《暖通空调》PPT课件

1、1 绪论,一、一般含义 1、英文及缩写 Heating Ventilating and Air Condioning 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 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

2、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,1 绪论,3、原理,xe,1.2 HVAC系统、一般组成、原理及分类,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,

3、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,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

4、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,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,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,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

5、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,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,1

6、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,1 绪论,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,1 绪论,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,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

7、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,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

8、制要求。,xe,1.2 HVAC系统一般组成、原理及分类,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,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,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

9、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,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,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

10、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,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,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

11、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,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 ,2 负荷计算,5）确定方法：主要考虑一下方面

12、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,2 负荷计算,一、 供暖负荷组成 1、得热量(Qd)：太阳辐射，人体、照明、设备散热。 2、失热量(Qs)：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=Qs-Qd 注意：得热量不大的民用建筑可以忽略，作为安全余量，则：QQs；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,2 负荷计算,二、 热负荷计算 （一）、

13、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： Q1=Q1J+Q1X 1、基本耗热量计算 （1）计算方法：稳定传热 （2）计算公式：Q1J=KF( tn-tw )a 式中: tn:供暖室内设计（或计算）温度；tw：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,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,2 负荷计算,：温差修正系数，=(tn-tl )/( tn-tw)，tl：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

14、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,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

15、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,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,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

16、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,2 负荷计算,（二）、冷风渗透耗热量 计算公式：Q2=0.278 Cp L w(tn-tw) (W) Cp：空气定压质量比热,kJ/kg.,一般取1.01 w：空气密度,kg/m3 L：渗入室内的冷空气体积流量m3/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=(lL1n) l：房间某朝向可开启门窗

17、缝隙长度,m,xe,2.3 供暖负荷计算,2 负荷计算,L1：每m缝隙渗透的冷空气量m3/h.m,查表获取 n：朝向修正系数，查表获取。 （2）换气次数法：L=NV N：换气次数，V：房间体积m3 居住建筑房间换气次数如下：,xe,2.3 供暖负荷计算,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=(lL0mb) （ l:缝隙长度） L0:单位长度门窗缝隙深入的理论空气量,m3/h.m m：朝向综合修正系数，m=CrCf(n1/b+C)Ch Cr：热压系数； Cf：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

18、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,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2m3/h计算。 3、负荷概算：面积指标法 Q=qsF qs：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,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

19、算； 住宅户门：楼梯间不供暖时，按2m3/h计算。,xe,2.3 供暖负荷计算,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,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：,2 负荷计算,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,2 负荷计算,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,2 负荷计算,（1）材料蓄热能力 越强，冷负荷衰减越

20、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,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.

21、4 空调冷（热）湿负荷,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-tn) K:传热系数，一般由建筑节能计算给出 F：传热面积 tn：空调室内设计（计算）温度 tl.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 （tz=tw+J/w）；,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,2 负荷计算,c、冷负荷计算温度的定义及来源 tl.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 （tzp=twp+J/w） 玻璃窗温差传热形成冷

22、负荷 a、计算公式：CL=KF(tl.t-tn) K:传热系数，一般由建筑节能计算给出 F：传热面积； tn：空调室内设计（计算）温度 tl.t:玻璃窗逐时冷负荷计算温度,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,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： tl.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=qt+q qt：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,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

23、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,2 负荷计算,以夏季7月为代表 日射得热因素：Dj=qt+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Djmax。 对非标准玻璃、不同窗框、遮阳设施，引入综合遮挡系数修正 Cz=CsC i Cs：窗玻璃遮阳系数, Cs=实际玻璃的日射得热量/标准玻璃日射得热量 Ci：窗内遮阳系数,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,2 负荷计算,c、冷负荷计算 CL=CaFCzDjma

24、xCLQ F：窗口面积；Ca：窗有效面积系数 CLQ:冷负荷系数，注意 定义：CLQ=CL/Djmax 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=KF( tl - tn ) tl：邻室计算温度，tl=twp+tl,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,2 负荷计算,twp：夏季空调室外日平均温度。 tl：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) tl 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,2 负荷计算,（2）设备散热

25、形成的冷负荷 电动设备 a 电机工艺设备均在空调区 CL=（1000n1n2n3N/）CLQ b 电机在空调区，工艺设备不在空调区 CL=(1000n1n2n3N(1-/)CLQ c 电机不在空调区，工艺设备在空调区 CL=1000n1n2n3NCLQ 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,2 负荷计算,n1：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。 n2：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。 n3：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

26、-0.9。 CLQ：冷负荷系数，详见附录2-20、21。 注：当空调系统间歇运行时，则，CLQ=1.0。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,2 负荷计算, 电热设备 对于无保温密闭罩的电热设备： CL=1000n1n2n3n4NCLQ n1、n2、n3：含义同前。 n4：考虑排风带走热量的系数，一般取0.5。 电子设备 CL=（1000n1n2n3N/）CLQ n1、n2、n3：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,2 负荷计算,（3）照明设备散热形成的冷负荷 白

27、炽灯（热光源） CL=1000NCLQ N：照明设备功率，KW； CLQ：冷负荷系数 。 荧光灯（冷光源） CL=1000Nn1n2CLQ N：照明设备功率，KW； CLQ：冷负荷系数 ,见附录。 n1: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。 n2：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,2 负荷计算,（4）人体散热形成的冷负荷 人体显热冷负荷 CLx=qsnCLQ qs：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

28、子、女子、儿童）引入的修 正系数，见表2-12 CLQ：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,2 负荷计算, 人体潜热冷负荷 CLq=qln ql: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=CLx+CLq （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,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

29、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=0.278ng10-6 (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,2 负荷计算,四 、新风负荷 Qw=Gw(iw-in ) (kw) Gw:新风量(kg/s)； in、iw：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

30、值的累计。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,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,2 负荷计算,六、负荷概算 1、面积指标法：CL=qsF qs：空调冷负荷概算面积指标，w/m2。

31、 F：建筑面积或空调面积，m2。 2、面积指标 （1）建筑面积指标（w/m2）：总冷负荷/建筑面积 （2）空调面积指标（w/m2）：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,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）

32、内围护结构：计算确定。,xe,2.4 空调冷（热）湿负荷,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,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

33、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,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,3 供暖,关于热媒温度：措施09规定：,xe,3.1

34、热水供暖,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,3 供暖,二、系统组成及原理,xe,3.1 热水供暖,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

35、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,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 m3/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

36、阀。,xe,3.1 热水供暖,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,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,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,3

37、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,3 供暖,下层散热器环路：a-S1-b 自然作用压力： P1=h gh1 -g gh1 =gh1(h -g ) 上散热器环路：a-S2-b 自然作用压力： P2=h gh1+h gh2 -(g gh1+g gh2 ) =P

38、1+ gh2(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,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,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。,x

39、e,3.1 热水供暖,3 供暖,自然作用压力 P =g（h1+h2）(h-g ) 连续性方程计算水温 GL=（Q1+Q2）/（tg-th） = Q2 /（tg-t1） =Q1 /（t1-th）,xe,3.1 热水供暖,3 供暖,3、双管下供下回式系统。,xe,3.1 热水供暖,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,3 供暖,4、水平式,xe,3.1 热水供暖,3 供暖,四、分户

40、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=Aqh 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,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

41、它方法：详见措施09,xe,3.1 热水供暖,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,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

42、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,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,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,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,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

43、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,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,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,3 供暖,立管：靠近散热器，

44、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,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,3 供暖,xe,3.1 热水供暖,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,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

45、）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,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

46、.8MPa。,xe,3.2 散热器及其选型计算,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,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。 （

47、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,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,3 供暖,（2）双面：节省立管，但注意，

48、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,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,3 供暖,3、散热器散热面积计算 A=(Q/K(tm-tn)123 A：散热器计算面积(m2)；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。 tm：散热器热媒平均温度， tm=(tg+th)/2, tg、th：散热器进出口温度 1、2、3：片数、连接方式、安装形

49、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（m2),xe,3.2 散热器及其选型计算,3 供暖,5、关于K （1）实验公式：K=atb=a（tm- tn）b 或：Qr= c tB a、b、c 、 B：实验系数；Qr：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=（40.2m）（40.2m）（2.80.2m） 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,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%时可舍去，

50、大于等于5%时应进位。 （2）单管系统：上游（1/3）、中游（1/3）、下游（1/3）散热器数量计算尾数分别不超过所需散热量的7.5%、5%及2.5%时舍去，反之进位。 （3）铸铁散热器一组片数不宜超过： 粗柱型 20片 细柱型 25片 长翼型 7片,xe,3.2 散热器及其选型计算,3 供暖,7、措施09相关规定 （1）散热器布置 散热器应明装，有防烫伤要求的场合如托儿所、幼儿园、老年公寓等必须安装。 门斗内不得布置散热器 （2）片数组对散热器的长度底层不应超过1500mm（25片），上层不应超过1200mm（20片）；串联接管管径DN25。 （3）计算散热器散热量时，应扣除室内明装管道的散

51、热量。 8、关于暖风机,xe,3.2 散热器及其选型计算,3 供暖,一、 蒸汽作热媒的主要特点 1 、满足用户对热媒参数不同要求。 2 、蒸汽靠相变凝结放热，单位质量凝结放热比热水温差放热大许多倍。 3、 散热器平均热媒温度高，热惰性小。 4、 管道温度高，热损失大。 5 、管道易腐蚀。 6、 凝结水回收困难。 7、输送距离小。 8、其它。,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,二、蒸汽供暖系统的分类 1、 按蒸汽压力不同分 （1）低压蒸汽供暖：压力0.07MPa（表压） （3）真空供暖：压力0.1MPa（绝对压力） 2、按凝结水回收方式不同：重力回水、机械回水 3、按凝水是否通大气：开式系统

52、、闭式系统（高压蒸汽） 4、根据立管根数分：双管系统、单管系统 5、根据供汽干管的位置：上供式、中供式、下供式,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,三、低压蒸汽供暖系统设计要点 1、供汽：达到散热器入口应满足蒸汽压力要求（入口一般预留2kPa压力），散热器蒸汽流量： G=3.6（Q/r）kg/h，Q:散热器热负荷，r：汽化潜热. 2、疏水 （1）排出沿途凝水避免水击，尽可能汽水同向流动，一般供汽干管、散热器支管均设坡度。 （2）凝水管路阻汽排水，主要是设疏水器，蒸汽压力接近大气压力时也可不设。 3、排气：由于蒸汽比空

53、气轻，随意散热器排气位置应在其高度 1/3处。,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,4、水力计算 （1）蒸汽管路：不考虑蒸汽密度的变化平均比摩阻法（限制比摩阻） （2）凝水管路：按热负荷估算（表4-2）。 四、高压蒸汽供暖系统及设计要点 1、蒸汽压力：大于0.07MPa，一般不超过0.4MPa。 2、系统形式：上供下回双管式。 3、凝水回收：余压+机械回水,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,五、 蒸汽供暖系统专用设备 1、疏水器 （1）疏水器种类及原理 （2）疏水器选择计算 （3）疏水器阀组 2 减压阀 （1）减压阀种类 （2）减压阀阀孔截面积算 3

54、 安全阀,xe,3.3 蒸汽供暖系统,3 供暖,一、辐射供暖的定义、特点、与对流供暖的区别 1、定义:依靠供热部件与围护结构内表面及室内固体表面之间的辐射换热向房间供热供暖方式。 2、特点 （1）围护结构内表面及室内固体表面的平均温度高于室内空气温度。 （2）减少了人体向室内固体表面的辐射换热，符合人体的生理特征，热舒适高。 3、与对流供暖的区别 （1）辐射供暖：围护结构内表面温度大于室内空气温度。 （2）对流供暖：围护结构内表面温度小于室内空气温度。,xe,3.4 辐射供暖,3 供暖,xe,3.4 辐射供暖,3 供暖,二、辐射供暖系统 1、热媒：热水、蒸汽、热风、电热、燃气。 2、常用辐射供

55、暖系统 （1）低温热水地板供暖 热媒参数：一般不高60，民用建筑宜采用35-50，温差不大于10。 热负荷：采用对流供暖计算方法，室内计算温度比对流供暖低2，或取对流供暖计算负荷的90-95% 单位地面表面所需散热量：q=Q/F q:地面表面散热量，w；Q：房间所需地面散热量,w; F:敷设加热盘管的地面面积,m2。,xe,3.4 辐射供暖,3 供暖, 地表面平均温度 tPJ=tn+9.28 (q/100)0.969 q:地面表面散热量，w；Q：房间所需地面散热量,w; 地表面平均温度不应高于下表：,xe,3.4 辐射供暖,3 供暖, 地面构造： 面层（15-20m)+豆石混凝土(50mm)+

56、反射+保温(20-40)+楼板 管材：耐热聚乙烯PE- RT、聚丁烯PB、交联聚乙烯PE-X 、铝塑复合管。 布管：分集水器引出，间距100-200，不允许有接头。 温控 水力计算 地面辐射供暖技术规程JGJ142-2004 实例：见CAD图。 3、电热膜、发热电缆供暖 4、燃气红外辐射供暖,xe,3.4 辐射供暖,3 供暖, 地面构造： 面层（15-20m)+豆石混凝土(50mm)+反射+保温(20-40)+楼板 管材：耐热聚乙烯PE- RT、聚丁烯PB、交联聚乙烯PE-X 、铝塑复合管。 布管：分集水器引出，间距100-200，不允许有接头。 水力计算。 地面辐射供暖技术规程JGJ142-

57、2004 实例：见CAD图。 3、电热膜、发热电缆供暖 4、燃气红外辐射供暖,xe,3.4 辐射供暖,4 空调,xe,4.1 空调系统分类,4 空调,xe,4.1 空调系统分类,4 空调,一、按担负室内负荷介质不同分 1、全空气系统 （1）定义：担负室内的介质全部为经过处理的空气。,xe,4.1 空调系统分类,4 空调,（2）特点 风管尺寸大，对层高有要求，一般大于3.9m。 空调房间只有风管和风口，控制噪声容易。 新风可以调节，有利于过度季节节能运行。 除湿功能相对强。 水系统相对简单。 一般需要设空调机房。 （3）适用：是目前广泛应用的形式之一，主要用在大空间场合，如：商场，影剧院、报告厅、大厅等。 （4）典型代表：全空气一次回风系统。,xe,4.1 空调系统分类,4 空调,2、全水系统 （1）定义：担负室内的介质全部为水。,xe,4.1 空调系统分类,4 空调,（2）特点 没有风管，对层高要求低，一般大于3.0m。 空气处理设备布置在空调房间。 水系统相对复杂。 没有新风，室内空气卫生条件差。 （3）适用：主要应用在多房间分割的宾馆、办公、写字楼等，但因没有新风，现在很少使用。 （4）典型代表：风机盘管系统。,xe,4.1 空调系统分类,4 空调,3、空-气水系统 （1）定义：担负室内负荷的介质一部分为水，一部分为经过处理的空气。,xe,4.1 空调系统分类,4