空调工程课件绪论

1.1绪论赫海灵一．空调的世界历史沿革伴随着科技的进步，建筑由初期简单的庇护所逐步发展成舒适性建筑、节能型建筑、健康建筑、可持续性建筑（绿色建筑——在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。）。暖通空调的发展也可分成三个历程：一．空调的世界历史沿革1.早期空调方法通风靠建筑设计获得自然通风。制冷1815年，BOSTON的FredericTudor开始用船向温暖地区运天然冰。1864年业务遍布南美、远东、中国、菲律宾、印度和澳大利亚。采暖室内直接燃烧烧柴的壁炉烧柴和煤的铸铁采暖炉一．空调的世界历史沿革古希腊人的采暖方式采暖与通风的图片一．空调的世界历史沿革2.机械空调出现•1805年蒸汽压缩制冷被提出•1834年做出了蒸汽压缩制冷机械模型•1850年代初做了进一步的蒸汽压缩制冷实验•1867年在圣安东尼奥建成蒸汽锅炉驱动的制冷装置•1890年代中出现最早的电动压缩机•1890年代蒸汽发动机成为制冷和通风(离心风机)的动力一．空调的世界历史沿革1869年D.Holden设计的制冰装置一．空调的世界历史沿革1890年代中期出现的早期蒸汽驱动的风机一．空调的世界历史沿革1890年代早期的电动制冷压缩机1890年代制作成了由风机和喷水室组成的空调系统1900年已经正式使用并制作出机械冷却空气的系统1900年以后热风系统出现，与冷风系统合并1900s美国印刷厂采用风机和喷水室组成的空调系统，应用于工业建筑一．空调的世界历史沿革19世纪末，工业的迅速发展，带动工业空调的迅速发展，空调成为专门技术。20世纪初，美国纽约的一个印刷商发现温度和湿度的变化能够造成纸的变形，从而导致有色墨水失调，所以怎么使车间温度、湿度保持恒定就成为印刷业一个难题。一．空调的世界历史沿革一．空调的世界历史沿革1902年开利(Willis.H.Carrier)在印刷厂首次应用了空调装置；1922年,由开利研制出了第一台离心式冷冻机一．空调的世界历史沿革开利博士－“空调之父”，被美国“时代”杂志评为20世纪最有影响力的100位名人之一。开利的介绍3．现代空调技术高度发展，背景及动因：1）20世纪50年代，高层建筑热2）20世纪70年代，节能热3）20世纪80年代，新技术革命（第三次浪潮）4）20世纪90年代，信息革命正是这些新要求、新技术促使着现代空调的发展！一．空调的世界历史沿革3．现代空调技术高度发展，无处不在：工业建筑：电子、精密仪器、纺织、烟草、音像制品、制药、化工、生物决定了产品质量商用建筑：商场、影剧院、体育设施、写字楼、会议厅、餐饮设施、娱乐设施决定了营业额居住建筑：宾馆客房、住宅、医院病房、幼儿园决定了居住者的健康交通工具：飞机、船舶、火车、地铁、汽车决定了安全与健康特殊用途：手术室、实验室、果菜储藏、温室、宇航、军事、核能决定性因素一．空调的世界历史沿革二、空调在中国的发展历史清代“冰窑”冬季贮冰夏季出售31年上海纺织厂，深井水作冷源的喷水室80年代前采暖通风、工业空调为主85年房间空调器需求量8万台80年代末舒适空调大发展，空调设备总产值约5亿元二、空调在中国的发展现状94年房间空调器产量约270万台95年全国城镇家用空调普及率8.6台/100户，部分地区达到15台/100户96、97年制冷空调设备总产值约1000亿元，比80年代末增长近200倍。(其中大型空调占冷量1/3，家用占2/3。按实际耗电量各占50％。空调器产量850万台。)07年房间空调器产量约5300万台二、空调在中国的发展窗式34%柜式7%分体59%90年代中房间空调器产品的类型构成比例二、空调在中国的发展房间空调器产量居世界第一0200400600800100012345房间空调器需要量(万台)1985199419961998200082706008501000二、空调在中国的发展97年全国城镇家用空调普及率11.6台/100户，其中广州54.9台/100户，上海49.8台/100户，北京35台/100户08年城市居民空调普及率达48.9%0102030405060701234全国平均发达地区每百户拥有量1995199719981999TheCurrentResidentialair-conditioner:1998,BeijingTheCurrentResidentialair-conditioner:2000,BeijingTheCurrentResidentialair-conditioner:2000,BeijingEventhenewresidentialBuilding……...缺点：严重影响建筑外观、每个家庭小型的独立空调，氟利昂作为制冷剂能耗大，维修工作量大，现在的一些高层住宅楼采用中央空调。0102030405060123高校数目(所)19771999199784360二、空调在中国的发展高等教育发展：设置暖通空调专业的院校三、空气调节的定义Air-conditioning开利博士和克勒谋工程师的定义是：①加热或降温，能够调节空气温度②加湿或减湿，能够调节空气湿度③能够使空气具有一定的流动速度④能够使空气具有一定的洁净程度《采暖通风与空气调节术语标准》(GB50155-92)将空气调节定义为：使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数，达到给定要求的技术。四、空气调节的分类与处理参数1．工艺性空调应用场合：工业建筑，医院、实验室、演播室处理参数：温度、湿度、洁净度、风速、压力控制标准表达方式：空调基数＋允许波动范围•精密仪器制造车间要求：温度200.1℃，相对湿度505％；•超大规模集成电路生产车间：洁净度标准为M1级(直径0.1m的尘粒个数350粒/m3)•合成纤维生产车间要求：相对湿度552％四、空气调节的分类与处理参数1．工艺性空调特点a.精度高难，对测量和控制设备及控制算法要求高b.参数少易，多数仅对一两个参数有高要求四、空气调节的分类与处理参数2．舒适性空调应用场合：商用建筑，民用建筑处理参数：温度、湿度、风速(平均值、脉动频率、脉动幅度)、空气质量(新鲜度、气味、洁净度、VOC浓度、负离子含量)、平均辐射温度、噪声、压力等。四、空气调节的分类与处理参数2．舒适性空调控制标准表达方式：空调基数例如五星级宾馆客房标准为：温度23~25℃，相对湿度50~60％，风速0.25m/s，新风量100m3/h，含尘量0.15mg/m3，噪声30dB特点：参数多难，参数间相关关系对人体感觉的影响复杂，新因素存在未知影响精度低易，人体有一定的容忍度五、空气调节系统的组成典型的空调系统由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统、空调自动控制和调节装置1空调冷热源a空调冷源b空调热源五、空气调节系统的组成典型的空调系统由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统、空调自动控制和调节装置2空气处理设备五、空气调节系统的组成典型的空调系统由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统、空调自动控制和调节装置3空调风系统a送风系统b排风系统五、空气调节系统的组成典型的空调系统由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统、空调自动控制和调节装置4空调水系统a作用b组成c分类五、空气调节系统的组成典型的空调系统由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统、空调自动控制和调节装置5空调自动控制和调节装置六．存在的问题和前沿研究的焦点1.存在的问题(1)高能耗，建筑能耗占社会总能耗40％以上•中国：目前40%（含采暖）。家用空调器新增装机容量占全国发电总装机容量增加的25％。全国电力增容1500万kW，空调峰值容量1400万kW。•日本：30％•美国：35％我国建筑能耗状况商用建筑中央空调用电占城市用电量•广东省：40％•上海：31.1％•重庆：23％采暖空调系统能耗一般占整个建筑能耗40~60％我国办公楼建筑的一次能源消耗比例空调采暖47.2%照明32.3%电梯、卫生20.5%上海市公共建筑的一次能源消耗比例%空调照明热水动力与其他宾馆46.113.5319.4商场40.533.710.715.2办公楼49.733.32.717医院30.313.941.814日本办公楼建筑的一次能源消耗比例空调48%电梯、卫生设施33%照明、室内配电19%空调采暖47.2%照明32.3%电梯、卫生20.5%中国空调48%电梯、卫生设施33%照明、室内配电19%日本我国住宅建筑的能耗空调采暖65%热水15%电视照明14%厨房饮食6%六．存在的问题和前沿研究的焦点(2)都市环境污染空调排热造成的城市热岛效应空调室外设备产生的噪声污染室外设备设置不当造成的视觉污染地球温室效应(CO2排放)臭氧层被破坏(CFC物质)(3)病态建筑综合症：建筑的非天然环境影响居住者健康封闭空间新风不足；封闭空间VOC挥发性有机物及致病微生物排除不良稳态的室内热湿环境使人体调节功能退化六．存在的问题和前沿研究的焦点微生物积聚的空气冷却器六．存在的问题和前沿研究的焦点2.研究焦点环境保护与可持续发展能量与资源的合理利用新能源的应用环境控制与建筑设计的紧密结合舒适＋健康什么是影响人体健康的关键因素如何实现回归自然、以人为本的建筑环境？六．存在的问题和前沿研究的焦点照明改进风机、水泵新风优化控制围护结构改进热回收、被动式系统5~10%10~15%10~15%10~15%5~15%办公楼建筑的节能途径(节能30~50%)六．存在的问题和前沿研究的焦点2.研究焦点高技术的应用CFD模拟研究室内外的场，数字和信息技术应用与智能建筑本学科难点：人类与自然的非机械特点要求扩充社会学、生理学、心理学、建筑学等知识。很多基本问题仍未得到很好地解释和探讨。七.关于本课程1．专业课有什么不同于以往基础课的特点？说明本专业所研究的问题和主要手段、设备，建立专业的概念，而不是一门专门的理论。培养运用以往学习的基础课的理论知识分析解决本专业问题的能力，而不是再教一套理论。涉及的基础理论知识范围极广，非一两本教材可涵盖。要求对以往学习的理论知识融会贯通，灵活运用。考试：闭卷考试，考察理解和融会贯通的程度、分析问题的能力。空气调节，建工出版社学术杂志：暖通空调李娥飞：暖通空调设计通病分析手册，建工出版社现代建筑空调技术丛书(多册)，建工出版社钱以明：高层建筑空调，建工出版社图书馆可以找到的关于HVAC&R的英文专著八.参考文献