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空气和水系统

www.bysj580.com / 2017-03-12
空气和水系统
1介绍
  通过分发空气和水系统状态空间的空气和水对终端单元安装在空间。
空气和水是冷却和/或加热在中央机械设备的房间。提供的空气称为初级空气来区分它从空气循环(或中学)的房间。
  空气和水系统,用于各种建筑类型列在下面。并不是所有的这些系统也同样有效的在一个给定的项目。并不是所有的这些系统平等的使用在当今的设计环境。然而,他们提出了提供一种固有的可能性和限制的感觉在空气和水 HVAC系统的使用。
  熟悉空气和水信息系统在“室内终端系统”陈汇的章假设Handbook-HVAC系统和设备在本手册。基本物质资源通常是不这里重复。
2应用程序
2.1 优点和缺点
  由于更大的比热和密度更大水与空气相比,管道的横截面积比这小得多的管道系统提供相同的冷却(降温)能力。因为很大一部分空间加热/冷却负载是由水处理这种类型的系统的一部分,他总管分布要求空气和水系统相当小于一个全空气系统节省了建筑空间。如果系统是这样设计的,主要的空气供应等于通风要求或平衡排气的要求,一个回风系统可以被消除。空气处理系统小于,全空气系统,但积极的通风吗是保证。许多区域可以单独和他们的控制同时、独立冷却或加热要求满意。在适当的时候这样做(如在空闲的时间),空间加热只能由操作提供水的一面system-without操作中央空调系统。当所有主空气从户外,之间的交叉污染房间的合理控制。
  设计中间赛季运行是至关重要的。
  之间的转换操作(季节)是很困难的需要一个知识渊博的员工。控制要复杂得多全空气系统和湿度不能严格控制。感应和风机盘管末端单元需要频繁的太空维护。
2.2适宜性建筑类型
  空气和水系统主要用于周边建筑高的空间合理的加载,关闭控制湿度并不是一个主要标准。这些系统在工作办公大楼、医院、学校、公寓等建筑,他们的能力可以满足工程设计意图和标准。在大多数的气候,这些系统被设计来提供(1)所有需要的加热和冷却需求空间和(2)同时在不同的空间加热和冷却在中间的季节。
3系统的概念
  空气和水系统包括中央空调设备、管道和配水系统和终端的房间。后者可以感应单元,风机盘管单位,或传统的供应空气网点结合辐射板。通常,主空气系统是定容。它提供了所有的通风和空气通常覆盖空间的一些潜在的冷却和一些空间合理的冷却/加热。水系统可能是两个,三个、或四通管安排和提供的大多数明智的冷却/加热和冷却(除了潜伏辐射板系统,没有潜在的冷却)。这三个配水安排将在第8章中详细讨论。
  在一个典型的空气和水系统,主要的空气冷却冷冻水由制冷机(尽管在较小的系统直接蒸发冷却线圈可以使用)。他的房间终端空调系统设计手册丨163单位提供的连接到一个冷却器和水系统锅炉。主要空气系统可能包含一个可选的再热器。主空气所有室外空气或,如果回风系统,户外和回风的混合物。返回的百分比空气总是小的。因此,遇到严寒的地方,需要预热器在中央空气处理程序。中央系统过滤器应该更高的效率比在一个全空气系统弥补减少稀释污染物的空间最小的机场旁边的流率。
  当个别区域很大,水(终端)的单位通常不是位于条件空间但有些距离,它们的输出空气向房间供应终端通过管道系统。
  一个制度安排包括个人终端的使用单位在每个区域提供空调。在这种方法中,安装单位的四周building-one /小房间的空间,不止一个需要时为大房间。单位完成与套管、粉丝、水盘,过滤器,和风扇电机。开放在后面或底部的单位连接到室外进气。grille-covered开放的前单位许可(返回)空气的房间。线圈在单位提供冷冻水制冷植物在夏天,在冬天用热水热热水器或热交换器。每个房间(区域)特性的个体温度控制。然而,相对湿度取决于房间温度、单元操作的时间长度保持温度,chilled-water温度。来提供适当的控制相对湿度,一个单独的加热盘管有时被包括,除湿和再热可以吗完成。这需要使用four-pipe水系统。在另一种安排,卧式风机盘管机组暂停在每个区域。fan-coils配有冷冻水在夏天,在冬天和热水。走廊的天花板毛皮制的形成一个绝缘的充气条件(冷却和除湿)室外空气流通。这个空气提供通风和除湿功能。房间的终端单位从走廊充气吸引一些空气,混合从房间回风,进一步的条件,和解除条件混合进房间。
  辐射加热和冷却的面板也可以申请空气和水系统。他们是兼容两个、三个,和四通管分配安排。这些电池板中讨论164丨空气和水系统“面板加热和冷却”陈汇手册-章暖通空调系统和设备。
  控制在空气和水系统通常是这样安排的,在设计冷却负荷,主要提供以较低的空气比室温和冷冻水通过终端流通线圈单元水。在过渡几个月,主要的空气加热和冷冻水仍流传在水中线圈。随着室外温度进一步降低,温暖(加热)主空气转向寒冷的空气,和冷冻水的交换热水。最后之间的过渡冷,热水供应被称为系统切换点。转换不了相同的所有外墙(方向)的建筑,需要小心系统设计和分区。适当的转换对于居住者来说是至关重要的
  在双管分配安排舒适;转换3 个-或四通管系统更为宽容,冷和热水过渡期间都可以提供。
 
4 主要空气系统
  图7 - 1显示了主要空气系统双管分布与感应终端单元。这样的空气系统与single-zone系统在6.7节讨论。如果一个特定的湿度比冬天,维护一个加湿器必须安装。一个空气感应单元所示图7 - 2和风机盘管机组是如图7-3所示图7 - 1。主要空气系统。
  空调系统设计手册丨165
   数量为每个区是由一次空气
l 通风要求,
l 在最大冷却load-this明智的冷却要求等于房间的冷负荷不足容量明智的房间的(水)冷却线圈,和图7 - 2)。空气和水感应单元。图7-3.空气和水风机盘管机组。
166丨空气和水系统
l 最大的冷却要求的转换冬季循环冷却水时不再流通线圈。
  最大的冷却要求的转换他主要供应空气通常除湿“中和”室外空气潜在的负荷,同时也导致潜在的空间负载控制。含水率目标供应空气估计从
  水渍险= Wr -(ql - qt)/(F Qp)、(7 - 1)
 在哪里
水渍险=基本空气湿度比,磅水/磅干燥的空气(克/公斤);
  Wr =最大期望的湿度比区/磅磅水干空气(克/公斤);
  ql =房间潜在负载,Btu / h[W];
  qt =终端设备潜在的冷却能力,Btu / h[W];
    Qp =主空气流量,cfm(L / s);F = 4840[3.0]。
   提供大量的一次空气潜力,空气离开冷却线圈通常必须50°F 55°F[10.0°C12.8°C)和接近饱和,需要深线圈和一个相当chilled-water温度较低。  需要再热盘管双管系统,以防止在低过冷的空间负载条件下。  
对湿度行为空气和水感应系统图7 - 4所示(夏季高峰)和图7 - 5(冬天吗峰)。这些数据说明的操作系统,夏天,所有的潜在的冷却和明智的冷却的一部分执行的一次空气,水盘提供了额外的明智的冷却。在冬天,主空气预热证明是湿润,而线圈执行所有加热水。可以使用其他操作策略,其中最主要的空气基本上只处理通风负荷。这些模式还有效系统的一次空气提供风机盘管通过直接连接空气供给装置。
5WATER-SIDE系统
  全水路系统将在第8章中详细讨论,参考这一章设计水方面的协助空气和水系统。

通过线圈或流动的空气通过它在冬天,冷却线圈可以转换为加热盘管(双管系统)或一个单独的加热盘管(3 -或提供四通管系统)。 所需的线圈冷却能力的房间合理的负载降低主的明智的冷却能力空气中。大多数空气和水系统旨在提供冷却全年一次空气。加热线圈的能力因此必须处理房间的热负荷和设计吗主空气冷却效果。选择线圈保守克服任何水系统失衡。
5.1泵的曲线对系统性能的影响
  关键变量定义泵/管道的性能系统提供的升压泵(来抵消在管道的压降)和水的流量。的关系泵和管道之间决定的平衡点系统操作满足。典型的性能曲线离心泵泵家族如图7所示操作在1750 rpm。在低流率,曲线(显示流和头部)之间的关系是相当单调;在高流量利率曲线都有明显的减少可用的头增加流量。

由三方阀门控制,而在图7-7b由双向阀控制。三向阀的目的是整个coil-valve有点维持恒定的压降结合,双向阀压降为了减少流量增加。所示的网络图7-7a是“直接回报,”高的缺点压差在阀门和线圈靠近泵。 一个更加平衡的压差出现在“reverse-return”系统,显示在图7-7b,回报在最近的开始线圈和收益远的返回之前的总流泵。这也产生了相对更多的自动平衡系统水流动。
  安全阀的流图7-7b路径允许一个低流量通过系统,如果所有的泵控制阀门关闭,泵出口压力上升。一个双向阀系统的运行特性是,什么时候线圈体验low-flow-rate需求,压差在流量控制阀上涨。他阀门调整到接近他们完全关闭位置,小杆位置的变化这种情况可以改变流量appreciably-bringing阀的危险“狩猎”。
  泵的组合特征与管道网络在某种形式的流控制定义了系统行为。图7 - 8显示了头流曲线的一个泵(一个11。图7 - 6(280毫米)叶轮)。泵的效率和需要的泵浦功率流量也的功能供应。叠加在泵的特点是几个管道网络特征与他们预期的抛物线形状。
  最低的管道曲线可能代表三通阀网络图7-7a或双向阀图7-7b的网络阀门全开。泵和的十字路口管道曲线的“平衡点”,表明头部和流率条件下,特定的组合操作。电脑仿真允许组件,这样一个系统的分析20卷,例如,可以通过使用优化4三通阀门在液压最偏远的分和16双向阀不需要安全阀。
  三通阀控制,管道曲线仍然基本上常数无论负载线圈所要求的。对泵继续交付2250 gpm(142 L / s)的负责人100英尺(299 kPa)。双向阀控制,然而,管道网络压降随着流量的增加减少了空调系统设计手册丨171
  产生不同的管道系统曲线为每个新调整。两个不同的曲线与他们不同的平衡点如图7 - 8所示。泵性能变化显著操作范围的变化特征管道网络。流量的减少和操作条件向上移动,左沿泵特点,泵效率从75%提高到和通过它最多85%,然后再次降低。对能力要求泵减少水流的压制。
  一个相关的基本决策系统成本图7 - 6和7 - 8。考虑系统的规范大口径管道以其合成低的压降。而这可能会增加管道成本,它可能会使用一个更小的泵,例如11。(280毫米)直径叶轮如图7 - 6所示。这在第一泵可能略低成本,但其巨大的优势在于降低泵的能源成本。系统曲线和泵曲线将躺下图在图7 - 8和电力需求的平衡点会减少。请注意系统的一个元素的变化(管道)改变操作条件强加于另一个系统的元素(泵)。
5.2 双管系统
5.2.1 转换。
  对于一个系统使用室外空气,有室外温度冷却不再是机械图7 - 8。泵和管道网络曲线。
172丨空气和水系统
必需的在这一点上,冷却可以满足使用要求室外空气only-essentially一个省煤器操作甚至在降低温度,加热而不是冷却是必要的全空气系统的操作与室外空气很少需要100%机械冷却在室外空气温度低于50°F或55°F(10.0°C或12.8°C)。因为空气和水系统涉及气流大大低于全空气系统,然而,他们可能需要机械冷却远低于室外温度50°F(10°C)。
  从夏季到中级过渡到冬天gradual-although迅速改变天气模式可以吗需要转换系统性能的一个24 -小时内。冷却加热系统操作的转换应该反映这一过渡。  twopipe这并不容易系统,它是用3至four-pipe变得更为容易系统。双管系统,改变操作开始渐渐地,与主空气温度的增加室外温度下降。这可以防止区域小冷却负荷变得太冷。 水侧提供冷水在夏季和中间操作。图7说明了summer-cycle的干湿表操作转换温度附近。
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