暖通空调设计复习PPT分解

学时安排32学时：理论22学时，上机10学时考试方式闭卷考试评分标准平时成绩：20%上机成绩：30%理论考试：50%一、什么是暖通空调•采暖通风与空气调节•HVAC•Heating、Ventilating&AirConditioning•暖通空调的任务是什么？•维持一种室内环境，使其满足•1、人的舒适与健康•2、工业产品质量•3、提高劳动效率•内容：•采暖、通风、空气调节1、采暖（Heating）——又称供暖•定义：按需要给建筑物供给热能，保证室内温度按人们要求持续在高于外界环境。•分类：分散式、集中式2、通风（Ventilating）•定义：向房间送入，或由房间排出空气的过程。•目的：利用室外空气（称新鲜空气或新风）来置换建筑物内的空气（称室内空气）•功能：①提供人呼吸需要的氧气；②稀释室内污染物或气味；③排除工艺过程产生的污染物；④除去室内多余的热量（余热）和湿量（余湿）；⑤提供燃烧设备所需氧气。3、空气调节（AirConditioning）——简称空调暖通空调系统的分类1、按对建筑环境控制功能分类。•（1）热湿环境为主要控制对象的系统•（2）以污染物为主要控制对象的系统2、按承担热负荷，冷负荷和湿负荷的介质分类全水系统、全空气系统、空气－水系统、冷剂系统。第一章热湿环境一、热湿环境的构成•空气温度t、相对湿度、速度v、平均辐射温度tr、人体着衣热阻和代谢率。代谢热=对外做功+蒸发散热+对流散热+辐射散热+身体蓄热量SCERWMrtkjnjnjtF1)(平均辐射温度:一个假想的等温围合面的表面温度，它与人体间的辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体间的辐射热交换量。=各影响因素对人体的作用在一定的气温下，相对湿度越大，人体通过蒸发的散热量就越少，越容易感到闷热，反之通过蒸发的散热量越大，人体就会感到凉爽；在一定的相对湿度下，气温越高通过对流的散热量越少，人体感觉热，反之人体感觉冷。当气温高一点湿度低一点的热环境和气温低一点湿度高一点热环境可以对人体有相同的热作用效果。显然，组成热环境的各影响因素的不同组合，热环境对人体可以有不同的作用效果，但也可以有相同的作用效果。从暖通空调的角度来看，不同的组合暖通空调系统的能耗一般是不同的。因此，采用什么样的暖通空调方式、参数组合才能使人体更舒适、暖通空调系统更易于实现、更节能成为热湿环境在暖通空调领域的应用研究的主要课题之一。PMV、SET含义及作用4、空调系统设计方法cbaedGG2Gmmnn①ⅢⅡ②ⅠHHH0图4.2水泵工作特性图图4.1设备连接图某空调系统选择两台同型号的冷水机组，单台机组供冷量为Q，相应选择两台同型号冷水泵并联运行，单台水泵流量为G，扬程为H，如图所示。旅馆建筑，空调负荷基本上属于全日型的连续负荷。负荷变化范围大，低负荷时，可能低于设计负荷的10％。选择冷水机组时，要求机组能处于高效率下运行。因此，许多工程选择了离心式冷水机组和螺杆式冷水机组大、小匹配方案，充分利用离心机高负荷运行时节能的特点，又发挥了螺杆机低负荷运行时负荷调节的优势。对水泵的节能，根据空调负荷变化的特点，考虑运行调节的灵活性，水泵选型可以选择大、小泵匹配。对于大型空调系统可采用二级泵及变频调速形式。序号类型特征优点缺点2同程式供、回水干管中的水流方向相同，经过每一环路的管路长度相等水量分配和调节较方便；水力平衡性能好需设回程管，管道长度增加；初投资稍高异程式供、回水干管中的水流方向相反，每一环路的管路长度不等不需回程管，管道长度较短，管路简单；初投资稍低水量分配和调节较难；水力平衡较麻烦NoImage空调水系统工艺流程图2、水系统的压力分布a、b、c点，是工程设计中常见的膨胀水箱连接的位置。在某些情况下，也可能将膨胀水箱连接在d点。举例：某空调系统，两台1163kW的冷水机组，两台空调循环水泵并联使用，水泵性能Q=200m3/h，H=32m。由于回水主立管端土建结构不允许设置膨胀水箱，因而，膨胀水箱的膨胀管接至水泵出口端的供水主立管上，见图所示，膨胀水箱水位高出顶层水平干管3m。开一台水泵时，系统运行正常，当两台水泵同时运行时，顶层空调效果不好，什么原因?举例：膨胀水箱的高度，应保证a点不出现负压，即定压点O处的压力应大于水平管段的压降⊿P。当一台水泵时，水量小，水平管段压降△P比较小，即△P3m，有可能是两台泵同时运行时，水量增大，△P增大，当△P3m时，顶层水平回水干管出现负压使得风机盘管的排空气阀不但不能排除空气，反而有可能会吸入空气，使风机盘管内存有空气而影响水流畅通，造成房间空调效果不佳。思考：•某空调水系统总冷负荷3450kW，两台冷水机组，3台同型号、同规格的冷水泵并联，冬、夏合用一套水泵。水泵的性能：Q=320m3/hH=32mN=45kW•管网是按夏季供冷工况的水量设计的，总水量为600m3/h，两台水泵并联同时运行，要冬季供暖时，只需300m3/h水量，开一台水泵，这时水泵电流增加很多，电机面临烧坏的危险。试分析原因。并提出改进措施。分析：•管网是按夏季供冷工况的水量设计的，总水量为600m3/h，两台水泵并联同时运行，要冬季供暖时，只需300m3/h水量，开一台水泵。因而，共用部分的管网阻力大幅度减少，其关系如下：(Q1/Q2)2=△P1/△P2•共用管网部分，当流量减少一半时，压降只为原来的1/4，当水泵开一台不采用阀门调节水量措施时，水量会远远超过300m3/h。所以，水泵功率增大，电流升高。针对这种情况，可以增设一台小泵，流量和扬程均按冬季运行工况选型。思考：•某办公楼，两台螺杆式冷水机组，单台制冷量700kW，在室外气象参数接近设计条件时进行调试，发现冷水机组每运行一段时间后就跳闸停机。首先排除了机器本身的问题。冷却水进口温度为31.8℃，出口温度达39℃，冷却水泵性能：Q=130m3/h、H=20m。另外，建设方反映，在冷水机组购货时，冷凝器的阻力比原设计高20kPa。试分析跳闸停机的原因。分析：•冷却水进口温度为31.8℃符合要求，而出口温度达39℃，这说明冷却水水量偏小，从而造成冷水机组内部水压不足而保护停机。原因可能有以下几个方面：（1）所选的水泵扬程太低。冷却水泵的扬程包括有设备、管道及附件的阻力、冷却塔布水要求压力及冷却塔集水盘水面至布水装置间的高差，后者与设备因素有关，一般容易疏忽；另外，建设方反映，在冷水机组购货时，冷凝器的阻力比原设计高20kPa，可能冷却水泵的扬程未进行修改。在工程建设中，设计产品的更改是常见的事，设计人员应经常关注，以免设备定货与设计选型不符而造成经济损失。（2）冷却水管道里的杂质太多，导致过滤器堵塞。这种情况平时要注意保养，多清理管道过滤器，对循环水进行处理即可。案例分析1•某宾馆卡拉OK包厢，面积为36m2，空调送风量为2040m3/h，送入新风量为600m3/h，使用中发现空气质量不好，烟雾弥漫，人感觉不舒服。试分析可能的原因。•该包厢可能未设排风装置，包厢在使用过程中，一般门是关闭的，虽然设计有新风系统，但新风难以送入，起不到作用。对于卡拉OK包厢、小餐厅等类型房间，应根据工程特点和使用要求，除设计新风系统外，还应设计排风装置。案例分析2•某医院中心化验室，为低速单风道集中空调，各化验室中使用不同的药品，如硫酸、甲醇、乙醚等。其排风全部由吊顶入口排走，结果室内换气效果不好，这些药品的气味刺入眼鼻。•吸风口均设在吊顶上，下部无吸风口，使得溶剂蒸发出的相对密度大于空气的气体不能排走，而积存在地板附近，使室内有害气体浓度增加。•相对密度大于空气的气体，排风口应上、下部都设。案例分析3•某饭店空调系统的室外新风口与厨房的排气口距离相近，进风口设在排气口的下风向，结果导致饭店的会议厅有厨房的味道。•新风口应设在空气比较洁净的地方，并宜设在排风的上风侧，且应比排风口低。在民用建筑中，应尽量避免进风口与排风口设在同一方向。第五章采暖与通风除尘系统设计方法散热器的计算例题某房间设计热负荷为1600W，室内安装M-132型散热器，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台板高度为100mm。供暖系统为双管上供式。设计供、回水温度为95℃/70℃，室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出，计算散热面积时，不考虑管道向室内散热的影响。求散热器的面积及片数。【解】已知：Q＝1600W，tpj＝（95+70）/2＝82.5℃tn＝18℃，△t＝tpj－tn＝64.5℃对M-132型散热器，查表K=2.426△t0.286=2.426×64.50.286=7.99W/m2.℃。修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定β1＝1.0；散热器连接形式修正系数，查表，β2＝1.0；散热器安装形式修正系数，β3＝1.02；2321m17.302.10.10.15.6499.71600'tKQF查表，M-132型散热器每片的散热面积为0.24m2，因此计算片数n’为:片片132.1324.0/17.3/''fFn当散热器片数为11～20片时，查表得，β1＝1.05，因此，实际所需散热器面积为：21m33.305.117.3'FF实际采用片数n为:片88.1324.0/33.3/fFn取整数，应采用M-132型散热器14片。供暖设计的案例分析•1、某医院二层楼，双管系统，干管均走一层吊顶。选择铸铁片式散热器。干管上下连接散热器，如图所示。一二层的散热器管径选择一样。系统运行时，二层的散热器都热，一层的大部分散热器都不热，或热的效果不好。试分析原因。原因：设计时未考虑重力压头的影响，所以一层二层散热器的支管一样。二层散热器的作用压力是重力压头和机械循环压头相加，而一层散热器的作用压力是机械压头和重力压头相减。因此，二层散热器作用压力大，循环水量增加。而一层散热器循环水量减小甚至循环不了。对策：当时因为一层散热器几乎都不热，拆了重新安装，返工太大。只能采取应急和少返工的方法。换了一台大泵。水量和扬程都大了，一层散热器热了，但二层散热器过热了。这样改法，运行电耗增加。类似工程，可以采用单管系统。效果很好。•2、住宅小区大面积暖气不热，室温普遍达不到要求。•原因：从设计角度看，常见的有以下两种。•锅炉容量选小了。表现在运行后锅炉升温十分困难。一般火炉水温由15℃开始烧，如经过两个小时，供回水温度还达不到60~70℃和40~50℃，而且延长烧火时间仍然上不去，就表明锅炉容量小了。•循环水泵容量选小了。主要表现在锅炉的供水温度比较正常，但回水温度明显低于设计值，形成供回水温差过大的现象。表明水泵偏小。热量不能正常运输。•对策：•及时了解住宅小区总的供暖总面积，以及锅炉的容量，进行核算。有条件的可以增加锅炉台数。•提高水泵转速或者改换大泵。•5、整栋楼多组散热器无规律性不热。有时出现今天这组散热器不热，明天那组散热器不热，而过几天这组又热了等现象。•原因：这往往是由于开始给供暖系统充水时压力过高，水流速度太快,而阀门又未全部开启，使系统内的空气不能够及时排除，造成部分管道或散热器内仍然留有部分空气，导致水流不能畅通，形成气塞。•对策：•要彻底解决这一问题，应该将全楼的水全部泄空，重新上水。上水之前务必将全楼的最高点的放气阀和散热器上的放气阀全部打开，充水时每个集气罐处应有专门的人负责排除空气。•注意，上水时，对上供下回式系统，从回水干管上水；下供上回式系统，从供水干管上水；下供下回式系统，从回水干管上水。•采暖系统运行前，管道、散热器等都是空的，必须对其进行充水。首先是水的软化、除氧，储备在软水箱内。然后先用补水泵向系统充水。待最高点放气阀排出水后，关闭放气阀，当达到补水定压压力时，打开供水管阀门，同时开启循环泵，使系统内的气体进一步排除。•6、某工程膨胀水箱的膨胀管和循环管与干管的连接如图，系统热效果不好，供水温度正常，但室温低。试分析原因。•原因：有相当不一部分水量经膨胀水箱的膨胀管和