空调系统的基础知识和建筑物热特性

1、陕西建设技术学院陕西建设技术学院孙爱东孙爱东暖通空调部分暖通空调部分第一章第一章 中央空调的基础知识中央空调的基础知识中央空调的作用u创造室内一个标准温度；u创造室内一个标准湿度；u创造室内一个标准洁净度和新鲜度； 满足生活舒适性或生产工艺性的空气调节要求。舒适环境条件u舒适性是个感觉概念，是人主观感觉起支配作用，难以统一标准定义。u人体与环境的热交换：对流、辐射、传导、蒸发。u人的舒适性影响因素：衣、食、性别、年龄、体质、健康、工作类别、温湿度、空气流速、噪音、心理素质等。 人的舒适性影响主要因素u空气温度：冬季室内温度18-22 ， 夏季室内温度24-28 ，环境温度低于体表温度 ，人体感

2、到舒适。u 空气湿度：相对湿度影响，体表蒸发冬季室内温度18-22 ，相对湿度35-65 ， 夏季室内温度24-28 ，相对湿度55 ，人体感到舒适。人的舒适性影响主要因素u气流速度：空气的流动促进体表的蒸发和散热 一般风速0.15-0.25m/s。u衣著：在不同的环境温度中，体温靠衣著的热阻来调节。u噪音:影响人的精力，心力、睡眠、呼吸、新陈代谢，一般环境噪音值应小于办公、住宅55dB(A)。u有害气体及灰尘民用住宅设计参数民用住宅设计参数空调系统的组成及分类空调系统的组成及分类u组成：被空调对象、空气处理设备、空气输送设备、空气分配设备、冷热源设备及控制部分。u分类： 按设备的设置分：集中

3、、半集中、分散； 按空调所用的介质分：全空气、空气-水、全水、制冷剂； 按空气来源：封闭式、直流式、混合式。分散式系统分散式系统u冷热源和散热设备合并冷热源和散热设备合并成一体，成一体，分散放分散放置置在各个房间里，称为分散式系统。如在各个房间里，称为分散式系统。如取暖的火炉、煤气供暖、电热供暖、窗取暖的火炉、煤气供暖、电热供暖、窗式空调、分体空调、风扇等。式空调、分体空调、风扇等。u分散式系统通常每个房间或家庭设置一分散式系统通常每个房间或家庭设置一套。具有装置套。具有装置简单简单，易实现易实现等特点，但等特点，但常常具有常常具有效率效率不高、不高、卫生条件卫生条件差、差、能源能源结构结构不

4、合理等特点不合理等特点煤气炉与电暖气煤气炉与电暖气煤气炉与电暖气（煤气炉与电暖气（2）分体式房间空调器分体式房间空调器窗式空调器与柜机窗式空调器与柜机风机盘管系统风机盘管系统u集中的冷热源集中的冷热源，冷热水由，冷热水由管路输送管路输送到各到各个房间，但空气的加热和冷却是在个房间，但空气的加热和冷却是在各个各个房间房间内完成的（仅空气加热和冷却这一内完成的（仅空气加热和冷却这一点来看是分散式系统但水是集中式系统点来看是分散式系统但水是集中式系统；又称为；又称为半集中式半集中式系统）系统）风机盘管系统示意风机盘管系统示意宾馆客房风机盘管示例宾馆客房风机盘管示例全空气系统全空气系统u集中的冷热源集

5、中的冷热源，冷热水由，冷热水由管路输送管路输送到各个到各个空气处理装置空气处理装置，空气的加热，空气的加热冷却集中在空气处理装置中处理后冷却集中在空气处理装置中处理后，由，由风道风道输送到各个房间（集中式输送到各个房间（集中式）。）。冷却塔空调箱冷冻机空气空气冷冻水冷冻水冷却水冷却水热量热量环境环境新鲜空气柜式吊装空调机组柜式吊装空调机组散流器散流器空调系统的组成及分类空调系统的组成及分类2建筑物的热湿平衡及负荷建筑物的热湿平衡及负荷u由于室外由于室外气象条件气象条件的逐时变化以及建筑的逐时变化以及建筑内部内部使用条件使用条件的变化，建筑内部的空气的变化，建筑内部的空气参数必然逐时变化。参数必

6、然逐时变化。u为了保证建筑物内空气参数（温湿度等）为了保证建筑物内空气参数（温湿度等）在一定范围内变化，就必须向建筑物加在一定范围内变化，就必须向建筑物加入入热量或冷量热量或冷量，去除，去除湿负荷或加湿湿负荷或加湿，以，以保证建筑物的热平衡和湿平衡保证建筑物的热平衡和湿平衡建筑热平衡的影响因素（建筑热平衡的影响因素（1）建筑热平衡的影响因素（建筑热平衡的影响因素（2）u通过围护结构的传热量通过围护结构的传热量u透过外窗的日射得热量透过外窗的日射得热量u渗透空气带入室内的热量渗透空气带入室内的热量u室内设备发热量室内设备发热量u室内照明发热量室内照明发热量u人体发热量人体发热量建筑湿平衡的影响因

7、素建筑湿平衡的影响因素u人体散湿人体散湿u设备散湿设备散湿u渗透空气带入湿量渗透空气带入湿量u各种潮湿表面、水面的散湿各种潮湿表面、水面的散湿不同类型建筑热湿负荷特点不同类型建筑热湿负荷特点u住宅建筑住宅建筑内部人员、设备和照明的发热量少，主内部人员、设备和照明的发热量少，主要受室外气象条件影响要受室外气象条件影响u商用建筑商用建筑内部人员、设备和照明的发热量大，同内部人员、设备和照明的发热量大，同时受室外气象条件影响时受室外气象条件影响u工业厂房工业厂房空间较高，设备产热产湿量大，同时受空间较高，设备产热产湿量大，同时受室外气象条件影响室外气象条件影响建筑采暖和空调负荷建筑采暖和空调负荷不同

8、类型建筑采暖和空调负荷不同类型建筑采暖和空调负荷的概算方法的概算方法u建筑物的采暖负荷和空调负荷均可按下建筑物的采暖负荷和空调负荷均可按下式进行概算式进行概算 Q=qfF其中，其中，qf为建筑物采暖负荷或空调负荷的为建筑物采暖负荷或空调负荷的概算指标概算指标(W/m2)，F为建筑物的建筑面积为建筑物的建筑面积(m2)部分民用建筑采暖负荷概算指标部分民用建筑采暖负荷概算指标国内部分建筑空调负荷设计指国内部分建筑空调负荷设计指标统计值标统计值部分建筑空调负荷概算指标部分建筑空调负荷概算指标湿负荷计算u人体散失量： mw=0.001nq n-人数 -人群系数 q-成年男子的小时散失量u敞开水表面散失

9、量： mw= A -敞开水表面单位蒸发量 A-蒸发表面积u设备散湿设备散湿:由设备的参数确定。由设备的参数确定。暖通空调所需送风量暖通空调所需送风量u暖通空调的目的就是保持室内暖通空调的目的就是保持室内空气温度空气温度、湿度湿度维持在一定水平，同时使室内维持在一定水平，同时使室内污染污染物浓度物浓度低于规定的水平低于规定的水平u暖通空调所需要的送风量由下式计算暖通空调所需要的送风量由下式计算 送风量：送风量：L=Qs/hN-hL Qs 冷负荷冷负荷 h-焓焓u新风负荷新风负荷:QW=LW(hW-hN)u总冷量：总冷量：Q=Qs+QW建筑物的污染物平衡（建筑物的污染物平衡（1）u污染物的种类污染

10、物的种类人体、动物等散发的味道人体、动物等散发的味道建筑材料散发的污染物，尤其是建筑材料散发的污染物，尤其是VOC灰尘与细菌灰尘与细菌厨房味道及燃烧产物厨房味道及燃烧产物厕所异味厕所异味火灾时烟气火灾时烟气建筑物的污染物平衡（建筑物的污染物平衡（2）u影响室内污染物的因素包括影响室内污染物的因素包括室内产生源室内产生源渗透空气带入的污染物渗透空气带入的污染物有组织通风带入的污染物有组织通风带入的污染物排风带出的污染物排风带出的污染物u稳定情况下，排风带出的污染物数量等稳定情况下，排风带出的污染物数量等于空气带入的数量加上室内产生的数量于空气带入的数量加上室内产生的数量新风量及换气量u新风量确定

11、：L按房间内每人的所需量定u排风量确定：小于新风量15%左右，保持室内正压u换气次数：n=L/V n-次数 L-排风量 V-房间体积暖通空调与建筑的健康舒适暖通空调与建筑的健康舒适u暖通空调的过程，就是将暖通空调的过程，就是将新鲜新鲜、舒适舒适的的空气送入工作区，将污浊、不舒适的空空气送入工作区，将污浊、不舒适的空气排出去气排出去u通常采暖主要是保持工作区的温度，新通常采暖主要是保持工作区的温度，新鲜空气通过鲜空气通过门窗渗透门窗渗透获得；空调则保持获得；空调则保持工作区的工作区的温度温度和和湿度湿度及合理的及合理的风速风速，一，一般保证般保证新鲜空气新鲜空气的送入；通风则将新鲜的送入；通风则

12、将新鲜空气送入，将污染的空气排出，以保证空气送入，将污染的空气排出，以保证工作区的工作区的卫生卫生条件条件住宅建筑全年负荷特点住宅建筑全年负荷特点u一般均有一般均有外墙外墙，基本，基本无内区无内区，通常，通常不设新风不设新风；需要需要冬季采暖冬季采暖、夏季空调夏季空调降温除湿；北方地区降温除湿；北方地区冬季干燥，条件允许应加湿冬季干燥，条件允许应加湿u建筑节能的要点建筑节能的要点北方地区北方地区外墙保温外墙保温性好，性好，窗户密封窗户密封性好、透性好、透光性好、导热系数小；光性好、导热系数小；冬季使太阳光能进入，但热量不会从门窗散冬季使太阳光能进入，但热量不会从门窗散出；出；夏季采取夏季采取遮

13、阳遮阳措施，减少热空气进入，夜间措施，减少热空气进入，夜间开门窗通风降温；开门窗通风降温；过渡季多开门窗通风过渡季多开门窗通风商用建筑全年负荷特点商用建筑全年负荷特点u一般分一般分内外区内外区：外区部分受室外气象条：外区部分受室外气象条件影响，冬季采暖，夏季空调；而内区件影响，冬季采暖，夏季空调；而内区一般全年需要空调一般全年需要空调u建筑节能要点建筑节能要点窗户的密封性和低导热性窗户的密封性和低导热性过渡季大量室外新风或冷却塔直接产过渡季大量室外新风或冷却塔直接产生的冷水供冷生的冷水供冷冬季内区用自然冷源（如室外新风）冬季内区用自然冷源（如室外新风）或用热泵将内区热量转移到外区或用热泵将内区

14、热量转移到外区工业厂房全年负荷特点工业厂房全年负荷特点u与厂房性质密切相关：当设备发热量大与厂房性质密切相关：当设备发热量大时，冬季可少用或不用采暖；当劳动条时，冬季可少用或不用采暖；当劳动条件要求不高时，可采用通风降温；当厂件要求不高时，可采用通风降温；当厂房较高时，一般采用房较高时，一般采用分层空调分层空调方式方式u建筑节能要点：建筑节能要点：冬季充分利用设备发热量冬季充分利用设备发热量夏季可用下送风或置换式通风夏季可用下送风或置换式通风分层空调方式分层空调方式设计程序u按驱动空气在房间中流动的动力分按驱动空气在房间中流动的动力分混合通风混合通风和和置换通风置换通风u混合通风的常见气流组织形式（稀释）混合通风的常见气流组织形式（稀释）上送上回上送上回上送下（侧）回上送下（侧）回侧送侧回侧送侧回中送下（侧）回中送下（侧）回u置换通风：下送上回置换通风：下送上