采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)講義RPPT課件

1、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(duì)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)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(duì)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(duì)從室內(nèi)向室外排出的污濁空氣進(jìn)

2、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)的分類第1頁/共65頁1. 自然通風(fēng)的作用原理 對(duì)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)第2頁/共65頁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：ohntn wtw nwtt nw awPbwPanPbnP

3、aanawPPP開口b內(nèi)外壓力差為：bbnbwPPP且有 時(shí)，空氣由開口 a ( b ) 流出，反之則流入。 0abPP第3頁/共65頁第4頁/共65頁現(xiàn)假設(shè) ，則0aP 0bannawwawnwnPPghPghPghgh 式中， 為重力加速度， 。g2m s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?，空氣將由開口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：ntwtaP bawnPPgh 第5頁/共65頁3. 室外風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)第6頁/共65頁4. 利用自然通風(fēng)的方式第7頁/共65頁5. 有效利用

4、自然通風(fēng)的建筑措施管 道 式第8頁/共65頁6. 天窗的做法縱向下沉式天窗矩形避風(fēng)天窗第9頁/共65頁7. 橫向下沉式天窗第10頁/共65頁8. 天井式天窗第11頁/共65頁第12頁/共65頁五、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)第13頁/共65頁1. 全面通風(fēng) 全面通風(fēng)是對(duì)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：第14頁/共65頁全面機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)第15頁/共65頁全面機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)第16頁/共65頁2) 全面通風(fēng)送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置

5、 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：v 進(jìn)風(fēng)口應(yīng)位于排風(fēng)口上風(fēng)側(cè)v 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v 排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在污染物濃度高的地方v 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)第17頁/共65頁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

6、 是時(shí)間 的函數(shù) 。 x kg s 3L ms 3V m 31ykg m 30ykg myt y t第18頁/共65頁現(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。01,x L yy(1) 均為常數(shù)；x(2) 均勻散發(fā)到整個(gè)空間;第19頁/共65頁當(dāng) 時(shí)，有t 02xy tyykg sL可求得全面通風(fēng)的通風(fēng)量為 320 xLmsyy 但因室內(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k 320kxLmsyy

7、第20頁/共65頁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 。第21頁/共65頁局部排風(fēng)系統(tǒng)第22頁/共65頁局部送風(fēng)系統(tǒng)第23頁/共65頁密閉罩第24頁/共65頁排風(fēng)罩第25頁/共65頁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)算第26頁/共65頁下面是一種較為直接的經(jīng)驗(yàn)公式： 1 35 31 3232sLBz式中 所求送風(fēng)量, L3mspgEBc 重

8、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(duì)流卷吸系數(shù)， ；分界面高度， 。 g E pc sz2m sW J kgC 3mC 3kg m31 mm第27頁/共65頁第二節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備與構(gòu)件一、風(fēng)機(jī)1. 風(fēng)機(jī)在管路中的作用：輸送空氣2. 風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：葉輪、電機(jī)、外殼3. 風(fēng)機(jī)的種類1) 離心風(fēng)機(jī)2) 軸流風(fēng)機(jī)3) 混流風(fēng)機(jī)第28頁/共65頁1) 離心風(fēng)機(jī) 用于低壓或高壓送風(fēng)系統(tǒng)，特別是低噪音和高風(fēng)壓的系統(tǒng)。葉輪的葉片型式有流線型、后彎葉型、前彎葉型和徑向型四種 離心風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意圖第29頁/共65頁舒適性空調(diào)中的風(fēng)機(jī)一般都使用離心風(fēng)機(jī)。四種葉輪

9、設(shè)計(jì)構(gòu)成了風(fēng)機(jī)的四種基本形式：(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。第30頁/共65頁四種形式葉輪第31頁/共65頁前向曲線型葉輪與后向曲線型葉輪(1) 前向曲線型葉輪 大量小型、輕質(zhì)葉片構(gòu)成，風(fēng)機(jī)的其他部分也是輕材料。這些都比翼型葉輪要輕。特點(diǎn)：根據(jù)設(shè)計(jì)情況，前向型風(fēng)機(jī)可以以比相同直徑的后向型風(fēng)機(jī)低的轉(zhuǎn)速輸送更多的空氣。任何類型的后向型風(fēng)機(jī)輸

10、送相同風(fēng)量時(shí)，前向型可以以后向型一半的速度運(yùn)行。因此前向曲線型風(fēng)機(jī)噪聲更低，再考慮到它低價(jià)的特點(diǎn)，使它成為低中壓運(yùn)行中的最佳選擇。(2) 后向曲線型葉輪風(fēng)機(jī)在大容量、大壓差情況下，比前向曲線型風(fēng)機(jī)效率更高，所以在許多中壓運(yùn)行的情況下，多使用后向曲線型風(fēng)機(jī)。第32頁/共65頁前向曲線葉型：v 輕型構(gòu)造v 低速, 大容積v 低壓翼型：v 高壓v 高效率v 重型構(gòu)造兩種典型的風(fēng)機(jī)葉輪第33頁/共65頁2) 軸流風(fēng)機(jī)v 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。v 占地面積小、便于維修、風(fēng)壓

11、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)造示意圖第34頁/共65頁3) 混流風(fēng)機(jī)v 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)v 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?，增?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(chǎng)等場(chǎng)合的通風(fēng)換氣和消防排煙。第35頁/共65頁v 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(chǎng)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。第36頁/共65頁v 軸

12、流風(fēng)機(jī)第37頁/共65頁v 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(chǎng)合的局部換氣。第38頁/共65頁v 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)。可以與各空調(diào)廠的組合空調(diào)機(jī)組配套。第39頁/共65頁v 排煙柜式風(fēng)機(jī)第40頁/共65頁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)風(fēng)量 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)風(fēng)機(jī)所輸送的氣體的體積，有效功率 ：風(fēng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)傳給空氣的能量風(fēng)壓 ：風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的總壓頭（全壓）， ，包括靜 壓和動(dòng)壓L3msPaPNYkWNYLP 第41頁/共65頁軸功

13、率 ：風(fēng)機(jī)的輸入功率N全壓效率 ：風(fēng)機(jī)有效功率與軸功率之比 機(jī)械傳輸功率 ：電機(jī)與風(fēng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)的能量損失i 比轉(zhuǎn)數(shù) ：表征風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 的流量 、風(fēng)壓 和轉(zhuǎn) 速 之間的關(guān)系。ns 101325,50%,20aBPt 3L ms aP P minn r0.50.76sNnLP 同一類型的風(fēng)機(jī)，比轉(zhuǎn)數(shù)必然相同。第42頁/共65頁2) 風(fēng)機(jī)的性能曲線v 為了全面評(píng)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。v 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。 ,PL NLL 第43頁/共65頁風(fēng)機(jī)性能曲線圖第44頁/共65頁5. 風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)點(diǎn)的確定1) 管路特性曲線已

14、知風(fēng)道的總阻力為22Hld 22242HlLdd 改用風(fēng)量表示，以圓風(fēng)管為例，則有第45頁/共65頁2HKL 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(zhǎng)，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(cè)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。KKLH 第46頁/共65頁2) 風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)點(diǎn)的確定LH 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 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

15、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。LH O第47頁/共65頁3) 風(fēng)機(jī)的串聯(lián)和并聯(lián)兩臺(tái)串聯(lián)風(fēng)機(jī)：v 風(fēng)機(jī)流量相同v 壓頭是同一流量下的兩倍v 繪制性能曲線第48頁/共65頁兩臺(tái)并聯(lián)風(fēng)機(jī)：v 壓頭相同v 流量是同一壓頭下的兩倍v 繪制性能曲線第49頁/共65頁二、風(fēng)管1. 形式：圓形和矩形2. 材料：v 磚和混凝土v 薄鋼板v 玻璃纖維板v 鋁板v 聚氯乙烯板v 軟管材料第50頁/共65頁三、局部構(gòu)件1. 風(fēng)管支架1) 作用：防震、承重2) 形式：風(fēng)管與支架的連接：固定與不固定。支架的支撐方式：支架、吊架和托架。第51頁/共65頁活動(dòng)支吊架第52頁/共

16、65頁固定支架第53頁/共65頁固定吊架第54頁/共65頁2. 彎頭直角彎頭和弧彎頭：改變氣流走向第55頁/共65頁3. 三通1) 合流三通2) 分流三通第56頁/共65頁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）第57頁/共65頁5. 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(duì)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(shì)沿風(fēng)管蔓延3) 止回閥：防止風(fēng)機(jī)停止后氣流倒轉(zhuǎn)第58頁/共65頁四、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

17、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(cè)量裝置或預(yù)留安排測(cè)量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測(cè)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(zhǎng)短邊比例在3.0以下。第59頁/共65頁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(duì)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。45 30 第60頁/共65頁1.25BD 3) 對(duì)雙進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)保證 ，如下圖所示。第61頁/共65頁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。第62頁