暖通空调理论
（教案）
暖通空调理论
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（Ventilating）：引进室外新鲜空气，排出室内污染空气。
通风的功能：①提供人需的氧气，②稀释污染物或气味，③排出污染物，④除去余热余湿，⑤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）变化。
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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
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? 1872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 ? 1920－Effective 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60～70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80～90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、 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。
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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。
2．1 室内外空气计算参数
2．1．1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：
tτ= to.m +βΔtd
to.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，℃ β——室外空气温度逐时变化系数，表2-1。
Δtd——夏季空调室外计算平均日较差，℃，附2-1或下式：
?td?to.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Φ——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 2．1．2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、Φ、v，衣着、τ 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24~28℃
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