集中式空调系统的不同分类方法

（一）全空气式空调系统

全空气式空调系统又称集中式空调系统，是指空调房间内的余热、余湿全部由经过处理的空气来负担的空调系统。全空气式空调系统在夏季运行时，如房间内有余热和余湿，可用低于室内空气温度和含湿量的空气送入房间内，吸收室内的余热、余湿后，来调节室内空气的温度、相对湿度、气流速度、洁净程度和气体压力等参数。

由于空气的比热容小，用于吸收室内余热、余湿的空气需求量大，所以全空气式空调系统要求的风道截面积较大，占用建筑物空间较多。

全空气式空调系统按空调系统处理的空气来源分类可细分为以下几类：

1.循环式空调系统 循环式空调系统又称为封闭式系统。它是指空调系统在运行过程中全部采用循环风的调节方式。此系统不设新风口和排风口，只适用于人员很少进入或不进入、只需要保障设备安全运行而进行空气调节的特殊场所。

2.直流式空调系统 直流式空调系统又称为全新风空调系统，是指系统在运行过程中全部采用新风作为风源，经处理达到送风状态参数后再送入空调房间内，吸收室内空气的热湿负荷后又全部排掉，不用室内空气作为回风使用的空调系统。直流式空调系统多用于需要严格保证空气质量的场所或产生有毒或有害气体而不宜使用回风的场所。

3.一次回风空调系统 一次回风空调系统是指将来自室外的新风和室内的循环空气，按一定比例在空气热湿处理装置之前进行混合，经过处理后再送入空调房间内的空调系统。一次回风空调系统应用较为广泛，被大多数中央式空调系统所采用。

4.二次回风空调系统 二次回风空调系统是在一次回风空调系统的基础上将室内回风分成两部分，其中一部分引入空气处理装置中，经一次回风装置处理后，与另一部分没经过处理的空气（称为二次回风）混合，然后送入空调房间内。二次回风空调系统与一次回风空调系统相比更为经济、节能。

（二）全水式空调系统

空调房间内的余热和余湿全部由冷水或热水来负担的空调系统称为全水式空调系统。全水式空调系统在夏季运行时，将低于空调房间内空气露点温度的冷水送入室内空气处理装置——风机盘管机组（或诱导器），由风机盘管机组（或诱导器）与室内的空气进行热湿交换；冬季运行时，将热水送入风机盘管机组（或诱导器）与室内的空气进行热交换，使室内空气升温，以满足设计状态的要求。

由于水的比热容及密度比空气大，所以全水式空调系统的管道占用空间的体积比全空气式系统要小，能够节省建筑物空间，其缺点是不能够解决房间通风换气的问题。

（三）空气-水式空调系统

空调房间内的余热、余湿由空气和水共同负担的空调系统，称为空气-水式空调系统。系统的典型装置是风机盘管加新风系统。其结构示意图如图1-1所示。

图1-1 空气-水式空调系统结构示意图

1—过滤网 2—冷却器 3—加湿器 4—风机 5—风管 6—风机盘管

空气-水式空调系统是用风机盘管或诱导器对空调房间内的空气进行热湿处理，而空调房间所需要的新鲜空气则由集中式空调系统处理后，由送风管道送入各空调房间内。

空气-水式空调系统既解决了全水式空调系统无法通风换气的困难，又克服了全空气式空调系统要求风道截面积大、占用建筑空间多的缺点。

（四）冷剂式空调系统

冷剂式空调系统是指空调房间的热湿负荷直接由制冷剂负担的空调系统。局部式空调系统和集中式空调系统中的直接蒸发式表冷器就属于此类。

（五）双风道式空调系统

双风道空调系统采用两条风道：一条称为冷风风道；另一条称为热风风道。两条风道中的空气设计有各自的参数，当两条风道中的空气输送到各个空调房间中的送风口前面的混合箱内时，按各个空调房间所需要的空气参数进行混合，使其送风量和送风状态满足各个空调房间不同的需要。

双风管空调系统一般采用一次回风的方式，即采用一条回风风道回风。双风管空调系统对各空调房间负荷变化的适应性很强，能够同时对一部分房间供热，而对另一部分房间供冷。集中式双风管空调系统的示意图如图1-2所示。

图1-2 集中式双风管空调系统

1—空气过滤器 2—空气冷却器 3—挡水板 4—一级空气加热器 5—离心式或轴流式风机 6—一级空气分配室 7—二级空气冷却器 8—二级空气加热器 9—空气加湿器 10—二级空气分配室 11—诱导器 12—调风门 13—一级送风管 14—二级送风管 15—二次回风

集中式双风管空调系统中，混合箱是一个关键设备，其结构示意图如图1-3所示。

混合箱是用室内温度控制器来改变冷、热风比例的。它有两种功能：一是能根据房间负荷变化自动调节冷热风的比例，以满足室内空调对温度参数的要求；二是当其他房间调节冷风与热风的比例，造成整个系统压力变化时，不致引起本房间送风量的变化。混合箱的造价较高，在工程中可采用几个风口，或一个空调区域使用一个混合箱。对于多层建筑的宾馆的客房或写字楼的办公室其垂直部分使用双风道时，可在每层设置一个混合箱。经过混合箱处理后，空调系统送风形式可变为一般低速单风管空调系统。

图1-3 集中式双风管空调系统中的混合箱示意图

集中式双风管空调系统通常采用的工况参数如下：(www.xing528.com)

1）冷风温度全年为12～14℃；

2）夏季热风温度比室温高3℃；

3）冬季热风温度为35～45℃；

4）过渡季节热风温度为25～35℃；

5）热风量占总风量的50％～70％。

集中式双风管空调系统能较好地满足各个空调房间的空气调节要求，近年来在各类空调工程中已有不少应用，尤其是对于宾馆、办公楼、实验室、医院等负荷变化较大的场所尤为适用。

（六）变风量中央空调系统

普通的集中式空调系统的送风量是固定不变的，称为定风量系统。设计送风参数时可按房间最大热湿负荷值确定送风量。而实际上空调房间的热湿负荷在全年的大部分时间内低于最大值。当室内负荷减少时，定风量系统是靠调节二次加热量以提高送风温度（减少送风温差）的办法来维持室温的。这样既浪费热量，又浪费冷量，能源浪费很大。变风量系统根据空调房间内的热湿负荷变化，可随时改变送风量，以满足空调房间内空气参数稳定的需要。

图1-4 变风量中央空调系统的工作原理

最基本的变风量中央空调系统的工作原理图如图1-4所示。

变风量中央空调系统是依靠其末端送风装置来实现变风量的。

空调系统变风量末端装置的工作原理是，当空调送风通ＶaＶ末端时，借助于房间温控器，控制末端进风口多调节风阀的开闭，以不改变送风温度、改变送风量的方法，来适应空调负荷的变化。送风量随着空调负荷的减少相应减少，这样可减少风机和制冷机的动力负荷。

当系统送风量达到最小设定值，仍需要调整室内空气参数时，可直接通过加热器再加热，或起动一台辅助机吸取吊顶中的回风，送入末端机组内，与冷气流混合后一起通过加热器再加热后送入房间，达到维持室内空气参数的目的。

变风量中央空调系统在各空调房间的出风口前都装有独立的变风量末端装置，以便对空调房间实行变风量调节。末端装置结构形式主要有节流型和旁通型两种。

1.节流型末端装置　用风门调节送风口开启大小的方法来改变空气流通截面积的末端装置，称为节流型末端装置。

典型的节流型末端装置如图1-5所示。

图1-5a所示为文氏管型节流型末端装置。该装置有一个称为文氏管的筒体，筒体的内部装有带弹簧的锥形体构件，可以在筒体中移动。

文氏管有两个独立的动作部分：一个是随室内负荷变化、由室内温控器控制的电动或气动执行机构。它用来带动锥形体中心的阀杆，使锥形体在文氏管内移动，调节锥形体与管道间的通流面积，从而达到改变风量的目的。

另一个是定风量机构。所谓“定风量”，是指机构能自动克服某一风口因风量调节造成风道内静压变化而引起的风量再分配（即风量失调）的影响。定风量机构是依靠调整锥形体内的弹簧来达到定风量的目的。当风道内静压变化时，可使其内部的弹簧伸缩而使锥形体沿阀杆位移，以平衡管内压力的变化，锥形体与文氏管之间的开度再次得到调节，因而克服了因静压变化而引起风量失调的影响，维持了空调房间所需的风量。定风量机构通风量的范围是0.021～0.56m³/S（75～2000m³/H），筒体直径有ϕ150～ϕ300mm等多种。当风道上游气体压力在75～750Pa之间变化时，文氏管都有维持定风量的能力。

图1-5B所示为一种性能比较好的条缝送风型节流型末端装置。它的送风口呈条缝形，并可串联在一起与建筑结构相配合，使送风气流贴于天花板，即使送风量减少时，气流也不会直接下落。它的变风量与定风量作用是依靠其内部的一个橡皮囊来完成的。当室内负荷减少时，在室内温度控制器的作用下使橡皮囊充气膨胀，减少了流通空气的截面积，从而达到变风量的目的。

图1-5 节流型末端装置

1—执行机构 2—限位器 3—刻度盘 4—文氏管 5—压力补偿弹簧 6—锥体 7—定流量控制和压力补偿时的位置 8—间隔板 9—橡皮囊 10—静压箱 11、12—吸声材料 13—天花板

2.旁通型末端装置　用分流的方法来改变送往空调房间空气流量的末端装置，称为旁通型末端装置。典型的旁通型末端装置如图1-6所示。

图1-6 旁通型末端装置

1—进风 2—送风 3—回风 4—执行机构 5—温度控制器 6—风门

旁通型末端装置的工作原理是，在送风量不变的情况下，进入空调房间的风量是可以根据负荷变化进行改变的。旁通型末端装置设在旁通风口与送风口上的风阀与电动或气动执行机构相连接，控制送入空调房间内的空气量或房间回风返回风道的气流量的比例，根据空调房间内负荷的变化，随时改变送风量。这样，既节省了系统的能量，又满足了空调房间对送风量的要求。