《暖通專業(yè)基礎(chǔ)》課件

《暖通專業(yè)基礎(chǔ)》暖通專業(yè)基礎(chǔ)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的重要組成部分。學(xué)習(xí)暖通專業(yè)基礎(chǔ)能幫助學(xué)生掌握建筑環(huán)境控制的原理和方法。暖通專業(yè)概述空調(diào)系統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度、氣流和空氣質(zhì)量，為人們提供舒適的生活和工作環(huán)境。管道系統(tǒng)暖通系統(tǒng)包含復(fù)雜的管道網(wǎng)絡(luò)，用于輸送冷熱氣體和水，實現(xiàn)高效的能量傳遞和循環(huán)。通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)通過引入新鮮空氣，排出污濁空氣，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，預(yù)防疾病傳播，維護(hù)人們健康。設(shè)備種類暖通專業(yè)涉及各種設(shè)備，包括鍋爐、散熱器、風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組等，它們協(xié)同工作，實現(xiàn)暖通系統(tǒng)的功能。1.1暖通專業(yè)定義1建筑環(huán)境控制暖通專業(yè)致力于調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部的溫度、濕度、氣流速度和空氣質(zhì)量。2舒適性與健康暖通系統(tǒng)確保建筑物內(nèi)舒適的溫度，良好的通風(fēng)，并提供安全、健康的空氣質(zhì)量。3能源效率暖通專業(yè)還涉及優(yōu)化能源利用，降低能源消耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。1.2暖通專業(yè)的重要性舒適性暖通系統(tǒng)能提供適宜的溫度、濕度和空氣質(zhì)量，營造舒適的環(huán)境。健康性通風(fēng)系統(tǒng)能夠有效排出有害氣體，減少室內(nèi)污染，保證人們的健康。安全性暖通系統(tǒng)能夠有效控制火災(zāi)風(fēng)險，確保人員和財產(chǎn)安全。節(jié)能性暖通系統(tǒng)可以通過優(yōu)化設(shè)計和使用節(jié)能設(shè)備來降低能耗，節(jié)約能源。1.3暖通專業(yè)發(fā)展歷程古代文明古埃及、古羅馬等文明已使用簡單的暖通技術(shù)，如通風(fēng)系統(tǒng)和壁爐。這些技術(shù)為現(xiàn)代暖通發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。工業(yè)革命工業(yè)革命推動了蒸汽機(jī)和機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步，為暖通系統(tǒng)的自動化和效率提升提供了可能。現(xiàn)代發(fā)展現(xiàn)代暖通技術(shù)不斷創(chuàng)新，融合了電子控制、智能化管理和節(jié)能環(huán)保理念，滿足了現(xiàn)代社會對舒適、健康和可持續(xù)發(fā)展的需求。熱量傳輸基礎(chǔ)熱量傳輸是暖通專業(yè)的基礎(chǔ)。了解熱量傳輸?shù)脑砗鸵?guī)律，能夠有效地設(shè)計暖通系統(tǒng)，保證室內(nèi)舒適度和節(jié)能效果。2.1傳熱的基本概念熱量熱量是物體內(nèi)部微觀粒子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度的反映，是能量的一種形式。傳熱傳熱是指熱量從高溫物體傳遞到低溫物體的過程，是熱力學(xué)第二定律的體現(xiàn)。溫度差傳熱過程的驅(qū)動力是溫度差，溫度差越大，傳熱速率越快。2.2導(dǎo)熱、對流和輻射導(dǎo)熱熱量通過固體材料傳遞，溫度差引起熱能傳遞。例如，加熱金屬棒，熱量從高溫端傳遞到低溫端。對流流體（液體或氣體）流動導(dǎo)致熱量傳遞。例如，鍋爐中的水被加熱，熱量通過對流傳遞到管道。輻射熱量以電磁波的形式傳遞，無需介質(zhì)。例如，太陽輻射熱量到地球，為地球提供能量。2.3熱量傳輸規(guī)律熱量傳輸規(guī)律是暖通專業(yè)的基礎(chǔ)理論，是分析和設(shè)計暖通系統(tǒng)的關(guān)鍵。1傅里葉定律導(dǎo)熱過程中的熱量傳遞速率與溫度梯度成正比。2牛頓冷卻定律對流換熱速率與溫度差和對流換熱系數(shù)成正比。3斯特藩-玻爾茲曼定律輻射換熱速率與絕對溫度的四次方成正比。暖通設(shè)備簡介暖通設(shè)備是暖通工程的核心組成部分，用于調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、氣流速度和空氣質(zhì)量。它們在現(xiàn)代建筑中不可或缺，保證舒適、健康、安全的生活和工作環(huán)境。3.1鍋爐鍋爐是暖通系統(tǒng)中重要的熱源設(shè)備。鍋爐將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給水，生成熱水或蒸汽，為建筑物供暖、制冷或提供工藝熱能。鍋爐種類繁多，根據(jù)燃料類型、工作壓力、鍋爐容量等因素分類。3.2散熱器散熱器是暖通系統(tǒng)的重要組成部分，用于將熱量傳遞到室內(nèi)空氣中。散熱器種類繁多，常見的有鋼制散熱器、鋁制散熱器和鑄鐵散熱器，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。3.3通風(fēng)設(shè)備通風(fēng)設(shè)備是暖通工程中不可或缺的一部分，負(fù)責(zé)將新鮮空氣送入室內(nèi)，并將污濁空氣排出室外，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，改善室內(nèi)環(huán)境。通風(fēng)設(shè)備種類繁多，常見的有風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、過濾器、消聲器等。風(fēng)機(jī)是通風(fēng)系統(tǒng)的核心，根據(jù)用途和性能的不同，可以分為軸流風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、混流風(fēng)機(jī)等。風(fēng)管負(fù)責(zé)輸送和分配空氣，根據(jù)材料的不同，可以分為金屬風(fēng)管、塑料風(fēng)管、復(fù)合風(fēng)管等。3.4空調(diào)設(shè)備空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中必不可少的設(shè)備，為室內(nèi)提供舒適的溫度和濕度。中央空調(diào)中央空調(diào)系統(tǒng)通常用于大型建筑，提供整體溫度和濕度控制。家用空調(diào)家用空調(diào)通常用于住宅，提供個人化的溫度和濕度控制。空調(diào)室外機(jī)空調(diào)室外機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)散熱和冷凝。供熱系統(tǒng)設(shè)計供熱系統(tǒng)設(shè)計是暖通工程的核心內(nèi)容之一，涉及熱負(fù)荷計算、管網(wǎng)設(shè)計、管道保溫等重要環(huán)節(jié)。4.1采暖負(fù)荷計算采暖負(fù)荷是建筑物在冬季需要提供的熱量，以確保室內(nèi)達(dá)到舒適溫度。這是暖通系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確的負(fù)荷計算對于系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。1建筑熱損失通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)、門窗等散失的熱量2人體散熱人體活動產(chǎn)生的熱量3設(shè)備熱負(fù)荷發(fā)熱設(shè)備產(chǎn)生的熱量4通風(fēng)熱負(fù)荷通風(fēng)換氣帶來的熱量損失通過對建筑熱損失、人體散熱、設(shè)備熱負(fù)荷和通風(fēng)熱負(fù)荷進(jìn)行計算，可以得到建筑物的總采暖熱負(fù)荷。該負(fù)荷用于確定供暖設(shè)備的容量和供暖系統(tǒng)的運(yùn)行方式。4.2管網(wǎng)設(shè)計1管材選擇根據(jù)介質(zhì)類型和工作壓力選擇合適的管材，例如鋼管、銅管、塑料管等。2管徑確定根據(jù)流量、流速和壓降要求計算管徑，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。3管網(wǎng)布置合理規(guī)劃管網(wǎng)走向，避免交叉和沖突，方便施工和維護(hù)。4支管連接采用合適的連接方式，保證管路連接牢固、可靠、密封良好。4.3管道保溫減少熱量損失保溫層可以有效降低熱量損失，提高供熱效率。防止冷凝保溫層可以防止管道表面溫度過低，避免冷凝水產(chǎn)生。提升舒適度保溫層可以提高室內(nèi)溫度，改善供熱舒適度。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計是暖通工程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接影響室內(nèi)空氣質(zhì)量和人員舒適度。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計需要綜合考慮建筑功能、環(huán)境因素、節(jié)能要求等多方面因素，確保通風(fēng)效果良好，并滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。5.1通風(fēng)量計算1確定通風(fēng)目的通風(fēng)系統(tǒng)用于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，為人員提供新鮮空氣，并去除污染物。需要根據(jù)具體需求進(jìn)行計算，例如通風(fēng)目的、房間大小、人員密度等因素。2確定氣流方向通風(fēng)系統(tǒng)的空氣流動方向需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)、房間布局和通風(fēng)需求等因素進(jìn)行確定，例如單向流動、雙向流動等。3選擇計算方法通風(fēng)量計算常用的方法包括經(jīng)驗法、理論法和實驗法。應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的計算方法。5.2風(fēng)管布置11.風(fēng)管尺寸風(fēng)管尺寸根據(jù)通風(fēng)量和風(fēng)速確定，通常選擇標(biāo)準(zhǔn)尺寸風(fēng)管，以方便施工和節(jié)約材料。22.風(fēng)管走向風(fēng)管走向應(yīng)盡量簡潔，減少彎頭和分支，以降低風(fēng)阻和噪音。33.風(fēng)管安裝風(fēng)管安裝應(yīng)牢固可靠，并與其他設(shè)備連接緊密，確保通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。44.風(fēng)管保溫風(fēng)管保溫可以減少熱量損失，提高通風(fēng)系統(tǒng)效率，通常采用保溫材料對風(fēng)管進(jìn)行包裹。5.3風(fēng)機(jī)選型風(fēng)量需求風(fēng)機(jī)選型需要根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的風(fēng)量需求進(jìn)行，確保風(fēng)機(jī)能夠滿足通風(fēng)需求。壓力要求根據(jù)風(fēng)管布置和阻力計算，選擇合適的風(fēng)機(jī)，提供足夠的靜壓克服風(fēng)管阻力。能效指標(biāo)選擇高能效的風(fēng)機(jī)，可以降低運(yùn)行成本，節(jié)約能源，符合節(jié)能環(huán)保要求。噪聲控制選擇低噪聲風(fēng)機(jī)，并采取相應(yīng)的降噪措施，保證通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時的噪聲低于設(shè)計要求。空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計是暖通工程的重要組成部分，旨在提供舒適、健康、節(jié)能的室內(nèi)環(huán)境。設(shè)計過程需考慮建筑類型、使用功能、環(huán)境條件等因素，并選擇合適的空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)方案。6.1制冷量估算冷負(fù)荷計算計算室內(nèi)熱負(fù)荷，包括人員、設(shè)備、照明等產(chǎn)生的熱量。制冷量確定根據(jù)冷負(fù)荷計算結(jié)果，確定空調(diào)系統(tǒng)的制冷量。安全系數(shù)考慮環(huán)境因素和實際運(yùn)行情況，增加安全系數(shù)。6.2空調(diào)設(shè)備選型制冷劑類型選擇合適的制冷劑，如R410A、R32等，考慮環(huán)保性能、制冷效率和運(yùn)行成本等因素。能效比選擇高能效比的空調(diào)設(shè)備，可以降低運(yùn)行成本，減少能源消耗，符合節(jié)能環(huán)保理念。運(yùn)行噪音選擇低噪音的空調(diào)設(shè)備，特別是在住宅、酒店等對噪音敏感的場所。品牌和售后服務(wù)選擇信譽(yù)良好的空調(diào)品牌，并考慮其售后服務(wù)體系，確保設(shè)備正常運(yùn)行和維護(hù)。6.3末端裝置設(shè)計末端裝置類型末端裝置是空調(diào)系統(tǒng)中與室內(nèi)環(huán)境直接接觸的部分，例如風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)器、新風(fēng)機(jī)等。選擇合適的末端裝置取決于房間的面積、功能和溫度要求。末端裝置設(shè)計末端裝置的設(shè)計需要考慮風(fēng)量、風(fēng)速、送風(fēng)方式和溫度控制等因素。末端裝置需要與空調(diào)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，以確保室內(nèi)環(huán)境的舒適度和節(jié)能效果。7.暖通工程施工暖通工程施工是暖通系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵階段，涉及設(shè)備安裝、管網(wǎng)敷設(shè)、調(diào)試與驗收等環(huán)節(jié)。7.1設(shè)備安裝暖通設(shè)備安裝是暖通工程施工的重要環(huán)節(jié)，直接影響著工程的質(zhì)量和安全。1準(zhǔn)備工作設(shè)備進(jìn)場驗收，基礎(chǔ)檢查，工具準(zhǔn)備。2設(shè)備吊裝使用起重設(shè)備，安全吊裝，確保設(shè)備穩(wěn)固。3設(shè)備連接管道連接，電氣連接，調(diào)試測試。4設(shè)備調(diào)試運(yùn)行測試，故障排查，驗收合格。安裝過程中需要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和規(guī)范進(jìn)行，并做好施工記錄。7.2管網(wǎng)敷設(shè)管道敷設(shè)按照設(shè)計圖紙，將各種管道準(zhǔn)確無誤地安裝到指定位置。確保管道之間的連接牢固可靠，并符合相關(guān)規(guī)范要求。管件連接使用合適的管件連接管道，確保連接處的密封性，防止漏水或泄漏。要注意不同材質(zhì)管道之間的連接方式，選用合適的連接材料。管道固定使用固定支架或吊架將管道固定在墻壁或天花板上，避免管道因自身重量或外力導(dǎo)致變形或脫落。管道保溫根據(jù)需要對管道進(jìn)行保溫處理，防止熱量損失或冷量入侵，提高系統(tǒng)效