暖通空调知识点.docx

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暖通空调知识点

暖通空调课件文字容

1.3介绍“暖通空调”课程主要容

（一）采暖通风与空气调节的含义

建筑环境的作用；建筑环境的组成；建筑环境的控制技术（供暖、通风、空气调节）

1）什么是供暖系统？

保证建筑物卫生和舒适条件的用热系统

供暖系统的组成：

热媒制备——热源：

供热热媒的来源,如区域锅炉房、热电厂

热媒输送——热网：

由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统

热媒利用——热用户：

利用热能的用户

供暖系统作用：

冬季室外温度低于室温度,因而房间的热量不断地传向室外,为使室保持所需要的温度,必须向室供热。

供暖工程课程研究的对象和主要容：

对象：

是以热水或蒸汽作为热媒的建筑供暖系统

容：

研究用人工方法向室供给热量,保持一定的室温度.

供暖系统的分类：

局部供暖系统：

集中式供暖系统

1）什么是建筑通风系统？

建筑通风任务：

把室被污染的空气直接或净化后排至室外，把新鲜空气补充进来。

建筑通风意义：

改善室的空气环境；满足人体舒适需要；保证产品质量；促进生产发展；防止大气污染。

建筑通风的方式：

★局部通风★全面通风；★机械通风★自然通风。

3）什么是空气调节系统？

空气调节的意义：

♣在一个部受控的空气环境空间（房间），对空气的温度、湿度、空气流动速度、洁净度进行人工调节,使空气达到所要求的状态，或者说使空气处于正常状态，以满足人体舒适和工艺生产过程的要求.

空气调节主要涉及的容：

建筑部空间、外干扰量的计算；空气调节的方式和方法；空气的各种处理方法；空气的输送与分配及干扰量变化的运行调节。

空气调节的技术种类：

☻供暖与降温：

室环境温度的调节；☻建筑通风：

室环境卫生要求；☻空气调节：

上述两种技术的综合应用。

（二）暖通空调系统的工作原理

原理：

室得到热量（夏季）；室失去热量（冬季）；室保持一定的湿度；保持室空气品质。

采取的控制方式：

设置采暖通风与空气调节系统

（三）暖通空调系统的分类

分类的种类：

按对建筑环境控制功能分类；按承担室热负荷、冷负荷和湿负荷的介质分类；按空气处理设备的集中程度分类；按空调系统用途分类；以建筑污染物为主要控制对象的分类。

集中式空调系统的组成：

1.进风部分；2.过滤部分；3.加热和冷却部分连接；4.加湿和减湿部分；5.送风部分；6.供水部分；7.热回收装置；8.热源部分；9.冷源部分；10.控制、调节装置。

第二讲冷热负荷和湿负荷计算

2.1室外空气计算参数

室外计算参数的确定是一个相当重要的问题，为什么：

室外温度确定过低（冬季）、过高（夏季），不经济；室外温度确定过高（冬季）、过低（夏季），达不到技术要求。

提出为什么，学习研究计算参数确定的特点。

（一）室外空气计算参数

1）夏季空调室外计算参数

*夏季空调室外计算逐时温度to.τ：

《规》3.2.10条，可按下式计算：

*夏季室外计算平均日较差Δtd应按下式计算：

*夏季空调室外计算日平均温度用于计算夏季经由建筑围护结构传入室的热量即逐时冷负荷。

2）冬季室外计算参数

*冬季空调室外计算温度、湿度的确定

*冬季围护结构传热按稳定传热计算，不考虑室外气温的波动，冬季空调供暖时，在计算围护结构传热和计算冬季新风热负荷：

统一采用冬季空调室外计算温度。

适用于：

计算冬季建筑热负荷及冬季新风热负荷

*冬季空调室外计算温度《规》3.2.5条：

应采用历年平均不保证1天的日平均温度

*冬季空调室外计算相对湿度：

《规》3.2.6条：

采用历年一月份平均相对湿度平均值

*冬季采暖室外计算温度的确定《规》3.2.1条：

取历年平均不保证5天的日平均温度。

适用于：

建筑物采用采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷；用于计算消除有害污染物通风的进风热负荷。

*冬季通风室外计算温度的确定《规》3.2.2条：

取累年最冷月平均温度。

适用于：

计算全面通风的进风热负荷。

3）通风室外计算参数

*夏季通风室外计算温度《规》3.2.3条：

取历年最热月14时的月平均温度的平均值

*夏季通风室外计算相对湿度《规》3.2.4条：

取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。

适用于：

消除余热余湿的通风及自然通风中的计算；通风的进风需要冷却处理时的进风冷负荷计算。

（二）室空气计算参数

空调房间的空气计算参数指标:

1）温度、湿度基数：

空调房间需要保持的空气基准温度和基准相对湿度.

2）空调精度：

空气温、湿度偏离室温、湿度基数的最大差值

3）举例

*舒适性空调的指标要求：

主要从人体舒适感出发确定室温、湿度设计标准，对精度无要求

*工艺性空调的指标要求：

主要满足工艺过程中对温度和湿度基数的要求；对空调精度的特殊要求；并兼顾人体的卫生要求。

*降温空调：

规定温度、湿度的上限,不要求空调精度.

*恒温恒湿：

温度、湿度、精度都有严格要求.

*净化空调：

温度、湿度、空气中含尘粒有严格要求.

4）人体热平衡和舒适感：

人体维持正常的体温，必须使产热和散热保持平衡

*人体热量平衡表达式：

S＝M－W－E－R－C；稳定环境条件状况下蓄热率：

S＝0。

*影响汗的蒸发强度的因素：

周围空气温度；相对湿度；空气的流动速度。

*t和φ对于室舒适性的影响程度比较：

t>φ

*室空气计算参数的选择：

影响人体舒适感的因素；室空气温度；室空气相对湿度；人体附近的空气流速；室空气新鲜程度；围护结构表面及其它物体表面温度；人体活动量、衣着、人的年龄。

满足人体舒适感的有效温度区和舒适区：

见图。

◇满足人体舒适感的指标：

室热环境的评价与测量的新标准化方法ISO7730，采用PMV－PPD指标来描述和评价热环境.；推荐值：

PPD<10%；PMV值在－0.5~+0.5之间。

5）室空气计算参数

*室空气温度（tR）湿度（φR）确定考虑的因素：

室各参数综合作用下的舒适条件；室外气候；经济条件；节能要求。

舒适性空调室计算参数：

《采暖通风与空气调节设计规》。

*工艺性空调室计算参数：

《采暖通风与空气调节设计规》第3.1.3.2条：

室温湿度基数及其允许波动围应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件规定；人员活动区的风速：

冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采用0.2～0.5m/s，当室温度>30℃，可大于0.5m/s。

2.2设计热负荷的计算

★什么叫设计热负荷？

在设计室外温度t’o下，为了达到要求的室温度tR，供暖系统在单位时间向建筑物供给的热量Q’.

★设计热负荷是供暖系统设计的最基本依据：

影响供暖系统方案的选择：

影响供暖管道管径的确定；影响散热器等设备的确定；影响供暖系统的使用和经济效果；设计热负荷包括那些容？

★设计热负荷包括的容：

1）建筑物或房间失热量Qsh：

围护结构传热耗热量：

Q1；门、窗缝隙渗入室的冷空气的耗热量：

Q2；门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量：

Q3；水分蒸发的耗热量：

Q4；由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量：

Q5；通风耗热量Q6。

2）得热量Qd：

生产车间最小负荷班的工艺设备散热量：

Q7；非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量：

Q8；热物料的散热量：

Q9；太阳辐射进入室的热量：

Q10；其它途径散失和获得的热量：

Q11。

一般民用建筑、办公楼设计热负荷，失热量只计算前三项耗热量；得热量只考虑太阳辐射进入室的热量。

住宅建筑中由其它途径的得热量：

如：

人体散热量、餐饮、照明散热量一般散发量不大，且不稳定，通常可不予计入。

对没有设置通风系统的建筑物，设计热负荷为：

Q’＝Q’sh－Q’d＝Q’1＋Q’2＋Q’3－Q’10

★在工程设计中，计算供暖系统的设计热负荷时，围护结构传热常分成基本耗热量和附加（修正）耗热量两部分进行计算：

Q1’＝Q’1.j＋Q’1.x

★围护结构的基本耗热量——Q’1.j

*在工程设计中，将不稳定传热问题按一维稳定传热过程简化计算，假设各参数不随时间变化。

*围护结构的基本耗热量：

*整个建筑物或房间的基本耗热量Q’1·j，等于各部分q’的总和

*说明：

室计算温度tR是指距地面2m以人们活动地区的平均空气温度；室外计算温度t’o.w，根据《规》采用历年平均不保证5天的日平均温度温差修正系数α；传热系数k值：

根据围护结构材料查有关设计手册。

★围护结构的附加（修正）耗热量——Q’1.x

*按基本耗热量的百分率进行修正

1）朝向修正耗热量——如何对朝向进行修正更好？

规规定：

北、东北、西北：

0～10%；东南、西南：

－10～－15％；东、西：

－5％；南：

－15～－30％。

2）风力附加耗热量

*K值的计算中,αo是对应风速约为4m/s的计算值，对不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物、特别突出的建筑物,才考虑垂直外围护结构附加5～10％。

3）外门开启附加（冷风侵入耗热量）

*在风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室，加热这部分冷空气的耗热量：

*流入的冷空气量Vao不易确定，可采用下式计算：

Q’3＝xmQ’1·jm（W）

式中：

Q’1·jm－外门的基本耗热量；xm－考虑冷风侵入的外门附加率。

4）高度附加耗热量：

当房间高度>4m时，每高出1m应附加2％，总附加不应>15％。

★围护结构总耗热量——Q’1

（W）

式中：

Q’1·j－围护结构的基本耗热量；Q’1·x－围护结构的附加（修正）耗热量；xch－朝向修正率％；xf－风力附加率％；xm－外门开启附加率％（冷风侵入耗热量）；xg－高度附加率％。

★冷风渗透耗热量—Q’2

影响冷风渗透耗热量的因素：

门窗构造及朝向；室外风向和风速；室外空气温度；建筑物高低及建筑物部通道状况。

★冷风渗透耗热量Q’2的计算方法

*缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量：

*冷风渗透空气量：

V＝Llm3/h

*冷风渗透耗热量：

*换气次数法计算冷风渗透耗热量（民用建筑）：

*百分数法计算冷风渗透耗热量（工业建筑）：

渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率

★冬季建筑设计热负荷——Q’：

Q’＝Q1’＋Q’2＝Q’1.j＋Q’1.x＋Q’2

★高层建筑供暖设计热负荷计算方法

*热压作用：

冬季建筑物的外温度不同,存在空气的密度差,引起空气通过建筑物部楼梯间等竖直贯通通道上升，然后在顶层一些楼层的门窗缝隙排出.

*定义：

由密度差引起空气流动的压力称为热压.

*建筑物外空气密度差和高差形成的理论热压计算式：

有效热压差计算式：

热压差系数cr＝0.2～0.5

*风压作用：

风速随高度增加，风速随高度增加的变化规律：

规：

城市的冬季平均风速υo是对应的基准高度：

ho=10m的数值

对于不同高度h处的室外风速υh的计算式：

空气会经过迎风面方向的门窗缝隙渗入，背风向的缝隙渗出，其渗入量取决于门窗两侧的风压差。

门窗两侧的风压差：

*风力单独作用产生的单位缝长渗透空气量：

*热压与风压共同作用：

*理论推导在风压和热压共同作用下建筑物各层各朝向的门窗冷风渗透量假设条件：

建筑物各层门窗两侧的△Pr仅与该层所在的高度位置、竖井外空气密度差、cr值的大小有关,与门窗所在朝向无关；建筑物各层不同朝向的门窗,风压作用所产生的冷风渗透量是不相等的,需要考虑渗透空气量的朝向修正系数。

★主导风向n<1时：

★热压产生的风量：

★任意朝向门窗由于风压与热压共同作用的渗透风量：

★根据式：

★有：

★

令

★

设：

★门窗缝隙渗入室的冷空气的耗热量：

★C值的计算：

围护结构类型简介：

图示。

2.3空调冷负荷的计算

一、概述

★得热量和冷负荷的基本概念

*得热量：

某一时刻由室外和室热源散入房间的热量总和

└→组成：

潜热量：

围护结构的湿传递