《暖通空调》讲义1.docx
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《暖通空调》讲义1
《暖通空调》教学计划
总学时:
56(14周*4学时/周)
序号
早节
学时
备注
1
第1章绪论
2
2
第2章热负荷、冷负荷与湿负荷的计算
4
3
第3章全水系统
8
4
第4章蒸汽系统
2
自学为主
5
第5章辐射采暖与辐射供冷
2
自学为主
6
第6章全空气系统与空气--水系统
10
7
第7章冷剂式空调系统
2
8
第8章工业与民用建筑的通风
6
9
第9章悬浮颗粒与有害气体净化
6
除尘器
10
第10章室内气流分布
2
11
第11章民用建筑火灾烟气的控制
2
自学
12
第12章特殊建筑环境的控制技术
2
自学
13
第13章冷热源、管路系统及消声减振
2
14
建筑节能
2
本课程学习要求
《暖通空调》讲义
第1章绪论(2学时)
1采暖通风与空气调节的含义
人工环境技术
采暖(Heating):
向建筑物供给热量,保持室内一定温度。
通风(Ventilating):
利用室外空气(新风)置换室内空气,以改善室内空气品质。
通风功能举例P1.其中,除去室内多余热湿量受室外空气状态的限制。
空气调节(Airconditioning):
用技术手段对特定空间室内参数进行调节与控制,并
提供足够量的新鲜空气。
室内参数包括建筑热湿环境和空气品质等方面。
暖通空调:
HVAC(Heating.VentilatingandAirconditioning)
2.采暖通风与空气调节系统的工作原理
室内状态和空气品质。
冷负荷、湿负荷、热负荷:
概念
工作原理:
通过采暖通风空调系统控制进出房间的热量、湿量和空气量,在所希望
维持的特定空间室内状态范围内实现热量、湿量和风量的动态平衡。
3•采暖通风与空气调节系统的分类
按教材介绍
4•采暖通风与空调技术的发展概况
第2章热负荷、冷负荷与湿负荷计算(4学时)
房间热负荷、冷负荷与湿负荷的概念:
P9
注:
1)对建筑而言,热负荷主要在冬季过程,冷负荷主要在夏季过程,湿负荷不取
决于季节,只取决于过程。
2)上述负荷是暖通空调设计依据。
其计算以室外气象参数和室内空气参数为依据。
1室内外空气计算参数
1)室外空气计算参数:
按《采暖通风空调设计规范》(GBJ19-87)规定。
同规范(GBT19-87)中的暖通空调设计计算室外气象参数”,按全年有少数时间不
保证室内温湿度标准而制定。
主要有
夏季空调室外计算干、湿球温度
用于计算夏季新风冷负荷
夏季空调室外计算年均温度和逐时温度
用于计算围护结构的非稳态传热量
冬季空调室外空气计算温度、相对湿度
用于计算围护结构的热负荷和新风热负荷
冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度
用于计算通风量和通风冷负荷
2)室内空气计算参数:
取决于舒适性、地区、节能等,
参照《采暖通风空调设计规范》(GBJ19-87)规定。
2.冬季建筑热负荷
基本耗热量(式2-3)
围护结构的耗热量度
厂朝向
构成
<
附加耗热量
门窗缝隙渗入冷空气的耗热量(式2-4)
3.夏季建筑围护结构的冷负荷
含义:
通过围护结构的传热量形成的冷负荷
风力
外门开户
计算方法:
谐波反应法,冷负荷系数法等
(式2-5)
围护结构
2学时
日射得热(式2-13)
I内围护结构
4.室内热源散热引起的冷负荷
5.
r对流成分:
瞬时冷负荷
(2)人体散热形成的冷负荷
以成年男子散热量为基础
显热散热冷负荷潜热散热冷负荷
*Clq:
人体显热散热负荷系统的查表方法,附录2-23
在室内的总小时数:
如剧院8:
00~12:
00
旅馆客房12:
00~次日10:
00等
分别为4小时,10小时
每个人进入室内后的小时数:
从计算时刻开始(即空调开始时刻起,有时了
也需要推移一个时间间隔)到计算时刻为止的在室内时间。
6.新风负荷
夏季空调新风冷负荷Qc,o=Mo(ho-hR)(式2-25)
冬季空调新风热负荷Qh,o=MoCp(to-tR)(式2-26)*前者与焓差有关,降温与减湿是同一冷却过程中的两方面。
后者只与温差有关,因为加热与加湿是独立的两个过程。
7.空调室内冷负荷与制冷系统冷负荷
任一时刻,房间得热量》房间瞬时冷负荷(房间瞬时冷负荷之和的最大值即“室
内冷负荷”)
室内冷负荷
+
新风冷负荷
+
其它热源形成得冷负荷
=
制冷系统冷负荷
讲解教材图2-1练习:
将教材例2-1中“西安”改为“北京”,其余不变,再进行计算。
第3章全水系统(8学时)
1.全水系统及其末端装置
供热时,水——热媒
供冷时,水——冷冻水或冷媒
1)概述
组成:
冷(热)
源,输送管道、供冷(热)设备(末端装置)
热水采暖系统:
即供热的全水系统
全水空调系统:
以全水风机盘管系统多见,既可用于夏季供冷,又可用于冬季供热。
若仅用于冬季供热,比热水采暖系统造价高。
2)全水系统的末端装置
散热器
1暖风机
a)散热器
热工性能:
传热系数
辐射散热器(以辐射为主,有对成分)
柱型
新型钢制散热器
铝合金散热器塑料散热器
散热器的选择、布置:
从传热系数、工作压力、外形结构等方面选择。
沿外墙或外窗布置
散热器的选择计算:
传热面积A。
散热器接管方式P37图3-6
b)暖风机
由通风机、电动机和空气换热器组成,室内使用。
其余略讲。
C)风机盘管
(FCU
风机盘管机组(Fancoilunit)简称“风机盘管”
组成:
通风机(带电动机)、盘管(换热器)
结构形式:
立式、卧式、壁挂式、立柱式、卡式
安装方式:
明装、暗装及半明装。
命名:
《风机盘管机组》JBIT4283-91规定
左:
右:
高档风量/100或名义风量,风量单位m3/h
基本数据:
风量系列12种:
250〜250m3/h
水压能力(最大工作压力):
1.0〜2.1Mpa
此外,显热制冷量、水流量等。
名义工况及其性能:
名义工况P42
FCU选择:
①型式。
②按夏季冷负荷来选择,校核冬季。
③对全热制冷量是和显热制
冷量同时校核。
④设计工况为非名义时应进行工况换算。
⑤计算负荷应予以扩大后选型。
2.热水采暖系统
2.1热水采暖系统的分类与特点
重力(自然)循环系统图(P45)3-10讲解
按系统中水的循环动力机械循环系统
高温水系统:
tw>100C,工业建筑多用
f上供上回式:
多用管材,另设放水阀
I下供下回式:
需设放气阀,多用
的含义。
单管系统(进出水管依次串联)
同程式:
各环路管路总长度基本相等
异程式:
各环路管路总长度不同
水力不易平衡
2.2热水采暖系统的作用压头
(以图3-26说明)
供水密度
回水密度
冷却中心与加热中心高差
△Pg=gh(P1-Ps)+gh2(P2-Ps)
(注意记忆方法)
=gH1(P1-P2)+gH2(P2-PS)
引入:
水的密度差与温度差的比例常数
ft=Ps—ps
n
Pg£Hi(ti+1-ti)
P"ts-tr
则上式△Pg=gH(t2-t1)+gH2(ts-t2)=
式中:
h—为散热器间的垂直距离或第一层散热器与加热中心的垂直距离
H—各层散热器到锅炉或加热中心的垂直距离
引入,热流量Q(W及水流是M)(kg/s)贝^
PgN
iPg=—ZQiHi
CMT
注:
重力循环双管系统,水平式系统的重力作用压头(自学)
4)机械循环热水采暖系统的作用压头。
△P=APp+APg,r
散热器冷却产生的重力压头,Pa
水泵提供的循环作用压头,Pa
2.3热水采暖系统的水力计算
三种情况:
已知流量和管径-确定系统压头
已知流量和允许阻力损失-确定容量(新值)
(2)不等温降水力计算方法
(1)等温降水力计算方法:
原理:
水流过各垂直主管(或水平系统的水平支路)的温降相等。
以异程式系统为例:
a)
局部阻力损失,Pa
管段长度,m
管段比摩阻,Pa
阻力损失,Pa
图3-34
d)
计算其它立管的阻力损失及并联管路的阻力损失不平衡率。
(2)不等温降水力计算方法
原理:
按并联管路阻力损失相等的原则分配流量。
比等温降方法能消除或减
轻水力失调。
介绍P66图3-37计算例题
(3)全水风机盘管系统
1)水系统的型式r双管
1三管:
冷热水供水管分开,共用回水管
垂直连接系统:
图3-42(a)水平连接系统:
图3-42(b)
同程式异程式
计算方法与热水采暖系统类似,供回水温差5C左右。
管内流速1m/S以上。
2)FC系统的调节
1、蒸汽系统介绍
第4章蒸汽系统(2学时)
回收的凝结水送回热力站或热源。
蒸汽系统的特点:
1、运行压力和对应的温度较高。
2、相变放热,单位质量流量的热媒散热量大。
且热媒平均温度为相应压力下的
饱和温度。
3、凝结水存在着“二次汽化”现象,和“跑、冒、滴、漏”问题。
4、过热蒸汽系统压力变化比温度变化快,因此,不能采用改变热媒温度的质调
节,只能采用间歇调节。
5、蒸汽系统的热惰性较小,供汽热得快,停汽冷得快。
2、蒸汽采暖系统
分类:
双管
凝结水回收方式r重力回水
机械回水
凝结水是否通大气I开式系统(通大气)
L闭式系统(不通大气)
蒸汽干管位置r上供式,多用
I下供式
低压蒸汽采暖系统介绍,图4-2,重点是凝结水水管布置。
散热器中空气比低压蒸汽重,聚集在中下部。
设计要点:
(1)、散热器的蒸汽流量M(kg/h):
M=3.6Q
r
(2)、蒸汽管路平均比摩阻:
Oa(P-2000)
R=
式中:
a――沿程阻力损失占总阻力损失的百分数,取0=60%
P――锅炉出口或用户入口为蒸汽表压力,Pa2000—散热器入口预留蒸汽压力,Pa
—最不利蒸汽管的总长度,m
(3)、水平供汽管必须有足够的坡度,并尽可能使蒸汽和沿途凝结水同向流动,蒸汽
干管坡度i<0.002,支管坡度i>0.01~0.02。
重力回水凝结水管坡度i>0.005。
(4)、蒸汽采暖系统的最大流速不超过表4-3(教材P81)
(5)、
重力回水凝结管管径的确定:
表P4-2
3、
蒸汽在通风与空调系统中的应用
(1)、
用于空气加热
用于空调热水的制取(汽一水换热器)
i2
i2—i1=(d2—d勺)」=(d2—di)(2500+1.84tq)
匚=i2-i1=iq止2650T2500等温过程d2_d1
(4)、
用于以热制冷的机组的热源(如LiBr制冷机组)
第5章辐射采暖与辐射供冷(2学时)
5.1
辐射采暖(供冷)的定义与辐射板的分类
(1)
定义:
依靠供热(冷)部件与围护结构内表面之间的辐射向房间供热(冷)的采暖(供冷)方式,称为辐射采暖(供冷)。
供热(冷)部件称之为“辐射板”辐射板的分类
r埋管式
整体式
风道式
贴附式:
供热多用
单体式:
供冷供热多用
悬挂式
I吊棚式:
供热、供冷均用
辐射采暖的特点