采暖通風與空氣調(diào)節(jié)講義-R.ppt

1、通風系統(tǒng),第一節(jié) 通風的基本概念,一、通風的意義,1. 人新陳代謝中產(chǎn)生的二氧化碳、皮膚表面的代謝產(chǎn)物 2. 建筑材料中揮發(fā)出的有害物，如苯類、醛類等有機物質(zhì) 3. 周圍土壤中存在的氡等放射性物質(zhì) 4. 室外大氣中存在的灰塵、二氧化硫,使室內(nèi)的污染物濃度達到有關的準。,二、污染物的主要來源,在以人為主的室內(nèi)環(huán)境中，污染物主要包括：,依據(jù)：空氣的動力源泉,1) 機械通風系統(tǒng),機械通風機作用使中氣流動，造成房間通風換氣方法，稱為機械通風。由于風機的風量和風壓可根據(jù)需要確定，這種通風方法能保證所需要的通風量，控制房間內(nèi)的氣流方向和速度，對進風和排風進行必要的處理，使房間交氣達到所要求的參數(shù)。田此，機

2、械通風方法得到了廣泛應用。,2) 自然通風系統(tǒng),自然通風是依靠室內(nèi)外空氣的溫度差(實際是密度差)造成的熱壓，或者是室外風造成的風壓，使房間內(nèi)外的空氣進行交換，從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。自然通風不需要另外設置動力設備，對于有大量余熱的車間，是一種經(jīng)濟、有效的通風方法。其缺點是，無法處理進入主內(nèi)的空外空氣，也難于對從室內(nèi)向室外排出的污濁空氣進行凈化處理；其次，自然通風受室外氣象條件影響、通風效果不穩(wěn)定。,三、通風系統(tǒng)的分類,1. 自然通風的作用原理,對于一幢建筑或者一間房間，如果它有兩個開口（門或窗等），而且空氣在每個開口的兩側壓力不相同，那么在壓差的作用下，空氣在每個開口處形成流動,四、自然通風,

3、2. 室內(nèi)、外溫差作用下的自然通風,原理：如圖所示，在建筑外圍護結構的不同高度處有兩個開口a與b，它們的高差為 。假設室內(nèi)溫度為 ，密度為 ，室外溫度為 ，密度為 ，且有 即 。同時，將開口外側靜壓記為 與 ，開口內(nèi)側靜壓記為 與 。則開口a內(nèi)外壓力差為：,可見，空氣將由開口b流出。如果 和 保持不變，則隨著空氣的流出，室內(nèi)靜壓逐漸降低， 將由等于零變?yōu)樾∮诹?，空氣將由開口a流入，直至開口a的進風量等于開口b的排風量時，室內(nèi)靜壓才保持穩(wěn)定，且有：,3. 室外風壓作用下的自然通風,4. 利用自然通風的方式,5. 有效利用自然通風的建筑措施,管 道 式,6. 天窗的做法,縱向下沉式天窗,矩形避風天

4、窗,7. 橫向下沉式天窗,8. 天井式天窗,五、常見的通風系統(tǒng)類型,1. 全面通風,2. 局部通風,3. 置換通風,1. 全面通風,全面通風是對整個房間進行通風換氣。其基本原理是，用清潔空氣稀釋(沖淡)室內(nèi) 空氣中的有害物濃度，同時不斷地把污染空氣排至室外，保證室內(nèi)空氣環(huán)境達到衛(wèi)生標準。全面通風也稱稀釋通風,1) 原理：,全面機械送風系統(tǒng),全面機械排風系統(tǒng),2) 全面通風送風口和排風口的位置,在設計全面通風系統(tǒng)時應遵守一個基本原則：應將干凈空氣直接送至工作人員所在地或污染物農(nóng)度低的地方。,常用的送、排風方式有上送上排、下送上排及中間送、上下排等多種形式。具體應用時，應根據(jù)下列原則選擇：,進風口

5、應位于排風口上風側 送風口應接近工作人員所在地點，或者污染物 濃度低的地帶 排風口應設在污染物濃度高的地方 在整個控制空間內(nèi)，盡量使室內(nèi)氣流均勻，減 少渦流的存在，從而避免污染物在局部地區(qū),3) 全面通風送風量的計算,如圖所示的空間，若該空間中污染物的發(fā)生量為 ，通風量為 ，空間容積為 。 通風開始時室內(nèi)污染物濃度為 ，送風氣流中污染物濃度為 ，則通風后室內(nèi)污染物濃度 是時間 的函數(shù) 。,現(xiàn)假設：,(3) 送入室內(nèi)的空氣一進入室內(nèi)立刻與室內(nèi)空氣充分混 合，而且送風量等于排風量，室內(nèi)、外空氣溫度相 同。,(1) 均為常數(shù)；,(2) 均勻散發(fā)到整個空間;,當 時，有,可求得全面通風的通風量為,但因

6、室內(nèi)污染物不可能均勻散發(fā)，送風也不可能與室內(nèi)空氣充分混合，所以，實際所需的全面通風量要比式 ( 36 ) 的計算結果大得多，因此，實際的通風量計算式要引入安全系數(shù) ，即,2. 局部通風,1) 原理：,局部通風分為局部進風和局部排風，其基本原理都是通過控制局部氣流，使局部工作 范圍不受有害物的污染，并且造成符合要求的空氣環(huán)境 。,局部排風系統(tǒng),局部送風系統(tǒng),密閉罩,排風罩,2) 局部通風送風量的計算,個案分析,3. 置換通風,1) 原理： 冷空氣下沉、熱空氣上升的原則,2) 置換通風送風口和排風口的位置: 送風口在下，排風口在上,3) 置換通風送風量的計算,下面是一種較為直接的經(jīng)驗公式：,式中

7、所求送風量,重力加速度； ；熱源能量， ；空氣定壓比熱， ；空氣的溫度膨脹系數(shù)， ；空氣密度， ；熱對流卷吸系數(shù)， ；分界面高度， 。,第二節(jié) 通風系統(tǒng)的設備與構件,一、風機,離心風機構造示意圖,舒適性空調(diào)中的風機,(1) 后向型風機的葉片：直線型后傾葉片、曲線型葉片或 翼型葉片。 直線后傾型：直的單層金屬葉片。 曲線后向型：彎曲的金屬葉片。 翼型設計：雙層的金屬葉片，提高空氣流經(jīng)葉輪的效 率。它主要用于運行投資的節(jié)省可高于初 投資的情況。,(2) 第四種類型是前向曲線型，它的葉片是彎曲的單層 金屬葉片。,四種形式葉輪,前向曲線型葉輪與后向曲線型葉輪,前向曲線葉型： 輕型構造 低速, 大容積

8、低壓,翼型： 高壓 高效率 重型構造,兩種典型的風機葉輪,2) 軸流風機,軸流風機的構造如圖所示。葉輪由輪毅和鉚在其上的葉片組成，葉片與輪毅平面安 裝成定的角度。葉片的型式有機翼型扭曲葉片或直葉片；等 厚板型扭曲葉片或直葉片等。,占地面積小、便于維修、風壓較低、風量較大，多用于阻力較小的大風量系統(tǒng)。,軸流風機構造示意圖,3) 混流風機,集中了離心風機的高壓和軸流的大風量的特點。,4) 常見的建筑用風機,高溫消防排煙風機：高溫消防排煙風機在正常情況下可用于日常的通風換氣。遭遇火險時，抽排室內(nèi)高溫煙氣，增強室內(nèi)空氣流通。具有耐高溫的特點。適用于高層建筑、烘箱、車庫、隧道、地鐵、地下商場等場合的通風

9、換氣和消防排煙。,斜流風機：該系列風機分為單速和雙速兩種。具有結構緊湊、體積小、維修方便等優(yōu)點?？梢愿鶕?jù)不同的使用場合，采用改變安裝角度、改變?nèi)~片數(shù)、改變轉速、改變機號等方法達到多方面的使用要求。,軸流風機,屋頂、側壁排風機：有普通離心式屋頂風機和低噪聲離心式屋頂風機，適用于廠房、倉庫、高層建筑、實驗室、影劇院、賓館、醫(yī)院等場合的局部換氣。,空調(diào)通風風機：離心空調(diào)風機具有性能適用范圍大、噪聲低、重量輕、安裝方便、運行可靠的優(yōu)點?？梢耘c各空調(diào)廠的組合空調(diào)機組配套。,排煙柜式風機,4. 風機的性能參數(shù)與特性曲線,1) 風機的性能參數(shù),同一類型的風機，比轉數(shù)必然相同。,2) 風機的性能曲線,為了全面

10、評定風機的性能，就必須了解在各種公況下風機的全壓、功率、效率和風量的關系。,不同轉速下的這些關系 就形成了風機的特性曲線。,風機性能曲線圖,5. 風機工作狀態(tài)點的確定,1) 管路特性曲線,已知風道的總阻力為,改用風量表示，以圓風管為例，則有,即管路系統(tǒng)的阻力與風量平方成正比，比例常數(shù)反映了管路的特性，它主要取決于管道的幾何尺寸和局部阻力，管道越小越長，局部阻力越多，則 越大。 式中稱為管道特性方程，雖然可以通過計算得到，但是也可以通過實測風量和阻力來得到此方程的曲線，在 坐標中，這是一條通過原點的拋物線。,2) 風機工作狀態(tài)點的確定,現(xiàn)在把管道特性曲線按 坐標劃到風機的特性曲線圖上，與風機的

11、曲線相交于 點，該點即為風機的工作點。也就是把該臺風機連接到具有該管道特性的管路上運行時，風機所產(chǎn)生的風量正好是管內(nèi)的流量，此時，風機所產(chǎn)生的風壓正好克服該流量下管道所產(chǎn)生的陰力。,3) 風機的串聯(lián)和并聯(lián),兩臺串聯(lián)風機： 風機流量相同 壓頭是同一流量下的兩倍 繪制性能曲線,兩臺并聯(lián)風機： 壓頭相同 流量是同一壓頭下的兩倍 繪制性能曲線,二、風管,1. 形式：圓形和矩形,三、局部構件,1. 風管支架,1) 作用：防震、承重,活動支吊架,固定支架,固定吊架,3. 三通,1) 合流三通,2) 分流三通,4. 變徑管,1) 突然擴大和縮?。猴L量改變。（見左圖）,2) 漸變管：風量改變。（見右圖）,5.

12、 風管閥門,1) 調(diào)節(jié)風量、打開或關斷風系統(tǒng)： 蝶閥、對開多葉調(diào)節(jié)閥、三通調(diào)節(jié)閥,2) 防火閥：當火災發(fā)生時，切斷氣流通路，防止火 勢沿風管蔓延,3) 止回閥：防止風機停止后氣流倒轉,四、風管系統(tǒng)設計中的注意事項,1. 風管布置,風管的布置應力求順直，避免復雜的局部構件，彎頭、三通等構件要安排得當，與風管連接要合理，以減少阻力和噪聲。風管上應該設置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置或預留安排測量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地點。,2. 風管斷面形狀,在相同面積下，圓形管阻力比矩形管小。矩形風管設計時，長短邊比例在3.0以下。,3. 風機的進出口布置,風機進出口的連接管對風機能力的發(fā)揮有很大影響，因為進、出口處空氣的動壓很大，連接管做法不當，將引起可觀的壓頭損失，而使風量受到嚴懲損失，為此，必須在管路設計中注意這個問題。,1) 轉彎或彎頭的風管內(nèi)邊到風機進口的距離應大于風機進口直徑，以保證氣流均勻進入風機葉輪。當轉彎曲率半徑不夠時，應彎管處加導流葉片，見下圖。,2) 當風管變徑進入風機時，要求 見下圖， 一般以 為佳。,3) 對雙進風風機應保證 ，如下圖所示。,4) 在靠近風機出口處的轉彎必須與風機葉輪的轉動方 向一致，以使氣流通暢均勻，避免不必要的能量損 失。,5) 風機出口到轉彎處應有不小于3D（D為風機入口直 徑）的直管段，以免造成