空調(diào)系統(tǒng)的基礎知識和建筑物熱特性

陜西建設技術(shù)學院孫愛東

暖通空調(diào)部分第一章中央空調(diào)的基礎知識中央空調(diào)的作用創(chuàng)造室內(nèi)一個標準溫度；創(chuàng)造室內(nèi)一個標準濕度；創(chuàng)造室內(nèi)一個標準潔凈度和新鮮度；

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)境條件舒適性是個感覺概念，是人主觀感覺起支配作用，難以統(tǒng)一標準定義。人體與環(huán)境的熱交換：對流、輻射、傳導、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：相對濕度影響，體表蒸發(fā)冬季室內(nèi)溫度18-22℃，相對濕度35-65％，夏季室內(nèi)溫度24-28℃，相對濕度55％，人體感到舒適。人的舒適性影響主要因素氣流速度：空氣的流動促進體表的蒸發(fā)和散熱一般風速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)境噪音值應小于辦公、住宅55dB(A)。有害氣體及灰塵民用住宅設計參數(shù)民用住宅設計參數(shù)空調(diào)系統(tǒng)的組成及分類組成：被空調(diào)對象、空氣處理設備、空氣輸送設備、空氣分配設備、冷熱源設備及控制部分。分類：

按設備的設置分：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)冷熱源和散熱設備合并成一體，分散放置在各個房間里，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)、風扇等。分散式系統(tǒng)通常每個房間或家庭設置一套。具有裝置簡單，易實現(xiàn)等特點，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)器與柜機風機盤管系統(tǒng)集中的冷熱源，冷熱水由管路輸送到各個房間，但空氣的加熱和冷卻是在各個房間內(nèi)完成的（僅空氣加熱和冷卻這一點來看是分散式系統(tǒng)但水是集中式系統(tǒng)；又稱為半集中式系統(tǒng)）風機盤管系統(tǒng)示意賓館客房風機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，由風道輸送到各個房間（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荷由于室外氣象條件的逐時變化以及建筑內(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荷特點住宅建筑內(nèi)部人員、設備和照明的發(fā)熱量少，主要受室外氣象條件影響商用建筑內(nèi)部人員、設備和照明的發(fā)熱量大，同時受室外氣象條件影響工業(yè)廠房空間較高，設備產(chǎn)熱產(chǎn)濕量大，同時受室外氣象條件影響建筑采暖和空調(diào)負荷不同類型建筑采暖和空調(diào)負荷的概算方法建筑物的采暖負荷和空調(diào)負荷均可按下式進行概算

Q=qf×F其中，qf為建筑物采暖負荷或空調(diào)負荷的概算指標(W/m2)，F(xiàn)為建筑物的建筑面積(m2)部分民用建筑采暖負荷概算指標國內(nèi)部分建筑空調(diào)負荷設計指標統(tǒng)計值部分建筑空調(diào)負荷概算指標濕負荷計算人體散失量：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)表面積設備散濕:由設備的參數(shù)確定。暖通空調(diào)所需送風量暖通空調(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)所需要的送風量由下式計算送風量：L=Qs/hN-hLQs–冷負荷

h-焓新風負荷: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灰塵與細菌廚房味道及燃燒產(chǎn)物廁所異味火災時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帶入的污染物排風帶出的污染物穩(wěn)定情況下，排風帶出的污染物數(shù)量等于空氣帶入的數(shù)量加上室內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)量新風量及換氣量新風量確定：L按房間內(nèi)每人的所需量定排風量確定：小于新風量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速，一般保證新鮮空氣的送入；通風則將新鮮空氣送入，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荷特點一般均有外墻，基本無內(nèi)區(qū)，通常不設新風；需要冬季采暖、夏季空調(diào)降溫除濕；北方地區(qū)冬季干燥，條件允許應加濕建筑節(jié)能的要點北方地區(qū)外墻保溫性好，窗戶密封性好、透光性好、導熱系數(shù)??；冬季使太陽光能進入，但熱量不會從門窗散出；夏季采取遮陽措施，減少熱空氣進入，夜間開門窗通風降溫；過渡季多開門窗通風商用建筑全年負荷特點一般分內(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)能要點窗戶的密封性和低導熱性過渡季大量室外新風或冷卻塔直接產(chǎn)生的冷水供冷冬季內(nèi)區(qū)用自然冷源（如室外新風）或用熱泵將內(nèi)區(qū)熱量轉(zhuǎn)移到外區(qū)工業(yè)廠房全年負荷特點與廠房性質(zhì)密切相關(guān)：當設備發(fā)熱量大時，冬季可少用或不用采暖；當勞動條件要求不高時，可采用通風降溫；當廠房較高時，一般采用分層空調(diào)方式建筑節(jié)能要點：冬季充分利用設備發(fā)熱量夏季可用下送風或置換式通風分層空調(diào)方式設計程序氣流組織形式的分類按驅(qū)動空氣在房間中流動的動力分混合通風和置換通風混合通風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：下送上回側(cè)送側(cè)回：一般適用跨度小的房間，側(cè)面要留送回風口的空間。例如：一般工藝空調(diào)，風機盤管，家用空調(diào)器。噴嘴送風：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。適用于購物中心，大型辦公室，展館等。可利用吊頂空間回風。上送下回：凈化空調(diào)下側(cè)送風：窗下置風機盤管常見混合送風方式非常規(guī)送風方式地板送風(要求架空地板)：敞開式辦公室，大空間。置換通風方式：下送上回，用矢流風口：節(jié)能、衛(wèi)生條件好。適用于影劇院、大空間餐廳、展廳、教堂、會議廳等。工位送風：敞開式辦公室(要求架空地板)，交通工具內(nèi)等?？刹捎脛討B(tài)送風。椅背送風：影劇院、大型會議室。要求有地板下空間。混合送風氣流組織示例禮堂觀眾席空調(diào)送風示意圖混合送風氣流組織形式示意空調(diào)末端裝置直接影響室內(nèi)設計頂送下側(cè)回常見空調(diào)末端種類空調(diào)末端是實現(xiàn)室內(nèi)空氣溫度、濕度、空氣品質(zhì)的最后一個環(huán)節(jié)，其常見形式包括：全空氣系統(tǒng)末端風機盤管末端空調(diào)室內(nèi)機輻射換熱類末端風扇全空氣系統(tǒng)末端示例全空氣系統(tǒng)末端示例置換通風送風器輻射采暖類末端風機盤管裝置風機盤管裝置空調(diào)器室內(nèi)送風機天花板輻射空調(diào)地板采暖輻射空調(diào)末端的特點輻射空調(diào)：冷熱均可，無吹風感，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。主要靠自然對流換熱，空氣流速小，通常具