第一章 绪论
? § 1-1 采暖通风与空气调节的含义
? § 1-2采暖通风与空调系统的工作原理
? § 1-3暖通空调系统的分类
? § 1-4 暖风空调技术的发展概况
§ 1-1 采暖通风与空气调节的含义
一、建筑与建筑环境
?1、建筑,
由围护结构构成的人类在其中生活与工作场所 。
?2、围护结构
墙、顶、在面、门、窗等构筑物，分为外围护结构与内围
护结构 。
?3、建筑环境,
建筑场内冷、暖、湿度、空气洁净度、空气流速声、光等
组成。
?4,环境作用
关于人类的健康、寿命、工作效率、产品质量、科研进行
等
舒适性,温湿度宜人，空气清新，光照柔和，宁静
舒适。
工艺性,生产与科学实验,
恒温：标准量具生产 ；
恒湿：纺织；
恒温恒湿：合成纤维生产；
洁净：电子工业、生物工程；
无菌：医药，医疗。
5、对环境的要求,
二、采暖通风与空气调节
? 1、采暖通风与空调,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。
?2、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。
? 是人类最早期开始使用的室内温度指标控制手段。
? 分为 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。
? 3、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。
? 4、空气调节（ Air Conditioning） —— 简称空调
?定义,用来对房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空度
流动速度进行调节，并提供足够量的新鲜空气的建筑环境
控制系统。
? 采用采暖，通风或空调要区别考虑。
? HVAC（ Heating,Ventilating Air Conditioning）
§ 1-2采暖通风与空调系统的工作原理
? 一、工作原理
? 1、民用建筑（商用建筑、公共建筑 ）
? 图 1-1（表示对民用建筑室内环境进行控制的基本原理图）
?得热,人体、照明、电器、太阳辐射、室内外温差。
?得湿,洗涤、晾衣物、烹饪
?热负荷,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,为维持室内温度低于环境温度，所排走的热量。
?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,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,
? 2、工业建筑
? 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,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到要求所设立的通风系统。
? 图 1-1（ b）
? 暖通空调工作原理, 当室内得到热量或失去热量时，从室内
取走热量或向室内补充热量，当室内得到湿量或失去湿量时，
从室内排走湿量或补充湿量，当有污染气体时，排走污染空
气，补入等量的清洁空气。
?热平衡,使进出房间的热量相等。
?湿平衡,使进出房间的湿量相等。
?空气平衡,使进出房间的空气量相等
? 暖通空调气流特点,控制对家不同，要求不同，所用方
法不同，介质不同。
? 课程内容,系统的基本组成，设备特点、工作原理，设
计要求（负荷计算，水力计算，气流设立）
§ 1-3暖通空调系统的分类
? 一、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
建筑物室内的温湿度，有空调系统（用 1-1
（ a））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（图 1-1（ b））
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
? 分为五大类
? （ 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）蒸汽系统,—— 以蒸汽为介质向建筑物供应热量，
蒸汽供暖系统，暖风机系统，也可用于空气处理机中加热，
加湿空气，加热全水系统的水，热水供应的水。
? （ 3）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。
? （ 4）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（图 1-1（ a））
? （ 5）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。
三、按空气处理设备的集中程度分类
? 三类
? （ 1）集中式系统 —— 空气集中于机房内进行处理（冷
却，加热去湿加湿过滤等）房间内只有空气分配装置，
全空气系统大部分高于集中式系统，机组式中，若采
用大型带制冷机的空调机也属集中式，要占用机房面
积，控制管理比较方便。
? （ 2）半集中式系统 —— 对空气的处理的设备分设在各
个被调节和控制的房间内，又集中部分处理设备，冷
热水制备，新风集中处理（图 1-1（ a））全水系统，
空气 —— 水系统，，水环热泵系统（见 7-6）变制冷剂
流量系统（见 7.5）都属这类系统。
? 特点,占用机房少，易满足房间各自温湿度控制要求，
管理维修的不方便，有风机的有噪音。
? （ 3）分散式系统 —— 热湿处理设备全部分散于各房间
内，分体空调电暖器，窗式空调。
? 特点,不需专用机房，空气、水系统，维修管理不变，
不美观，效率较低有噪音。
四、空调系统按用途分类（两类）
? （ 1）舒适性空调 —— 保证创造舒适健康环境的空调系统，
民用建筑，商用建筑，公共建筑，住宅，办公楼等见教材 /
? 特点,温度、湿度精度要求不高。
? （ 2）工艺性空调 —— 为生产工艺过程和科学实验创造必
要环境条件的空调系统。
? 特点,按工艺类型不同，功能，系统形式的差别很大，精
度有时要求较高。
电子,含尘浓度
组织,相对湿度
计量室,温度 医药：无菌
五、以污染物为主要控制对象的分类
? （一）按用途分类
（ 1）工业与民用建筑通风 —— 治理生产过程和人员活动
所产生的污染物为目标的通风系统。
（ 2）建筑防烟类和排烟 —— 控制建筑火灾烟气系统，创
造无烟的人员疏散通道或安全区的通风系统。应急
通风。
（ 3）事故通风 —— 排除突发事件产生的有燃烧，爆炸危
害或有毒害的气体，蒸气的通风系统，一般设于机
房。
（二）按通风的服务范围分类
（ 1）全面通风 —— 对整个房间或车间进行全面通风换
气
的方式，送入新风，稀释污染物浓度，把含污染
物
的空气排到室外，使整个房间或车间污染物浓度
达
卫生标准要求，又称为稀释通风。
（ 2）局部通风 —— 仅控制室内局部地区的污染物的扩
散
或局部区域的污染物达标的通风。分为局部排风或
送风。
（三）按空气流动的动力分类
（ 1）自然通风 —— 依靠室外风力造成的风压，或
空
内外温差造成的热压使室外空气进入室内，
室
内空气排到室外，较经济，不耗能，但可靠
性
差，不好控制。
（ 2）机械通风 —— 依靠风机的动力来使空气流动
可
靠性高，但设备费，耗能。
§ 1-4 暖风空调技术的发展概况
? 一、暖通空调发展简史
? 1、历史 ；本专业有悠久的历史，伴随着人类使用火 的开
始，人类开始了采暖的使用。后发展为火坑、炉、地、墙
均属辐射采暖蓄水冷却。
? 2、发展,近代采暖发展起源于 1673年，英国工程师发
明了热水在管内流动以加热房间，这是热水采暖的雏形，
但是标法性突破，由直接利用 —— 间接利用,1784年英
国开始应用蒸汽采暖,1904年纽约交易所建成空调系统，
目前已相当普及。
? 3、我国发展,建国后 20世纪 50年代，主要是采暖通风，
工艺性空调，当时依托前苏联技术。
? 60-70年代蒸汽的热水采暖转化，集中供热，加热器，散
热器、热水锅炉。
? 1975年颁布, 工业企业采暖通风和空气调节设计规范,
80-90年代发展最快，空调由工业 —— 民用，目前考虑可
持续性发展，节能，新能源开发利用，环保。
第二章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算
?§ 2-1室内空气计算参数,
?§ 2-2冬季建筑的热负荷
?§ 2-3夏季建筑围护结构的冷负荷
?§ 2-4室内热源散热引起的冷负荷
?§ 2-5湿负荷
?§ 2-6新风负荷
?§ 2-7空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷
?§ 2-8计算举例
?1、冷负荷,为保证房间或物体低于周围环境温度所需供
应的冷量，称为冷负荷。
?2、热负荷, 为保证房间或物体高于周围环境温度所需供
应的热量，称为热负荷。
?3、湿负荷, 为了维持房间温度恒定需从房间除去湿量称
为湿负荷。
? 4、正确确定冷热湿负荷的意义,负荷计算是暖通空调设
计的依据，关系到环境指标保证设备畜量大小、方案确定，
系统管道大小等。
? 5、冷、热、湿负荷计算依据,室外气象参数和室内需求
保持的参数。
§ 2-1室内空气计算参数,
? 一 室外空气计算参数,
? （ 1）室外空气计算参数：指在负荷计算中所采用的室外
空气参数。
? （ 2）确定室外空气计算参数：按现行的, 采暖通风与空
气调节设计规范, （ GBJ19-87）中规定的计算参数，
见附录 2-1。
? （ 3）我国确定室外空气计算参数的基本原则：按不保证
天数法即全年允许有少数时间不保证室内温湿度标准，若
必须全年保证时，参数需另行确定。
? （ 4）室外空气计算参数的分类,
1、夏季空调室外计算干、湿球温
度
?, 规范, 确定，夏季空调室外计算干球取
室外空气历年平均不保证 50h的干球温度；湿球温度也同
样。
? 历年平均,指 1950～ 1980三十年平均。
? 用途,用于计算夏季新风冷负荷。
? 2、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度,
? ①空调因围护结构传热负荷计算原理：按不稳定传热过程
计算，因此，须知夏季空调室外计算日平均温度和逐时温
度
? ②逐时温度
确定原则,
mot,
— 逐时温度 ℃
— 夏季空调室外计算日平均温度，规范规定
取历年平均不保证 5天的日平均温度 ℃,
见附录 2-1。
— 室外空气温度逐时变化系数，按表 2-1确
定；
— 夏季空调室外计算平均日较差,℃ 按附录
2-1或下式计算
式中夏季空调室外计算干球温度
?
?t
dt?
52.0
t,.d moso tt ???
dmo ttt ??? ??,
? 3、冬季空调室外空气计算温度、相对湿度
①冬季空调室外空气计算温度的 用途,在冬季利用空调
供暖时，计算围护结构的热负荷和新风负荷均用此温
度。
② 确定原则,规范规定历年平均不保证 1天的日平均温
度作为冬季空调室外空气计算温度。见附录 2-1
③ 相对湿度,, 规范, 规定，采用历年一月份平均相对
湿度的平均值作为冬季空调室外空气计算相对湿度。
4.冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度
? ① 采暖室外计算温度的确定：, 规范, 规定取历年平
均不保证 5天的日平均温度。
? ②通风室外计算温度的确定：取累年最冷月平均温度。
? ③采暖室外计算温度的用途：用于计算建筑物围护结
构的热负荷及消除有害物通风的进风热负荷（也即供
暖系统设计热负荷）,
? ④通风室外计算温度的用途：计算全面通风的进风热
负荷。
? 5、夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度,
①通风室外计算温度的确定, 规范, 规定取历年最热月 14
时的月平均温度的平均值。
②通风室外计算相对湿度的确定：取历年最热月 14时的月
平均相对湿度的平均值。
③温度及湿度用途：计算消除余热余湿的通风及自然通风
进风需冷却时，进风冷负荷也采用。
二、室内空气计算参数
? 室内需空气计算参数选择考虑因素,
? 1、房间使用功能对舒适性的要求。主要因素是空气温
度、湿度和气流速度，其次为衣着，空气新鲜程度，
室内各表面的温度，人员活动情况等。
? 2、地区、冷热湿情况、经济条件和节能要求等因素。
,规范, 对舒适性空调采暖、室内计算参数如下：见
P10下部具体见表 2-2，表 2-3
? 工艺性见参考文献 〖 4〗
§ 2-2冬季建筑的热负荷
? 采暖设计热负荷的确定依据：按平衡原理，即
? 热负荷 =失热量 -得热量
? 民用建筑,
? 失热量：围护结构耗热量、由门窗缝隙渗入冷空气外门开
启侵入冷空气。
? 得热量：太阳辐射
? 工业建筑,
? 失热量：除上述民用建筑失热量项目，还有冷物料运输工
具、水分蒸发。
? 得热量：设备散热，热物料
一、围护结构的耗热量
? 围护结构耗热量包含内容,
①围护结构温差传热量。
②缝隙渗入冷空气。
③外门开启侵入。
④太阳辐射。
? 上述代数和，分为基本耗热量和附加耗热量。
? 1、围护结构的基本耗热量按（ 2-3）式计算
wot,
— j部分围护结构的基本耗热量 W；
— j部分围护结构的基本传热面积㎡
— j部分围护结构的基本传热系数 W/㎡ ·℃ ；
— 冬季室内计算温度 ℃ ；
— 冬季室内计算温度 ℃ ；
— 围护结构的温差修正系数，无量纲，见
表 2-4
jQ
.
jA
jK
Rt
?
?)(,
.
woRjjj ttKAQ ??
? ① 的确定,
? a、外墙高度，本层地面到上层地面（中间层）。
底层：由地面下表面到上层地面。
顶层：平屋顶到屋顶外表面。
斜屋面：到门顶的保温层表面。
长：外表面到外表面，外表面到中心线，中心线到中
心线。
? b、门、窗按净空尺寸。
? c、地面、屋顶面积，地面和门顶按内廓尺寸，平屋顶,
按外廓。
? d、地下室，位于室外地面以下的外墙，按地面
jA
? ② 的确定。
? 查有关手册 =8.72 W/㎡ ·℃ =23.26 W/
㎡ ·℃
? 计算（多层匀质平壁）
?
? 地面通常用地带划分法,
? 第一地带 =0.47 W/㎡ ·℃
? 第二地带 =0.23 W/㎡ ·℃
? 第三地带 =0.12 W/㎡ ·℃
? 第四地带 =0.07 W/㎡ ·℃
jK
n? w?
?
?
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i wi
i
n
jK
1
11
1
??
?
?
jK
jK
jK
jK
? 2、围护结构附加耗热量
? ①朝向修正耗热量
? 产生原因,太阳辐射对建筑物得失热量的影响,,规范, 规
定对不同朝向的垂直围护结构进行修正,
? 修正方法,采用修正率，,见教材，注意各地规定。
加减到基本耗热量上。
? ②风力附加耗热量，产生原因：风力增强。, 规范, 规定
见教材，一般城市中建筑物可不附加
? ③外门开启附加
? 产生原因,加热开启外门侵入的冷空气。
? 方法,短时间开启，无热风幕，按表 2-5
chx
jchch QXQ,?
.
jff QXQ ?
..
jwmwm QXQ ?
? ④ 高度附加
? 原因,高度过高，强度梯度方法：当净高起过 4m时，每增
加 1米，附加率为 2%，最大不超过 15%，高度附加是在基
本耗热量和其他附加耗热量总和上。
? 通过某一围护结构传热量耗热量,
)1)(()1( 0
1
.
wmfchwRj
n
j
j xxxttAKXQ ?????? ?
?
??
? 二、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
? 1、产生原因,因风压与热质作用室外空气经门窗缝隙进
入室内。
? 2、方法,, 规范, 规定，对六层以下的按缝隙法。
? — 加热渗入冷空气耗热量 w
? 0.278— 单位换算系数 1KJ/h=0.278w
? L— 经每 m门窗缝隙渗入室内的冷空气量
根据冬季室外平均风速,查表 2-6
? l— 门窗可开启部分缝隙长度 m
? — 室外空气密度 kg/m3
? Cp— 空气压质量比热 1Kj/kg,℃
? m— 冷风渗适量的朝向修正系数,见表 2-7
mttCLlQ OWRpaoi )(278.0,?? ?
iQ
.
mhm,/3
ao?
? 注意,
1、空调房间通常保护气压，不计算冷风渗透
2、封窗，可不计算
3、高层建筑有关手册
§ 2-3夏季建筑围护结构的冷负荷
? 1、冷负荷计算方法,冷负荷系数法，基础是传递函数法
将围护结构或空调房间连同空气视为热力系数将外扰或室
内得热作为系统的输入，当计算某建筑物空调冷负荷时，
按条件查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数，用稳定传热
方法，便于手算。
? 2、冷负荷产生原因,室内外温差，太阳辐射，人体、照
明、设备散热。
? 一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法,
? 1、外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷
逐时冷负荷按下式
? — 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷 w
? A— 外墙和屋面的面积㎡
? K— 外墙和屋面和传热系数，查附录 2-2,2-3
? — 室内计算温度 ℃
? -外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，查附录 2-4，
2-5。
)( )()(,Rcc ttAKQ ?? ??
)(
.
?cQ
Rt
)(?ct
? 注意,
? 1）附录 2-4,2-5给出的 是以北京地区气象参数计
算而得，对其他地区，应修正，成为 +,可
由附录 2-6查得。
? 2）当 ≠18.6 W/㎡ ·℃ 时,应将（ +td）查表 2-8中
的修正值,
=3.5+5.60
? 3）当 变化时,可不修正, 一般取 8.7,
? 4）表中吸收系数已建议采用 =0.90,但有把握保持外
表面的中线色时,表中数值可查表 2-9所列吸收系数修正值,
因此,外墙和屋面的冷负荷计算温度为
? 冷负荷计算式改为,
)(?ct
)(?ct dtd ?
? )(?ct
0?
i?
?
i?
)( )(')(,Rcc ttAKQ ?? ??
lddcc kkttt )( )()(' ?? ??
? 2、内围护结构冷负荷,
? ①产生原因,邻室为非空调房间，或有发热量。
? ②负荷计算,
a、邻室为非空调房间，且通风良好，通过内墙与楼板
传热冷负荷，可按式（ 2-5）计算。
b、当邻室有发热量时，可视作稳定传热，按下式
? —— 内周护结构传热系数 ℃ ；
? —— 内周护结构面积 m2；
? —— 夏季空调室外计算的平均温度 ℃ ；
? —— 附加温升，按表 2-10选取。
)(,0)(,Ramlic tttAKQ ?????
iK
iA
mt,0
at?
./ 2mw
? 3、外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷 。
通过外玻璃窗冷负荷（因温差作用）
? —— 外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷。
? —— 外窗传热系数 ℃
? —— 窗口面积 ；
? —— 外窗冷负荷温度的逐时值，由附录 2-10所得；
注意,
? 1） 值要根据窗框情况不同修正，修正值 查附
录 2-9；
? 2） 要进行地占修正，修正值 可查附录 2-11。
因此，式（ 2-9）变为,
)( )()(,Rcwwc ttAKQ ?? ??
)(
.
?cQ
wK
wA
)(lct
./ 2mw
2m
wK wC
)(?ct
dt
)( )()(,Rdcwwc tttAKQ ??? ??
? 二、通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方
法。
? （一）日射得热因数的概念 。
? 1、日射得热的分类,
通过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热
窗玻璃吸收太阳辐射后使入室内热量。
? 2、影响因素,
窗类型
遮阳设施
太阳入射角
太阳辐射强度。
? 3、对比计算方法,
? 因素组合太多，无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度间
的系数关系，于是采用一种对比计算方法，采用 3mm厚
玻璃（普通平板）作标准玻璃，在 =8.7 ℃
和
=18.6 ℃ 条件下，得出夏季（七月份为代
表），通过这一, 标准玻璃, 的日射得出量 和 值。
? 称为反射得热因数。
? 经统计计算，得出适用于各地区（不同纬度）的,
由附录 2-12查得。
i?,/
2mw
0?,/
2mw
tq ?q
?qqD tj ?? jD
maxjD
? 在非标准玻璃情况下，不同窗类型和遮阳设施对得热影响
可对 加以修正，乘窗玻璃的综合遮挡系数,,
? 室玻璃的遮阳系数定义式为
? 由附录 2-13查得；
? —— 室内遮阳设施的遮阳系数，由附录 2-14查得。外
遮阳不合格。
maxjD scC.
issc CCC ?.
?sC
标准玻璃的日射得热
实际玻璃的日射得热?
sC
iC
? （二）通过玻璃窗的反射得热引起的冷负荷的计算方法
? 冷负荷
式中
? — 窗口面积 ；
? — 有效面积系数，附录 2-15查得；
? — 窗玻璃冷负荷系数，无因次，附录 2-16至 2-19查
得。
? 注意, 分南北区，以北纬 27° 30为界。
LQjiswalc CDCCACQ m a x)(
,?
WA
aC
2m
LQC
LQC
? § 2-4室内热源散热引起的冷负荷。
? 1、室内热源散热的构成,
工艺设备散热
照明散热
人体散热。
? 2、室内热源散热的类型,
显热
潜热
? 显热,因温差造成，以对流形式散出的成为瞬时冷负荷。
? 以辐射形式散出的成为先被围护结构或家俱表面所吸收，
然后再缓慢散出，形成滞后冷负荷，要采用冷负荷系数。
? 潜热,因水分凝结放热，为瞬时冷负荷。
? 一、设备散热形成的冷负荷
按下式计算,
式中,
? -设备和用户显热形成的冷负荷,W；
? -设备和用具的实际显热散热量,W；
? -设备和用具的实际显热冷负荷系数，可由附录 2-20、
20-21查得，如果空调系统不连续运行，则 =1.0
? 设备和用具的实际显热散热量 的计算。
LGsc CQQ
.
)(
,?
?
)(
.
?cQ
sQ
LQC
LQC
SQ
.
? 1、电动设备
? 当工艺设备和电动机都在室内时
当工艺设备在室内，而电动机不在室内
当工艺设备不在室内，而只有电动机在室内时
?/1 0 0 0 321,NnnnQ s ?
NnnnQ S 321,1000?
NnnnQ s ? ??? 11 0 0 0 321.
? 其中各项意义
? N— 电动设备的安装功率 KW；
? — 电动机效率，可由产品样本查,Y系列电动见表 2-11。
? — 利用系数，电动最大实效功率与安装功率之比，一般
取 0.7-0.9。
? — 电机负荷系数，电机每小时平均实数耗功率与机器设
计时最大实数功率之比，精密机床可取 0.15-0.40，普通
机床取 0.5左右。
? — 同时使用系数，电机同时使用安装功率与总安装功率
之比，一般取 0.5-0.8。
?
1n
2n
3n
? 2、电热设备散热量
? 对无保温密闭罩，按下式计算
— 考虑排风带走热量的系数，一般取 0.5，其他符号
同前。
? 3、电子设备
? 计算公式同（ 2-17）其中 根据使用情况而定，计算时
取 1.0，一般仪表取 0.5-0.9。
NnnnnQ 4321,1 0 0 0?
4n
2n
? 二、照明设备形成的冷负荷
特点,电压一定时，室内照明散热量不随时间变化，是稳
定散热量，但以对流与辐射两种方式散热，仍采用冷负荷
系数。
? 白炽灯
? 黄火灯
式中,
? — 灯具散热形成的冷负荷,W；
? N — 灯具所需功率 KW；
? — 镇流器消耗功率系数，明装黄火灯的镇流器在空调房
间内时，取 n1=1.2，当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时
n1=1.0。
? — 灯罩隔热系数，当灯罩上部有孔，可利用自然通风散
热于顶棚内时 n2=0.5-0.6，无通风孔 n2=0.6-0.8；
? — 照明散热冷负荷系数，可由附录 2-22查得。
LQc NCQ 1000)(
,?
?
LQc NCnnQ 21)(
,1 0 0 0?
?
)(
.
lcQ
1n
2n
LQC
? 三、人体散热形成的冷负荷
? 1、影响人体散热因系,
性别、年龄、衣着、活动强度及周围环境条件（温、湿度
等）。
? 2、特点,
潜热量和对流热形成瞬时冷负荷，辐射形成滞后冷负荷，
采用冷负荷系数进行计算。
? 3、计算基础,
为设计计算方便，以成年男子散热量为计算基础，对不同
功能建筑物中各类人员进行修正，引入群集系数，表 2-
12给出数据。
? 4、人体显热散热引起的冷负荷计算式为
式中,
? — 人体显热散热形成的冷负荷,W。
? — 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量,W见表
2-13。
? n — 室内全部人数；
? — 群集系数，见表 2-12；
? — 冷负荷系数，由附录 2-23查得。
? 注,人员密集的场所（影院、剧院、会堂等）由于人体对
围护结构和室内物品的辐射换热量相应减少，可取
=1.0。
LQsc CnqQ ?? ?)(
.
)(
.
lcQ
sq
?
LQC
LQC
? 5、人体潜热散热引起的冷负荷计算式为,
? — 人体潜热形成的冷负荷,W。
? — 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量,W见表 2-
13；
? N,— 同式（ 2-21）。
?nqQ lc ?.
cQ
.
lq
?
? § 2-5湿负荷
? 1、湿源,人体散湿，敝开水池（横）表面散湿，地面积
水，洗涤洗浴，工艺过程等。
? 2、湿负荷,为维持室内确定的空气含湿量需去除的湿量。
? 一,人体散湿量
? 人体散湿量按下式计算,
? 式中
? — 人体散湿量 kg/s,
? -成年男子小时散湿量，见表 2-13。
? — 同式（ 2-21）
wm.
?
?,n
6,10*2 7 8.0 ?? gnm w ?
? 二 敞开水表面散湿量
? 按下式
式中,
? — 敞开水表面的散湿量,kg/s；
? W— 单位水面蒸发量,kg/ 见表 2-14；
? A— 蒸发表面面积,。
3,10*278.0 ?? wAwm
wm.
hm 2
2m
? § 2-6新风负荷
? 1、通风换气的作用,
保障良好的室内空气品质。
? 2.室外新鲜空气（简称新风）的处理,
夏季：室外空气焓值和温度比室内空气高，消耗冷量,
冬季：气温低，含湿量少，消耗热量和加湿量。
? 3、新风能量消耗比重,
空调新风能耗约占总能耗 25%-30%，高级宾馆和办公
建筑可高达 40%耗能可观。
? 4、新风量确定原则,
满足空气品质前提下，尽量选较小的必要新风量。按规
范手册规定（或推荐 ）计算在 § 6-3和 § 8-2讲
?5、夏季空调新风冷负荷按下式计算,
式中
? — 夏季新风冷负荷 KW
? — 新风量 kg/s
? — 室外空气焓值 kj/kg
? — 室内空气的焓值 kj/kg
)(
..
RooCD hhMQ ??
CDQ
.
oM
.
oh
Rh
?6、冬季空调新风热负荷按下式计算 。
式中
? — 空调新风热负荷 kw
? — 空气定压比热 kj/kg.R,取 1.005KJ/KG,
? — 冬季空调室外计算温度 ℃
? — 冬季空调室内计算温度 ℃
)(..,RoPooh ttCMQ ??
ohQ,
.
PC
ot
Rt
? § 2-7空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷
? 图 2-1给出空调制冷系统负荷的组成框图，表示出空调室
内的冷负荷，与制冷系统负荷的形成及组成。
? 1,得热量与冷负荷是两个概念不同而又有关联的量
? 房间得热量, 指某一时刻由室内和室外热源进入房间的总
和。
? 冷负荷,维持室内温度恒定，在某一时刻应从房间除去的
热量。
? 差别所在,瞬间得热量中，以对流方式传递的显热，潜热
直接放热给空气，构成瞬时冷负荷。
? 辐射方式传热量，是为围护结构和物体吸收并贮存，然后
放出。
? 瞬时得热量 ≠瞬时冷负荷；只有当得热量中不存在辐射方
式热量或结构和物体无蓄热能时才相等。
? 2、室内冷负荷,
包括
①由于室内外温差和太阳辐射，通过围护结构使入室内
的热量形成的冷负荷。
②人体散热，散温形成的冷负荷。
③灯光照明散热形成的冷负荷。
④其它设备散热形成的冷负荷。
? 上述空调室内负荷是确定空调送风处理过程，系统设定和
设备密度的依据之一。
? 3、新风冷负荷：处理新风的冷负荷 。
? 4、制冷系统冷负荷：从热平衡角度分析，系统冷负荷包
括,
①室内冷负荷；
②新风冷负荷（以上两项是主要部分）；
③制冷量输送过程传热；（冷损失）
④输送设备（风机、泵）的机械能转变的得热量；
⑤某些空调系统采用冷、热抵消的调节手段（如再加
热）；
⑥其它进入空调系统的热量（顶棚回风，灯光热量带入
回风系统。）
? 系统冷量 =房间冷负荷 +新风负荷 +冷损失 +各系统需求冷
量。
? 注意,在选择系统总装机冷量时，对各房间最大冷负荷逐
时叠加以某时刻出现的最大冷负荷作为选择依据。
现代负荷计算方法的特点
? § 2-8计算举例
? [例 2-1]试计算西安某宾馆客房（ 502客房）夏季的空调
计算负荷。
? 已知条件,
? （ 1）客房平面尺寸如图 2-2层高为 3500mm
? （ 2）屋顶：构造如图 2-3，从上到下八层见教材查附录
2-
2 k=0.48w/㎡ ℃ 属于 Ⅱ 型。
? （ 3）两外墙：构造图 2-4查附录 2-3 k=1.50 w/㎡ ℃ 属
于
Ⅱ 型。
? （ 4）两外窗：双层金属窗 3mm原普通玻璃,80%玻璃
白
色常，窗高 2000mm；
? （ 5）内墙；邻室包括走廊，均与客房温度相同；
? （ 6）每间客房 2人，在房间总小时数为 162小时；
? （ 7）室内压力稍高于室外；
? （ 8）室内照明：荧光灯明装 200w,开灯时间 16:00-
24:00
? （ 9）空调设计运行时间,24小时；
? （ 10）西安市室外气象条件见教材
? （ 11）客房计算系数：见教材
? 解：按本题条件分项计算
? 1、屋顶冷负荷,
由附录 2-5查出按式（ 2-7）算出逐时冷负荷列于表 2-
15
中。
? 2、两外墙冷负荷由附录 2-4查得 Ⅱ 型外墙将逐时值及计
算
结果列入表 2-16中,
? 3、外窗瞬时传热冷负荷。
? 根据
? 由附录 2-8查得
? 查附录 2-9得 的修正值
? 对金属框双层窗应本 1.2修正系数，由附录 2-10查出
根据式（ 2-9）计算，结果列入表 2-17。
)./(7.8 2 kmwi ?? kmw,/82.15 20 ??
kmwK w,/93.2 2?
WK
)(?ct
? 4、透过玻璃窗日射得热引起冷负荷
? 由附录 2-15查得双层钢窗有效面积系数 Ca=0.75窗有效
面
积 Aw=5*0.75=3.75㎡ 。
? 由附录 2-13查得遮挡系数 Cs=0.86
? 附录 2-14查得遮阳系数 =0.5
? 综合遮阳系数 =0.86*0.5=0.43
? 再由附录 2-12中查得纬度 40° 时西向日射得热因数最大
值 =515w/㎡
? 因西安北纬 34度 18属于北区
? 由附录 2-17查得北区有内遮阳的玻璃窗
冷负荷系数逐时值 用公式（ 2-13）计算逐时日射
得热列入
表 2-18。
iC
scC.
max.jD
LQC
? 5、人员散热引起冷负荷
? 宾馆住宿属极轻劳动，查表 2-13当室温为 26℃ 时，每人
散发的显热和潜热为 60.5w和 73.3w，由表 2-12查取群
集系数为 0.93，由附录 2-23查得人体显热散热冷负荷系
数通时时，按式（ 2-21）计算人体显热逐时冷负荷，列
入表 2-19人体潜热引起冷负荷为潜热散热乘群集系数结
果列表 2-19
? 6、客房照明散热形成的冷负荷
? 明装荧光灯，镇流器在室内，故镇流器消耗功率系数 n1
取 1.2灯罩隔热系数 n2取 1.0。
? 由附录 2-22查得照明散热冷负荷系数，按公式（ 2-20）
计算，结果列入表 2-20。
? 注意,
? ①室内正压，不需考虑室外空气渗透所引起的冷负荷。
? ②邻室、走廊同温，不需考虑卧室待热冷负荷。
? 将上述分项计算结果列入表 2-21，并逐时相加，得出客
房最大冷负荷出现在 17:00时，为 1455.55w，计算面
积冷指标为,
? 夏季新风负荷计算如下,
? 据已知条件，每个新风量为 30 /h。人（ 8.33㎡ /h），
是焓湿图查得,
? 室内空气焓值为 63.43kj/kg
? 室外空气焓值为 84.49kj/kg
? 负荷为公式,
23.50
2.4*9.6
78.1 5 9 ?
3m
%)65,26( 0 ?? ?Ct R
)1.26,5.30( CtCt osoo ??
).(.,no hhamQ ??
wkw 2.4214212.0)43.6349.84(2*3600 30*2.1 ????
? [例 2-2]试计算哈尔滨某三层办公楼 -办公室（ 101办公室）
冬季的采暖热负荷。
? 已知条件,
? （ 1）平面尺寸如图 2-5层高为 3200mm
? （ 2）外墙为内抹灰两砖外墙 k=1.27w/,℃
? （ 3）内墙为两面抹灰一砖内墙 k=1.72w/,℃
? （ 4）外窗为双层木窗,k=2.67w/,℃ 面积
Aw=2.77㎡
外型尺寸为 1.85*1.5m
? （ 5）哈市采暖室外计算温度为 -26℃,办公室为
18℃ 冬季平均风速为 3.3m/s
? （ 6）地面为不保温地面,k值按地带决定。
2m
2m
2m
? 解：按本题条件：计算如下,
? 1、计算结果列入表 2-22中，包括基本耗热量和附加耗热
量
? 2、冷风渗透耗热量计算,
? 由表 2-6查得 L=2.8m3/h.m,m=0.25（教材有说）
? 按公式（ 2-4）计算 Q2=
? 3、房间采暖热负荷 Q=Q1+Q2
第三章 全水系统
?§ 3-1 全水系统概述
?§ 3-2全水系统的末端装置
?§ 3-3热水采暖系统的分类与特点
?§ 3-4高层建筑热水采暖系统
?§ 3-5分户热计量采暖系统
?§ 3-6热水采暖系统的作用压头
?§ 3-7热水采暖系统的水力计算
?§ 3-8热水采暖系统的失调与调节
?§ 3-9全水风机盘管系统
? § 3-1 全水系统概述
? 一、全水系统组成
? 1、热媒, 或, 冷媒,在采暖与空调系统用来传递热能的
媒介物（介质，中间物质）称为热媒或冷媒（载冷剂）
? 2、全水系统,全部用水作为介质传递室内热负荷，冷负
荷的系统。
? 3、分类,供热、供冷、即供冷又供热（双效）
? 4、组成,热源（冷源）管道系统末端设备（供热或供冷）
? 5、末端装置散热方式,
自然对流（散热器）
强迫对流（风机盘管）
? 二、热水采暖系统
? 1、采暖系统分类（按热媒）,热水、蒸汽
? 2、与蒸汽系统比较,
优点,
（ 1）运行管理简单。维修费用低；
（ 2）热效率高，跑、冒、滴、漏现象轻，可比蒸汽节
能 20%-40%
（ 3）可采用多种调节方法，质调量调
（ 4）供暖效果好，连续供暖，室温波动小，房间温度
均涨，无噪音。
（ 5）散热设备温度低，安全，卫生条件好规定 1、民
用建筑应采用热水 2、工业建筑、厂区只有采暖
或采暖用热为主时，宜用高温水，当以工艺用
蒸汽为主时，可采用蒸汽。
（ 6）管道设备锈蚀较轻
? 缺点,（ 1）散热设备传热系数低，流量大
（ 2）消耗电能多
? 三、全水空调气系统
? 冷热负荷全由水承担，又称为全水风机盘管系统
? 优点,见教材（ 4点）
? 缺点,见教材（ 3点）
? 选用全水风机盘管系统注意,
（ 1）噪音问题，无新风问题，静音要求高，空气品质要
求高，场所不宜采用。
（ 2）加湿问题
（ 3）制冷量子，机外静压子不宜用在大面积大空间高度
高房间。
? 全水空调系统与热水采暖系统和的特点
（ 1）夏季供冷，冬季供热,
（ 2）未端装置空气强迫循环，室内温、湿度均匀。
（ 3）末端装置风机耗功有噪声,
（ 4）管理，维修量比热水采暖系统大。
（ 5）造价高，因此仅用于冬季供暖，采暖系统优于空
调。
? § 3-2全水系统的末端装置
? １,末端装置,位于室内，用于向室内散热或散冷的系
统终端设备
? ２,末端装置分类,散热器、暖风机、风机盘管
? (一 )、散热器性能评价指标
? 四个方面,
（ 1）热工性能,传热系数，提高 K值手段，增加外壁
面积，空气流速，强化外表面辐射强度，减少各部
件向热阻。
（ 2）经济指标,单位散热量成本（元 /㎡ ）及金属耗
量
越低安装费用低，使用寿命长，经济性越好。
（ 3）安装使用和工艺方面,机械强度和承压，安装组
对方便，便于安装和组成需要的散热面积，尺寸
小，适于批量生产。
（ 4）卫生和美观方面,表面光滑、易清扫，外形美
观。
? (二 )、散热器的种类
? 按传热方式,
辐射
对流：对流占几乎 100%
介处两者之间。
? 按材质,
铸铁，钢制，铝合金，塑料，铜合金，钢铝复合，铜铝
复和，不锈钢铝复合，铝塑复合。
? 灰口铸铁,
结构简单，耐腐蚀，寿命长，水需量大。
但金属热强度低（ q=K/G）金属耗量大，笨
重，强度低
? 常用有标型、翼型
? 常用有标型、翼型
? 1、铸铁柱型,
四柱：图 3-1（ a）；
二柱：图 3-1(b) ；
足片与无足片外形美观,K值较大，易组对成需要面积，
易清除。
? 2、翼型,
长翼：图 3-1（ c）；
翼型图 3-1（ d）工艺简单，价格低，易积灰，不易组对所
需面积，承压能力低，用量在减少，圆翼多用车间，高度低。
? 3、钢制散热器
新型钢制散热器与光排管
晚于铸铁
图 3-2,3-3
? （三）散热器的选择布置
? 1.散热器的选择
①传热系数 ②承压 ③外形 ④清灰 ⑤耐腐
? 2,散热器的布置
? ①一般沿外墙，外窗下图 3-4（ a）提高外墙与窗下部
温
度，减少对人体冷辐射；阻止渗入冷空气形成下降冷气
流，图 3-5（ a） (b)
? ②可沿内墙图 3-4（ b）有时可减少管理长度；或仅在
外
墙布置之下，但人员活动温度低。图 3-5( c)
? ③明装、暗装、根据需要
? 建筑热工设计分区
? 严寒地区：最冷月平均温度＜ -10℃ 开封
? 寒冷地区：最冷月平均温度 0~-10℃ 北京
? 夏热冬冷：最冷月平均 0-10℃ 武汉
最热月平均 25-30℃
? 夏热冬暖：最冷月 >10℃ 广州
最热月 25-29℃
? 温和地区：最冷月 0-13℃ 昆明
最热月 18-25℃
? ④ 楼梯间
? ⑤门斗
? （四）散热器的计算
? 最热月 18-25℃
? ① 原则,
热平衡，设计条件下散热器散热量 =采暖设计热负荷。
? ②散热器传热特性,
或
? — 散热器散热量 W
? k— 散热器传热系数 w/㎡, ℃
? a,b,c,d— 实验得到的系数
? — 散热器的热媒平均温度 ℃,
? — 与室温之差 ℃
? — 散热 器进出口水温
? — 室内空气温度 ℃
? R值可查手册或产品样本
bRmb ttatk )( ???? ? dtCQ ??
.
.Q
mt 2
oi
m
ttt ??
t? mt Rm ttt ???
oi tt,
Rt
? ③ 面积确定
? -散热器计算面积
? -采暖设计热负荷Ｗ
? -散热器片数修正系数
? -散热器连接方式系数
? -散热器安装形式系数
321
.
321
.
)(
??????
tk
Q
ttk
Q
A
Rm ?
?
?
?
A
.Q
2m
1?
2?
3?
? ④ 修正问题
? 当使用条件与测试条件不同时，散热器的传热性能发生变
化，引发 β1, β2, β3,修正。
? β1, 成组散热器两边，外侧无遮挡，比中见片的单片散
热量大，当实际片数少于规定（测试时）片数时，边片传
热面积在总使用热面积中所占比例增大，使单位传热面积
传热量增大，所需面积减小,β1＜ 1反之 β1＞ 1对片式散
热器，片数, a为单片面积，㎡ /片先取 β1=1，
然后进行修正。整体式不用修正。
? β2, 连接方式可取图 3-6中六种方式，连接方式不同时，
表面温度分布变化，使热量发生变化，下进上出性能最差，
有关 β2 查手册。（实验条件为同侧上进下出）
? β3, 测试时为明装，加罩后有变化，大多数散热量减小。
对流增加，辐射减小。
只有当对流量超过辐射量时，总量才能增加，查手册。
?/An ?
? 二、暖风机
? 1、组成,风机，电动机和空气加热器。
? 2、风机类型,轴流，离心
轴流用于小型机组图 3-7（ a）（ b）离心用于大型机
组，图 3-7（ c） (d）
? 3、采用热媒,热水、蒸汽
? 4、工作原理,
? 5、优点,供热量大，占地小，启动快，升温快，设备简
单、投资省
缺点,噪声，循环空气不能改善空气质量。
? 6、用途,大空间，负荷大，间歇工作，允许空气循环。
? 不能使用场合,空气中含有剧毒性物质，工艺过程产生
易燃易爆气体和纤维，粉尘的厂房。
? 7、两种方案,
? 1）暖风机供给全部采暖耗热量，适于气候较温暖地区。
? 2）暖风机供给部分采暖耗热量用散热器维持量低室内温
度（ 5℃ ）
? 优点是,非工作时间可不开暖风机省电能和热能，不需管
理，使用时开启可迅速提高室温，供热量为设计热负荷与
值班采暖供热量之差。
? 8、暖风机系统设计；主要确定型号，台数及布置方案。
台数
? — 要求暖风机提供的采暖热负荷 W
? — 室温系数，取 1.2-1.3
? — 单台暖风机的实际数量 w
..
/ qQn ??
.
Q
?
.
q
?
? 查产品样本或手册可得暖风机的性能（在一定热媒系数下
的散热量，送风量，和风速和温度等。）产品样本中给出
的进口空气温度为 15℃ 若进口空气温度不等于 15℃ 时，
用下式进行修正
? — 产品样本中提供的暖风机供热量 n/台；
? — 暖风机进出口热媒平均温度 ℃
? — 设计条件下的机组进风温度，一般可取室内温度 ℃
)15/()(
..
??? mimo tttqq
oq
.
mt
it
? 注意,
? ①送风温度不宜低于 35℃ 以负有吹冷风感觉，不得高于
75℃ 以免热射流上升，不利于有效利用。
? ②室内空气循环次，每小时不宜小于 1.5次
? ③每台暖风机进出口设阀门（蒸汽出口设疏水器）便于调
节，维修和管理。
? 9.暖风机布置,
考虑车间的任何形状，工作区域，工艺设备的流量气流
作用范围等。
? NC型 小型机组可采用图 3-8所示方案，悬挂在墙、柱上，
梁下。
? ZN型 可吊挂在顶棚下等高处。
? 大型 可用于无隔墙，大型设备的大型厂房，可沿长度布置
地面上。
? 小型 安装高度见教材 P40上部
? 三,风机盘管 FCU（ Fan Coil Unit）
? 组成,通风机、电动机、和盘管（空气换热器）
? 工作原理,
? 1、风机盘管的构造分类和特点
? 分类（按结构型式） ；
立式，卧式，壁挂式，卡式（吸顶式）
? 按安装方式,
明、暖、半明装，图 3-9（ a）方式明装（ b）卧式暗装
? 壁挂式全部为明装，卡式进出风口外镶顶棚下
1）单侧送风，单侧回风
2）两侧送风，中间回风
3）四侧送风，中间回风
? 暗装机组根据机外静压分两类,
标准型、高静压型
? 标准型,在名义风量下的机外静压为零（我国标准）
或 10-20Pa（合资或进口）
? 高静压型,名又风量下机外静压为 30-60Pa
? 还有同时配冷盘管和热盘管机组，用于回管水气流。
? 规格
? 1）风量我国标准规定，用高档转速下风机盘管的风量
㎡ /标准规格。如下 P-6.3风量 63/h，标准规定风机盘管共
有
12种规格。风量范围为 250-2500。主柱式非标产品最大
风
量为 4000。中外合资，通常用英制单位风量（片 /min）
来
表示。如规格 200（或称 002或 02型）风量 200片 /min。
? 2）制冷热量：标准规定，名义工况下的制冷量 1.4-
13.3kw
? 3）电功率,标准型 30-170 w，高静压 50-270mm供
热量
2.1-19.95kw
噪音、水阻力, FP-6.3以下，噪声 ≤39dB（ A） FP-80
以
上＞ 40 dB（ A）水侧阻力均为 10-40KPa。
? 2、风机盘管的选择与安装要求
? 1）、选择：质量、明、暗装、承压、型式、左右、冷热
媒强度，噪声
? 2）安装：主式卧式等见教材
明装 卧式暗装 水过滤器 橡胶轮接 阀门 凝法水管坡度
不小于 0.01供电，单独回路,集中配电盘
? 3）制冷量、供热量、风量的标定：部颁标准规定，全热
制冷量，显热控制冷量和供热量用焓差法确定,
? 在制冷工况下的测试法为,保持机组出口静压为零（标准
型）或一定值（高静压型）测定风量，进出口空气的干湿
球湿度进出口水温，压力和流量，测定风机输入功率。由
此确定空气的比焓并获得在制冷工况下的风机盘管和各项
性能：风量，全热制冷量、显热性冷量、水流量水侧阻力，
输入功率。
? 全热制冷量
（ 3-5）
? 显热制冷量
（ 3-6）
)(.,oia hhMtQ ??
)(.,oipaS ttCMQ ??
? 各项意义
? － 全热、显热制冷量,kw；
? — 空气进出口比焓 kj/kg
? — 空气进出口干球温度 ℃
? — 风量,kg/s;
? — 重气定压比上
=1.01kj/kg℃
? 供热量
St QQ
..
.
oi hh,
oi tt,
aM
pC
pC
)(
..
iopah ttCMQ ??
? 4）名义工况，在制造条件下的工况，分为制冷工况和供
热工况，见教材 P42
? 应按夏季冷负荷造盘管，冬季供暖校核即可，一般样本给
出常见工况制冷量，如无此类数据
3 6 7.0
11
.
.
.
.
.
.
5.12 ??
?
?
?
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?
nw
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? 式中,
? — 设计工况下风机盘管全热制冷量和显热制
冷量,W或 KW；
? — 名义工况下风机盘管全热，显热制冷
量,W或 KW；
? — 设计工况下盘管进风干球温度和湿球温
度，取室内设计参数 ℃ ；
? — 风机盘进口水温；
? — 设计工况和名义工况下的水流量,kg/h
设计时正常水流量与名义工况一样（ 3-8）。
（ 3-9）只与温度有关。
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? 不考虑水量变化时，供热量换算公式为
? 式中 为设计工况和名义工况下的盘管供热量 W或
KW；
? 5）附加问题,若房间的设计全热冷负荷（人员、灯光,
电器、辐射及围护结构传热，空气渗透，通风等）为
显热冷负荷为,则盘管的全热制冷量为,
≥（ 1+β1+β2） （ 3-11）
? 显热制冷量为,≥（ 1+β1+β2） （ 3-12）
? β1 —— 积灰对盘管传热影响的附加率见教材
? β2 —— 间歇使用附加率，当 β2 20% 时，约经过 20min
室温达要求。
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? 6）选用,选择盘管时，宜同时对全热制冷量和显热制冷
量校核是否符合式（ 3-11）（ 3-12）要求，尤其是显热
冷负荷比例大的房间，因为盘管运行时根据室温停开。
? 样本中给出不同档次风量的制冷量，中档风量时机组的制
冷量以为高档时 85%。对于明装机组，在考虑 β1 后，直
接根据中档风量选有 15%裕量，可作为间歇运行附加值。
? 暗装，选用高静压，核算总阻力，不能大于机外静压值，
无静压，总阻力控制在 30%以内在考虑 β1β2后按中档风
量制冷量选，此时机组高档风量相当于中档风量。
? 风口配合,双层百叶，断面面积与盘管出口面积相当。回
风为固定百叶，风速控制 ≤1.5m/s。盘管与新风组合空
气 —— 水系统，新风带冷量，不能单根据室内。冷负荷选
盘管见 6-9。
? 水温,供暖，水温 60℃ 为宜，最高一般不超 80℃ 。
? § 3-3热水采暖系统的分类与特点
? 组成：热源管道系统，散热设备
? 一、按系统的循环动力分类
? 分为重力（自然）循环和机械循环图 3-10重力循环图 (a)
中水靠密度差循环，水在锅炉 1中受热温度升高到,密
度降为,来自回水管 7冷水 水沿供水管 6流到散热器
之中，降温周而复始。
? 膨胀水箱作用,
1、室内膨胀水
2、补水,
3、定压
4、排除空气供回水管坡度。
? 机械循环图（ b）水泵，膨胀水箱接口，集气罐，自动排
气阀供回水坡回坡度。
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? 二、按供水温度分类
? 分为高温水，中温水，低温水,我国规定高于 100℃ 高温
水，否则低温水 95-70℃, 85-60℃, 120-130/70-
80℃ 。
? 高温水,易烫人，烤焦灰尘易汽化卫生条件及舒适性差,
省散热器，供回水温差大，管径小。
? 低温水,优缺点
? 三、按供回水的方式分类
?, 供, 指供出热媒, ；回, 指回流热媒。可用, 供, 与,回, 表明垂直方向流体的供给指向。
上供式：热媒沿垂向从上向下；
下供式：热媒沿垂向从下向上；
上回：热媒沿垂向从下向上；
下回：热媒沿垂向从上向下；
? 可分为图 3-11所示四类
? 1、上供下回式系统
? 图（ a）供水干管设置于系统最上面回水干管设置于系统
最下面。
? 布置管道方便，排气顺畅，用得最多。
? 2、上供上回式
? 图（ b）供回水干管均位于等流最上面，干管不与地面设
备与管道发生占地矛盾。
主管耗量增加，主要用于地面设备和管道较多的，地在面
布置干管有困难的车间。
? 3、下供下回式
图（ c） 供回水管均位于系统最下部供回干管无效热损失
小，可减轻竖向失调（双管）有利于水力平衡，顶棚下无
立管，可分层施工，分层供暖，地沟，顶层散热器设放气
阀或设空气管。
? 4、下供上回式
图（ d）供水干管在下，回水干管在上，倒流式供水干管
一层地面明设时，无效热损失小，底层散热器平均温度升
高，可减少面积，垂管中水流与空气浮升方向一致有到排
量高温水面不易汽化。中供式系统图 3-12，供水干管位
于中间，上半部可为下供下回图（ a）或上供下回图 (b)下
半部均为上供下回，可减轻竖向失调，计算和调节较麻烦。
? 四、按散热器的连续方式分类
垂直式：图 3-13（ a）垂直主管连接，单侧，双侧
水平式：图 ( b)水平管线连接
垂直式：供水干管，回水干管
水平式：供水主管回水主管，供水干管回水干管图 3-
16
（ b）
? 水平式优缺点,用于公用建筑，分户计量，少穿楼板，
室内无主管水箱高度可降低，便于分层控制和调节，易膨
胀漏水。串联组数不宜太多，放气阀，空气管图 3-14
? 五、按连接散热器的管道数量分类
? 单管,图 3-15用一根管道将多组散热器依次串联，供回
水不分开。
? 双管,两根管道并联，供回水截然分开。
? 图（ a）（ b）（ c）（ d）跨越管多耗管材，但可调。
? 六、按并联环路水的流程分类
? 同程式与异程式，图 3-16
? 同程式,各并联环路总长度基本相等图（ a）
? 异程式,各并联环路总长度不等图（ b）
? 同程式优点,易平衡，水平失调轻。
? § 3-4高层建筑热水采暖系统
? 高层建筑,高度 35m以上或 12层以上
? 特点,底层散热器承压加大，易产生竖向失调，热压与风
压同时作用。
? 设立系统时注意,最高点不倒空，不汽化，最低点不超压，
与热网直连会否使其他建筑物超压（地形）减轻竖向失调。
? 一、分区式高层建筑热水采暖系统
? 分区式系统,将系统沿垂直方向分成两个或以上的独立系
统
? 分界线选取,考虑热网的压力工况，建筑物总层数（高度）
及散热器承压能力。
? 低压可与热网连成间连，高区或选择下述型式,
? 1、高区采用间接连接
? 图 3-17，设主表面式换热器，高层压力状况与热网面并
联换热站位置：建筑物底层地下室或中间技术层内
? 适用,外网有足够资用压力，供水温度较高。
? 2、高压采用双水箱或单水箱系统
? 1）运行图 3-18图（ a）在高层设两个水箱，用泵 1将供
水注入供水箱；靠两水箱间高差 h，或利用系统最高占压
力图（ b）作为动力。
? 2）停运系统停止运行时，水泵出口道上阀关闭，高压高
静水压力传递不到底层散热器及外网。当回水箱高度超过
外网回水管压力，起到与外网分离作用。
? 运用,资用压力小，供水温度低
? 优缺点,省去换热站费用，但水箱占面积，结构荷载增加，
开式系统，易氧腐蚀。
? 还有, 1）在供水总管设加压泵，回水管上安减压阀。
2）下供上回，回水总管上设排气断流装置
? 二、其他类型的高层建筑热水采暖系统
? 1、双线式采暖系统
? 只能减轻失调，不能解决超压问题，分为垂直双线与水平
双线图 3-19,
? （ 1）垂直双线热水采暖系统
? 图（ a）垂直双线，虚线框表示设于同一楼层同一层间的
散热设备（串片散热器，蛇形管线墙内辐射板）由上升和
下降立管构成，各层散热器的平均温度近似相同，减轻竖
向失调主管阻力增加，提高了水力稳定性，适用于同一房
间设置四组散热器与四块辐射板的情况。
? （ 2）水平双线
? 图（ b）水平方向各房间散热装置平均温度近似相似，减
轻水平失调，水平支线设调节阀和节流孔板。分层调节减
轻轻竖向失调。
? 2、单双管混合式系统
? 图 3-20，沿重向分组，组内为双管，组间为单管，利用
双管散热器可局部和单管系统提高水力稳定性优点，减轻
了双管层数多时，重力作用压头引起的竖向失调严重的倾
向。但不能解决起压问题。
? 3、热水和蒸汽混合式系统
? 对特高层建筑（金属大于 160m）最高层水静压力超过一
般的管路，附件和设备的承压能力（一般为 1.6mpa），
可竖向分三区，最高区利用蒸汽作热媒向冷水换热器供蒸
汽。下面分区用热水图 3-4,
? § 3-5分户热计量采暖系统
? 分产热计量意义,按每户实际耗电量计费，节能，满足用
户不同要求。
? 优点,分户管理，控制调节，收费。
? 不利,原系统多为垂直系统，进户主管为多根不易计算，
不易调节一般改选成水平式。
? 分户计量系统共同点,每户管路进出户处安装关断阀，进
出口之一安装调节阀，有条件时安装流量计或热表。
? 流量计和热表的安装位置,在回水管上水温低，有利延长
使用寿命，但当有失水时，计算不准。较多装在入口，在
竖井内
? 系统型式,上供式，下供式和中供式，一个单元设一组供
回水主管干管及同程或异程。
? 有关热表内容自看。
? 一、分户水平单管系统
? 图 3-22与传热水平系统主要区别
a.水平支路长度限于一个住户之内；
b.能分户计量与调节；
c.可分类调节。
? 1、型式分类,
1）水平顺流图（ a）
2）同侧连接跨越（ b）
3）异侧连接跨越 (c)
? 2、所设阀门
1）图（ a）在水平支路上设关断阀，调节阀和热表；
2）图（ b）（ c）还可在散热器支管上装调节阀（温控
阀）图（ b）（ c）性能优于图（ a）。
? 水平式特点,便于分户计算，调节，省管材，少穿楼板，
水力稳定性好，易产生竖向失调，注意重力压头作用。排
气问题。
? 二, 分户水平双管系统
? 图 3-23户内散热器并联，每组散热器装调节阀或温控阀，
便于分组控制。
图（ a）两管位于散热管上下（同稳）；
图（ b）两管均在散热器上方；
图（ c）两管位于散热器下方。
? 图 3-24分户水平单、双管系统单管、双管优缺点，可用
于大户型及跃层式。
? 三、分户水平放射式系统
? 在每户的管道入口设分水器和集水器，各散器并联图 3-
25，分水器引出管呈辐射状埋地敷设，可单调，支管用
铝塑复合管或 PPR，各户有热表，支管上有调节阀。
?§ 3-6热水采暖系统的作用压头
? 作用压头,热水采暖系统循环所需要的动力。
? 阻力损失,流体在系统中流动消耗的能量。
? 作用压头 ≥阻力损失
? 一、重力循环热水采暖系统的作用压头
? 重力循环,完全靠热媒供回水深度不同，从而密度不同形
成的压力差循环的系统。
? 重力循环作用压力,因密度差，高差所产生的压力差，
在机械循环系统中也存在，是机械循环系统失调的重要因
素之一。
? 1、简单重力循环热水采暖系统的作用压头
? 图 3-56为只有一组散热器的简单系统
? 简化：不考虑水在管道的散热。
? 水在锅炉或换热器中被加热成温度,密度为,在
散热器中冷却到回水温度,密度为 。
? 假设阻路最低点断面 A-A处有一阀门，突然将阀门关闭 A-
A两侧所受水柱压力分别为,
? 右侧,
? 左侧,
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? 因为 所以,两侧压力之差为,
(3-13)
? 式中,
? — 重力循环热水采暖系统的作用压力
? — 重力加速度 ；
? — 冷却中心到加热中心的垂直距离 m
? — 供水密度 kg/㎡
? — 回水密度 kg/㎡
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? 结论,由上式可见，重力循环作用压力的大事仅取决于
冷却中心与加热中心的高差 。及对应的水柱密度差。
? 如 ℃, ℃ 则 时的重力作用
压力为,
? 2,重力循环单管热水采暖系统的作用压头
? 图 3-27（ a）为重力循环上供下回单管式顺流式系统，
立管上散热器串联，一个循环环路，只有一个共同的作
用压头（按式 3-13）
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? 式中,
? — 第一、二层散热器出水温度所对应密度
kg/
? — 第一层散热器到加热中心，第二层散热
器到第一层中心垂直距离 m
? — 第一、二层散热器到加热中心垂直距离
m,在低温水范围内，水的密度差与温差成正比。
? β—— 常数对 95/70气流 β=0.64对 85-65气流
β=0.60将式 3-15代入 3-14，可得出立管上有 N
组散热器的重力作用。
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? 压头如下,
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? 式中
? N— 主管上散热器总数；
? i— 从底层起算的，散热器顺序数；
? — 分别为流出第 i层 i+1层散热器水的密度 kg/
? — 分别为流出第 i层 i+1层散热器水的温度 kg/ 水
℃
? — 第一层散热器到加热中心的距离，或第 i与 i-1层
散热器间的垂直距离 m
? Hi— 第 i层散热器到加热中心的垂直距离 m
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? 对图 3-27( a)中第二层散热器可写出
? 对第一层散热器可写出
? 将以上两式代入式 3-14，可得到下面的垂力作用压头计
算量式
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? 式中,
? C— 水的比热 c=41873/kg,c；
? — 第一层、第二层散热器的热负荷 W
? — 主管的流量 kg/s；
? 参照式（ 3-17）对有多层散热器的单管项流式系统可写
出其重力作用压头计算公式,
其中 第 i层散热器的热负荷 W
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? 对 95/20℃ 的系统，将 β=0.64代入则式（ 3-16）（ 3-18）
可改写为下式公式
? 结论,
? 由式（ 3-19）看出，位于高处散热器对重力作用压头贡
献大，负荷大散电器贡献大。或 3-16— 3-19不涉及水的
密度，使用方便，式 3-14。 3-16也可用于计算图 3-
17( b)跨越式单管系统作用压头，但需注意,
的取法
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? 3、重力循环，双管热水采暖系统的作用压头
? 图 3-28所示双管系统各散热器并联，不计管道热损失，
认为各层散热器进出水温相同，进出水密度都等于系统供
回水强度所对应的密度，可写出通过各散热器的重力作用
压头；
? 对 95/70℃ 系统有
? （ 3-20）,
? 因各层 不同，作用压力 不同，上层比下层大。
最底层散热器的作用压头最小，处于不利，设计计算应取
第一层散热器作用压头为计算值,
piP?iH
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irsgi HttP )(28.6 ???
? 设计时注意,
? 就将上层散热器多余的压头消耗在并联管路中，如图 3-
28，应取通过一层散热器管段 1,2,3为计算环路。然
后计算二层散热器管路，使水从 A点流到 B点经过管段 4、
5,6此流经 1,2,3阻力损失大，大出的数额为二层与
一层作用压头的差值，否则竖向失调。
? 4、水平式系统的重力作用压头
? 图 3-29
? （ a）为水平单管顺流式；
? （ b）为水平单管跨越式。其重力作用压头计算同公式
（ 3-20）只需注意图中冷却中心到加热中心之间高度的
取法。一般应取第一层作为作用压头。
111 )(28.6)( HttgHP rssrg ????? ??
? 二、机械循环热水采暖系统的作用压头
? 1、作用压头构成,
? 水泵扬程（或热网压差）重力作用压头，水在管路中冷却
产生的重力作用压头可忽略不计。
? 2、计算公式,
? 式中,
? △ P— 热水采暖系统均的作用压头 pa；余项解释见教材
p57
? 3、重力作用压头的取值,从式（ 3-16） -（ 3-21）可见
重力作用压头是随系统水温变化而变化的，在设计热负荷
下最大，采暖初期或终期因负荷减小，供回水温度差最小，重力作用压头最小。
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rgprgtgpgp PPPPPPpP,.,)( ???????????????
?, 相对于,而言，虽数值较小（见 3.6.1.1）但是
造成竖向失调的重要原因，因此须选各适数值来设计，使
整个采暖期失调最轻。取采暖意外平均温度下对应的供回
水温度来计算重力作用压头为设计值比较适宜。采用质调
节对，接近于取最大值的 2/3。
? 4、对双管系统的考虑,如不计地管道热损失，不仅所有
散热器并联，且有相同进出水温，对一条立管或水平支路
上的各散热器回路，机械循环作用压头相等，便重力作用
压头不同。最底层的重力作用压头最小。一般取通过最远
主管最底层散热器环路作为最不利环路。
? 5、对单管系统的考虑,如建筑物各部楼层相同，可不考
虑重力作用压头。因各主管产生重力压头近似相等，如楼
层不同。须考虑。
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? 三、单管系统散热器的小循环。
? 图 3-30中给出了单管系统散热器水循环及进流系数的基
本组成单元的图示。
? 进流系数,流入散热器流量与主管流量之比,
? 主管线水平支路中流量为,进入散热器流量为 。
散热器进出口温度分别为 。
? 小循环作用压头,由于水在散热器内冷却，图中 1,2点
并联的管路间通过散热器的支路存在附加重力作用压头增
加了，通过了散热器支路的流量称为 —— 小循环作用压头。
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? １,单管跨越式系统水循环作用压头的计算,散热器热
媒平均温度为公式
? 如忽略管道散热跨越管内水温为 图 3-30
（ a）中 1.2点间的小循环重力作用压头△ pg1-2为,
? — 散热器进出口间高差 m
? — 散热器进出口水的密度 kg/㎡
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? 对图（ c）（ d）（ e）所示的水平系统，其重力作用压头
为（ 3-24）
? 式中
? — 散热器的冷却中心（图中空心小圆圈）重水平支路
管道中心的高差 m
? 注意（ e）与（ c）（ a）中大的不同。
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? 2、单管采暖系统散热器的进流系数
? 进流系数确定原理：并联节点压力平衡和考虑小循环作用
压力由图 3-30（ a）的 1-2两点可导出公式
? -水流经散热器及支管的阻力损失 Pa
? -水流经跨越管及支管的阻力损失 Pa
? -小循环重力作用压头 Pa
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? 按式（ 3-23）、（ 3-24）计算，式（ 3-25）
的符号,
? 当系统为上供下回垂直式时，取, +”当为下供上回取, -”。
用式（ 3-25）计算 比较麻烦，须多次试算。因为散
热器的进出口水温及流量未知。
? 俄罗斯测试过，得到图表图 3-21为重直单管的进流系数，
当立、支和跨越管管径组合与图中一致时，可使用，上供
式 值大于下供式，下供式小循环用压头减少循环动力，
不利于提高散热器流量，上供式相反。
? 双侧连接，若两侧管径管长及局阻接近或相等 =0.5若
一侧阻力显著大于另一侧 ＜ 0.5时，两者之和等于 1。
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? 四、单管系统散热器进、出口水温的计算
? 确定单管系统散热器进出口水温的意义,
? 1）计算散热器的面积或片数；
? 2）利用式（ 3-19）计算系统的重力作用压头。
? １,单管顺流式系统散热器，进、出口水温的计算
? 图 3-32（ a）所示单管顺流式系统从底层到顶层散热器的
热负荷分别
? 为主管热负荷为,
（ 3-26）
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? 目前供热工程中流量因次采时 kg/h式（ 3-26）改写成
? （ 3-27）
? 第二列第 N层，可参照式（ 3-26）导出,
? 可求气流出第二层散热器水温 t2,
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? 将（ 3-2）代入上式,
? 同理对第 j层散热器可导出,
? 式中
? — 流出第 j层散热器的水温 ℃
? — 温水流方向，主管上第 j层散热器之前（含第 j
层）所有散热器热负荷之和 w；
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? 2,单管跨越式系统散热器的进出水湿计算,
? 比较单管跨越式系统图 3-32（ b）与顺流式系统图（ a）
若高系统各层散热器的热负荷 系统供回水温度
相同,不计管道热损失，则各层散热器的水温度和主管中
的混水温度 也相同。但由于立管部分流量
进入散热器。
? 各层出水温度与顺流式不同。按图 3-30（ a）计算，进入
散热器流量为,
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? 式中各项解释见教材 p62
? 从式（ 3-29）中导出，跨越式 ＜ 1，当立管或水平支
路的流量散热器热负荷及设计供回水温度相同时，单管跨
越比顺流式散热器的平均温度低，散热器用量要增加。原
则上只有已知 后，才能确定散热器的出水温度，平均
温度及散热面积并计算重力作用压头。
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?§ 3-7热水采暖系统的水力计算
? 水力计算三种情况,
1、已知系统各管段的流量和总作用压头，确定各管
段的管径（设计）
2、已知系统各管段的流量和管段管径，确定所需作
用压头（选设备）
3、已知系统各管段的流量和允许阻力损失，确定各
管段的流量（校核）
? 计算目的,计算阻力损失，与作用压力协调。
? 计算方法,等温降和不等温降。
? 一、等温降水力计算方法
? 等温降方法原理,认为水流过垂直式系统各主管和水平式
系统各水平支路时其温降相等。可用于异程或同程式。
? 1、异程式系统等温降水力计算方法
? 1）计算最不利环路
? 系统有多个环路，一般计算异程式系统时，从最不利环路
开始，最不利环路：允许平均比摩阻最小的环路称为最不
利环路，对异程式，通常指距系统入口最远主管所构成的
环路。
? 图 3-33热媒从 O点进入有 5个主管的异程式系统，第 V主
管为最不利环路，其平均比摩可用下式计算,
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? 根据 和已知各管段设计流量，查水力计算表，得到在
设计流量下各管和管径和实际比摩阻。如果△ p未知，可
用推荐比摩阻 60-120pa/m来确定管径和对应比摩阻。
? 阻力损失为文所有的串联管段阻力损失之和。
? 式中各项解释见教材 P63
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? 2）计算富裕压头值和富裕度
? 比较系统可资利用的作用压头△ P（资用压头），和计算
出总阻力损失，求出富裕压头值，作用压头应留有 10%
以上的富裕度即,
? 式中各项解释见教材 P63。
? 计算调整,如不满足上式，需调某些管段的管径
? 如△＜ 10%，放大管径
? 如△＞＞ 10%要缩管径，或利用阀门 。
%10%100* ?? ????? P HP
? 3）给出最不利环境干线的压力和阻力变化图，确定各主
管的资用压力。
? 水力计算完毕可给出汽供水干管回水干管全线的阻力损失，
据此给出最不利环路干线的压力和阻力变化图，如图 3-
34所示。模轴为顺序截取的各管段长度及主管位置，纵
轴为系统的作用压力或阻力损失，如 1,2两点纵坐标连
线的降度为主管 Ⅰ 和主管 Ⅱ 之间供水干管的阻力损失的数
值及压力降低的情况。
? 主管资用压力,1、图中还可得到各主管的资用压力，各
主管与干管连接点压力的差值，即线段 1-1`,2-2`…… 分
别表示主管 Ⅰ, Ⅱ …… 的资用压力。
? 4）计算其他主管的阻力损失 。
? 主管流量,等温降方法，各主管流量已确定。
? 设计要求,使主管阻力与资用压力相等，防止实际流量偏
离设计流量。
? 如主管 Ⅰ 的资用压力,由于管径规
格限制△ p不等于 允许有一定的不平衡率
为 ± 15%即,
? 剩余压头越小，反为不平衡率，反之亦然。
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? 当不平衡过大，运行时引起干管和立管中流量偏离设计工
况重新分配。近处立管流量偏大，远处立管流量偏小，出
现小平失调,
? 减轻水平失调的方法,立管安调节阀，孔板消耗剩余资用
压力，采用散热器恒温阀控制室温，水力计算采用不等温
降法。
? 2、同程式系统的水力计算
? 各立管环路长度接近，适于采用等温降法。
? 1）计算, 主计算环路,
? 最不利环路不一定是通过离入口最远立管环路，设 H计算
时不知道哪个环路为最不利，可称开始计算时的环路为主
计算环路。
? 先选定通过最远立管的环路为, 主计算环路, 。如图 3-
35（ a）双线所示管路，外网提供作用压头为△ p，用与
异程式方法一样计算出供水干管，立管 V及回水采管的管
径及阻力损失为 验算富裕作用压力
? 2）计算, 次计算环路,
? 选定通过最近立管 Ⅰ 的环路为, 次计算环路, 图（ a）中
粗线确定立管 I及回水干管 1`到 5`点的管径及阻力损失
△ H1-1`-5`
0'5510 ????? VH
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P
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? 3）计算上述两并联环路阻力损失的不平衡率,使其值在
± 5%内。即公式,
? 实际运行时，上述两环路阻力损失一定相等，即 与
一定重合，因此设计时应限制其不平衡率。
? 4）绘制系统干管压力和阻力损失平衡图
? 见图 3-35（ b）粗实线所示，在图上可知系统的富裕压力，
总阻力损失,及各立管的资用压力，例如，立
管 Ⅱ 的资用压力△ PⅡ 为 I和 I`点间的纵坐标差。
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I'5
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? 5）确定其他立管管径
? 已知其他各立管流量选管径。先计算立管的阻力损失并与
相应主管的资用压力进行比较。使不平衡率在 ± 10%以
内。如立管 Ⅱ,
? 如不平衡率达不到要求。要改换立管管径，改换后还不满
足，可能要调整个别供回水管管径。
? 同程系统各立管环路管长基本相等，易于达到平衡要求，
但不计算也会发生失调。一旦发生失调比异程式调整还要
麻烦。实践中多次遇到中间立管欠热情况，也可选通过中
间环路为, 主计算环路, 见图 3-36中双线表示，对际止
中间环路不热非常有效。
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? 二、不等温降水力计算方法
? 计算原理,按并联环路阻力损失相等。
? 目的,避免或减轻失调
? 针对等温降方法远近立管的不平衡不满足要求，多用于垂
直式单管异程式，近年来也开始用于水平式。垂直式为避
免水平失调，水平式为避免竖向失调。
? 举例,见图 3-37为例，由四个大环路组成，异形式，首
先应分别用不等温降法计算四大环路 ABCD然反对各环路
平差。假定系统总负荷 每个环路热负荷
分别为
wQ 3' 10*1 4 0?
wQwQwQwQ DCBA 2 9 4 3 0.3 4 8 4 0.3 8 5 3 0,3 7 2 0 0
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? 计算步骤如下,
? 1、计算最远立管 V环路的平均比摩阻
（或 60~120选）
? 2、设最远立管 V的温降比，设计供回水温降大 2-5℃ 由此
根据该立管热负荷求流量，根据流量 和确定主管 V，
干管 5和 5`的管径及阻力损失。
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? 3、选定主管 IV的管径，主管 IV与管路 5-V-5`并联，根据
并联管路阻力损失相等原理，用当量局部阻力系数方法求
出立管 IV的流量和温降。
式中
? 当水温一定 d一定 A值是定值，可查有关教材与手册。
? — 计算局部阻系数 。
? — 当量局部阻力系数,
? － 值可查有关教材或手册。
? 然后确定干管 4-4`的管径并计算阻力损失。
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? ４,同样方法顺次确定主管 Ⅲ, Ⅱ, Ⅰ 的管径，流量和温
降及干管 3,3`； 2,2`； 1,1`的管径及流量。
? ５,假设计算出环路 A（从 b立管 V— b`）的总阻力损失为
4513pa；总流量为 1196kg/㎡ 。
? ６,用同样的方法计算其他各环路，得到各管段的管径,
流量及阻力损失以及各立管的温降，假设计算得到各环
路的总阻力损失和总流量如下：见教材 P66。
? 从计算结果可见，并联环路的计算阻力不等，而实际运行
时，一定相等，须进行平差，按各并联环路阻力相等条件
重新分配流量。
? ７,对并联环路平差，步聚如下,
? a.对 A,B环进行平差。 增加 B环流量，使 B环与 A环阻力
损失相等。由于阻力损失与流量平方成正比，当 B环流量
增加到,
? 其阻力损失与 A环相等。通过此两环的总流量应为
1196+1238=2434kg/h，此时用总流量计算管段
ab.a`b的阻力损失设为 75pa则 A（或 B）环（由 a-A
（或 B） -a`）的总阻力损失为 4513+75-2=4663pa。
hkg /1 2 3 8049.1*1 1 8 0
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? b.对 C,D环进行平差。 使 C环流量增加到 1070kg/h时，
C与 D环的阻力损失同为 4050PA。通过两环的总流量应
为 1070+900=1970kg/h假设用总流量算出管理
ac,a`c`的阻力损失为 100pa通过 C环的总阻力损失为
4050+100*2=4250Pa。
? c.对 A（ B）环与 C （ D）环进行平差,通过 C与 D环总流
量为 2064kg/h时，则 A（ B）环与 C（ D）环的阻力损失
同为 4663pa。 C D环的流量增加 2064/1970=4.75%
其值分别为 C环 1121kg/h,D环 943kg/h，完成四个环
路的平差，系统总流量为 2434+2064=4498kg/h。
? ８,用平差反总流量和已知的总热负荷，算出系统的总温
率为 26.8℃ 。
? ９,调整平等后的总温降，得出流量和总阻力损失，如该
采暖系统与外网（或独立热源）相连，系统总温降与外网
设计供回水温差应一致，如为 25℃ 上述计算总温降应减
少 25/26.8=0.93倍，即各环，各管段的流量应增大，
1/0.93=1.075，系统总流量应为
4498*1.075=4835kg/h, A,B,C,D环的流量分别
为 1286,1331,1205,1014kg/h。系统总阻力损失
为 4663*(1.075)2=5389pa。
? 10、计算各环的温降调整系数。温降调整系数与流量调
整系数成反比，可算出 A环流量调整系数为公式
? 同样得 B,C,D环，流量调整系数，取倒数得各环温降
调整系数。用温降调整系数乘各立管第一计算出的温降得
到最后温降用计算散热器面积。
? 由于各主管温降不同，通常计算结果为近处主管流量比等
温降法计算得到的温差小而流量大，散热器面积会减少，
可改善水平失调。
075.111961286 ?
? § 3-8热水采暖系统的失调与调节
产生失调原因,气象条件（室外温度，风速,
向，太阳辐射强度等）的变化用户能水平的变
化，系统服务对象条件变化。解决失调，调节。
? 一、热水采暖系统的失调
? 失调分类,水力失调,热力失调,
? 水力失调,流量分配偏离设计要求，引起热力失
调的主要原因之一。
? 热力失调,供热量及室内温度偏离设计要求，垂
直失调，水平失调。
? 设计目标,各层间符合设计要求，单管与双管失
调原因不同。
二、热水采暖系统的调节
（一）调节方法,有多种,
按时间,
１,初调节，刚投入运行时将各用户散热器流量调到
设计工况。
２,运行调节：运行过程中随外界因素变化进行,
初调节方法,首先利用阀门将各建筑入口流量调到设计
流量然后调各大环，立管，支管。
按调节地点,
集中调节：在热源处，调控范围大，简便易于实现，
是主要调节方式。
局部调节：在热力站或是用户入口处。
个体调节：用热设备处
应以集中调节为主，以局部，个体调节为辅。
? 按调节号数,
1、质调节：改变热媒供回水温度。
2、量调节：改变热媒流量
3、质量流量调节：同时改变热媒流量与温度
4、间歇调节：改变每时供热小时数。
? （二）热水采暖热负荷集中调节的基本公式
? 调节实质,在室外温度变化时改变供热条件，使供热
负荷跟踪用户热负荷。
? 调节依据,热平衡原理，即不计管路热损失，房间采
暖耗热量 等于散热器供热房间的热量,等于
系统输送热量 见图 3-38 1
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? 在任意室外温度 T0下有,
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? 在采暖室外计算温度 下，同样可写出如下平衡式,
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? 相对热负荷,运行调节时，某一室外温度下的采暖热负荷
与设计热负荷之比称为相对热负荷 。用 表示。
? 则有,
? 相对流量,在 下的流量与设计流量之比称为相对流量。
用 表示有,
? 为便于分析，以为采暖热负荷与室外温度成正比变化，即,
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? 综合上述公式可得到,
? 式（ 3-45）是采暖热负荷调节的基本公式，整个采暖期
都应使室内温度 保持不变，设计参数已知，则式（ 3-
45）有四个未知数 只有三个联立方程，须
根据不同的调节方法补充条件才能求解。如采用质调节时，
改就供回水温度，不改变流量 三个方程求解三个
未知数 。
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? 用户为直接连接，给出任何一室外温度 从式（ 3-44）
可得到,
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（ 3-46）
? 分阶段改变流量质调节，在室外气温较低时，运行在设计
流量下，在室外温度较高时，通过改换水泵，运行在较小
流量下，对直连用户可补充条件
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? 求解式（ 3-45），得到下式,
? 式中
? -小流量与设计流量比值,
? 根据式（ 3-46） -（ 3-49）可画出质调节曲线图（ 3-39）
和分阶段改变流量的质调节曲线（图 3-40）横坐标为室
外温度，纵坐标为供回水温度或相对流量。
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? 间歇调节,当室外温度升高时，不改变流量和供回水温度，
而减少每日供暖时数的调节方式。
? 该调节方法室内温度有波动，在保持相同室内平均温度情
况下，由于热浮效率低，比连续供暖耗能多，只能作为辅
助调节方法
? 每日工作时数,
? 式中各项意义见教材 P71
? 间歇供暖,在设计负荷下的间歇供热，不合理之处在于，
使热源的热出力，系统的输送能力和室内的供暖设备都要
增大，增大初投资热源效率低，耗能多。
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? 最佳调节工况,指外部条件变化时，系统供给房间完全吻
合的热量上述调节公式是建设在将整个建筑物作为一个对
象来研究的实际情况远为复杂，采暖系统的热力稳定性还
与系统本身的结构特性有关。引起单管和双管系统的失调
原因不同。
? 双管系统失调主要原因,重力作用压力大小随水温变化，
层间压头变化散热器待热系数随温差变化
? 单管系统失调主要原因,散热器散热系数随温差变化。。
? 采用综合调节之外，应辅以局部调节和个调 。
? § 3-9全水风机盘管系统
? 一、风机盘管水系统的型式
? 按系统管道根数,
双管
三管
四管
? 双管系统,由一条供水管和一条回水管构成，根据要求向
房间供冷冻水或热水，不能同时满足有些房间供热有些房
间供冷的要求。但系统简单，初投资化。普遍应用。也可
按内压和周边区或朝向分系统，分别并联到热源或冷源上，
可实现分别供冷或供热，但同一朝向要求可能不同。
? 三管系统,两条供水管和一条回水管构成，供水管中一条
供冷水，一条供热水，由室内恒温控制器控制盘管进口三
通阀来实现供冷或供热，适应全年负荷变化能力强，可较
好地进行温度调节。但冷热水注入共同回水管，造成混合
损失（冷、热量均布）运行效率低，冷水与热水环路关联，
水力工况复杂，不好控制，很少应用。
? 四管系统,两条供水管和两条回水管构成。冷热水单供，
两套独立系统，互不掺混，避免混合损失，操作简单，控
制方便还可利用建筑物内部热源的热泵提供热量，运行较
经济。但管路复杂，多点空间，初投资较高，多用于对舒
适性要求高的。
? 四管系统有图 3-41所示两种方式,
? （ a）为同一盘管
? （ b）为同时设冷热盘管。
? 双管、三管、四管系统的选用,
? 单供冷或供热用双卡，基本无同时供冷供热用双管，有内
区，可考虑内区，周边区分设系统，分别并联到冷源和热
源上的双管系统。有同时供冷、热要求高的，用四管
? 系统型式,垂直连接图 3-42（ a）水平连接（ b）
? 垂直连接系统,较多用在循环客房系统，立管设管道井中，
上部设集气罐或自动排气阀，盘管手动放气阀，凝水管也
可在竖井中设立管。水平连接系统：适用于办公楼商场等。
? 异程式图（ a）左侧，图 (b)上面，或同程式图（ a）右侧，
图（ b）下面小系统用异程，大系统用同程。
? 小系统设计计算,与热水采暖系统类似，温差一般为 5℃,
7-12℃ 流量比热水采暖系统大，通常适用较大比摩阻，
一般取 120-400pa/m水管径取大值，大管径取小值，流
速比采暖气系统大,PN32以上管内流速一般大于 1m/s。
? 排气、池水：最高气与局部最高气，最低气。
? 阀门,
? 二、风机盘管系统的调节
? 气系统特点,末端阻力大，不易失调，负荷变化时，量调
为主,
? 局调方法,
? 1、水量调节，水量调节目前常用两种方法,
１）在冷冻水管路上设二通电动阀图 3-43（ a），用恒温
控制器控制启闭；
２）改三通电动阀（ b）（ c）控制启闭，使水全通风机盘
管或旁通。
? 2、风量控制,盘管有三档风量，通常把恒温控制器与正
速开关组合并设供冷 /供热，转换开关，可用时进行风量
和水量调节，近年来开发了直接控制风量的恒温控制器，
根据室温变化，控制三档风速或无极变速，风机可无极调
节，实现冷量无级调节。
第四章 蒸汽系统
? § 4.1概述
? § 4.2蒸汽采暖系统
? § 4.3蒸汽在通风与空调系统中的应
用
? § 4.4蒸汽采暖系统专用设备
§ 4.1概述
? 一 蒸汽系统示意图
? 图 4-1表示以蒸汽为热媒的各类用户供应
? 蒸汽供应分为 有凝回收和无凝回收。图中给
出的是有结水回收。
? 用户设疏水器，凝水箱，凝结水泵
? 凝结水尽管回收，节省热能，水资源
? 当可就地利用，或凝水污染，不宜回收，且经技
术经
济比较，才可能回收。
直接、间接、减压
二 蒸汽作为热媒的特点
? 特点,与热水相比，有如下特点,
（ 1）可同时满足不同用户对不同压力，程度，动力要求；
（ 2）相变放热，单位质量携能多，流量小，管径小；
（ 3）平均温度高，在相同负荷下，节省散热设备面积；
（ 4）状态变化大，有相变设计和运行管理复杂，易出现, 跑，冒,
滴，漏,,
（ 5）密度大，无水静压问题，适用于高层建筑高压；
（ 6）热惰性小；
（ 7）压力变化时，温度变化不大，不能质调，只能间歇调节；造成
室温波动大，供暖质量收影响,
（ 8）易造成管道和设备表面有机灰尘的分解与升华；
（ 9）间歇工作管道易腐蚀；
（ 10）管道温度高，无效热损失大。
? 综上所述，蒸汽供热比热水供热耗能多，管理麻烦，运行费用高，供暖效果差，主要用于工业建筑及辅助建筑，商服，特高层等。
§ 4.2蒸汽采暖系统
? 一 蒸汽采暖系统的类型
? （ 1）根据供气压力分为,
高压蒸汽采暖系统（ P（表压） >0.07MPa）
低压蒸汽采暖系统（ P（表压） <=0.07MPa）
真空蒸汽采暖系统（ P（绝对压力） <0.1MPa）
? （ 2）根据立管根数分压,
单管系统：易产生水击和汽水冲击噪声
双管系统：多采用垂直式
? （ 3）根据蒸汽干管的 位置 分,
上供式
中供式
下供式
? 蒸汽干管位于散热器上，中，下即为保证汽，水同向
流动，防止水击和噪声，上供式用的最多。
? （ 4）根据凝结水 回收动力 分,
重力回水
机械回水
? （ 5）根据凝结水系统 是否通大气 分为,
开式
闭式
? （ 6）根据凝结水 充满管道断面的程度 分为,
干式回水
湿式回水
? 一般采用开式，分为重力和机械，可上，中，下供，用
于有蒸汽源的工业辅助建筑和厂企办公楼
? 1.低压蒸汽采暖系统的型式
? （ 1）重力回水低压蒸汽采暖系统
? 特点,供汽压力 <0.07MPa，凝结水在有坡度管道中
靠重力流回热源
? 工作原理,图 4-2（ a）为上供式 （ b）为下供式
? 干式凝水管, 水平凝结水干管的最低点比水位还高 200-
250mm保证不被水充满。工作时该管道上部充满空气，
下部凝结水。系统停止工作时，该管内充满空气，称为
干式凝水管。回水方式称干式回水
? 湿式凝水管, 管道 4的整个断面始终充满凝结水，称为
湿式凝水管，回水方式称为湿式回水
? 水封,图（ b）中水封 8（详见图 4-17）排除蒸汽管沿
途凝水，防止主管中汽水冲击，阻止蒸汽窜入凝水管，
水平蒸汽干管坡向水封，水封低部设放水丝堵排污，上
设放空。
? 优缺点, 系统简单，不设凝水箱，凝结水泵，少占地，
不耗电能，调节好可不设疏水器。但锅炉要低于孔高，
当作用半径大时，需高压力，图 4-2中 h加大，否则，水
平蒸汽干管内甚至底层散热蒸汽水，空气不能排出，蒸
汽不能正常进入系统，影响运行，适用于小型系统
? （ 2）机械回水低压蒸汽采暖系统
? 特点,凝结水靠水泵动力送回热源
? 工作原理, 图 4-3中供式机械回水
? 优缺点,消耗电能，但热源可不低设，系统作用半径
大，适用于较大型系统
r
Q
r
QM
..
.
6.3
1000
3600 ??
? ２,低压蒸汽采暖系统的设计要点
? 与其水采暖水力计算有类似和不同，压力低，密度变化不
大，不考虑密度变化与热水相同，但蒸汽管与凝结水管水
力计算分开进行，与热水不同。
? 注意,
? （ 1）蒸汽在散热器内冷凝放出汽化潜热
? 蒸汽流量
? 式中各项见教材 P79
? 工程中蒸汽流量常用单位为 KG/H，因此式（ 4-1）变为
r
QM
1 0 0 0
.
.
?
? （ 2）为热媒时所需散热器面积的计算方法和方式基本
相同注意试验测的的散热器传热系数公式，平均温度为
对应压力下的饱和温度
? （ 3）热水采暖空气聚集在散热器上部，蒸汽系统在中
部或中部偏下，见图 4-4（ a）,（ b）,(c).三种情况，
自动排气阀应设于底部向上 1/3处。
? （ 4）为简化计算，低压系统不考虑沿途蒸汽密度的变
化和沿途凝水对蒸汽流量的影响。蒸汽压力用于克服蒸
汽管路的阻力损失,
? 从锅炉出口到最远散热器的管路为最不利支路。
? 平均比摩阻用下述公式计算,
? 式中各项见教材 P79
? 散热器入口预留压力 2000Pa，用于克服蒸汽流入散热器
阻力损失，并疏散空气。
? 水利计算表按蒸汽密度 （对应饱和压力
P=5KPa）管道当量粗糙度 K=0.2mm编制，在 P=5-
20KPa内使用，误差不大
? 若不只锅炉出口或用户入口压力，可取推荐值 R=60Pa/m
计算。
? （ 5）散热器凝水支管可不设疏水器，可在每支路。每立管
上设。
3/6.0 mkg??
?
??
l
PR )2 0 0 0(?
? （ 6）为防止凝结水泵汽蚀，要求正水头，图 4-3。 H
值见表 4-1
? （ 7）蒸汽或凝结水过门时，按图 4-5安装
? （ 8）饱和蒸汽易产生沿途凝水，出现, 水害,,
,水
击,,要使水平供汽管道有足够坡度，使汽水同
向流动，干管坡度 ≮ 0.002，支管坡度 ≥0.01-0.02。
蒸汽干管向上拐弯处。须设疏水器图 4-3中的 11或水
封图 4-2（ b）中的 8。如水封连接点蒸汽压力为 P
（ kPa）。水封密度, 0.2m是考
虑气压波动安全值。
? （ 9）干式和湿式重力回水凝结水管管径的确定。
凝结水管坡度 i≥0.005,管径可查表 4-3数值。
mPh 2.01.0' ??
三 高压蒸汽采暖系统
? 多用于对卫生条件和室内温度均匀性要求不高，不要求调
节每组散热器热量的厂房。 P>0.07MPa.一般不超过
0.39MPa。
? 1.高压蒸汽采暖系统的型式
? 减压 上供
? 图 4-6为开式上供高压蒸汽采暖系统示意图。工作原理：
阀们，热胀，二次蒸汽，闭式系统采用图 4-7闭式凝结水
箱有补偿，水封，防止箱内压力升高。二次汽逸散和隔绝
空气，减轻系统腐蚀，节热能。
? 当二次气量较大。设二次蒸发箱。图 4-8
? ２,汽采暖系统的设计要点
? （１）与低压系统类似（设计计算），因供汽压力差别
较大，应根据散热器内压力造成不同水力计算表。
? 室内系统作用半径不大，仍可认为密度为常数。计算可
用平均比摩阻法和推荐流速法。主干线平均比摩阻按下
式,
? （ 4-4） 式中各项见教材 P83
? 最不利阻力占启始点压力的 1/4，剩余压力用于克服疏
水器及凝结水管路的阻力损失，保证排除凝水，有利于
远近支路的阻力平衡。
?
?
l
P
R m
?25.0
? 如入口供汽压力 P未知，可采用推荐流速法，取蒸汽推
荐流速 U=（ 50%-60%）, 为最大允许
流速，查表 4-3
? 系统入口所要求压力由下式计算,
? 式中各项见教材 P83
? （２）高压系统并联管路平衡较困难，一般不进行并阻
计算。尽可能采用上供式和同程式，图 4-9示异程
式,使各散热设备回水压
力,远处设备凝结水汇流有阻碍。
? （３）须经常维修拆卸处用法兰外，尽管用焊接，不用
丝接，非满管凝结水管管径可根据管段负荷查表 4-4
maxv max
v
? ??? rPZRlP )()15.1~10.1(
4321 PPPP ???
'4'3'2'1 PPPP ???
§⒋ ３蒸汽在通风与空调系统中的应用
? 在通风空调系统中加热，加强空气，制备热水及制冷
等
? 一,用蒸汽加热空气
? 通风系统，全气空调系统或空气 -水空调系统在冬季运
行时，空气可用蒸汽 -空气换热器在空调机组，新风机
组中进行加热。
? 注意,
① 肋电管垂直
②多台换热器蒸汽管路并联
③蒸汽入口装压力表，调节阀，出口装疏水器；
④被加热空气温升大时，空气行程串联，空气量大
时，并联。图 4-10
? 暖风机应用,车间中采暖常用蒸汽，压力大于
0.39Mpa，供热能力大，相同暖风机比热水多一倍。
? 热空气幕,寒冷地带为阻挡室外冷风侵入，设热空气
幕（详见 8.7）
? 二,用蒸汽加热空调系统用热水
? 全水空调，空气 -水或全空气中所用热水可用汽 -水换热
器加热，图 4-1
? 三,用蒸汽等温加湿空气
? 用于蒸汽对空调空气加湿是常用方法之一。加湿速度，
均匀，稳定，效率高，不带水滴和细菌，若电能，运
行费用低，布置方便。
? 但须有汽源和输汽管道，初投资高，有现成汽源时，
应优先采用。供汽管应用镀锌管，从供汽管道顶部引
出，接管越短越好，防凝结水，减压阀，调节阀前后
安阀门，出口装疏水器。
? 四,溴化锂吸收式制冷用蒸汽
? 热力制冷，分为单效与双效
? 单效, 单一供冷或热，使用蒸汽或热水作热媒,
? 热力系数 =
? 除有废热作热源外，一般不提倡使用。
? 双效,同时供冷热，热力系数比单效高约 60%-70%，
但一次能源效率不如电制冷。
?
消耗热量
制冷量
§ ４,４蒸汽采暖系统专用设备
? 正确选用意义与热水相比，因热媒特点，有专用设
备，正确选择，计算这些设备关系到系统的正常运
行和节能。
? 一,排除凝结水的设备
? 散热器，换热器，蒸汽管沿途凝水，需及时排除，
防止水击,
? 种类,
疏水器
水封
孔板式疏水阀。
? 1.疏水器
? （１）疏水器的种类及工作原理
? 根据 作用原理 不同，可分为三种类型
机械型,利用疏水器内凝结水液位变化动作的。浮
筒式，吊桶式、浮球式。
热动力型,靠蒸汽和凝水流动时热动力特性不同来
工作热动力方式、脉冲式。
热静力型,靠凝结水温度变化：波纹管式，双金属
电式,
? 介绍常用的
? （ a）浮筒式疏水器
? 构造如图 4-12，工作原理 4-13
? 优点,构造简单，制造方便只能水平安装，漏气量小，
凝水表压力 P1在 500Kpa或更小能疏水，排水孔阻力小。
? 缺点,体积大，排量小，活动部件多，筒内易沉渣结垢，
阀孔易磨损，维修量大。
? （ b）热动力式疏水器
? 图 4-14工作原理
? 优点, 体积小，重量轻，结构简单，安装维修方便
? 缺点,周期性漏汽，只能水平安装。
? （ c）恒温式
? 图 4-15，波纹盒内装易蒸发液体。
? （ ２）疏水器的选择计算
① 使其排水能力大于用热设备的理论排水量。即
各项意义见教材 P88
? 引出选择倍率 K的原因, K是考虑实际条件与理论计算
情况不可能完全一致而引出的系数
? 实际条件,用汽压力下降，背压升高导致疏水器排水能
力下降；用汽量增加时，凝结水量会增加；用热设备情
况可能变化，在低压力大负荷下启动时，排水量要大于
设备正常排水量。
? K的选择,不是越大越好，浮筒式,K值大，体积大，
造价高，热动力式 K值大，易漏气，不同 K值，可查表
4-5
thde MKM
.
?
。
② 疏水器的排水量计算
? 按下式
? 式中各项意义见教材 P88
? 当通过冷水时 At=32，当通过饱和凝结水时，按手册
或厂家样本选用，由于二次汽影响 At<32,在 d相同情
况下,
? 越大,二次汽占的比例越大,At和 减小的越多。
手册中排水量是按背压为零（ P2为大气压）给出，在
相同情况，背压增高，二次汽化量减小，排水能力大
于手册给出数值。较安全。
pdAM t ?? 2,1.0
p?
.M
③ 疏水器前后压力的确定原则
? 器前表压力 P1取决于疏水器在系统中位置，当用于排除
蒸汽管路的凝水时 P1= 疏水点处蒸汽表压力；
? 在用热设备出口时,P1=0.95Peq用热设备前的蒸汽
表压；在凝结水干管末端时,P1=0.7Ps-供热系统入口
表压 。
? 凝结水通过疏水器及其排水阀孔时，有能量损失,P2比
P1低。为保证疏水器正常工作，必须有一个最小压
差 。如 P1给定值,P2不得超过最大允许值
? （ 4-8）
? 值取决于类型和规格，通常由厂家提供数据。多
数 左右。
? （ 3）疏水器与管路的连接方式
? 见图 4-16，多为水平安装
trP
minp? max2p
m in1m ax2 PPP ???
max2P
15.0max2 PP ?
? 2.水封和孔板式疏水阀
? 水封图（ 4-17）和孔板式疏水阀图（ 4-18）都起阻汽疏
水作用。
? 优点,结构简单，无活动部件，维修率低。
? 水封,积存凝结水阻止了蒸汽的通过，水封高度 H应等于
水封安装处前后压差相当的水柱高度，有 10%的富裕值。
用于蒸汽压力小于 0.05Mpa处
? 孔板式,凝结水密度大，能通过，蒸汽密度小，受阻。
? 二,减压阀
? 1.作用,调节阀孔大小，对蒸汽节流减压。
? 2.种类,
活塞式
波纹管式
薄膜式
图 4-19活塞式工作原理，见教材 P90
? 3.阀孔面积计算
各项意义见教材 P91
q
MA
?
.
?
? 4.理论饱和蒸汽量 q,
? 每平方厘米阀孔面积通过的 q「 g/cm.h」可查图 4-20，
根据阀前压力（绝对） P1（图中弧线）和阀后压力 P2
（横坐标）查出 q值，用总 q和 A查表 4-6求出对应 DN。
? 当 时,
? 或 P2较小时，应串联两个减压阀，以减小振动、噪声和
保证可靠运行。
? 图 4-21为安装图
7~5
2
1 ?
P
P
? 三,二次蒸发箱
? 1.作用,在较压力下分离出凝结水或汽水混合物中的二次
汽，并输送到热用户利用。
? 2.构造,图 4-22
? 3.容积计算,当流入凝结水量为 （ kg/h）二次汽的
含汽率为 x凝结水的含汽量为 。若蒸发箱内所对应
的蒸汽比容为 v含汽所对应的体积为,二次箱的
容积 V按 每小时分离 2000 蒸汽确定。所需容积
按下式,
? 式中各项见教材 P92，箱容积 20%存水,80%为蒸汽分
离空间，按蒸汽流速不大于 2.0m/s来计算截面积，水流
速不应大于 0.25m/s,可查图示标准图等
.M
xM.
?xM.
3m 3m
?? xMxMV,,0 0 0 5.02 0 0 0/ ??
? 四,安全水封
? 见图 4-23，三个水罐，四根管组成
? 作用,正常工作时将凝结水系统与大气隔绝，凝水系统超
压时排水，排汽。
? 工作原理,系统启动前冲水至 高度，在正常压力作
用下，下贮水罐 C充满水，管口内水面比管 4管 1睡眠低高
度 h,与大气隔绝。当系统压力高于大气压力 H1米水柱时，
凝从管 2,4经压力罐 A流入大气。当系统压力回落，罐 A
中自动补充主管 2,4中。箱内真空，只要真空度小于 H2
米水柱，水封不破坏。
'' ???
第五章 辐射采暖与辐射供冷
? § 5.1辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分
类
? § 5.2辐射采暖系统
? § 5.3辐射采暖系统的设计计算
? § 5.4电热膜辐射采暖
? § 5.5辐射供冷
§ 5.1辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的
分类
? 一,辐射采暖（供冷）的定义
? 1,定义,依靠供热（冷）部件与围护结构内表面的辐射换
热向房间供热（冷）的方式，称为辐射采暖（供冷）。
? 2.辐射采暖与对流采暖特征区别,
房间各围护结构内表面的平均温度 高于室内空气温度
即 而对流采暖正相反
? 3.采暖辐射板,用于进行辐射采暖的供热部件。
? 4.辐射供冷特征,各围护结构内表面温度 低于室内空
气温度，即
? 5.辐射采暖方式,可局部或集中，本章主要介绍集中式辐
射采暖（供冷），不介绍用燃气器具或电炉等局部高温辐
射采暖。
mst.
Rt Rms tt ?,Rms tt ?.
mst.
Rms tt ?.
? 二,辐射板的分类
? 1.按与建筑物的结合关系分
整体式 埋管式
风道式
贴附式
悬挂式
? 埋管式,将通冷、热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内，
图 5-1（ a）
? 风道式,利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒 (图 5-1(b))
? 贴附式,将辐射板贴附于建筑结构内表面，图 5-2，贴附
于窗下外围护结构结合的情况。
? 悬挂式,分为单体式和吊棚式。单体式（图 5-3）
? 单体辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下，挂在墙
上或柱，见图 5-4，间距高度见教材 P95
? 吊棚式辐射板（图 5-5）
? 2.采暖辐射板按位置
墙面式
地面式
顶面式
横板式：可同时向上、下两层房间供热（供冷）
窗下式 单面散热（图 5-2）
双面散热 （图 5-6）
墙面式 墙板式 外墙式：外墙室内侧
间墙式：设在内墙 单面散热
双面散
热
踢脚板式
? 窗下式，踢脚板式多为单面散热。
? 图 5-7给出各种采暖辐射板在室内的位置。
? 三,辐射采暖的特点
1.围护结构内表面温度高，减少人体的辐射放热量，舒
适度增加。
2.竖向高度均匀，适合人体舒适性要求，室内空气温度
可比对流低 1-3℃,节能。
3.可利用低温热媒。
4.少占建筑面积。
5.适于局部加热。
? § 5.2辐射采暖系统
? 一,辐射采暖系统的热媒
? 1 热媒种类
热水：首选，温升慢，混凝土板不易裂缝，可采用集
中质调。
蒸汽：温升快，易出裂缝，不能集中质调。
空气：建筑结构厚度增加。
电：板面温度易控制，调节方便，但耗电，应进行
技
术经济论证。
? 2,热媒温度,热水时根据热源和板的类型，分较高温和
较低温。尽量利用地热，太阳能等。悬挂式金属辐射板可
选较高供水温度（ 130℃ 高温水），埋管式热媒温度可比
板面温度高 20-40℃,窗下式可选用较高（如 105℃ ）
? 间墙式，踢脚式，顶面式和地面式一般低于 60℃ 。
? 二,热水辐射采暖系统
? １,采暖辐射板的加热管
? 型式与板的位置，尺寸和类型有关。
? 窗下式见图 5-9
? 踢脚式采用图 5-10
? 墙面式有图 5-11所示。
? 地面式有图 5-12
? 管道埋设见 5-13
? 单体悬挂式金属辐射板，可采用图 5-14所示两种型式
? ２,辐射采暖系统的管路系统设计要点
? 系统型式,上供或下供，单管或双管。
? 窗下辐射板可采用单、双管或双线式，见图 5-11
? 地面辐射板，顶面及地面 -顶面应采用双管，以利于调节
和控制。
? 辐射水平安装中，管内流速不应小于 0.25m/s,以便制
冷，应设放气阀与放水阀。
? 图 5-15表示下供上回式双管系统中辐射板与管路连接。
? 墙面板可按图 5-11的型式采用单、双或双线系统。
? 还可在建筑物个别房间（如进厅）装辐射板，这时供回
水温度按主要层间条件确定，辐射板可接供水上或回水
上。
? 图 5-16给出一个大厅辐射板接到回水管上。
? 辐射板本身阻力大，不易水力失调，不同板阻力损失差
别大，在一个系统中最好采用同类板，否则应有可靠的
调节措施。
? § 5.3辐射采暖系统的设计计算
? 一,辐射板的表面温度
? 1,影响表面温度 的因素,
? 管径 d，管间距 s,埋设厚度 h,混凝土的导热系数，热媒温
度
和房间温度 等,
? 即
? 上述六个变量中有四个（ ）变化范围不大或可预
先给定。铝塑复合管其管径规格为 12/16 16/20 20/25
（内径 /外径） d可知，在给定 的数据后，板表面
温度 只与管间距 S和埋设厚度 h有关。 S越小,h越大，
板面温度越均匀，但造价越高。因此，在确定 S和 h时要
作经济分析。
st
hmt
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? 2,板体温度场,
? 如图 5-17所示，实线为等温线，虚线为热流。
? 热流线起始于加热管，终止于板表面。沿不同热流方向混
凝土热阻是变化的，使得板表面是不等温面。
? ３,温度场的不均匀性,
? 加热管管顶所对应的板表面温度最高，为 ;两相邻加
热管间（ s/2处）表面温度最低为 ts/2.辐射板不仅每一加
热管管顶混凝土表面温度不均匀，沿水的流程混凝土表面
温度也是不均匀和变化的，图 5-18（ a）,(b),(c)分别表
示三种不同排管形式沿房间进深温度变化的情况。 Ts表
示表面平均温度的变化范围。
ot
? ４,板表面温度的确定,
? 要考虑卫生要求，人的热舒适性和房间用途。我国暂无
此标准，俄罗斯有资料，对不同的采暖辐射板，用于下
列房间时最高允许平均温度规定如下：见教材 P102。
? 按表面最高允许平均温度的高低排序是：墙面板，顶面
板，地面板。
? 注意地面覆盖层最高允许温度限制。 P102
? 俄罗斯标准规定，各部分温差不应超过 10℃ （地面）
? 墙面和窗下板单管系统，供回水温度可取 105-70℃,
双管取 95-70℃
? 铝塑管板最高供水温度 ≯ 55℃ 。
? 二,盘管的水力计算
? 沿程阻力，铝塑复合管的比摩阻 R可用下式，且式（ 5-4）
教材 102
? 式中各项见教材 P102
? 水的流动状态相似数 b用下式计算,
（ 5-5）
? -阻力平方区临界雷诺数。
? 实际雷诺数 用下式计算式中各项意义见教材 P103
? 式中各项意义见教材 P103
ec
ep
gR
gRb
?
??? 1
ecR
epR
x
i
ep
dR
?
??
? 热媒温度为 80℃,铝塑管比摩阻 R值可查附录 5-1
? 当热媒平均温度不等于 80℃ 时，用附录 5-1查出的 R要修
正,
? 式中各项意义见教材 P103
? 铝塑管在水水力计算时应考虑管子的管壁及管厚的制造偏
差。
? 用下式来确定管子的计算内径,
? 式中各项见教材 P103
? 局部阻力：地面辐射板采用铝塑管时，大多数只有弯头这
一局阻，附录 5-2给出局阻系数。
?RR t ?
K
dR i
ec
500?
)242(5.0 ssdeded i ??????
? 三,地面辐射板供热量的计算
? １,影响辐射板供热量因素,
? 热媒温度，流量，管径，材质，间距，位置，盘管型式，
混凝土的导热系数，厚度，板表面温度及分布，背部材料
的导热系数，厚度等。
? ２,供热量
? 俄罗斯进行热工试验，结果见附录 5-3,5-4
? 每米铝塑管的散热量根据管径和传热温差计算，传热温差
为,
? 管子明装时取表中数值的 90%-100%，在天棚下明装取
70%-80%；
? 埋于重混凝土中时（混凝土密度 ≤2000kg/, =1.8）
? 取 2倍，轻混凝土中时取 1.1-1.15倍。
R
fh tttt ????
2
? 3m ?
? § 5.4电热膜辐射采暖
? 一, 原理及特点
? 1.原理,
? 电热膜是一种通电后能发热，厚度很小（ 0.24mm）的
半透明聚酯薄膜，由特制的可导油墨，金属载流条经印刷，
热压在两层绝缘聚酯薄膜之间。
? 2.优缺点,
? 有辐射采暖和电采暖优点，无燃烧排放物，便于控制，运
行简便，舒适，但消耗高品位电能。
? 安装示意：图 5-19
? 二,电热膜片数的计算
? 采暖所需电膜片数用下式计算后取整
? 式中各项见教材 P105
q
QRN
.
)1( ??
? § 5.5辐射供冷
? 可有多种型式，如整体式，贴附式和悬挂式,可用于民
用或工业
? 目前应用最多是顶面式辐射板 ---冷却吊顶。
? 优点,施工安装维护方便，不影响室内布置，辐射板不易
破坏，供冷效果不易受影响。上部供冷，降低垂直温度梯
度，舒适感好。
? 为防止表面结露，表面温度须高于露点，无除湿能力，须
结合新风系统。
? 一,冷却吊顶
? １,传热形式,辐射和自然对流
? ２,传热比例,取决于顶板的结构型式及顶板附近的空气
流动方式。
? 当吊顶下面的冷辐射面为封闭式，比例 1,1
? 当吊顶下面的冷辐射面为开敞式或有贯通的气流通道时，
对流换热比例要大得多，供冷量也大。
? ３,冷却顶板的类型,
? 图 5-20给出三种结构型式，图（ a）为一体式，冷顶板与
水管制成一体，形成一顶板单元，图（ b）为单元式，通
过传热肋片把水管和金属顶板连接形成一吊顶单元；图
（ c）为镶嵌式，水管以毛细管形式镶嵌吊顶内，组成一
安装单元。（ a）（ b）最为常见。
? 5-21为对流式冷却顶板的单元，对流占 80%，辐射
20%
? 最大供冷量可达 230w/
2m
? 二,冷却吊顶的水系统
? 通常与新风系统结合供冷，须同时考虑冷却吊顶和新风系
统对系统的不同要求,
? （ 1）供水温度,
? 为避免吊顶表面结露，供水温度要高，新风因除 湿，供
水温度低得多，吊顶表面温度应比室内露点高 1-2℃ 。
? 一般供水温度在 14-18℃,实际设计多采用 16℃,新风
供水一般为 6-7℃
? （ 2）供回水温差,
? 吊顶为 2℃ 新风系统为 5℃
? 两种典型的系统型式（满足上述两条要求）,
? ①图 5-22为冷水机组与冷却塔供冷机结合的系统工作原
理。
? ② 图 5-23为混合法制备吊顶冷媒的水系统
? 上述两个系统，新风系统和冷却吊顶都采用了同意冷源，
他只能按最低的冷水供水温度来运行，要求温度高的冷却
吊顶的冷媒只能靠二次换热或混合办法获得。无法提高冷
水机组的蒸发温度来实现节能。可把两系统分设独立系统，
这样，冷却吊顶的供水温度可提高，从而提高机组的性能
系数。
? 但注意，目前冷水机组流量按 5℃ 温差设计，而吊顶供回
水温差为 2℃,还应采取图 5-23措施。冷水机组可提供
13℃ 冷冻水，通过三通调节阀调节回水量可使供水温度
达 16℃,可如图 5-22利用冷却水自然冷量。分设系统缺
点，增加冷源设备和初投资。
第六章 全空气系统与空气 —— 水系统
?§ 6-1 全空气系统与空气 —— 水系统的分类
?§ 6-2 全空气系统的送风量和送风参数的确定
?§ 6-3空调系统的新风景
?§ 6-4 定风量单风道空调系统
?§ 6-5定风量单风道空调的运行调节
? § 6-1 全空气系统与空气 —— 水系统的分
类
? 一 全空气系统
? 1.定义,完全由空气来承担房间冷热湿负荷的系统
? 2.工作方式,向房间输送冷热空气，来提供显热，替热冷
量和热量
? 3.空气处理,冷却、去湿处理空气集中空调机房内空气处
理机来完成。在房间内不再进行补充冷却：但加热可在机
房或房间完成属等中空调,
? 4.机房、热源、冷源，机房一般设于空调房间外，如地下
室，房顶间全空气空调系统的分类和辅助用房；热、冷源
可邻近机房或较远。
? 5.1）按送风系数的 数量分类
? ①单系数系统 — 空气处理机只处理出一种送风参数，供一
个房间或多个区域应用，也称为单风道系统，但不是指只
有一条送风管。
? ②双参数系统 — 处理出两种不同参数，供多个区域房间应
用,
? 有两种形式,
? 双风道系统 — 分别送出不同参数的空气，在各房间按一定
比例混合送入室内；
? 多区系统 — 在机房内根据各区的要求按一定比例混合后，
送到各个区域或房间采用多区机组。
? 2）按送风量是否恒定分类
定风量系统 —— 送风量恒定的系统
变风量系统 —— 送风量根据要求而变化的全空气系统。
? 3）按所使用的来源分类
① 全新风系统（又称直流系统） — 全部采用室外新鲜
空气（新风）的系统，新风经处理后送入室内，消除
冷
热湿负荷直接排走。
②再循环式系统（又称封闭式系统） — 全部采用再循
环空气的系统，即室内空气经处理后，再送向室内。
③回风式系统（又称混合式系统） — 一部分新风和室
内
空气混合介于上述两系统之间。
? 4）按房间控制要求分类
? 用于消除室内显热冷负荷与潜热冷负荷的全空气系统，空
气须经冷却和去湿后送入室内。房间采暖可用同一系统增
设加热和加湿（或不加处理），也可分设采暖系统。用得
最多的一种形式，尤其是空气参数控制严格的工艺性空调
? 热风采暖系统 —— 用于采暖的全空气系统，空气只经加热
和加湿（或不加湿）无冷却处理，只用语寒冷地区只有采
暖要求的大空间建筑物。
? 二 空气 — 水系统
? 1,工作原理,
? 由空气和水共同承担室内冷、热湿负荷的系统。除了向室
内送入处理后的空气，还在室内设有以水为介质的未端空
气处理设备。全空气系统中为调节房间温度设有末端设备，
不算为空气 —— 水系统
? 2.系统形式,
（ 1）空气 -水风机盘管系统－在房间内设风机盘管
（ 2）空气 -水诱导系统 —— 在房间内设诱导管（带
盘管）
（ 3）空气 -水辐射管系统 —— 在房间内设辐射板
? § 6-2 全空气系统的送风量和送风参数的
确定
? 一．空调房间的热湿平衡
? 设有一空调房间，送入一定量经处理的空气，消除室内
负荷后排出，如图 6-1，假定送入的空气吸收热量和湿量
后，水态变化为室状态，且房间温湿度均匀，排除空气参
数为室内空气参数。系统达到平衡后，全热量，显热量和
湿量均达平衡即
? 1,全热平衡及送风量
? 全热平衡 (6-1)
? 送风量
（ 6-2）
RScss hMQhM
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c
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? 2.显热平衡及送风量
? 显热平衡 （ 6-3）
送风量
（ 6-4）
? 3.湿平衡及送风量
? 湿平衡, （ 6-5）
送风量,
（ 6-6）
? 式（ 6-1）至（ 6-6）各项意义见教材 111。式（ 6-2）
（ 6-4）（ 6-6）都可用于确定消除室内负荷应送风量。
即送风量计算方式。
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? 二,送风状态变化及角系数 。
? 1．送风状态变化,
图 6— 2为送风吸收热湿负荷的变化过程在 h- d图上的表
示。 R为室内状态点。 S为送风状态点。
? 2.角系数（热湿比）
kj/kg
? 根据式（ 6-2），（ 6-6）有
h
sR
sR
dd
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.
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c
M
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? 三，送风状态及机器露点
? 1.送风状态的确定,设计时，室内状态已知，冷负荷，湿
负荷及 已知，送风状态点在点 R,线段上。工程上常
根据送风温差 来确定 S点。显然,温差愈大，
风量愈小。设备和管路也小，初投资与运行费低。但，小
风量会影响室内温湿度分布均匀和稳定，送风温度过低影
响舒定性。原则上，温湿度要求严格，小温差，不严格，
大温差。规范规定，送风的高度小于等于 5米,
≯ 10℃,高度大于 5米,≯ 15℃ 。
? 2.机器露点,空气冷却设备可能把空气冷却到的状态点，
相对湿度 9.0-95%。见图 6-2D点，露点送风
? ?
sRs ttt ???
st?
st? st?
? 3.冬季送风状态确定
? （１）负荷问题对全年应用的全空气空调系统，送风量取
夏季条件确定的送风量。需供热，热负荷主要是建筑维护
结构热负荷。当室内有稳定热源，湿源时，应扣除热源散
热量，还应考虑散热量。但当热源和湿源随机性很大时，
就不宜考虑。如商场，人多散热量和湿量很大，系统不需加热和加湿，但在刚开门和未营业时，不同。
? （２）状态确定：图 6-3为冬季需供热的空调系统在室内
状态变化过程。室内有热负荷和湿负荷，送风在室内变化一般是减焓增湿过程，根据式（ 6-7） 为负值。式（ 6-
2），（ 6-4）。（ 6-8）中分子项均用全热负荷或显热热
负荷取代，并取负值。
?
? 送风温度为
? （ 6-9）式中 为室内显热热负荷，冬季送风量也可以
与夏季不同，取较大温差和小风量。热风采暖系统也可按
此原则确定送风量和送风温度，规范规定，热风宜采用
30-50℃ 。例 6-1某空调房间室内全热冷负荷为 75kw湿
负荷为 8.6g/s。室内状态为 25℃, 60%，当地大气压力
为 101.3kpw求送风量和送风状态
? 解（ 1）根据式（ 6-8）求热湿比
? =1000*75/8.6=8721kj/kg
? （ 2）在 h-d图上确定室内状态点 R（附录 6-1），做过程
线，若采用露点送风取 线与 =90%线交点 D为送风状
态点 s查得 =42kj/kg,=16℃, =10.25g/kg，,
=55.5j/kg,=11.8g/kg
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Rh Rh
? （ 3）利用式（ 6-2）计算送风量,
=75/(55.5-41)=5.56kg/s=20000kg/h
? 也可利用式（ 6-6）计算
? =8.6/(11.8-10.25)=5.55kg/s=19974kg/h
有误差
sM
.
sM
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