暖通空调知识点

暖通空调课件文字内容

1.3 介绍“暖通空调”课程主要内容

(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内温度,因而房间的热量不断地传向室外,为使室内保持所需要的温度,必须向室内供热。

供暖工程课程研究的对象和主要内容：

对象：是以热水或蒸汽作为热媒的建筑供暖系统

内容：研究用人工方法向室内供给热量,保持一定的室内温度.

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：把室内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：改善室内的空气环境；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：? 在一个内部受控的空气环境空间(房间)内，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内容：建筑内部空间内、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：室内环境温度的调节；?建筑通风：室内环境卫生要求；?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：室内得到热量(夏季)；室内失去热量(冬季) ；室内保持一定的湿度；保持室内空气品质。

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；按承担室内热负荷、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；以建筑内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 室内外空气计算参数

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：《规范》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内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《规范》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：《规范》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《规范》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《规范》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《规范》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《规范》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) 室内空气计算参数

空调房间的空气计算参数指标:

1）温度、湿度基数：空调房间内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、湿度偏离室内温、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内温、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对于室内舒适性的影响程度比较： t >φ

* 室内空气计算参数的选择：影响人体舒适感的因素；室内空气温度；室内空气相对湿度；人体附近的空气流速；室内空气新鲜程度；围护结构内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：室内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）室内空气计算参数

* 室内空气温度(t R )湿度(φR )确定考虑的因素：室内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。舒适性空调室内计算参数：《采暖通风与空气调节设计规范》。

* 工艺性空调室内计算参数：《采暖通风与空气调节设计规范》第3.1.3.2条：室内温湿度基数及其允许波动范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 ，当室内温度>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，为了达到要求的室内温度t R ，供暖系统在单位时间内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内容？

★ 设计热负荷包括的内容：

1）建筑物或房间内失热量Q sh ：围护结构传热耗热量：Q 1；门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量：Q 2；门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量：Q 3；水分蒸发的耗热量： Q 4；由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量：Q 5；通风耗热量Q 6。

2）得热量Q d ：生产车间最小负荷班的工艺设备散热量：Q 7；非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量：Q 8；热物料的散热量：Q 9；太阳辐射进入室内的热量：Q 10；其它途径散失和获得的热量：Q 11。

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内的热量。

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： Q 1’＝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：室内计算温度t R 是指距地面2m 以内人们活动地区的平均空气温度；室外计算温度t’o.w ，根据《规范》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？

规范规定：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内，加热这部分冷空气的耗热量： * 流入的冷空气量V ao 不易确定，可采用下式计算：Q’3＝ x m Q’1·j m (W) 式中：Q’1·j m －外门的基本耗热量； x m －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％。

d

m .o .o t t t ?+=βτ52

.0m

.o s .o d t t t -=?w w o R α)(,

.,t t kF q -=w 2780w

o R ao ao 3)(.'

.'t t c V Q p -=ρ

★ 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；x ch －朝向修正率％；x f －风力附加率％；x m －外门开启附加率％（冷风侵入耗热

量）；x g －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；室内外空气温度；建筑物高低及建筑物内部通道状况。 ★ 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 ＝L l m3/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’ ＝ Q 1’ ＋ 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：冬季建筑物的内外温度不同,存在空气的密度差,引起空气通过建筑物内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. * 建筑物内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： 规范：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、竖井内外空气密度差、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：

★门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量：

★ 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内热源散入房间的热量总和 └→组成：潜热量：围护结构的湿传递、室内湿源 显热量：对流得热；辐射得热

* 冷负荷：为持续保持室温恒定,在某时刻需向房间供应冷量,或需从室内排除的热量。

* 瞬时冷负荷：瞬时得热中以对流方式传递的显热得热和潜热得热部分,直接分散到房间空气中,立刻构成房间瞬时冷负荷。 ★ 什么是得热量？

* 得热量：某时刻进入房间的总热量。

* 得热量来源于：室内外温差传热；太阳辐射进入热量；室内照明、人员、设备散热。 * 得热量分为：按是否随时间变化分：(1)稳定得热；(2)瞬变得热； 按性质不同分：(1)显热得热；(2)潜热得热 ★ 什么是显热量？

* 显热量：(1)对流热量：室内热源的对流散热；通过围护结构导热形成的围护结构内表面与室内空气之间的对流换热；(2)辐射热量：透过窗玻璃进入到室内的太阳辐射、照明器具的辐射散热。

瞬时得热与瞬时冷负荷的关系：通过墙体、屋顶的得热量及其形成的冷负荷 ★ 室内热源形成的冷负荷，分析讨论：

* 任意时刻房间瞬时得热量的总和未必等于同一时间的瞬时冷负荷 * 什么情况下瞬时得热量＝瞬时冷负荷？？

* 实际冷负荷的峰值比太阳辐射的峰值低，且出现的峰值也迟于太阳辐射热的峰值 * 什么原因？？？

* 灯光散热比较稳定，其冷负荷的形成？？

★综述：空调负荷计算必须考虑围护结构的吸热、蓄热和放热过程，不同性质的得热量所形成的室内逐时冷负荷不同，必须分别计算，然后再取逐时各冷负荷分量之和。

()(

)()

m f ch '

.g '

x 'j 'x x x t t kF x Q Q Q +++-∑+=+=??11w o R 111αW )(278.0'

w .o R ao '2m t t c V Q p -=ρW 2780w o R ao R 2)(.'.'t t c V n Q p k -=ρPa ))(('

g h h P n W Z r ρρ--=Pa ))(('

g

h h c P c P n W Z r r r r ρρ--==?a h h h ???

? ??=00υυs m h h h 02.002

.0631.010υυυ=??

? ??=(Pa)

22υρ

f f f f c P c P ==?m h P a L b ??=3m m h h c a c a P a L b

o w r b h w r b f h ???????==?=322.02m )631.0(2)2(υρυρm h m nL L h n h ?=<3)1(m h m L L L h r ?-=?3'0m h m L L n L L L nL L nL L h h h h r h ????? ??+-=-+=?+=3

'0'001b

P L ?=αb f r b f b r f h o P P P P P L L ???

? ????+

=??+?=1)('

ααf

r

P

P C ??=

m h m C n Lc L b h ?-++=30]1)1([则：]

1)1([-++=b h C n c m m h m mL L ?=30则：W

m

t t Ll c Q W W n p ρ)(278.0'

'2-=2))((2

'

h w f n w z r f

r c g h h c f P P C υρρρ--=??=

二、空调冷负荷的计算方法

* 计算方法概述：当量温差法；谐波分解法；反映系数法：计算中将得热量与冷负荷区别对待；Z 传递函数法：提出了适合手算的方法

三、冷负荷系数法计算空调冷负荷

*基本概念：不考虑外扰是否呈周期变化；不用傅立叶级数表示；用时间序列表示外扰变化。 * 冷负荷系数法的计算特点：

* 将围护结构或空调房间连同室内空气视为热力系统 * 将外扰或室内得热量作为系统的输入

* 围护结构内表面的传导得热或房间冷负荷为系统的输出 * 冷负荷系数法的计算方式

* 通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷

* 计算时按条件查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数,用稳定传热公式计算出传入和日射形成的冷负荷. 2.4室内热源散热引起的冷负荷

* 室内热源的特点：设备、照明和人体散热得热出现的时间取决于室内设备启用时间、开灯时间和人员在室内停留时间的长短；在该段时间内，得热量是一常

量；扰量的时间曲线认为是有规则的矩形波。

☆室内热源散热形成的冷负荷： * 设备、照明、用具的实际显热散热量 * 电动设备 * 当工艺设备及其电动机都放在室内时： * 当工艺设备在室内，而电动机不在室内时：

* 当工艺设备不在室内，而只有电动机放在室内时：

* 电热设备的散热量：

* 无保温密闭罩的电热设备：

* 电子设备： ☆照明散热形成的冷负荷： * 白炽灯 * 荧光灯

☆人体散热形成的冷负荷 * 人体显热散热引起的冷负荷：

* 人体潜热散热引起的冷负荷： 2.5湿负荷

* 人体散湿量：

* 敞开水表面散湿量： 2.6新风负荷

* 夏季空调新风冷负荷计算式： *冬季空调新风冷负荷计算式： 2.7空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷

W C Q Q LQ

s )(c ??=τ(w )/1000321s

ηN n n n Q =?

(w )1000321s N n n n Q =?(w )11000321s N n n n Q η

η-=?(w )

10004321s N n n n n Q =?

(w )

11000321s N n n n Q ηη-=?W

NC Q LQ )(c 1000=?

τW NC n n Q LQ 21)(c 1000=?

τW C n q Q LQ s )(c ?τ=?

W

n q Q l ?

=?c h

kg g n m /103

w -?

?=?h

kg wA m /w

=?kw

)

(R o o c.o h h M Q -=?

?

kw

)

(R o p o h.o

t t c M Q -=?

?照明散热

人体散 热

室内用电 设备散热 透过玻璃窗

进入室内日

射

量

经玻璃窗

的温差传 热

围护结构 不稳定传 热

瞬瞬间间得得热

热量

围护结构、家具等 传递给 室内空 气 室内瞬间冷

(逐时冷负

室外新鲜空气量

抵消冷量的再加热

量

风机、水泵机械能转变的热

量 风机、冷冻水管的传热量

其他

辐射 对流 潜热 对流

延迟

3． 第三讲 全水系统 3.1全水系统概述

全水系统的类型：热水供暖系统；全水空调系统；

全水系统组成：分析各种系统的教学图例，讲解各种系统得类型、作用及特点。 1）特点：用水作为介质传递室内热负荷的系统。

末端装置分为：自然对流——空气靠密度差产生的重力压头驱动下流过末端装置与水进行热交换；强制对流——空气靠风机的机械动力流过末端装置与水进行热交换。

2) 优点：P31 3) 缺点：P32 3.2 全水系统的末端设备

1）热水供暖系统的散热设备：铸铁散热器；钢制散热器；铝制散热器；不锈钢散热器 ◇ 对散热器的基本要求：

热工性能：传热系数K 值越高越好； 经济方面：成本低，经济性能好；

安装使用和工艺方面的要求：强度、承压、组合、尺寸等； 卫生和美观：外表面光滑、不积灰易清扫，不影响房间观感； 使用寿命长：不易被腐蚀和破坏. 2）散热器的种类：图示

3）散热器选用注意的问题：应注意满足热工、经济、卫生和美观等方面的基本要求；散热器的工作压力不得超过制造厂规定的压力值；在民用建筑中,宜采用外形美观,易于清扫的散热器；在含有粉尘的建筑环境中,应采用易于清扫的散热器；在具有腐蚀性气体的建筑物或湿度较大的房间宜采用铸铁散热器；钢制散热器用于热水采暖系统时,应采取防腐措施。

4）散热器的布置

(1) 散热器一般布置在外墙窗下,明装设置,特殊要求的可以暗装,并应与建筑相配合；

(2) 为防止散热器冻裂,两道外门之间不准设置散热器,楼梯间散热器的立、支管应单独设置,且不设调节阀； (3) 同室或邻室的散热器可以串联布置；

(4) 楼梯间散热器尽量布置在底层和按一定比例布置于下部各层； (5) 铸铁散热器的组装片数不宜过多。 散热器的布置图示

5）散热器的计算：根据建筑物或房间所需热量确定散热器的面积。

计算步骤：①计算供热管道的散热量；②计算进入散热器的实际热媒温度t sg ；③根据t sg 值，计算传热系数k 或Q 值；④扣除相应管道的散热量后，再确定散热器的面积。 散热面积的计算： 散热器内热媒平均温度t m ：

散热器k 值的计算：实验室数据得到的关系式. 修正系数：散热器组装片数修正系数β1；散热器连接形式修正系数β2；散热器安装形式修正系数β3。 影响k 值的主要因素和其它因素：?t 、K 值、Q 值；水流量、散热器表面涂层等. 供暖管道散热量： 6）辐射板：图示 7）暖风机：图示

暖风机供暖的特点：室内空气由吸入口进入机组，流经空气换热器被加热，从出风口送入室内，从而造成室内空气循环。 暖风机供暖的优点：供暖量大；占地小；启动快；能迅速提高室温。

暖风机采暖方案：暖风机供给全部采暖耗热量，适用于气候比较温暖的地方；暖风机供给部分采暖耗热量，用散热器采暖系统维持最低室内温度（值班采暖）其余热量由暖风机供给。

暖风机采暖系统的设计内容：确定暖风机型号、台数；暖风机的布置方案；暖风机的计算；暖风机台数计算：暖风机进口空气温度≠15℃时的修正；小型暖风机的射程。

暖风机的设计要求：暖风机的送风温度≮35℃；暖风机的送风温度≯70℃；室内空气循环次数：≮1.5次/h ；每台暖风机的热媒进出口应设阀门。 8）散热设备的比较：

(1)钢制散热器比铸铁散热器金属耗量少，耐压强度高,外型美观,但水容量较少,热稳定性差,容易被腐蚀； (2)不锈钢散热器不易被腐蚀,外形美观,但造价较高.

(3)铝制散热器重量轻,外表美观,辐射系数比钢、铁的小,造价较高,容易被腐蚀. (4)塑料散热器多用于辐射地板,热水温度较低. (5)暖风机对流换热效率高,但舒适性较差. 3.3 空调水系统的末端设备

1）风机盘管：立式、卧式——明装、暗装；卡式——暗装；

规格：FP-3.5～20，三档风量，用高档转速下风机盘管的风量标注其规格；标准型机组、高静压机组。 名义风量下的机外静压：标准型：0pa 或10~20pa ；高静压型：30~60pa 。 机组输入功率：标准型：30~170W ；高静压型：50~270W 机组噪声：小于FP-6.5,≤39dB ；大于FP-6.5,>40dB ； 风机盘管大水侧阻力约为10~40kPa

风机盘管的选择与安装：便于维护、清洗与检修；尽量选择明装、落地式明装；机组颜色应于房间色调一致；考虑送风出口有余压——保证有足够的循环风量；噪音的要求；进、出水管采用橡胶软接头连接；进出水管均需安装阀门；防止盘管堵塞：供水管安装过滤器；

避免堵塞凝结水管：应有较大的坡度,不小于0.01,管径应大一些 机组供电：单独回路，不与照明回路相连

机组承压：>系统最大工作压力1.0MPa 、1.6MPa 、2.1MPa 按风机盘管中档风量的制冷量来选择：

全热制冷量：

显热制冷量：

供热量： 名义工况与设计工况：

风机盘管的选择：按夏季负荷选择机组；:进风温度不同,制冷量不同,参见样本标准工况；

β1积灰附加夏季10％,冬季15％,冬夏两季使用20％；β2间歇使用附加20％；中档风量为高档风量的85％； 明装盘管：按中档选取,富余的15％可以作为间歇附加,再考虑积灰附加即可；

2321m )(βββR m t t K Q A -=?

C 2)(o

sh sg m t t t -=C m /W )()(o 2?-=?=b R m b t t a t a K W )()(B R

m B t t A t A Q -=?=ηt l fK Q g g ?=)(0h h M Q i a t -=?

?)(0t t c M Q i p a s -=??)(0i p a h t t c M Q -=?

?

暗装盘管：按中档选取,并同时考虑β1 β2 宜同时对全热制冷量和显热制冷量进行校核 显热制冷量必须满足显热冷负荷的要求 2）室内机型式图示 3.4热水采暖系统的分类与特点

1）分类

按热媒温度不同分类：低温水供暖系统，95/70 ℃~85/65 ℃；高温水供暖系统： 100~130/70~80℃。 按系统循环动力不同分类：重力循环系统；机械循环系统。图示

按供回水方式不同分类：上供下回；上供上回；下供下回；下供上回。图示 按散热器的连接方式不同分类：垂直式系统；水平式系统。图示 按连接散热器的管道数量分类：单管系统；双管系统。图示 按并联环路水的流程分类：同程式系统；异程式系统。图示 讲解：采暖工程系统图－实例 3.5高层建筑热水采暖系统

考虑因素：建筑楼层较高，系统的水静压力较大；散热设备的承压能力；外管网压力

型式：分区式供暖系统：垂直方向分区；双线式系统：垂直双线式；水平双线式；单、双管混合式系统。 3.6分户热计量采暖系统

分户热计量的目的和意义：按用户的实际耗热量计费，节约能源，满足用户对采暖系统多方面的功能要求； 系统型式：水平式系统；水平式系统型式；水平单管系统，水平单、双管系统，水平放射式系统。 3.7热水采暖系统作用压头

重力循环热水采暖系统的作用压头存在于重力循环热水采暖系统；也存在于机械循环热水采暖系统。特点：重力循环作用压头较小；可以引起机械循环采暖系统的水力失调

一、重力循环热水采暖系统的作用压头

1）重力循环工作原理：锅炉加热，水温升高，密度减小，热水沿干管上升，散热器回水密度较大，促使回水流入锅炉。 2）主要形式：双管上供下回式；单管顺流式上供下回式，用图示讲解。

3）循环作用压力：两侧压差： 重力循环作用压头的大小取决于：冷却中心与加热中心高差h 对应的水柱密度差。 4）单管顺流式作用压头计算式： N 组串联：

在低温水采暖系统中，水的密度差与温度差成正比

5）单管跨越管式

跨越式单管系统重力作用压头注意hi 和Hi 的取法.

第一层散热器进出水温差：

第二层散热器进出水温差：

多层散热器的单管顺流式系统重力作用压头计算式： 6）重力循环双管热水采暖系统的作用压头 第一层：

第二层： 通过各层散热器的重力作用压头计算式： 设计计算时取第一层散热器重力作用压头为计算值

7）水平式热水采暖系统作用压头计算式

8）单管系统与双管系统的比较：采用表格型式列举比较 二、机械循环热水采暖系统的作用压头

1) 作用压头：由水泵扬程和重力作用压头合成 2) 机械循环双管热水采暖系统：一条立管或一条水平支路上各散热器回路的机械循环作用压头相等,而重力作用压头是不相等的。 3) 机械循环单管热水采暖系统：

◆建筑物各部分楼层相同时：各立管产生的重力作用压头近似相等，则不考虑重力作用压头 ◆建筑物各部分楼层不同时：需考虑重力作用压头

4) 单管系统散热器的小循环

5) 单管系统散热器进出口水温的计算

单管系统散热器进出口水温计算的目的：确定各个散热器之间管路的水温,计算散热器的面积；求出各个冷却中心之间管路中水的密度；利用式求出单管重力循

环系统的作用压力值。 单管系统散热器进出口水温的计算举例分析求ti （单管顺流式） 3.8 全水风机盘管系统

一、概述

★全水空调系统的系统方式

由水泵将制冷机组（或热交换设备）产生的冷冻水（或热水）送入风机盘管内； 空调房间内设置的风机盘管机组处理室内空气 ★ 系统结构、分类和特点

◇系统特点：布置灵活、各房间可以独立调节 ◇系统调节方式：风量调节；水量调节

◇风机盘管内盘管的排数为2～3排，除湿能力有限，适用于湿负荷不大的房间. 二、开式和闭式系统

◇ 开式系统是一种管道与大气相通的水系统,水泵扬程↑，管道腐蚀↑，水力平衡困难

◇ 闭式系统的管道不与大气相通，无论是水泵运行还是停止，系统内部都始终充满水，水泵扬程↓，耗电少。 开式系统和闭式系统图示讲解

Pa )

(g h gh P P P ρρ-=-=?左右Pa gh gh P s s )()(2211ρρρρ-+-=?∑=-=?N i g i i gh P 1)

(ρρr

s s

r t t --=

ρρβPa )()()(1

1111∑∑∑=+=+=-=-=-=?N i i i i N i i i i N i s i i g t t H g gH gh P βρρρρPa )(1

∑

=-=?N i s i i g gh P ρρp

2

11s ??

?+=-M c Q Q t t p 22s ??=-M c Q

t t Pa

1p ∑

=?

??==?N i i i g H Q M c g P βPa )

(11s r gh P ρρ-=?Pa gh P h h g P s r s r )

())((21212ρρρρ-+?=-+=?Pa H t t gH P i r s s r i gi )(28.6)(-=-=?ρρPa H t t gH P r s s r gi 11)(28.6)(-=-=?ρρPa H t t gH P i r s s r i gi )(28.6)(-=-=?ρρr

g P t g r g P g P )(????+?≈?+?+?=?+?=?P P P P P P P P ∑=-=?N

i g i i gh P 1)

(ρρ

三、两管制、三管制和四管制系统 ? 两管制系统运行方式

夏季：关闭热水总管阀门,系统内充满冷冻水,作供冷运行. 冬季：操作方式相反,系统作供热运行 ? 适用范围和使用特点：

冬、夏季冷、热负荷分明，过渡季很短的或过渡季可不用空气调节或过渡季可采用天然冷源冷却的建筑适用； 建筑朝向对负荷的影响较大时，系统宜进行朝向分区，且每个朝向的主环路均应独立提供冷、热水供、回水总管 建筑物内区较大时,宜对内外区水系统进行分区,各区供水总管应独立,过渡季外区供热、内区供冷；

空调标准相对较低的建筑比较适用；双管系统比较简单，初投资比较节省；末端设备中的盘管为冷热两用，其控制方便；末端设备占用空间面积可减少。 ? 三管制系统：系统设两条供水管分别进行供冷供热,回水为共用管道.当冷、热水设备同时运行时，混合回水温度将会较高。

特点：盘管冷热合用；冷、热水供水管同时接至末端设备，在接管处进行冬、夏自动转换；末端设备的回水同用一条回水总管；过渡季节的适应性较好。 ? 四管制系统：系统中的冷、热水供、回水管及末端设备中的冷、热盘管均独立独立配套设置。 特点：末端设备中的冷、热盘管独立；冷、热水可同时独立送至各个独立的末端设备。 ? 综述：

国内使用较多的是双管制系统；由于四管制系统比较节能，目前国内、国外应用越来越多；应针对实际情况进行合理设计，也可以是几种系统的组合使用；在考虑水系统时，也要与风系统的使用特点相结合。

四、同程与异程系统 1）同程系统

如果各末端设备及其支管路的阻力小于负荷侧环路总阻力的1/2时，应考虑采用同程式系统。

同程系统特点：水流通过各末端设备时的路程相同；各末端环路的水流阻力较为接近，有利于水力平衡。 2）异程系统

适用于各末端设备阻力相差较大，或建筑空间受限，或投资受限的建筑；高层建筑的空调机组系统较适用。 异程系统特点：水流经各个末端时的路程是不相同；越远离冷热源机房的末端环路的阻力越大。 五、垂直式与水平式系统 ? 特点：

垂直式适用于旅馆客房的风机盘管系统中；立管设在管道井中；立管上部应设集气罐或自动排气阀；风机盘管上自带手动放气阀；凝结水在下层集中排放或就近排放。

水平式用于办公楼等建筑；每层的风机盘管都与水平支管连接，水平支管再连接到总立管上。 ?注意的问题：

水系统水平管段和盘管接管的最高点，应设排气装置放气，最低点应设泄水阀排污和放空；应在水平环路供回水干管、垂直供回水立管和机组供回水支管上装置阀门，以便于检修风机盘管和调节水系统水量；水系统的设计计算与热水采暖管道系统类似。

六、风机盘管系统的调节 1）调节方法：

? 水量调节: 水量调节阀由室温控制器控制；

二通阀变流量方式：冷冻水管路上设置两通电动阀，用恒温器根据室内空气温度控制该阀的启闭。

三通阀定流量方式：冷冻水管路上设置三通电动阀，用恒温控制器根据室内空气温度控制该阀的启闭，使冷冻水全部通过风机盘管或全部（部分）旁通流入回水管。

双管、三管、四管(冷热盘管分开、单盘管冷热切换)。图示讲解。 ? 风量调节：

风机盘管设有三档风量调节, 配有三速开关(Hi, M, Lo), 手动调节风量档次； 恒温控制器控制风量, 分档或无极调速； 旁通风门调节

2）空调水系统－实例，图示讲解。 4． 第四讲蒸汽系统

本讲主要内容：蒸汽作为热媒的特点；蒸汽作为热媒的特点；蒸汽供暖系统的专用设备；蒸汽在通风与空调系统中的应用。 提出问题：怎样使蒸汽系统运行更节能？怎样减少跑、冒、滴、漏，提高系统效率? 4.1 蒸汽作为供热系统热媒的特点

特点：

1）蒸汽凝结放热，相态发生变化；

每1kg 蒸汽在散热设备中凝结时放出的热量：

进入散热器的蒸汽是饱和蒸汽，流出散热设备的凝水是饱和凝水时的汽化潜热： 需要通过散热器的蒸汽量：

比较：高温水130/70供暖，每1kg 水放出的热量：

每kg 蒸汽的汽化潜热：

2）蒸汽的状态参数变化比较大，并伴随有相态变化； ? 管壁散热会产生沿途凝水；

? 经过阻力较大的阀门时,蒸汽被绝热节流,ρ变化；

? 饱和凝水通过输水器和在凝水管中压力下降,沸点改变,部分凝水重新汽化, 跑、冒、滴、漏问题. 3）散热器表面温度高：比热水供暖节省散热设备面积，卫生条件较差； 4）饱和蒸汽的比容大，是水的600倍。 4.2室内蒸汽供暖系统

一、蒸汽供暖系统分类

1）按供汽压力分类：高压蒸汽供暖系统：供汽表压力>0.07MPa ；低压蒸汽供暖系统：供汽表压力<0.07MPa ；真空蒸汽采暖：系统中的压力低于大气压力。 2）按蒸汽干管布置型式分：上供式、中供式、下供式 3）按立管的布置特点分：单管式、双管式 4）按回水动力不同分为：重力回水、机械回水 二、低压蒸汽采暖系统的基本型式

1）重力回水低压蒸汽供暖系统：上供式、下供式；单管式系统、双管式系统 2）机械回水中供式低压蒸汽供暖系统 三、低压蒸汽供暖系统设计应注意的问题

1）尽可能采用较低的供汽压力：由于系统的干式凝水管与大气相通，散热器内的蒸汽压力只需比大气压力稍高即可。

2）剩余压力：保证满足散热器所需的压力损失；将散热器中的空气驱入凝水管；散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为1500～2000pa 。 3）供汽压力的三种情况：

供汽压力符合设计要求时：散热器内充满蒸汽,被其表面冷凝,形成一层凝水薄膜,凝水顺利流出,不滞留,空气能排除干净,散热器正常工作.

kg kJ 2.251)70130(187.4=-=?=tG c Q kg kJ 2164=r kg

kJ 1q i q -=h

kg 6.3r Q r AQ G ==

供汽压力低于设计要求时：散热器内蒸汽量减少而不能充满,使空气不能排净,或由于蒸汽凝结造成微负压而从干式凝水管吸入空气；散热器表面平均温度降低,散热量减少。

供汽压力高于设计要求时：进入散热器的蒸汽量超过散热表面的凝结能力,未凝结的蒸汽会窜入凝水管,散热器表面温度↑,散热器的散热量↑； 实际运行过程中的供汽压力：总有波动。

措施：散热器出口或每根凝水立管下端设置输水器. 4）蒸汽系统发生“水击”的现象

水击的产生：沿途凝水被蒸汽流裹带，形成随蒸汽流动的高速“水滴”；落在管底的沿途凝水会被蒸汽流重新掀起，形成“水塞”；随蒸汽一起高速流动的“水滴”或“水塞”，在阀门、拐弯或向上的管段等流动方向改变处，与管件或管子撞击产生“水击”，出现噪声、振动或局部高压现象，产生破坏作用.

减轻水击现象的措施：

?水平敷设的供汽管路,必须具有足够的坡度来排除沿途凝水,尽可能保持汽、水同向流动；坡度i ＝0.003,散热器支管的坡度i ＝0.01～0.02； ?供汽干管向上拐弯处,必须设置输水器

?水呈逆向流动的下供式系统的蒸汽立管,要采用较低的流速. 5）其他问题

上供式系统，注意供汽干管与立管的连接方式； 单管下回式系统，注意支管与立管的连接.

间歇工作的供暖系统，当供汽停止时，应采取措施防止空气从接缝处渗入系统； 4.3 室内高压蒸汽供热系统

室内高压蒸汽供热系统适应于工业厂房。图示讲解。 系统特点： 1）设置分气缸

2）设置凝水箱及凝结水泵

3）减少水击现象，一般常用双管上供式 4）输水器的安装位置 5）系统中空气的排除 6）凝水管的设计问题 7）散热器检修维护

8）供汽管和凝水管热胀冷缩问题 9）二次蒸汽

10）蒸汽泄漏的问题 11）凝水的回收方式 4.4 蒸汽采暖系统专用设备

一、疏水器

?作用：自动阻止蒸汽逸漏；迅速排除用热设备及管道中的凝水；排除系统中积留的空气；排除系统中的不凝气体 ?分类：

◆机械型输水器：浮筒式；钟型浮子式；自由浮球式；倒吊筒式 ◆热动力型输水器：☆圆盘式☆脉冲式☆孔板式☆迷宫式 ◆热静力型输水器：☆温调式输水器☆恒温式输水器 ?输水器的选择计算：

选择排水小孔的直径或面积，

输水器的排水量：

选择输水器的倍率K 值考虑的因素：安全因素，理论计算与实际运行情况不会一致；用热设备在低压力，大负荷的情况下起动时，或需要迅速加热用热设备时，输水器的排水能力要大于设备正常运行时的输水量。

输水器前、后压力的确定原则 P88

?输水器与管路的连接方式：图示讲解。 二、减压阀：图示讲解 三、二次蒸发箱：图示 专用设备：总图示。 4.5 蒸汽在通风与空调系统中的应用

一、用蒸汽加热空气：热风供暖系统

工作原理：利用循环空气作为热媒，被加热后送入室内（循环室内空气），热空气在室内对流换热。 分类：

按循环的动力分为：自然循环热风采暖；强迫循环热风采暖

按运行方式分为：室外新鲜空气加热采暖；室内再循环空气；上述两种空气的混合体 按系统型式分为：集中送风；管道送风；悬挂式和落地式暖风机。 换热设备：蒸汽换热器加热空气

二、用蒸汽加热空调系统用热水：加热生活用热水 三、用蒸汽等温加湿空气 四、溴化锂吸收式制冷用蒸汽 作业：综合思考研讨题

计算题：

设饱和蒸汽量G ＝800kg/h ，减压前压力P1＝440KPa ，阀后压力P2＝340KPa ，试选择减压阀型号. 思考题：

供热系统与供暖系统 公共建筑与民用建筑

蒸汽供热系统中为什么要设置减压器?

蒸汽供热系统中为什么要设置输水器？是否可以不设置？ 5． 第五讲辐射采暖与辐射供冷

本章主要内容：辐射采暖、供冷：特点与分类； 系统型式；设计计算。

提出问题：辐射供暖、供冷之间有什么区别？辐射供冷供暖与传统供热供冷有什么区别？辐射供冷供暖对房间舒适度方面有何意义？ 5.1辐射采暖的特点与分类

一、辐射采暖得定义：

?依靠供热部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间提供热量；

? 供热：房间各围护结构内表面的平均温度高于室内空气温度： T s .m > t R

h kg 1.02t P d A M ?=?

?供冷：平均温度低于室内空气温度：T s.m< t R

二、分类：表、图示讲解

三、特点：

1）辐射采暖时：热表面向围护结构内表面和室内设施辐射热量

2）各表面：吸收热量→辐射→再吸收→再辐射→反复过程

3）传热过程：辐射为主、兼有对流换热

4）在辐射强度和温度的双重作用下，造成了符合人体散热要求的热状态，具有较佳的舒适感；

5）建筑内表面温度↑，对人体的冷辐射↓，舒适感↑

6）室内空气不会急剧流动，粉尘飞扬的机会减少，卫生条件↑

7）不需要在室内布置散热器和安装连接支管，不占建筑面积；

8）吊顶辐射可兼作夏季降温的供冷表面

9）用塑料管代替金属管作为埋管

10）辐射采暖的室内设计温度可以降低,节省供暖能耗

四、辐射换热系统的置换通风：图示

5.2辐射采暖系统

一、热媒种类:

1）热水：温升较慢；用于：埋管式、窗下式、间墙式

2）蒸汽：温升快，不适于埋管式

3）热空气：将墙板、楼板内的空腔作为热空气的风道

4) 电：用电加热辐射板，板面温度易控制，调节方便，消耗高品位电能。

二、辐射供暖的类型

1）低温辐射供暖：板面温度<80℃

低温辐射供暖系统的设计应注意的问题：保证水温、水量，管网的阻力要平衡，宜采用同程式；为保证流量分配均匀，支管长度要大于联箱长度；防止空气窜入系统，防止空气聚集，形成气塞；辐射顶棚内不应装置排气设施；管道的胀力不允许传递给辐射板；埋管禁止使用丝扣和法兰连接；顶面辐射板应靠外墙布置；系统供水温度和供回水温度差（规范4.4.3)；辐射板表面温度（规范4.4.2)。

2）中温辐射供暖：板面温度80℃～200 ℃

3）高温辐射供暖：辐射表面温度≥400～900℃

三、辐射供暖管路系统

1）系统型式：上供式、下供式

2）辐射供暖系统的管路设计要点：

窗下辐射板系统；单管系统、双管系统、双线式系统；地面、顶面辐射板系统；双管系统：有利于调节和控制；辐射板水平安装；加热管内的水流速度≮0.25m/s；应设放气阀和放水阀；墙面采暖辐射板；单管系统、双管系统、双线式系统；供回水温度根据主要房间的采暖条件确定；采暖辐射板自身阻力较大；系统不易产生水力失调；一个系统宜采用同种辐射板。

5.3 辐射采暖系统的设计计算

辐射板的表面温度

加热管管顶所对应的混凝土表面温度最高；两相邻加热管之间的混凝土表面温度最低；地面采暖辐射板的表面温度；盘管的水力计算；

铝塑复合管：地面辐射供暖量的计算

传热温差：根据△t和d查表计算辐射散热量

5.4 电热膜辐射采暖

电热膜辐射采暖的结构：图示；电热膜片数的计算:

5.5 辐射供冷

1) 辐射供冷系统型式：冷却吊顶；辐射板型式；合体式；贴附式；悬挂式

2）冷却吊顶的传热形式：辐射＋自然对流；

封闭式：1：1

开敞式或辐射面上有贯通气流通道时：对流换热比例↑、供冷量↑

上部供冷降低了室内垂直温度梯度，避免出现?°上热下冷?±的现象

3）冷却吊顶型式：一体式：顶板单元；单元式：吊顶单元；镶嵌式：安装单元

4）冷却吊顶的水系统：同一冷源，以新风冷冻水温度运行；冷却吊顶供水温度：14~18℃；吊顶表面温度高于室内空气的露点温度1~2℃；新风系统的供水温度：6~7 ℃；冷却吊顶供、回水温差：2℃；新风系统供、回水温差：5 ℃；循环水泵：冷冻水泵、冷却水泵、冷却吊顶系统冷媒水泵。

5）混合法制备冷却吊顶冷媒水的水系统

新风系统和冷却吊顶水系统：分别为两个回路；分别各设循环水泵；供、回水温度不同；三通电动调节阀调节冷冻水与冷却吊顶回水的混合比；冷却吊顶供水量由两通电动调节阀控制

作业

辐射供暖的特点；辐射供冷的特点；辐射供暖系统是否一定可以兼作辐射供冷系统？为什么？

撰写论文：

浅谈辐射供暖系统的应用

浅谈辐射供冷系统的应用

辐射供暖与辐射供冷系统的综合应用分析

6．第六讲空气调节系统

主要内容：系统的分类；送风量确定；新风量确定；空调系统；空气处理设备；运行调节；系统控制与选择。本讲的内容教较多，不是很容易掌握，比较散，应采用一条主线将各节内容循序渐进的连贯起来。这条主线就是怎样使空气调节系统达到最佳要求？怎样来达到？有哪些途径？系统的特点和作用？

提出问题：什么是空气调节系统？系统有何种作用？建立空气调节系统的意义和目的？系统的节能？优化运行？在每节中一般都设置思考题，本将最后设置三个专题的论文，学生可以任选自己感兴趣的专题撰写论文。

6.1空气调节系统的分类

◆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

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

★按送风参数的数量分类：单参数系统→单风道；双参数系统→双风管、多区系统

★按送风量是否恒定分类：定风量系统；变风量系统；

★按空气处理设备的集中程度分类：集中式；半集中式；分散式；

★按负担室内负荷所用的介质种类分类：全空气；全水；空气-水；冷剂；冷剂-空气；

★根据空调系统使用的空气来源分类：封闭式；直流式；混合式；

★ 按房间的控制要求分类：全空气空调系统：热风采暖系统：除尘系统：防火排烟

6.2 全空气系统的送风量确定 * 送风量必须满足下式：

.

送入空气状态变化过程分析

* 由热量平衡时与式(4)关系分析，凡是位于R 点以下的该过程线上的诸点直到S 点，均可作为送风状态点；S 点距R 点愈近，送风量愈大，反之亦然；送风量小，空气处理设备与输送风道均可减小；设备小，投资减少，且运行费用相对减少；送风温度过低，送风量过小时，会使人感受到冷气流的作用，影响室内温度和湿度分布的均匀性和稳定性。 6.3 空调系统的新风量

确定新风量依据的因素: ◆卫生条件：

□《采暖通风与空气调节设计规范》第3.1.9条link ◆补充局部排风量或燃烧需要的空气量 P113

□空调房间有排风装置时，避免产生负压，必须有相应的新风量来补充排风量;

□空调房间内设备燃烧时要消耗空气中的氧气，需要补充新风. ◆保持空调房间的正压的要求 P113

□防止外界环境空气渗入空调房间，干扰空调房间内温度或破坏室内洁净度，需要一定数量的新风量。 6.4 定风量空调系统

◆定风量单风道空调系统——普通集中式空调系统 ◇低速、单风道集中式空调系统 ◇全年送风量不变的全空气系统 ◇送风量按房间最大热湿负荷确定 ◆分类

◇直流式系统→全新风系统link ◇封闭式系统→再循环系统link

◇混风式系统：一次回风式空调系统；新风量与空气平衡；再热式空调系统；二次回风式空调系统 ◆ 定风量双风道空调系统

◆ 集中空调的系统划分和系统的分区处理

◇ 直流式空调系统参考书：空气调节薛殿华主编

什么是直流式空调系统？：全部使用新风（100％）的空调系统；

◇夏季运行工况分析：夏季需要的冷量；夏季需要的再热量；焓湿图简介

1）直流式夏季运行工况分析：确定送风状态点；确定机器露点温度；室外空气状态点到送风状态点的处理过程。 直流式冬季运行工况分析：（恒温恒湿）冬季室内设计状态点仍为N ；余湿量W 与夏季相同，即：余热量为Q ；室内热湿比ε因房间耗热量的增加而变小；工程上冬季经常采用与夏季相等的送风量。

计算：举例讲解

2）封闭(循环)式空调系统

◇夏季运行工况分析：送入房间的空气全部通过回风管道进行再循环；没有新风引入，系统的耗冷量是最小的，系统冷量等于房间冷负荷：

◇冬季运行工况分析：直接把空气从N 点加热至送风状态O 1点，则房间的实际状态点会偏移到N 1点，应采取除湿措施；当室内余湿量较小且湿度的控制精度较低时可以采用循环式系统夏季、冬季运行工况。

3）混合式空调系统

混合式空调系统型式；新风量与空气平衡；新风量M 0与回风量M r 的关系：M 0↓、M r ↑则比较经济，但卫生条件↓。 □确定新风量依据的因素：卫生条件：G w2；补充局部排风量或燃烧需要的空气量：G p1；保持室内正压：G s1。 ◇新风量的确定

取Gw ＝Max{(Gw1＝ Gp1 ＋Gs1 ) ； Gw2 ； (Gw3 ＝ 0.1G )} ◇空调系统中的空气平衡

在h －d 图上夏季过程的确定；通过热平衡关系分析冷量

风量由参数O 沿ε线变为参数N ，这部分热量为“室内冷负荷”：新风量M0 ，进入系统初焓hw ，排出焓hN ，这部分冷量为“新风冷负荷”：满足“送风温差”要求，对已处理的空气再一次加热，这部分热量为“再热量”：

系统所需冷量：一次回风式空调系统冬季处理过程： □在h －d 图上冬季过程的确定

◇设冬季室内状态点与夏季相同（恒温恒湿系统） ◇冬季与夏季采用相等送风量 ◇送风状态点含湿量d0： ◇处理过程的流程：

一次回风式系统：冬、夏季室内参数不同的一次回风式系统；夏季、冬季采用各自的机器露点温度。 在t1、t2、φ1、φ2所包围的范围内波动 二次回风式空调系统夏季处理过程：

□特点：冷却处理后与回风再混合，替代再热器以节约热量与冷量；在h －d 图上夏季过程的分析。 ◇空气的处理过程

二次回风式空调系统冬季处理过程：在h －d 图上冬季过程的确定 设定：◇冬季室内参数与夏季相同（恒温恒湿系统） ◇冬季与夏季采用相等风量 ◇二次回风的混合比不变

◇机器露点的位置与夏季相同link 双风道系统：定风量露点送风 双风道系统在h －d 图上的表示 风管温差传热和风机得热

夏季送风气流与风管周围环境的温差传热其温升计算式: P117

风机得热使气流的温升：当风机的电机不在输送的空气中；当风机的电机在输送的空气中。 定风量露点送风双风道系统在h －d 图上的表示 4）双风道系统：定风量再热式 双风道系统：两种系统分析

5）集中空调的系统划分和系统的分区处理

◇ 集中空调的系统划分：为什么要进行系统划分？

)

4(1000

s

R w

s R c s d d M h h Q M -=-=?

??

◇建筑物的使用要求不同

◇系统中风量较大

□进行系统划分的考虑的因素：室内参数、室内热湿比；朝向、层次、位置；工作班次和运行时间；对室内洁净等级、噪声级别；室内是否产生有害气体；防火要求

□系统划分的原则：P151～152 6条

◇空调系统的分区处理

□分区处理可以解决的问题：室内状态N点相同，但各室的热湿比值ε不同时

◇当室内N点要求相同,热湿比各不相同,Δt0不作严格限制时,要求各室送风含湿量d0不相同；

采用的处理方法：双风道系统3种方法

分区加热处理方法：同一露点而分室加热

采用相同的Δt0和tL处理方法

分区空调方式：集中处理新风、分散回风、分室加热

6.5变风量系统（VAV系统）

★为什么采用变风量系统?

□空调房间负荷不常处于最大值，大部分时间低于最大值

◇定风量系统的调节：调节再热量，提高(减少)△ts，

◇变风量系统的调节：

■减少送风量来保持tR不变：适合于舒适性空调

□变风量单风道空调系统

◇节流型：用风门调节送风口开启大小进行调节风量

◇旁通型：通过送风口的分流机构来减少室内的空气量

◇诱导型：调节末端装置的诱导风量

□风机动力型变风量系统

□双风道变风量系统

□变风量空调在设计方面的若干问题

□变风量系统的特点及其适应性

普通低速集中空调系统变风量方式

1）单风道变风量系统：用风门调节送风口开启大小进行调节风量；用风门调节送风口开启大小进行调节风量；条缝式节流型风口

2）风机动力型变风量系统

3）双风道变风量系统

4）变风量空调在设计方面的若干问题：气流分布问题？风口变风量产生的影响：风量、新风、气流、舒适度？普通风口风量：按最大送风量的80％作为选定风口风量；冬、夏系统最大风量是根据系统最大冷、热负荷计算；系统最小风量按系统最大风量的30％～50%计算（规范6.3.7)；变风量系统的风机控制；

6.6 半集中式空调系统——空气-水系统

类型：风机盘管加新风系统；诱导器系统；空气－水辐射板系统

1）风机盘管加新风系统

□方式：空调房间内设置风机盘管机组处理空气；处理后的新风送入空调房间；

系统结构、分类和特点：

◇结构及类型：卧式、立式

◇系统特点：布置灵活、各房间可以独立调节

◇系统调节方式：风机盘管的风量调节和水量调节

□风机盘管机组的新风供给方式种类及设计原则

◇具有独立新风系统的风机盘管机组的夏季处理过程

□新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷

□新风处理后的焓值低于室内焓值，承担部分室内负荷

风机盘管机组的选择：关键是确定盘管出口状态点M点

风机盘管机组的新风供给方式

节能型风机盘管

新风处理到室内空气焓值且不承担室内负荷

2) 诱导器系统

□机构原理和特点；诱导器的性能指标

□诱导比＝二次风量/一次风量：

□一次风量和压力损失、噪声、供热供冷量、水阻力

◇诱导器的种类：全空气系统；空气－水系统

□诱导器系统适应性:新风υ↑，管道F↓,卫生条件好.；旧建筑加设空调；高层建筑

3）空气－水辐射板系统

□系统特点：辐射板加新风系统，辐射板无除湿能力：温度>室内空气的露点温度；室内湿负荷由新风负担；可获得舒适的环境；依靠调节辐射板冷量来控制室内温度

□新风在室内的送风方式：

◇混合送风：送入的新风应充分与室内空气混合

◇置换送风：新风靠近地面缓慢送出,因热浮升力向上流动

6.7空气处理设备

主要内容：空气热湿处理的途经及设备类型；空气与水直接接触时的热湿交换；用喷水室处理空气；用表面式换热器处理空气；空气的其它加热加湿方法；空气的其它减湿方法。

空气处理机组：空气热湿处理的途经及设备类型

★空气热湿处理设备的类型：

◇接触式热湿交换设备:喷水室；蒸汽加湿器；局部补充加湿器；液体吸湿剂减湿装置

◇表面式热湿交换设备：光管式；肋管式

空气热湿处理的途经：

□夏季：

◇W→L→O

◇W→1→O 固体稀释剂减湿→表面冷却器等湿冷却

◇W→O 液体稀释剂减湿冷却

□冬季：

◇W’→2→L→O 加热器预热→喷蒸汽加湿→加热器再热

◇W’→3→L→O 加热器预热→喷水室绝热加湿

→加热器再热

◇W’→4→O 加热器预热→喷蒸汽加湿

◇W’→L→O 喷水室喷热水加热加湿→加热器再热

加热器预热→一部分喷水室绝热加

湿→与另一部分未加湿的空气混合

2）空气与水直接接触时的热湿交换

★热湿交换原理

空气与水直接接触时的状态变化过程

各种过程变化的特点:

A-1 tw

A-2 tL=tw

A-3 tLPqA , t↓d↑, i ↓减焓加湿

A-4 tw=ts, twPqA , t↓d↑i =c等焓加湿

A-5 tsPqA , t↓d↑i ↑增焓加湿

A-6 tw=tA, Pq6>PqA , t=c d↑i ↑等温加湿

A-7 tw>tA, Pq7>PqA , t ↑d↑i ↑增温加湿

3）用喷水室处理空气

4）用表面式换热器处理空气

类型与结构：光管式；肋管式

◇单翅片管：圆管绕片、圆管镶片、圆管套片、圆管轧片

◇椭圆翅片管

◇整体串片管

5) 空气的其它加热加湿方法：用电加热器加热空气：裸线式，管式

空气的加湿处理：等温加湿。蒸汽喷管和干蒸汽喷管；干蒸汽加湿器；电热式加湿器；电极式加湿器：等焓加湿－喷雾加湿器；压缩空气喷雾加湿器；离心式加湿器；蒸发加湿器；超声波加湿器

6）空气的其它减湿方法

（一）加热通风减湿（二）冷却减湿

作业：思考研究题

◇有水和蒸汽两种媒介进行等温加湿，你选择哪一种媒介？为什么？

◇用加热通风的方法减湿

◇如果室内不断有湿量产生，则室内的φ仍会↑

◇室内有余热产生,单纯升温减湿会使tn过高,舒适性差

◇对于上述两点解决的办法？

6.8空调系统的全年运行调节

主要内容：室内热湿负荷变化时的运行调节；室外空气状态变化时的运行调节；变风量空调系统的运行调节；半集中式空调系统运行调节

本节学习的意义：空调系统运行调节的意义：

空调系统设计时，用焓湿图来分析空调系统的空气处理方案和空气处理设备的热量，并满足冬、夏季室外空气处于设计参数及室内负荷在最不利条件时的空调要求；

?实际运行情况：室外空气状态等于设计计算参数的时间极少，大部分时间随着春、夏、秋、冬作季节性的变化。

?室内余热余湿量也是经常变化的：空调系统的设计和运行必须考虑，在室外气象条件和室内热；湿负荷变化时系统的运行调节，在全年内，既能满足室内温；湿度要求，又能达到经济运行的目的。

?室内参数允许有一定的波动范围

(一) 室内热湿负荷变化时的运行调节

1）定机器露点和变机器露点的调节方法：

定机器露点的运行调节：室内余热量变化,余湿量基本不变的情况；室内余热量余湿量均变化；

变机器露点的运行调节：室内余热量余湿量均变化，调节预热器加热量；调节新、回风混合比；调节喷水温度或表冷器进水温度。

2）调节一、二次回风混合比；利用室内回风的热量来代替再热量；

3）调节空调箱旁通风门：设有旁通风阀的空调箱调节旁通风门

?特点：室内回风经与新风混合后，部分空气经喷水室或表冷器处理，部分空气可经旁通风阀流过，再与处理后的空气混合送入室内。

?对相对湿度控制精度要求较高时：在调节旁通风阀的同时调节冷冻水温度，适当降低机器露点

4）调节送风量

?当房间显热冷负荷减少，而湿负荷不变：减少送风量，使室温不变，减湿能力有所下降，φn↑；调节喷水温度或表冷器进水温度，降低机器露点，减少送风含湿量。

5）多房间空调系统的运行调节

?t n、φn、Δt 相同,负荷不同,εi 不同：各房间的εi 值彼此相差不大；各房间负荷发生变化，采用定露点和改变局部房间再热量的方法进行调节；采用必要的系统划分措施或在通向各房间的支风道上分别加设局部再热措施；以系统同一露点、不同送风温差送风，送风量按各自不同的送风温差确定。

(二) 室外空气状态变化时的运行调节

★问题的提出：

?室外空气状态在一年中波动的范围很大

?全年室外空气焓值的频率图L16

?空调系统确定后，根据气象变化情况，将h－d图分成若干个气象区→空调工况区

★如何进行空调工况分区？保证室内温湿度的要求为前提；运行经济，调节设备简单可靠：各个空调工况区,使其空调处理是最经济的运行方式；充分考虑各分区在一年中出现的累计小时数：以利于简化空调系统的调节设备。

1）一次回风空调系统全年运行调节：第Ⅰ区域；第Ⅱ区域；第Ⅲ区域；第Ⅳ区域

2）空调系统全年节能运行工况

?什么是空调多工况节能控制？

?把可能出现的室外空气变化范围分成若干区，每个区都有与之相对应的最节能空调系统运行工况；全年所有季节中都能保证最节能的热湿处理工况；根据室内外参数的变化,执行机构对状态点及参数信息进行综合逻辑判断,选择最合理的空气处理方式；通过计算机程序控制,能自动的从一种工况转换到另一种工况,以达到最大限度地节约能量。

?每个最佳处理工况应满足的条件：采用变室内设定值(被调参数波动),扩大不用冷、热的时间；尽量避免为调节室内温湿度而出现冷热抵消的现象；在冬、夏季应充分利用室内回风,保持最小新风量,以节省热量和冷量的消耗；在过渡季节充分利用室外空气的自然调节能力,尽量不用或少用冷、热量,停开或推迟使用制冷机,使用其他调节方法来满足室内参数的要求。

(三) 变风量空调系统的运行调节

★室内负荷变化时变风量系统的运行调节：节流型末端装置的变风量空调系统；旁通型末端装置的变风量空调系统；诱导型末端装置的变风量空调系统★全年运行调节

?全年有恒定冷负荷时（建筑内区、只有夏季冷负荷）：采用不设末端再热的变风量系统，风量随负荷变化；

?系统各房间冷负荷变化较大时：用有末端再热的变风量系统

?夏季冷却和冬季加热的变风量系统：随着供冷、供热季节变化转换变风量系统的调节工况。

节流型末端装置的变风量空调系统；旁通型末端装置的变风量空调系统；诱导型末端装置的变风量空调系统

系统各房间冷负荷变化较大时：末端再热变风量空调系统

夏季冷却和冬季加热季节转换的变风量空调系统

(四) 半集中式空调系统运行调节

★诱导器系统的全年运行调节

?当室外空气状态发生变化时：一次风的集中处理设备的调节

?当室内负荷变化时系统的运行调节：

1）全空气诱导器系统的运行调节：只改变一次风状态；只改变二次风状态；同时改变一、二次风状态；

2）空气－水诱导器系统的运行调节：只改变一次风状态；只改变二次盘管的冷热量；同时改变一次风状态和二次盘管冷热量。

全空气诱导器系统的运行调节

★风机盘管机组空调系统

?风机盘管机组的局部调节方法：水量调节；风量调节；旁通风门调节

?风机盘管空调系统的全年运行调节：负荷性质和调节方法；A/T和系统分区的关系；双水管系统的调节；不转换的运行调节；转换的运行调节；

?风机盘管机组的局部调节方法

?二次盘管冷（热）量调节：

?由室内温度调节器通过三通（或直通）调节阀调节二次盘管的水温或水量

?通过旁通风门调节二次盘管旁通风量来调节冷（热）量

?一次风温度的集中调节

?集中调节一次风温度时的热平衡式

?对系统的一次风进行集中的再热量调节，必须要求系统中各个房间都使得新风量(A)与围护结构(内外温差为1℃)；传热量(T)有相同比值：A/T＝C ?风机盘管空调系统的全年运行调节

?双水管系统的调节：转换运行调节；夏季运行与不转换运行的调节方法相同

?当室外空气温度下降到某一值时，即可停用二次盘管

双水管系统的调节综述：

1）不转换运行调节方法比较简单；全年都需要冷二次水；冬季有冷热量抵消现象，浪费能量；适用于冬季能从自然冷源取得冷水的场合；

2）转换运行调节方法比较麻烦；无冷热量抵消现象，节约能量；运行中的转换比较麻烦；适用于冬季无条件从自然冷源取得冷水的场合。

3）两种方法的选择：技术经济比较；主要原则是节省运行费用；在较冷的季节里，应尽量少用或不用制冷设备。

6.9空调系统的自动控制

◇空调系统调节自动化的意义：

?提高调节质量,保证室内达到所要求的条件；

?降低冷、热量的消耗,节约能量,保证系统按预定的最佳方案运行；

?减轻劳动强度、减少运行人员、提高劳动生产率；

?提高技术管理水平,系统运行安全、稳定、可靠.

◇什么是自动控制？

?根据调节参数的偏差，用自动控制系统来控制各参数的偏差值，使之处于允许的波动范围内.

(一) 空调系统的自动控制的组成

1）空调自动控制系统的组成→系统框图：敏感元件→调节器→执行机构→调节机构

2）空调自动控制系统的品质指标

?对自动控制系统的基本要求：

?较短时间内，使调节参数达到新的平衡

?对自动控制系统的其他品质指标要求：→品质指标

?静差→动态偏差→调节时间

3) 室温控制

室温控制原理：用室内干球温度敏感元件来控制相应的调节机构，使送风温度随扰量的变化而变化.*

室温控制方式：?双位控制?恒速控制?比例控制?比例积分微分控制

室温控制调节方法：

(1) 送风温度的方法：调节加热器的加热量；调节新风、回风混合比；调节一、二次回风比

(2) 调房间不要求全年固定室温的调节：

室外温度补偿控制方法：根据tw的变化，改变室内温度敏感管件的给定值；送风温度补偿控制方法→在改变给定值的基础上。

3）室温控制→随tw变tN给定值；室温控制→室外温度补偿控制；室温控制→送风温度补偿控制

4) 室内相对湿度控制

(1) 间接控制法（定露点）

?由机器露点温度控制新风和回风混合阀门：根据tL给定值，由执行机构M比例控制新风、回风和排风联动阀门；

?由机器露点温度控制喷水室喷水温度（表冷器水温）：根据tL给定值，比例控制冷水管路中三通混合阀调节喷水温度，保持t L一定。

提高调节质量的措施：根据室内产湿量的变化修正tL的给定值

(2) 直接控制法（变露点）

室内直接设置湿球温度或相对湿度敏感元件，控制相应的调节机构.

5）处理设备的控制方法

?水冷式表面冷却器：

采用两通调节阀：干管水量发生变化，会影响同一水系统中其他冷水盘管的正常工作，则应在供水管路上加装恒压或恒压差的控制装置；

采用三通调节阀：冷水进水温度不变，调节进水流量；冷水流量不变，调节进水温度。

?直接蒸发式冷却盘管控制：室内温度敏感元件T通过调节器使电磁阀作双位动作；膨胀阀自动地保持盘管出口冷剂吸气温度一定。

处理设备的控制方法→水冷式表面冷却器；处理设备的控制方法→水冷式表面冷却器；. 处理设备的控制方法→直接蒸发式冷却盘管控制。

6）自动控制系统实例→散热器恒温控制阀；风机盘管的控制；新风系统的控制；单风道定风量系统控制；变风量系统的控制；一次回风系统控制

6.10空调系统的选择与划分原则

★空调系统的划分原则

?系统应与建筑物分区一致；在采暖地区、间歇运行且有内、外区的建筑，如采用全空气；系统,则应另设独立的散热器系统作为值班采暖；室内参数相近的各房间或区域：划分为一个全空气系统

?定风量系统要求工作时间一致,负荷变化规律基本相同：

?一般民用建筑的全空气系统：系统不宜过大,以便于风管布置

?新风系统的划分：功能相同,工作班次一样的房间可划为一个系统或分层设置

?工业厂房、医院的空调系统：按防止污染物相互传播的原则划分系统

★空调系统选择的分析方法

?全空气系统：适用于冷负荷密度大、潜热负荷大或室内含尘浓度有严格控制要求的场所；高大空间的场所宜选用全空气定风量或变风量系统；一个系统有多个房间宜采用半集中空调系统；一个系统有多个区域且负荷密度大宜采用集中空调系统：单风道变风量系统或双风道系统；旧建筑加装空调系统：宜采用空气－水系统或VRV系统

7． 第七讲冷剂式空调系统

主要内容：（1）空调机组的分类；（2）系统的特点；（3）房间空调器；（4）单元式空调器；（5）变制冷剂流量系统－VRV 系统；（6）水环热泵空调系统；（6）水环热泵空调系统。

本讲提出的问题：什么是冷剂式空调系统？冷剂式空调系统的种类？冷剂式空调系统的特点？ 7.1空调机组的分类

1）空调机组的外形分类：单元柜式空调机组；窗式空调器；分体式空调器

2）按空调机组的用途分类：恒温恒湿空调机；风冷机；房间空调器；特殊用途的空调器 3）按空调机组制冷系统的工作情况分类：热泵式空调机组；单冷式空调机组； 4）按空调机组中制冷系统的冷凝形式分类：水冷式空调机组；风冷式空调机组 7.2 冷剂式调节系统的特点

★系统特点p153：

1）结构紧凑、体积小、占地面积小、自动化程度高；

2）机组设于空调房间或空调机房内,机房占用F ↓H ↓，是集中式占地的50％； 3）机组分散布置,系统使用灵活,对建筑防火有利,但维修管理麻烦；

4）机组安装简单、工期短、投产快；热泵空调系统有较好的节能和环保效益； 5）机组系统就地制冷、制热,冷、热量的输送损失少；

6）便于分户计量,分户收费；制冷性能系数较小,在2.5～3范围内,节能运行调节困难； 7）整体式机组噪声较大,但分体式机组系统房间内噪声低； 8）设备寿命短,约十年；机组系统对建筑物外观有一定影响。 7.3房间空调器

图示讲解：窗式空调器；分体式空调器；一台室外机联两台或三台室内机型房间空调器系统。 房间空调器的选择：

房间空调器主要技术性能参数、安装、使用、保养、维修；房间的功能，对空调的要求，安装条件，气象调节；房间的总冷量确定空调器容量

7.4单元式空调机组

图示讲解：热泵式恒温恒湿空调机；屋顶式空调机；电子计算机房专用空调机组；低温空调机组； 单元式空调机组选择设计的要点：

根据房间的环境要求，计算负荷，确定新风量和新风负荷；根据用户实际条件和参数选择机组；确定单元式空调机组型号与台数；集中式空调系统需要进行房间气流组织、风量分配与风管的设计与计算 7.5 变制冷剂流量系统——VRV 系统

图示讲解：变制冷剂流量系统——VRV 系统

系统组成：室外机、室内机（盘管、风机、电子膨胀阀）、制冷剂配管、自动控制器件及系统。 系统配管的连接方式：三种

系统特点：设备少，管路简单，节省建筑面积与空间；布置灵活；具有显著的节能效益；运行管理方便，维修简单；VRV 系统的经济效率显著；组合式室外机频率控制

新风输送方式：室内机自吸新风；利用可接风管的室内机处理新风送到每个房间；采用带有全热交换器的新风机组，用排风预冷（热）新风；采用自带制冷机的专用分体式新风机组. 7.6水环热泵空调系统

1）系统组成：室内水源热泵机组；水循环环路；辅助设备 2）系统特点p168：

调节方便；可同时供冷供热；建筑物热回收效果好；系统布置紧凑灵活；便于计量计费；便于安装与管理；性能系数<大型冷水机组；噪声较大；设备费用高,维修量大。

3）水环热泵空调系统的控制p169 4）混合式系统p170 7.7冷剂机组系统的适应性

常见应用方式—一台机组服务一个房间 较大空间—采用多台机组合用的机组式系统

一拖多系统—民用住宅、办公楼等多房间建筑采用

机组式系统适用于—空调房间布置分散,时间不统一,旧建筑改造,冷热源不能集中设置 适用于—有特殊功能要求的场合

水环热泵空调系统适用于—建筑规模较大的场合,内区面积大于或接近与周边区 变制冷剂系统适用于—多房间的中小型建筑,旧建筑 10． 第十讲室内气流布置

本章学习重点：室内气流分布的要求与评价标准；空气分布规律；气流组织设计方法。

提出问题：什么是室内空气分布？如何组织室内气流分布？室内气流组织的意义？合理的气流组织与节能的关系与意义？怎样形成优良的气流分布？ 10.1 对室内气流分布的要求与评价

对室内气流分布的要求条件 室内气流分布的影响因素

对气流分布的评价：相关的规范及标准

有害污染物发生的车间：用有关污染物方面的指标评价气流分布的效果

污染物最大浓度区当量扩散半径不均匀分布工作区的平均浓度与排风浓度的比值

恒温恒湿空调房间：在工作区内各点温湿度的均匀性——一致；保持与基准的温湿度参数的差值——最小 对温度梯度的要求： 通风效率Ev 定义：

稀释通风时,参与工作区内稀释污染物的风量与送入风量之比,或污染物排风浓度与工作区浓度之比 一般的混合通风的气流分布形式,Ev<1；Ev ↑,所需新鲜空气量↓,经济指标. 空气龄定义：指空气质点自进入房间至达到室内某点所经历的时间. 局部平均空气龄定义：某一微小区域中各空气质点的空气龄的平均值

全室平均空气龄：全室各点的局部平均空气龄的平均值，根据排风口示踪气体浓度的变化规律确定 全室平均滞留时间：全室平均滞留时间＝全室平均空气龄的2倍

N

V

V n 1=

=

?

τ

空气在室内最短滞留时间：

换气效率：评价换气效果优劣的指标；气流分布的特性参数，与污染物无关。

定义：空气最短的滞留时间τn与实际全室平均滞留时间τr之比

10.2 送风口和回风口

百叶风口(Blades) ?单层：百叶调角度，一般空调；

?双层：两层百叶调角度，调节送风气流扩散角，改变气流的方向；

?三层：对开叶片调风量，两层百叶调角度，高精度空调；

?适用：侧送，有导向功能，上侧送ADPI好的范围小，不适于V A V。

喷口 散流器(Ceiling diffusers)

适用：吊顶送风，根据顶棚形状和定型产品样本，建议的流程、间距，面积选择

送风方式：

?盘式：平送?送吸式：上送上回?直片式：下送或平送?流线型：下送

条缝风口(Linear slot outlets)：

?条缝散流器(linear slot diffusers) ADPI好的范围大,V A V系统合适

?灯具送风散流器(Light troffer diffusers) ADPI好的范围大,V A V系统合适

?条缝格栅风口(Linear Bar Grille)：一般空调

?适用：内区吊顶,周边吊顶, 窗台, 地板, 上侧送

旋流式风口

10.3典型的气流分布模式

(一)侧送风的气流分布

(1)上侧送风——百叶送风

上侧送风特点：工作区为回流区；射流可贴附吊顶以便延长射流距离；风口与吊顶距离；风口射流速度；风口射流出口角度；噪声限制了射流速度；

适用跨度有限，高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭，以及工业建筑；常用百页风口

(2)上侧喷口送风

(3)中侧送风的形式与特点：可采用上下回风或下回(不管上部空间)

适用于高大空间，如高大中庭、高大厂房

(4)其它形式的上送风口；其他形式的侧送风

(二)顶送风的气流分布

上送上、下回的气流分布；散流器吊顶送风

1）散流器吊顶送风特点：

工作区为回流区，回风可下可上散流器的类型决定了工作区的特性；用于大跨度、低层高的大空间，如购物中心，大型办公室，展馆等；常用风口：方/圆形散流器(贴附型、非贴附形)、条缝散流器。

2）顶部孔板送风特点：

通常采用下回风；温度场和速度场均匀；送风量大(20～150次/小时)，运行费高；要求吊顶空间作送风静压箱；适用于高精度空调或净化空调。

3）顶送风的回风形式搭配

(1)下回：工作区在回流区,衰减好。可利用走廊回风：用于办公室、居住建筑.

(2)上回：适于主要热源在上部,如照明；或回风道不好布置的场合,可利用吊顶.

(a)单侧：百叶风口上送,如风机盘管,条缝风口

(b)异侧：条缝风口,条缝散流器,风机盘管

(c)送吸散流器

(三)下部送风的气流分布

风机盘管下送下回；地板送风；置换通风。

11．第十一讲民用建筑火灾烟气的控制

本讲主要学习内容：建筑火灾烟气特性；烟气流动规律；烟气的控制原则；排烟方式。

11.1建筑火灾烟气的特性及控制的必要性

建筑火灾烟气的特性：危害性大；烟气的毒害性；烟气高温危害；烟气遮光作用

建筑火灾烟气控制的必要性

建筑火灾烟气的成分：发生火灾时物质在燃烧和热分解作用下生成产物与剩余空气的混合物；烟气的化学成分主要有：CO2、CO、水蒸气、其他气体：氰化氢(HCN)、氨(NH3)。

11.2火灾烟气的流动规律与控制原则

1）火灾烟气流动的规律：

扩散引起的烟气流动：浓度差产生的质量交换，着火区的烟粒子或其他有害气体的浓度大，必然会向浓度低的地区扩散，与其他因素相比迁移的能力较弱烟囱效应引起的烟气流动；浮力引起的烟气流动；热膨胀引起的烟气流动；

风力引起的烟气流动：着火房间在正压侧,引导烟气向负压侧的房间流动；着火房间在负压侧,风压引导烟气向室外流动；

通风空调系统引起的烟气流动：系统运行时,空气流动方向即为烟气流动方向,从回风口、新风口进入；系统不运行时,在烟囱效应、浮力、热膨胀和风压的作用下,各房间压力不同,烟气通过房间的风口、风道传播。

火灾烟气的控制原则：

隔断与阻挡：防火分区、防烟分区

排烟：利用自然和机械作用力,将烟气排出室外；排烟部位：着火区、疏散通道

加压防烟：门开启时,门洞有一定的向外风速；门关闭时,室内有一定正压值

空调设计与防火防烟

◇防火分区的目的：防止火灾的扩大及蔓延

◇分区方法：根据房间用途和性质不同对建筑物进行防火分区；在分区内应设置防火墙、防火门，防火卷帘等

◇建筑设计规定：楼梯间、通风竖井、风道空间、电梯、自动扶梯升降通路等形成竖井的部位要作为防火分区；楼层防火分区。

◇防烟分区：建筑设计规定，防烟分区是对防火分区的细分化；应该排烟的部分其面积在500m2以内,采用防烟壁作分区,在各防烟划分区内分别设置一个排烟口；排烟口到防烟区的各点应在30m以内；

◇防烟分区划分方法：应尽量按不同用途在竖向作楼层分区隔断与阻挡——排烟口的位置。

◇加压排烟：采用机械送风系统向需要保护的地点输送大量的新鲜空气；对于有排风和回风系统时则应关闭；在保护区形成正压区域,使烟气不能入侵其间；在非正压区内将烟气排出。

◇空调设计与防火防烟：

空调系统的选择与布置：大面积空调采用以水作媒介有利于防灾；空调系统划分尽量与防火、防烟分区一致；垂直风道均走竖井；风道尽量不穿越防火墙和变形缝, 否则要设置防火、防烟阀,穿墙处采用软接头；高层建筑中,一个空调系统负责楼层不宜超过5层(指空气系统)

空调风系统防火防烟阀的安装：防烟阀贴近防火墙处安装,防火墙与防火阀之间的风道要用1.5 mm以上钢板制作；变形缝有“拔火”作用,穿越变形缝的风道两侧

都要加防火阀；防火墙和变形缝两侧2米范围内用不燃材料作保温和粘结剂.垂直风管与每层水平风管的交接处的水平风管上设置防火阀。

防火调节阀：防火并兼作风量调节；防火防烟阀门：在空调系统上设置防火防烟阀门。

11.3自然排烟

自然排烟的原理：利用热烟气产生的浮力、热压和其他自然作用力使烟气排出室外。

排烟的两种方式：利用外窗或专设的排烟口；利用竖井排烟；

自然排烟方式：以自然排烟竖井或开口部分向上或向室外排烟；竖井利用火灾时热压差产生的抽引力来排烟；

存在的问题：通过开口部分向外排烟时，在风向不利时会影响排烟效果

优点：简单、经济

11.4机械排烟

房间或控制区域的排烟风：机械排烟的排烟量必须大于烟气生成量；火层或火区有6次/h排烟量,能够形成一定的负压；国际标准：排烟量>6次/h；我国“高规”标准：内走廊、房间、防烟分区的排烟量按地面面积≥60m3/h.m2 [(1/60)m3/(s .m2)]，建筑内部的中庭4～6次/h,≮28.3m3/s。

机械排烟系统的总风量和管路风量：

排烟风量:总风量≠各房间风量叠加；系统只考虑2个房间可能出现火灾的最不利情况

“高规”规定机械排烟总风量：按系统中面积最大的房间或防烟分区每平方米地面面积1/30m3/s(120m3/h)确定；最小风量≮2m3/s；只有一个房间的排烟管路按房间排烟风量选择。

内走道的机械排烟系统；多房间的机械排烟系统；

火灾排烟：火灾初期一般仅有一个火源点；排烟仅为1～2个房间(区域)；总风量≠各支管风量之和。

排烟系统的水力计算：不必进行风量平衡；选择风量最大、风管较长的一支进行计算；对最远的支管进行校核；排烟风口υ≤10m/s；金属风管风速υ≤20m/s；非金属风管风速υ≤15m/s

排烟风道：排烟风道的材料要求，具有一定耐火性能的不燃材料；竖风道：混凝土或砖砌风道，耐火性和绝热性较高，表面粗糙、漏风量大

顶棚内的水平风管：宜采用耐火板制作；钢板风道,应用不燃材料保温

排烟风机：电机外置的离心风机或轴流风机；具有耐火性能：280℃高温连续运行30min；专用机:电机内置被包裹,并有冷却宜设置在屋顶或屋顶层(排烟风机房)；风机房结构为不燃材料；风机的排出管不宜太长,不免烟气泄出。

11.5加压防烟

高层建筑中需要加压防烟的部位：垂直疏散通道：避难层（间）；

加压防烟的基本计算公式：门洞风速法；压差法。

防烟楼梯间加压系统的计算；前室加压系统的分析；避难层的加压系；楼梯间加压时的空气流动；电梯间前室加压系统。

排烟模式：

1. 加压排烟：保护区(非火灾区、避难层)正压。

2. 负压排烟：把烟气抽出去，自然进风，如下进上排。注意着火区位置，避免火灾蔓延。气流组织困难，不够安全。

3.自然排烟：自然排烟竖井、门窗，热压。

4.空调系统排烟：空调器旁通，吊顶送风口排烟。使着火区负压，非着火区正压。

案例1. 美国西雅图大厦

采用计算机安全控制系统；火灾时非火灾区域空调系统继续送风，停止回、排风

11.6加压防烟系统的几个问题分析

正压区墙体的漏风量：围护结构砖墙、混凝土砌块墙、混凝土现浇墙等不确定因素的漏风附加；

正压区超压问题：设置泄漏阀；风机变频调节风量；其他方法调节风量

热压对加压防烟系统的影响：加压区超压问题；热压对加压防烟系统的影响

12．第十二讲特殊建筑环境的控制技术

主要内容：洁净室特性；洁净室的空调；恒温恒湿空调；除湿系统；低温空调系统

提出问题：什么是洁净室？洁净室的作用：洁净空调的意义？洁净室气流分布类型及特点?建立洁净室的意义？

12.1 洁净室与生物洁净室的基本概念

什么是洁净室？空气中浮游粒子受控制的房间。这些房间中,根据所控制某范围粒径的粒子浓度来规定洁净等级。

◇空气净化的分类

?一般净化：只要求一般净化处理，无确定的控制指标要求

?中等净化：对空气中悬浮微粒的质量浓度有一定要求

?超净净化：对空气中悬浮微粒的大小和数量均有严格要求

一、洁净室制定室内空气环境的洁净度要求的原则

?保证生产过程和产品质量的可靠性及对人体的安全性出发

?经过实验研究或长期地统计分析

?粒子数量越少越好，但初投资与运行费大大增加

?洁净室及洁净区的洁净度标准，列出有关标准。

我国规范洁净度等级与浓度的关系

粒/m3

? N为洁净度等级，分为9个整数级（整数级之间按0.1为最小递增级）；

? D为要求控制的微粒直径μm；

? cn为大于或等于要求控制粒径的粒子最大允许浓度，粒/m3 ，取值4舍5入至相近整数

国际单位等级与浓度限值的近似关系

粒/m3＝10M (0.5/d )2.2

式中：M为国际单位制等级；d为微粒直径μm；例如：M3级，≥0.1 μm微粒的浓度限值是：103 (0.5/0.1 )2.2≈35000；M1洁净等级数值最小，级别最高

三、洁净室的尘源

≥0.5μm 的尘粒来源于：室外新风带入的大气尘；室内人员的活动产生的建筑围护结构产尘；大气尘；暖通空调设计手册规定的室外含尘量P311：工业城市取：3×105粒/L；工业城市郊区取：2×105粒/L；非工业区或农村取：1×105粒/L；室内人员的发尘量与人员密度活动强度有关,计算确定。

四、实现洁净度要求的通风措施

综合措施：工艺布置、建筑平面、建筑构造、建筑装修、人员和物料净化、空气洁净措施、维护管理。

具体措施：对洁净室的送风必须是有很高洁净度的空气；根据洁净室的等级，合理选择洁净室的气流分布流型；有足够的风量；洁净室与非洁净区或洁净室与室外之间均应保持一定正压值.

12.2 洁净室与生物洁净室的空调系统

本节重点掌握洁净室气流分布类型及特点

洁净室的气流分布（三种）：

1）非单向流洁净室：乱流型洁净室,室内气流不按单一方向流动

2）单向流洁净室：室内气流的特征是流线平行,以单一方向流动

3）失流洁净室：房间的侧上角送风,另一侧下角回风,斜推流型

一、常见的气流组织型式

单向流：全顶棚布满高效过滤器；地板为漏空的格栅地板；气流在流动过程中的流向、流速几乎不变，比较均匀,无涡流,可获得很高的洁净等级。

失流洁净室：房间的侧上角送风，采用伞形高效过滤器；在另一侧的下部设回风口；在两个角出现涡流；洁净室内主要区域是气流互补交叉的斜推流型。

二、洁净室的送风量--换气次数(n)

单向流洁净室送风量：1~4级洁净室单向流的断面平均风速0.3~0.5m/s；5级洁净室单向流的断面平均风速0.2~0.5m/s；换气次数在240~600次/h左右。

失流洁净室送风量：按扇形出风口风速为0.45~0.55m/s,扇形风口展开面积为该侧墙面的1/3左右面积计算。

三、洁净室净化空调系统形式

?洁净室空调系统：洁净度的控制；热湿处理与一般空调系统相同时对温度、湿度的控制并仅对新风和一部分回风进行热湿处理；风量是根据洁净室等级确定时，确定值比用冷热负荷确定的大得多，且净化等级越高风量越大。

?洁净室净化空调系统形式：

1）新建车间：采用集中式空气净化处理

2）原设有空调系统的车间要增设净化系统：增设洁净工作台；室内增设空气自净器；室内增设洁净小室；在送风口增设高效过滤风机机组。

3）原未设空调系统的车间要增设净化系统：采用增设集中式净化空调系统的办法；采用带空调机组的分散净化处理办法。

各种系统图示讲解。

?生物洁净室的空调系统形式：对含尘量的控制与洁净室相同；换气次数根据发尘量和人员的散发菌数计算；过滤器只能阻挡微生物，不能杀死微生物；必须辅以消毒灭菌措施，其措施有：对空调系统和洁净室定期消毒灭菌；加强空调系统中湿表面、过滤器的清洁与围护。

12.3恒温恒湿空调

提出问题：什么是恒温恒湿空调？恒温恒湿空调的作用和意义？恒温恒湿空调对建筑的要求？

恒温恒湿空调对室是对内温度、湿度波动和区域偏差控制要求严格的空调；是一些特殊的工艺过程和科学试验。对建筑的要求较高，应尽量不设有外墙，不要设置在建筑的顶层，围护结构的传热系统不应太高，对建筑的朝向有要求。

恒温恒湿空调系统的形式:：有空调精度要求的系统，宜采用全空气定风量空调系统。

类型：恒温恒湿空调机组的全空气系统；冷冻水作冷却介质的全空气系统（再热式）.

恒温恒湿空调系统温、湿度控制与调节：恒温恒湿室一般设置于建筑的内区；受气候影响较小；常年有恒定的冷负荷；采用定露点定风量的系统

12.4 除湿系统

室内环境潮湿的场所需要空气除湿。

除湿的方法：冷却除湿：冷冻水做冷却介质的表冷器除湿，喷水室对空气进行冷却除湿；吸收式除湿；吸附式除湿；空气压缩式除湿；通风除湿

湿负荷占总负荷40％

固定床吸附：改变空气侧流向实现间歇式吸湿、再生

液体吸湿系统：吸收式除湿系统；除湿空调系统的处理过程；空气冷却与去湿分开处理系统的空气处理过程

冷冻除湿机：冷冻除湿机的空气处理过程；无辅助散热设备的冷冻除湿机；有室外机的可调温冷冻除湿机

除湿机的应用：

优点：安装方便，不需要其他配套设施；占地面积小；适用于湿冷季节；

局限：电耗大；对于只有潜热负荷的建筑(如地下室)，除湿能耗与普通建筑完全相同。

12.5低温空调系统

低温空调的系统形式和空调处理设备的两种形：

?全空气系统：采用带制冷机的低温空调机组处理空气；采用低温的冷冻水或乙二醇溶液做冷却介质的表冷器处理空气

?风机盘管系统：不采用自然对流的冷却盘管做末端设备；冷却介质温度低于0℃时,表冷器或房间盘管中的翅片管应采用宽片距的翅片管，湿负荷不大时：片距采用6～8mm，湿负荷大时，片距宜≥12mm。

低温空调的系统中的新风，处理新风对系统的影响：

?处理新风所需的冷量负荷相对较大：仅1次/h换气的新风量,其冷负荷已与室内冷负荷相当；新风带入的湿量很大，过大的湿负荷会导致冷却盘管表面结霜严重，除霜耗能；除霜时影响制冷量,影响室内的空调精度。

?湿量过大的解决方法：先用其他的方法对新风除湿,采用吸收式或吸附式；在保证必要的新风量条件下,避免额外的室外空气进入室内；安装空气幕,减少外窗、或对外窗密封。

13．第十三讲管路系统及消声隔振

本讲重点内容：空调水系统的型式、水系统的定压、循环水泵的选择、消声隔振、

提出问题：什么是空调水系统？水系统在空调系统中起到什么作用？如何使空调水系统节能运行？怎样使水泵节能运行？

13.1 冷热源的种类与机房设计

一、冷源的种类

1) 电动冷水机组：活塞式压缩机冷水机组；螺杆式压缩机冷水机组；离心式压缩机冷水机组；涡轮式压缩机冷水机组

2）热驱动的吸收式冷水机组：热水型吸收式冷水机组；蒸汽型吸收式冷水机组；直燃型吸收式冷水机组。

二、热源的种类

1）局部锅炉房：为一个或几个建筑物服务的锅炉房

2）区域锅炉房：为城市或其中某些区域热用户供热的大型锅炉房

3）热电厂：热电联产, 同时生产电能和热能

4）热泵:消耗一部分高位能量(电能)使低位热源(空气、水所含的热量)转变位高位热源

三、冷热源的组合方式及特点

1）电动冷水机组供冷、锅炉供热；

2）溴化锂吸收式冷水机组供冷；锅炉：冬季供热及夏季制冷用热源

3）电动冷水机组供冷、热电厂供热

4）溴化锂吸收式冷水机组供冷；热电厂：冬季供热、夏季供制冷用热源

5）直燃溴化锂吸收式冷热水机组供冷供热

6）空气源热泵冷热水机组作中央空调的冷热源

7）天然冷热源

四、冷热源的选择

冷源设备的经济性比较：

1）热泵优点：冷热同源，环保，系统简单，占地面积小；缺点：地域局限，除霜影响供暖效果和用能效率，有条件的可以使用水源热泵。

热泵的使用条件：室外空调计算温度在-10℃以上，建筑面积1~1.5万平米以下，冬季热负荷较小；适宜长江以南冬季温度不太高的地区，冬夏负荷相差过大不宜采用；

2）溴化锂吸收式：应优先选用效率较高的直燃式

机组特点：占地面积大，机房高度高，设备重量大；排热量大，冷却塔和冷却水系统容量大；直燃机房应按防爆要求设计。

五、冷冻机房的设计

1）层高：氟利昂蒸汽压缩机组：不低于3.6m；氨蒸汽压缩机组：不低于4.8m；吸收式：设备顶部距离天花板不小于1.2m。

2）室内温度：不低于15 ℃，不高于35 ℃

3）通风：不小于1小时3次（3次/h）；事故通风1小时7次（7次/h）

4）冷冻机房设计——机组布置：

维修空间；主要通道和操作走道宽度大于1.5m；机组突出部分与配电盘之间大于1.5m；机组侧面突出部分之间大于0.8m；两端拔管长度见说明书。

机组基础：150~200mm高；200号以上混凝土浇注；周围设排水沟

5）冷冻机房设计——风机选择

如何选择风机,使房间噪声满足标准要求：设计系统总风量和总风压时,安全系数不宜过大；提高送风温差,减小风量；单个系统风量不要太大,可用两个空调箱并联；选用高效率、低噪声风机,其工作点位于或接近最高效率点；风机尽量直联；风机的隔振设计：参见标准图样。

6）冷冻机房设计——系统设计

如何进行系统设计,使房间噪声满足标准要求：按低速空调系统设计,风道内气流速度不宜过大；通风机进出口避免急弯；系统管路避免急弯,尤其是主管道与进入房间的支管连接处；少设置调节阀。

7）冷冻机房设计——其他方面

如果房间噪声不满足标准要求，选择消声器：消声弯头、消声静压箱、其它类型消声器；消声器自身的气流再生噪声声级不应大于消声器的静态出口噪声声级消声器安装位置；风机进、出口处；注意：应当避免消声器后的噪声传入室内再次校核，改变系统或者增加消声器之后,需要重新选择风机,重新校核房间噪声。

13.2采暖系统与热源或室外管网的连接

1）热水采暖系统与独立锅炉房的连接(单幢建筑)：重力循环热水采暖系统与独立锅炉房的连接；机械循环热水采暖系统与独立锅炉房的连接。

2）采暖系统与集中供热热网的连接(区域)：直接连接；间接连接；混水连接；设加压泵的直接连接。

13.3空调水系统形式

空调水系统包括：冷却水系统和冷冻水系统，是水系统、空气－水系统、全空气系统的必备系统。

冷却水系统---连接冷源与冷却塔设备的管路系统

冷冻水系统---连接冷热源与空气处理设备的管路

水系统对性能起决定性作用，对系统能耗有重要影响；冷冻水系统的输配用电占动力用电约12%~24%；冬季热水输配用电占动力用电约20%~25%。

1）水系统的基本组成：水泵；管道；定压设备；阀门；其他设备及附件；热交换设备；除污器。

2）冷冻水系统的分类：同程式和异程式；按水管数目：双水管，不可同时供冷、供热；三水管，可同时供冷、供热，存在冷热混合损失；四水管，可同时供冷、供热，系统复杂。

回路特点：开式：两处以上开口,水易污染,泵电耗大,可设喷水室；闭式：只有一处开口，泵电耗小，不能设喷水室。开式、闭式系统的能耗比较（水泵耗功率）。

3）流量调节特点：定流量；变流量。

?定流量系统(CWV)(流量调节特点分类):用户侧总供水流量不可调节，输配耗电基本不变；用户采用三通阀调节所需流量。单级泵(一次泵)系统，泵与冷水机组联锁，泵和冷水机组不停，输配能耗基本不变。双级泵(二次泵)系统，二次泵定流量,用户侧总供水流量基本不变，部分负荷时可以停部分一次泵, 冷水机组联锁启停, 从而改变用户侧供水温度。

?变流量(VWV)系统(流量调节特点分类)

变流量系统的控制特点：部分负荷时，用户侧总供水量减少，输配电耗减少；用户采用二通阀调节所需流量。

4）变水量系统的控制：

?用户侧压差控制：保证用户侧进出口压差不变，以保证各用户的水力平衡

?用户侧总供水流量控制：在部分负荷时节省输配能耗

?冷水机组控制：冷水机组出水温度保持不变；制冷水机组与一次泵联锁运行，保证制冷水机组流量；在部分负荷时改变冷机运行台数

?单级泵(一次泵)变水量系统的控制策略：用户流量控制，二通阀(根据室内温度传感器的信号或手动调节)，用户侧供回水压差控制，测量压差，调节压差旁通阀，流量控制与冷量控制耦合，联锁启停冷水机组、水泵，测量回水温度，测量冷量(供回水温差乘以流量)，测量压差旁通阀的流量与总流量的比例，单级泵(一次泵)VWV 系统泵的工作点的变化

?双级泵(二次泵)VWV系统：二次泵变台数控制，二次泵变频控制，二次泵变台数+变频控制（1台变速泵+ n台定速泵）。

?双级泵（二次泵）变水量系统（二次泵变台数控制）：一、二次泵串联运行，一次泵克服冷水机组阻力，二次泵克服用户侧阻力，一、二次泵的旁通管均按一台泵的流量设计

?双级泵(二次泵)VWV系统的控制策略（双级泵运行台数控制）：末端用户，室内恒温器控制二通阀；用户侧：用户侧压差控制：测量压差，控制压差旁通阀；用户侧流量控制：改变二次泵旁通管流量，测量压差及压差旁通阀位控制二次泵启停；冷水机组：供水温度不变，冷量控制（不采用回水温度控制），测量旁通管水量比例：起停机组及水泵

?双级泵VWV系统的控制策略（二次泵变频控制、二次泵变速+定速控制）：末端用户：室内恒温器控制二通阀；用户侧：用户侧压差、流量控制：二次泵变频保证压差不变；冷水机组：供水温度不变，测量冷量，控制冷水机组运行台数，测量旁通管流量比例，控制冷水机组运行台数。

?双级泵VWV系统的其它控制策略（二次泵变速控制）

双级泵(二次泵)为什么节省输配能耗？

用户侧冷量与冷水机组供冷量随着水流量的变化而不同步变化，部分负荷时,冷水机组的水流量大于用户侧,多出部分流量经过旁通管分流. 这部分流量输配耗能,二次泵系统小于一次泵系统.。

案例介绍

5）对冷冻水系统的要求

完成功能：用户的水量需求得到满足（设计状态、偏离设计状态），按最不利环路计算选取水泵，水力平衡——同程系统及设置平衡阀,使用引流三通、减压平衡阀，部分负荷调节时仍保持水力平衡；安全、稳定：系统有足够的承压能力；水泵吸入口压力稳定；补水,排气；节能——系统设计：合理选择水泵、管路、阀门,减小系统阻力；局部需用压头较大时应单设增压泵；系统运行调节——需用流量减小时：减小压头来减小流量、增大系统阻力来减小流量；防止大流量小温差。

6）冷却水系统形式：图示

7）冷却塔类型

冷却水系统的控制：控制冷却水供水温度

控制方式：风机运行台数或者转速，三通阀调节通过冷却塔的水量

冷却水系统中冷却塔的选择：样本通常给出室外湿球温度32℃，冷却水进出口温度32/37 ℃条件下风机的性能，对于不同地区注意修正。一般选择逆流方形，如果有噪声要求，可以考虑引射式。

冷却塔的布置：裙房或者主楼的屋顶，出风口无遮挡，进风口1米以上净空，附近无湿热空气排出口；远离消防排烟口；冷却塔的位置过高时，注意冷水机组的承压，过低时，注意冷却水泵吸入口的负压。

8）冷却水系统设计：

通常冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔一一对应的方式运行；管道连接。

水泵可与冷水机组一一对应连接，也可以水泵与冷水机组独立并联后通过总管连接；冷却塔全部并联后通过冷却水总管连接至机房

冷却水系统附件：冷却塔出水口安装蝶阀；进水口设置加药桶；水泵软接头、止回阀。

冷却水系统运行方式：控制风机运行台数；调节旁通阀开度；风机调速

13.4空调水系统的分区

1)水系统的最大压力点受压分析，水泵出口：

停止运行：h A=h o；

正常运行：h A=h o＋H pump－v2/2g；

起动瞬间：h A=h o＋H pump

2）水系统的承压：

水系统中常用设备的承压能力

?蒸发器、冷凝器：国产, 100m水柱；进口特加强型,可达200m

?风机盘管：100m水柱，175m水柱两种

?管材：低压250m，高压1000m

?阀门：低压160m，高压1000m

解决高层建筑水系统承压问题的办法：高低区空调系统分开；冷源置于顶层；高低区共用冷源，水系统分开—使用板式换热器；中间技术设备层布置水—水热交换器；当上面超过设备承压能力的部分负荷不大时，可采用风冷机组。

3）空调水系统的分区：

按压力分区：考虑到投资，系统内所有设备和附件的工作压力一般低于1.6MPa。考虑到水泵扬程大约40m，水系统静压一般应在120m以下。

按空调用户的负荷特性来分区：

按建筑物各区的使用功能和使用时间上的差异分区

按建筑物各部分的朝向和内、外区的差别进行分区

13.5水系统的定压及其设备

膨胀水箱定压：膨胀水管连接到供水干管上方；膨胀水管连接到循环水泵入口。

冷冻水系统定压，定压点设置：

1）水泵吸入口：水泵工作点稳定, 膨胀水管较长

2）回水管的最高点：相对来说水泵工作点不太稳定, 膨胀水管较短

3）定压值：运行时系统内最低点压力为10~15kPa。

4）定压方式：膨胀水箱定压；补水：浮球阀自动补水, 水位传感器控制水泵防冻：保证机房温度, 循环水管；补水泵定压；气压罐定压

?不同系统中膨胀水箱安装高度

垂直上供式系统中水箱的连接位置及安装高度：将水箱置于水平干管始端比末端方便（多系统）；多个系统不采用水平干管末端接膨胀水箱；如果△h<△HOA，水箱应连接到循环水泵的吸入口；

垂直下供上回式系统中水箱的连接位置及安装高度：应将水箱连接到回水总立管上部, 只须满足水箱最低水位高出上部水平回水干管O点即可；

垂直下供下回式系统中水箱的连接位置及安装高度：将水箱连接到回水总干；管循环水泵入口；当散热器上安装排气阀，则水箱最低水位只需高出顶层散热器；采用真空管排气，水箱应高出空气管高点。

水平式系统中水箱的连接位置及安装高度：均情采用上述各种情况。

?补给水泵的定压，补给水泵的选择计算

扬程：保证补水压力比静止时补水点的压力高30～50kPa ；流量：保证补充系统的渗漏水量；补水量取系统水容量的5~10％(规范6.4.11)；

应选择流量---扬程性能曲线比较陡的水泵：压力调节阀开启度变化时,补水量变化比较灵敏；连续补水水泵应选择处于高效工作区,节电。

台数：应选两台以上兼顾备用。

?气压罐定压；气压罐定压原理

气压罐的选择：稳定压力的介质；气压罐压力上、下限的确定；气压罐的容积调节

13.6 循环水泵的选择

循环水泵的作用：在闭合环路中，循环水泵提供水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，与建筑物的高度无关；在闭合环路中，循环水泵提供的扬程等于水从热源或冷源经管路送到末端设备再回到热源或冷源一个闭合环路的阻力损失。

循环水泵的选择：循环水泵的性能曲线的选择：高效工作区

循环水泵台数以及流量和扬程的确定：热水采暖系统的循环水泵，台数≯4台；空调水系统循环水泵的台数一般是根据冷水机组的台数确定，或一一对应，或水泵台数比冷水机组多一台。

循环水泵的形式：卧式、立式、管道泵（参数较小）

选择水泵流量：循环水泵的流量>系统的设计流量

13.7管道热应力及热补偿

温度变化对管路系统的影响，热补偿。有自然补偿与方形补偿器；套管补偿器；波纹补偿器。

13.8管道与设备的保温与隔热

保温隔热的目的：节约能量、不使表面t 过高或过低

保温隔热的结构：防腐层、保温层、保护层

保温隔热的材料：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石岩棉、矿渣棉、玻璃棉、微孔硅酸钙、泡沫混凝土、聚氨酯、岩棉。

管道、设备保温的热力计算

管路保温选用原则：保温性能、吸水率、使用温度范围、使用寿命、防火、造价

材料：岩棉、玻璃棉、珍珠岩、聚氨脂、聚苯乙烯、聚乙烯、发泡橡胶、橡塑

厚度：防结露、经济效益综合考虑

13.9管道附件及器具

管道支架；阀门；集气罐；排气阀；除污器；过滤器；

冷冻水系统管材：焊接钢管：防锈处理，价低；无缝钢管：防锈处理，价中，承压较高；镀锌钢管：不锈，价高；PVC塑料管；铝塑复合管

冷冻水系统附件：阀门；电动蝶阀：水泵出口；电磁阀：只用于小口径管道之上；手动阀：蝶阀、调节阀、截止阀、闸阀、止回阀；过滤器；软接头；补偿器；自动排气阀；压力表、温度计。

13.10暖通空调水系统的水质管理

采暖与空调水系统中的水所含杂质及其危害：水垢、水渣；腐蚀金属；增加水流阻力；细菌孳生。

水质的严格控制与管理：闭式水系统的水质控制；开式水系统的水质控制；水质的运行管理；施工完后的清洗和冲洗。

13.11风管系统及设计要点

风管系统的分类：除尘系统的风管；通风系统的风管；防排烟系统的风管；空调系统的风管。风管系统的分类框图P353：按风管的形状分；按风管的材料分；按风管内风速分；按风管的功能分。图示。

风管系统的设计原则：合理、正确地划分通风与空调风管系统；合理布置风管系统；合理分区及管道布置与连接；与建筑的协调配合设计；减少风管系统的流动阻力；符合防火规范；风管的保温；按噪声要求，设计风管端面尺寸；如风管可能产生凝结气体时,风管应设≮0.005的坡度；标准风管与风管附件p354～355；通风、空调系统风管内风速；风机的选择，风量：选用风机的风量>系统的设计流量；风机与风管的连接。

13.12 空调、通风系统的消声

1）噪声的来源及传播——工业噪声：空气动力噪声、机械噪声、电磁性噪声；空调工程中：通风机、水泵、制冷机、机械通风冷却塔；通风机的噪声由风道传入室内外；设备的振动和噪声通过建筑结构传入室内。

2）空调通风系统噪声的来源及传播

噪声的控制内容：暖通空调系统服务对象（房间）的噪声控制；暖通空调系统的设备房（机房）的噪声控制。

空调系统中的主要噪声源是通风机。通风机产生噪声的相关因素:叶片型式、片数、风量、风压；通风机噪声产生的机理:由叶片上紊流而引起的宽频带的气流噪声以及相应的旋转噪声，通风机的旋转噪声由转数和叶片数来确定其噪声的频率；通风空调系统中的风机噪声主要处于低频范围:200～800 Hz；比较各种风机噪声大小,通常用声功率级来表示。

空调设备噪声，下述设备中的风机或压缩机产生的噪声：；风机盘管；房间空调器；诱导器；柜式空调机组；室内机组。

空调通风系统消声设计程序：确定房间的允许噪声值的NR评价曲线；计算通风机的声功率级；计算管路系统各部件的噪声衰减量；求房间某点的声压级；根据NR平均曲线的各频带的允许噪声值和房间内某点各频率的声压级，确定各频带必须的消声量；根据必须的消声量选择消声器。

13.13隔振与设备房的噪声控制

设备隔振：不同形式的减振器；空调管路的隔振；

水泵、冷水机组、风机盘管、空调机组、风机进出口与风管软管连接。

风管、水管在管道支架、吊架、穿墙处作隔振处理

机房降噪与隔振：对机房内的噪声，采用隔振措施减少对外传播噪声，采取必要的措施降低机房内的噪声，隔断向外传播的途经。

机房降噪与隔振——吸声降噪：机房的内墙壁、顶棚贴吸声材料；风机房的噪声以低频为主，吸声材料为石膏穿孔板、珍珠岩吸声板；制冷机房、水泵房的噪声频谱较宽,吸声材料为超细玻璃丝棉毡、玻璃棉板、矿渣棉板、聚氨酯泡沫塑料。

机房降噪与隔振－机房隔声：墙体、楼板、门、窗应具有隔声作用；

增加隔声量的方法：墙体、楼板中增加空气层；空气层中配置吸声材料（岩棉、塑料板）；机房门的隔声，采用内夹吸声材料(矿棉毡、玻璃棉毡)的复合门；机房窗的隔声，采用双层窗，窗的四周做吸声处理。

机房外设备的噪声控制：

室外的空调设备有：冷却塔；风冷式冷水机组；热泵机组的室外机。

室外机转动设备产生噪声扰民，室外设备噪声控制的原则：选用低噪声设备；选择合理的设备位置；采用隔声屏障。

14．第十四讲建筑节能

本讲主要内容：建筑节能的实质；建筑节能的方法和措施

提出问题：为什么要进行建筑节能？建筑节能的意义？建筑节能的实质与内涵？建筑节能与可持续发展的关系？

14.1 建筑、暖通空调与能源

即建筑日常运转能量的节约：采暖、通风、空调、照明的节能；减少建筑物的冷、热量损失；再生能源及新能源的利用。

建筑节能的特点：

1.系统性：涉及：规划设计、施工调试、运行管理、设备维护、设备更新一系列环节。

2.综合性：包括建筑围护结构的隔热保温、节能门窗、节能灯具、节能电器、低品位能源的利用（如热泵技术、蓄能技术）等诸多产品与技术，是一门跨学科的综合性工程。

3.多主体参与：建筑节能在参与者上涉及政府(代表社会整体和长远利益)、建筑师、设备工程师、业主、物业管理人员和建筑实际使用者等利益主体间的博弈和平衡。

4.多价值取向：建筑节能在经济层面上涉及初投资、运行费、维修费、改造费等眼前利益与长远利益的权衡与取舍。

公共建筑特点：

建筑类型多，体量大，全年采暖空气调节、照明能耗高，建设量大：目前每年城镇建成公共建筑约3 -- 4亿m2，存量大：全国城镇既有公共建筑超过37亿m2建筑节能设计标准目的：设计阶段控制采暖、通风和空气调节,以及照明的能耗。

节能对象和目标：改善建筑围护结构保温、隔热性能；提高采暖、通风、空气调节设备、系统的能效比,采取增进照明设备效率等措施，保证在相同室内热环境舒适参数条件下，与八十年代初设计建成的公共建筑相比，全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50%。

适用范围：适用于新建、改建和扩建的公共建筑的节能设计,也可用于既有公共建筑节能改造设计的依据。

14.2 建筑节能综合性措施的分析

1) 建筑物本体的节能措施：正方形建筑比长方形建筑节能；建筑朝向对空调冷负荷影响较大；围护结构热工性能直接影响建筑物的采暖热负荷；玻璃窗对空调冷负荷和采暖热负荷都有明显影响。

2）窗墙面积比：≯0.70,当窗(包括透明幕墙)墙面积比小于0.40时, 玻璃(或其它透明材料)的可见光透射比不应小于0.4。窗墙面积比↓可以减少冷、热负荷，↓↓↓会增加照明电负荷，↑冷负荷

寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值，见表。

3）提高能量利用效率：合理选择采暖、通风与空调系统；系统选择与划分应充分考虑运行调节和管理的要求，注意不同朝向、周边区与内区之间的差异，分区或分环控制与调节。

4）减少空气与水输送过程的能耗；减少输送过程的能耗；做好输送冷、热量的水管、风管的保温；精心设计、正确计算系统阻力，选择合适的泵与风机的型号与规格：流量、扬程或全压过大的泵与风机,能耗↑↑↑；大温差可以减少输送过程的能耗：大温差：冷冻水、冷却水温差；送风温差，大温差输送过程减少能耗,减少管路断面,降低管路系统的初投资,降低运行费用，大温差影响空调设备的性能。

5）热回收、废热与可再生能源的应用：废热；余热：被抛弃的气、水或其他物质中所含的热量；废热利用的对象：采暖、热水供应、供冷；

6）建筑中的废热利用：由通风与空调系统的消除，应借助热回收技术加以利用；可再生能源：清洁能源：太阳能、地下水、海水、湖水、河水等热量、土壤热量、空气的自然热量。

我国政府制订了1996～20XX年新能源和可再生能源发展纲要，要求在15年中实际使用可再生能源增长30％。

7）加强管理提高节能效益；

日常管理的节能措施：对设备和系统：加强日常、定期的维护；对系统的运行参数进行检测；不连续工作的空调通风系统,尽可能的缩短预冷、预热的时间；人员数量的变化比较大的系统，最热月和最冷月的新风量应根据室内的CO2浓度进行控制；回风道上设CO2浓度检测器；自动控制新风入口阀门，调节新风量；当过渡季节中室内有冷负荷,应尽量采用室外新风；根据季节变换，合理设置被控制房间的温度；避免室内过冷、过热。

14.3 太阳能在建筑中的应用

太阳能的辐射总量：334.9~837.4kJ/(cm2.a),平均586.2kJ/(cm2.a)。

太阳能利用的难点：太阳能的密度很低，太阳能的强度受季节、天气阴晴和昼夜的影响，由集热器收集到的太阳能热量品位较低，有时需要借助与其他技术(热泵)才可能利用。

太阳能利用的方式：

太阳能光伏发电；太阳能热利用（热水器、太阳能建筑等）。

太阳能采暖系统；太阳能供冷系统。

14.4 蒸发冷却在空调中的应用

水蒸发吸热，具有冷却功能，如：直接蒸发冷却：喷水室；间接蒸发冷却：板式、管式；间接/直接蒸发冷却：冷却塔。

利用冷却塔的冷却水供冷的可行性及条件：有长年冷负荷(建筑内区)

14.6 建筑中的热回收

1）排风热回收：新风能耗在空调通风系统中，占了较大的比例，从排风中回收热量或冷量，减少新风的能耗。

2）热回收系统形式：转轮式全热交换器与热回收系统；板翅式热交换器及其热回收系统；热管式热交换器及其热回收系统；热回收环；用热泵回收排风中的能量；内区热量回收；建筑内其他热量的回收。

14.7 冷热源系统的节能

冷热源系统消耗空调采暖系统大部分能源

热制冷的冷却水系统的能耗会高于以电制冷的冷却水系统

冷源：大型建筑宜选用能耗较低的大型机组

1,空气调节：对某一房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制，并提供足够量的新鲜空气