什么是空气调节系统?

什么是空气调节系统?

[拼音]：kongqi tiaojie xitong

[外文]：air-conditioning system

调节室内空气的温度、湿度、流通速度和洁净度，以满足居住者生活需要以及满足生产和科学实验需要的全套设施，简称空调系统。

空气调节系统的功能包括为室内供暖、通风、降温和调节湿度等，因此，完整的空气调节系统要有热源，还要有冷源。1844年英国发明压缩式制冷机后，空气调节技术才有较大发展。1911年首次绘制了湿空气的物理性质图，为空气调节奠定了科学基础。19世纪初，工艺性空气调节开始在英国的纺织工业中出现。20世纪20年代，舒适性空气调节开始在电影院中中应用。此后，空气调节技术日趋完善，应用到很多领域。

空气处理过程

常见的空气处理过程有：

加热过程

利用热源、热煤加热空气的过程。空气在加热过程中只有温度的变化，含湿量不变，属于显热传递过程。主要使用表面式空气加热器加热空气。

冷却过程

利用冷源、冷媒来冷却空气的过程。在空气冷却过程中如果含湿量不变，则这时只存在显热传递；如果有水分凝结，即空气的含湿量减少，则同时存在显热传递和潜热传递，称作冷却减湿过程。主要使用空气冷却盘管和喷水室冷却空气。

加湿过程

增加被处理空气中的水蒸气含量的过程，属于潜热传递过程。通常用喷水或喷蒸汽的方法增加空气湿度。

减湿过程

把水蒸气从被处理空气中分离出来以降低空气含湿量的过程，或称去湿。除使用前述冷却法减湿外，还可使用液体吸湿剂法（吸收法）或固体吸湿剂法（吸附法）降低空气湿度。

空调系统的组成

空调系统的工作原理主要是调节送风参数(送风温度、湿度、洁净度和新鲜空气含量等)和送风量，使送入室内的空气受到的热湿等负荷作用后，成为所要求的室内环境状态。空调系统的主要组成部分包括空气处理设备、空气输送设备、空气分布装置、冷源和热源、自动控制装置。由工厂将制冷设备、风机、盘管、过滤器，以及自动控制部件组装成的定型产品，称空气调节器。

集中式空调系统示意如图，图中表示了空调系统的各组成部分与被调房间之间的关系。

空气处理设备

常用的集中式空气处理设备由空气混合段、喷水室、表冷段、加热段、过滤段以及风机段和消声段等组合而成。喷水室又称洗涤室，是空气冷却和加湿装置。空气流速一般为2～3米/秒；当流速为5～10米/秒时，称作高速喷水室。习惯上称喷水后的空气终状态温度为机器露点。表冷段内设有冷却盘管，盘管内通以冷水或致冷剂。加热段内设有加热盘管，盘管通以蒸汽或热水。盘管的肋片使管外表面积增大，从而可在管长不变的情况下，增大传热量。过滤段常使用多孔滤料或纤维滤料除去空气中的尘粒等；也可使用静电除尘器。

空气输送设备

风机为风管内输送空气提供动力。风机有送风机与回风机之分。空调系统设有送风机和回风机时，称为双风机系统；只设送风机时，称作单风机系统。风机分为离心风机和轴流风机两类。

风管把空气处理设备、风机和被调房间连接起来。为了避免低温风管外表面结露和减少空气在输送过程中的冷热损失，风管须保温。为了避免风机产生的噪声传入室内，常在送内和回风干管上设消声器。

空气分布装置

空气分布装置包括送风口和回风口。气流的组织形式直接影响空调效果，因此，必须合理布置被调房间内的送、回风口位置，合理确定送风速度和送风量。室内气流流型有上送下回、上送上回、下送上回和喷口集中送风等。送风口的种类有孔口、格栅送风口、百叶送风口、条缝型送风口、散流器和送风孔板等。

冷源和热源

冷源分为天然冷源及人工冷源：天然冷源是深井水、天然冰块等，人工冷源是制冷机。热源可以是锅炉等或天然热源。空调用的制冷方式主要有蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷等。

自动控制装置

自动控制装置的任务是：使被调房间的温、湿度等空气状态参数保持在允许波动范围；保证空调设备安全运转；实现空调系统的经济运行；减少运转工作人员的工作量。

空调系统的分类

空调系统按工作原理一般可分为三类：

全空气系统

全空气系统是将集中处理后的空气送至被调房间，由空气来承担全部空调负荷。又可分为：

（1）单区系统。是最简单的全空气系统。只有一套空气处理设备和一根送风干管，送至各房间的送风量不变，因此无法分别控制每个房间的室内空气状态。

（2）多区再热系统。为了满足多区或多房间的不同要求或不同的空调负荷变化，可在各区或各房间设单独的再热器调节风温。这种系统的缺点是无法避免先降温又再加热过程中冷热抵消现象，浪费能源。

（3）双风道系统。设有冷、热两个送风管网，每个房间均有末端混合装置，可以用不同的冷、热风混合比例来适应不同房间的空调参数要求与不同的空调负荷变化。这种系统也会产生冷热抵消现象。

（4）变风量系统。可根据不同房间的空调负荷变化情况，用变风量末端装置分别调节各个房间的送风量。这种系统可以降低非设计条件下的风机与制冷机的能量消耗，运行费用较省。

全水系统

水的比热和密度比空气的比热和密度大，如果用水承担全部空调负荷，即用管道将冷、热水输送至被调房间来调节室温，则可节省建筑空间，还可节省运行费用。这种空调系统称为全水系统。全水系统不设送风系统，室外新风可由墙上的孔洞或经渗透进入室内。全水系统的缺点是无法对房间进行精确的湿度控制。辐射板供暖和供冷系统也属于全水系统。

空气－水系统

用空气和水共同承担空调负荷的系统。这种系统用水携带大部分能量，送风系统只供给必要的新风量。空气－水系统由一次空气系统和二次水系统组成。一次空气系统包括集中新风处理设备和空气输送设备；二次水系统通过水管系统把冷、热水送至末端装置的二次盘管调节室温。

空调节能

空调系统运行耗能很大。在某些工业发达国家，供暖和空调系统的能源消耗约占国家总能源消耗的三分之一。因此，提高空调系统的能源利用效率已成为空调工程技术的一项重要课题。为了降低空调系统的能耗，必须：

（1）改善建筑物的保温性能(见建筑保温)；

（2）修订空调房间的室内温湿度标准；

（3）严格控制新风量；

（4）选择节能的空调系统；

（5）从空调系统的排风中回收能量；

（6）改善空调系统的运行控制。