采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)講義-R.ppt

1、通風(fēng)系統(tǒng),第一節(jié) 通風(fēng)的基本概念,一、通風(fēng)的意義,1. 人新陳代謝中產(chǎn)生的二氧化碳、皮膚表面的代謝產(chǎn)物 2. 建筑材料中揮發(fā)出的有害物，如苯類、醛類等有機(jī)物質(zhì) 3. 周圍土壤中存在的氡等放射性物質(zhì) 4. 室外大氣中存在的灰塵、二氧化硫,使室內(nèi)的污染物濃度達(dá)到有關(guān)的準(zhǔn)。,二、污染物的主要來源,在以人為主的室內(nèi)環(huán)境中，污染物主要包括：,依據(jù)：空氣的動(dòng)力源泉,1) 機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng),機(jī)械通風(fēng)機(jī)作用使中氣流動(dòng)，造成房間通風(fēng)換氣方法，稱為機(jī)械通風(fēng)。由于風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓可根據(jù)需要確定，這種通風(fēng)方法能保證所需要的通風(fēng)量，控制房間內(nèi)的氣流方向和速度，對進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行必要的處理，使房間交氣達(dá)到所要求的參數(shù)。田此，機(jī)

2、械通風(fēng)方法得到了廣泛應(yīng)用。,2) 自然通風(fēng)系統(tǒng),自然通風(fēng)是依靠室內(nèi)外空氣的溫度差(實(shí)際是密度差)造成的熱壓，或者是室外風(fēng)造成的風(fēng)壓，使房間內(nèi)外的空氣進(jìn)行交換，從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。自然通風(fēng)不需要另外設(shè)置動(dòng)力設(shè)備，對于有大量余熱的車間，是一種經(jīng)濟(jì)、有效的通風(fēng)方法。其缺點(diǎn)是，無法處理進(jìn)入主內(nèi)的空外空氣，也難于對從室內(nèi)向室外排出的污濁空氣進(jìn)行凈化處理；其次，自然通風(fēng)受室外氣象條件影響、通風(fēng)效果不穩(wěn)定。,三、通風(fēng)系統(tǒng)的分類,1. 自然通風(fēng)的作用原理,對于一幢建筑或者一間房間，如果它有兩個(gè)開口（門或窗等），而且空氣在每個(gè)開口的兩側(cè)壓力不相同，那么在壓差的作用下，空氣在每個(gè)開口處形成流動(dòng),四、自然通風(fēng),

3、2. 室內(nèi)、外溫差作用下的自然通風(fēng),原理：如圖所示，在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同高度處有兩個(gè)開口a與b，它們的高差為 。假設(shè)室內(nèi)溫度為 ，密度為 ，室外溫度為 ，密度為 ，且有 即 。同時(shí)，將開口外側(cè)靜壓記為 與 ，開口內(nèi)側(cè)靜壓記為 與 。則開口a內(nèi)外壓力差為：,可見，空氣將由開口b流出。如果 和 保持不變，則隨著空氣的流出，室內(nèi)靜壓逐漸降低， 將由等于零變?yōu)樾∮诹悖諝鈱⒂砷_口a流入，直至開口a的進(jìn)風(fēng)量等于開口b的排風(fēng)量時(shí)，室內(nèi)靜壓才保持穩(wěn)定，且有：,3. 室外風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng),4. 利用自然通風(fēng)的方式,5. 有效利用自然通風(fēng)的建筑措施,管 道 式,6. 天窗的做法,縱向下沉式天窗,矩形避風(fēng)天

4、窗,7. 橫向下沉式天窗,8. 天井式天窗,五、常見的通風(fēng)系統(tǒng)類型,1. 全面通風(fēng),2. 局部通風(fēng),3. 置換通風(fēng),1. 全面通風(fēng),全面通風(fēng)是對整個(gè)房間進(jìn)行通風(fēng)換氣。其基本原理是，用清潔空氣稀釋(沖淡)室內(nèi) 空氣中的有害物濃度，同時(shí)不斷地把污染空氣排至室外，保證室內(nèi)空氣環(huán)境達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。全面通風(fēng)也稱稀釋通風(fēng),1) 原理：,全面機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng),全面機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng),2) 全面通風(fēng)送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置,在設(shè)計(jì)全面通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵守一個(gè)基本原則：應(yīng)將干凈空氣直接送至工作人員所在地或污染物農(nóng)度低的地方。,常用的送、排風(fēng)方式有上送上排、下送上排及中間送、上下排等多種形式。具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)下列原則選擇：,進(jìn)風(fēng)口

5、應(yīng)位于排風(fēng)口上風(fēng)側(cè) 送風(fēng)口應(yīng)接近工作人員所在地點(diǎn)，或者污染物 濃度低的地帶 排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在污染物濃度高的地方 在整個(gè)控制空間內(nèi)，盡量使室內(nèi)氣流均勻，減 少渦流的存在，從而避免污染物在局部地區(qū),3) 全面通風(fēng)送風(fēng)量的計(jì)算,如圖所示的空間，若該空間中污染物的發(fā)生量為 ，通風(fēng)量為 ，空間容積為 。 通風(fēng)開始時(shí)室內(nèi)污染物濃度為 ，送風(fēng)氣流中污染物濃度為 ，則通風(fēng)后室內(nèi)污染物濃度 是時(shí)間 的函數(shù) 。,現(xiàn)假設(shè)：,(3) 送入室內(nèi)的空氣一進(jìn)入室內(nèi)立刻與室內(nèi)空氣充分混 合，而且送風(fēng)量等于排風(fēng)量，室內(nèi)、外空氣溫度相 同。,(1) 均為常數(shù)；,(2) 均勻散發(fā)到整個(gè)空間;,當(dāng) 時(shí)，有,可求得全面通風(fēng)的通風(fēng)量為,但因

6、室內(nèi)污染物不可能均勻散發(fā)，送風(fēng)也不可能與室內(nèi)空氣充分混合，所以，實(shí)際所需的全面通風(fēng)量要比式 ( 36 ) 的計(jì)算結(jié)果大得多，因此，實(shí)際的通風(fēng)量計(jì)算式要引入安全系數(shù) ，即,2. 局部通風(fēng),1) 原理：,局部通風(fēng)分為局部進(jìn)風(fēng)和局部排風(fēng)，其基本原理都是通過控制局部氣流，使局部工作 范圍不受有害物的污染，并且造成符合要求的空氣環(huán)境 。,局部排風(fēng)系統(tǒng),局部送風(fēng)系統(tǒng),密閉罩,排風(fēng)罩,2) 局部通風(fēng)送風(fēng)量的計(jì)算,個(gè)案分析,3. 置換通風(fēng),1) 原理： 冷空氣下沉、熱空氣上升的原則,2) 置換通風(fēng)送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置: 送風(fēng)口在下，排風(fēng)口在上,3) 置換通風(fēng)送風(fēng)量的計(jì)算,下面是一種較為直接的經(jīng)驗(yàn)公式：,式中

7、所求送風(fēng)量,重力加速度； ；熱源能量， ；空氣定壓比熱， ；空氣的溫度膨脹系數(shù)， ；空氣密度， ；熱對流卷吸系數(shù)， ；分界面高度， 。,第二節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備與構(gòu)件,一、風(fēng)機(jī),離心風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意圖,舒適性空調(diào)中的風(fēng)機(jī),(1) 后向型風(fēng)機(jī)的葉片：直線型后傾葉片、曲線型葉片或 翼型葉片。 直線后傾型：直的單層金屬葉片。 曲線后向型：彎曲的金屬葉片。 翼型設(shè)計(jì)：雙層的金屬葉片，提高空氣流經(jīng)葉輪的效 率。它主要用于運(yùn)行投資的節(jié)省可高于初 投資的情況。,(2) 第四種類型是前向曲線型，它的葉片是彎曲的單層 金屬葉片。,四種形式葉輪,前向曲線型葉輪與后向曲線型葉輪,前向曲線葉型： 輕型構(gòu)造 低速, 大容積

8、低壓,翼型： 高壓 高效率 重型構(gòu)造,兩種典型的風(fēng)機(jī)葉輪,2) 軸流風(fēng)機(jī),軸流風(fēng)機(jī)的構(gòu)造如圖所示。葉輪由輪毅和鉚在其上的葉片組成，葉片與輪毅平面安 裝成定的角度。葉片的型式有機(jī)翼型扭曲葉片或直葉片；等 厚板型扭曲葉片或直葉片等。,占地面積小、便于維修、風(fēng)壓較低、風(fēng)量較大，多用于阻力較小的大風(fēng)量系統(tǒng)。,軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意圖,3) 混流風(fēng)機(jī),集中了離心風(fēng)機(jī)的高壓和軸流的大風(fēng)量的特點(diǎn)。,4) 常見的建筑用風(fēng)機(jī),高溫消防排煙風(fēng)機(jī)：高溫消防排煙風(fēng)機(jī)在正常情況下可用于日常的通風(fēng)換氣。遭遇火險(xiǎn)時(shí)，抽排室內(nèi)高溫?zé)煔猓鰪?qiáng)室內(nèi)空氣流通。具有耐高溫的特點(diǎn)。適用于高層建筑、烘箱、車庫、隧道、地鐵、地下商場等場合的通風(fēng)

9、換氣和消防排煙。,斜流風(fēng)機(jī)：該系列風(fēng)機(jī)分為單速和雙速兩種。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、維修方便等優(yōu)點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)不同的使用場合，采用改變安裝角度、改變?nèi)~片數(shù)、改變轉(zhuǎn)速、改變機(jī)號(hào)等方法達(dá)到多方面的使用要求。,軸流風(fēng)機(jī),屋頂、側(cè)壁排風(fēng)機(jī)：有普通離心式屋頂風(fēng)機(jī)和低噪聲離心式屋頂風(fēng)機(jī)，適用于廠房、倉庫、高層建筑、實(shí)驗(yàn)室、影劇院、賓館、醫(yī)院等場合的局部換氣。,空調(diào)通風(fēng)風(fēng)機(jī)：離心空調(diào)風(fēng)機(jī)具有性能適用范圍大、噪聲低、重量輕、安裝方便、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)?？梢耘c各空調(diào)廠的組合空調(diào)機(jī)組配套。,排煙柜式風(fēng)機(jī),4. 風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線,1) 風(fēng)機(jī)的性能參數(shù),同一類型的風(fēng)機(jī)，比轉(zhuǎn)數(shù)必然相同。,2) 風(fēng)機(jī)的性能曲線,為了全面

10、評定風(fēng)機(jī)的性能，就必須了解在各種公況下風(fēng)機(jī)的全壓、功率、效率和風(fēng)量的關(guān)系。,不同轉(zhuǎn)速下的這些關(guān)系 就形成了風(fēng)機(jī)的特性曲線。,風(fēng)機(jī)性能曲線圖,5. 風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)點(diǎn)的確定,1) 管路特性曲線,已知風(fēng)道的總阻力為,改用風(fēng)量表示，以圓風(fēng)管為例，則有,即管路系統(tǒng)的阻力與風(fēng)量平方成正比，比例常數(shù)反映了管路的特性，它主要取決于管道的幾何尺寸和局部阻力，管道越小越長，局部阻力越多，則 越大。 式中稱為管道特性方程，雖然可以通過計(jì)算得到，但是也可以通過實(shí)測風(fēng)量和阻力來得到此方程的曲線，在 坐標(biāo)中，這是一條通過原點(diǎn)的拋物線。,2) 風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)點(diǎn)的確定,現(xiàn)在把管道特性曲線按 坐標(biāo)劃到風(fēng)機(jī)的特性曲線圖上，與風(fēng)機(jī)的

11、曲線相交于 點(diǎn)，該點(diǎn)即為風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。也就是把該臺(tái)風(fēng)機(jī)連接到具有該管道特性的管路上運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)量正好是管內(nèi)的流量，此時(shí)，風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓正好克服該流量下管道所產(chǎn)生的陰力。,3) 風(fēng)機(jī)的串聯(lián)和并聯(lián),兩臺(tái)串聯(lián)風(fēng)機(jī)： 風(fēng)機(jī)流量相同 壓頭是同一流量下的兩倍 繪制性能曲線,兩臺(tái)并聯(lián)風(fēng)機(jī)： 壓頭相同 流量是同一壓頭下的兩倍 繪制性能曲線,二、風(fēng)管,1. 形式：圓形和矩形,三、局部構(gòu)件,1. 風(fēng)管支架,1) 作用：防震、承重,活動(dòng)支吊架,固定支架,固定吊架,3. 三通,1) 合流三通,2) 分流三通,4. 變徑管,1) 突然擴(kuò)大和縮?。猴L(fēng)量改變。（見左圖）,2) 漸變管：風(fēng)量改變。（見右圖）,5.

12、 風(fēng)管閥門,1) 調(diào)節(jié)風(fēng)量、打開或關(guān)斷風(fēng)系統(tǒng)： 蝶閥、對開多葉調(diào)節(jié)閥、三通調(diào)節(jié)閥,2) 防火閥：當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，切斷氣流通路，防止火 勢沿風(fēng)管蔓延,3) 止回閥：防止風(fēng)機(jī)停止后氣流倒轉(zhuǎn),四、風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng),1. 風(fēng)管布置,風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部構(gòu)件，彎頭、三通等構(gòu)件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管連接要合理，以減少阻力和噪聲。風(fēng)管上應(yīng)該設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置或預(yù)留安排測量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點(diǎn)。,2. 風(fēng)管斷面形狀,在相同面積下，圓形管阻力比矩形管小。矩形風(fēng)管設(shè)計(jì)時(shí)，長短邊比例在3.0以下。,3. 風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口布置,風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的連接管對風(fēng)機(jī)能力的發(fā)揮有很大影響，因?yàn)檫M(jìn)、出口處空氣的動(dòng)壓很大，連接管做法不當(dāng)，將引起可觀的壓頭損失，而使風(fēng)量受到嚴(yán)懲損失，為此，必須在管路設(shè)計(jì)中注意這個(gè)問題。,1) 轉(zhuǎn)彎或彎頭的風(fēng)管內(nèi)邊到風(fēng)機(jī)進(jìn)口的距離應(yīng)大于風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑，以保證氣流均勻進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪。當(dāng)轉(zhuǎn)彎曲率半徑不夠時(shí)，應(yīng)彎管處加導(dǎo)流葉片，見下圖。,2) 當(dāng)風(fēng)管變徑進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)，要求 見下圖， 一般以 為佳。,3) 對雙進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)保證 ，如下圖所示。,4) 在靠近風(fēng)機(jī)出口處的轉(zhuǎn)彎必須與風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方 向一致，以使氣流通暢均勻，避免不必要的能量損 失。,5) 風(fēng)機(jī)出口到轉(zhuǎn)彎處應(yīng)有不小于3D（D為風(fēng)機(jī)入口直 徑）的直管段，以免造成