供热通风与空调工程专业导论教案

时间 1 1 授课方式 课堂讲授 目的 供热通风与空调专业介绍 重点 供热通风与空调专业的培养目标 工作内容 难点 供热通风与空调专业的课程设置和实践环节安排 授课内容 一 供热通风与空调专业介绍 供热通风与空调专业用一句话来概括就是以科技为人类制造春天 当 代空调技术是以促进人类居住的舒适性 健康性 保护地球环境 对能 源有效利用等基于可持续性发展的观点为原则发展起来的 供热通风与 空调专业目前本科已更名为建筑环境与设备工程 原来专业只是以工程技术来命名 专业课内容只是介绍各种技术 目前 市场经济条件下 要求我们专业以满足人们对室内生活环境的要求为目 的 建筑环境与设备工程专业中的环境是一种广义上的环境 既包括传 统意义的空气环境 也包括建筑内环境与光环境 设备则包括建筑内各 种公共设施 1 供热通风与空调专业的培养目标 工业与民用建筑的供热通风与空调 工程的安装施工与运行管理 厂矿区及城市集中供热 供冷 系统的安 装施工与运行管理 中 小型冷 热源系统的安装施工与运行管理 暖 通空调设备的营销及售后服务工作 也可从事一般暖通空调工程的设计 工作 2 供热通风与空调专业的主要课程 1 专业必修课 专业导论 热工理论基础 工程数学 流体力 学及泵与风机 供热工程 通风除尘 暖通空调冷热源 建 筑给排水 空气调节 热工测量与自控 暖通空调施工技术 暖通空调安装工程经济管理 专业英语 2 限选课 环境保护概论 市场营销 制冷工程 集中供热 制 冷设备维修 行业法规 暖通计算机应用 高层建筑消防工程 洁净技术应用 工程监理 暖通空调新技术 建筑电气 3 供热通风与空调专业的实践环节安排 管钳 扳金实习 运行管理实习 安装施工实习 锅炉课程设计 制冷课程设计 供热课程设计 通风除尘课程设计 空调课程设计 水暖电施工预算 毕业设计 4 供热通风与空调专业的业务素质 1 知识结构 具有必要的人文社会科学知识 掌握必要的数学和技 术科学 计算机 工程力学 电工电子技术 流体力学 热工理 论基础 基本知识 具有较强的暖通空调工程系统安装施工与运 行管理的专业知识 了解房屋建筑 建筑给排水 机电等相关专 业的基本知识 了解本专业工程项目管理及企业管理等相关知识 2 技能结构 具有识图 制图技能 具有暖通空调工程施工验收和 运行管理所必须的测试 调试技能 具有应用现有软件 使用计 算机进行绘图 管理的初步技能 初步掌握通风工 管道工的基 本操作技能 3 能力结构 具有审查暖通空调工程设计图纸和技术文件 组织本 专业工程项目施工全过程的技术管理能力 具有编制暖通空调工 程施工图预算和工程概 预 决算能力 具有保障暖通空调系统 正常 安全 经济运行的管理能力 具有一般暖通空调工程设计 的基本能力 具有分析解决暖通空调系统实际问题的初步能力 具有一定书面 口头表达和业务洽谈能力 具有合作共事和一定 的组织管理能力 具有一定的自学能力和创新能力 具有阅读和 翻译本专业外文资料的初步能力 二 专业课程的内容范畴 由于空气调节是实现空间内空气温度 湿度 清洁度和空气流动速度 等参数的调节和控制 因此 在工程上将只实现空气温度调节和控制的技术 手段称为供热或降温 将只实现空气的清洁度处理和控制 并保持有害物浓 度在一定的卫生要求范围内的技术手段 称为工业通风 改革开放全面推进 了城乡经济发展 加速了我国城市化进程 中国城镇人口的比例由 49 年的百 分之 10 7 增加到 98 年的百分之 30 1 79 至 2000 年建成的城镇住房总面 积约 35 亿平方米 对于夏热冬冷的地区 当人均 GDP 达到 4000 美元时 空 调开始成为一般居民的必需品以上海为例 以电力为主的家用空调器的使用 快速增长 到 1999 年底 上海每百户拥有家用空调 85 2 台电力需求随之增 长 2000 年 7 月最高用电负荷达 1048 千瓦 其中空调用电约三分之一 其 中居民住宅空调约占 1 2 以上 时间 2 1 授课方式 课堂讲授 目的 了解暖通专业基础课内容 重点 供热通风与空调专业的培养目标 工作内容 难点 供热通风与空调专业的课程设置和实践环节安排 授课内容 空调专业基础课内容 空调专业专业基础课包括工程热力学 传热学和流体力学这三门主干课程 以基础课 高等数学 线性代数 工程力学 制图等 所学分析解决问题 的方法和手段作为基础进行学习 通过对特定对象的研究和分析 掌握其 基本概念 基本规律 基本方法及其实际应用 为今后所要学习的专业课 锅炉 制冷 空调 通风 泵与风机 供热等 提供设计计算和分析问 题和解决问题的理论基础 一 工程热力学 1 能源和热能的利用 能源是发展生产和提高人类生活水平的物质基础 能源主要有 风 力 水力 燃料的化学能 太阳能 地热能 原子核能 我国能源以 煤 石油 天然气等燃料的化学能利用为主 正积极发展水力资源 核能源 利用燃料热能有两种方式 燃料热能通过发电机 发动机等转变为机 械能 热能直接利用 2 工程热力学的研究对象及主要内容 工程热力学是研究物质的热力性质 能量和能量之间相互转换的基 础理论学科 属工程科学的范畴 其主要内容分为基本理论部分及 基础理论的应用部分 基本理论部分包括工质的性质 热力学第一 定律及热力学第二定律等内容 研究无序运动的热能与有序运动能 量之间的转化条件及转换限度等问题 基本理论应用部分主要是将 热力学基本理论应用于各种热力装置的工作过程 并对气体和蒸汽 循环 制冷循环 热泵循环 喷管及扩压管等进行热力分析及计算 探讨影响能量转换效果的因素以及提高转换效率的途径与方法 3 工程热力学的研究方法 宏观方法即经典热力学方法 把物质看作连续的整体 从宏观现象 出发 对热现象进行直接观察和实验 从而总结自然界的一些普遍 的基本规律 微观方法即统计热力学方法 是从物质内部微观结构 出发 借助物质的原子模型及描述物质微观行为的量子力学 利用 统计方法研究大量随机运动的粒子 从而得到物质的统计平均性质 并得出热现象的基本规律 进一步解释物质的 4 工程热力学发展简史 二 传热学 1 传热学的研究对象及主要内容 传热学就是研究在温差作用下 热 量传播过程规律的一门学科 主要研究换热的三种基本方式 热传 导 对流换热和热辐射 的基本概念和定义规律及定律 2 在实践中的传热学问题 一是有些技术问题需要尽量增大传热量 以提高换热设备的生产能力 另一是有些问题尽可能减少或防止有 害的热流 要解决这些问题必须了解热传播的规律 3 传热学在科技和生产的应用 在近代工程技术领域内 有许多过程 发生在高温条件下 因而在设计有关的设备和仪表时 传热方面的 知识就非常重要 原子能电站 燃气轮机 飞行器的各种推进装置 导弹 人造卫星以及宇宙飞船等方面都存在传热问题 此外 在冶 金 动力 建筑 化工 制冷 机械制造和电工等工业部门 也都 存在着大量的传热问题 三 流体力学 1 流体力学及其研究对象 流体力学是研究流体平衡和运动规律的科 学 流体就是流体力学研究的对象 流体是气体和液体的统称 其 基本特征是流体质点间的凝聚力极小 以至在实际上它对张力 对 形状的缓慢改变都不显示阻力 这种性质称为易流动性 流体力学 可分为理论流体力学和工程流体力学 前者以理论研究为主 后者 则是研究实际工程中的流体力学问题 本课程属于工程流体力学范 畴 主要讲授工程中遇到的不可压缩流体的平衡和运动规律 2 流体力学由两个基本部分组成 流体静力学和流体动力学 流体静 力学是研究流体在静止状态下的力学规律 以及在实际应用这些规 律的方法 流体动力学是研究流体在动态下的基本规律和原理 以 及在实际应用流体机械的原理 流体力学和其他学科一样是在人类 征服自然的长期斗争中逐渐建立和发展起来的 而它的发展又有力 地推动科学技术和生产地进步 它在生产部门中有着广泛地应用 它是水利 航空 造船 化工冶金 动力机械 城市建设 环境工 程等许多部门以及燃烧学 传热学等学科地重要基础理论 3 在 本专业 流体力学是一门重要的基础课程 专业中的主要内容 供热 供冷 通风除尘 空气调节 给排水等工程中 都是以流体 作为工作介质 应用它们的物理特性 平衡与运动规律 将它们有 效地组织起来应用于这些技术工程中 4 流体力学的研究方法 在学习流体力学时 要注重基本原理 基本 概念和基本方法的理解和掌握 特别要学会理论联系实际地分析和 解决实际工程中的流体力学问题 时间 5 1 授课方式 课堂讲授 目的 了解空调用冷源 重点 空调用冷源的分类和应用 难点 制冷的基本原理 授课内容 空调用冷源 一 制冷概念 制冷是指用人工的方法将被冷却对象的热量移向周围环 境介质 使得 被冷 却对象达到比环境介质更低的温度 并在所需 要的时间内维持一定的的低温 二 空调用冷源的分类和应用 1 空调用冷源的分类 液体汽化法 利用液态工质汽化时吸收汽化 潜热而产生冷效应 为目前应用最广泛的制冷方法 如蒸汽压缩 式制冷 吸收式制冷 蒸汽喷式制冷 其它方法还有气体膨胀法 热电法 固体绝热去磁法 2 冷源的应用 食品冷加工和低温贮存最早应用制冷技术 空气调 节方面是应用制冷技术的又一个广阔的领域 在工业生产方面 制冷技术的应用更为广泛 例如炼钢生产过程需大量氧气 氧气 是通过深冷空气分离技术取得的 在石油化工 基本化工 有机 合成化工的工业生产过程中 制冷技术是分离 精炼 结晶 干 燥和液化的单元操作 控制反应温湿度等工艺条件必不可少的手 段 在其它尖端科学技术部门中 如超导技术 航空航天技术 军事行动保障等 都需要应用制冷技术 甚至农业生产 文化 体育事业 以及矿山凿井 建筑施工的冻土施工等也应用到制冷 技术 3 人工制冷技术发展简史 人工制冷技术的发展起源于吸收式制冷 方法 1777 年 约翰莱斯里在实验室发现了吸收式制冷原理 1845 年美国人格林发明了空气膨胀式制冷机 1859 年 德国工程 师卡尔林达发明了第一台氨 水吸收式制冷机 1872 年 美国人 波义尔发明了活塞式氨蒸汽压缩制冷机 1930 年吸收式制冷方 法经过改进和完善以后 与后起德活塞式蒸汽压缩制冷 蒸汽喷 射式制冷并驾齐驱 发展到现在这种情况 4 本课程以热工理论基础和流体力学等课程为基础 属于供热通风 与空调专业的专业课程 学习过程中一定要重视理论联系实际 方能为工程实践打好基础 时间 6 1 授课方式 课堂讲授 目的 空调课程介绍 重点 了解空调课程的研究内容及任务 难点 空调新技术的发展 授课内容 一 空调的意义及任务 1 空气调节的理论基础及意义 1 空气调节的理论基础 空气调节是以热力学 传热学 流体力学 和建筑环境科学为基本理论基础 综合建筑 机械 电工电子技 术的工程学科的成果 形成了一个独立的现代空气调节技术学科 分支 它专门研究和解决各类工作 生活 生产和科学实验所要 求的内部空气环境问题 2 空气调节的意义 使空气达到所要求的状态 椐此 一个内部受 控的空气环境 对空气的温度 湿度 空气流动速度及清洁度 进行人工调节 以满足工艺生产过程和人体舒适的要求 2 空气调节的任务 采用现代技术手段 创造并保持满足一定要求的 空气环境 就是空气调节的任务 二 空气调节的研究内容和技术手段 1 空气调节的研究内容 内部空间内 外干扰量的计算 空气调节 的方式和方法 空气的各种处理方法 如加热 加湿 冷却 干 燥及净化等 空气的输送与分配 处理空气所需的冷热源以及在 干扰量变化时的运行调节 2 空气调节的技术手段 采用换气的的方法以保证内部环境的空气 新鲜 采用热湿交换的方法以保证内部环境的温湿度要求 采用 净化的方法以保证空气的洁净度 因此 一定空间的空气调节 并非是对封闭的空气再造过程 而主要是置换和热质交换过程 三 空气调节的应用 1 空气调节是现代化生产和现代文明社会生活中不可缺少的保证条件 空气调节应用于现代化工业生产及科学实验过程中 一般称为工艺 性空调 显示工艺空调重要作用的典型部门 有以高精度恒温恒湿 为特征的精密机械及仪器仪表制造业 还有电子工艺 纺织 印刷 胶片 光学仪器 造纸 橡胶烟草等工业都有一定的温湿度控制要 求 作为工业生产部门常用的计量室 控制室及大型计算机房 均 要求有比较严格的空气调节 药品 食品工业以及生物实验室 医 院的手术室等不仅要求一定的空气温湿度 而且要求控制空气中的 含尘浓度及细菌数量 现代农业 交通运输工具 宇航 核能 地 下与水下设施以及军事领域 空气调节也都发挥着重要作用 2 而应用于以满足人的生活和工作要求为主的空气环境调节则称为舒 适性空调 在公共与民用建筑中 大会堂 会议厅 图书馆 展览 馆 影剧院 体育馆 办公楼 商场 火车站 飞机场等均需要设 空气调节 随着我国人民物质生活水平的不断提高 空气调节在宾 馆 酒店 商贸中心 游乐场所等已很普遍 在居住房间内实现空 气调节的要求也与日俱增 四 空调新技术的发展 1 空气调节面临的问题 目前 使用空气调节手段控制维持内部环境 已很普遍 同时对空气调节的广泛应用也提出了挑战 主要表现在 全球变暖和大气臭氧层破坏这两个全球性问题以及内部空间的空气 质量问题 由于空气调节消耗能量 在一些工业企业空调耗能约占 全部能耗的百分之四十以上 而所消耗的电能或热能 多来自电站 热电站或独立的工业锅炉房 其燃烧过程的排放物 是造成大气层 温室效应的根源 因此 节能将耗不仅关系到能源的合理利用 而 且关系到对地球环境的保护 2 空气调节技术发展 在这种形势下 空气调节不但要提高设备的能 量转化效率 改善系统能量综合利用效果 尽可能寻求合理的运行 调节方法 从而达到节能目的 而且应重视能源的开