建筑環(huán)境與設(shè)備主干專業(yè)課暖通空調(diào)含義和原理

1、建筑環(huán)境與設(shè)備主干專業(yè)課 暖通空調(diào)含義和原理（Heating，Ventilation & Air Conditioning）第一章 緒論 1-1 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的含義 1-2 采暖通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的工作原理 1-3 暖通空調(diào)系統(tǒng)的分類 1-4 暖通空調(diào)系統(tǒng)的組成 1-4 暖風(fēng)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展概況1-1 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)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(chǔ)上，經(jīng)人為改造、加工構(gòu)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(zhì)、室內(nèi)光環(huán)境、聲環(huán)境組成。1、建筑： 由圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的人類在其中生活與工作場所。2、圍護(hù)結(jié)構(gòu) 墻、頂、地面、門、窗等構(gòu)筑物，分為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

2、與內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。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(guān)于人類的健康、壽命、工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量、科研進(jìn)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(xué)實驗， 恒溫：標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)與空氣調(diào)節(jié)1、采暖通風(fēng)與空調(diào)：控制建筑熱濕環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)的技術(shù)，保證建筑環(huán)境中部分指標(biāo)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

3、用的室內(nèi)溫度指標(biāo)控制手段。分為 分散式：熱源與散熱設(shè)備在一處，火坑、火爐、火 墻、 火地。 集中式：熱源與散熱設(shè)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(fēng)：（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(fēng)）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(shè)備所需氧氣。4、空氣調(diào)節(jié)（Air Conditioning）簡稱空調(diào)定義：用來對房間或空間內(nèi)的溫

4、度、濕度、潔凈度和空氣流動速度進(jìn)行調(diào)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(fēng)或空調(diào)要區(qū)別考慮。HVAC（Heating. Ventilating Air Conditioning）1-2采暖通風(fēng)與空調(diào)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(jìn)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(fù)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(fù)荷：為維持室內(nèi)溫度低于環(huán)境溫度，所排走的熱量。濕負(fù)荷：為維持室內(nèi)所需要的濕度，所排走的濕量。暖通空調(diào)任務(wù)：向室內(nèi)提供冷量、熱量、加濕或減濕

5、，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(zhì)。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(jìn)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(fēng)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(dá)到要求所設(shè)立的通風(fēng)系統(tǒng)。圖1-1（b）暖通空調(diào)工作原理：當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(jìn)出房間的熱量相等。濕平衡：使進(jìn)出房間的濕量相等?？諝馄胶猓菏惯M(jìn)出房間的空氣量相等 暖通空調(diào)氣流特點：控制

6、對象不同，要求不同，所用方法不同，介質(zhì)不同。課程內(nèi)容：系統(tǒng)的基本組成，設(shè)備特點、工作原理，設(shè)計要點（負(fù)荷計算，水力計算，氣流組織）1-3暖通空調(diào)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(diào)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(zhì)，有通風(fēng)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(dān)熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和濕負(fù)荷的介質(zhì)分類分為五大類（1）全水系統(tǒng)：系統(tǒng)中全部用水承擔(dān)室內(nèi)的冷、熱負(fù)荷，介質(zhì)為熱水時，向室內(nèi)提供熱量，如熱水供暖；為冷水時（

7、常稱冷凍水），向室內(nèi)提供冷量，承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷，如風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。（2）蒸汽系統(tǒng)：以蒸汽為介質(zhì)向建筑物供應(yīng)熱量，蒸汽供暖系統(tǒng)，暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)；也可用于空氣處理機(jī)中加熱、加濕空氣；加熱全水系統(tǒng)的水，熱水供應(yīng)的水。（3）全空氣系統(tǒng)以空氣為介質(zhì)，向室內(nèi)提供熱量或冷量。如全空氣空調(diào)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(fù)荷和潛熱冷負(fù)荷。（4）空氣水系統(tǒng)以空氣和水為介質(zhì)，共同承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)（圖1-1（a）（5）冷劑系統(tǒng)以制冷劑為介質(zhì)，直接對室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻去濕或加熱，又稱機(jī)組式系統(tǒng)。三、按空氣處理設(shè)備的集中程度分類三類（1）集中式系統(tǒng)空氣集中于機(jī)房內(nèi)進(jìn)行處理（冷卻、加熱、去濕、加

8、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(jī)組式系統(tǒng)中，若采用大型帶制冷機(jī)的空調(diào)機(jī)也屬集中式。 特點：要占用機(jī)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(shè)備分設(shè)在各個被調(diào)節(jié)和控制的房間內(nèi)，又集中部分處理設(shè)備，如冷熱水制備或新風(fēng)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）都屬這類系統(tǒng)。特點：占用機(jī)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(fēng)機(jī)的有噪音。（3）分散式系統(tǒng)熱濕處理設(shè)備全部分散于各房間內(nèi)，分體空調(diào)電暖器，窗式空調(diào)。特點：不需專用機(jī)房，空氣、水系統(tǒng)，維修管理不變，不美觀，效率較

9、低有噪音。四、空調(diào)系統(tǒng)按用途分類（兩類）（1）舒適性空調(diào)保證創(chuàng)造舒適健康環(huán)境的空調(diào)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(diào)為生產(chǎn)工藝過程和科學(xué)實驗創(chuàng)造必要環(huán)境條件的空調(diào)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(fēng)治理生產(chǎn)過程和人員活動 所產(chǎn)生的污染物為目標(biāo)的通風(fēng)系統(tǒng)。 （2）建筑防煙類和排煙控制建筑火災(zāi)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(fēng)系統(tǒng)。應(yīng)急 通風(fēng)。 （3

10、）事故通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)，一般設(shè)于機(jī) 房。（二）按通風(fēng)的服務(wù)范圍分類 （1）全面通風(fēng)對整個房間或車間進(jìn)行全面通風(fēng)換氣 的方式，送入新風(fēng)，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(dá) 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，又稱為稀釋通風(fēng)。 （2）局部通風(fēng)僅控制室內(nèi)局部地區(qū)的污染物的擴(kuò)散 或局部區(qū)域的污染物達(dá)標(biāo)的通風(fēng)。分為局部排風(fēng)或 送風(fēng)。（三）按空氣流動的動力分類 （1）自然通風(fēng)依靠室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓，或空 內(nèi)外溫差造成的熱壓使室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，室 內(nèi)空氣排到室外，較經(jīng)濟(jì)，不耗能，但可靠性 差，不好控制。 （2）機(jī)械通風(fēng)依靠風(fēng)機(jī)的動力來使空

11、氣流動。可 靠性高，但需要設(shè)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(fēng)系統(tǒng) 風(fēng)機(jī)，風(fēng)口，風(fēng)管空氣處理設(shè)備 空調(diào)機(jī)組、設(shè)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(jié)水系統(tǒng) 泵、管道控制調(diào)節(jié)裝置 人工調(diào)節(jié)、自動控制，智能化控制、遠(yuǎn)程控制等1.4 暖通空調(diào)系統(tǒng)的組成空氣處理單元，管道，風(fēng)口 空調(diào)處理單元空調(diào)處理單元控制特定空間指房間、廠房等1-5 暖風(fēng)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展概況一、暖通空調(diào)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1

12、673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(biāo)志性突破，由直接利用間接利用，1784年英國開始應(yīng)用蒸汽采暖，1904年紐約交易所建成空調(diào)系統(tǒng)，目前已相當(dāng)普及。3、我國發(fā)展：建國后20世紀(jì)50年代，主要是采暖通風(fēng)，工藝性空調(diào)，當(dāng)時依托前蘇聯(lián)技術(shù)。60-70年代蒸汽采暖向熱水采暖轉(zhuǎn)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(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范80-90年代發(fā)展最快，空調(diào)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(jìn)步與發(fā)展： 原始古代近代現(xiàn)代（文明）伴隨科技進(jìn)步與發(fā)展 庇護(hù)所舒適建筑節(jié)能建筑健康建筑

13、可持續(xù)（綠色）建筑。(1) 原始階段： 洞室、火坑、煽風(fēng)、天然水利用(2) 初級階段： 15世紀(jì)末通風(fēng)機(jī)誕生：第一臺通風(fēng)機(jī)意大利達(dá)芬奇設(shè)計的 19世紀(jì)鍋爐、制冷機(jī)誕生 19世紀(jì)后半葉歐美紡織業(yè)迅速發(fā)展（工業(yè)AC）20世紀(jì)初開始 形成“專門技術(shù)” 20世紀(jì)20年代 氟利昂工質(zhì)及壓縮機(jī)出現(xiàn)應(yīng)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(diào)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(diào)： 背景動因： 20世紀(jì)50年代高層建筑熱全空氣系統(tǒng)-水系統(tǒng) 20世紀(jì)70年代節(jié)能熱能源危機(jī)、SBS、IA

14、Q 20世紀(jì)80年代新技術(shù)革命智能建筑 20世紀(jì)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(guān)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(shù)。 人類改造客觀環(huán)境的能力取決于社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。AC17,-Fans, 1831， AC18,-Cooling systems, 1831- A M Perkins (Boiler)， 19021904，Belfast，1903-Carrier,1920Effective temperature chart, ASHRAE was founded in 1894 空調(diào)發(fā)展取決于時代的社會生產(chǎn)力和

15、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平1902, A C Systems with air conditioned parts was built up in a press factory in USA .1919, A C Systems with air conditioned parts was built up in a cinema in USA .1931, First A C Systems with air conditioned parts was built up in a Shanghai Textile Factory, China .1 空氣處理方法2 如何改變室內(nèi)溫度的？背景：高新技

16、術(shù)應(yīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量環(huán)境需求與節(jié)能、環(huán)保之間尋求最佳平衡。 空調(diào)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(diào)的功能：趨于復(fù)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?。?yīng)通過綜合資源規(guī)劃（IRP）方法和能源需求側(cè)管理（DSM）技術(shù)的應(yīng)用，提高建筑的能量效率，用有限的資源

17、和最小的能量消費代價獲得最大的社會、經(jīng)濟(jì)效率，滿足日益增長的環(huán)境需求暖通空調(diào)用能形態(tài)與能源技術(shù)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(shù)，熱回收技術(shù)，低能耗供冷技術(shù)，貯能（蓄冷）技術(shù)。 空調(diào)冷、熱源設(shè)備機(jī)組化、自動化，工質(zhì)替換，性能提高，效率提高，熱泵化（一體化），風(fēng)冷化，熱回收型，蓄冷（熱）型。暖通空調(diào)設(shè)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(diào)新系統(tǒng)、新技術(shù)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、

18、森林浴暖通空調(diào)自動化背景：微電子、計算機(jī)、通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(jī)?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用簡介Brief Introduction to AC Uses舒適性空調(diào)的應(yīng)用教室空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用簡介Brief Introduction to AC UsesWIDETH & LENGTH-WISE 3 SECTIONS,RESPECTIVELY舒適性空調(diào)的應(yīng)用教室空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用簡介Brief Introduction to AC Uses 舒適性空調(diào)的應(yīng)用教室空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用簡介Brief Introduction to AC Uses舒適性空調(diào)的應(yīng)用教室溫度的改變空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用簡介Brief Introduction to AC Uses舒適性空調(diào)的應(yīng)用教室溫度的改變空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用簡介Brie