暖通空调课程讲义课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,绪论,一、一般含义,1、英文及缩写,H,eating,V,entilating and,A,ir,C,ondioning,2、专业,:,供热通风与空调工程、建筑环境与设备工程,3、学术：如：暖通空调学会、暖通空调方向,4、工程：空调工程、通风工程、暖通工程等。,二、本课程含义,1、供暖：建筑供暖,2、通风：本课程以民用建筑通风为主,3、空气调节 ：,xe,1.1 暖通空调含义,1,1 绪论 一、一般含义xe1.1,1,绪论,一、供暖,1、定义：冬季，为维持房间空气一定的温度，必须向房间提供一定的热量，为向房间提供热量所采取的设施系统，称为供暖或供暖系统。,2、一般组成,（1）热源：锅炉、市政热网+换热、废热、余热、可再生能源等。,（2）输热系统：把热量从热源处输送、分配到供暖房间。,（3）散热设备：加热房间空气，维持房间要求的温度。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,2,1 绪论 一、供暖xe1.2 H,1,绪论,3、原理,xe,1.2 HVAC系统、一般组成、原理及分类,3,1 绪论 3、原理xe1.2 HV,1,绪论,4、分类,（1）按热源是否集中分：,集中式,：由一个集中统一的热源向多个供暖房间或建筑提供热量的供暖系统（,）,分散式,：热源、散热设备为一个整体，对供暖房间而言，每个房间均需布置要热源，如：烤火炉、电热汀、暖风机等。,（2） 按热媒种类不同分：,热水供暖,：输热介质即热媒为热水，有低温水（100）、高温水（100）系统之分。（,）,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,4,1 绪论 4、分类xe1.2 HV,1,绪论,蒸汽供暖,：热媒为蒸汽，有低压（小于0.7个表压）、高压（0.7个表压）系统之分。,热风供暖,：热媒为热风即加热后的空气，如暖风机、空调器等。,（3）按加热室内空气方式不同分：,散热器供暖,：以对流散热为主（,）。,辐射供暖,：以辐射散热为主，如：低温热水地板辐射供暖、电热膜供暖、高温辐射供暖等。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,5,1 绪论 蒸汽供暖：热媒为蒸汽，,1,绪论,二、通风,1、定义：即通过通风换气，达到控制室内污染物浓度或含量满足卫生标准要求，具体：,收集室内污染空气-（净化处理，如除尘、净化等）-室外大气；,室外新鲜空气-（净化处理，如过滤）-送入室内。,注：（1）污染物：指有害气体、粉尘、高温、高湿等,（2）通风只能在一定程度上调节室内空气的温度与湿度。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,6,1 绪论 二、通风xe1.2 HV,1,绪论,2、方式,（1）机械排风+自然进风,（2）机械进风+自然排风,（3）机械排风+机械进风,（4）自然进风+自然排风,3、一般组成：以机械排风+机械进风为例，,排风系统：,室内排风口-风管-风机-（除尘或净化）-室外排风口,送风系统 ：,室外进风口-（过滤或净化）-风机-风管-室内送风口,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,7,1 绪论 2、方式xe1.2 HV,1,绪论,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,机械通风系统示意图,8,1 绪论 xe1.2 HVAC系统,1,绪论,4、分类,（1）按用途分,工业与民用通风,：通风换气，控制有害物浓度或含量低于卫生标准要求（其中民用建筑通风是本课程学习的重点,）,建筑防排烟,：控制烟气流动，保证疏散通道安全，如：正压送风、机械排烟。（,）,事故通风,：排除突发事故产生的有害物、可燃、爆炸危险的气体，如燃气泄漏。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,9,1 绪论 4、分类xe1.2 HV,1,绪论,（2）按作用范围分：,全面通风,：作用范围是整个房间，如厨房排气扇排风。（,）,局部通风,：作用范围为产生有害物的局部地点，如厨房排油烟机,一般局部通风效果优于全面通风。,（3）按动力分：,自然通风,：动力为自然作用压力：风压、热压。,机械通风,：动力为风机，离心式，轴流式等。 （,）,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,10,1 绪论 （2）按作用范围分：,1,绪论,三、空调,1、定义：用人工的方法控制室内空气参数满足人体舒适感要求及工艺要求，其中空气参数为所谓空气“四度”、压力、气味等。,所谓“四度”即为：温度、相对湿度、流速、清洁度（洁净度、新鲜程度）。,2、一般方法：把,一定量,经过,处理,的空气送入空调房间，吸收,余热、余湿,，然后排出或循环使用。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,11,1 绪论 三、空调xe1.2 HV,1,绪论,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,12,1 绪论 xe1.2 HVAC系统,1,绪论,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,13,1 绪论 1.2 HVAC系统一般组,1,绪论,3、一般组成,（1）空气调节系统：待处理空气（进风口）-空气处理空气输送分配（风管+风机+送风口）-空调房间,（2）冷、热水（媒）系统：冷、热源（冷水机组、锅炉）冷热量输送分配（水管+水泵或冷媒管路）-空气处理设备,4、分类,（1）按冷热源、空气处理是否集中分：,集中式：冷热源集中、空气处理集中（,）,半集中式：冷热源集中、空气处理集中部分集中、部 分分散（,）,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,14,1 绪论 3、一般组成xe1.2 H,1,绪论,分散式：冷热源与空气处理为一个整体，每个空调房间均须布置，如：分体式空调。,注：说明解释（1）中央空调；（2）户式中央空调。,（2）按用途分, 舒适性空调：主要满足人体舒适感要求，对温、湿度精度要求不高。（,）, 工艺性空调：主要有：,恒温恒湿空调：对温湿度精度有严格控制的要求。,净化空调：对室内灰尘、细菌浓度或个数等有严格控制要求。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,15,1 绪论 分散式：冷热源与空气处理,1,绪论,除湿空调：对高湿环境湿度有控制要求。,人工气候室：用于科学实验，但自然界没有的特殊气候环境。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,16,1 绪论 除,1,绪论,一、设备、材料、方法,1、高效换热：如何提高制冷机、换热器能能效。如：微尺度换热。,2、制冷剂、管材,3、新的方法，如：温湿度独立控制空调系统,二、自控,1、HVAC系统自控的现状,2、HVAC系统对自控的要求,3、智能建筑与楼控系统。,xe,1.3 HVAC的技术发展,17,1 绪论 一、设备、材料、方法xe1,1,绪论,2、节能要求与规范,（1）要求：住宅50%、70%。；公建50%。,（2）节能标准与规范。,3、热回收,4、关于低碳与空调。,5、关于可再生能源利用：水地源、太阳能等。,6、关于绿色建筑、生态建筑。,xe,1.3 HVAC的技术发展,18,1 绪论 2、节能要求与规范xe1,1,绪论,一、专业基础及课外阅读,1、专业基础,2、课外阅读：主要参考资料,二、专业素质,1、专业素质,2、职业敏感,三、热爱专业,1、专业特点及优势,2、,发展前景,xe,1.4,如何学好本课程,19,1 绪论 一、专业基础及课外阅读xe,2,负荷计算,2.1 HVAC,负荷的基本概念,1、供暖负荷,2、通风负荷,3、空调负荷：冷负荷、热负荷、湿负荷,注意：设计负荷与实际负荷，一般不特指，均为设计负荷,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,一、室外空气计算参数,（1）变化规律：日变、季变、年变,（2）确定原则：不保证原则,（3）暖通规范,:,（,GB50736-2012,）规定（,4.1.1-4.1.10,条）,xe,2.1 HVAC负荷的基本概念,20,2 负荷计算 2.1 HVAC负荷的,2,负荷计算,a 供暖,b 通风：夏、冬,c 空调：夏、冬,注意：参数的用处,（4）确定方法,a 计算法,:,GB50736-2012,附录,B,b 查取法,:,GB50736-2012,附录,A,如：合肥市。,注意：气象资料的权威性；没有气象资料的地点的处理：地理纬度相近、气候条件相近。,xe,2.2 室外空气计算参数与室内设计标准,21,2 负荷计算 a 供暖 xe,2,负荷计算,2 室内设计标准,（1）空调区域,（2）空调基数与精度：如：tn=251,505%,（3）确定依据：满足人体舒适感要求和生产工艺要求。,（4）影响因素:温度、相对湿度、流速、表面温度、衣着热,阻等。,（,5）规范规定,:GB50536-3.0,a 供暖,:,GB50536-3.01,b空调：,GB50736-3.023.05,xe,2.2,室外空气计算参数与室内设计标准,22,2 负荷计算 2 室内设计标准xe,2,供暖设计热负荷, 研究表明：,20,比较舒适；,18 ,无冷感；,15 ,是冷感的界限温度；, 国外标准：,16-22 ,。, 国家,室内空气质量标准,（,GB/T 18883,）规,定民用建筑：,16-24 ,。,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范,（,GB50736-2012,）规定：,严寒地区：,18-24 ,夏热冬冷地区：,16-22 ,23,2 供暖设计热负荷 研究表明：20比较舒适；1,2,负荷计算,5）确定方法：主要考虑一下方面因素确定,a 房间（建筑）的使用功能以及标准（档次）要求,b 生活水平及习惯,c 各类建筑规范的相应要求,d 节能要求,注意：节能与舒适要求；节能设计标准；工艺与舒适要求。,xe,2.2,室外空气计算参数与室内设计标准,24,2 负荷计算 5）确定方法：主要,2,负荷计算,一、 供暖负荷组成,1、得热量(Q,d,)：太阳辐射，人体、照明、设备散热。,2、失热量(Q,s,)：围护结构传热量、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量等,3、热负荷：,Q=Q,s,-Q,d,注意：得热量不大的民用建筑可以忽略，作为安全余量，则：,QQ,s,；民用建筑计算热负荷时，主要计算围护结构传热量、冷风渗透耗热量。,xe,2.3 供暖负荷计算,25,2 负荷计算 一、 供暖负荷组成,2,负荷计算,二、 热负荷计算,（一）、围护结构传热量计算,围护结构传热量由：基本耗热量+附加（或修正）耗热量组成,即：,Q,1,=Q,1J,+Q,1X,1、基本耗热量计算,（1）计算方法：稳定传热,（2）计算公式：,Q,1J,=KF( t,n,-t,w,)a,式中:,t,n,:,供暖室内设计（或计算）温度；,t,w,：,供暖室外计算温度；,F：,传热面积，丈量方法如下：,xe,2.3 供暖负荷计算,26,2 负荷计算 二、 热负荷计算xe,2,负荷计算,墙：,高取建筑层高，宽见图；,门、窗,：取建筑门窗孔洞尺寸；,地、顶,：见图。,xe,2.3 供暖负荷计算,27,2 负荷计算 墙：高取建筑层,2,负荷计算,：,温差修正系数，,=(t,n,-t,l,)/( t,n,-t,w,)，t,l,：邻室温度。,K：,围护结构传热系数,注意：a、应考虑冷（热）桥作用，取加权平均值；b、应满足节能设计标准限值要求或建筑节能权衡计算要求;c、获取：一般由建筑节能计算给出；d、关于建筑节能与设计标准的有关概念。,2、附加耗热量计算,（1）朝向修正 （对基本耗热量的修正）,北、东北、西北：0%10%；东、西：-5%,东南、西南、：-10-15%； 南：-15-30%,xe,2.3 供暖负荷计算,28,2 负荷计算 ：温差修正系,2,负荷计算,注：冬季日照率35%时，东南、西南和南向宜取-100%，东西不修正；日照被遮挡时，南向可按东西向、其它方向按北向修正；偏角15度时，按主朝向修正。,（2）风力附加：建筑物位于不避风的高低、河边、湖滨、海岸、旷野时，其垂直的外围护结构传热耗热量应附加5%。,（3）高度附加：房间高度大于4m时，应在基本耗热量与附加耗热量之和基础上计算高度附加率，每高出1m，附加2%，最大不应大于20%。,注：住宅一般情况这2项都可以不考虑。,xe,2.3 供暖负荷计算,29,2 负荷计算 注：冬季日照率,2,负荷计算,（4）外门开启附加（冷风侵入耗热量，对外门基本耗热量修正）,开启一般外门（如住宅、宿舍、幼儿园等）,一道门：65n%,二道门（有门斗）：80n%,三道门（二道门斗：60n%,开启频繁外门（如办公、学校、门诊部、商店等）,一道门：98130n%,二道门（有门斗）：120160n%,三道门（二道门斗）：90120n%,xe,2.3 供暖负荷计算,30,2 负荷计算 （4）外门开启附,2,负荷计算,注：a、n为楼层数；外门是指建筑底层入口的门，不是各层入户的门，阳台门不应计算；,b、外门最大附加不应大于500%。；,c、外门开启附加率仅适用短时间开启的、无热幕的外门；,d、仅计算冬季经常开启的外门。,（5）技术措施-2009提出的附加：窗墙比过大的附加、两面外墙附加、间歇使用建筑附加。,xe,2.3 供暖负荷计算,31,2 负荷计算 注：a、n为楼层数,2,负荷计算,（二）、冷风渗透耗热量,计算公式：,Q,2,=0.278 C,p,L ,w,(t,n,-t,w,) (W),C,p,：空气定压质量比热,k,J/kg.,一般取1.01,w,：空气密度,kg/m,3,L,：渗入室内的冷空气体积流量m,3,/h,L的确定,1、多层建筑,（1）缝隙法（忽略热压作用和风速沿高度变化）,L=(l,L,1,n),l,：房间某朝向可开启门窗缝隙长度,m,xe,2.3 供暖负荷计算,32,2 负荷计算 （二）、冷风渗透耗热,2,负荷计算,L,1,：每m缝隙渗透的冷空气量m,3,/h.m,查表获取,n：,朝向修正系数，查表获取。,（2）换气次数法：,L=N,V,N,：换气次数，,V,：房间体积m,3,居住建筑房间换气次数如下：,xe,2.3 供暖负荷计算,房间暴露,情况,一面有外,窗或门,两面有外,窗或门,三面有外,窗或门,门厅,换气次数,0.55,0.5-1,1-1.2,2,33,2 负荷计算,2,负荷计算,2、高层建筑：考虑热压风压联合作用，以及室外风速沿高度变化，渗的冷空气量计算：,L=(l,L,0,m,b,),（ l:缝隙长度）,L,0,:单位长度门窗缝隙深入的理论空气量,m,3,/h.m,m,：朝向综合修正系数，,m=C,r,C,f,(n,1/b,+C)C,h,C,r,：热压系数； C,f,：风压差系数,n：纯风压下朝向修正系数,C:门窗缝两侧有效热压差与风压差之比,C,h,：高度修正系数,b,：渗风指数,b=0.56-0.78，无数据时，可取0.67,xe,2.3 供暖负荷计算,34,2 负荷计算 2、高层建筑：考虑,2,负荷计算,技术措施规定：,阳台门的冷风渗透量：按相应朝向和级别门窗冷风渗透2倍计算；,住宅防盗门：按2级窗计算；,普通外门：按1级窗计算；,住宅户门：楼梯间不供暖时，按2m,3,/h计算。,3、负荷概算：面积指标法,Q=q,s,F,q,s,：面积指标,w/；,F,；建筑面积或供暖面积,注意：建筑面积真对整个建筑，供暖面积针对供暖房间。,xe,2.3 供暖负荷计算,35,2 负荷计算 技术措施规定：xe2,2,负荷计算,技术措施规定：,阳台门的冷风渗透量：按相应朝向和级别门窗冷风渗透2倍计算；,住宅防盗门：按2级窗计算；,普通外门：按1级窗计算；,住宅户门：楼梯间不供暖时，按2m,3,/h计算。,xe,2.3 供暖负荷计算,36,2 负荷计算 技术措施规定：xe2,2,负荷计算,一、冷负荷,1、冷负荷与得热量关系,（1）得热量,外扰：室外空气温度；太阳辐射热,内绕：人体、照明、设备（电热、电动、电子）散热,（2）得热分类,a、得热：对流、辐射,b、得热：显热（与温度变化有关），潜热（与温度变化无关，与含湿量变化有关）。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,37,2 负荷计算 一、冷负荷xe2.4,2,负荷计算,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,（3）得热形成冷负荷过程：,38,2 负荷计算 xe2.4 空调冷（,2,负荷计算,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,39,2 负荷计算 xe2.4 空调冷（,2,负荷计算,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,40,2 负荷计算 xe2.4 空调冷（,2,负荷计算,（,1）材料蓄热能力,越强，冷负荷衰减越,大，滞后时间越长。,（2）蓄热能力与材,料容量有关，热容越,大，蓄热能力越强。,（3）热容量=材料,重量乘比热（建筑,比热差距不大）。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,41,2 负荷计算 （1）材料蓄热能力x,2,负荷计算,2、冷负荷计算方法,（1）稳定传热与不稳定传热,（2）得热量与冷负荷是否区分,当量温差法（1946年，美国）:逐时计算，得热=冷负荷,谐波分解法 (50年代，前苏联) :逐时计算，得热=冷负荷,反应系数法(1968年，加拿大) :逐时计算，得热,冷负荷,-改进：传递函数法（1978年),（3）谐波反应法（我国，82年，基础-谐波分解法）,（4）,冷负荷系数法,（我国，82年，基础传递函数法）,（5）其它方法,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,42,2 负荷计算 2、冷负荷计算方法x,2,负荷计算,3、冷负荷系数法计算空调冷负荷,（1）围护结构冷负荷, 外墙、屋顶温差传热形成的冷负荷,a、计算公式：,CL=KF(,tl.t,-t,n,),K,:传热系数，一般由建筑节能计算给出,F,：传热面积,t,n,：空调室内设计（计算）温度,t,l.t,:逐时冷负荷计算温度,b、热作用（室外空气温差和太阳辐射热，即,综合温度,（t,z,=t,w,+J/,w,）,；,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,43,2 负荷计算 3、冷负荷系数法计算空,2,负荷计算,c、冷负荷计算温度的定义及来源,t,l.t,=CL/K,d、地点、外表面放热系数、吸收系数不同时的修正；,e、对于非轻型外墙，可采用平均综合温度代替,（t,zp,=t,wp,+J/,w,）,玻璃窗温差传热形成冷负荷,a、计算公式：,CL=KF(t,l.t,-t,n,),K,:传热系数，一般由建筑节能计算给出,F,：传热面积；,t,n,：空调室内设计（计算）温度,t,l.t,:玻璃窗逐时冷负荷计算温度,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,44,2 负荷计算 c、冷负,2,负荷计算,b、热作用（,室外空气温度,）；,c、冷负荷计算温度的定义及来源：,t,l.t,=CL/K,d、地点不同时的修正。,日射得热形成冷负荷,a、透过玻璃窗的得热量：,q=q,t,+q,q,t,：透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热,q,：玻璃吸收太阳辐射热传入室内的热量,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,45,2 负荷计算 b、热,2,负荷计算,b、日射得热因素,由于窗的类型、遮阳设施、太阳入射角及强度等因素组合太多，无法用数学函数表达，工程上采用所谓对比的计算方法，即采用计算简化、固定条件下的日射得热量。,条件：,标准玻璃：3mm，普通平板玻璃,外侧放热系数：18.6,内侧放热系数：8.7,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,46,2 负荷计算 b、日射,2,负荷计算,以夏季7月为代表,日射得热因素：,D,j,=q,t,+q, 经过大量统计、计算、相似分析给出了适合全国各地区（纬度带，带宽5度）的,D,jmax,。, 对非标准玻璃、不同窗框、遮阳设施，引入综合遮挡系数修正,C,z,=C,s,C,i,C,s,：窗玻璃遮阳系数,C,s,=实际玻璃的日射得热量/标准玻璃日射得热量,C,i,：窗内遮阳系数,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,47,2 负荷计算 以夏季,2,负荷计算,c、冷负荷计算,CL=C,a,F,C,z,D,jmax,C,LQ,F,：窗口面积；,C,a,：窗有效面积系数,C,LQ,:冷负荷系数，注意,定义：,C,LQ,=CL/D,jmax,数据给出以北纬27.5度分南北区。, 内围护结构冷负荷,按稳定传热计算,CL=K,F( t,l,- t,n,),tl,：邻室计算温度，,t,l,=t,wp,+,t,l,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,48,2 负荷计算 c、冷负荷,2,负荷计算,t,wp,：夏季空调室外日平均温度。,t,l,：邻室计算温度与夏季空调室外日平均温度差，可按下表取值：,邻室发热量 (w),t,l,很少（如办公，走廊） 0-2,23 3,23-116 5,关于地面冷负荷：,一般情况地面温度低于室内温度，可,以不计算。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,49,2 负荷计算 twp：夏季,2,负荷计算,（2）设备散热形成的冷负荷, 电动设备,a 电机工艺设备均在空调区,CL=（1000,n,1,n,2,n,3,N/）,C,LQ,b 电机在空调区，工艺设备不在空调区,CL=(1000,n,1,n,2,n,3,N,(1-,/),C,LQ,c 电机不在空调区，工艺设备在空调区,CL=1000,n,1,n,2,n,3,N,C,LQ,N,：电动设备安装功率，KW；,：电机效率 ，一般产品样本给出。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,50,2 负荷计算 （2）设备散热形成,2,负荷计算,n,1,：利用系数 ,电机最大实耗功率与安装功率之比，一般,可取0.7-0.9。,n,2,：电动机负荷系数，电机每小时平均实耗功率与最大功,率之比，一般可取0.4-0.5。,n,3,：同时使用系：电机同时使用的功率与安装功率之比，,一般可取0.5-0.9。,C,LQ,：冷负荷系数，详见附录2-20、21。,注：当空调系统间歇运行时，则，C,LQ,=1.0。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,51,2 负荷计算 n1：利用系,2,负荷计算, 电热设备,对于无保温密闭罩的电热设备：,CL=1000,n,1,n,2,n,3,n,4,N,C,LQ,n,1,、n,2,、n,3,：含义同前。,n,4,：考虑排风带走热量的系数，一般取0.5。, 电子设备,CL=（1000,n,1,n,2,n,3,N,/）,C,LQ,n,1,、n,2,、n,3,：含义同前，其中n3根据情况而定，一般：,计算机取1.0，仪表取0.5-0.9,注：公共建筑电器设备散热量可参照节标 表B.0.7-1。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,52,2 负荷计算 电热设,2,负荷计算,（3）照明设备散热形成的冷负荷, 白炽灯（热光源）,CL=1000,N,C,LQ,N,：照明设备功率，KW；,C,LQ,：冷负荷系数 。, 荧光灯（冷光源）,CL=1000,Nn,1,n,2,C,LQ,N,：照明设备功率，KW；,C,LQ,：冷负荷系数 ,见附录。,n,1,:镇流器消耗功率系数，在空调房间内取1.2，在吊,顶内取1.0。,n,2,：灯罩隔热系数，有通风孔取0.5-0.6，反之取0.6-0.8。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,53,2 负荷计算 （3）照明设备散热,2,负荷计算,（4）人体散热形成的冷负荷, 人体显热冷负荷,CL,x,=q,s,n,C,LQ,q,s,：不同室温、活动强度成年男子显热散热量，w，见,表2-13。,n,：室内人数,：群集系数，以成年男子为计算基础，对不同功能的,建筑不同人群（成年男子、女子、儿童）引入的修,正系数，见表2-12,C,LQ,：冷负荷系数 ,见附录2-23，注意计算时刻为人员进,入房间时刻算起。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,54,2 负荷计算 （4）人体散热形成,2,负荷计算, 人体潜热冷负荷,CL,q,=q,l,n,q,l,:,不同室温、活动强度成年男子显热散热量，w，见,表2-13。, 人体散热冷负荷,CL=CL,x,+CL,q,（5）食物散热冷负荷，食物包括显热和潜热，可按下列数值,采用：,食物全热取17.4W/人；食物显热取 8.7W/人；,食物潜热取8.7W人；食物散湿量取11.5g/h。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,55,2 负荷计算 人,2,负荷计算,二、空调热负荷,1、计算方法：稳定传热,2、注意区别冬季空调与供暖室外计算温度,3、一般空调房间为正压，可不计算冷风渗透耗热量,三、湿负荷,1、人体散湿量：,W=0.278n,g,10,-6,(kg/s),g,:人体小时散湿量kg/h，见表2-13，其它参数同前。,2、敞开水面散湿量,3、围护结构透湿量,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,56,2 负荷计算 二、空调热负荷xe2.,2,负荷计算,四 、新风负荷,Q,w,=G,w,(i,w,-i,n,) (kw),G,w,:新风量(kg/s)；,i,n,、i,w,：室内、外空气焓值(KJ/kg,干）,五、室内冷负荷与制冷系统冷负荷,1、室内冷负荷,（1）围护结构传热冷负荷,（2）人员、照明、设备散热冷负荷, 逐时最大值：各空调区（房间）逐时相加得到的逐时,最大值。, 最大值累计：各空调区（房间）最大值的累计。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,57,2 负荷计算 四 、新风负荷xe2,2,负荷计算,2、制冷系统冷负荷,（1）室内冷负荷：空调系统有自动温控时取,逐时最大值,；没有温控时取最大值累计。,（2）新风冷负荷,（3）空气处理附加冷负荷（如再热）,（4）水泵、水管温升附加，计算参见措施2009。,（5）风机、风道温升附加，计算参见措施2009。,（6）送风管道漏风附加，计算参见措施2009。,（7）制冷系统冷负荷：选择冷源设备的依据，,制冷系统冷负荷=（1）+（2）+（3）+（4）+（5）+（6）,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,58,2 负荷计算 2、制冷系统冷负荷,2,负荷计算,六、负荷概算,1、面积指标法：,CL=q,s,F,q,s,：空调冷负荷概算面积指标，w/m,2,。,F,：建筑面积或空调面积，m,2,。,2、面积指标,（1）建筑面积指标（w/m,2,）：总冷负荷/建筑面积,（2）空调面积指标（w/m,2,）：总冷负荷/空调面积,注： 建筑面积指空调区域面积与非空调区域面之和；, 空调面积指空调区域建筑面积；, 面积指标一般包含新风负荷 在内。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,59,2 负荷计算 六、负荷概算xe2.4,2,负荷计算,七、负荷计算参考步骤,1、熟悉建筑条件图纸及项目地点（地理纬度）,2、明确供暖或空调房间,3、查阅室外计算参数,4、确定室内设计参数,5、热工参数确定,实际工程K值由建筑节能计算提供，课程设计按以下方法确定：,（1）外墙、外窗、屋顶：主要根据气象区域划分，参照节标限值要求确定。,（2）内围护结构：计算确定。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,60,2 负荷计算 七、负荷计算参考步骤x,2,负荷计算,6、人员、照明指标,可参照节标权衡计算指标确定,7、阅读规范、节标、措施负荷计算相关规定,8、计算房间编号,如204，2-楼层，04计算房间序号,9、简化相同房间,10、编制负荷计算表,11、负荷计算：供暖热负荷、空调（冷）热湿负荷。,12、负荷汇总,（1）房间负荷汇总；（2）建筑总负荷汇总；,（3）面积指标。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,61,2 负荷计算 6、人员、照明指标xe,3 供暖,一、系统的分类,1、,闭式,与开式,2、按循环动力分,（1）自然循环热水供暖：循环动力，自然作用压力。,（2）,机械循环热水供暖,：循环动力，水泵。,3、按水温不同,（1）,低温热水供暖：,水温=100,4、按散热器连接方式不同分,（1）单管系统；散热器与立管串联，立管：1根。,xe,3.1 热水供暖,62,3 供暖 一、系统的分类xe3.1,3 供暖,（2）双管系统：散热器与立管并联，立管：2根。,5、垂直式系统与水平式系统,6、垂直式系统按供回水干管位置不同分,（1）,上供下回单管系统,：供水干管在系统上部，回水干管,在系统的下部。,（2）,上供下回双管系统,：供水干管在系统上部，回水干管,在系统的下部。,（3）,下供下回双管系统,：供回水干管均在系统下部。,（4）其它：上供上回式、下供上回式、中供式等,7、,分户计量系统,：分户计量，分室控制。,xe,3.1 热水供暖,63,3 供暖 （2）双管系统：散热器与,3 供暖,关于热媒温度：措施09规定：,xe,3.1 热水供暖,供暖系统,管材,供水温度（）,散热器供暖,钢管,居住类：住宅、旅馆、医院、幼儿园等,宜,=85,人员长期停留的公建类：办公、商场等,宜,=95,人员短暂停留的公建类：展馆、影剧院等,宜,=95,塑料管、内衬塑料管,宜,=85,低温地板辐射供暖,塑料管、内衬塑料管,宜,=60,64,3 供暖 关于热媒温度：措施0,3 供暖,（1）热源为锅炉房时温差，不得小于20；,（2）热源为热电联产集中供热时，温差宜在15-20；,（3）热源为各类热泵时，温差宜在10以内。,民用建筑供暖通风空调设计规范报批稿中规定：,5.3.1 散热器供暖系统应采用热水作为热媒：宜按60-45,连续,供暖设计。,（关于水温的讨论）,目前工程上常用水温,95/70 85/60 80/60（散热器）,60/50 45/35 （低温地板辐射、热泵）,xe,3.1 热水供暖,65,3 供暖 （1）热源为锅炉房时温差,3 供暖,二、系统组成及原理,xe,3.1 热水供暖,66,3 供暖 二、系统组成及原理xe,3 供暖,1、热源：热水锅炉、集中供热等,2、输热管网：供、回水干管、立管、支管,3、散热设备：,散热器,、暖风机,4、附属设备,（1）膨胀水箱与系统定压, 作用：,容纳水受热膨胀体积；定压作用，使系统在正,压下工作；补水。, 位置：,系统最高点,（一般高于系统最高点1.5m。）, 定压点（连接点）：,系统压力最低点,（一般是水泵入,口）,其它补水定压方式,xe,3.1 热水供暖,67,3 供暖 1、热源：热水锅炉、集中,3 供暖,（2）循环水泵, 位置：a 热源进口；b 热源出口（有什么区别？）, 流量：,L=计算流量x1.1 m,3,/h, 扬程,H=（最不利环路阻力+锅炉阻力+散热器阻力）x1.1 kPa, 系统工作压力：,P=定压点压力+水泵杨程 kPa,（3）系统排气, 排气方式：沿供干管逆水流设置坡度，最高点设置排,气装置。, 排气装置：集气罐 、自动排气阀、手动放气阀。,xe,3.1 热水供暖,68,3 供暖 （2）循环水泵xe3.1,3 供暖,思考题,已知条件如图，求：, 水泵杨程, 定压点压力, 系统工作压力,xe,3.1 热水供暖,69,3 供暖 思考题xe3.1 热水供,3 供暖,（4）阀门附件, 立管：供回水立管均应设关断阀门，系统复杂时可设平衡阀。, 散热器进、出口：设截止阀、温控阀，其中温控阀有三通型（对应定流量），,二通型（对应变流量）,，有手动型和,自动型,（自励式）, 膨胀水箱：浮球阀、闸阀等, 排气：散热器尾部均设放气阀（一般产品自带）； 系统 高点（如总立管顶端，供水干管 末端等）, 泄水 ：系统低处泄水阀，放空系统，维护检修。,xe,3.1 热水供暖,70,3 供暖 （4）阀门附件xe3.1,3 供暖,三、 系统的形式及特点,1、双管上供下回系统,xe,3.1 热水供暖,71,3 供暖 三、 系统的形式及特点x,3 供暖,（1）系统形式：供水干管在系统上部，回水干管在下部。,（2）系统特点, 与散热器相连的立管有2根，散热器并联在立管上；, 水流平行分配给各层散热器，各散热器进、出口水温一致（热负荷相同时，散热面积相同）；, 散热器散热量可以单独调节；, 存在,“垂直失调”,现象，楼层越高，现象越严重；, 排气在供水干管最高点（逆顺水流向上）,（3）适用情况,四层及以下建筑。,xe,3.1 热水供暖,72,3 供暖 （1）系统形式：供水干管,3 供暖,下层散热器环路：a-S1-b,自然作用压力：,P,1,=,h,gh,1,-,g,gh,1,=gh,1,(,h,-,g,),上散热器环路：a-S2-b,自然作用压力：,P,2,=,h,gh1+,h,gh,2,-(,g,gh,1,+,g,gh,2,),=P,1,+ gh,2,(,h,-,g,),“垂直失调”是自然作用压力引起的“水力失调”，导致上层散热器分配流量多，下层少导致上热下冷的一种热力失调。,xe,3.1 热水供暖,73,3 供暖 下层散热器环路：a-S,3 供暖,三、 系统的形式及特点,2、单管上供下回式系统。,xe,3.1 热水供暖,74,3 供暖 三、 系统的形式及特点x,3 供暖,（1）系统形式：供水干管在系统上部，回水干管在下部。,（2）系统特点, 与散热器相连的立管有1根，散热器串联在立管上；, 水流顺序分配给各层散热器，各散热器进、出口水温不一致一致（热负荷相同时，越往底层散热面积越大）；, 散热器散热量不能单独调节；, 不存在,“垂直失调”,现象；, 排气在供水干管最高点（逆顺水流向上）,（3）适用情况,10层及以下建筑。,xe,3.1 热水供暖,75,3 供暖 （1）系统形式：供水干管,3 供暖,自然作用压力,P =g（h,1,+h,2,）(,h,-,g,), 连续性方程计算水温,G,L,=（Q,1,+Q,2,）/（t,g,-t,h,）,= Q,2,/（t,g,-t,1,）,=Q,1,/（t,1,-t,h,）,xe,3.1 热水供暖,76,3 供暖 自然作用压力xe3.1,3 供暖,3、双管下供下回式系统。,xe,3.1 热水供暖,77,3 供暖 3、双管下供下回式系统。,3 供暖,（1）系统形式：见上图。,（2）系统特点, 供回水干管在系统下部；,存在“垂直失调”现象么？,（讨论）, 排气：顶层散热器尾部放气阀；供水立管顶端设自动排气阀；供水立管顶端设空气管+排气阀。,（3）适用情况,67层及以下建筑。,xe,3.1 热水供暖,78,3 供暖 （1）系统形式：见上图。,3 供暖,4、水平式,xe,3.1 热水供暖,79,3 供暖 4、水平式xe3.1 热,3 供暖,四、分户计量系统,1、分户计量、分室控制,2 负荷计算要求：措施09规定：,（1）在计算户内供暖设备容量和管道时，应考虑户间传热对供暖负荷的影响，计算负荷可附加=50%的系数。户间传热也可按下式近似计算：,q=Aq,h,A：房间使用面,;,qh：通过户间楼板或隔墙的单位面积平均传热量，一般,可近似取10W/。,xe,3.1 热水供暖,80,3 供暖 四、分户计量系统xe3.,3 供暖,（2）户间传热，仅作为确定户内供暖设备容量和管道直径的依据，不应计入户外供暖干管和立管热负荷和建筑总热负荷。,3、热计量方法,（1）热量表：流量计+温度传感器+积分仪表，流量计的型式主要有机械式、超声波式、电磁式等。,（2）热量分配表：常用于既有项目改造,（3）其它方法：详见措施09,xe,3.1 热水供暖,81,3 供暖 （2）户间传热，仅作为确,3 供暖,3、分户计量系统组成：公用立管+户内系统,（1）共用立管系统, 形式：下供下回双管系统：详见cad图。, 要求,a 每组公用立管连接的户数不宜超过40户,每层连接的户数不宜超过3户。,b 共用立管的比摩阻保持30-60Pa/m。,c 共用立管顶端设自动排气阀。,d 公用立管应设在管道井内，管道井应设在楼梯间或户外公共空间。,e 公用立管应采用镀锌钢管或焊接钢管,xe,3.1 热水供暖,82,3 供暖 3、分户计量系统组成：公,3 供暖,（,2）户内系统, 形式：参见cad图,a 水平单管式,b,水平双管式,：,下供下回,、上供上回、上供下回,c,水平放射（章鱼式）式,水平跨越式, 要求,a 热计量,b 分室控制：常采用自励式温控阀,c 户内系统压力损失不应大于30kPa,xe,3.1 热水供暖,83,3 供暖 （2）户内系统xe3.1,3 供暖,（3）热力入口, 单元入口：连接室外管网与公用立管的部分，一般设在地下室、或楼梯间下。,xe,3.1 热水供暖,84,3 供暖 （3）热力入口xe3.1,3 供暖, 户内入口：连接公用立管和户内系统的部分，一般设在管道井内。,xe,3.1 热水供暖,85,3 供暖 户内入口：,3 供暖,问题1：热力入口中热量表、压差控制阀、流量控制阀位置及作用。,问题2：分户计量系统，共用立管系统是否有垂直失调？,xe,3.1 热水供暖,86,3 供暖 问题1：热力入口中热量表,3 供暖,五、高层建筑供暖特点及系统主要形式,1、特点,（1）负荷特点：风压、热压作用导致的冷风渗透加大。,（2）垂直失调,（3）水静压力,2、分区:建筑高度大于50m时，宜竖向分区。,3、系统主要形式,（1）公建：分区式、双线式（水平、垂直，不能解决水静压力过大问题）、单双管混合式（问题同上）,（2）住宅：分区式。,xe,3.1 热水供暖,87,3 供暖 五、高层建筑供暖特点及系,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,88,3 供暖 x,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,89,3 供暖 x,3 供暖,六、供暖管路布置与敷设,1、布置原则,2、布置与敷设：,（1）布置形式：同程式、异程式,（2）布置与敷设,干管,上供下回式供水干管：顶层梁下、顶层吊顶内、屋面。,上供下回式回水干管：底层沿墙、室内地沟、室内直埋、室外地沟、室外直埋。,下供下回供回水干管：同上,xe,3.1 热水供暖,90,3 供暖 六、供暖管路布置与敷设x,3 供暖,立管：靠近散热器，一般布置在,外墙角,、窗间墙角。,3、分户计量系统,（1）公用立管：设于管道井内，管道井应邻近楼梯间或户外公共空间；单元入口位置：,（2）户内系统, 户内入口：设于管道井内。, 布置形式：一般尽可能布置同程式。, 敷设方式：垫层内、吊顶内。,xe,3.1 热水供暖,91,3 供暖 立管：,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,92,3 供暖 xe3.1 热水,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,93,3 供暖,3 供暖,七、热水管路计算要点,1、水力计算方法概述,2、水力计算内容,3、水力计算步骤及要求,4、推荐比摩阻,5、阻力平衡要求,6、水力计算结果,7、系统压力损失,xe,3.1 热水供暖,94,3 供暖 七、热水管路计算要点xe,3 供暖,一、 散热器的性能评价指标,1、热工性能,（1）主要指标：传热系数K。,（2）提高K的主要途径：增加散热面积、提高扰动、辐射强度、减少接触热阻等。,2、经济指标：单位散热量成本（元/w）、安装费用、使用寿命、金属热强度。,3、安装及工艺要求：机械强度与承压、安装、尺寸、工艺等。,4、卫生美观要求：表面光滑、易于清灰、美观。,xe,3.2,散热器及其选型计算,95,3 供暖 一、 散热器的性能评价指,3 供暖,二、散热器种类,1、铸铁散热器,（1）形式：柱式、翼型等；（2）承压：差，一般0.4-0.5MPa。（3）防腐 ：好；（4）K：低,（5）不美观、笨重，价格低廉。,（6）分户计量系统，应采用内腔无砂工艺产品。,2、钢制散热器,（1）形式：柱式、板式、扁管、管式、串片式其它新形式等,（2）承压：较好，一般0.8MPa。,xe,3.2,散热器及其选型计算,96,3 供暖 二、散热器种类xe3.2,3 供暖,（3）防腐：差，外部易解决，内部难度大，造价高。,（4）工艺先进、外形美观。,（5）K相对大。,3、其它材质散热器：铝制、铜铝复合、钢铝复合、不锈钢铝复合、搪瓷等,（1）K高；承压好；外形美观。,（2）铝制有碱腐蚀。,（3）价格高。,xe,3.2,散热器及其选型计算,97,3 供暖 （3）防腐：差，外部易解,3 供暖,三、散热器的选择与布置,1 散热器选择：主要考虑以下因素：,散热能力、承压能力、防腐要求、美观及造价。,措施09规定,（1）符合国家及行业标准。,（2）,承压满足系统工作要求。,（3）,钢制散热器必须采取防腐措施,。,（4）,铝制散热器内壁应有防腐措施，PH=9.0,。,（5）铜铝、铝制接口应有防止电化学腐蚀措施。,（6）,分户计量系统，铸铁散热器应采用无砂工艺产品。,（7）高湿环境优先铸铁散热器。应考虑4 散热器。,xe,3.2,散热器及其选型计算,98,3 供暖 三、散热器的选择与布置x,3 供暖,2、散热器布置,（1）外墙窗台下：供暖效果好，应尽量考虑。,（2）内墙侧：供暖效果差。,（3）楼梯间：应布置在底层或下面几层。,3、散热器安装方式,（1）明装：敞开布置，散热好，尽量选择。,（2）暗装：加装外罩，美观、防烫伤（幼儿园必须加）,撒热不如明装。,4、散热器与立管的连接方式,（1）单面（立管多）,；（2）双面；（3）串联。,xe,3.2,散热器及其选型计算,99,3 供暖 2、散热器布置xe3.2,3 供暖,（2）双面：节省立管，但注意，两侧热负荷应尽量接近，尤其是单管系统热负荷应对称。,（3）串联：不提倡，只在个别房间没有办法设置立管时采用。,xe,3.2,散热器及其选型计算,100,3 供暖 （2）双面：节省立管，但,3 供暖,四、 散热器的计算,1、 散热器的基本散热单元,（1）片数,（2）长度,2、散热器接管方式,xe,3.2,散热器及其选型计算,101,3 供暖 四、 散热器的计算xe3,3 供暖,3、散热器散热面积计算,A=(Q,/K(t,m,-t,n,),1,2,3,A,：散热器计算面积(m,2,)；,Q,：供暖设计热负荷(w),K,：散热器传热系数，由实验确定，实验条件应符合ISO标准，一般可由样本给出。,t,m,：散热器热媒平均温度，,t,m,=(t,g,+t,h,)/2, t,g,、t,h,：散热器进出口温度,1,、,2,、,3,：片数、连接方式、安装形式修正系数。,4、散热器片数或长度计算: n=A/f , f:散热单元面积（m,2,),xe,3.2,散热器及其选型计算,102,3 供暖 3、散热器散热面积计算x,3 供暖,5、关于K,（1）实验公式：,K=at,b,=a（t,m,- t,n,）,b,或：,Q,r,= c t,B,a、b、c 、 B,：实验系数；,Q,r,：散热器散热量，w。,（2）实验条件, 实验环境：国际标准化组织ISO规定应在,长,宽,高=（4,0.2m）（,4,0.2m）（,2.8,0.2m）,的恒温封闭小室进行。, 散热器片数：10； 安装方式：常开，明装。, 连接方式：上进下出同侧。,xe,3.2,散热器及其选型计算,103,3 供暖 5、关于Kxe3.2 散,3 供暖,6、散热器片数或长度舍取原则,（1）双管系统：热量尾数不超过所需散热量5%时可舍