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1、暖通空调系统暖通空调系统教材：教材：采暖通风与空气调节采暖通风与空气调节，何天祺等，重庆大学出版社，何天祺等，重庆大学出版社 暖通空调暖通空调，陆亚俊编，中国建筑工业出版社，陆亚俊编，中国建筑工业出版社 空气调节空气调节，赵容义等，建筑工业出版社，赵容义等，建筑工业出版社第第1 1章章 建筑环境控制与暖通空调建筑环境控制与暖通空调1.1 建筑环境控制的意义与简史建筑环境控制的意义与简史 建筑环控的基本概念建筑环控的基本概念1、建筑：、建筑：由围护结构构成的人类在其中生活与工作由围护结构构成的人类在其中生活与工作场所。场所。2、围护结构、围护结构 墙、顶、屋面、门、窗等构筑物，分为外墙、顶、屋面
2、、门、窗等构筑物，分为外围护结构与内围护结构。围护结构与内围护结构。3、建筑环境：、建筑环境：在自然背景基础上，经人为改造、加工构在自然背景基础上，经人为改造、加工构建的凝聚着自然因素和社会交互作用的一种建的凝聚着自然因素和社会交互作用的一种生存环境生存环境，具体指建筑场内冷、暖、湿度、，具体指建筑场内冷、暖、湿度、空气洁净度、空气流速、声、光等组成。空气洁净度、空气流速、声、光等组成。4、环境作用、环境作用 关于人类的健康、寿命、工作效率、产品关于人类的健康、寿命、工作效率、产品质量、科研进行等质量、科研进行等5、对环境的要求：、对环境的要求：舒适性：温湿度宜人，空气清新，光照柔舒适性：温湿
3、度宜人，空气清新，光照柔和，宁静，舒适。和，宁静，舒适。工艺性：生产与科学实验，工艺性：生产与科学实验，恒温：标准量具生产恒温：标准量具生产；恒湿：纺织；恒湿：纺织；恒温恒湿：合成纤维生产；恒温恒湿：合成纤维生产；洁净：电子工业、生物工程；洁净：电子工业、生物工程；无菌：医药，医疗。无菌：医药，医疗。HAVC定义：控制建筑热湿环境和室内空气定义：控制建筑热湿环境和室内空气品质的技术，保证建筑环境中部分指标要求。品质的技术，保证建筑环境中部分指标要求。图1-1（a）表示对民用建筑室内环境进行控制的基本原理图得热得热：人体、照明、电器、太阳辐射、室内外温差。得湿：得湿：洗涤、晾衣物、烹饪热负荷热负
4、荷：为维持室内温度高于环境温度，向建筑物提供的热量冷负荷冷负荷：为维持室内温度低于环境温度，所排走的热量。湿负荷湿负荷：为维持室内所需要的湿度，所排走的湿量。暖通空调任务暖通空调任务：向室内提供冷量、热量、加湿或减湿，稀释室内的污染物，保证室内具有适宜的冷热舒适条件和良好的空气品质。图1-1（a）控制方案介绍：以热湿环境热湿环境为主要控制对象的系统图1-1（b）表示对工业建筑室内环境进行控制的基本原理图特点特点（与民用建筑比）：空间大，人员密度小，不宜对全车间进行全面温、湿度控制（除一些特殊的生产工艺或热车间）。排风系统排风系统：为排除室内的有害气体，蒸气，固体颗粒等污染物，使室内污染物浓度达
5、到要求所设立的通风系统。图1-1（b）控制方案介绍：以污染物污染物为主要控制对象的系统主要控制室内空气品质，HAVC的发展历程的发展历程社会进步与发展：原始社会进步与发展：原始古代古代近代近代现现代（文明）代（文明）科技进步与发展：庇护所科技进步与发展：庇护所舒适建筑舒适建筑节节能建筑能建筑健康建筑健康建筑可持续（绿色）建可持续（绿色）建筑。筑。伴随伴随（1）原始阶段：洞室、火坑、煽风、原始阶段：洞室、火坑、煽风、天然水利用天然水利用（2）初级阶段：初级阶段：15世纪末世纪末通风机诞生通风机诞生19世纪世纪锅炉、制冷机诞生锅炉、制冷机诞生19世纪后半叶欧美纺织业迅世纪后半叶欧美纺织业迅速发展（
6、工业速发展（工业AC）20世纪初开始形成世纪初开始形成“专专门技术门技术”20世纪世纪20年代氟利昂工质及年代氟利昂工质及压缩机出现压缩机出现应用开始普及到舒适性应用开始普及到舒适性AC（中国约（中国约30年代）年代）两位科技奠基人：两位科技奠基人：（美）多面手工程师克勒谋（美）多面手工程师克勒谋（Cramer）（美）（美）“空调之父空调之父”开利（开利（Carrier）（3）现代暖通空调：）现代暖通空调：20世纪世纪50年代年代高层建筑热高层建筑热20世纪世纪70年代年代节能热节能热20世纪世纪80年代年代新技术革命（第三次浪潮）新技术革命（第三次浪潮）20世纪世纪90年代年代信息革命信息革
7、命HVAC的意义与作用的意义与作用 综上所述，综上所述，HVACHVAC正是人与环境这对矛盾对立正是人与环境这对矛盾对立统一关系历经漫长岁月发展所凝聚而成的一统一关系历经漫长岁月发展所凝聚而成的一种重要的环境与保障技术。种重要的环境与保障技术。1.2 建筑环境控制的基本方法建筑环境控制的基本方法 针对矛盾针对矛盾 对环境质量标准、多样性需求对环境质量标准、多样性需求 来自外界、内部随机、多变因素的干扰来自外界、内部随机、多变因素的干扰 提出相应的技术措施提出相应的技术措施 即：根据即：根据室内环境质量室内环境质量的不同要求，分别应用的不同要求，分别应用供暖供暖、通风通风或或空气调节技术空气调节
8、技术来消除各种干扰，来消除各种干扰，进而在建筑内建立并维持一种具有特定使用功进而在建筑内建立并维持一种具有特定使用功能且按需调控的能且按需调控的“人造环境人造环境”（1）供暖（供暖（Heating）系统组成：系统组成：热源、散热设备、输热管道、热源、散热设备、输热管道、调控构件等。调控构件等。技术职能：技术职能：输入热能至空间，补偿其热损输入热能至空间，补偿其热损失，到达室内温度要求。失，到达室内温度要求。系统分类：系统分类：按系统紧凑程度：按系统紧凑程度：局部供暖、集中供暖局部供暖、集中供暖 按热媒种类：按热媒种类：热水供暖、蒸汽供暖、热风供暖热水供暖、蒸汽供暖、热风供暖 按介质驱动方式：按
9、介质驱动方式：自然循环、机械循环自然循环、机械循环 按输热配管数目：按输热配管数目：单管制、双管制单管制、双管制（2）通风（通风（Ventilation）系统组成：系统组成：通风机、进排或送回口、净化装通风机、进排或送回口、净化装置、风道与调控构件等。置、风道与调控构件等。按工作动力：按工作动力：自然通风、机械通风自然通风、机械通风技术职能：技术职能：通风换气、防暑降温、改善室内通风换气、防暑降温、改善室内环境、防止内外环境污染。环境、防止内外环境污染。系统分类：系统分类：按作用范围：按作用范围：局部通风、全面通风局部通风、全面通风按介质传输方向：按介质传输方向：送风、排风送风、排风按工作性质
10、：按工作性质：一般通风、工业通风、事故通风、消防通风、人防通风一般通风、工业通风、事故通风、消防通风、人防通风（3）空气调节（空气调节（Air Conditioning）系统组成：冷热源、空气输送设备与末端装置、风系统组成：冷热源、空气输送设备与末端装置、风机、水泵、管道、风口、调控构件等。机、水泵、管道、风口、调控构件等。技术职能：依靠经过全面处理并且适宜参数与良好技术职能：依靠经过全面处理并且适宜参数与良好品质的空调介质与受控环境空间进行能量、质量的品质的空调介质与受控环境空间进行能量、质量的传递与交换，实现对室内空气温度、湿度、速度、传递与交换，实现对室内空气温度、湿度、速度、洁净度和其
11、他参数的按需调控。洁净度和其他参数的按需调控。系统分类：系统分类：按系统紧凑程度：按系统紧凑程度：集中式、半集中式、分散式集中式、半集中式、分散式 按介质类型：按介质类型：全空气、空气水、全水、冷剂全空气、空气水、全水、冷剂 按处理空气来源：按处理空气来源：直流式、混合式、封闭循环式直流式、混合式、封闭循环式 空调类型：空调类型：HVAC的应用深入国民经济的各个部门，对促进的应用深入国民经济的各个部门，对促进经济发展、提高人民生活水平起到重要的保证作经济发展、提高人民生活水平起到重要的保证作用，有时甚至是关键性的保证作用。用，有时甚至是关键性的保证作用。1.3 建筑环境控制技术的发展趋势建筑环
12、境控制技术的发展趋势观念的转变观念的转变背景：背景：高新技术应用、信息产业兴起（舒适、健康、安全、高效率）高新技术应用、信息产业兴起（舒适、健康、安全、高效率）智能建筑智能建筑出现；出现；高质量环境要求：舒适、节能、健康、安全、高效率、环保。高质量环境要求：舒适、节能、健康、安全、高效率、环保。舒适建筑舒适建筑 节能建筑节能建筑 健康建筑观念的提出。健康建筑观念的提出。人民在人民在高质量环境需求高质量环境需求与与节能环保节能环保之间寻求最佳平衡之间寻求最佳平衡 可持续可持续（绿色）建筑概念。（绿色）建筑概念。最新最新“绿色建筑绿色建筑”概念正是人们在概念正是人们在高质量环境需求高质量环境需求与
13、与节能、节能、环保之间环保之间寻求最佳平衡。寻求最佳平衡。环控目的：环控目的：为人类享用的为人类享用的“奢侈品奢侈品”创造价值、谋求发展的创造价值、谋求发展的“必需品必需品”。环控功能：环控功能：趋于复杂多样化，趋于复杂多样化，“舒适性舒适性”与与“工艺性工艺性”已紧密交融。已紧密交融。节能观念：节能观念：以降低环境或抑制能量需求来换取节能（不可取）以降低环境或抑制能量需求来换取节能（不可取）应通过综应通过综合资源规划（合资源规划（IRP）方法和能源需求侧管理（）方法和能源需求侧管理（DSM）技术的应用，）技术的应用，提高建筑的能量效率，用有限的资源和最小的能量消费代价获提高建筑的能量效率，用
14、有限的资源和最小的能量消费代价获得最大的社会、经济效率，满足日益增长的环境需求。得最大的社会、经济效率，满足日益增长的环境需求。暖通空调用能形态与能源技术暖通空调用能形态与能源技术提高常规能源（电、化石燃料）利用效率，节能，提高常规能源（电、化石燃料）利用效率，节能，多元化用能，替代能源。多元化用能，替代能源。发展热电联供与总能系统（发展热电联供与总能系统（TES），区域供冷），区域供冷（暖）。（暖）。开发燃料电池、光电池，热泵技术，热回收技术，开发燃料电池、光电池，热泵技术，热回收技术，低能耗供冷技术，贮能（蓄冷）技术。低能耗供冷技术，贮能（蓄冷）技术。空调冷、热源设备空调冷、热源设备机组化
15、、自动化，工质替换，性能提高，效机组化、自动化，工质替换，性能提高，效率提高，热泵化（一体化），风冷化，热回率提高，热泵化（一体化），风冷化，热回收型，蓄冷（热）型收型，蓄冷（热）型 暖通空调设备暖通空调设备 机组化、自动化，工质替换，性能提高，效机组化、自动化，工质替换，性能提高，效率提高，热泵化（一体化），风冷化，热回率提高，热泵化（一体化），风冷化，热回收型，蓄冷（热）型收型，蓄冷（热）型 暖通空调新系统、新技术暖通空调新系统、新技术 由传统方式个性化、集约化、节能化、智能化、绿色化。诸如：热回收、VWV、VAV、VRV、VCS、森林浴 暖通空调自动化暖通空调自动化 背景：微电子、计算机、通讯、网络技术的快速发展。自动化仪表：传统基地式单元式组合组装电子式（功能模块式）直接数字控制（DDC）式总体分散型。自控系统：单回路多回路。常规模拟仪表微型计算机