《暖通空调》讲义[1]djc.docx

暖通空空调教教学计划划总学时：56（114周*4学时时/周）序号章 节学 时备 注1第1章 绪论论22第2章热热负荷、冷冷负荷与与湿负荷荷的计算算43第3章 全水水系统84第4章 蒸汽汽系统2自学为主主5第5章 辐射射采暖与与辐射供供冷2自学为主主6第6章 全空空气系统统与空气气-水水系统107第7章 冷剂剂式空调调系统28第8章 工业业与民用用建筑的的通风69第9章 悬浮浮颗粒与与有害气气体净化化6除尘器10第10章章 室室内气流流分布211第11章章 民民用建筑筑火灾烟烟气的控控制2自学12第12章章 特特殊建筑筑环境的的控制技术术2自学13第13章章 冷冷热源、管管路系统统及消声声减振214建筑节能能2暖通空空调讲讲义本课程学学习要求求第1章 绪论 （2学学时）1 采暖通风风与空气气调节的的含义人工环境境技术采暖（HHeattingg）：向向建筑物物供给热热量，保保持室内内一定温温度。通风(VVenttilaatinng)：利用室室外空气气（新风风）置换换室内空空气，以以改善室室内空气气品质。通通风功能能举例PP1. 其中，除除去室内内多余热热湿量受受室外空空气状态态的限制制。空气调节节(Aiir ccondditiioniing)：用技技术手段段对特定定空间室室内参数数进行调调节与控控制，并并提供足足够量的的新鲜空空气。室室内参数数包括建建筑热湿湿环境和和空气品品质等方方面。暖通空调调：HVVAC(Heaatinng, Venntillatiing andd Aiir ccondditiioniing)2 采暖通风风与空气气调节系系统的工工作原理理介绍工业业建筑和和民用建建筑采暖暖通风空空调系统统。P22。 提供供冷量热热量和风风量，控控制室内内状态和和空气品品质。冷负荷、湿湿负荷、热热负荷：概念工作原理理: 通通过采暖暖通风空空调系统统控制进出出房间的的热量、湿湿量和空空气量，在在所希望望维持的的特定空空间室内内状态范范围内实实现热量量、湿量量和风量量的动态态平衡。3 采暖通风风与空气气调节系系统的分分类按教材介介绍4 采暖通风风与空调调技术的的发展概概况第2章 热负负荷、冷冷负荷与与湿负荷荷计算（44学时）房间热负负荷、冷冷负荷与与湿负荷荷的概念念：P99注：1）对对建筑而而言，热热负荷主主要在冬冬季过程程，冷负负荷主要要在夏季季过程，湿湿负荷不不取决于于季节，只只取决于于过程。 22）上述述负荷是是暖通空空调设计计依据。其其计算以以室外气气象参数数和室内内空气参参数为依依据。1 室内外空空气计算算参数1） 室外空气气计算参参数：按采暖暖通风空空调设计计规范（GGBJ119-887）规规定。 同同规范(GBTT19-87)中的“暖通空空调设计计计算室室外气象象参数”，按全全年有少少数时间间不保证证室内温温湿度标标准而制制定。主主要有夏季空调调室外计计算干、湿湿球温度度用于计算算夏季新新风冷负负荷夏季空调调室外计计算年均均温度和和逐时温温度用于计算算围护结结构的非非稳态传传热量冬季空调调室外空空气计算算温度、相相对湿度度用于计算算围护结结构的热热负荷和和新风热热负荷冬季采暖暖室外计计算温度度和冬季季通风设设计温度度用于计算算通风量量和通风风冷负荷荷2） 室内空气气计算参参数：取决于舒舒适性、地地区、节节能等，参参照采采暖通风风空调设设计规范范（GGBJ119-887）规规定。2 冬季建筑筑热负荷荷 基本耗耗热量（式式2-33） 围护护结构的的耗热量量度 朝向构成 附加加耗热量量 风风力 外门开开户门窗缝隙隙渗入冷冷空气的的耗热量量（式22-4） 高高度3 夏季建筑筑围护结结构的冷冷负荷 含含义：通通过围护护结构的的传热量量形成的的冷负荷荷 计计算方法法：谐波波反应法法，冷负负荷系数数法等 外墙墙 （式式2-55）围护结构构 屋面（顶顶） 外玻玻璃窗 瞬瞬变抟热热（式22-9）日射得热热（式22-133） 内围围护结构构 2学学时 4 室内热源源散热引引起的冷冷负荷对流成分分：瞬时时冷负荷荷 显显热 辐射成成分：滞滞后冷负负荷（1）散散热 潜热热：瞬时时冷负荷荷（2）人人体散热热形成的的冷负荷荷以成年男男子散热热量为基基础 显热热散热冷冷负荷 潜热热散热冷冷负荷*CLQQ：人体体显热散散热负荷荷系统的的查表方方法，附附录2-23在室内的的总小时时数：如如剧院88：000122：000旅馆客房房12：00次日110：000等分别为44小时，110小时时每个人进进入室内内后的小小时数：从计算算时刻开开始（即即空调开开始时刻刻起，有有时了也也需要推推移一个个时间间间隔）到到计算时时刻为止止的在室室内时间间。5 新风负荷荷 夏季季空调新新风冷负负荷Qc,oo=Mo(ho-hR) (式式2-225) 冬季季空调新新风热负负荷Qhh,o=MoCp(to-tR) (式2-26)*前者与与焓差有有关，降降温与减减湿是同同一冷却却过程中中的两方方面。 后者只只与温差差有关，因因为加热热与加湿湿是独立立的两个个过程。6 空调室内内冷负荷荷与制冷冷系统冷冷负荷任一时刻刻，房间间得热量量房间瞬瞬时冷负负荷（房房间瞬时时冷负荷荷之和的的最大值值即“室内冷冷负荷”）室内冷负负荷+ 新风冷冷负荷+ 其它它热源形形成得冷冷负荷 = 制制冷系统统冷负荷荷讲解教材材图2-1练习：将将教材例例2-11中“西安”改为“北京”，其余余不变，再再进行计计算。第3章 全水系系统（88学时）1 全水系统统及其末末端装置置（2学学时）2 热水采暖暖系统（33.5学学时）3 全水风机机盘管系系统（00.5学学时）1全水水系统及及其末端端装置供热时，水水热媒媒供冷时，水水冷冻冻水或冷冷媒1）概述述组成：冷冷（热）源源，输送送管道、供供冷（热热）设备备（末端端装置）热水采暖暖系统：即供热热的全水水系统全水空调调系统： 以以全水风风机盘管管系统多多见，既既可用于于夏季供供冷，又又可用于于冬季供供热。若若仅用于于冬季供供热，比比热水采采暖系统统造价高高。2）全水水系统的的末端装装置散热器暖风机风机盘管管a）散热热器热工性能能：传热热系数 辐射散散热器（以以辐射为为主，有有对成分分）散热器种种类 对流散散热器（主主要是对对流） 柱型铸铁散热热器 翼翼型 新型钢钢制散热热器钢制散热热器 光排排管铝合金散散热器塑料散热热器散热器的的选择、布布置： 从传热热系数、工工作压力力、外形形结构等等方面选选择。 沿外墙墙或外窗窗布置散热器的的选择计计算： 已知采采暖设计计热负荷荷Q，查查列等型型散热器器的传热热系数kk，则接接（式33-2）计计算所需需传热面面积A。 散热器器接管方方式P337图33-6b）暖风风机 由通通风机、电电动机和和空气换换热器组组成，室室内使用用。其余余略讲。C）风机机盘管 风机机盘管机机组（FFan coiil uunitt）简称称“风机盘盘管”（FCCU） 组成成：通风风机（带带电动机机）、盘盘管（换换热器） 结构构形式：立式、卧卧式、壁壁挂式、立立柱式、卡卡式 安装装方式：明装、暗暗装及半半明装。命名：风风机盘管管机组JJBITT42883-991规定定FP- 进进水方式式 左：Z 安安装方式式 右右：Y 结构型型式 高高档风量量/1000或名名义风量量，风量量单位mm3/hh基本数据据：风量量系列112种： 25502250mm3/h 制冷量量： 1.44133.3kkW 供热量量： 2.1119.95kkW 噪声： 约440dBB（A） 风侧阻阻力： 110440Paa 风侧阻阻力： 22004000Pa 功率： 303000W 出风静静压： 60PPa 水水压能力力（最大大工作压压力）：1.002.11Mpa 此此外，显显热制冷冷量、水水流量等等。名义工况况及其性性能：名名义工况况P442i显热制冷量o hi hh0 全热热制冷量量FCU选选择：型式。按夏季季冷负荷荷来选择择，校核核冬季。对全热制冷量是和显热制冷量同时校核。设计工况为非名义时应进行工况换算。计算负荷应予以扩大后选型。2热水水采暖系系统21 热水采采暖系统统的分类类与特点点 重力力（自然然）循环环系统 图（PP45）33-100讲解按系统中中水的循循环动力力 机械循循环系统统 高温水水系统：tw1000，工业建建筑多用用按供水温温度 低温温水系统统：tww1000，民用用建筑多多用 上供上上回式：多用管管材，另另设放水水阀 上供下下回式：易排气气，多用用按供回水水方式 下供上上回式：易排气气。 下供下下回式：需设放放气阀，多多用注：“供供”是对散散热器等等组成的的采暖系系统而言言供应热热媒，而而并非对对“热源”，具有有“进”的含义义。“回”是是回流热热媒，也也具有“出”的含义义。“上”是是指各楼楼层散热热器的最最顶层处处。“下”是是指各楼楼层散热热器的最最底层处处。 垂垂直式图3-13（a）按散热器器的连接接方式 水水平式图3-13（b） 单单管系统统（进出出水管依依次串联联）按连接散散热器的的管道数数量 双双管系统统（进出出水管独独立） 同同程式：各环路路管路总总长度基基本相等等按并联环环路水的的流程 水力易易平衡 异异程式：各环路路管路总总长度不不同 水水力不易易平衡22 热水采采暖系统统的作用用压头1)作用用压头，热热水采暖暖系统的的循环动动力，系系统工作作时用于于克服流流动阻力力损失。2)简单单重力循循环热水水采暖系系统的作作用压头头 Pg=gh(r-s)(以图33-266说明 ) 供水水密度 回水密密度 冷却却中心与与加热中中心高差差3)重力力循环单单管热水水采暖系系统的作作用压头头 图33-277Pg=gh11(1-s)+gh2(2-s) =ggH1(1-2)+ggH2(2-s) （注注意记忆忆方法）引入：水水的密度度差与温温度差的的比例常常数。则上式 Pg=gH1(t2-t1)+ggH2(ts-t2)= 式中：hh为散热热器间的的垂直距距离或第第一层散散热器与与加热中中心的垂垂直距离离H各层层散热器器到锅炉炉或加热热中心的的垂直距距离引入，热热流量（WW）及水水流是pp（/s）则注：重力力循环双双管系统统，水平平式系统统的重力力作用压压头（自自学）4)机械械循环热热水采暖暖系统的的作用压压头。P=Pp+Pg,rr 散散热器冷冷却产生生的重力力压头，PPa 水泵泵提供的的循环作作用压头头，Paa23 热水水采暖系系统的水水力计算算 三三种情况况： （11） 已已知流量量和总作作用压头头确定各各段管径径 （22） 已已知流量量和管径径确定系系统压头头 （33） 已已知流量量和允许许阻力损损失确定容容量（新新值） 方法： （11）等温温降水力力计算方方法 （22）不等等温降水水力计算算方法（1）等等温降水水力计算算方法：原理：水水流过各各垂直主主管（或或水平系系统的水水平支路路）的温温降相等等。以异异程式系系统为例例：a）最不不利环路路的阻力力损失： 局局部阻力力损失，PPa 管管段长度度，m 管管段比摩摩阻， Pab）计算算富裕压压头值和和富裕度度 阻力损损失，PPa=（P-H）/P×1100%10% 作作用压头头（可资资利用的的），PPa 富富裕度c）绘出出最不利利环路干干线的压压力和阻阻力变化化图 图图3-334d）计算算其它立立管的阻阻力损失失及并联联管路的的阻力损损失不平平衡率。（2）不不等温降降水力计计算方法法 原理：按并联联管路阻阻力损失失相等的的原则分分配流量量。比等等温降方方法能消消除或减减轻水力力失调。介绍P666 图33-377计算例例题（3）全全水风机机盘管系系统1） 水系统的的型式双管 三管管：冷热热水供水水管分开开，共用用回水管管 四管管：垂直连接接系统：图3-42（a）水平连接接系统：图3-42（bb） 同程程式 异程程式 计算算方法与与热水采采暖系统统类似，供供回水温温差5左右。管管内流速速1m /ss以上。2） FFC系统统的调节节 水水量调节节：温控控电动二二、三通通阀风量调节节：高、中中、低或或无级变变速第4章 蒸汽系系统（22学时）1、 蒸汽系统统介绍 以图图4-11为例，用用汽（热热）设备备出口有有：疏水水器、凝凝结水箱箱、凝结结水泵。目目的是将将回收的的凝结水水送回热热力站或或热源。蒸汽系统统的特点点：、 运行压力力和对应应的温度度较高。、 相变放热热，单位位质量流流量的热热媒散热热量大。且且热媒平平均温度度为相应应压力下下的饱和和温度。、 凝结水存存在着“二次汽汽化”现象，和和“跑、冒冒、滴、漏漏”问题。、 过热蒸汽汽系统压压力变化化比温度度变化快快，因此此，不能能采用改改变热媒媒温度的的质调节节，只能能采用间间歇调节节。、 蒸汽系统统的热惰惰性较小小，供汽汽热得快快，停汽汽冷得快快。2、 蒸汽采暖暖系统 分类类：供汽压力力高低 高高压蒸汽汽采暖系系统 PP（表压压）0.007Mppa，工工业用 低低压蒸汽汽采暖系系统 PP（表压压）0.007Mppa，多多用 真真空蒸汽汽采暖系系统 PP （绝绝对）0.11Mpaa， 少少用立管数量量 单管管 双管凝结水回回收方式式 重力力回水 机械回回水凝结水是是否通大大气 开式系系统（通通大气） 闭式式系统（不不通大气气）蒸汽干管管位置 上供供式，多多用 中中供式 下下供式低压蒸汽汽采暖系系统介绍绍，图44-2，重重点是凝凝结水水水管布置置。散热热器中空空气比低低压蒸汽汽重，聚聚集在中中下部。·设 计 要 点点：（1）、散散热器的的蒸汽流流量M（/h）： 。 （2）、蒸蒸汽管路路平均比比摩阻：式中：沿程程阻力损损失占总总阻力损损失的百百分数，取取=600%P锅锅炉出口口或用户户入口为为蒸汽表表压力，PPa20000散热器器入口预预留蒸汽汽压力，PPa最不利利蒸汽管管的总长长度，mm（3）、水水平供汽汽管必须须有足够够的坡度度，并尽尽可能使使蒸汽和和沿途凝凝结水同同向流动动，蒸汽汽干管坡坡度i0.0002，支支管坡度度i0.00100.022。重力力回水凝凝结水管管坡度ii0.0005。（4）、蒸蒸汽采暖暖系统的的最大流流速不超超过表44-3（教教材P881）（5）、重重力回水水凝结管管管径的的确定：表P44-23、 蒸汽在通通风与空空调系统统中的应应用（1）、用用于空气气加热（2）、用用于空调调热水的的制取（汽汽水换热热器）（3）、用用蒸汽等等温加湿湿空气 GG 2 t1 t2 dd1 d2 ii1 i22等温过程程（4）、用用于以热热制冷的的机组的的热源（如如LiBBr制冷冷机组）4、 蒸汽采暖暖系统专专用设备备（自学学）第5章辐辐射采暖暖与辐射射供冷（2学时）51 辐射采采暖（供供冷）的的定义与与辐射板板的分类类（1） 定义：依依靠供热热（冷）部部件与围围护结构构内表面面之间的的辐射向向房间供供热（冷冷）的采采暖（供供冷）方方式，称称为辐射射采暖（供供冷）。供供热（冷冷）部件件称之为为“辐射板板”。（2） 辐射板的的分类埋管式整体式风道式贴附式：供热多多用单体式：供冷供供热多用用悬挂式吊棚式：供热、供供冷均用用52 辐射采采暖系统统（1） 辐射采暖暖的特点点各房间围围护结构构内表面面（包括括供热部部件表面面）平均均温度高高于室内内空气温温度ts,mm>trr，人体体舒适度度增加。沿沿房间高高度方向向温度均均匀性提提高（图图5-88）热媒：热热水（多多用）、蒸蒸汽、空空气和电电。（2） 热水辐射射采暖系系统采暖辐射射板的加加热管：图5-9、5-14（3） 设计计算算a 辐射板的的表面温温度，参参照俄罗罗斯标准准：对地面采采暖辐射射板托儿所、幼幼儿园224 住宅244 厂房266 人员长期期停留场场所266 人员短期期停留场场所300 卫生间331 对顶面采采暖辐射射板层高 22.52.88 m时时28 2.933.0 m时30 3.13.44 m时时33 3.56m时36 对墙面采采暖辐射射离地面高高度1m955 13.55 m445 > 33.5 不规定定 b地地面辐射射板供热热量对于铝塑塑管采暖暖辐射板板，可查查附录55-3、5-44。c热水水辐射采采暖系统统的管路路系统设设计要点点上供式单单管下供式双双管水流速不不应小于于0.225m/s 。53 辐辐射供冷冷多用：顶顶面式辐辐射板“冷冷却吊顶顶”或“冷却顶顶板”。特点：降降低室内内垂直温温度梯度度。舒适适感提高高；但表表面温度度应高于于室内空空气露点点温度。故故无除湿湿能力。常常与新风风系统结结合应用用。结构型式式：P1106 图5-220 一一体式、单单元式、镶镶嵌式水系统：供水温温度166左右，供供回水温温差2，与新新风水系系统分别别布置，介介绍图55-233。第6章 全全空气系系统与空空气水系统统（100学时）一、全空空气系统统（6学学时）1 1 分类类： 定定风量系系统（CCAV-cconsstannt AAir Vollumee）按送风量量是否恒恒定 变风风量系统统（VAAV-vaariaablee Aiir VVoluume） 直流流式系统统或全新新风系统统：全新新风按所使用用空气的的来源 封闭式式系统或或再循环环式系统统：全回回风混合式系系统或回回风式系系统：新新风+回回风12 送风量量和送风风参数的的确定全空气系系统的送送风量即即为空调调房间的的送风量量空调房间间的热湿湿平衡模模型送风 R(n) Qc Mw R 1S 全热热平衡：S hS+C=ShRs (显热热平衡：MSCPts+C,SS=SCPtR) hs 湿热热平衡：SdS+W=MSdR ds ts hR,ddR,tR 则送风量量：定义房间间空气处处理过程程的热湿湿比：设计过程程中，已已知R、 求S和MS。 方法是由和选定的送风温差来确定R（解释与Ms的关系），用h-dd图表示示夏季和和冬季空空调过程程如何确确定送风风参数和和送风量量，13 空调系系统新风风量的确确定新风：室室外新鲜鲜空气（FFressh aair）新风量多多少的利利弊分析析。最小新风风量的确确定：（11）满足足人群对对空气品品质的要要求。（2）新新定室内内燃烧所所耗空气气和局部部排风量量。（3）保保护房间间正压。取MAXX（11）、（22）、（33）=Vmiin,FFA在全空气气系统中中，还要要使新风风比（新新风量/送风量量）10%。14 定风量量单风道道空调系系统（1） 全新风系系统（直直流式系系统）夏季过程程为例。过过程表示示方法：冷却去湿湿 W LL RR S ··R W=1000%c wL(SS)AHU W L 全新新风系统统h-dd图（2） 再循环系系统（封封闭式系系统） R ·冷却去湿湿 R LL R L ·再循环式式系统hh-d图图（3） 混合式系系统（回回风空调调系统） 机器露露点：空空气经冷冷却设备备处理后后的状态态风量平衡衡：（略略）夏季工况况h-dd图：（即即一次回回风空调调系统图图，此处处略教材材P1115图66-5）（露露点+再再热或露露点直接接送风）cw排风 RR新风 H/CC H CCC H/C SFF SS过程能量量平衡分分析：QQO=Qh+Qw+Qc(夏季季) QQH=QH11+QH22+QR+QW（冬季季） 新新风负荷荷 室内冬冬季负荷荷 再再热量 预预热量过程文字字符号表表示，hh-d图图。再热式系系统的冷冷热抵消消现象，多多消耗了了冷热量量。15 空调系系统的运运行调节节 （22学时）(1) 室内温湿湿度调节节以采用表表冷器的的定风量量单风道道空调系系统为例例（具有有“机器露露点”，又称称“露点调调节”） 调节风风量当室内负负荷（余余热量、余余湿量）变变化时，可可以通过过 调节送送风量 调节节送风参参数来控制室室内温湿湿度；变变风量在在后续章章节讨论论。 显显冷负荷荷变化时时，定露露点调节节加热量量（tss调节）而调节送送风参数数 湿负负荷变化化时，变变露点调调节（dds调节节） 如如采用表表冷器的的再热式式空调系系统，当当室内冷冷负荷cc ，w不变时时的调节节： C W R S1000% SS （LL） 设计工工况 ， 调调节工况况不变，则定露点点，增加加再热量量。调节加热热量的方方法见PP1222，图66-144。又如，采采用表冷冷器的再再热式空空调系统统，当室室内冷负负荷c不不变，湿湿负荷ww减小时时的调节节。 W C R SS =1000%SheeL hs LL不变，则机器器露点LL变为LL，必要要时还需需调节加加热量（此此处为“减小” ）。调调节机器器露点需需通过改改变表器器冷量实实现，具具体方法法见P1123图图6-117。（2） 室外空空气状态态变化时时的调节节。 室外空空气（新新风）状状态及季季节变化化，对系系统的空空气处过过程和设设备容量量需求产产生影响响。 介绍单单风道露露点送风风空气处处理方案案的分区区（图66-188）及其其调节方方案（表表6-22）1. 6定风量量双风道道空调系系统（自自学）1. 7变风量量空调系系统原理：改改变送风风量，适适应室内内负荷变变化，维维持室内内温度（或或湿度）。送风量改改变由“变风量量末端机机组（VVAV Tennrmiind Uniit）或或变风量量末端”完成。VVAV末末端由室室温相对对湿度控控制送风风量，以以维持室室内温度度（或湿湿度）。以单风道道系统送送风点不不变为例例（P1130图图6-225）。若若c，w-，则则。因，则cc时，s，可维维持tR-。如下图，但但R。表现现在w=s(dR-ds)，当s时w-，故故dR。同理，当当w，c-时，改改变s（即），则则可维持持dR-变化。若若以相对对湿度传传感器来来控制，则则可能使使R不变，但但tR变化（且且dR亦变化化）cc RRRR=1000%tsSVAV末末端 节节流型 其中中又分 压力有有关型（室室温为控控制目标标） 旁通型型 压力力无关型型（风量量为控制制目标）使用节流流型VAAV末端端并对系系统风机机进行变变转速（或或入口导导叶角度度）调节节，才能能实现VVAV系系统的节节能。系统总送送风量（即即系统风风机）控控制策略略 定静压压控制 变静压压控制 直接风风量控制制系统风量量最小值通通常为量量大值的的4050%。当系系统风量量变化时时，要注注意控制制新风量量，要保保证不低低于最小小新风量量。1.8全全空气系系统中的的空气处处理机组组（AHHU） 卧卧式空调调机组：水平组组合 组合合式空调调机组：由各功功能段组组成 立立式空调调机组：垂直叠叠置不带压缩缩机的 整体体式空调调机组简述各功功能段：空气过过滤段、表表冷器段段（冷却却盘管）、喷喷水室、空空气加湿湿段、空空气加热热段、风风机段、混混合段、中中间段等等。2、空气气水系系统（44学时）2.1风风机盘管管系统以风机盘盘管+独独立新风风系统为为代表 WW2.1.1新风风系统 （1） 新风送风风方式 R C送到F、CC吸入端端，少用用，见右右图 LL 与与F、CC出风并并列送出出室内，多多用 S（2） 新风处理理终状态态点 新风风处理终终状态点点含湿量量低于ddR，承承担室内内湿负荷荷。下图图a 新风风处理终终状态焓焓为室内内空气焓焓，不承承担室内内冷负荷荷。下图图b 根据R和风机机盘管平平均显热热比SHHF确定定是新风风的处理理状态点点 R