暖通空調第一章 緒論

建筑環(huán)境與設備主干專業(yè)課路詩奎江蘇科技大學

暖通空調（Heating，Ventilation&Air

Conditioning）第一章緒論

§1-1采暖通風與空氣調節(jié)的含義

§1-2采暖通風與空調系統(tǒng)的工作原理

§1-3暖通空調系統(tǒng)的分類

§1-4暖通空調系統(tǒng)的組成

§1-4暖風空調技術的發(fā)展概況§1-1采暖通風與空氣調節(jié)的含義

一、建筑與建筑環(huán)境建筑環(huán)境———在自然背景基礎上，經(jīng)人為改造、加工構建的凝聚著自然因素和社會交互作用的一種生存環(huán)境。由熱濕環(huán)境、室內(nèi)空氣品質、室內(nèi)光環(huán)境、聲環(huán)境組成。1、建筑：由圍護結構構成的人類在其中生活與工作場所。2、圍護結構墻、頂、地面、門、窗等構筑物，分為外圍護結構與內(nèi)圍護結構。3、建筑環(huán)境：建筑場內(nèi)溫度、濕度、空氣潔凈度、空氣流動速度、聲、光等組成。4、環(huán)境作用關于人類的健康、壽命、工作效率、產(chǎn)品質量、科研進行等

舒適性：溫濕度宜人，空氣清新，光照柔和，寧靜舒適。

工藝性：生產(chǎn)與科學實驗，恒溫：標準量具生產(chǎn)；恒濕：紡織；恒溫恒濕：合成纖維生產(chǎn)；潔凈：電子工業(yè)、生物工程；無菌：醫(yī)藥，醫(yī)療。

5、對環(huán)境的要求：

二、采暖通風與空氣調節(jié)1、采暖通風與空調：控制建筑熱濕環(huán)境和室內(nèi)空氣品質的技術，保證建筑環(huán)境中部分指標要求。2、采暖（Heating）——又稱供暖定義：按需要給建筑物供給熱能，保證室內(nèi)溫度按人們要求持續(xù)地高于外界環(huán)境。是人類最早期開始使用的室內(nèi)溫度指標控制手段。分為分散式：熱源與散熱設備在一處，火坑、火爐、火墻、火地。集中式：熱源與散熱設備分開，目前樓房中。采暖系統(tǒng)的影響：舒適感（溫度），衛(wèi)生、美觀、能量的有效利用。3、通風：（Ventilating）定義：向房間送入，或由房間排出空氣的過程。目的：利用室外空氣（稱新鮮空氣或新風）來置換建筑物內(nèi)的空氣（稱室內(nèi)空氣）功能：1.提供人呼吸需要的氧氣；

2.稀釋室內(nèi)污染物或氣味；

3.排除工藝過程產(chǎn)生的污染物；

4.除去室內(nèi)多余的熱量（余熱）和濕量（余濕）；

5.提供燃燒設備所需氧氣。4、空氣調節(jié)（AirConditioning）——簡稱空調定義：用來對房間或空間內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度和空氣流動速度進行調節(jié)，并提供足夠量的新鮮空氣的建筑環(huán)境控制系統(tǒng)。采用采暖，通風或空調要區(qū)別考慮。HVAC（Heating.VentilatingAirConditioning）§1-2采暖通風與空調系統(tǒng)的工作原理一、工作原理1、民用建筑（商用建筑、公共建筑）圖1-1（表示對民用建筑室內(nèi)環(huán)境進行控制的基本原理圖）得熱：人體、照明、電器、太陽輻射、室內(nèi)外溫差。得濕：洗滌、晾衣物、烹飪熱負荷：為維持室內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度，向建筑物提供的熱量冷負荷：為維持室內(nèi)溫度低于環(huán)境溫度，所排走的熱量。濕負荷：為維持室內(nèi)所需要的濕度，所排走的濕量。暖通空調任務：向室內(nèi)提供冷量、熱量、加濕或減濕，稀釋室內(nèi)的污染物，保證室內(nèi)具有適宜的冷熱舒適條件和良好的空氣品質。2、工業(yè)建筑特點（與民用建筑比）：空間大，人員密度小，不宜對全車間進行全面溫、濕度控制（除一些特殊的生產(chǎn)工藝或熱車間）。排風系統(tǒng)：為排除室內(nèi)的有害氣體，蒸氣，固體顆粒等污染物，使室內(nèi)污染物濃度達到要求所設立的通風系統(tǒng)。圖1-1（b）暖通空調工作原理：當室內(nèi)得到熱量或失去熱量時，從室內(nèi)取走熱量或向室內(nèi)補充熱量，當室內(nèi)得到濕量或失去濕量時，從室內(nèi)排走濕量或補充濕量，當有污染氣體時，排走污染空氣，補入等量的清潔空氣。熱平衡：使進出房間的熱量相等。濕平衡：使進出房間的濕量相等。空氣平衡：使進出房間的空氣量相等暖通空調氣流特點：控制對象不同，要求不同，所用方法不同，介質不同。課程內(nèi)容：系統(tǒng)的基本組成，設備特點、工作原理，設計要點（負荷計算，水力計算，氣流組織）§1-3暖通空調系統(tǒng)的分類一、按對建筑環(huán)境控制功能分類。分兩大類（1）熱濕環(huán)境為主要控制對象的系統(tǒng)——主要控制建筑物室內(nèi)的溫濕度，有空調系統(tǒng)（用1-1

（a））和采暖系統(tǒng)。（2）以污染物為主要控制對象的系統(tǒng)——主要控制室內(nèi)空氣品質，有通風系統(tǒng)（圖1-1（b））、建筑防煙排煙系統(tǒng)等。上述兩大類的控制對象和功能互有交叉。二、按承擔熱負荷、冷負荷和濕負荷的介質分類分為五大類（1）全水系統(tǒng)：——系統(tǒng)中全部用水承擔室內(nèi)的冷、熱負荷，介質為熱水時，向室內(nèi)提供熱量，如熱水供暖；為冷水時（常稱冷凍水），向室內(nèi)提供冷量，承擔室內(nèi)冷負荷和濕負荷，如風機盤管系統(tǒng)。（2）蒸汽系統(tǒng)：——以蒸汽為介質向建筑物供應熱量，蒸汽供暖系統(tǒng)，暖風機系統(tǒng)；也可用于空氣處理機中加熱、加濕空氣；加熱全水系統(tǒng)的水，熱水供應的水。（3）全空氣系統(tǒng)——以空氣為介質，向室內(nèi)提供熱量或冷量。如全空氣空調系統(tǒng)，向室內(nèi)提供處理后冷空氣以除去室內(nèi)顯熱冷負荷和潛熱冷負荷。（4）空氣－水系統(tǒng)——以空氣和水為介質，共同承擔室內(nèi)負荷。風機盤管+新風系統(tǒng)（圖1-1（a））（5）冷劑系統(tǒng)——以制冷劑為介質，直接對室內(nèi)空氣進行冷卻去濕或加熱，又稱機組式系統(tǒng)。三、按空氣處理設備的集中程度分類

三類（1）集中式系統(tǒng)——空氣集中于機房內(nèi)進行處理（冷卻、加熱、去濕、加濕、過濾等），房間內(nèi)只有空氣分配裝置。全空氣系統(tǒng)大部分屬于集中式系統(tǒng)；機組式系統(tǒng)中，若采用大型帶制冷機的空調機也屬集中式。特點：要占用機房面積，控制、管理比較方便。（2）半集中式系統(tǒng)——對空氣的處理的設備分設在各個被調節(jié)和控制的房間內(nèi)，又集中部分處理設備，如冷熱水制備或新風集中處理（圖1-1（a））。全水系統(tǒng)、空氣——水系統(tǒng)、水環(huán)熱泵系統(tǒng)（見7-6）、變制冷劑流量系統(tǒng)（見7.5）都屬這類系統(tǒng)。特點：占用機房少，易滿足房間各自溫濕度控制要求，管理維修的不方便，有風機的有噪音。（3）分散式系統(tǒng)——熱濕處理設備全部分散于各房間內(nèi)，分體空調電暖器，窗式空調。特點：不需專用機房，空氣、水系統(tǒng)，維修管理不變，不美觀，效率較低有噪音。四、空調系統(tǒng)按用途分類（兩類）（1）舒適性空調——保證創(chuàng)造舒適健康環(huán)境的空調系統(tǒng)，民用建筑，商用建筑，公共建筑，住宅，辦公樓等見教材/特點：溫度、濕度精度要求不高。（2）工藝性空調——為生產(chǎn)工藝過程和科學實驗創(chuàng)造必要環(huán)境條件的空調系統(tǒng)。特點：按工藝類型不同，功能，系統(tǒng)形式的差別很大，精度有時要求較高。電子：含塵濃度組織：相對濕度計量室：溫度醫(yī)藥：無菌五、以污染物為主要控制對象的分類

（一）按用途分類（1）工業(yè)與民用建筑通風——治理生產(chǎn)過程和人員活動所產(chǎn)生的污染物為目標的通風系統(tǒng)。（2）建筑防煙類和排煙——控制建筑火災煙氣系統(tǒng)，創(chuàng)造無煙的人員疏散通道或安全區(qū)的通風系統(tǒng)。應急通風。（3）事故通風——排除突發(fā)事件產(chǎn)生的有燃燒，爆炸危害或有毒害的氣體，蒸氣的通風系統(tǒng)，一般設于機房。（二）按通風的服務范圍分類

（1）全面通風——對整個房間或車間進行全面通風換氣的方式，送入新風，稀釋污染物濃度，把含污染物的空氣排到室外，使整個房間或車間污染物濃度達衛(wèi)生標準要求，又稱為稀釋通風。（2）局部通風——僅控制室內(nèi)局部地區(qū)的污染物的擴散或局部區(qū)域的污染物達標的通風。分為局部排風或送風。（三）按空氣流動的動力分類

（1）自然通風——依靠室外風力造成的風壓，或空內(nèi)外溫差造成的熱壓使室外空氣進入室內(nèi)，室內(nèi)空氣排到室外，較經(jīng)濟，不耗能，但可靠性差，不好控制。（2）機械通風——依靠風機的動力來使空氣流動?？煽啃愿?，但需要設備投入，耗能。冷熱源：是空氣處理所必須的冷源－制冷課程，熱源－鍋爐課程風系統(tǒng)

風機，風口，風管空氣處理設備空調機組、設備，（加熱、冷卻、加濕、除濕、凈化過濾）水系統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)，凝結水系統(tǒng)泵、管道控制調節(jié)裝置人工調節(jié)、自動控制，智能化控制、遠程控制等§1.4暖通空調系統(tǒng)的組成空氣處理單元，管道，風口

空調處理單元空調處理單元控制特定空間指房間、廠房等§1-5暖風空調技術的發(fā)展概況一、暖通空調發(fā)展簡史1、歷史；本專業(yè)有悠久的歷史，伴隨著人類使用火開始，人類開始了采暖的使用。后發(fā)展為火坑、爐、地、墻均屬輻射采暖。蓄水冷卻。2、發(fā)展、近代采暖發(fā)展起源于1673年，英國工程師發(fā)明了熱水在管內(nèi)流動以加熱房間，這是熱水采暖的雛形，但是標志性突破，由直接利用——間接利用，1784年英國開始應用蒸汽采暖，1904年紐約交易所建成空調系統(tǒng)，目前已相當普及。3、我國發(fā)展：建國后20世紀50年代，主要是采暖通風，工藝性空調，當時依托前蘇聯(lián)技術。60-70年代蒸汽采暖向熱水采暖轉化，集中供熱，加熱器，散熱器、熱水鍋爐。1975年頒布《工業(yè)企業(yè)采暖通風和空氣調節(jié)設計規(guī)范》80-90年代發(fā)展最快，空調由工業(yè)——民用，目前考慮可持續(xù)性發(fā)展，節(jié)能，新能源開發(fā)利用，環(huán)保。HAVC的發(fā)展歷程

社會進步與發(fā)展：原始→古代→近代→現(xiàn)代（文明）伴隨科技進步與發(fā)展庇護所→舒適建筑→節(jié)能建筑→健康建筑→可持續(xù)（綠色）建筑。(1)原始階段：洞室、火坑、煽風、……天然水利用

(2)初級階段：

15世紀末通風機誕生：第一臺通風機意大利達·芬奇設計的

19世紀鍋爐、制冷機誕生

19世紀后半葉歐美紡織業(yè)迅速發(fā)展（工業(yè)AC）→20世紀初開始形成“專門技術”

20世紀20年代氟利昂工質及壓縮機出現(xiàn)→應用開始普及到舒適性AC

（中國約30年代上海紡織廠）※兩位科技奠基人：（美）多面手工程師克勒謀（Cramer）

（美）“空調之父”開利（Carrier）濕空氣的熱力參數(shù)計算公式，焓濕圖（3）現(xiàn)代暖通空調：

背景?動因：

20世紀50年代高層建筑熱全空氣系統(tǒng)-水系統(tǒng)

20世紀70年代節(jié)能熱能源危機、SBS、IAQ20世紀80年代新技術革命智能建筑

20世紀90年代信息革命HVAC的意義與作用

綜上所述，HVAC正是人與環(huán)境這對矛盾對立統(tǒng)一關系歷經(jīng)漫長歲月發(fā)展所凝聚而成的一種重要的環(huán)境與保障技術。人類改造客觀環(huán)境的能力取決于社會生產(chǎn)力和科學技術的發(fā)展水平。AC17,-Fans,1831，AC18,-Coolingsystems,1831-AMPerkins(Boiler)，

1902－1904，Belfast，1903-Carrier,1920－Effectivetemperaturechart,ASHRAEwasfoundedin1894

空調發(fā)展取決于時代的社會生產(chǎn)力和科學技術的發(fā)展水平1902,ACSystemswithairconditionedpartswasbuiltupinapressfactoryinUSA.1919,ACSystemswithairconditionedpartswasbuiltupinacinemainUSA.1931,FirstACSystemswithairconditionedpartswasbuiltupinaShanghaiTextileFactory,China.1空氣處理方法2如何改變室內(nèi)溫度的？背景：高新技術應用、信息產(chǎn)業(yè)興起（舒適、健康、安全、高效率）→智能建筑出現(xiàn)；高質量環(huán)境要求：舒適、節(jié)能、健康、安全、高效率、環(huán)保。

舒適建筑→節(jié)能建筑→健康建筑觀念的提出。人民在高質量環(huán)境需求與節(jié)能環(huán)保之間尋求最佳平衡→可持續(xù)（綠色）建筑概念。

最新“綠色建筑”概念正是人們在高質量環(huán)境需求與節(jié)能、環(huán)保之間尋求最佳平衡。

空調的目的：為人類享用的“奢侈品”→創(chuàng)造價值、謀求發(fā)展的“必需品”。

空調的功能：趨于復雜多樣化，“舒適性”與“工藝性”已緊密交融。

節(jié)能觀念：以降低環(huán)境或抑制能量需求來換取節(jié)能（不可?。鷳ㄟ^綜合資源規(guī)劃（IRP）方法和能源需求側管理（DSM）技術的應用，提高建筑的能量效率，用有限的資源和最小的能量消費代價獲得最大的社會、經(jīng)濟效率，滿足日益增長的環(huán)境需求暖通空調用能形態(tài)與能源技術提高常規(guī)能源（電、化石燃料）利用效率，節(jié)能，多元化用能，替代能源。發(fā)展熱電聯(lián)供與總能系統(tǒng)（TES），區(qū)域供冷（暖）。開發(fā)燃料電池、光電池，熱泵技術，熱回收技術，低能耗供冷技術，貯能（蓄冷）技術。空調冷、熱源設備機組化、自動化，工質替換，性能提高，效率提高，熱泵化（一體化），風冷化，熱回收型，蓄冷（熱）型。暖通空調設備高性能，高可靠性，高效節(jié)能，降噪，緊湊，輕量，智能化，綠色化。暖通空調新系統(tǒng)、新技術由傳統(tǒng)方式→個性化、集約化、節(jié)能化、智能化、綠色化。

諸如：熱回收、VWV、VAV、VRV、VCS、森林浴……暖通空調自動化背景：微電子、計算機、通訊、網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展。自動化儀表：傳統(tǒng)基地式→單元式組合→組裝電子式（功能模塊式）→直接數(shù)字控制（DDC）式總體分散型。

自控系統(tǒng)：單回路→多回路。常規(guī)模擬儀表→微型計算機?？諝庹{節(jié)系統(tǒng)應用簡介

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BriefIntroductiontoACUses舒適性空調的應用——原理對比：清與濁？？關于本課程的教與學選用教材與參考書目陸亞俊，暖通空調，中國建筑工業(yè)出版社