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1、 暖通空调理论（教案）第一章 绪论1.1 采暖通风与空气调节的含义1建筑环境建筑：人们生活与工作的场所，4/5（80%）时间在建筑物中。对环境的要求：恒温（计量室、量具生产）、恒湿（纺织）、恒温恒湿（合成纤维）、洁净（电子）、无菌（药品抗菌素）；人：温度、湿度、空气新鲜、光照柔和、宁静舒适、建筑环境：生活、工作、生产、科学实验需要的环境：温度、湿度、清洁度、空气质量、声环境、光环境。2保持要求的建筑环境暖通空调HVAC（采暖通风与空气调节）：控制建筑热、湿环境和室内空气品质，控制本身产生的噪声的工程技术。采暖（Heating）：人工的方法向室内共给热量，保持一定的室内温度。通风（Ventila
2、ting）：引进室外新鲜空气，排出室内污染空气。通风的功能：提供人需的氧气，稀释污染物或气味，排出污染物，除去余热余湿，提供燃烧过程所需空气。空气调节（Air Conditioning）：高级的通风，对温度、湿度、洁净度、空气流速进行调解与控制，补充新鲜空气。1.2 采暖通风与空气调节系统的工作原理建筑物：冬季失热，夏季得热，人散热湿、CO2、体味、吸烟。家具、装修材料、设备污染物（甲醛、苯、氡）民用建筑采暖及空调，热、湿、空气环境工业建筑采暖及通风，温度、空气品质（污染物浓度）工作原理：三个平衡，即：热平衡、湿平衡、空气平衡。平衡是必然的，自动的，只是室内状态（温度、湿度、污染物浓度、压力）
3、变化。1.3 采暖通风与空气调节系统的分类种类很多，不能严格地分类，主要属性分类。1按对建筑环境控制功能分类1）控制热湿环境：空调、采暖2）控制污染物：通风、建筑防排烟控制对象和功能是互有交叉：空调也可稀释污染物，通风也可除去余热余湿。2按承担室内热负荷、冷负荷、湿负荷的介质分类1）全水系统全部用水承担冷热负荷2）蒸汽系统蒸汽供热量，采暖、暖风机、加热加湿空气、加热热水。3）全空气系统空气向室内提供冷热量4）空气-水系统共同负担室内负荷，FP加新风5）冷剂系统（机组式系统）用制冷剂直接对室内空气进行冷却、加热、减湿，空调器。3按空气处理设备的集中程度分类1）集中式系统空气集中处理（机房），房间
4、内只有空气分配装置。如全空气系统。特点：机房占面积，控制管理方便。2）半集中式系统空气处理设备房间和机房。如全水、空气-水、水环热泵、变制冷剂流量系统。特点：机房占地少，维修不方便，噪声。3）分散式系统热湿处理设备全部分散在各方间。如空调器、电暖器。特点：不用机房、风道，维修管理不便，能效低，噪声。4. 空调系统按用途分类1）舒适性空调（舒适空调）人，对温湿度要求不严2）工艺性空调（工业空调）工艺过程，差别大5. 以建筑内污染物为主要控制对象（通风系统）分类按用途分类：1）工业与民用建筑通风控制工业生产过程及人员活动产生的污染物。2）建筑防排烟控制建筑火灾烟气流动，人员疏散和安全区。3）事故通
5、风排除突发事件产生的大量有燃烧、爆炸危害或有害气体、蒸气。按服务范围分类：1） 全面通风向整个房间送新鲜空气，稀释污染物浓度。2） 局部通风局部地区污染物浓度。局部排风和局部送风按空气流动的动力分类：1） 自然通风室内外风压和热压，不耗能，经济，可靠性差2） 机械通风风机动力送风或排风，常用，可靠，耗能。1.4 采暖通风与空调技术的发展概况古代：钻木取火，火炕、火炉、火墙、火地，皇宫里用冰防暑 现代国外： 十九世纪，欧美供热技术发展较快，如锅炉和散热设备等。1831- A M Perkins (Boiler) 1851年法国卡莱（Ferdinand Carre)设计制造了氨吸收式制冷机 187
6、2年美国波义耳（David Boyle）设计制造了第一台氨压缩式制冷机 1902, A C Systems with air conditioned parts was built up in a press factory in USA .（W H Carrier） 1919, A C Systems with air conditioned parts was built up in a cinema in USA 1920Effective temperature chart, ASHVE was founded in 1894国内： 现代的采暖通风空调技术在我国是近几十年发展起来的 上
7、海大光明影院是最早用集中空调系统的建筑物，建于1931年，采用离心式冷水机组。 在20世纪50年代，迎来了工业建筑第一次高潮；工艺性空调也得到了发展 20世纪6070年代，我国形成了暖通空调技术发展的时代特点 1975年颁布了工业企业采暖通风和空气调节设计规范 20世纪8090年代是采暖通风与空调技术发展最快的时期暖通空调的未来：一、中国采暖通风与空调的市场潜力很大，预示着行业的发展前景远大。 二、能耗与污染问题： 能源是一项主要的资源，石油、燃气、煤炭等石化燃料都是不可再生的能源。 我国消耗的能源结构中，主要是煤炭（约占总能耗的75）。产生温室效应，导致地球变暖，将改变地球的生态环境。烟尘、
8、 SO2、NOx等，都对大气环境造成污染。 空调冷源使用的CFC和HCFC，对地球平流层内的臭氧层有所破坏，这也是当前的全球环境问题之一。第一章作业：1. 建筑环境的组成包括哪些？2. 通风、空气调节的定义及其功能。3. 采暖通风与空气调节的工作原理是什么？4. 室内环境的热、湿、压力是如何保持平衡的？5. 通风与空气调节如何进行分类？各类系统的特点及典型系统形式。第二章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算冷负荷：为保持建筑物的热湿环境，在某一时刻应向房间供应的冷量称为冷负荷。热负荷：补偿房间失热湿负荷：维持房间的相对湿度须从房间除去的湿量冷热湿负荷是空调设计和热湿设备容量选择的基本依据。21 室内外
9、空气计算参数211室外空气计算参数Q=KF(tn-tw)负荷大小与室外气象参数有关，规范规定，不保整天数法。主要城市附2-1。全年保证，另规定。室外参数：1夏季空调室外干、湿球温度用于计算夏季新风冷负荷干：历年平均不保证50h的干球温度湿：历年平均不保证50h的湿球温度2夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度计算围护结构传入室内热量，应按不稳定传热计算，因此，按夏季空调设计日的室外空气日平均温度和逐时温度。逐时温度：t= to.m +tdto.m夏季空调室外计算日平均温度，规范历年平均不保证5天的日平均温度，室外空气温度逐时变化系数，表2-1。td夏季空调室外计算平均日较差，附2-1或下式：to
10、.s夏季空调室外计算干球温度，。3冬季空调室外空气计算温度、相对湿度冬季空调供暖时，维护结构热负荷、新风热负荷均采用冬季空调室外空气计算温度。规范：冬t历年不保证1天日平均温度 冬采用历年1月份平均相对湿度的平均值。4夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度温度：历年最热月14时的月平均温度的平均值相对湿度：历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值212室内空气计算参数选择依据：房间使用功能对舒适性的要求，t、v，衣着、地区、冷热源情况、经济条件、节能要求规范舒适性空调和采暖（表2-2，2-3）夏季：温度 应采用2428 相对湿度 应采用40%65% 风速 不大于0.3m/s冬季：温度
11、应采用1822 相对湿度 应采用40%60%（采暖不要求） 风速 不大于0.2m/s（采暖不要求）22冬季建筑的热负荷与供热工程相同，这里不介绍。23夏季围护结构建筑的冷负荷冷负荷：围护结构、室内热源、新风负荷计算方法：冷负荷系数法（以传递函数法基础，简化），谐波反映法夏季围护结构建筑的冷负荷：室内外温差和太阳辐射作用，通过围护结构传入室内热量形成的冷负荷。231围护结构瞬变传热形成冷负荷计算1. 外墙和屋面瞬变传热形成冷负荷日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热形成逐时冷负荷： Qc()=AK(tc()-tR) （2-5）K附录2-2，2-3tc()外墙和屋面冷负荷计算温度得逐时值，附
12、2-4，2-5；tR室内计算温度，注意：P15，1），2），3），4）考虑修正后，外墙和屋面冷负荷计算温度为： t c()=(tc()+td)kk计算式改为： Qc()=AK(tc()-tR) （2-7）2. 内围护结构冷负荷当临室为通风良好的非空调房间，通过内墙和楼板温差传热形成冷负荷，可按（2-5）计算；当临室有一定发热量，通过隔墙、楼板、内窗、内门温差冷负荷，可视为稳态传热，不随时间变化，计算： Qc()=AiKi(to.m+ta-tR) （2-8）to.m夏季空调室外计算日平均温度ta附加温升，表2-103外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 Qc()=AwKw(tc()-tR) （2-9）t
13、c()外玻璃窗冷负荷温度逐时值，附录2-11注意：P16，1），2）。 2.3.2 透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法1)日射得热因数透过玻璃窗的日射得热分为两部分，透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热qt，和窗玻璃吸收太阳辐射热后传入室内的热量qa。D= qt + qa 得热太阳辐射强度、窗类型、遮阳、入射角，函数关系难标准玻璃（3mm厚的普通平板玻璃）在i=8.7w/m2K，和o=18.6w/m2K，夏季（7月份）的日射得热量Dj称为日射得热因数： Dj= qt + qa夏季各纬度带日射得热因数的最大值Dj.max附录2-12综合遮挡系数Cc.s：非标准玻璃、不同窗类型、遮阳设施： Cc.s=CsCiCs遮阳系数=（实际玻璃日射得热）/（标准玻璃窗的日射得热）附2-13Ci窗内遮阳系数，附录2-14外遮阳算法同。2）玻璃窗日射得热计算：Qc()= Ca Aw CsCi Dj.max CLQ （2-13）Ca窗有效面积系数，附录2-15CLQ窗玻璃冷符合系数，附录2-16至2-19 CLQ南北区划分不同。北纬2730以南为南区，以北为北区。24室内热源散热引起的冷负荷室内热源：工艺设备、照明、人体。室内热源散热：显热对流-空气：瞬
