弱电系统入门楼宇空气调节系统及空调系统3

21一般空调系统如何构成？

（1）空调系统必须有一部分空气取自室外，进风口连同引入通道和阻止外来异物的结构等，组成了进风部分。

（2）空气过滤部分。由进风部分取入的新风，必须先经过一次预过滤，除去颗粒较大的尘埃。一般空调系统都装有预过滤器和上过滤器两级过滤装置，根据过滤的效率不同，可以分这初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。

（3）空气的热湿处理部分。将空气加热、冷却、加湿、减湿等不同的处理过程组合在一起统称空调系统的热湿处理部分。热湿处理设备主要有直接接触式和表面式两大类型。直接接触式与空气进行热湿交换的介质直接与被处理的空气接触，通常是将其喷淋到被处理的空气中；表面式与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触，热湿交换是通过处理设备的表面进行的，如表面式换热器。

（4）空气的输送和分配部分。将调节好的空气均匀地输入和分配到空调房间内，以保证其合适的温度场和速度场。这是空调系统空气输送和分配部分的任务，它由风机和不同形式的管道组成。根据用途和要求不同，有的系统只采用一台送风机，称为双风机系统；有的系统采用一台送风机，一台回风机，则称双风机系统。管道截面通常为矩形和圆形两种，一般低速风道多采用矩形，而高速风道多用圆形。

（5）冷热源部分。为了保证空调系统具有加温和冷却能力，必须具备冷源和热源两部分。冷源有自然冷源和人工冷源两种。自然冷源指深井水，人工冷源有空气膨胀制冷和液体气化制冷两种。

热源也有自然和人工两种。自然热源指地热和太阳能，人工热源是指用煤、石油、煤气作燃料的锅炉所产生的蒸汽和热水，目前应用得最为广泛。

22局部式、集中式空调是如何工作的？

按照空气处理设备的设置情况，空调系统可分为集中系统、半集中系统和全分散系统。集中系统的所有空气处理设备（包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等）都设在一个集中的空调机房内，如图2所示。

图2典型的集中式空调系统

经集中设备处理后的空气，用风道分送到各空调房间，因而，系统便于集中管理、维护。此外，某些空气经处理后其品质，如温度、湿度、精度、洁净度等也达到了较高的水平。在半集中空调系统中，除了集中空调机房外，还设有分散在被调节房间的二次设备（又称末端装置）。全分散系统也称局部空调机组。这种机组通常把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。通常的窗式空调器及柜式、壁挂式分体空调器均属于此类机组。它不需要集中的机房，安装方便，使用灵活，可以直接将此机组放在要求空调的房间内进行空调，也可以放在相邻的房间用很短的风道与该房间相连。一般说来，这类系统可以满足不同房间的不同送风要求，使用灵活，移动方便，但装置的总功率必然较大。

23中央空调是如何工作的？

在智能楼宇中，一般采用集中式空调系统，通常称为中央空调系统，对空气的冷热处理集中在专用的机房里。按照所处理空气的来源，集中式空调系统可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。封闭式系统的新风量为零，全部使用回风，其冷、热消耗量最省，但空气品质差。直流式系统的回风量为零，全部采用新风，其冷、热消耗量大，但空气品质好。由于封闭式系统和直流式系统的上述特点，两者都只在特定情况下使用。对于绝大多数场合，采用适当比例的新风和回风相混合，这种混合系统既能满足空气品质要求，经济上又比较合理，因此是应用最广的一类集中式空调系统（如图3所示）。

图3中央空调系统原理

24中央空调的热湿处理系统如何构成？

中央空调的空气热湿处理系统如图4所示，系统主要由风门驱动器、风管式温度传感器、湿度传感器、压差报警开关、二通电动调节阀、压力传感器以及现场控制器等组成。

图4空气热湿处理系统框图

25空调空气热湿处理系统的监控功能有哪些？

将回风管内的温度与系统设定的值进行比较，用PID(比例加积分、微分)方式调节冷水/热水电动阀开度，调节冷冻水或热水的流量，使用风温度保持在设定的范围之内。

对回风管、新风管的温度与湿度进行检测，计算新风与回风的炫值，按回风和新风的粉值比例，控制回风门和新风门的开启比例，从而达到节能的目的。

检测送风管内的湿度值与系统设定的值进行比较，用PI(比例加积分)调节，控制湿度电动调节阀，从而使送风湿度保持在所需要的范围之内。

测量送风管内接近尾端的送风压力，调节送风机的送风量，以确保送风管内有足够的风压。

风机启动/停止的控制、风机运行状态的检测与故障报警、过滤网堵塞报警等。

当环境温度过高时，室外热量从墙体和窗口传入，加上电灯、冰箱、电视机及人体散发的热量，使室温过高，空调系统通过循环方式把房间水的热量带走，使室内温度稳定于一定值。当循环空气（新风加回风）通过热湿处理系统时，高温空气经过冷却盘管先进行热交换，盘管吸收了空气中的热量，使空气温度降低，然后再将冷却后的循环空气吹入室内。冷却盘管的冷冻水由冷水机组提供，它是由压缩机、冷凝器与蒸发器组成的，压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷剂进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器进行蒸发吸热，使冷冻水降温，然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中的热量，如此循环往复，把房间的热量带出。反之，如果要升高室内温度，需以热水进入风机盘管，空气加热后送入室内。空气经过冷却后，有水分析出，相对湿度减少，变得干燥。如果想增加湿度，可进行喷水或喷蒸汽，对空气进行加湿处理，以补充室内水汽量的不足。

26地源热泵户型蓄冰中央空调的优点是什么？

地源热泵户型蓄冰中央空调，其优点在于：

（1）以土壤为热源，由于全年土壤温度波动小，随着土壤深度的增加，土壤温度变化相对稳定。冬季土壤温度比空气温度高，夏季又比空气温度低，所以热泵的供热供冷的COP值均高。据重庆大学刘宪英教授科研组的测定，与空气源热泵相比，地源热泵COP值平均提高30%左右，因而可以大大减少户型中央空调的耗电量，也为用户节省了运行费用。

（2）在室外气温处于极度状态时，用户对冷（热）量的需求量处于高峰期，由于土壤温度有延迟，这时它的温度并不处于极端状态，它可以提供较小的冷凝温度和较高的蒸发温度，提高机组的制冷（制热）能力，尽可能满足用户要求。

（3）土壤源热泵的埋地盘管不需要除霜，减少了结霜和除霜的损失及复杂的除霜控制，从而降低了户型中央空调机组的造价。

（4）土壤源热泵不需要风机，可以减少噪声和热风污染，而且运行情况好于空气源热泵，有较高的可靠性，为用户的使用带来了很大的方便。

（5）土壤源热泵的主机，可安装在储藏室或车库内，完全不影响建筑外观。

（6）也正是由于土壤温度的延迟作用，可以提高户型中央空调单机的制冷量。再加上夜间蓄冰，可减少白天机组制冷量，使机组压缩机容量减小，降低机组造价，同时还可以适应更多的单相电用户的需要。

（7）夏季，即便是在夜间，土壤源热泵的冷凝温度也低于空气源热泵，因而可以减小制冷系统运行时的压缩比，这为户型中央空调利用低谷电蓄冰创造了极为有利的条件。

27地源热泵户型蓄冰中央空调机应注意哪些问题？

（1）双热力膨胀阀热力膨胀阀是最常用的节流元件，它依靠蒸发器出口制冷剂的过热度大小来调整阀的开度，达到自动调节机组的制冷量以满足外界热负荷变化的需要。

热力膨胀阀的容量与制冷剂的质量流量、阀前后压差等制冷工况有关。由于空调工况与蓄冰工况的制冷剂流量、阀前后压差及运行特性等差别很大，两种工况采用同一膨胀阀显然是不合理的。特别是由于热力膨胀阀本身构造所限，其适用的温度及调节范围均小；另外，充液式热力膨胀阀在蓄冰工况下运行，其蒸发器出口过热度常比空调工况下大得多。膨胀阀容量过小，会造成蒸发器传热面积得不到充分利用，制冷量下降；若膨胀阀容量过大，则又会影响其调节性能，加大蒸发器出口温度的波动及过热度，制冷系统效率下降，严重时会出现液击现象。

由于制冷主机在空调工况或在蓄冰工况下运转，一般均在额定负荷下工作，因此其运行条件都相对比较稳定，更适合采用双膨胀阀，即按空调工况和蓄冰工况分别选择热力膨胀阀，机组在空调工况下运行，使用空调用膨胀阀；在蓄冰工况下运行，使用蓄冰用膨胀阀。

为适应现代控制水平要求，采用电子膨胀阀更好，其制冷剂流量调节范围大，允许系统负荷波动大。据介绍和工程实践证明，在低负荷下，采用电子膨胀阀的冷水机组较用热力膨胀阀的机组运转效率高28%，且冷水温度可控制在±0.1℃范围内。

（2）双蒸发器空调工况和蓄冰工况的蒸发温度差别较大，对同一台制冷压缩机，制冷量也有较大差别。为了提高蒸发器的传热效率和保证制冷压缩机的良好回油，机组应配置两台蒸发器，一台用于电力低谷段蓄冰，一台用于电力高峰段释冷量不足时，制取冷冻水供空调使用。

采用双蒸发器，如匹配合理，稍加改进还可以同时蓄冰和制取冷冻水，满足电力低谷段空调所需冷量。

（3）盘管外融冰作为户用蓄冰中央空调系统，流程应尽量简单，机组尺寸也不能太大。采用盘管外融冰方式蓄冷，盘管成为直接蒸发制冷系统的蒸发器，蓄冷箱内的水在盘管外表面结成一定厚度的冰，这不仅可以减小蓄冷箱体积，减少乙二醇水溶液的复杂流程和冷损失，还可以提高制冷系统的蒸发温度，增大机组的制冷量，降低机组成本。

盘管外融冰方式可让空调回水与蓄冷箱内的冰直接换热，融冰速度快，释冷温度可大于等于1~2℃，与空调回水混合后，可直接提供7℃的冷冻水。

28通风系统的任务是什么？分为几种？

通风的任务是冲淡和排出室内空气，借以改善空气的条件。用通风方法改善内部环境，即把不符合卫生标准的污染空气经净化或直接排至室外，把新鲜空气经净化符合卫生要求送入室内。前者为排风，后者为送风，为此而设置的设备及管道称为通风系统。通风方式有局部通风和全面通风；按照空气流动动力不同，可分为机械通风和自然通风。

29什么是全面通风？

也称稀释通风，它利用清洁空气稀释室内空气中的有害物浓度，同时不断把污染空气排至室外，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。

30什么是局部通风？

该系统分为局部送风和局部排风，它们利用局部气流，使局部工作地点不受有害物的污染，形成良好的空气环境。

31通风系统的设计原则是什么？

散发热、湿或有害物的房间，及一般的地下室均考虑进行通风换气。

在供暖地区设计通风换气时，应作空气平衡及热平衡计算，并采取相应的补风及加热措施，以保证通风运行的效果。

在民用建筑的下列房间，应设置自然通风和机械通风进行全面换气，如办公室、居室、厨房、厕所、盥洗室、浴室。

送风系统室外进风的采气口位置，应设置在室外空气较为清洁的地点，远离排风口的上风侧，而且低于排风口。

32通风控制的功能是什么?

通风风机的控制方案如图5所示，该控制方案的主要功能如下。

图5风机控制方案

（1）风机控制。分站根据其内部的软件及时钟，按时间程序或事件来启动或停止风机（闭合或断开控制回路）。

（2）过滤器报警。风机启动后，过滤网前后将建立起一个风压。如果过滤器干净，风压将小于一个指定值，接触器的干接点会断开。反之如果过滤器太脏，过滤网前后的风压变大，接触器的干接点将闭合。分站根据接触器的干接点的情况会发出过滤网报警信息。

风机故障报警。风机启动后，如果运行正常，则在风机前后将建立起一个风压，接触器的干接点将闭合。反之，如果风机运行不正常，这时风机前后的风压将小于一个指定值或者为零，接触器的干接点会断开。分站根据接触器的干接点的情况会发出风机故障报警信息。

33风机的节能运行有何特点?

空调装置节能是一种必然的趋势，从节约能量的观点出发。将由定风量系统发展到变风量系统。定风量式的全空气空调系统中，一般按房间最大热湿负荷确定送风量，风量确定后便全年固定不变。实际上，在大多数情况下，空调房间的负荷低于最大负荷，当实际负荷低于最大负荷时，为了维持室温设计水平，必须减小送风温差，具体方法是通过再热或混合，以热量抵消部分冷量，无论在热量上还是在冷量上都造成了一定浪费。变风量系统采取的方法是，保持送风湿度不变，当实际负荷减小时，通过改变送风量维持室温，不但避免了无用的热耗，同时风机耗能也小，从而节约了能源和运行费用。

34实现风机的变风量运行有几个方案？

改变风机风量可通过改变风机转速的方法来改变风机风量，一般采用变频调速技术。

在离心风机入口设置可调导向叶片通过调节叶片的开启度来调节风量，通过风机出口方向管道的压力信号控制导向叶片的开启度。

采用叶片角可变的轴流风机叶片角的改变可改变风机风量。

通过多台风机的并联运行控制来调节风量这是一种有级差的调节方法。

在选择风机时，风量、风压余量应过大，并且应进行运行工况的分析，确定经济合理的台数，使调节简单，全年运行费用低廉，以达到节约能源的目的。

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