同济暖通空调工程设计方法与系统分析
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S<0: 体温降低，人体颤抖； 34℃时，停止颤抖； 28℃时，呼吸停止，人死亡。
M W R E C S
人体感到舒适的必要条件： S = 0（不冷不热） 人体感到舒适的充分条件： 人体按正常比例散热
人体正常的散热比例：
对流散热/总散热 25～30%
辐射散热/总散热 45～50%
呼吸、无感觉蒸 发散热/总散热
25～30%
各影响因素对人体的作用是紧密相关的。 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。
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（Air Conditioning）——简称空调
空调技术需要涉及以下主要内容：
1. 特定空间内、外干扰量的确定与计算 2. 空气的处理方法与装置的选择 3. 空调系统形式的确定与设计 4. 气流组织设计与风口选择 5. 空气的净化处理 6. 空调系统的消声、隔振、测试与调整
人体代谢 人体对外 人体与环境 产热量 作功 辐射换热
活动强度M、着衣量Icl tr
呼吸和皮 呼吸及人体 人体蓄 肤表面蒸 与环境对流 热量
发散热 换热
ｔ、v
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。
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
们要求持续在高于外界环境。
是人类最早期开始使用的室内温度指标控制手段。 分类：
分散式：热源与散热设备在一处，火坑、火炉、火
墙、 火地。
集中式：热源与散热设备分开，目前的楼房中。
采暖系统的影响：舒适感（温度），卫生、美观、
能量的有效利用。
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
绪论
一、什么是暖通空调 采暖通风与空气调节 HVAC Heating、Ventilating &Air Conditioning
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
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
空调的基本方法和系统组成
空调的基本方法：以空气为介质，使送风参数不 同来达到控制特定空间内空气参数的目的。
典型空调系统主要由四部分组成： 1. 被调对象 2. 空气处理设备 3. 空气输送设备 4. 空气分配设备
空调的系统组成
二、暖通空调系统的分类
1、按对建筑环境控制功能分类。
分两大类 （1）热湿环境为主要控制对象的系统——主要控制
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。
k
tr
(Fnj t nj )
j1
=
热平衡方程：
代谢热=蒸发散热+对流散热+辐射散热+对外做功+身体蓄热量
M W R E C S
人体代谢 人体对外 人体与环境 产热量 作功 辐射换热
活动强度M、着衣量Icl tr
呼吸和皮 呼吸及人体 人体蓄 肤表面蒸 与环境对流 热量
冷却水循环泵
热水循环泵
中央空调系统示意图
烟囱
1-1 热湿环境的构成及对人体的作用
一、热湿环境的构成
人体与外界的热交换
显热交换
人体对流热交换 呼吸对流热交换 辐射热交换
潜热交换
皮肤表面蒸发放热 呼吸蒸发放热
热平衡方程：
代谢热=蒸发散热+对流散热+辐射散热+对外做功+身体蓄热量
M W R E C S
较窄的范围内。
Hot
Cold
M W R E C S
自动散热调节方式 血管扩张，增加流向皮肤层的血流，提高表皮
温度 出汗 自动御寒调节方式 血管收缩，减少流向皮肤层的血流，降低表皮
温度 通过冷颤增加代谢率
蓄热量不同时的生理现象
M W R E C S
S>0： 体温升高， 40℃时，出汗停止； 43.5 ℃时，呼吸停止，人死亡。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。
制冷机循环示意图
冷剂空调系统示意图
冷剂空调系统示意图
排风扇 送风口
送风管
消声器
烟气
空
18°C
调
机
房
回风口 25°C
空调房间 24°C
新风 空调机
热湿空气 冷却塔
冷凝水管
制冷机房
冷水管 冷冻水循环泵
制冷机的蒸发器 制冷机的冷凝器
7°C 12°C 37°C
32°C
冷却水管
热水管
60°C
热水锅炉
55°C
建筑物室内的温湿度，有空调系统和采暖系统。 （2）以污染物为主要控制对象的系统——主要控
制室内空气品质，有通风系统和建筑防烟排烟系统等。 上述两大类的控制对象和功能互有交叉。
二、按承担热负荷，冷负荷和湿负荷的介质分类
分为四大类 ① 全水系统—系统中全部用水承担室内的冷、热负荷，介质为
热水时，向室内提供热量，如热水供暖，为冷水时，（常称 冷冻水）向室内提供冷量，承担室内冷负荷和湿负荷，风机 盘管系统。 ② 全空气系统—以空气为介质，向室内提供热量或冷量。如全 空气空调系统，向室内提供处理后冷空气以除去室内显热冷 负荷和潜热冷负荷。 ③ 空气－水系统—以空气和水为介质，共同承担室内负荷。风 机盘管+新风系统。 ④ 冷剂系统—以制冷剂为介质，直接对室内空气进行冷却去湿 或加热，又称机组式系统。
发散热 换热
ｔ、v
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。
人体的正常温度： 36.5~37℃
38 oC 32 oC
人体与非生物体的区别：人
体的温度和散热量并不完全
由环境因素决定，在一定环
境参数范围内人体的体温调
节系统可以将人体的核心温
度维持在一个适合于生存的
M W R E C S
人体感到舒适的必要条件： S = 0（不冷不热） 人体感到舒适的充分条件： 人体按正常比例散热
人体正常的散热比例：
对流散热/总散热 25～30%
辐射散热/总散热 45～50%
呼吸、无感觉蒸 发散热/总散热
25～30%
各影响因素对人体的作用是紧密相关的。 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。
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（Air Conditioning）——简称空调
空调技术需要涉及以下主要内容：
1. 特定空间内、外干扰量的确定与计算 2. 空气的处理方法与装置的选择 3. 空调系统形式的确定与设计 4. 气流组织设计与风口选择 5. 空气的净化处理 6. 空调系统的消声、隔振、测试与调整
人体代谢 人体对外 人体与环境 产热量 作功 辐射换热
活动强度M、着衣量Icl tr
呼吸和皮 呼吸及人体 人体蓄 肤表面蒸 与环境对流 热量
发散热 换热
ｔ、v
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。
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
们要求持续在高于外界环境。
是人类最早期开始使用的室内温度指标控制手段。 分类：
分散式：热源与散热设备在一处，火坑、火炉、火
墙、 火地。
集中式：热源与散热设备分开，目前的楼房中。
采暖系统的影响：舒适感（温度），卫生、美观、
能量的有效利用。
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
绪论
一、什么是暖通空调 采暖通风与空气调节 HVAC Heating、Ventilating &Air Conditioning
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
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
空调的基本方法和系统组成
空调的基本方法：以空气为介质，使送风参数不 同来达到控制特定空间内空气参数的目的。
典型空调系统主要由四部分组成： 1. 被调对象 2. 空气处理设备 3. 空气输送设备 4. 空气分配设备
空调的系统组成
二、暖通空调系统的分类
1、按对建筑环境控制功能分类。
分两大类 （1）热湿环境为主要控制对象的系统——主要控制
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。
k
tr
(Fnj t nj )
j1
=
热平衡方程：
代谢热=蒸发散热+对流散热+辐射散热+对外做功+身体蓄热量
M W R E C S
人体代谢 人体对外 人体与环境 产热量 作功 辐射换热
活动强度M、着衣量Icl tr
呼吸和皮 呼吸及人体 人体蓄 肤表面蒸 与环境对流 热量
冷却水循环泵
热水循环泵
中央空调系统示意图
烟囱
1-1 热湿环境的构成及对人体的作用
一、热湿环境的构成
人体与外界的热交换
显热交换
人体对流热交换 呼吸对流热交换 辐射热交换
潜热交换
皮肤表面蒸发放热 呼吸蒸发放热
热平衡方程：
代谢热=蒸发散热+对流散热+辐射散热+对外做功+身体蓄热量
M W R E C S
较窄的范围内。
Hot
Cold
M W R E C S
自动散热调节方式 血管扩张，增加流向皮肤层的血流，提高表皮
温度 出汗 自动御寒调节方式 血管收缩，减少流向皮肤层的血流，降低表皮
温度 通过冷颤增加代谢率
蓄热量不同时的生理现象
M W R E C S
S>0： 体温升高， 40℃时，出汗停止； 43.5 ℃时，呼吸停止，人死亡。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。
制冷机循环示意图
冷剂空调系统示意图
冷剂空调系统示意图
排风扇 送风口
送风管
消声器
烟气
空
18°C
调
机
房
回风口 25°C
空调房间 24°C
新风 空调机
热湿空气 冷却塔
冷凝水管
制冷机房
冷水管 冷冻水循环泵
制冷机的蒸发器 制冷机的冷凝器
7°C 12°C 37°C
32°C
冷却水管
热水管
60°C
热水锅炉
55°C
建筑物室内的温湿度，有空调系统和采暖系统。 （2）以污染物为主要控制对象的系统——主要控
制室内空气品质，有通风系统和建筑防烟排烟系统等。 上述两大类的控制对象和功能互有交叉。
二、按承担热负荷，冷负荷和湿负荷的介质分类
分为四大类 ① 全水系统—系统中全部用水承担室内的冷、热负荷，介质为
热水时，向室内提供热量，如热水供暖，为冷水时，（常称 冷冻水）向室内提供冷量，承担室内冷负荷和湿负荷，风机 盘管系统。 ② 全空气系统—以空气为介质，向室内提供热量或冷量。如全 空气空调系统，向室内提供处理后冷空气以除去室内显热冷 负荷和潜热冷负荷。 ③ 空气－水系统—以空气和水为介质，共同承担室内负荷。风 机盘管+新风系统。 ④ 冷剂系统—以制冷剂为介质，直接对室内空气进行冷却去湿 或加热，又称机组式系统。
发散热 换热
ｔ、v
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。
人体的正常温度： 36.5~37℃
38 oC 32 oC
人体与非生物体的区别：人
体的温度和散热量并不完全
由环境因素决定，在一定环
境参数范围内人体的体温调
节系统可以将人体的核心温
度维持在一个适合于生存的