《暖通空调》讲义

暖通空调

HeatingVentilating&AirConditioning讲授者：胡益雄暖通空调HVAC第一章绪论1、什么是暖通空调？2、暖通空调有哪些系统及其工作原理？暖通空调HVAC1.1采暖通风与空气调节的含义（P1）采暖（Heating）：向建筑物供给热量，保持室内一定温度。通风(Ventilating)：利用室外空气（新风）置换室内空气，以改善室内空气品质。其中，除去室内多余热湿量受室外空气状态的限制。空气调节(Airconditioning)：用技术手段对特定空间室内参数进行调节与控制，并提供足够量的新鲜空气。室内参数包括建筑热湿环境和空气品质等方面。暖通空调：HVAC(Heating,VentilatingandAirconditioning)暖通空调HVAC1.2采暖通风与空气调节系统的工作原理民用建筑采暖通风空调系统

冷负荷：夏季，为了维持室内温度，从房间里向外移出的热量湿负荷：夏季，为了维持室内湿度，从房间里向外移出的湿量热负荷：冬季，为了维持室内温度，外界提供给室内的热量采暖通风与空气调节的任务：向室内提供冷量或热量，并稀释室内的污染物，以保证室内具有适宜的热舒适条件和良好的空气品质暖通空调HVAC工业建筑采暖通风空调系统

对于工业建筑，一般的厂房空间大、人员密度小，如果夏季全面对厂房进行温湿度控制其能耗、费用很高，因此除了一些特殊的生产车间、厂房外，一般夏季不考虑对整个车间的温湿度控制。在冬季，温暖地区的厂房，也不向室内供热以保持一定温湿度。但在厂房中，许多工艺设备会散发出一些对人体有害的气体、蒸汽、固体颗粒物能污染物，为保证工作人员的身体健康，必须对这些空气污染物进行排污净化治理。暖通空调HVAC暖通空调的工作原理

通过采暖通风空调系统控制进出房间的热量、湿量和空气量，在所希望维持的特定空间室内状态范围内实现热量、湿量和风量的动态平衡。暖通空调HVAC1.3采暖通风与空气调节系统的分类1.3.1按对建筑环境控制功能（1）控制建筑热湿环境—主要控制对象为建筑物室内的温湿度，属于这类系统的有空调系统和采暖系统（2）控制建筑物内污染物—主要控制建筑物室内空气品质，如通风系统、建筑防排烟系统上述两大类的控制对象和功能互有交叉。如以控制室内空气品质为主要任务的通风有时也可以有采暖或去除余热余湿的功能；而以控制室内热湿环境的空调也可以有控制室内空气品质的功能。暖通空调HVAC1.3.2按承担室内负荷的介质以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，根据承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质不同分为下面五类（P4）（1）全水系统—全部用水承担室内的热负荷和冷负荷（2）蒸汽系统—以蒸汽为介质，向建筑物供应热量（3）全空气系统—以空气为介质，向建筑物供应热量或冷量（4）空气-水系统—以空气和水为介质，共同承担室内负荷（5）冷剂系统—以制冷剂为介质，直接用于对室内空气进行冷却、去湿或加热暖通空调HVAC1.3.3按空气处理设备的集中程度以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，根据空气处理设备的集中程度来分类，可以分为下面三类（p4-p5）（1）集中式系统—空气集中于机房内进行冷却、去湿、加热、加湿等处理，房间内是有空气分配装置（2）半集中式系统—对空气处理的设备分设在各个被调节和控制的房间内，而又集中部分处理设备，如冷冻水或热水集中制备或新风进行集中处理等（3）分散式系统—对室内进行热湿处理的设备全部分散于各房间内，如家庭中常用的房间空调器、电采暖器都属于此类系统暖通空调HVAC1.3.4按空调系统用途

以建筑热湿环境为主要控制对象的空调系统，根据其用途或服务对象不同分为以下两类（P5）（1）舒适型空调系统—简称舒适空调，为室内人员创造舒适健康环境的空调系统（2）工艺性空调系统—又称工业空调，为生产工艺过程或设备运行创造必要环境条件的空调系统暖通空调HVAC1.3.5按建筑物内污染物为主要控制对象（P5-P6）1.3.5.1按用途分类（1）工业与民用建筑通风—以治理工业生产过程和建筑中人员及其活动产生的污染物为目标的通风系统（2）建筑防排烟—以控制建筑火灾烟气流动，创造无烟的人员疏散通道或安全区的通风系统（3）事故通风—排除突发事件产生的大量有燃烧、爆炸危害或有毒害的气体、蒸气的通风系统暖通空调HVAC1.3.5.2按通风的服务范围分类（1）全面通风—向某一房间送入清洁新鲜空气，稀释室内空气中的污染物浓度，同时把含污染物的空气排到室外。也称稀释通风（2）局部通风—控制室内局部地区的污染物的传播或控制局部地区的污染物的浓度达到卫生标准要求的通风。又称局部排风和局部送风暖通空调HVAC1.3.5.3按空气流动的动力分类（1）自然通风—依靠室外风力造成的风压或室内外温度差造成的热压使室外新鲜空气进入室内，室内空气排到室外。（2）机械通风—依靠风机的动力向室内送入空气或从室内排出空气。暖通空调HVAC1.4采暖通风与空调技术的发展概况

（P6-P8）暖通空调HVAC第二章热负荷、冷负荷与湿负荷计算

主要概念（P9）热负荷：为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷冷负荷：为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需要向房间供应的冷量湿负荷：为了维持室内相对湿度恒定不要从房间除去的湿量注：1）对建筑而言，热负荷主要在冬季过程，冷负荷主要在夏季过程，湿负荷不取决于季节，只取决于过程。2）上述负荷是暖通空调设计依据。其计算以室外气象参数和室内空气参数为依据。暖通空调HVAC2.1室内外空气计算参数2.1.1室外空气计算参数(P9-P10)

室外空气计算参数是指现行《采暖通风空调设计规范》（以下简称《规范》）（GBJ19-87）中规定的用于采暖通风与空调设计计算的室外气象参数。《规范》(GBT19-87)中的“暖通空调设计计算室外气象参数”，按全年有少数时间不保证室内温湿度标准而制定。主要有a）夏季空调室外计算干、湿球温度用于计算夏季新风冷负荷b)夏季空调室外计算日均温度和逐时温度用于计算围护结构的非稳态传热量c)冬季空调室外空气计算温度、相对湿度用于计算围护结构的热负荷和新风热负荷d)冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度用于计算通风量和通风冷负荷暖通空调HVAC夏季空调室外计算逐时温度（tτ）按下式确定：tτ=to.m+βΔtd式中，to.m---夏季空调室外计算日平均温度，规范规定取历年平均不保证5天的日平均温度β---室外空气温度逐时变化系数，按P10表2-1确定；Δtd---夏季空调室外计算平均日较差，摄氏度，按附录2-1确定或按下式计算；暖通空调HVAC式中，--夏季空调室外计算干球温度，℃；2.幻玉1.泽2予室内乏空气懂计算标参数题(怎P9邀-P揭10猴)室内空矿气计算字参数的习选择主逮要取决贡于：1、建节筑房间番使用功充能对舒醒适性的拐要求。烤影响人缘瑞舒适感烤的主要蔑因素首疲先是室叔内空气秒的温湿紫度和空达气流速觉，其次炭是衣着安情况、偶空气新件鲜程度片、室内节各表面窗的温度量等2、不芬同地区太、不同岂的冷热共源、经送济条件蛙差异和各节能性冠要求《规然范》章规定匹，对称舒适近性空神调和舍采暖么，室们内计各算参驱数如讲下：夏季近：温悬度劳应曾采用呼24由~2傲8º寄C相对湿朋度夏应击采用4泄0%~悉65%风速甘不请应大粘于0问.3忌m|盛s冬季：砍温度傍应而采用1旋8~2顶2ºC相对湿嚷度脚应倍采用4傻0%~拳60%风速糖不应大默于0.剖2m|围s（采制暖不要熄求）暖通赚空调株H禽VA道C2.葵2够冬季国建筑咬热负秃荷暖通空扣调H额VAC基本耗沈热量（矛式2-违3）构成围护结杰构的耗浓热量附加耗费热量门窗滥缝隙呜渗入罗冷空嘴气的液耗热扣量（熔式2季-4扣）朝向风力外门开外度高度暖通空测调H华VAC《规耽范》巧中所团规定畏的“雪围护竹结构横的耗苹热量碑”实削质上膜是围积护结滥构的器温差烧传热灶量、蕉加热你由于朵外门湿短时南间开赵启而竭侵入乡丰的冷误空气绑的耗换热量慰以及缎一部蔑分太火阳辐尊射热守量的看代数杜和。液为了茫简化绍计算劈燕，《穿规范少》规日定：围护就结构僻的耗六热量院包括梨：基迎本耗瞒热量年和附梦加耗声热量宰两部艇分。2.广2.厚1请围护渗结构碑的耗双热量1、围祝护结构邪的基本警耗热量暖通空粘调H幻玉VAC2、港围护结璃构附加总耗热量(1黄)锅朝国向修饺正率不同弄朝向沿的围旁护结昂构，遍受到滥的太惊阳辐抗射热萍量是浸不同猴的；膨同时玩，不谅同的可朝向殖，风脏的速缺度和写频率紫也不途同。细因此握，《竖规范填》规秒定对沾不同呜的垂命直外模围护咳结构减进行拖修正予。其动修正位率为脆：北、临东北滔、西悄北朝王向：令0~弃10奇％；东、西刊朝向：饺-5午％；东南、泰西南朝薯向：进-10次％~-野15％南向：毙-15逃％~-尺30％选用搬修正俗率时姓应考柴虑当父地冬镜季日喷照率脸及辐聪射强盐度的骆大小侧。冬宿季日依照率灶小于探35凳％的涉地区鸭，东遭南、盏西南胜和南夹向的已修正绝率宜种采用站-1贤0％益~0街，其暂他朝绍向可负不修幼正。暖通空暖调H肿VAC(2跨)风力膨附加哪率在《撤规范钩》中厅明确笨规定疮：在招不避停风的稠高地胶、河居边、岗海岸捡、旷拘野上猪的建勿筑物植以及狗城镇摊、厂述区内琴特别他高的居建筑狗物，矮垂直状的外抚围护告结构耽热负岛荷附馋加5滩％~倦10防％。(3)应外门灭附加率为加热的开启外屑门时侵魂入的冷恭空气，穴对于短启时间开班启无热牲风幕的羽外门，冠可以用冠外门的俱基本耗们热量乘界上按下复面的相瓣应的附业加率。驼阳台门枣不应考均虑外门浊附加率旅。暖通贴空调寸H馆VA坟C(4萄)吵高度童附加准率由于赵室内愧温度慕梯度疾的影自响，波往往谷使房谷间上治部的锈传热贤量加里大。茫因此势规定眨：当炎民用冬建筑粘和工牵业企弦业辅根助建卷筑的民房间行净高词超过汇4m获时，泰每增披加1积m，悦附加鸡率为吓2％们，但吼最大泡附加誓率不籍超过株15闯％。屈注意加，高屑度附兄加率抄应加球在基炮本耗企热量项和其躺他附夕加耗织热量飘(进偿行风浸力、片朝向象、外悼门修雨正之允后的羡耗热雀量)演的总践和上岁。即，暖通毛空调腐H吓VA较C2.站2.率2城门窗置缝隙枯渗入特冷空子气的探耗热叶量暖通阻空调再H企VA田C当无轮确切旷数据踪蝶时，焰多层拖建筑障可按众表2介-6眨推荐漆值计络算渗条透冷株风量并,表影中换乏气次清数是妙风量负(m言3／洪h)圈与房垒间体璃积(乡丰m3)之比躺，单位矮为(次胀/h)波.因医此，房秃间渗入谎冷风量冠即等于匪表中推著荐值乘泳以房间莫体积。有空调绕的房间滑内通常芝保持正烘压，因录而在一题般情况虏下，不为计算门皱窗缝隙镰渗入室热内的冷塌空气的健耗热量是。对于脾有封窗慎习惯的卧地区，谎也可以拐不计算添窗缝隙哨的冷风秆渗入。暖通屡空调婆H许VA利C2.冈3夏饱季建宫筑围泛护结堪构的秒冷负识荷含义：望夏季围闷护结构跪建筑的设冷负荷翅：室内蔬外温差渗和太阳独辐射作稿用，通藏过围护嘴结构传须入室内谣热量形象成的冷耀负荷。2.踢3.仍1外腐墙和舌屋面驰瞬变草传热撤形成点冷负段荷日射和拾室外气膏温综合稳作用下镰，外墙硬和屋面右瞬变传扭热形成底逐时冷门负荷：Qc(低τ)=AK日(tc(τ润)-tR)（2-渗5）式中，限K——讽维护结损构表面脖传热系肠数，W梅/(m².ºC)tc(τ饰)——货外墙捆和屋扇面冷然负荷样计算板温度削得逐昆时值合，℃鹅，附辩2-悄4，贞2-孔5；tR——室伤内计算于温度，从℃考虑熊修正才后，枯外墙超和屋洞面冷雁负荷伏计算捡温度超为：t’c(抱τ)=(tc(窜τ)+td)kαkρ计算式抽改为：Qc(τ厉)=AK至(t’c(τ)-tR)（2辱-7降）暖通阁空调丑H着VA酒C外玻穗璃窗瞎传热妥引起赢的冷辫负荷1、如外玻赞璃窗虾瞬变钉传热蜂引起催的冷刑负荷外玻璃潜窗瞬变邻传热引素起的冷兼负荷按姻下式计行算：Qc(τ寨)=AwKw(tc(τ)-tR)保（2鸣-9窑）式中赢，Qc(闻τ)——壶外玻帜璃窗讯冷负辆荷温生度逐火时值定，ºC虹；附录雀2-查11暖通空缝调H滚VAC2、俭透过轧玻璃后窗的裁日射皱得热脱引起桂冷负剩荷玻璃窗录日射得哲热按下孤式计算定：（2绑-1熊3）式中，批Ca—舌—窗有伏效面积庙系数，雾附录2兵-15CLQ——窗报玻璃冷志符合系商数，附姐录2-超16~性2-1部9注：C鹿LQ南肯北区划差分不同马。北纬漫27°盛30ˊ醉以南为散南区，凶以北为授北区。综合遮御挡系数和Cc.圣s：非值标准玻碗璃、不工同窗类旧型、遮呀阳设施京：Cc.泽s=C滋sCiCs从——唐遮阳浆系数滋=（迹实际某玻璃狭日射眉得热聋）/丽（标姥准玻广璃窗壳的日骨射得陆热）当附录苦2-宽13Ci—楼—窗内营遮阳系恋数，附迫录2-田14，霞外遮阳敏算法同球。Dj包.m亚ax——夏季各精纬度带昆日射得歪热因数半的最大瘦值，附录激2-幕12暖通饲空调愧H锅VA樱C内围护之结构传叉热引起物的冷负舰荷1、贞当邻偶室为寸通风禁良好牵的非句空调胶房间刘，通仗过内拢墙和字楼板才温差逗传热赚形成尽冷负僵荷，抹可按卵（2油-5孔）计蝴算2、当无邻室有代一定发挂热量，自通过隔般墙、楼加板、内渗窗、内冻门温差颂传热，茎可视为米稳态传精热，不少随时间犁变化计孤算：式中，泰to.宏m——夏讽季空调贪室外计随算日平假均温度滨，℃；Δta——附本加温升亦，表2相-10敌，℃；暖通慎空调隶H激VA段C2.4陵室内热迹源散热光引起的填冷负荷暖通绪空调巨H期VA烂C常见室瘦内热源本：工艺躬设备、庸照明、赞人体。室内袋热源培散热同分类锤：显热也—快—当对流胀-空摆气，随瞬时榨冷负狗荷；——下辐射-脉物体-帝空气，袖滞后冷渠负荷；潜热篇——途瞬时冷伪负荷；计算中缘瑞，对于吹显热，郊采用冷鸽负荷系枣数法计惊算。设备散割热形成版的冷负雾荷暖通普空调堪H构VA比C室内设叉备散热侨形成的默冷负荷锁用下式嫂计算：Qc(台τ)=雷Qs猪CLQ（2津-1干5）式中锋，Q泊c(群τ)怀——挣设备厌和用缸具散滔热形王成的赶冷负诵荷，冈W；Qs—姻—设备辫和用具钥实际显匠热散热蓄量，W脉；CLQ——令设备缎和用毁具显录热散朗热冷蔬负荷我系数柿，附薪录2页-2流0，性2-苏21授（注筐意查乒表时却间点鸽的准岸确性弹）。红空调覆系统搅不连单续运躲行，舞C孙LQ社=嚷1.消0。设备泳和用搁具实弃际显传热散六热量出计算2.其4.数1.怖1尊电动娃设备掘实际冷显热寻散热尺量P狡18宝（2俊-1作6）笋～（膏2-肯18究）2.蛙4.扭1.唇2取电热海设备昂实际展显热宴散热皮量P笨19浊（2称-1还9）2.剥4.斗1.愤3水电子稀设备般实际刑显热塑散热比量P青19保（2裕-1舌8）2.而4.垦2僵照明词散热免形成伐的冷蚊负荷暖通蔑空调怨H春VA孟C照明要散热欺形成寺的冷秒负荷戚按下遭式计破算得浇到：白炽灯蒙：Qc刮(τ)雄=10驶00*嗽N*CLQ（2骄-2姑0）荧光灯弹：Qc溉(τ)陡=10蛙00*n1*n2*N*CLQ（2-饰21）式中：N—约—灯姓具所需脉功率，抗W；n1——防镇用流器彼消耗拣功率德系数鸣；n2——敢灯匠罩散析热系归数；CLQ——芹照廉明散障热冷犁负荷庆系数毙，附间录2旁-2陪22.4愧.3药人体轮散热形唉成的冷福负荷暖通椒空调光H氏VA砍C人体响散热辅特征拴：依性别赠、年龄清、衣着棒、劳动跃强度、罚环境因迅素而异墙，分显惊热、潜暂热两部臂分。成年男俘子为标筹准计算稻人体散雀热形成运的冷负挨荷群集系臭数φ-遵--以愿成年男概子为基估准，考貌虑不同韵场所人卡员的年吼龄、性戒别构成肯以及密所集程度贺等情况牢的不同它而考虑购的折减核系数，葵见表2诵-12漆（P2驴0）；显热冷侍负荷：Qc(季τ)=qs*n*φ*CLQ式中，CLQ为人体牧显热散监热负荷目系数，叹见附录递2-2蛋3潜热井冷负岁荷：Qc(色τ)=ql*n*φ叉表2炊-132.5汉湿负架荷计算暖通空仁调H屿VAC湿负遗荷：孔维持链室内亚含湿鞠量，步需从斩室内区除去盟的湿旱量。湿源邀：人名、水巷面、痕物料疮、新谎风；1、人局体散湿鹅量mw=0蓬.27弄8nφ介g×1脉0-6式中，伍g为成敏年男子鄙小时散斤湿量，诞g/h2、阁敞开搁表面朋散湿绝量mw=0诊.27落8wA地×10如-3w—傅—单吃位水斤面蒸远发量地，k房诚g/股m²h；货表2泊-1持5；A—贩—蒸章发表谊面面垮积，堂m²。2.伙6族新只风负滥荷计滨算暖通松空调高H暂VA泥C新风宾负荷茶：将断室外枣空气壮状态脆处理古到室谈内空协气状疯态所挤需的怜能耗指；新忙风负脑荷所垫占比或例大勉，一球般占并总负铃荷2馅5%医~3使0%抬，高里级宾蚕馆办按公4广0%悼。新风负嚷荷计算消：夏季冷健负荷：左Qc难.o=君Mo(ho-hR)材（打2-屯28嫂）冬季诞热负球荷：烧Qh.亮o=青Mocp(tR-to)证（2糠-2滨9）式中北，Mo——愤新风泉量，勤kg来/s逢；ho、锋hR—电—室内碌外空气尘焓值，社kJ/坐kg；tR、to——冬射季空调冠室内外重空气计销算温度滴，℃;cp——皇定压钩比热蚂.前者与齐焓差有弄关，降级温与减游湿是同攀一冷却盾过程中沾的两方策面。后者只仰与温差的有关，愁因为加景热与加紫湿是独鸭立的两席个过程堵。暖通空蒸调H绣VAC夏季道空调芝负荷亲计算子练习将教材朋例2-苍1中“发西安”之改为“凯北京”泉，其余的不变，杰再进行膀计算。弊建筑平惯面图如蚕下：2.夫7临空般调室虫内冷验负荷赔与制灾冷系男统的睛冷负洪荷暖通空饥调H悉VAC1、雕得热泳量、嗓冷负配荷、趴供冷己（热工）量概念不皇同，相棋互关联援；1）讲得热喝量：押某一箩时间雁室内并和室模外热弹源进啄入房凉间的敬热量奋综合培；冷负嫂荷：瞧为维惩持室翼内温动度恒桐定，五在某正一时血刻应构从室饺内除匆去的摆热量秀；2）麦供冷赢（热量）量辜：某症一时分刻空退调系句统实克际向宽房间讲提供刻的冷棒（热学）量赖；3）祖空调矮系统壳冷负丽荷：山为维弃持建粥筑物齐内各占房间享温度雹恒定壳，空穴调系扔统应宪提供畅的冷球（热恒）量推；得热槐量、畏冷负渗荷、缓供冷朴（热规）量务一般拢都不危一样怖；2、联任一厦时刻易，房灿间得候热量庙≥房辟间瞬鼻时冷冈负荷石（房扎间瞬仪时冷怨负荷觉之和兵的最骗大值雪即“木室内锐冷负轻荷”限）室内节冷负爪荷+罢新决风冷例负荷尿+南其它题热源僚形成签的冷阻负荷乱=捉制升冷系绘统冷刊负荷第3些章输全水盖系统暖通鲜空调丑H栽VA霸C3.纯1伐全父水系昆统及挺其末浴端装浑置3.棋2龄热垦水采熄暖系蚀统热水采拳暖系统铃的分类允与特点热水采元暖系统暗的水力状计算3.3爸全途水风机笨盘管系哄统热水采和暖系统僻的作用辈压头3.1鸡全炕水系统坑及其末肃端装置暖通膜空调生H械VA阅C3.1挤.1全岸水系统亡概述全水系装统：完酬全用水万作能量旗传递介厦质来承浴担建筑特室内热勇负荷或傅冷负荷拼的系统构成后：热杨源/核冷源泰，管氏道系醉统和两末端躺装置系统居分类芽：供热的全水危系统—础—全水懂采暖系面统/热泪水采暖枕系统供冷的全挽水系睁统—脖—全杨水空扮调系泊统/教全水置风机皂盘管贵空调斗系统即供热扇又供冷芹的全水槐系统—骑—同时械具备热趁源和冷取源采暖系岁统：为仿使建筑邪物达到释采暖目限的，由伸热源或层供热装议置、散关热设备杰和管道古等组成胁的网络馅。3.1晓.2贺全水系熊统的末滚端装置暖通判空调秩H泪VA沟C散热器暖风机风机辉盘管1、散恰热器热工性榆能：传环热系数散热播器种悔类：辐射散无热器（径以辐射此为主，巾有对流鸟成分）对流散茅热器（趁主要是材对流）散热示方式末端奋装置龙：置俯于室绣内用云于释涨放热劈燕量/血冷量刷的终义端设暂备或抱装置常见掏分类辐射板角（不作怜要求）暖通空舌调H娱VAC铸铁散悄热器钢制散黄热器铝合湾金散吊热器塑料散蛛热器柱型翼型新型钢甲制散热朴器光排往管材质暖通唱空调秆H萍VA款C一些室钢制舟散热拼器具催有、向外形相美观辉、产碌品易骑多样年化、嚼系列镰化、螺功能四齐全环、金疏属耗六量少安装简抓单、占梅地面积裁小等一去系列优旨点2、毕散热谦