用于需要對空調區域內的單個房間進行溫濕度控制，或由于建筑物的形狀（或用途）等原因，使其冷熱負荷分布復雜的場所。此系統的設備費和運行費高，耗能大，一般不宜采用。全空氣變風量系統：用于空調區域內的各房間需要分別調節室溫，但對溫、濕度控制精度不高的場所（高檔寫字樓、用途多變的建筑物）。通過調節送風量，使室內參數達到要求的全空氣空調系統。尤其適用于全年都需要供冷的大型建筑物的內區。全空氣變風量系統2930全空氣系統313233二、按空氣處理設備的設置情況分類集中式空調系統半集中式空調系統分散式空調系統個別獨立型構成系統型集中式空調系統設備集中布置，便于管理和控制，處理空氣量大，但機房占地面積較大。封閉式直流式混合式封閉式直流式混合式根據集中式空調系統處理空氣來源分類，可分封閉式系統、直流式系統和混合式系統。

封閉式直流式混合式1.集中式空調系統

一次回風系統

工作原理一次回風系統屬于典型的集中式空調系統，也屬于典型的全空氣系統。該系統是由室外新風與室內回風進行混合，混合后的空氣經過處理后，經風道輸送到空調房間。這種空調系統的空氣處理設備集中放置在空調機房內，房間內的空調負荷全部由輸送到室內的空氣負擔。空氣處理設備處理的空氣一部分來自于室外(這部分空氣稱為新風)，另一部分來自于室內(這部分空氣稱為回風)，所謂一次回風是指回風和新風在空氣處理設備中只混合一次。36一次回風系統2.半集中式空調系統

占建筑空間少，各空調房間可根據需要獨立調節室溫，房間無人時，可單獨關閉室內機組的風機，節省運行費用，但布置分散，維護管理不便，水系統復雜。（1）風機盤管機組的種類及工作過程

風機盤管一般分為立式和臥式兩種。風機盤管機組主要由風機、盤管及空氣過濾器、電動機、控制器等組成。風機盤管就是借助風機的作用，使室內空氣通過盤管而被冷卻或加熱，在室內不斷地循環，以保持空調房間要求的狀態。（2）風機盤管新風供給方式1）室外新風靠房間的縫隙自然滲入（室內機械排風）補充新風，機組處理的空氣基本上是再循環空氣，這種方式投資和運行費用低，但室內衛生條件差，因受無組織滲透風影響，室內溫度場不均勻，這種系統適用于室內人少的場合。2）墻洞引入新風直接進入機組，新風口可調節進風量，這種方式能保證室內新風量的要求，但新風負荷的變化會影響室內狀態，這種系統適用于室內參數要求不高的建筑物。3）c所示為由獨立的新風系統提供新風，新風可經過新風機組處理到一定的狀態后，由送風風道直接送入空調房間，也可送入風機盤管機組如圖d所示，這種獨立新風系統提高了空調系統的調節和運轉的靈活性，目前應用廣泛。（1）種類

按容量大小分：分為窗式和立柜式。按供熱方式分：分為冷風型、電熱型和熱泵型。根據冷凝器的冷卻方式分：分為風冷式和水冷式按機組的整體性分：分為整體式和分體式。3.分散式空調系統

不需要集中的空調機房，可以根據需要布置在空調房間或鄰室。當建筑物中只有少數房間需要空調或空調房間較分散時，宜采用分散式空調系統。（2）型號表示方法

444546半集中式空調系統4748分體式房間空調器49窗式空調機50三、按空調系統處理的空氣來源分類封閉式空調系統直流式空調系統混合式空調系統一次回風二次回風5152四、按系統的用途不同分類1、舒適性空調為滿足人的舒適性需要而設置的空調系統。（寫字樓、銀行、醫院、賓館、飯店、學校、住宅、體育館和影劇院等建筑的空調系統）2、工藝性空調為滿足生產工藝過程對空氣參數的要求而設置的空調系統。（半導體、制藥、食品工廠及生物實驗室、手術室等建筑的空調系統）五、其他空調系統（1）戶式中央空調

1）風管式系統：其室外機是靠空氣進行熱交換，室內機產生空調冷熱水，由管道系統輸送到空調房間的末端裝置，在末端裝置中的冷熱水與空調房間空氣進行熱交換，產生冷熱風，實現夏季供冷和冬季供暖。風管式系統初投資較小，新風系統使得空氣質量提高，人體舒適度提高。2）冷（熱）水系統：該系統通過室外主機產生出空調冷/熱水，由管路系統輸送至室內的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室內空氣進行熱量交換,產生冷/熱風，從而消除房間空調負荷。它是一種集中產生冷/熱量，分散處理個房間負荷的空調系統形式。冷/熱水機組的末端裝置通常為風機盤管。水系統布置靈活，獨立調節性好，能滿足復雜房型分散使用、各個房間獨立運行的需要，且管道系統便于裝飾協調。3）多聯型系統：是一種制冷劑系統，該系統由制冷劑管路連接的室外機和室內機組成，室外機主要由室外側換熱器、壓縮機和其他附件組成，一臺室外機通過管路可向多個室內機輸送制冷劑，通過壓縮機的變頻技術和電子膨脹閥等技術，來實現對各房間的獨立調節，節能性能非常好。但多聯型系統的制冷劑管路較長，施工要求高。（2）分層空調利用合理的氣流組織僅對下部空間進行空調，對上部大空間不予空調或夏季采用上部通風排熱，這種空調方式稱為分層空調。分層空調與全室空調相比，減少空調的初投資和運行費用，節能效果顯著。（3）蓄冷空調蓄冷模式有全負荷蓄冷與部分負荷蓄冷兩種。全負荷蓄冷是在非空調使用時間儲存足夠的冷量，空調使用時段內制冷機停止工作，空調冷負荷全部由冰蓄冷系統供給。全負荷蓄冷運行費用低，但設備投資并未減小。部分蓄冷是利用非空調時間運轉制冷機制冷蓄冰，當空調用冷高峰時，將儲存的冷量釋放，同時，制冷機仍然工作，兩者共同負擔空調冷負荷。與傳統空調和全負荷蓄冷相比，制冷機容量小，投資降低。（4）水源熱泵

在制熱時以水為熱源，在制冷時以水為排熱源。在易于獲得溫度較為穩定的大量水的地方，如地下水及江河湖海的地表水在一年內溫度變化較小，都可作為熱源。用水作為熱源傳熱性能好，但水系統復雜，需設水泵使運行費用增高。（5）輻射板空調

輻射板一般是以水作為冷媒傳遞熱量，冷媒通過特殊結構的系統末端裝置——輻射板，將能量傳遞到其表面，并通過對流和輻射方式直接與室內空氣進行換熱，簡化了能量從冷源至室內空氣之間的傳遞過程，減少冷源冷量的損失。第四節空調房間氣流組織形式1.送風口和回風口的形式（1）送風口形式

孔板送風口

噴射式送風口

旋流送風口

（2）回風口形式

回風口對室內氣流組織的影響較小，因而構造簡單，常用的回風口有矩形網式、百葉風口、條縫風口等。2.氣流組織形式（1）上送下回方式

側送側回

散流器送風

孔板送風單側上送上回異側上送上回送吸式散流器（2）上送上回方式

（3）中送風方式

地面下送風置換式送風風機盤管下送風（4）下送風方式

空氣處理設備：對空氣進行各種熱、濕和凈化等處理的裝置統稱為空氣處理設備。

噴水室又稱“淋水室”，在噴水室中直接向流過的空氣噴淋大量不同溫度的霧狀水滴，當被處理的空氣與之相接觸時，兩者產生熱、濕交換的過程，使被處理的空氣達到所要求的溫度、濕度。（一）、噴水室第五節空氣處理

噴水處理法可用于任何空調系統，特別適宜用在有條件利用地下水或山澗水等天然冷源的場合。此外，當空調房間的生產工藝要求嚴格控制空氣的相對濕度（如化纖廠）或要求空氣具有較高的相對濕度（如紡織廠）時，用噴水室處理空氣的優點尤為突出。缺點：耗水量大，機房占地面積較大，水系統比較復雜，耗電較多。優點：能夠實現多種空氣處理過程，冬、夏季可共用一套空氣處理設備，具有一定的凈化空氣能力，金屬用量小，易加