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第三章 空调系统的确定及论证
§3.1 空调系统的确定
空气调节系统一般均由被调对象、空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备所组成。空调系统的种类很多，在工程上应根据空调对象的性质和用途、热湿负荷特点、室内设计参数要求、可能为空调机房及风道提供的建筑面积和空间、初投资和运行费用等多方面的具体情况，经过分析和比较，选择合理的空调系统。 §3.1.1 空调系统的分类
（1）根据空气处理设备的集中程度分类：
集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统； （2）根据负担室内热湿符合所用的介质不同分类：
全空气系统、全水系统、空气－水系统、冷剂系统； （3）根据空调系统使用的空气来源分类：
直流式系统、封闭式系统、回风式系统。 §3.1.2 空调水系统的分类
空调水系统主要包括冷冻水系统、冷却水系统、凝结水系统和热水系统。空调水系统区分为开式系统和闭式系统，两管制、三管制和四管制，同程式和异程式，上分式和下分式；按运行调节方法分定流量和变流量。 （1）开式系统和闭式系统
开式系统的回水集中进入建筑物底层或地下室的水池或蓄水池，再由水泵经加热或冷却后，输送至整个系统。开式水系统的管路与大气相通，所以循环水中含氧量高，容易腐蚀管路和设备，而且空气的污染物如尘土、杂物、细菌、可溶性气体等，容易进入水循环，使微生物大量繁殖，形成生物污泥，管路容易堵塞，并产生水击现象。和闭式系统相比，除要克服管路沿程摩擦阻力和局部阻力损失外，还必须克服系统静水压头，故水泵的压头较大，水泵的能耗大。所以，近年来除了开式的冷却塔和喷水室冷冻水系统外，已很少采用开式系统。
（2）同程式和异程式系统
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在大型建筑物的水系统中，空调冷冻水系统的回水管布置方式分为同程式和异程式。同程式水系统中，各个机组（风机盘管或空调箱）环路的管路总长度基本相同，各管路的水阻力大致相同，故系统的水力稳定性好，流量分配均匀。
异程式回水方式的优点是管路配置简单、管材省。但由于各环路的管路总长度不相等，故各环路的阻力不平衡，从而导致了流量分配不均匀。如果在水管设计时，干管流速取小一些、阻力小一些，各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，则会使水系统流量分配不均匀的现象得到改善。
通常，水系统立管或水平干管距离较长时，采用同程式布置。建筑层数较少，水系统较小时，可采用异程式布置，但所有支管上应装设流量调节阀以平衡阻力。在开式水系统中，由于回水最终进入水箱，到达相同的大气压力，故不需要采用同程式布置。 （3）双管制、三管制和四管制系统
双管制系统冬季供应热水，夏季供应冷水都在同一管路系统中进行，优点是系统简单，初投资省。双管制系统的缺点是在全年空调的过渡季节，会出现朝阳房间需冷却而背阴房间需加热的情况，双管制系统就不能全部满足各房间的要求。当系统以同一水温供水时，房间会出现过冷或过热的现象。
三管制系统分别设置供冷、供热管路，冷热水管的回水管共用一根。这种系统能同时满足供冷供热的要求，适应负荷变化的能力强，可较好的的满足全年温度调节，可任意调节房间温度。但由于冷热水同时进入回水管中，故有混合损失，运行效率低，冷热水环路互相连通，系统水力工况复杂，初投资比双管制系统高。
四管制系统有分开的冷、热水供回水管，这种系统和三管制系统一样，可以全年使用冷水和热水，调节灵活，可适应房间变化的各种情况，且克服了三管系统存在的回水管能量损失问题，运行操作简单，不需要转换。缺点是初投资高，管道占用空间大。 （4）定流量和变流量系统
定流量水系统是通过改变供回水温度来适应房间负荷的变化，系统中的水流量是不变的，故水泵耗电量不变。变流量水系统是通过改变水流量（供回水温度不变）来适应房间负荷的变化要求。故变水量系统负荷侧供水量是
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随着负荷的减少而减少，水泵输送能量也随之减少。
§3.2 本次设计的方案
§3.2.1 风机盘管加新风系统
风机盘管加新风系统指新风经过处理，达到一定的参数要求，有组织地送风，室内回风经风机盘管处理后和新风一起送入室内。
这种系统具有各空气调节区可单独调节，比全空气系统节省空间，比分散设置的空气调节器和变风量系统造价低廉等优点。风机盘管加新风系统满足房间要求的隔离性（各室回风不串通）、灵活性（随时开关）、可调性（病人可自行调节）和安全性（运行安全可靠相适应）。整个系统合理利用资源，节省了能量，符合国家提倡的节能精神。
考虑本工程的实际，尽量满足医院的洁净空气条件，本设计除了房间编号为101，118，120，121，123，126的使用全空气系统外，其余的所有房间均采用风机盘管加新风系统。 §3.2.2 全空气一次回风空调系统
全空气一次回风空调系统的特征：空气处理设备集中设置在空调机房内，集中进行空气的处理、输送和分配；回风与新风在热湿处理设备前混合。
全空气一次回风空调系统的适用性：（1）房间面积较大或多层、多室热湿负荷变化情况类似；（2）室内温度、湿度、洁净度、噪声、振动等要求严格的场合；（3）全年多工况节能；（4）高大空间易于布置风道的场合。（5）送风温差较大时。全空气空调系统易于改变新回风比例，必要时可实现全新风送风，能够获得较大的节能效果；且易于消除噪声、过滤净化和控制空气调节区温度，气流组织稳定。全空气系统的设备集中，便于维修管理，适宜于营业厅、候诊大厅等人员较多的大空间建筑中使用。
在本设计中，房间编号为101，118，120，121，123，126的使用全空气一次回风空调系统。
§3.3 方案比较论证
§3.3.1 一次回风、二次回风空调系统比较
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一次回风空调系统、二次回风空调系统均属于全空气空调系统，其空调机组的送风量是恒定的，故称为定风量系统。一次回风系统夏季冷量由室内冷负荷、新风冷负荷和再热负荷组成，对于送风温差要求不严格的舒适性空调系统，采用最大送风温差送风即露点送风的一次空调系统，可不需消耗再热量，因而可节省能耗。但送风温差过大，往往会造成送风口结露现象，为避免此问题，采用一次回风空调系统需利用再热来解决送风温差受限制的问题，即为了保证必需的送风温差，一次回风系统在夏季有时需要再热，从而产生冷热抵消的现象。二次回风空调系统则采用二次回风来减小温差，达到节约能量的目的，它节省的是再热负荷。但是，由于本次设计的送风温差足够大，能够露点送风且一次回风空调系统较简单。因此，本设计使用的全空气系统采用一次回风系统并采用露点送风。露点送风是指空气经冷却处理到接近饱和的状态点，不经再加热送入室内。 §3.3.2 定风量与变风量系统的比较
在空调系统每个送风口或每隔几个送风口装设一个变风量装置，根据室内温度来控制送风量的空调系统统称为变风量系统。这种方式是用风量的变化来适应和满足负荷的变化，没有再热损失，也由于非峰值负荷时的送风量的减少而使动力消耗得以节省，但是其系统较复杂，且不易使风管平衡。因此，本设计采用定风量系统。
§3.3.3 风机盘管加新风与空气-水诱导器系统的比较
风机盘管加新风系统是空气-水系统的一种主要形式，也是目前我国民用建筑中采用最普遍的一种空调方式，它以投资少、使用灵活和节省空间等优点被广泛应用于各类建筑中。而空气-水诱导器系统则采用的不是很多，没有风机盘管加新风系统成熟，并且风机盘管加新风系统具有以下优点： （1）使用灵活，能进行局部区域的温度控制，且手段简单；
（2）根据房间负荷调节运行方便，如果房间不使用时，可停止风机盘管运行，有利于全年节能管理；
（3）风机盘管机组体积小，结构紧凑，布置灵活，节省空间；
所以，本设计大部分采用的的风机盘管加独立新风系统。 §3.3.4 风机盘管与新风连接方式的比较 （1）新风与风机盘管送风各自独立送入房间
这种方式的好处是新风与风机盘管的运行腹部干扰，即使风机盘管停止
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运行，新风量仍然保持不变。在实际工程设计中，这种方式对施工也较为简单，风管的连接方便；不利之处是室内至少有两个送风口，对室内吊顶装修产生一些影响。
（2）新风与风机盘管送风混合
这种方式相对来说对室内的装修设计较为有利，只有统一的送风口。缺点是：
a、如果新风道的风压控制不好，与风机盘管会互相影响，因此要求计算更为准确一些，或在新风道上采取风量的调节措施；
b、 与新风与风机盘管送风各自独立送入房间相比，要求风机盘管的处理点更低一些。
（3）新风送风与风机盘管回风相混合
与新风与风机盘管送风各自独立送入房间相比，夏季风机盘管的处理点不变，因此该方式的优点与其类似，缺点是：
a、由于总送风量即为风机盘管的送风量，因此该房间的换气次数略有减少。 b、同样需对新风的风压进行调控或计算精确。
c、当风机盘管停用时，新风量会减少，且有可能把回风口过滤网上已过滤的灰尘重新吹入室内。
d、风机盘管需配合回风箱对风机盘管的检修不利。
在本次设计中采用新风与风机盘管送风混合。这种系统在安装方面稍微复杂一些，但避免了其它送风方式的缺点。同时这种方式卫生条件好，工程设计中应优先考虑这种方式。
§3.4 结论
通过上述比较，看出来本设计在方案上的合理性和优越性；同时也满足了这个医院建筑的需要，尽量满足提供清洁卫生的空气系统；使各个房间的舒适性和系统的节能性得到充分发挥。
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