暖通空调总结

暖通空调 2018 5 19李昂 暖通空调的含义 供暖 Heating 向建筑物供给热量 保持室内一定的温度 通风 Ventilating 利用室外空气 新风 来置换建筑物内的空气 室内空气 以改善空气质量 空气调节 AirConditioning 对一房间的温度 湿度 洁净度和空气流动速度进行调节与控制 并提供足够量的新鲜空气 工作原理 平衡 暖通空调系统的分类 按承担负荷的介质分为 全水系统 蒸汽系统 全空气系统 空气 水系统 冷剂系统 按空气处理设备集中程度分为 集中式 全空气 半集中式 空气 水 分散式 冷剂等 按用途分为 舒适型空调 工艺性空调 室外空气计算参数 夏季空调室外计算干 湿球温度 用于计算新风冷负荷 取夏季室外空气历年平均不保证50h的干球温度和湿球温度 夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度 用于计算围护结构传热 夏季通风室外计算温度 相对湿度冬季空调室外计算温度 相对湿度冬季供暖室外计算温度冬季通风室外计算温度 室内空气计算参数 使用功能对热舒适的要求地区 冷热源情况 经济条件和节能要求工艺性空调的工艺要求民用夏季温度26度 相对湿度60 风速 0 3m s 冬季温度18度 冬季建筑的热负荷 围护结构耗热量基本耗热量 Q KA tR to a附加耗热量 朝向修正 风力附加 外门附加 高度附加 冷风渗透耗热量缝隙法或换气次数法 夏季建筑冷负荷 围护结构非稳态传热外墙和屋面 内墙 外窗 地面 透过玻璃窗的日射得热日射得热因数 采用3mm厚的普通平板玻璃作为标准玻璃 通过该标准玻璃的日射得热 包含透射和吸收两部分 热源散热室内设备散热 人体散热 照明散热 湿负荷人体散湿 敞开水表面等 新风负荷 夏季Q M ho hR 冬季Q MCp tR to 得热量与冷负荷 得热量 某时刻由室内和房间热源进入房间的热量总和 冷负荷 为维持室温恒定 在某一时刻需要从室内除去的热量 以对流传递的显热和潜热 空气 瞬时冷负荷以辐射传递的显热得热 围护结构和室内物体吸收 加热外表面 空气 延时冷负荷制冷系统冷负荷逐时叠加取最大 同时考虑输送系统等和预留余量 全水系统的组成 热源和冷源管道系统末端装置散热器 暖风机 风机盘管 辐射板暖风机优点 供热量大 占地面积小 启动升温快 缺点 有噪声 空气质量差 舒适度低 适用于工业建筑和少数公用建筑 间歇供暖 不适用于空气不能循环使用 产生易燃易爆气体的场合 散热器 材质有铸铁 寿命长 水量大 热惰性大 钢 承压高 美观 传热好 铝合金 铜等 多用钢制 选择注意热工性能 承压能力 外形尺寸 清除积灰等 明装 沿外墙 外窗布置 楼梯间布置在底层 远离外门 防冻 计算Qb1b2b3b4 KA tm tR tm取进出口平均水温 常用供回水温80 60 b1 b4 片数修正 支管连接方式修正 安装形式修正 流量修正 散热器热水供暖管道系统 散热器 支管连接 图3 6 支管 立管连接 单双管 垂直水平 立管 干管连接 图3 12 总管 立管连接 同程 异程 双管与单管 双管 一供一回 各层流量不同 优点 可单个调节 降低能耗 维修时不影响其他用户使用 缺点 造价高 施工麻烦 单管 一根立管 各层水温不同 造价低 施工快 调节性能差 底层温度低 片数多 可能造成布置困难 不宜超过6层 顺流式 简单 造价低 水力稳定性好 不能单个调节 不利于节能和供暖质量 跨越管式 散热量可调 供暖质量提高 阀门增加阻力和费用 分流管式 热量调节范围大 节能 阀门增加阻力和费用 设计工况 分流管流量为零 图3 8 9 垂直和水平 垂直式 布置方便 便于集中排气 便于调节维修 水平式 便于分户控制调节 施工快 美观 水平式系统应注意设置排气和热补偿设施图3 10 11 高层建筑热水供暖系统 减轻竖向失调底层设备不超压高区间接连接 资用压头大 供水温度高选用 高区用双水箱或单水箱高区用蒸汽作热媒图3 15 16 17 热水供暖系统的作用压头 重力循环作用压头是由于供暖系统中水温 密度不同造成的 单管 一根立管上流量相同 散热器重力循环作用压头相同 双管 进出水温相同 各散热器环路重力循环作用压头不同 机械循环作用压头 水泵 重力单管系统可不考虑重力 其他必须考虑 散热器的小循环作用压头 单管系统旁通 散热器内水温低于跨越管水温导致的密度差产生附加重力作用压头 进流系数 进入散热器的流量与立管流量之比 热水供暖系统的水力计算 等温降法认为水流过垂直式系统各立管时温降相等 且等于系统入口的设计供回水温差 据此计算各立管的流量 不等温降法考虑实际运行时并联管路的阻力损失相等 据此来分配流量 可以消除或减轻水平失调 热水供暖系统的失调与调节 失调 偏离设计要求 竖向失调 上热下冷 水平失调 近热远冷 阻力越大 越不易失调 集中调节 局部调节 个体调节质调节 改变热媒温度 简单 不易失调 能耗高 量调节 改变热媒流量 需配置变频装置 质量流量调节 同时改变热媒温度和流量 节能 初调节和运行调节 间歇调节 热水供暖的优缺点 运行管理简单 维修费用抵 热效率高 节能 可随室外温度变化调节供热量 供暖效果好 室内温度波动小 舒适度高 管道设备腐蚀较轻 寿命长 传热系数和温差低 设备多 管径大 投资高 流量大 输送能耗高 蒸汽作为热媒的特点 输送无需外部动力 密度比水小 不超压 蒸汽换热设备传热温差大 面积比热水系统小 汽化潜热大 凝结水管径小 管道初投资低 表面温度高 散热损失大 压力高 能耗大 维修费用高 需要补水和处理 增加水处理费用 有相变 运行状态和管理复杂 间歇工作 腐蚀严重 寿命短 舒适性差 蒸汽系统专用设备 疏水器 阻汽排水 浮筒式 热动力式 恒温式 孔板式 水封 减压阀 节流减压 活塞式 薄膜式 波纹管式 二次蒸发箱把用汽设备排出的凝结水在较低压力下分离出二次蒸汽 并将其输送到热用户加以利用 安全水封正常工作时将凝结水系统与大气隔绝 超压时排水 排汽 起到安全的作用 辐射供暖 供冷 定义 依靠辐射供暖 供冷 末端设备与围护结构内表面的辐射换热和与室内空气的对流换热 使得围护结构内表面的平均温度高于 低于 房间内空气温度的供暖 供冷 辐射板的形式 整体式 悬挂式 贴附式 按位置 地面式 墙面式 顶棚式 特点 沿高度方向温度均匀 舒适性高 热负荷低 节能 不占面积空间 美观 空气流速低 卫生条件好 热惰性大 室温调节缓慢 维修困难 不适宜要求迅速提高室内温度的间歇供暖系统 辐射供冷应防止结露 无除湿能力 湿空气状态参数 压力Pa含湿量g kgd a相对湿度 湿球温度 干球温度 露点温度 焓kJ kg 送风量和送风参数 全热平衡Ms Qc hR hs 显热平衡Ms Qc s Cp tR ts 湿平衡Ms 1000Mw dR ds 热湿比e Qc Mw 1000 hR hs dR ds kJ kg 确定送风状态 送风温差 tR ts 越大 风量越小 设备管路小 但温湿度分布均匀性和稳定性差 一般为5 10 送风状态点 机器露点 相对湿度90 95 新风量 满足人员对卫生要求所必需的新风量Vp补充房间内燃烧设备燃料燃烧消耗的空气量Vb补充房间内局部排风系统的排风量Vex维持室内正压要求的空气量Vi按换气次数估算 取 Vp Vb 和 Vex Vi 的大值最小新风量 用稀释人体散发的CO2来确定 30m3 h p 定风量全空气空调系统 直流式 全新风 混合式 封闭式 再循环 露点送风 图6 8 再热 图6 13 双凤道 加混合箱 再热式系统 调节性能好 送风温差小 风量大 温度均匀稳定性好 舒适 冷热量抵消 能耗高 适用于负荷差异大 对温湿度控制严格的场所 运行调节 调送风参数 表冷器 只保证温度 不保证湿度 调冷水流量 简单 调节质量高 普遍采用 调风量 混合空气旁通 回风旁通 控制复杂 室外气象包络线 在h d图上 全年可能出现的室外空气状态与饱和线所包围的区域 变风量空调系统VAV 单风道 只提供一种送风参数 双凤道 风机动力箱 诱导器 压力有关型末端 由恒温控制器直接控制风门的开度 送风量随系统静压变化而波动 压力无关型末端 风门角度根据风量的给定值来调节 送风量不随系统静压变化 恒温控制器设定风量给定值 可设定上下限 通常选用压力无关型 风机调节方法 变风机转速 变入口导叶角度 出口风门调节 旁通风量调节 总风量控制 定静压 变静压 总风量 定静压控制 保持风道内静压恒定 风机转速和进口导叶角度根据风道静压控制 变静压控制 风道内静压根据末端机组风门开度来调整 使开度最大的风门接近全开 总风量控制 根据末端机组设定的风量确定总风量 计算出风机转速进行调节 变风量空调系统VAV 单风道VAV系统的优缺点 部分负荷下运行减少风机能耗 可对多个负荷不同的房间或区域进行温度控制 各房间负荷分布不均匀时比定风量经济 房间无人时可停止送风 容易扩建改造 低负荷下新风供应不足 影响气流分布和舒适 噪声比较大 初投资高 控制复杂 稳定性差 风机动力型变风量系统 在VAV末端串联或并联风机 系统是变风量的 送风量是恒定或适宜的 避免了因送风量减少导致气流分布不稳定 温度分布不均的缺点 但其能耗高 噪声大 串联型 送风量恒定 型号比并联型大 噪声大 能耗高 并联型 型号小 噪声小 能耗低 控制复杂 气流分布均匀性不如串联型 风机盘管系统 风机盘管 按结构分 立式 卧式 壁挂式 卡式 按安装方式 明装 暗装 额定工况 按风机盘管的高档风量表示机组规格 入口空气 干球27 湿球19 5 供水温度7 供回水温差5 全水系统 两管制和四管制 两管制 简单 初投资少 无法同时供冷供热 四管制 同时供冷供热 控制方便 管路复杂 初投资高 连接方式 垂直 水平 同程 异程 风机盘管新风系统 划分 按使用功能 分层 多层合用 忌过大 送风方式 直接送到风机盘管吸入端 与风机盘管的送风并联送出 由单独的新风口送出 新风与风机盘管负荷匹配新风承担全部湿负荷和部分显热负荷 风机盘管干工况 承担部分显热负荷 卫生条件好 风盘能耗低 需要两种温度冷水 新风处理到室内空气焓值 风盘承担室内负荷 不一定满足要求 新风承担湿负荷 风盘承担显热负荷 温湿度独立控制 根据室内冷负荷 湿负荷 热湿比确定新风处理状态点 精细 困难 风机盘管的调节和优缺点 运行调节 水量调节 两通 三通 风量调节 电机转速 空气水风机盘管系统优缺点各房间温度可独立调节 节约能源和费用 各房间空气互不串通 避免交叉污染 系统占用建筑空间小 水管小 输送能耗小 末端设备多 维护量大 运行时有噪声 舒适度低 净化 除湿能力比全空气系统弱 诱导器和辐射板 空气水诱导器 一次风经喷嘴高速喷出 产生负压 室内空气通过盘管吸入 冷却后与一次风混合送入室内 优缺点 不消耗风机功率 噪声低 寿命长 制冷能力低 易积灰 阻力大 一次风系统必须运行 空气水辐射板新风系统承担全部湿负荷和部分冷负荷 舒适度高 应用自然冷源 节能 除湿能力差 供冷能力低 成本高 冷剂空调系统的特点 体积小 占地面积小 灵活方便安装简单节能环保输送损失小便于分户计量制冷系数低 过渡季不能全新风寿命短影响外观 污染 多联机系统VRV 分类 变电机转速 变吸气容积 脉冲宽度调节 单变式 全变式 单冷型 热泵型 热回收型 蓄热型 风冷式 水冷式 组成 室内机 室外机