空调建筑热工要求

1  建筑围护结构的一些热工特性

玻璃的吸收率主要取决于Fe2O3的含量；

长波辐射（低于120℃）不能穿透玻璃；

从空气中进入透光材料时，折射率总是大于1；

遮阳系数SC的定义，可能为1或大于1；总遮阳系数＝分遮阳系数相乘；

Low-e 膜的作用：减少辐射传热，而不是减少SC，双层玻璃之间。

2  工艺性空调的建筑热工要求

“暖通设计规范”：与恒温精度有关，与地区无关，有热惰性D要求；比公建节能标准低。

3  舒适性空调的建筑热工要求

应满足公共建筑与居住建筑的节能设计规范要求。注意点：         

热工要求与气候区、体型系数、窗墙比有关；

窗的遮阳系数限值包括了外遮阳系数；

不满足限值要求时，可以采用权衡法判断，参照建筑的概念；

外窗和玻璃幕墙的气密性的要求：外窗4级和玻璃幕墙：3级。

4  全国性与地方性规范的差异问题

例如全国和北京市的公共建筑节能设计规范明显不同。从严原则，从新原则。

空调舒适性与设计参数选择

1  空调舒适性影响因素

人体的冷热感与温度、湿度、风速、内表面温度、活动量、衣着、年龄、性别、身体状况等因素有关；湿度的影响与温度有关。

2  空调舒适性的评价方法

热舒适性指标：

PMV ：预计平均热感觉指数，7级：＋3～－3；

PPD ：预期不满意百分率；

PMV=0 相当于PPD＝5％；

规范要求：PMV=±1（PPD≯27％），±0.5（10％）

3  空调室内设计参数的确定

工艺性空调：按工艺需求确定；

舒适性空调：（暖通设计规范、公建节能设计规范、建筑节能规定）

夏季：22～28℃，40～65％；25℃，设定值不低于26℃。

冬季：18～24℃，30～60％；20℃

办公新风量：30m ³ /（h.人）

综合考虑：投资、能耗、环保、舒适、健康，对于无人员长期停留的情况。

防止设计参数过高！舒适＝健康？高参数要求＝高档次？

确定房间新风量的因素：人员需要、补充排风、正压要求、稀释污染溶度；

确定房间新风量的方法：这些风量相加？

确定全空气空调系统新风比的方法: Y=X/(1+X-Z)，三者关系？

办公楼排风与新风的关系？

2.4  空调室外计算参数：

空调室外干球温度、湿球温度、日平均温度、度日数。

焓湿图与空气处理过程

1  基本公式应记牢，适用条件、参数单位

h=1.01t+d(2500+1.84t) ，（kJ/kg干空气），d的单位：kg/ kg干空气，应用，基点：0℃；热湿比：（kJ/ kg）。

2  焓湿图的特点

注意焓湿图的大气压，不同大气压处理过程的区别；

相同干球温度和相对湿度，压力减小：露点温度相同，d增大；

平行线：等温线不平行、等焓线和等d线平行；

任意两个参数能确定状态点吗？湿球温度和焓不相交，因此是例外；

干球温度、湿球温度、露点温度的相对关系；tg低于0 ℃时存在ts?

直接蒸发冷却空调能够使送风温度低于湿球温度吗？露点温度？

3  热湿处理过程

牢记主要处理过程变化和热湿比值：表冷器冷却、转轮除湿机、循环水喷雾加湿（低温水喷淋过程）、蒸汽加湿、加热器。

处理过程一定是直线吗？

混合计算：图解法和计算法；饱和线上的两点混合？

露点和机器露点的区别；

 

4  主要加湿方法与特点

湿膜加湿

电极式加湿 (水位控制加湿量，不能用纯净水）

电热式加湿(用软化水）

超声波加湿(用软化水）

喷水加湿

干蒸汽加湿

5  主要除湿方法与特点

加热除湿：对温度没有要求的情况；

冷冻除湿: 适用于露点温度>4℃；

转轮除湿: 露点较低，再生温度: 120～140℃；

溶液除湿: 除湿量大, 露点较低，单一过程处理，氯化钙、氯化锂、溴化锂、三甘醇等，再生温度50～60℃。

空调负荷与计算

1  基本概念

得热量与冷负荷的关系、室温恒定除去热量；空调负荷与能耗关系；

2  空调区得热量组成

围护结构传热、外窗的太阳辐射热、人体散热量、照明散热量、设备管道散热、渗透空气带入的热量、散湿过程的潜热量。(稳定负荷)

3   空调系统冷负荷的影响因素

建筑形状、围护结构热工状况、室内发热量、系统方案、运行方式。

4  空调湿负荷组成

人体散湿量、渗透空气带入的湿量、化学反应散湿量、湿表面散湿量。

5  房间负荷与系统负荷

附加冷负荷：管道温升、风机温升、新风负荷；

空调负荷与空调方式有关吗？

安全系数问题？

多个房间空调系统负荷的计算方法：各房间最大负荷相加or综合逐时负荷最大值？

6  空调冷负荷计算

施工图空调冷负荷应逐项逐时计算；

谐波反应法和冷负荷系数法（传递函数法）；

考虑室内设备的同时使用系数、设备的功率因数、人员的群集系数

间歇运行应考虑间歇附加；

计算时刻t和作用时刻t-ε的区别;

围护结构传热量计算时的室外计算温度：

外窗：室外逐时温度：

外墙和屋顶：室外逐时综合温度；

与非空调邻室的隔墙楼板：邻室平均温度

地面冷负荷计算：舒适性空调的地面传热冷负荷可以不算；工艺性空调计算2m以内； (洁净室www.iwuchen.com)

邻室温差大于3℃时，应计算隔墙和楼板传热冷负荷。

7  空调热负荷计算

与采暖计算方法相同，但冬季室内计算温度应采用冬季空调计算温度；

人员散湿量对热负荷的影响不考虑，计算新风加湿量时应考虑；

8  送风量计算：图解法和计算法；

空调方案比较与选择

1  主要空调方案

 
2  空调方案评价指标：可行性

经济性：一次投资＋运行费用（全面、包括运行管理）

能耗：运行能耗＋生产能耗

调节性、可操作性、可靠性；

环保性：制冷剂、温室效应、污染排放；

资源消耗、美观性、安全性、舒适性、抓住主要因素。

3  空调方案比较的一些问题

设计方案优选十分重要，不能轻视；

没有最好，只有最合适，任何方案都不可能是通用最佳的，都有一定的适用条件，具体问题具体分析；

应综合比较，多参数和生命周期评价；

既要采用新技术、又要防止盲目“追新”；

空调冷机的安装功率与实际能耗是不同的；

空调系统不是越复杂越好、越贵越高档；

4  一次回风与二次回风的适用条件

二次回风：送风温差小、湿度要求较高，二次再热量较大的情况；

5  变风量空调系统的特点：比CAV节能、投资高、新风量调节困难、噪声较大、温控精度不高；

6  水环热泵空调系统

冬季采暖地区、内区较大且有稳定的余热，噪声较大。

暖通设计规范的水温规定：15～35℃（规范与节能技术措施规定矛盾）。

7  溶液除湿空调系统：适合有余热利用的场合、干燥气候区，不适合间歇运行；

8  风冷和水冷谁更节能？

水冷方式通常更节能？应具体分析，在相同气候条件下水冷的冷水机组效率高于风冷。

9  风机盘管＋新风系统：一次投资较低，通常比CAV和VAV系统节能，房间可单独控温，但存在漏水的隐患。

气流组织设计

1  气流组织设计应考虑的因素

温湿度参数要求、允许风速、噪声标准、空气品质、ADPI要求、室内温度梯度、建筑物的特点（高度）、设备散热情况、工艺设备布置情况、舒适性等；

2  送风方式及送风口选型规定

一般情况：百叶风口侧送；有吊顶：散流器；要求高：孔板送风；高大空间：喷口送风、地板送风：分层空调（10m+10000m3)；低温送风口：比露点高1～2 ℃。

3  送风温差和换气次数的规定 (舒适与节能的矛盾）

舒适性空调：通过冷负荷计算确定; 送风温差尽可能大！

送风高度<=5m, 送风温差：5～10℃；

送风高度>5m, 送风温差：10～15℃；

换气次数不宜小于5次／h（高大空间除外）

工艺性空调：按温控精度确定送风温差和换气次数。

4  基本概念

空调送风不等温射流，等温射流的阿基米德数＝0，

阿基米德数表示射流的弯曲程度；

5  送风射流计算：侧送风射流射程X>A－0.5m，

6  地板下送风的特点：减少空调负荷，但送风温差减少，风机能耗增加。

7  变风量末端调节最小送风量：应考虑最小新风量，最小换气次数；

空调水系统

1  水泵备份的规定：严寒或寒冷地区，不超过3台时，宜设置备份。

2  两管制与四管制的适用条件尽可能不用四管制。

四管制: 全年运行中供冷供热频繁切换或同时使用。

3  一次泵的台数应与冷水机组台数对应

4  冬夏季循环泵兼用问题： 不宜兼用 ！

5  定压方式、定压点压力规定：宜膨胀水箱定压；系统最高点压力高于大气压5KPa，如果膨胀管直接接到循环水泵入口，应附加最高点到水泵入口的流动阻力。否则流动后可能会出现倒空。

6  补水点压力：比静压高3～5m；

7  变频定压方式是否节能？

一次泵和二次泵：二次泵不一定比一次泵节能；

8  空调冷凝水管的规定：水封、坡度、管材、接口、保温。（支管0.01,干管,0.003)

9  系统调节

变频调节的节能原理：流量减少，水压减少。

带电动阀温控的风机盘管，不变频的情况下，水系统节能不显著。

10  水泵多台并联运行问题：是否衰减？单台运行问题。

空调设备性能、选择和相关标准

1  空调设备性能与影响因素

了解空调设备的额定工作状态、非额定工况的性能变化；

2  空调设备、冷热源选择

空调冷热源选择原则：综合季节能效比最高！综合部分负荷性能系数IPLV，季节能效比SEER，吸收式制冷的一次能耗通常大于电制冷；

冰蓄冷通常不节能，但有助于移峰填谷，是否省钱要看峰谷电价差；

区域供冷的综合COP通常比分散式空调系统低；

冷机的COP与空调系统COP是不同的；

变频调节在很低负荷率的情况下不一定节能；

风机盘管的额定工况是高速档参数，选型通常按中速档参数选；

吸收制冷机部分负荷效率比额定工况高。

表冷器湿工况的阻力增加。析湿系数＝Q总／Q显 , >=1

喷水室的饱和效率；喷头方向；

3  相关节能标准

空调器、冷水机组等能效比均有要求，1～5级。3级以上为节能型；

设备标准不分压缩机类型，低于公建节能设计规范；

空调节能

1  空调节能途径

建筑热工：围护结构隔热、内外遮阳、体型系数、窗墙比；

空调设计：空调室内参数确定；系统方案优选；负荷和水力准确计算；设备配置；设备能效比；变频调节；免费冷源利用（蒸发冷却、冷却塔供冷、新风供冷）；气流组织设计（分区、分层）；风管和水管的合理布置；热泵利用；新风量控制；排风热回收；冷水机组热回收。

运行管理：间歇运行、变频调节、设备清洗。

2  空调能耗计算

计算方法：模拟计算法（DEST，DOE－2，Energy-plus,HASP)、满负荷运行时间法、负荷频率表法。模拟计算准确性的影响因素。

3  排风热回收条件和效率要求

设置要求；显热和全热热回收的效率不低于60％；

3000m ³ /h, 4000m ³ /h,8  ℃;应设置旁通管；

注意热回收效率的什么效率：显热或全热？排风或新风？目前是按新风和排风流量相同、没有冷凝过程来计算和测试的。没有说明都是新风热回收效率；

冬季防冻问题，结露问题。

热回收效益还与使用时间有关。

5  设计送风温差的规定: 尽可能加大，<=5m， >=5℃，>5m， >=10℃

6  分层空调的规定：>=10m， >＝10000m ³

7  风机盘管新风接法：供冷性能、能耗、空气品质、新风量；

8  吊顶直接回风的规定:  顶层、发热大、吊顶高。集灰问题。

8  风机单位风量耗功率要求，900Pa，包括新风系统？应标注全压和最低总效率。

9  水系统的输送能效比要求；扬程：36m；

10  如何减少风机、水泵的能耗？设备效率、管道布置、尺寸与水力计算、阀门设置与选型、过滤器。

11  可以采用电锅炉和电热水器的条件。采用可再生能源发电的地区？

12  冷热源设备的能效要求：公建节能标准和设备标准，按最高取；

13  综合部分负荷性能系数IPLV（水冷电制冷冷水机组）：2.3%A+41.5%B+46.1%C+10.1%D

14  空气源热泵冷水机组适用条件：冬季性能系数低于1.8不能用。

15  新风节能调控问题：控制参数：新风免费供冷：控制焓值；人员需求控制：CO2溶度；

16  空调风管不应采用土建风管:  保温和漏风问题、卫生、阻力→节能问题；

17  新风系统和新风口的设置: 节能、安全、投资、管道布置、噪声。

空调消声减振问题

噪声评价指标和标准: 声压测量，A声级与 NR的关系 ：La=NR+5 (dB)，

消声途径:

源头控制最有效：选择低噪声设备、风机水泵的隔声隔振；

风机在低效状态的噪声增加；在风压和风量相同的情况下，轴流风机的噪声通常高于离心风机。

消声器选择

风机水泵的噪声主要是低频噪声；

阻性: 高频噪声；抗性:  低频和中低频噪声；微穿孔板消声器：共振型：

消声计算:风机噪声计算、气流噪声、自然衰减；不同频率是不同的！

多个噪声源的噪声叠加计算；从大到小逐个叠加；相同噪声源的迭加＝单个Lw+3 dB；

直风管：V<5m/s可不计算再生噪声；V>8m/s可不计算自然衰减；

隔振

n>1500r/min 采用橡胶隔振垫，否则采用弹簧减振器。

设备运转频率应比减振器垂直方向的固有频率应比高2.5倍以上，宜4～5倍。

空调消声隔振设计原则

机房布置、设备选择、风管布置、风速控制、

设置消声设备、隔振减振措施等。

空调风管的风速选择：规范与教材和设计手册不同！

空调监测和控制问题

自动控制系统功能：检测、显示、调控、工况转换、自动保护、计量；

设置集中监控系统的条件：规模大台数多、距离远、节能调控、保护

温度、压力、流量传感器的量程范围温度：1.2~1.5倍，压力和流量1.2~1.3倍。

阀门选择的原则：水两通阀：等百分比特性，水三通：抛物线或线性；蒸汽两通阀与压力损失比有关：小于0.6用等百分比，否则用线性的。

开关阀不能采用调节阀；

易燃易爆环境应采用气动阀；

变风量末端选择：压力相关型用于定静压系统。

自动保护：电加热器与风机联锁，设置无风断电和超温断电保护，金属风管应接地。

空调防火设计问题

1  系统设置规定

“高规”：空调系统横向应按防火分区设置，竖向不宜超过5层，垂直风管应设置在管井内。新风和排风管道竖向超过5层的条件：排风管设止回且各层设置自动喷水灭火系统。

“建规”：空调系统横向宜按防火分区设置，竖向不宜超过5层，设置止回阀或防火阀的管道可以例外。垂直风管应设置在管井内。

2  防火阀设置规定（“建规”和“高规”）

穿越防火分区处；

穿越空调机房、重要房间和火灾危险大房间的隔墙和楼板处；

（防火分隔处）变形缝两侧；

垂直风管和水平风管的交接处的水平管段上；

3  管道保温材料防火要求

“高规”：

空调风管应采用不燃材料制作：腐蚀性介质风管、软接头可采用难燃材料；

风管和设备保温材料、消声材料、粘结剂应采用不燃材料或难燃材料；

防火墙和变形缝两侧2m内的风管和电加热器前后0.8m的风管、穿过有火源或容易着火房间的风管应采用不燃材料保温。

“建规” ：

空调风管应采用不燃材料制作：例外：腐蚀性介质风管、软接头可采用难燃材料，大空间、设置防烟防火阀的风管可采用烟密度小于等于25的难燃材料风管和设备保温材料、消声材料、粘结剂宜采用不燃材料，可用烟密度小于等于50的难燃材料；

防火阀两侧2m内的风管、电加热器前后0.8m的风管、穿过有火源或容易着火房间的风管应采用不燃材料保温。

4  空调系统与消防排烟系统兼用的问题：不宜兼用!

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