空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和建筑物熱特性

陜西建設(shè)技術(shù)學(xué)院孫愛東

暖通空調(diào)部分第一章中央空調(diào)的基礎(chǔ)知識(shí)中央空調(diào)的作用創(chuàng)造室內(nèi)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度；創(chuàng)造室內(nèi)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濕度；創(chuàng)造室內(nèi)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)潔凈度和新鮮度；

滿足生活舒適性或生產(chǎn)工藝性的空氣調(diào)節(jié)要求。舒適環(huán)境條件舒適性是個(gè)感覺概念，是人主觀感覺起支配作用，難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)定義。人體與環(huán)境的熱交換：對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)、蒸發(fā)。人的舒適性影響因素：衣、食、性別、年齡、體質(zhì)、健康、工作類別、溫濕度、空氣流速、噪音、心理素質(zhì)等。人的舒適性影響主要因素空氣溫度：冬季室內(nèi)溫度18-22℃，夏季室內(nèi)溫度24-28℃，環(huán)境溫度低于體表溫度，人體感到舒適。空氣濕度：相對(duì)濕度影響，體表蒸發(fā)冬季室內(nèi)溫度18-22℃，相對(duì)濕度35-65％，夏季室內(nèi)溫度24-28℃，相對(duì)濕度55％，人體感到舒適。人的舒適性影響主要因素氣流速度：空氣的流動(dòng)促進(jìn)體表的蒸發(fā)和散熱一般風(fēng)速0.15-0.25m/s。衣著：在不同的環(huán)境溫度中，體溫靠衣著的熱阻來調(diào)節(jié)。噪音:影響人的精力，心力、睡眠、呼吸、新陳代謝，一般環(huán)境噪音值應(yīng)小于辦公、住宅55dB(A)。有害氣體及灰塵民用住宅設(shè)計(jì)參數(shù)民用住宅設(shè)計(jì)參數(shù)空調(diào)系統(tǒng)的組成及分類組成：被空調(diào)對(duì)象、空氣處理設(shè)備、空氣輸送設(shè)備、空氣分配設(shè)備、冷熱源設(shè)備及控制部分。分類：

按設(shè)備的設(shè)置分：集中、半集中、分散；按空調(diào)所用的介質(zhì)分：全空氣、空氣-水、全水、制冷劑；按空氣來源：封閉式、直流式、混合式。分散式系統(tǒng)冷熱源和散熱設(shè)備合并成一體，分散放置在各個(gè)房間里，稱為分散式系統(tǒng)。如取暖的火爐、煤氣供暖、電熱供暖、窗式空調(diào)、分體空調(diào)、風(fēng)扇等。分散式系統(tǒng)通常每個(gè)房間或家庭設(shè)置一套。具有裝置簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，但常常具有效率不高、衛(wèi)生條件差、能源結(jié)構(gòu)不合理等特點(diǎn)煤氣爐與電暖氣煤氣爐與電暖氣（2）分體式房間空調(diào)器窗式空調(diào)器與柜機(jī)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)集中的冷熱源，冷熱水由管路輸送到各個(gè)房間，但空氣的加熱和冷卻是在各個(gè)房間內(nèi)完成的（僅空氣加熱和冷卻這一點(diǎn)來看是分散式系統(tǒng)但水是集中式系統(tǒng)；又稱為半集中式系統(tǒng)）風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)示意賓館客房風(fēng)機(jī)盤管示例全空氣系統(tǒng)集中的冷熱源，冷熱水由管路輸送到各個(gè)空氣處理裝置，空氣的加熱冷卻集中在空氣處理裝置中處理后，由風(fēng)道輸送到各個(gè)房間（集中式）。全空氣系統(tǒng)示意集中式空調(diào)系統(tǒng)柜式吊裝空調(diào)機(jī)組散流器空調(diào)系統(tǒng)的組成及分類2建筑物的熱濕平衡及負(fù)荷由于室外氣象條件的逐時(shí)變化以及建筑內(nèi)部使用條件的變化，建筑內(nèi)部的空氣參數(shù)必然逐時(shí)變化。為了保證建筑物內(nèi)空氣參數(shù)（溫濕度等）在一定范圍內(nèi)變化，就必須向建筑物加入熱量或冷量，去除濕負(fù)荷或加濕，以保證建筑物的熱平衡和濕平衡建筑熱平衡的影響因素（1）建筑熱平衡的影響因素（2）通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量透過外窗的日射得熱量滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量室內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量室內(nèi)照明發(fā)熱量人體發(fā)熱量建筑濕平衡的影響因素人體散濕設(shè)備散濕滲透空氣帶入濕量各種潮濕表面、水面的散濕不同類型建筑熱濕負(fù)荷特點(diǎn)住宅建筑內(nèi)部人員、設(shè)備和照明的發(fā)熱量少，主要受室外氣象條件影響商用建筑內(nèi)部人員、設(shè)備和照明的發(fā)熱量大，同時(shí)受室外氣象條件影響工業(yè)廠房空間較高，設(shè)備產(chǎn)熱產(chǎn)濕量大，同時(shí)受室外氣象條件影響建筑采暖和空調(diào)負(fù)荷不同類型建筑采暖和空調(diào)負(fù)荷的概算方法建筑物的采暖負(fù)荷和空調(diào)負(fù)荷均可按下式進(jìn)行概算

Q=qf×F其中，qf為建筑物采暖負(fù)荷或空調(diào)負(fù)荷的概算指標(biāo)(W/m2)，F(xiàn)為建筑物的建筑面積(m2)部分民用建筑采暖負(fù)荷概算指標(biāo)國(guó)內(nèi)部分建筑空調(diào)負(fù)荷設(shè)計(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值部分建筑空調(diào)負(fù)荷概算指標(biāo)濕負(fù)荷計(jì)算人體散失量：mw=0.001n￠qn-人數(shù)￠-人群系數(shù)q-成年男子的小時(shí)散失量敞開水表面散失量：mw=

ωA

ω-敞開水表面單位蒸發(fā)量A-蒸發(fā)表面積設(shè)備散濕:由設(shè)備的參數(shù)確定。暖通空調(diào)所需送風(fēng)量暖通空調(diào)的目的就是保持室內(nèi)空氣溫度、濕度維持在一定水平，同時(shí)使室內(nèi)污染物濃度低于規(guī)定的水平暖通空調(diào)所需要的送風(fēng)量由下式計(jì)算送風(fēng)量：L=Qs/hN-hLQs–冷負(fù)荷

h-焓新風(fēng)負(fù)荷:QW=LW(hW-hN)總冷量：Q=Qs+QW建筑物的污染物平衡（1）污染物的種類人體、動(dòng)物等散發(fā)的味道建筑材料散發(fā)的污染物，尤其是VOC灰塵與細(xì)菌廚房味道及燃燒產(chǎn)物廁所異味火災(zāi)時(shí)煙氣建筑物的污染物平衡（2）影響室內(nèi)污染物的因素包括室內(nèi)產(chǎn)生源滲透空氣帶入的污染物有組織通風(fēng)帶入的污染物排風(fēng)帶出的污染物穩(wěn)定情況下，排風(fēng)帶出的污染物數(shù)量等于空氣帶入的數(shù)量加上室內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)量新風(fēng)量及換氣量新風(fēng)量確定：L按房間內(nèi)每人的所需量定排風(fēng)量確定：小于新風(fēng)量15%左右，保持室內(nèi)正壓換氣次數(shù)：n=L/Vn-次數(shù)L-排風(fēng)量V-房間體積暖通空調(diào)與建筑的健康舒適暖通空調(diào)的過程，就是將新鮮、舒適的空氣送入工作區(qū)，將污濁、不舒適的空氣排出去通常采暖主要是保持工作區(qū)的溫度，新鮮空氣通過門窗滲透獲得；空調(diào)則保持工作區(qū)的溫度和濕度及合理的風(fēng)速，一般保證新鮮空氣的送入；通風(fēng)則將新鮮空氣送入，將污染的空氣排出，以保證工作區(qū)的衛(wèi)生條件住宅建筑全年負(fù)荷特點(diǎn)一般均有外墻，基本無內(nèi)區(qū)，通常不設(shè)新風(fēng)；需要冬季采暖、夏季空調(diào)降溫除濕；北方地區(qū)冬季干燥，條件允許應(yīng)加濕建筑節(jié)能的要點(diǎn)北方地區(qū)外墻保溫性好，窗戶密封性好、透光性好、導(dǎo)熱系數(shù)?。欢臼固柟饽苓M(jìn)入，但熱量不會(huì)從門窗散出；夏季采取遮陽措施，減少熱空氣進(jìn)入，夜間開門窗通風(fēng)降溫；過渡季多開門窗通風(fēng)商用建筑全年負(fù)荷特點(diǎn)一般分內(nèi)外區(qū)：外區(qū)部分受室外氣象條件影響，冬季采暖，夏季空調(diào)；而內(nèi)區(qū)一般全年需要空調(diào)建筑節(jié)能要點(diǎn)窗戶的密封性和低導(dǎo)熱性過渡季大量室外新風(fēng)或冷卻塔直接產(chǎn)生的冷水供冷冬季內(nèi)區(qū)用自然冷源（如室外新風(fēng)）或用熱泵將內(nèi)區(qū)熱量轉(zhuǎn)移到外區(qū)工業(yè)廠房全年負(fù)荷特點(diǎn)與廠房性質(zhì)密切相關(guān)：當(dāng)設(shè)備發(fā)熱量大時(shí)，冬季可少用或不用采暖；當(dāng)勞動(dòng)條件要求不高時(shí)，可采用通風(fēng)降溫；當(dāng)廠房較高時(shí)，一般采用分層空調(diào)方式建筑節(jié)能要點(diǎn)：冬季充分利用設(shè)備發(fā)熱量夏季可用下送風(fēng)或置換式通風(fēng)分層空調(diào)方式設(shè)計(jì)程序氣流組織形式的分類按驅(qū)動(dòng)空氣在房間中流動(dòng)的動(dòng)力分混合通風(fēng)和置換通風(fēng)混合通風(fēng)的常見氣流組織形式（稀釋）上送上回上送下（側(cè)）回側(cè)送側(cè)回中送下（側(cè)）回置換通風(fēng)：下送上回側(cè)送側(cè)回：一般適用跨度小的房間，側(cè)面要留送回風(fēng)口的空間。例如：一般工藝空調(diào)，風(fēng)機(jī)盤管，家用空調(diào)器。噴嘴送風(fēng)：適合于影劇院、體育館等大層高、大跨度空間頂送頂回：適用于大跨度、層高低房間，不占側(cè)面空間。適用于購(gòu)物中心，大型辦公室，展館等?？衫玫蹴斂臻g回風(fēng)。上送下回：凈化空調(diào)下側(cè)送風(fēng)：窗下置風(fēng)機(jī)盤管常見混合送風(fēng)方式非常規(guī)送風(fēng)方式地板送風(fēng)(要求架空地板)：敞開式辦公室，大空間。置換通風(fēng)方式：下送上回，用矢流風(fēng)口：節(jié)能、衛(wèi)生條件好。適用于影劇院、大空間餐廳、展廳、教堂、會(huì)議廳等。工位送風(fēng)：敞開式辦公室(要求架空地板)，交通工具內(nèi)等?？刹捎脛?dòng)態(tài)送風(fēng)。椅背送風(fēng)：影劇院、大型會(huì)議室。要求有地板下空間?；旌纤惋L(fēng)氣流組織示例禮堂觀眾席空調(diào)送風(fēng)示意圖混合送風(fēng)氣流組織形式示意空調(diào)末端裝置直接影響室內(nèi)設(shè)計(jì)頂送下側(cè)回常見空調(diào)末端種類空調(diào)末端是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣溫度、濕度、空氣品質(zhì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其常見形式包括：全空氣系統(tǒng)末端風(fēng)機(jī)盤管末端空調(diào)室內(nèi)機(jī)輻射換熱類末端風(fēng)扇全空氣系統(tǒng)末端示例全空氣系統(tǒng)末端示例置換通風(fēng)送風(fēng)器輻射采暖類末端風(fēng)機(jī)盤管裝置風(fēng)機(jī)盤管裝置空調(diào)器室內(nèi)送風(fēng)機(jī)天花板輻射空調(diào)地板采暖輻射空調(diào)末端的特點(diǎn)輻射空調(diào)：冷熱均可，無吹風(fēng)感，舒適天花板輻射：不影響室內(nèi)布置，需采用金屬天花板。窗下輻射板：可抵御窗際傳熱的影響地板采暖：舒適感好，節(jié)能，不影響室內(nèi)布置。主要靠自然對(duì)流換熱，空氣流速小，通常具