全空气系统与空气-水系统的区别

全空气系统与空气-水系统1 全空气系统与空气-水系统的分类1.1 全空气系统全空气系统：是指空调房间内的负荷全部由经处理过的空气来负担的空调系统。

在全空气空调系统中，空气的冷却、去湿处理完全集中于空调机房内的空气处理机组来完成；空气的加热可在空调机房内完成，也可在各房间内完成。

1．特点风道与机房占空间大，设备集中易于管理。

2．类型根据不同特征可进行如下分类：⑴按送风参数的数量（风道数）①单参数系统提供一种送风参数(温、湿度) 的空气，供一个房间或多个区域应用。

夏季供冷，冬季供热。

也称单风道系统。

特点：对要求不同负荷变化功率不同的多区系统，不易精确调节；设备简单，初投资少。

②双参数系统提供两种不同参数(温、湿度)的空气，供多个区或房间应用。

双风管系统：分别送出两种不同参数的空气，在各个房间按一定比例混合后送入室内。

多区系统：在机房内根据各区的要求按一定比例将两种不同参数的空气混合后，再由风管送到各个区域或房间。

特点：调节容易，冷热混合损失大，系统复杂，占建筑空间大，初投资大，运行费用高。

欧美使用，我国基本没有发展此种系统。

⑵按送风量是否恒定①定风量系统CAV(Constant Air Volumn)送风量岸最大负荷确定，送风状态按负荷最大房间确定，靠调节再热量控制房间送风参数。

特点：部分负荷时风机与再热能耗大；风量分布控制简单。

②变风量系统VAV(Variabl Air Volumn)送风量根据室内负荷的变化的而变化。

特点：节能，经济合理。

气流组织、新风量的保证、系统静压控制等方面还存在问题。

⑶按所使用空气的来源①全新风系统(又称直流系统)全部采用室外新鲜空气(新风)的系统。

新风经处理后送入室内，消除室内的冷、热负荷后，再排到室外。

特点：经济性差。

可设置热回收设备。

适用于不允许采用回风的场合，如放射性试验室、散发大量有害物的车间等。

②再循环式系统(又称封闭式系统)全部采用再循环空气的系统。

室内空气经处理后，再送回室内消除室内的冷、热负荷。

特点：节能，空气品质差。

用于仓库及战备工程。

③回风式系统(又称混合式系统)采用一部分新鲜空气和室内空气(回风)混合的全空气系统。

新风与回风混合并经处理后，送入室内消除室内的冷、热负荷。

特点：满足卫生要求，经济合理，应用最广。

⑷按房间控制要求①全空气空调系统用于消除室内显热冷负荷与潜热冷负荷的全空气系统。

空气经冷却和去湿处理后送入室内。

②热风采暖系统用于采暖的全空气系统。

空气只经加热和加湿(也可以不加湿)处理，而无冷却处理。

1.2 空气-水系统空气-水系统是由空气和水共同来承担室内冷、热负荷的系统，除了向室内送入经处理的空气外，还在室内设有以水做介质的末端设备对室内空气进行冷却或加热。

1．特点风道、机房占建筑空间小，不需设回风管道；如采用四管制，可同时供冷、供热；过度季节不能采用全新风；检修较麻烦，湿工况要除霉菌；部分负荷时除湿能力下降。

2．类型根据房间内末端设备的形式可分为：(1)空气-水风机盘管系统在房间内设置风机盘管。

特点：可用于建筑周边处理周边负荷，系统分区调节容易；可独立调节或开停而不影响其它房间，运行费用低；风量、水量均可调；风机余压小，不能用高性能空气过滤器。

适用于：客房、办公楼、商用建筑。

(2)空气-水诱导器系统在房间内设置诱导器(带有盘管)。

特点：末端噪声大旁通风门个别控制不灵新风量取决于带动二次风的动力要求，空气输送动力消耗大管道系统复杂二次风过滤难房间同时使用率低的场合不适用因此逐渐被风机盘管所取代。

(3)空气-水辐射板系统在房间内设置辐射板(供冷或采暖)。

特点：可用于抵消窗际辐射和处理周边负荷无吹风感，舒适性较好，室温可以提高承担瞬时负荷能力强吊顶辐射板不能除湿单位面积承担负荷能力受限1.3目前国内最普遍使用的空调系统1．普通集中式空调系统（定风量、单风道、全空气系统）：商场、影剧院、宾馆大堂、体育馆等。

2．风机盘管加新风系统（半集中式系统）：办公室建筑、宾馆客房等。

3．家用空调（局部空调系统）：住宅、办公室。

2 全空气系统的送风量和送风参数的确定2.1湿空气的物理性质及焓湿图1．湿空气的物理性质⑴什么是湿空气？人们日常接触的室内或室外空气均是湿空气，即包含有水蒸气的空气。

湿空气=干空气+水蒸气。

⑵常温下湿空气可看作是理想气体水蒸气处于过热状态，分子无体积，分子之间无内聚力，可用理想气体状态方程表示：RT Pv = 或 mRT PV =⑶大气压力地球表面单位面积上所受空气层的压力称为大气压，常用B 表示，单位以帕（Pa ）或兆帕（MPa ）表示。

B=101325Pa=1.01325Bar⑷湿空气的主要参数①湿空气的密度ρ湿空气密度ρ等于干空气密度ρd 与水蒸汽密度ρw 之和，即w d ρρρ+=②湿空气的含湿量d湿空气中水蒸汽密度与干空气密度之比作为湿空气的含湿量，换言之，取对应于1kg 干空气的湿空气所含有的水蒸汽量，即sw s w w w d w d w w d d w P B P P B P P P P R P R d ..622.0622.0622.0ϕϕρρ-=-==== ③相对湿度φ空气中水蒸汽的分压力与同温度下饱和水蒸汽分压力之比称为相对湿度，即%100.⨯=sPw P w ϕ ④湿空气的焓h在空调工程中，空气压力的变化很小，可近似于定压过程，故可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。

d t c t c h w p d p )2500(..++=式中 c p.d --干空气的定压比热，1.005kJ/kg.℃c p.w --水蒸汽的定压比热，1.84kJ/kg.℃2500--为t=0℃是水蒸汽的汽化潜热。

2．空气焓--湿图温度t 、含湿量d 、相对湿度φ和焓h 是空气的主要参数，在一定的大气压力下，只要已知其中任意两个参数，就可以求出其他参数。

在空调工程中，为简化计算，在一定大气压B 下，将t 、d 、φ和h 及P w 绘制成线算图，其中以焓h 为纵坐标，以焓湿量d 为横坐标的线算图称为含湿图，也常称h-d 图。

如下图所示。

图 焓--湿图的组成⑴焓--湿图的组成为了使图面开阔，线条清晰，焓--湿图建立在斜角坐标上，纵坐标表示比焓值，斜坐标表示含湿量，两坐标间夹角为135°。

在实际应用中，为避免图面过长，常取一条水平线代替d 轴。

①等比焓线等比焓线是一组与斜坐标平行的直线。

②等含湿量线等含湿量线是一组于纵坐标平行的直线。

③等温线等温线是根据d t c t c h w p d p )2500(..++=绘制的一组由左向右升高，近似平行的斜线。

温度越高，斜率越大，但在空调范围内，温度对斜率的影响不明显，所以等温线又近似平行。

④等相对湿度线等相对湿度线是根据sw s w P B P d ..622.0ϕϕ-=绘制的，一组向上延伸的发散形曲线，其中φ＝0的曲线即为图像的纵坐标；φ＝100％的曲线是最低的一条相对湿度线，称为饱和湿度线。

φ＝100％的饱和湿度线把焓--湿图分成两个部分：饱和线左上方为空气的未饱和状态部分，即水蒸气的过热状态区；饱和线右下方为空气的过饱和状态部分，过饱和状态的空气是不稳定的，往往出现凝露现象，形成水雾，故这部分区域也称为雾状区域。

⑤水蒸气分压力线将ww P B P d -=622.0变为d Bd P w +=622.0，在一定的大气压下，)(d f P w =，因此，可在d 轴的上方画一条水平线，标上d 值所对应的w P 值即可。

这条水平线就是水蒸气分压力线。

⑥热湿比线假设在空调过程中，空气由状态A 变化到状态B ，如果认为空气的热、湿变化是同时、均匀发生的，那么，在h-d 图中由A 到B 的直线AB 就代表空气状态从A 到B 的变化过程，如图下图所示。

湿空气状态变化前后的焓差与含湿量差之比称为热湿比，即 d h d d h h A B A B ∆∆=--=ε 或 W Q MM d h =∆∆=ε图 空气状态的变化过程⑵焓-湿图的应用焓--湿图不仅可用来确定空气的状态参数、露点温度、湿球温度，还可用来表明空气的状态在热湿交换作用下的变换过程等。

①确定空气状态参数 焓--湿图上的每个点都代表了空气的一个状态，只要已知h 、d(或P w )、t 、φ中的任意两个参数，即可利用焓--湿图确定其他参数。

例：如图所示，在101.325kPa(即760mmHg)的大气压下，已知空气的温度t ＝30℃，φ＝40％，求空气的h 、d 、P w ?图空气状态参数的确定解：首先在101.325kPa的dh 图上根据t＝30℃，φ＝40％的交点，确定出空气的状态点A，过A点分别沿等焓线、等含湿量查出：h=57kJ/kg，d=10.5g/kg，再由d值根据水蒸气分压力线查出P w＝1670Pa。

干空气②确定空气的露点温度空气的露点温度也是使空气的一个状态参数，它与P w和d有关，因而不是独立参数。

在含湿量不变的情况下，湿空气达到饱和时的温度，称为空气的露点温度。

例：如图所示，在101.325kPa的大气压下，已知空气的温度t＝30℃，φ＝60％，求空气的t?L图空气露点温度t L和湿球温度t sh的确定解：首先在101.325kPa的h-d图上根据t＝30℃，φ＝60％的交点，确定出空气的状态点A，过A点沿等含湿量线向下与φ＝100％相交于L＝21.5℃。

点，L点所对应的温度即为A点空气的露点温度，查图得tL③确定空气温球温度空气的干湿程度，用相对湿度φ表示，并且可以通过干湿球温度计测量出来。

干湿球温度计是由两个相同的温度计组成的，一个温度计放在空气中直接测量，测得的温度称为干球温度，用符号t表示；另一个温度计g的感温部分用湿纱布包裹起来，纱布下端放在水槽里，水槽里盛满水，测得的温度称为湿球温度，用符号t表示，构造如图所示。

sh图干湿球温度计的结构示意图图湿球温度例如：干湿球温度计上干球的温度为36℃，湿球的温度为30℃，干湿球温度的差值为6℃。

旋转中间的圆柱体，当在湿度表缝中的顶端露出数值6时，停止转动。

再看湿球温度值30℃时所对应的湿度表上的数字，其值为64，即当时当地空气的相对湿度φ＝64％。

利用焓-湿图查空气的湿球温度的方法是：从空气的状态点沿等焓线下行，与φ=100％的相对湿度线的交点所对应的温度即为湿球温度。

例：求上例中空气的湿球温度。

解：过空气的状态点A 沿等焓线下行与φ＝100％相交于Sh 点，Sh 点所对应的温度即为A 点空气的湿球温度，查图得t sh ＝23.8℃。

④确定两种不同状态空气的混合状态在空调系统中，有时利用空调房间的一部分空气作为回风，与室外新风或集中处理后的空气进行混合，达到节能的目的。

利用空气的焓-湿图可以方便地确定两种不同状态空气的混合以后的状态参数，如图所示。