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第三章 空调方案的确定
选择空调系统时，应根据建筑物的用途。规模、使用特点、负荷变化情况与参数要求、所在地气候条件与能源状况等，通过技术经济比较确定。
如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。在确定空调方案时我们不仅要考虑空调的适用性、经济性还要考虑空调的外观、安全、操作性等，并且现如今我国把节能减排列为中国的一项长期的基本国策，环境问题已经成为世界关注的焦点，环保的环节也是我们设计中必须考虑的重要方面。因此，在实际的空调设计中要充分考虑各方面因素，做到能够尽可能的满足各方面的要求。
为此目标在做设计的时候必须针对实际的工程方案选取进行全面系统的评估分析，从而得到一个合理的空调方案。
§3.1 空调系统的分类
简单的来说整个空调系统由冷热源、管道系统和末端设备三部分组成。根据需要这三部分可以分成不同形式，这样就使得空调系统分成了许多不同的种类。根据不同的分类方法，空调系统可以分为以下几种类型：
一、以建筑热湿环境为主要对象的系统，又可以按对室内空气处理设备的集中程度来分类【6】，有以下三类：
(1)集中式空调系统
空气集中于机房内进行处理，而房间内只有空气分配装置。 (2)半集中式空调系统
对室内空气处理的设备分设在各个被调节和控制的房间内，而又集中部分处理设备，如冷冻水或热水集中制备或新风进行集中处理等。
(3)分散式空调系统
对室内进行热湿处理的设备全部分散于各个房间内，如家用房间空调器、电采暖器等都属于此类系统。
二、以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，根据承担建筑环境中的热
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、【8】
湿负荷的介质不同【2】主要有以下四类：
(1)全空气系统
空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。由于空气的比热较小，需要用较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道或较高的风速。
(2)全水系统
空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。由于水的比热比空气大的多，所以在相同条件下只需较小的水量，从而使管道所占的空间减小许多。但是，仅靠水来消除余热余湿，并不能解决房间的通风换气问题。因而通常不单独采用这种方法。
(3)空气-水系统
随着空调装置的日益广泛使用，大型建筑物设置空调的场合愈来愈多，全靠空气来负担热湿负荷，将占用较多的建筑空间，因此可以同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。
(4)制冷剂系统
以制冷剂为介质，直接用于对室内空气进行冷却、去湿或加热。这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿，这种方式通常用于分散安装的局部空调机组，但由于冷剂管道不便于长距离输送，因此这种系统不宜作为集中式空调系统来使用。
三、空调系统的变风量是相对于定风量而言的，目前所介绍的全空气系统都是指定风量方式，它是改变送风温度而风量不变来适应室内负荷的变化。而变风量系统是送风温度不变，用改变风量的办法来适应负荷变化。而风量的变化是通过专用的变风量末端装置【7】来实现的。
(1)变风量系统
建筑物全年变风量运行，能较大的节约能耗，室内相对湿度与定风量系统相比控制质量较差。新风比不变时，新风量改变，调小时影响室内空气品质。末端设备(VAV风口)价格高，控制系统亦较复杂。
(2)定风量系统
建筑物空调负荷大部分时间在部分负荷工况下运行，定风量再热运行能耗大，室内相对湿度控制质量高。新风比不变时，新风量不变。与变风量系统相比气流分布稳定，末端设备简单，控制系统不变风量简单，造价较低。
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四、根据集中式空调系统处理的空气来源分类 (1)封闭式系统
它所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充，全部为再循环空气。因此房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路。封闭式系统用于密闭空间且无法(或不需)采用室外空气的场合。这种系统冷、热消耗量最省，但卫生效果差。当室内有人长期停留时，必须考虑空气的再生。这种系统应用于战时的地下蔽护所等战备工程以及很少有人进出的仓库【9】。
(2)直流式系统
它所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，然后全部排出室外，因此与封闭系统相比，具有完全不同的特点。这种系统适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室以及散发大量有害物的车间等。为了回收排出空气的热量或冷量用来加热或冷却新风，可以在这种系统中设置热回收设备。
(3)混合式系统
从上述二种系统可见，封闭式系统不能满足卫生要求，直流式系统经济上不合理，所以两者都只在特定场合下使用，对于绝大多数场合，往往需要综合这两者的利弊，采用混合一部分回风的系统。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，故应用最广。
§3.2 空调处理系统
本节主要介绍我们常见的空调系统的优缺点，通过比较论证来选取最适合本工程实际的空调系统。从而确定空调系统的方案，达到工程设计的需求。
§3.2.1 空气处理方案
一、确定空气处理方案的相关规定
1、属下列情况之一的空气调节区，宜分别或独立设置空气调节系统 (1)使用使用时间不同的空调区域；
(2)温湿度基数和允许波动范围不同的空调区域； (3)对空气的洁净要求不同的空气调节区； (4)有消声要求和产生噪音的空气调节区；
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(5)空气中含有易爆易燃物质的空气调节区； (6)在同一时间内需分别供冷和供暖的空气调节区。
无论无论全空气系统还是新风系统均不宜将区域划分过大，以防止由于风系统过大使系统风量过大，输配距离过大所带来的弊病；主风道截面过大，需占得空间较大，空气输配用电过大；系统风量的沿途损失过大【5】。
本建筑各层大多都为风机盘管加新风系统，每层的系统不大，所以每层用一个新风机组。
二、方案的对比论证
对于大面积空调的旅馆、办公楼等排风量小、要求舒适的房间，宜采用风机盘管系统。要求固定新风量时，应另设新风系统。对温湿度要求高的区域，或具有大量排风，或室内按洁净度要求的洁净室，宜采用单风道定风量系统
【2】
。
全空气系统：冷热源不进入空调房间而只进入空调机房，空气调节房间的冷热负荷全部由处理过的冷热空气承担，被空气调节房间内只有风道存在。此系统的优点是通风换气次数大，人体的舒适性好。同时，由于只有风道，其检修的工作量小，也便于过程中的修改变动(如房间的分隔发生变化)。其缺点是风道占得空间大，输送空气的能量消耗大。当空间较大、人员较多或温湿度要求的波动范围小或噪声、洁净度要求高时，采用定风量空气调节系统，以保证足够的风量，使气流分布均匀。当多个空气调节区共用一个空气调节系统时，个空气调节区负荷变化大、低负荷运行时间长，且需要分别调节室内的温湿度时，宜采用全空气变风量空气调节系统。另外，一次回风与二次回风的的对比如表3-1。
气—水系统：空气和水作为冷热介质不同时送进被空调房间，空气解决房间唤起，提供房间满足最低卫生要求的新风量，水则经过房间内的小型空气处理设备而承担房间的冷热量及湿负荷。此系统的优缺点与全空气系统相反。由于水的比热较大，输送同样冷热量到同一地点所需的水管尺寸比风道尺寸小得多。因此占用建筑面积相对较小，也有利于房间各小型空调设备的独立控制。从能耗看，输送同样冷热量距离相同时，采用水的能耗大约只有采用空气的1/3。目前常用的水—空气系统为风机盘管加新风系统，灵活性大、节能效果好，可避免交叉感染，可根据室内负荷情况自行调节；盘管冬
、【10】夏兼用，内壁容易结垢，降低传热系数【5】。
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表3-1 一次回风与二次回风的对比
一次回风方式 1、回风仅在热湿处理设备前混合一次 特征 2、可利用最大送风温差送风，当送风温差受限制时利用再热满足送风温度。 1、可以用最大送风温差送风的公共民用建筑 适用性 2、室内散湿量小(热湿比小)的场合 或增加室内空气循环 2、相同条件下与一次回风方式相比，可节省再热热量 1、送风温差受限制，而不允许利用热源进行再热时 2、室内散湿量较大(热湿比小)，用最大送风温差送风的送风量不满足换气次数时 3、对室内有恒温要求的场合，可采用固定比例的一、二次回风，辅以调温用的再热器 4、高换气次数的洁净车间需采用二次回风 一、二次回风方式 1、回风在热湿处理设备前后各混合一次，第二次回风量并不负担室内负荷，仅提高送风温度，§3.2.2 空气处理方案的确定
选择空调系统时要尽量满足以下的原则：
保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求；初投资和运行费用综合起来较为经济；尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试【5】；系统应与建筑物分区一致；一般民用建筑中的空气系统不宜过大，否则风管难于布置；系统最好不要跨楼层设置，需要跨楼层设置时，层数也不应过多这样有利于防火。
了解各个系统的特点及其适用的条件，确定了本设计所用的空调系统。 一、空气—水风机盘管空调系统
从房间功能和使用性质上看，本建筑的办公室、病房、监护室、诊室、医疗室等，其负荷密度不大，湿负荷也较小，且房间数量较多，病房、监护室、化验室等需避免交叉感染，宜采用风机盘管加新风系统。这些小房间的负荷随着时间的变化各自有着不同要求，且受到层高的限制，因而选用了风机盘管加独立新风系统形式。其中新风单独处理，与之相比的新风经过回风箱处理的方案相比，减少了风机盘管中风机的风量，减少了噪声，当风机盘管不运行时新风继续送风，不经过回风口，增加了室内空气品质。
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