空调系统的基础知识和建筑物热特性

陕西建设技术学院孙爱东

暖通空调部分第一章中央空调的基础知识中央空调的作用创造室内一个标准温度；创造室内一个标准湿度；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。人体与环境的热交换：对流、辐射、传导、蒸发。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，人体感到舒适。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。衣著：在不同的环境温度中，体温靠衣著的热阻来调节。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)。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。分类：

按设备的设置分：集中、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。分散式系统冷热源和散热设备合并成一体，分散放置在各个房间里，称为分散式系统。如取暖的火炉、煤气供暖、电热供暖、窗式空调、分体空调、风扇等。分散式系统通常每个房间或家庭设置一套。具有装置简单，易实现等特点，但常常具有效率不高、卫生条件差、能源结构不合理等特点煤气炉与电暖气煤气炉与电暖气（2）分体式房间空调器窗式空调器与柜机风机盘管系统集中的冷热源，冷热水由管路输送到各个房间，但空气的加热和冷却是在各个房间内完成的（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；又称为半集中式系统）风机盘管系统示意宾馆客房风机盘管示例全空气系统集中的冷热源，冷热水由管路输送到各个空气处理装置，空气的加热冷却集中在空气处理装置中处理后，由风道输送到各个房间（集中式）。全空气系统示意集中式空调系统柜式吊装空调机组散流器空调系统的组成及分类2建筑物的热湿平衡及负荷由于室外气象条件的逐时变化以及建筑内部使用条件的变化，建筑内部的空气参数必然逐时变化。为了保证建筑物内空气参数（温湿度等）在一定范围内变化，就必须向建筑物加入热量或冷量，去除湿负荷或加湿，以保证建筑物的热平衡和湿平衡建筑热平衡的影响因素（1）建筑热平衡的影响因素（2）通过围护结构的传热量透过外窗的日射得热量渗透空气带入室内的热量室内设备发热量室内照明发热量人体发热量建筑湿平衡的影响因素人体散湿设备散湿渗透空气带入湿量各种潮湿表面、水面的散湿不同类型建筑热湿负荷特点住宅建筑内部人员、设备和照明的发热量少，主要受室外气象条件影响商用建筑内部人员、设备和照明的发热量大，同时受室外气象条件影响工业厂房空间较高，设备产热产湿量大，同时受室外气象条件影响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建筑物的采暖负荷和空调负荷均可按下式进行概算

Q=qf×F其中，qf为建筑物采暖负荷或空调负荷的概算指标(W/m2)，F为建筑物的建筑面积(m2)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标统计值部分建筑空调负荷概算指标湿负荷计算人体散失量：mw=0.001n￠qn-人数￠-人群系数q-成年男子的小时散失量敞开水表面散失量：mw=

ωA

ω-敞开水表面单位蒸发量A-蒸发表面积设备散湿:由设备的参数确定。暖通空调所需送风量暖通空调的目的就是保持室内空气温度、湿度维持在一定水平，同时使室内污染物浓度低于规定的水平暖通空调所需要的送风量由下式计算送风量：L=Qs/hN-hLQs–冷负荷

h-焓新风负荷:QW=LW(hW-hN)总冷量：Q=Qs+QW建筑物的污染物平衡（1）污染物的种类人体、动物等散发的味道建筑材料散发的污染物，尤其是VOC灰尘与细菌厨房味道及燃烧产物厕所异味火灾时烟气建筑物的污染物平衡（2）影响室内污染物的因素包括室内产生源渗透空气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新风量及换气量新风量确定：L按房间内每人的所需量定排风量确定：小于新风量15%左右，保持室内正压换气次数：n=L/Vn-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的过程，就是将新鲜、舒适的空气送入工作区，将污浊、不舒适的空气排出去通常采暖主要是保持工作区的温度，新鲜空气通过门窗渗透获得；空调则保持工作区的温度和湿度及合理的风速，一般保证新鲜空气的送入；通风则将新鲜空气送入，将污染的空气排出，以保证工作区的卫生条件住宅建筑全年负荷特点一般均有外墙，基本无内区，通常不设新风；需要冬季采暖、夏季空调降温除湿；北方地区冬季干燥，条件允许应加湿建筑节能的要点北方地区外墙保温性好，窗户密封性好、透光性好、导热系数小；冬季使太阳光能进入，但热量不会从门窗散出；夏季采取遮阳措施，减少热空气进入，夜间开门窗通风降温；过渡季多开门窗通风商用建筑全年负荷特点一般分内外区：外区部分受室外气象条件影响，冬季采暖，夏季空调；而内区一般全年需要空调建筑节能要点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生的冷水供冷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工业厂房全年负荷特点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；当劳动条件要求不高时，可采用通风降温；当厂房较高时，一般采用分层空调方式建筑节能要点：冬季充分利用设备发热量夏季可用下送风或置换式通风分层空调方式设计程序气流组织形式的分类按驱动空气在房间中流动的动力分混合通风和置换通风混合通风的常见气流组织形式（稀释）上送上回上送下（侧）回侧送侧回中送下（侧）回置换通风：下送上回侧送侧回：一般适用跨度小的房间，侧面要留送回风口的空间。例如：一般工艺空调，风机盘管，家用空调器。喷嘴送风：适合于影剧院、体育馆等大层高、大跨度空间顶送顶回：适用于大跨度、层高低房间，不占侧面空间。适用于购物中心，大型办公室，展馆等。可利用吊顶空间回风。上送下回：净化空调下侧送风：窗下置风机盘管常见混合送风方式非常规送风方式地板送风(要求架空地板)：敞开式办公室，大空间。置换通风方式：下送上回，用矢流风口：节能、卫生条件好。适用于影剧院、大空间餐厅、展厅、教堂、会议厅等。工位送风：敞开式办公室(要求架空地板)，交通工具内等。可采用动态送风。椅背送风：影剧院、大型会议室。要求有地板下空间。混合送风气流组织示例礼堂观众席空调送风示意图混合送风气流组织形式示意空调末端装置直接影响室内设计顶送下侧回常见空调末端种类空调末端是实现室内空气温度、湿度、空气品质的最后一个环节，其常见形式包括：全空气系统末端风机盘管末端空调室内机辐射换热类末端风扇全空气系统末端示例全空气系统末端示例置换通风送风器辐射采暖类末端风机盘管装置风机盘管装置空调器室内送风机天花板辐射空调地板采暖辐射空调末端的特点辐射空调：冷热均可，无吹风感，舒适天花板辐射：不影响室内布置，需采用金属天花板。窗下辐射板：可抵御窗际传热的影响地板采暖：舒适感好，节能，不影响室内布置。主要靠自然对流换热，空气流速小，通常具