8.3 空气调节系统

8.3.1 本条规定了选择空气调节系统的原则。
    本条是选择空气调节系统的总原则，其目的是为了在满足使用要求的前提下，尽量做到节省一次投资、系统运行经济、减少能耗。
8.3.2 本条规定了空气调节风系统的划分。
    1 考虑到将不同要求的空气调节区放置在一个空气调节系统中难以控制、影响使用，所以强调不同要求的空气调节区宜分别设置空气调节风系统。但有适应不同区域不同要求的措施时，如采用设有末端装置的变风量系统或采用分区送风型空气处理装置时，可合设。
    5 同一时段需供冷和供热的空气调节区，指不同朝向空气调节区、外区与内区等。内、外区负荷特性相差很大，尤其是冬季或过渡季，常常外区需送热时，内区因过热需全年送冷，过渡季节朝向不同的空气调节区也常需要不同的送风参数，推荐按不同区域分别设置空气调节风系统，易于调节及满足使用要求。
8.3.3 本条规定了全空气定风量空气调节系统的选择设计。
    (1) 空气系统存在风管占用空间较大的缺点，但人员较多的空气调节区新风比例较大。与风机盘管加新风等空气-水系统相比，多占用空间不明显；人员较多的大空间空气调节负荷和风量较大，便于独立设置空气调节风系统。因而不存在多空气调节区共用全空气定风量系统难以分别控制的问题；全空气定风量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；全空气系统的设备集中，便于维修管理。因此推荐在大空间建筑中采用。
    (2) 全空气定风量系统易于消除噪声、过滤净化和控制空气调节区温、湿度，且气流组织稳定，因此推荐用于要求较高的工艺性空气调节系统。
8.3.4 本条规定了一次回风系统的选择。
    目前，定风量系统多采用改变冷热水水量控制送风温度，而不常采用变动一、二次回风比的复杂控制系统，且变动一、二次回风比会影响室内相对湿度的稳定，也不适用于散湿量大，温、湿度要求严格的空气调节区；因此一般工程推荐系统简单、易于控制的一次回风系统。
    采用下送风方式的空气调节风系统以及洁净室的空气调节风系统(按洁净要求确定的风量往往大于以负荷和允许送风温差计算出的风量)，其允许进风温差都较小，为避免再热量的损失，不宜采用一次回风的全空气定风量空气调节系统，可以使用二次回风系统。
8.3.5 本条规定了设置进风机、回风机的双风机空气调节系统的选择。
    仅有送风机的单风机空气调节系统简单、占地少、一次投资省、运转耗电量少，因此常被采用。在需要变换新风、回风和排风量时，单风机空气调节系统存在调节困难、空气调节处理机组容易漏风等缺点：在系统阻力大时，风机风压高，耗电量大，噪声也较大。因此，宜采用双风机空气调节系统。
8.3.6 本条规定了变风量空气调节系统的选择。
    由于变风量系统的风量变化范围有一定的限制，且湿度不易控制，因此规定不宜用在温、湿度精度要求高的工艺性空气调节区；变风量系统末端装置由于控制等需要较高的风速、风压，末端阀门的节流及设小风机等都会产生较高噪声；因此不适用于噪声要求严格的空气调节区。变风量系统比其他空气调节系统造价高，比风机盘管加新风系统占据空间大，使用前应经技术经济比较，技术经济合理时可采用。
    1 负担多个空气调节区，各空气调节区负荷变化较大时，采用各个空调区分别设置变风量末端，或者采用空调机组分区送风集中设置变风量装置，均可达到系统变风量的目的，从而实现分室控制温度，以及节能运行的目的。
    2 条文中增加了单个空气调节区的全空气变风量空气调节系统。全空气系统部分负荷时如果不改变空气调节系统的送风量，要保持室内温度只能通过减小送风温差来达到热量平衡，此时热湿比线右移使室内相对湿度变大。如果采用变风量空气调节系统，部分负荷时通过减小送风量，不但可以节省风量输送电能，而且能够保持较低的相对湿度，减小室内金属零部件锈蚀。
8.3.7 本条规定了变风量空气调节系统的设计。
    1 对变风量空气调节系统，要求采用风机调速改变系统风量以达到节能的目的；不应采用恒速风机通过改变送风阀和回风阀的开度实现变风量等简易方法。
    2 当进风量减少时，新风量也随之减少，会产生新风不满足卫生要求的后果因此强调应采取保证最小新风量的措施。
    3 本款是对空气调节区可变风量范围的要求。
    4 变风量的末端装置是指送风口处的风量是变化的，不包括送风口处风量恒定的串联式风机驱动型等末端装置。当送风口处风量变化时，如果送风口选择不当，会影响到室内空气分布。但是采用串联式风机驱动型等末端装置时，则不存在上述问题。
8.3.8 本条规定了风机盘管加新风系统的选择设计。
    (1) 风机盘管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，比带冷源的分散设置的空气调节器和变风量系统造价低廉等优点。
    (2) “加新风系统”是指新风需经过处理，达到一定的参数要求，有组织地送入室内。本条将“经处理的新风宜直接送入室内”中的“宜”修改为“应”，是强调如果新风与风机盘管吸入口相接或只送到风机盘管的回风吊顶处，将减少室内的通风量，不利于节能。当风机盘管风机停止运行时，新风有可能从带有过滤器的回风口吹出，不利于室内卫生；
    (3) 风机盘管加新风系统存在着不能严格控制室内温、湿度，常年使用时冷却盘管外部因冷凝水而滋生微生物和病菌，恶化室内空气等缺点。因此对温、湿度和卫生等要求较高的空气调节区限制使用。
    (4) 由于风机盘管对空气进行循环处理，一般不做特殊的过滤，所以不应安装在机加工等油烟较多的空气调节区，否则会增加盘管风阻力及影响传热。
8.3.9 本条规定了蒸发冷却空调系统的选择，为新增条文。
    蒸发冷却空调系统是利用室外空气中的干、湿球温度差所具有的“天然冷却能力”，通过水与空气之间的热湿交换，对被处理的空气或水进行降温处理，以满足室内温、湿度要求的空调系统。
    1 在室外气象条件满足要求的前提下，推荐在夏季空调室外计算湿球温度较低的干燥地区(通常在低于23℃的地区)，如新疆、西藏、青海、宁夏、甘肃、内蒙古、陕西、云南等干热气候区，采用蒸发冷却空调系统，降温幅度大约能达到10℃～20℃的明显效果。蒸发冷却空调机组目前已在新疆、甘肃、宁夏和内蒙古等地区得到了大力推广与应用。
    2 对于工业建筑中高温车间，如铸造车间、熔炼车间、动力发电厂汽机房、变频机房、通信机房(基站)、数据中心等，由于生产和使用过程散热量较大，但散湿量较小或无散湿量，且空调区全年需要以降温为主，这时采用蒸发冷却空调系统或蒸发冷却与机械制冷联合的空调系统与传统压缩式空调机相比，耗电量只有其1/10～1/8。全年中过渡季节可使用蒸发冷却空调系统，夏季部分高温高湿季节蒸发冷却与机械制冷联合使用，以有利于空调系统的节能。
    3 对于纺织厂、印染厂、服装厂等工业建筑，由于生产工艺要求空调区相对湿度较高，宜采用蒸发冷却空调系统。另外，在较潮湿地区(如南方地区)，使用蒸发冷却空调系统一般能达到5℃～10℃左右的降温效果。江苏、浙江、福建和广东沿海地区的一些工业厂房，对空调区湿度无严格限制，且在设置有良好排风系统的情况下，也广泛应用蒸发式冷气机进行空调降温。
8.3.10 本条规定了蒸发冷却空调系统的设计要求，为新增条文。
    1 蒸发冷却空调系统的形式，按负担空调区热湿负荷所用的介质不同，可分为全空气式和空气-水式蒸发冷却空调系统。当通过蒸发冷却处理后的空气能承担空调区的全部显热负荷和散湿量时，应选全空气式蒸发冷却空调系统；当通过蒸发冷却处理后的空气仅承担空调区的全部散湿量和部分显热负荷，而剩余部分显热负荷由冷水系统承担时，系统应选用空气-水式蒸发冷却空调系统。空气-水式蒸发冷却空调系统中，水系统的末端设备可选用干式风机盘管机组、辐射板或冷梁等。
    2 全空气式蒸发冷却空调系统根据空气处理方式，可采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却、间接-直接复合式蒸发冷却(直接蒸发冷却与间接蒸发冷却组合的方式)、蒸发冷却-机械制冷联合式空调技术(蒸发冷却与机械制冷混合的方式)以及除湿-蒸发冷却(除湿与蒸发冷却混合的方式)。
    夏季空调室外计算湿球温度低于23℃的干燥地区，其空气处理可采用直接蒸发冷却方式。当空调区热湿负荷较大时，为强化冷却效果，进一步降低系统的送风温度，减小送风量和风管面积时，可采用复合式蒸发冷却方式。复合式蒸发冷却的二级蒸发冷却是指在一个间接蒸发冷却器后再串联一个直接蒸发冷却器；三级蒸发冷却是指在两个间接蒸发冷却器串联后，再串联一个直接蒸发冷却器；夏季空调室外计算湿球温度在23℃～28℃的中等湿度地区，单纯用复合式蒸发冷却已无法满足送风含湿量的要求，可采用在一个间接蒸发冷却器后，再串联一个空气冷却器(以间接蒸发冷却为主，机械制冷为辅)；夏季空调室外计算湿球温度高于28℃的高湿度地区，既可采用在一个间接蒸发冷却器后再串联一个空气冷却器(以机械制冷为主，间接蒸发冷却为辅)，又可采用除湿与蒸发冷却混合的方式，即采用冷冻除湿、转轮除湿及溶液除湿等除湿方法先将被处理空气处理到干燥地区的状态，然后再串联一个直接蒸发冷却器或复合式蒸发冷却器。
    直接蒸发冷却空调系统由于水与空气直接接触，其水质直接影响室内空气质量，故其水质应符合本规范第8.5.2条的规定。
8.3.11 本条规定了多联式空调系统的选择。
    多联式空调系统的主要工作原理是：室内温度传感器控制室内机制冷剂管道上的电子膨胀阀，通过制冷剂压力的变化，对室外机的制冷压缩机进行变频调速控制或改变压缩机的运行台数、工作气缸数、节流阀开度等，使系统的制冷剂流量变化，达到制冷或制热量随负荷变化的目的。由于该空气调节方式没有空气调节水系统和冷却水系统，系统简单，不需机房面积，管理灵活，可以热回收，且自动化程度较高，近年已在国内一些工程中采用。该系统一次投资较高，空气净化、加湿以及大量使用新风等比较困难，因此应经过技术经济比较后采用。由于制冷剂直接进入空气调节区，且室内有电子控制设备，当用于有振动、有油污蒸气、有产生电磁波或高次频波设备的场所时，易引起制冷剂泄漏、设备损坏、控制器失灵等事故，不宜采用该系统。
    1 使用时间接近的空调区设计为同一空调系统对运行调节有利，有利于提高部分负荷运行性能系数，建议采用。
    2 制冷剂管道长度，室、内外机位置有一定限制等，是采用该系统的限制条件。
    3 夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区一般不具备市政供热管网，需全年运行时宜采用热泵式机组。
    4 近年来，一些生产厂新推出了能同时进行制冷和制热的热回收机组。室外机为双压缩机和双换热器，并增加了一根制冷剂连通管道；当同时需供冷和供热时，需供冷区域蒸发器吸收的热量通过制冷剂向需供热区域的冷凝器借热，达到了全热回收的目的；室外机的两个换热器、需供冷区域室内机和需供热区域室内机换热器根据负荷的变化，按不同的组合作为蒸发器或冷凝器使用，系统控制灵活，供热、供冷一体化，符合节能的原则，所以推荐采用这种热回收式机组。
8.3.12 本条规定了低温送风系统的选择。
    低温送风系统具有以下优点：
    (1) 比常规系统送风温差和冷水温升大，送风量和循环水量小，减小了空气处理设备、水泵、风道等的初投资，节省了机房面积和风道所占空间高度。
    (2) 由于冷水温度低，制冷能耗比常规系统要高，但采用蓄冷系统时，制冷能耗发生在非用电高峰，而用电高峰期使用的风机和冷水循环泵的能耗却有显著的降低，因此与冰蓄冷结合使用的低温送风系统明显地减少了用电高峰期的电力需求和运行费用。
    (3) 特别适用于负荷增加而又不允许加大管道、降低层高的改造工程。
    (4) 加大了空气的除湿量，降低了室内湿度，增强了室内的热舒适性。
    蓄冰空气调节冷源需要较高的初投资，实际用电量也较大，利用蓄冰设备提供的低温冷水与低温送风系统结合，则可有效地减少初投资和用电量，且更能够发挥减小电力需求和运行费用的优点，所以特别推荐使用；其他能够提供低温冷媒的冷源设备，如干式蒸发或利用乙烯乙二醇水溶液作冷媒的空气处理机组也可采用低温送风系统；常规冷水机组提供的5℃～7℃的冷水，也可用于空气冷却器的出风温度为8℃～10℃的空气调节系统。
    低温送风系统的空气调节区相对湿度较低，送风量较小。因此要求湿度较高及送风量较大的空气调节区不宜采用。
8.3.13 本条规定了低温送风系统的设计。
    1 空气冷却器的出风温度：制约空气冷却器出风温度的条件是冷媒温度，如果冷却盘管的出风温度与冷媒的进口温度之间的温差(接近度)过小，必然导致盘管传热面积过大而不经济，以致选择盘管困难。送风温度过低还会带来以下问题：易引起风口结露；不利于风口处空气的混合扩散；当冷却盘管出风温度低于7℃时，可能导致直接膨胀系统的盘管结霜和液态制冷剂带入压缩机。
    2 送风温升：低温送风系统不能忽视的还有风机、风道及末端装置的温升，并考虑风口结露等因素，才能够最后确定室内送风温度及送风量。
    3 空气处理机组的选型：空气冷却器的迎风面风速低于常规系统，是为了减少风侧阻力和冷凝水吹出的可能性，并使出风温度接近冷媒的进口温度；为了获得低出风温度，冷却器盘管的排数和翅片密度也高于常规系统，但翅片过密或排数过多会增加风或水侧阻力、不便于清洗、凝水易被吹出盘营等，应对翅片密度和盘管排数两者权衡取舍，进行设备费和运行费的经济比较，确定其数值；为了取得风、水之间更大的接近度和温升及解决部分负荷时流速过低的问题，应使冷媒流过盘管的路径较长，温升较高，并提高冷媒流速与扰动，以改善传热。因此冷却盘管的回路布置常采用管程数较多的分回路的布置方式，但增加了盘管阻力。基于上述诸多因素，低温送风系统不能采用常规空气调节系统的空气处理机组，应通过技术经济分析比较，严格计算，进行设计选型。本规范参考《低温送风系统设计指南》(美国Allan T.Kirkpatrick和James S.Elleson编著，汪训昌译)一书，它给出了相关推荐数据。
    4 低温送风系统的保冷：由于送风温度比常规系统低，为减少系统冷量损失和防止结露，应保证系统设备、管道及附件、末端送风装置的正确保冷与密封，保冷层应比常规系统厚。
    5 低温送风系统的末端送风装置；因送风温度低，为防止低温空气直接进入人员活动区，尤其是采用变风量空气调节系统，当低负荷低进风量时，对末端送风装置的扩散性或空气混合性有更高的要求。
8.3.14 本条规定了设置单元式空气调节机的原则，为新增条文。
    单元式空气调节系统是指空气调节机组带有压缩机、冷凝器、直接膨胀式蒸发器、空气过滤器、通风机和自控系统等整套装置，可直接对空气调节区进行空气处理，实施温、湿度控制。整体式空气调节机组所有部件组合成一体，分体式空气调节机组是将部件分成室外机和室内机两部分分别安装。
    直接膨胀式包括了风冷式和水冷式两类。本条指出了某些需空气调节的建筑或房间，采用分散设置的整体或分体直接膨胀式空气调节机组比设集中空气调节更经济合理的几种情况，这在工业厂房及辅助建筑中很常用。风冷小型空气调节机组品种繁多，有风冷单冷(热泵)空气调节机组、冷(热)水机组等。当台数较多且室外机难以布置时，也可采用水冷型机组，但需设置冷却塔，在冷却水管的设置及运行管理上都比较麻烦，因此较少采用。直接膨胀式空调机组采用蒸发式冷凝器，制冷性能系数高，运行节能效果较好；其系列产品中制冷性能系数(COP)一般可达到3.0以上，比现行国家标准《蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组 第2部分：户用或类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T 18430.2中的COP规定值高出近40％，节能效果显著，对于符合上述情况的建筑均较为适用。
    单元式空气调节系统用于空气调节房间面积小且比较分散的场合，是比较经济的方式。
    使用时间不一致大致有以下几种情况：一是白天工作与全天工作不一致，二是季节性工作与全年工作不一致，等等。
8.3.15 本条规定了单元整体、分体式空气调节系统设计，为新增条文。
    在气候条件允许的条件下，采用热泵型机组供暖比电加热供暖节能。工业厂房一般有蒸汽或热水供给，这时可利用集中热源供热。对于屋顶单元式空气调节机，可根据需要配备机组功能段，如过滤段、新风净化段、热水或蒸汽加热段等。非标准设备宜按机电一体化要求配置机组，自带温度控制、湿度控制、过滤器压差报警、连锁、自动保护等功能。
8.3.16 本条规定了直流式系统的选择。
    直流系统不包括设置回风，但过渡季可通过阀门转换采用全新风直流运行的全空气系统。本条是考虑节能、卫生、安全而规定的，一般全空气调节系统不宜采用冬、夏季能耗较大的直流式(全新风)空气调节系统，而宜采用有回风的混风系统。
8.3.17 本条规定了湿热地区全新风空气调节系统防止室内结露的措施。
    采用房间温度或送风温度控制表冷器水阀开度时，有阀门全关的情况出现，这时未经除湿的新风直接送入室内，室内易出现结露现象。避免这种情况出现的方法有定露点控制加再热方式、设定水阀不能全关、工艺允许的情况下改变送风量等。
8.3.18 本条规定了空气调节系统的新风量。
    有资料规定，空气调节系统的新风量占进风量的百分数不应低于10％，但温、湿度波动范围要求很小或洁净度要求很高的空气调节区送风量都很大，如果要求最小新风量达到送风量的10％，新风量也很大，不仅不节能，大量室外空气还影响了室内温、湿度的稳定，增加了过滤器的负担；一般舒适性空气调节系统，按人员和正压要求确定的新风量达不到10％时，由于人员较少，室内CO₂  浓度也较低(氧气含量相对较高)，没必要加大新风量。因此本规范没有规定新风量的最小比例(即最小新风比)。
8.3.19 本条是关于新风进风口的规定。
    (1) 新风进风口的面积应适应新风量变化的需要，是指在过渡季大量使用新风时，可设置最小新风口和最大新风口或按最大新风量设置新风进风口，并设调节装置，以分别适应冬夏和过渡季节新风量变化的需要。
    (2) 系统停止运行时，进风口如果不能严密关闭，夏季热湿空气侵入会造成金属表面和室内墙面结露；冬季冷空气侵入将使室温降低，甚至使加热排管冻结。所以规定进风口处应设有严密关闭的阀门，寒冷和严寒地区宜设保温阀门。
8.3.20 本条规定了空气调节系统的排风出路和风量平衡。
    考虑空气调节系统的排风出路(包括机械排风和自然排风)及进行空气调节系统的风量平衡计算，是为了使室内正压不要过大，造成新风无法正常送入。
    机械排风设施可采用设回风机的双风机系统或设置专用排风机，排风量还应随新风量变化，如采取控制双风机系统各风阀的开度或排风机与新风机连锁控制风量等自控措施。
8.3.21 本条规定了空气处理机组的设置及安装位置。
    空气处理机组安装在空调机房内，有利于日常维修和噪声控制。
    空气处理机组安装在邻近所服务的空调区机房内，可减小空气输送能耗和风机压头，也可有效地减小机组噪声和水患的危害。新建筑设计时，应将空气处理机组安装在空调机房内，并留有必要的维修通道和检修空间；同时宜避免由于机房面积的原因，机组的出风风管采用突然扩大的静压箱来改变气流方向，以导致机组风机压头损失较大，造成实际送风量小于设计风量的现象发生。
    为降低风机和水泵运行时的振动对工艺生产和操作人员的影响，空调机组所配的风机和水泵应设置良好的减振装置，对于某些精密加工生产工艺对微振要求很高时，风机和水泵可设置多级减振。
    为保证空气处理机组表冷器凝结水排水顺畅，应根据机组排水处的压力合理设置排水水封。排水水封的做法可参照图1；图1(a)适合于排水处为负压，图1(b)适合于排水处为正压。