Chapter 6 - HVAC 供热通风与空调系统-final
HVAC功能简介
HVAC是Heating, Ventilation and Air Conditioning 的英文缩写，就是供热通风与空气调节。
既代表上述内容的学科和技术，也代表上述学科和技术所涉及到的行业和产业。
HVAC又指一门应用学科，它在世界建筑设计和工程以及制造业有广泛的影响，各国都有HVAC协会，中国建筑学会暖通分会即中国的官方代表机构。
传热学、工程热力学、流体力学是其基本理论基础，它的研究和发展方向是为人类提供更加舒适的工作和生活环境。
简介空气调节系统，是包含温度、湿度、空气清净度以及空气循环的控制系统，被称为HVAC（英语：Heating,Ventilation,Air-conditioning and Cooling）。
空调供应冷气、暖气或除湿的作用原理均类似，利用冷媒在压缩机的作用下，发生蒸发或凝结，从而引发周遭空气的蒸发或凝结，以达到改变温、湿度的目的。
值得注意的是，“暖气机”是一个罕见的、热效率大于1的优良设备（若不考虑‘温室效应’）。
这使得其对地处亚热带地区的意义，远不如对于地处温带的地区来得有建设性。
历史在超过一千年前，波斯已发明一种古式的空气调节系统，利用装置于屋顶的风杆，以外面的自然风穿过凉水并吹入室内，令室内的人感到凉快。
19世纪，英国科学家及发明家麦可·法拉第(Michael Faraday），发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现在液化氨气蒸发时，当时其意念仍流于理论化。
1842年，佛罗里达州医生约翰·哥里(John Gorrie）以压缩技术制造出冰块，并使用作冷冻空气以吹向疟疾与黄热病的病人。
他想到使用其制冰机以管理大厦的环境，并想像到可令整个城市凉快的中央空气调节系统。
哥里在1851年为其制冰机取得美国专利（#8080）。
此技术受到北方一些商人及宗教领袖的攻击，因为技术威胁这些商人从北方运送冰块至南方出售的生意。
当哥里及其生意伙伴在1855年去世后，空气调节的意念亦随之消失。
第6章5——普通集中式空调系统(全空气系统)
4、露点送风一次回风系统
四﹒ 一、二次回风系统的特点及选择
一次回风系统的特点
特点：一次回风系统处理流程简单，操作管理方便； 但是，一次回风系统用再热器来解决夏季送风 温度受限制的问题，不节能。
适应范围：对于舒适性空调、空调精度要求不高的系 统，若直接使用 “机器露点”状态作送风状 态，采用最大温差送风，则可免去再热，减 少制冷系统负荷。
ε
W
C
N
由三部分组成： 室内冷负荷（沿热湿比线ε）
Δt0
Q1 = G（hN - ho）
（kW）
O
新风冷风负荷 Q2 = GW（hW - hN）
（kW）
为了减少送风温差的再热负荷
Q3 = G（ho - hL）
（kW）
90% 100%
L' L
h-d图上的表示
二﹒ 一次回风系统
（二）夏季
ε
W
3、空气处理设备所需的热量 空调设备夏季处理空气的冷量
1、系统的划分原则
⑴室内设计参数及热湿比相同或相近的房间宜划分为一个系统； ⑵房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划分为一个系统； ⑶工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个系统； ⑷空气洁净度和噪声级别要求一致的或产生有害物种类一致的 房间宜划分为一个系统。
——回风与室外新风在喷水室（或表面空气冷却器）前混合
（一）使用回风的意义及新风量的确定
与室外新风相比，室内回风的空气状态总是更接 近送风状态，因此，在进行空气处理的空气中混入一 定量的回风，可以减少夏季和冬季所需的冷量和热量， 达到节能的目的。
二﹒ 一次回风系统
（二）夏季 1、系统及焓湿图
W C N
四﹒ 一、二次回风系统的特点及选择
空气净化技术在供热通风与空调系统中的应用
4.3 空气净化技术与能源效率的关系
空气净化技术在供热通风与空调系统中的应用需要考虑能源效率。某些空气净化技术，如高效过滤器和紫外线杀菌技术，可能会增加空气处理设备的能耗。高效过滤器具有较高的阻力，可能需要更多的能量来推动空气通过过滤器。紫外线杀菌技术则需要额外的电力来产生紫外线辐射。
2.空气污染对人体健康和室内环境的影响
2.1 空气污染的定义和成因
空气污染是指大气中存在的有害物质超过一定限值，对人体健康和环境造成危害的现象。空气污染的主要成因包括工业排放、交通尾气、燃煤和生物质燃烧、室内污染源等。这些污染源释放出的颗粒物、有害气体和挥发性有机物等物质，会直接或间接地对人体健康和室内环境产生不利影响。
过滤技术适用于需要去除悬浮颗粒物的场景，如室内空气中的灰尘、花粉等。它广泛应用于家庭、办公室、医疗机构和工业环境等。根据需要，可以选择不同级别的过滤器，如初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器，以满足特定环境的净化要求。
3.2 电静电除尘技术
电静电除尘技术是一种利用电场作用去除空气中颗粒物的技术。它通过在空气中引入电场，使带电的颗粒物受到电场力的作用，从而被吸附到带电集尘板或电极上。该技术可有效去除细小颗粒物，如烟尘、细菌和病毒等。
为了兼顾空气净化效果和能源效率，可以采取一些措施。首先，选择和配置适当高效的空气净化器，以在净化效果和能耗之间找到平衡点。其次，定期清洁和更换过滤器，以确保其正常工作和净化效果。此外，利用智能控制系统，根据实际需要调整空气净化器的运行时间和风速，以减少能源消耗。
暖通空调 第6章 全空气系统与空气-水系统
热温差）
td
kpl(te ti ) cp M
➢ 冬季工况：当送风温度高于环境温度，应考虑风管的热损失（温降）
风机得热量的影响
➢ 风机的电动机不在输送的空气中
➢ 风机的电动机在输送的空气中
t f
P
cp f
t f
P
c p fm
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
风管温升与风机温升对处理过程的影响
已知一状态点和热湿比求另一状态点
➢ 已知：空气A的温湿度为25℃、55%，求沿热湿比ε=10000kJ/kg的过 程线到达A点的另一空气状态点。（1）该空气状态饱和状态接近 95%；（2）该空气状态的温度比A的温度低9℃
➢ 求解思路： ✓ 通过A点引一平行于ε=10000kJ/kg的直线（过程线） ✓ （1）过程线与φ=95%等相对湿度线的交点即为所求状态点 ✓ （2）过程线与t=16℃等温线的交点即为所求状态点
1000MW dR dS )
安徽工业大学
6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
夏季送风参数的确定
➢ 工程上常根据送风温差来确定送风状态点
➢ 舒适性空调和要求不严格的工艺性空调，采用较大送风温差
➢ 《规范》规定 • 送风口高度≤5m，温差≤10℃
•
hR dR
hS dS
Qc
•
Mw
1000
✓ 2、按混合比例确定混合状态点C，在焓湿图上查出C点的参数
AC / CB MA /(MA MB ) 2 / 5
✓ 或按A、B的比焓和流量来确定C点的参数
hC (53 3 76 2) / 5 62.2kJ / kg
tC (25 3 30 2) / 5 27℃
安徽工业大学
海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册
海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册（99版）中海石油生产研究中心机电部前言由于我国目前还没有出版一本关于海洋石油平台上采暖、通风和空调的设计手册或标准规范。
因此,我们在总结以往设计经验、参考国外和国内有关资料的基础上,编制了这本设计手册,以供我们在设计中参考。
由于我们的经验有限，文中难免有不完整或不妥之处，希望有关专家和使用者提供宝贵意见，以便我们进一步修改和完善。
中国海洋石油生产研究中心机电部编制王雅君校对赵虹审核王建丰一九九九年八月目录1 概述1.1 定义1.2 范围2 HVAC设计采用的标准和规范3 HVAC设计的条件3.1 室内外环境条件的确定3.2 其它有关资料的准备4空调负荷计算4.1夏季空调得热量计算4.2冬季围护结构热损失计算4.3空调送风量计算4.4空调新风量计算4.5排风量计算4.6空调热负荷计算4.7空调装置制冷量确定5 空调系统设计5.1 空调方式选择5.2 空调区域范围5.3 新风和回风系统设计5.4 排风系统设计5.5 空调设备与材料6 空调系统的控制和保护6.1 温湿度控制6.2 室内外压差控制6.3 安全保护措施7 平台的安全通风设计7.1 平台上通风系统的作用7.2 平台上需要通风的区域7.3 通风方式选择7.4 通风量计算7.5 风管截面选择7.6 气流组织7.7 风机的选择7.8 安全通风的保护措施7.9 风管设计注意事项7.10 控制与动力供应8 平台上典型房间的通风举例8.1 燃气轮机罩和燃气轮机间的通风8.2 柴油发电机房的通风8.3 蓄电池室的通风8.4 空调机房的通风8.5 消防泵房和泡沫站的通风8.6变压器间的通风8.7 配电室（开关间）的通风8.8 锅炉舱的通风8.9 厨房的通风9 小型冷库设计9.1 小型冷库的组成和主要参数9.2 冷库库容的确定9.3 冷库的结构9.4 冷库负荷计算9.5 制冷机组的选择和控制10 HVAC规格书编制10.1 HVAC规格书的范围10.2 HVAC规格书的内容简介11本手册编制所参考的资料12附图附图1 直接蒸发式空调系统（1）附图2 直接蒸发式空调系统（2）附图3 间接冷却式中央空气处理空调系统附图4 间接冷却式末端空气处理空调系统（1）附图5 间接冷却式末端空气处理空调系统（2）附图6 典型正压房间HVAC系统控制图附图7 危险区和非危险区的通风和门的布置图1.概述1.1定义HVAC—即Heating, Ventilation and Air-conditioning 的缩写，意为采暖、通风和空气调节。
HVAC系统介绍
H—D图
tA=20℃ tS=15.2℃ tL=12℃
d=8.8
ψ=60%
A
ψ=100%
B C
General HVAC Description-By Major Area
FAB HPM Fab10 SUP CUP OFFICE
1F-Utility SUB-FAB GEX/HUB Room 1,2F-Electrical Room 4F-MAU Corridor 1,2F-Electrical Room TGM/TCM Room 1,2F-Gas & Chemical Rooms 1F-Scrubber Room 1F-LAB Room &Warehouse 4F-Electrical Room/Scrubber Room B1F-WWT 1F-Chiller Plant/Boiler/Trans Mezz.-WWT/UPW 2F-FMCS Room LV/HV Room 1F-Auditorium/Restaurants/Transformer/Control RM 2F-MIS/PABX RM 2,3,4,5F-Public Office/Meeting RM/Manager RM
THANKS！
终阻力
终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。 大多数情况下，终阻力是初阻力的2～4倍。 过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力值并不意味着过滤器的使用寿命会明显 延长，但它会使空调系统风量锐减。因此，没有必要将终阻力值定得过高。 低效率过滤器常使用直径≥10μm的粗纤维滤料。由于纤维间空隙大，过大的 阻力有可能将过滤器上的积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零。
机组的使用及维护
1.运行中定期检查机组的运行情况，发生异常情况时及时排除； 2.机组启动前应接通水电，并检查各功能段。开机时应先启动 风机，再开换热器等；关机时应先关换热器再停风机； 3.严禁在关闭送回风口调节阀的情况下启动风机，或在风机运 行的情况下关闭送回风口，以防电机烧坏及造成超压破坏箱体； 4.机组在冬季需停机检修应保持热交换器内的热水连续流动； 5.空气过滤器应根据环境场所定期进行清洗和更换。 6.经常检查传动皮带的松紧情况，及时调整，以免影响送风风 量。
第6章 全空气系统与空气-水系统(暖通空调)
h hD hA 0 d d D d A
§6.2.3 焓湿图的应用
§6.2.3.1已知两种状态空气按比例混合求混合状态参数 ①计算法
m1h1 m2 h2 (m1 m2 )hM mhM
m1d1 m2 d 2 (m1 m2 )d M mdM
h1 hM d1 d M m2 1M hM h2 d M d 2 m1 M 2
§6.2.3.1已知两种状态空气按比例混合求混合状态参数
混合规律：
混合点M必定在点1和点2的连线上；混 合点M将线段12分为两段，两段的长度 1M与M2同参与混合的两种空气的质量 ml和m2成反比。
§6.2.3.1已知两种状态空气按比例混合求混合状态参数
②图解法(杠杆原理)
mA AC mB BC
查图 已知大气压力101.3kPa，湿空气的干球温度25℃，相对 湿度55%，求h，d，twb，pw，tdew？ 查图得： h=53kJ/kg，d=10.8g/kg，twb=18.7℃， pw=1.73kPa，tdew=15.4℃。
§6.2.2 焓湿图上过程线的物理意义
空调工程中常用的空气状态变化过程
§6.2.2 焓湿图上过程线的物理意义
空调工程中常用的空气状态变化过程 ②等湿(干式)冷却过程 用表面冷却器或蒸发器处理空气，当表面冷却器或蒸发 器的温度等于或大于空气的露点温度时，空气中的水蒸汽不 会凝结，其含湿量不变，温度降低。空气的状态变化是等湿 减焓降温过程，在h-d图上可表示为A→C的变化过程，其
§6.1.1 全空气系统
分类 §6.1.1.1按送风参数的数量来分(风道数) 单参数系统、双参数系统 单参数系统：空气处理机组只处理出一种送风参数的空 气，也称之为单风道系统。(不是只有一条送风管的系统) 双参数系统：空气处理机组送出两种不同参数的空气， 供应多个区使用，有以下两种形式： ①双风管系统：送出两种参数的空气，在各房间混合后 送入室内。 ②多区系统：在机房内根据各区的要求按不同比例将两 种不同参数的空气混合后，再由风管送到各区，系统的处理 机组为多区机组。