楼宇自动化 课件 教学PPT 作者 傅海军 第5章.

楼宇自动化 主编 第5章 5.1 暖通空调系统及其监控系统 5.2 给水排水系统及其监控系统 5.3 供配电系统及其监控系统 5.4 照明系统及其监控系统 5.5 电梯系统及其监控系统 5.1 暖通空调系统及其监控系统 5.1.1 空调与冷热源系统 5.1.2 空调系统的监控 5.1.1 空调与冷热源系统 1.空气调节的任务和作用 2.空调基数和空调精度 1)夏季： 2)冬季：温度 3.空调系统的基本组成 图5-1 空调系统原理图 5.1.1 空调与冷热源系统 (1)空调房间 安装空调的空间可以是封闭式的，也可以是敞开式的 ；可以是一个房间或多个房间组成，也可以是一个房间的一部分。 (2)空气处理设备 是由过滤器、表冷器(即表面冷却器)、空气加热 器、空气加湿器等空气热湿处理和净化设备组合在一起的，是空调 系统的核心，室内空气与室外新鲜空气被送到这里进行热湿处理与 净化，达到要求的温度、湿度等空气状态参数，再被送回室内。 (3)空气输配系统 空气输配系统是由送风机、送风管道、送风口、 回风口、回风管道等组成。 (4)冷(热)源 空气处理设备的冷源和热源。 4.空调系统的分类 5.1.1 空调与冷热源系统 (1)按空气处理设备的位置来分类 1)集中式空调系统是指空气处理设备(加热器、冷却器、过滤器、加 湿器等)以及通风机全部集中放置在空调机房内，空气经过处理后， 经风道输送和分配到各个空调房间。 2)半集中式空调系统是指空调机房集中处理部分或全部风量，然后 送往各房间，由分散在各被调房间内的二次设备(又称末端装置)再 进行处理的系统。 3)分散式空调系统又称局部空调系统，是指把空气处理所需的冷热 源、空气处理设备和风机整体组装起来，直接放置在被调房间内或 被调房间附近，控制一个或几个房间的空调系统。 (2)按负担室内负荷所用介质来分类 5.1.1 空调与冷热源系统 1)全空气系统是指室内的空调负荷全部由经过处理的空气来负担的 空调系统。 2)全水系统是指室内的空调负荷全部由经过处理的水来负担的空调 系统。 3)空气-水系统是指室内的空调负荷全由空气和水共同来负担的空调 系统。 4)制冷剂系统是指由制冷剂直接作为负担室内空调负荷介质的空调 系统。 (3)按空调系统使用的空气来源分类 1)直流式系统。 2)封闭式系统。 3)回风式系统。 5.1.1 空调与冷热源系统 5.常用空调系统简介 (1)一次回风系统 1)工作原理。 2)系统的应用。 图5-2 商场最常用的标准空调方式系统图 5.1.1 空调与冷热源系统 (2)风机盘管加新风空调系统 1)工作原理。 靠渗入室外新鲜空气补给新风，这种方法比较经济，但是室内的 卫生条件较差。 图5-3 新风与风机盘管送风各自送入室内 5.1.1 空调与冷热源系统 墙洞引入新风直接进入机组，这种做法常用于要求不高或旧建筑 中增设空调的场合。 独立新风系统，由设置在空调机房的空气处理设备把新风集中并 处理到一定参数，然后送入室内。新风一般单独接入室内，如图5-3 所示。 2)系统的应用。 卧室暗装型：一般安装在客房过厅的天花板内，通过送风管道及 风口把处理后的空气送入室内，对室内特别是有天花板装修时较为 有利；但是检修困难，尤其是天花板不可拆卸时，必须预留专门的 检修人孔。 5.1.1 空调与冷热源系统 立式明装型：一般安装于窗下地面上，安装方便，检修时可直接 拆下面板。水管通常从该层楼板下穿上来，在机组内留有专门的接 管空间。这种方式会占用部分室内面积。 卧式明装型：它不占用地板面积和天花板空间，但是它的水管连 接较为困难，因此通常靠近管道竖井隔墙安装。 立式暗装型：由于装修的要求，机组被装修材料遮掩，对机组外 表面的美观要求较低，但是检修工作量相对大一些，需要与装修工 程配合。 6.影响空调负荷的因素 1)通过围护结构传入的热量。 2)通过外窗进入的太阳辐射热量。 3)人体散热量。 5.1.1 空调与冷热源系统 4)照明散热量。 5)设备、器具、管道及其他内部热源的散热量。 6)食品或物料的散热量。 7)渗透空气带入的热量。 8)伴随各种散湿过程产生的潜热量。 1)人体散湿。 2)渗透空气带入的湿量。 3)化学反应过程的散湿量。 4)各种潮湿表面、液面或液流的散湿量。 5)食品或其他物料的散湿量。 6)设备散湿量。 7.空调系统风量的确定 5.1.1 空调与冷热源系统 (1)送风量的确定 空调系统的送风量大小决定了送回排风管道的断 面积大小，从而决定了风道所需占据建筑空间的大小。 (2)新风量的确定 保证空调房间内有足够的新风量(即新鲜空气量) ，是保证室内人员身体健康与室内卫生标准的必要措施。 8.空调房间的气流组织 (1)送风口的空气流动规律 空气经喷嘴向周围气体的外射流动称为 射流。 1)等温自由紊流射流。 2)非等温自由射流。 5.1.1 空调与冷热源系统 图5-4 等温自由射流的射流结构 3)受限射流。 5.1.1 空调与冷热源系统 图5-6 有限空间射流流场 4)旋转射流。 5.1.1 空调与冷热源系统 图5-7 回风点汇图 (2)回风口空气流动规律 回风口与送风口的空气运动规律是完全 5.1.1 空调与冷热源系统 不同的。 9.气流组织的形式 (1)侧送侧回 侧送风口布置在房间的侧墙上部，空气横向送出，气 流吹到对面墙上转折下落到工作区并以较低速度流过工作区，再由 布置在同侧的回风口排出。 图5-8 侧送侧回气流流型 (2)上送下回 散流器送风和孔板送风是常见的上送下回形式。 5.1.1 空调与冷热源系统 (3)中送上下回 图5-10是中部送风下部回风或下部、上部同时回风 的气流流型图。 图5-9 散流器上送下回流型 5.1.1 空调与冷热源系统 (4)下送上回 这种形式的送风口布置在下部，回风口布置在上部， 如图5-11a所示，也有送、回风口都布置在下部的，如图5-11b所示。 (5)上送上回 这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起，布 置在房间上部。 图5-11 下送风气流流型 a)回风口在上部 b)送风口在下部 5.1.1 空调与冷热源系统 10.空气的基本处理方法 (1)加热 单纯的加热过程是容易实现的。 (2)降温 采用表面式空气冷却器或温度低于空气温度的水喷淋空气 都可使空气温度下降。 (3)加湿 单纯的加湿过程可通过向空气加入干蒸汽来实现。 (4)除湿 除了可用表冷器对空气进行除湿处理外，还可以使用液体 或固体吸湿剂来进行除湿。 11.典型的空气处理设备 (1)表面式换热器 表面式换热器是空调工程中最常用的空气处理设 备，它的优点是结构简单、占地少、水质要求不高、水侧的阻力小 。 5.1.1 空调与冷热源系统 1)表面式空气加热器：用热水或蒸汽作热媒，可实现对空气的等湿 加热。 2)表面式空气冷却器：用冷水或制冷剂作冷媒，因此又可分为冷水 式与直接蒸发式两种。 图5-13 喷水室构造原理 5.1.1 空调与冷热源系统 (2)喷水室 喷水室的空气处理方法是向流过的空气直接喷淋大量的 水滴，被处理的空气与水滴接触，进行热湿处理，达到要求的状态 。 (3)加热与除湿设备 图5-14 干蒸汽加湿器 5.1.1 空调与冷热源系统 1)喷蒸汽加湿。 2)电加湿器。 3)冷冻除湿机。 4)氯化锂转轮除湿机。 图5-15 转轮除湿机工作原理 5.1.1 空调与冷热源系统 5)电加热器。 12.组合式空调机组 图5-16 组合式空调机组的形式之一 13.局部空调机组 14.空调机房 5.1.1 空调与冷热源系统 (1)空调机房的位置 空调机房应尽量设置在负荷中心，目的是为了 缩短送、回风管道，节省空气输送的能耗，减少风道占据的空间。 图5-17 各类建筑物技术层或设备间的大致位置 a)小型楼房 b)一般办公楼 c)出租办公楼 d)中高层建筑 5.1.1 空调与冷热源系统 (2)空调机房的大小 空调机房的面积与采用的空调方式、系统的风 量大小、空气处理的要求等有关，也与空调机房内放置设备的数量 和每台设备的占地面积有关。 (3)空调机房的结构 空调设备安装在楼板或屋顶上时，结构的承重 应按设备重量和基础尺寸计算，而且应包括设备中充注的水或制冷 剂的重量及保温材料的重量等。 (4)空调机房内的布置 大型机房应设单独的管理人员值班室，值班 室应设在便于观察机房的位置，自动控制屏宜放在值班室。 15.空调水系统 (1)冷水系统 制冷的目的在于供给用户使用，向用户供冷的方式有 两种：直接供冷和间接供冷。 5.1.1 空调与冷热源系统 图5-18 冷水系统 a)闭式冷水系统 b)开式冷水系统 1水泵 2蒸发器 3用户 4膨胀水箱 5回水箱 6冷水箱 5.1.1 空调与冷热源系统 图5-19 一级泵系统示意图 1冷水机组 2空调末端 3冷水水泵 4旁通管 5旁通调节阀 6二通调节阀 7膨胀水箱 5.1.1 空调与冷热源系统 (2)冷却水系统 合理地选用冷却水源和冷却水系统对节约制冷系统 的运行费和初期投资具有重要意义。 1)直流式冷却水系统。 2)混合式冷却水系统。 3)循环式冷却水系统 循环式冷却水系统就是将来自冷凝器的冷却 回水先通入蒸发式冷却装置，使之冷却降温，然后再用水泵送回冷 凝器循环使用。 图5-21 混合式冷却水系统 5.1.1 空调与冷热源系统 (3)冷凝水系统 空调冷水系统夏季供应冷水的水温较低，当换热器 外表面温度低于与之接触的空气露点温度时，其表面会因结露而产 生凝结水。 1)系统形式：一般采用开式重力非满管流。 2)凝水管材料：为避免管道腐蚀，冷凝水管道可采用聚氯乙烯塑料 管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。 3)冷凝水管道设计要点： 保证足够的管道坡度。冷凝水管必须沿凝水流向设坡，其支管坡 度不宜小于0.01，干管坡度不宜小于0.005，且不允许有积水的部位 。 5.1.1 空调与冷热源系统 当冷凝水集水盘位于机组内的负压区时，为避免冷凝水倒吸，集 水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比集水盘处的负压(水 柱高)大50左右。水封的出口与大气相通。 冷凝水立管顶部应设计通大气的透气管。 冷凝水管管径应按冷凝水流量和冷凝水管最小坡度确定。一般情 况下，每1 kW冷负荷最大冷凝水量可按0.40.8kg估算。 16.空调冷源和制冷原理 (1)压缩式制冷机 压缩式制冷机的工作原理是利用“液体气化时要吸 收热量”这一物理特性，通过制冷剂的热力循环，以消耗一定量的机 械能作为补偿条件来达到制冷的目的。 5.1.1 空调与冷热源系统 图5-23 压缩式制冷循环原理图 (2)吸收式制冷 吸收式制冷的工作原理与压缩式制冷基本相似， 5.1.1 空调与冷热源系统 不同之处是用发生器、吸收器和溶液泵代替了制冷压缩机，如图5- 24所示。 图5-24 吸收式制冷循环原理图 17.制冷压缩机 5.1.1 空调与冷热源系统 (1)活塞式压缩机 活塞式压缩机是应用最为广泛的一种制冷压缩机 ，它的压缩装置是由活塞和气缸组成。 (2)离心式压缩机 离心式压缩机是靠离心力的作用，连续地将所吸 入的气体压缩。 (3)螺杆式压缩机 螺杆式压缩机是回转式压缩机中的一种，这种压 缩机的气缸内有一对相互啮合的螺旋形阴阳转子(即螺杆)，两者相 互反向旋转。 18.制冷系统的其他主要部件 (1)蒸发器 蒸发器有两种类型，一种是直接用来冷却空气的，称为 直接蒸发式表面冷却器，这种类型的蒸发器只能用于无毒害氟利昂 系统，直接装在空调机房的空气处理室中。 5.1.1 空调与冷热源系统 (2)冷凝器 空调制冷系统中常用的冷凝器有立式壳管式和卧式壳管 式两种。 (3)膨胀阀 1)保证冷凝器和蒸发器之间的压力差。 2)供给蒸发器一定数量的液态制冷剂。 图5-25 YEWS系列冷水机组的外形图 5.1.1 空调与冷热源系