這里討論的空調(diào)系統(tǒng)僅涉及空氣處理系統(tǒng)而不包括冷熱源,是傳統(tǒng)的分類(lèi)方法。
1)按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類(lèi)
a)集中式系統(tǒng)
所有空氣處理設(shè)備(通常為組合式空調(diào)機(jī)組)集中于空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi),經(jīng)過(guò)處理的空氣通過(guò)送風(fēng)管分送到各空調(diào)區(qū)域。大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)采用回風(fēng),則回風(fēng)通過(guò)回風(fēng)管返回空調(diào)機(jī)房。集中式系統(tǒng)的本質(zhì)是空氣集中處理,在空調(diào)空間內(nèi)不再有二次空氣處理設(shè)備。集中式系統(tǒng)也就是全空氣系統(tǒng),通常應(yīng)用于空氣處理要求比較高的科研、生產(chǎn)場(chǎng)合以及民用建筑內(nèi)的高大空間(如體育館、影劇院、會(huì)議廳、宴會(huì)廳、商場(chǎng)等)。集中式系統(tǒng)因?yàn)椴捎昧擞刹煌δ芏谓M合而成的空調(diào)機(jī)組,所以可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣最完善的處理,在空調(diào)區(qū)域沒(méi)有冷凍水及冷凝水管道,避免了可能發(fā)生的漏水、滴水問(wèn)題,室內(nèi)沒(méi)有濕表面,不易滋生細(xì)菌,衛(wèi)生條件比較好;但它需要專(zhuān)用空調(diào)機(jī)房,需要較高的建筑層高以布置送回風(fēng)管,當(dāng)處理風(fēng)量比較大時(shí),對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)及其他設(shè)備專(zhuān)業(yè)的要求比較高;由于采用回風(fēng),所以不同空調(diào)區(qū)域的空氣會(huì)通過(guò)回風(fēng)相混合,存在交叉污染的可能;當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)于多個(gè)要求不同的空調(diào)區(qū)域時(shí),在分區(qū)域調(diào)節(jié)控制方面比較復(fù)雜,甚至?xí)y以達(dá)到控制要求。
集中式系統(tǒng)與所謂的“中央空調(diào)系統(tǒng)”在學(xué)術(shù)上是不同的概念。前者有明確的定義,國(guó)標(biāo)GB50155-92《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》將集中式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(central air conditioning system)定義為“集中進(jìn)行空氣處理、輸送和分配的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)”,在經(jīng)典的空調(diào)教科書(shū)中有同樣明確定義,如《空氣調(diào)節(jié)》教材中的定義是“所有空氣處理設(shè)備(包括風(fēng)機(jī)、冷卻器、加濕器、過(guò)濾器等)都設(shè)在一個(gè)集中的空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)”。后者是源自于市場(chǎng)商業(yè)宣傳的名詞,盡管現(xiàn)在也得到廣泛使用,但尚無(wú)科學(xué)確切的定義。它籠統(tǒng)地描述那些使用集中的冷熱源和集中控制的系統(tǒng)形式,雖然集中式系統(tǒng)也可歸入所謂的“中央空調(diào)系統(tǒng)”,但它還包括許多下文將要介紹的非集中式系統(tǒng),例如在辦公樓和賓館廣泛采用的風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)及近年來(lái)興起的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)都被稱(chēng)為“中央空調(diào)系統(tǒng)”,然而它們都不是目前所定義的集中式空調(diào)系統(tǒng)。
b)分散式系統(tǒng)
空氣處理設(shè)備(通常為風(fēng)機(jī)盤(pán)管、室內(nèi)機(jī)等)分散設(shè)置在各空調(diào)區(qū)域內(nèi)獨(dú)立地對(duì)該區(qū)域的空氣進(jìn)行處理,處理過(guò)程所需的冷熱工質(zhì)可以是集中供給的(如風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的冷熱水系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的冷劑系統(tǒng)等),也可以是獨(dú)立機(jī)組自帶的(如家用空調(diào)器等)。分散式系統(tǒng)有布置靈活、調(diào)節(jié)方便、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn),但也存在空氣處理標(biāo)準(zhǔn)與能力較低、濕度控制不佳、設(shè)備噪聲、凝結(jié)水排放及與建筑裝修配合等問(wèn)題。
c)半集中式系統(tǒng)
結(jié)合了上述兩種系統(tǒng)形式,既有集中也有分散的空氣處理設(shè)備。典型的代表是風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng)。部分空氣處理設(shè)備(如新風(fēng)空調(diào)機(jī)組)集中設(shè)置,如集中式系統(tǒng)一樣將集中處理的空氣分送各空調(diào)區(qū)域;部分空氣處理設(shè)備(如風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組)分散設(shè)置,獨(dú)立處理各自區(qū)域的空氣,所以兼有上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。帶有集中新風(fēng)處理系統(tǒng)的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)也屬此列。
2)按負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷的工作介質(zhì)分類(lèi)
所謂負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷的工作介質(zhì)是指進(jìn)入空調(diào)室內(nèi)攜帶室內(nèi)熱濕與污染負(fù)荷后離開(kāi)室內(nèi)的介質(zhì)。
a)全空氣系統(tǒng)
室內(nèi)負(fù)荷全部由送入室內(nèi)的經(jīng)過(guò)處理的空氣負(fù)擔(dān),屬于集中式系統(tǒng)。夏季送入溫濕度較低的空氣,吸收了室內(nèi)的余熱和余濕后排出房間,冬季則相反。由于空氣的比熱較小,需要較大的空氣流量才能滿(mǎn)足消除負(fù)荷的要求,所以通常要求用斷面積較大的風(fēng)管,占用較多的建筑空間。
由于送入的空氣可以經(jīng)過(guò)集中凈化處理,送風(fēng)中的有害物含量較低,所以還可以有效消除室內(nèi)的污染負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)較高的室內(nèi)潔凈度,這是其他形式的系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)送風(fēng)量是否可變,全空氣系統(tǒng)又分為定風(fēng)量系統(tǒng)和變風(fēng)量系統(tǒng)。定風(fēng)量系統(tǒng)控制比較簡(jiǎn)單,通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)的溫度或間斷性送風(fēng)來(lái)適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化。變風(fēng)量系統(tǒng)可以采用調(diào)節(jié)送風(fēng)量(或結(jié)合調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度)的方法適應(yīng)負(fù)荷變化,后者的調(diào)節(jié)效果優(yōu)于前者,但系統(tǒng)及控制要復(fù)雜得多。變風(fēng)量系統(tǒng)從理論上講要比定風(fēng)量系統(tǒng)節(jié)能,但若設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試存在問(wèn)題,也可能達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能效果。
b)全水系統(tǒng)
室內(nèi)負(fù)荷全部由送入室內(nèi)的經(jīng)過(guò)處理的水負(fù)擔(dān),屬于分散式系統(tǒng)。夏季送入溫度較低的水,在室內(nèi)空氣處理設(shè)備中吸收了室內(nèi)空氣的余熱和余濕后排出房間。由于水的比熱遠(yuǎn)大于空氣,所以對(duì)于處理同樣的室內(nèi)負(fù)荷,所需的水量遠(yuǎn)小于空氣量,水管的尺寸遠(yuǎn)小于風(fēng)管,可以少占空間與層高。但全水系統(tǒng)無(wú)法解決室內(nèi)的污染負(fù)荷,也不能對(duì)室內(nèi)空氣加濕,所以除了住宅等一些可以通過(guò)其他手段通風(fēng)換氣的和濕度控制要求不高的場(chǎng)合,一般不單獨(dú)采用。由于水管進(jìn)入空調(diào)區(qū)域,還可能產(chǎn)生水滲漏等問(wèn)題。
c)空氣—水系統(tǒng)
室內(nèi)負(fù)荷由送入室內(nèi)的經(jīng)過(guò)處理的空氣和水共同負(fù)擔(dān),屬于半集中式系統(tǒng)。這種系統(tǒng)形式兼有上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),既可減少對(duì)空間的占用、調(diào)節(jié)方便靈活,又能滿(mǎn)足室內(nèi)的衛(wèi)生要求,所以應(yīng)用十分廣泛。典型的有風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng),還有誘導(dǎo)器系統(tǒng)(現(xiàn)在應(yīng)用較少)及近年來(lái)應(yīng)用漸多的輻射供熱供冷+新風(fēng)系統(tǒng)。
d)制冷劑系統(tǒng)
室內(nèi)負(fù)荷全部由送入室內(nèi)的制冷劑負(fù)擔(dān),屬于分散式系統(tǒng)。設(shè)于室內(nèi)的空氣處理裝置在夏季實(shí)質(zhì)上是制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器,對(duì)于熱泵式機(jī)組冬季轉(zhuǎn)換為冷凝器。窗式空調(diào)器、分體式空調(diào)器(一拖一、一拖多)、柜式空調(diào)器以及近年來(lái)發(fā)展迅速的多聯(lián)機(jī)均屬此類(lèi)系統(tǒng)。如果另外配置了集中的新風(fēng)處理系統(tǒng),則成為空氣—制冷劑系統(tǒng),應(yīng)歸入半集中式系統(tǒng)。
3)按送風(fēng)空氣的來(lái)源分類(lèi)
a)封閉式系統(tǒng)
所有送風(fēng)都來(lái)自于室內(nèi)回風(fēng),空氣處理設(shè)備不處理室外新風(fēng)。由于是對(duì)室內(nèi)空氣循環(huán)使用,所以系統(tǒng)耗冷、熱量少,比較節(jié)能,但室內(nèi)污染無(wú)法排除,空氣質(zhì)量難以保證,如果要長(zhǎng)期使用,必須考慮空氣的凈化與再生問(wèn)題。在大多數(shù)住宅和少數(shù)辦公、商業(yè)等建筑中應(yīng)用的前提是具備開(kāi)門(mén)窗通風(fēng)換氣的條件。這種系統(tǒng)主要應(yīng)用于特殊場(chǎng)合,例如潛艇、戰(zhàn)備工程、人防工程的戰(zhàn)時(shí)隔絕式通風(fēng)等。
b)直流式系統(tǒng)
所有送風(fēng)都來(lái)自于室外新風(fēng),空氣處理設(shè)備不處理室內(nèi)回風(fēng)。由于采用全新風(fēng),室內(nèi)空氣質(zhì)量可以得到較好的保證,避免了采用回風(fēng)可能造成的交叉污染,但系統(tǒng)耗冷、熱量大,能耗高,所以通常只用于室內(nèi)散發(fā)有害物量大、危險(xiǎn)性大,不允許采用回風(fēng)的場(chǎng)合。為了節(jié)能,條件允許時(shí)可以考慮對(duì)排風(fēng)采用合適的熱回收技術(shù)。
c)混合式系統(tǒng)
送風(fēng)部分來(lái)自于室內(nèi)回風(fēng)、部分采用室外新風(fēng),空氣處理設(shè)備處理來(lái)自新風(fēng)與回風(fēng)的混合空氣。這種系統(tǒng)形式具備了上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),兼顧節(jié)能與健康,是目前應(yīng)用最廣泛的形式。
4)按服務(wù)對(duì)象分類(lèi)
a)工藝性空調(diào)
為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、軍事、航天等領(lǐng)域的生產(chǎn)科研過(guò)程提供滿(mǎn)足特定要求的空氣環(huán)境。根據(jù)具體工藝要求,所控制的環(huán)境參數(shù)及精度、系統(tǒng)形式與技術(shù)含量有很大差別。如果上述環(huán)境中有操作人員,還必須考慮人員的健康與舒適要求。
b)舒適性空調(diào)
為人員工作和生活提供健康舒適的空氣環(huán)境,有時(shí)也稱(chēng)為民用空調(diào),通常應(yīng)用于公共建筑、辦公樓、學(xué)校與住宅等。與工藝性空調(diào)相比,其系統(tǒng)形式及控制要求相對(duì)簡(jiǎn)單。
有些工程對(duì)象中同時(shí)包含有上述兩類(lèi)系統(tǒng),例如工業(yè)企業(yè)中也有辦公樓、食堂、宿舍等。
具體工程應(yīng)采用什么類(lèi)型的空調(diào)系統(tǒng)要根據(jù)具體情況而定,除了滿(mǎn)足必要的環(huán)境條件外,還要考慮與周遍環(huán)境、建筑、結(jié)構(gòu)、能源供應(yīng)、造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行管理、使用壽命、環(huán)境友好性等許多因素。同類(lèi)工程的技術(shù)方案可能有相似性,但不是唯一的。同一工程中可以包含不同類(lèi)型的空調(diào)系統(tǒng)。