暖通空调注册工程师考试讲解.docx
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暖通空调注册工程师考试讲解
主要内容
空调建筑热工要求
空调舒适性与设计参数选择
焓湿图与空气处理过程
空调负荷计算
空调方案选择
气流组织选择与计算
空调水系统
空调设备性能、选择和相关标准
空调节能问题
空调消声减振问题
空调监测和控制问题
空调防火设计问题
答题注意事项和模拟题讲解
讲解的重点
重要的概念和知识点;
相关规范的一些重要规定;
解题的基本思路和方法;
容易忽视和出错的问题;
节能环保的一些重要问题;
建立知识点的逻辑关系;
知道如何做、为什么?
1 空调建筑热工要求
1.1 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。
1.2 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
1.3 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。
1.4 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。
2空调舒适性与设计参数选择
(1)
2.1 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。
2.2 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%)
2空调舒适性与设计参数选择
(2)
2.3 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:
30m3/(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
3 焓湿图与空气处理过程
3.1 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)
3.2 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?
3.3 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;
3.4 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
3.5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℃。
4 空调负荷与计算
4.1 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;
4.2 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)
4.3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。
4.4 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。
4.5 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?
4 空调负荷与计算
4.5 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;
邻室温差大于3℃时,应计算隔墙和楼板传热冷负荷。
4.6 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;
4.7 送风量计算
图解法和计算法;
5 空调方案比较与选择
5.1 主要空调方案
5 空调方案比较与选择
(2)
5.2 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。
5空调方案比较与选择(3)
5.3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;
5.4一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;
5.5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;
5.5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)
5.6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;
5.7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。
5.8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。
6气流组织设计
6.1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;
6.2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℃。
6.3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。
6.4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;
6.5送风射流计算:
侧送风射流射程X>A-0.5m,
6.6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。
6.7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;
7空调水系统
9.1 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。
9.2 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。
9.3一次泵的台数应与冷水机组台数对应
9.4冬夏季循环泵兼用问题
不宜兼用!
9.5 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。
9.6 补水点压力
比静压高3~5m;
9.7 变频定压方式是否节能?
9.7一次泵和二次泵
二次泵不一定比一次泵节能;
9.8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)
9.9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。
9.10水泵多台并联运行问题
是否衰减?
单台运行问题。
8空调设备性能、选择和相关标准
8.1 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;
8.2 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;
8.3 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;
9空调节能
8.1 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。
8.2 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。
8.3 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%;
3000m3/h,4000m3/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
8.5 设计送风温差的规定:
尽可能加大,<=5m,>=5℃,>5m,>=10℃
8.6 分层空调的规定:
>=10m,>=10000m3
8.7 风机盘管新风接法:
供冷性能、能耗、空气品质、新风量;
8.8 吊顶直接回风的规定:
顶层、发热大、吊顶高。
集灰问题。
8.8 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。
8.9 水系统的输送能效比要求;扬程:
36m
8.10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。
8.11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?
8.12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;
8.13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
8.14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。
8.15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;
8.16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.
8.17新风系统和新风口的设置:
节能、安全、投资、管道布置、噪声。
10 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+3dB
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!
11 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。
12 空调防火设计问题
12.1 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。
12.2 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;
12.3 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。
12.4 空调系统与消防排烟系统兼用的问题不宜兼用!
13 答题注意事项
看清楚题目选择的是“正确的”还是“错误的”;
先做会做的,不会做的最后做;
案例题解题步骤和思路应清楚;
数据的单位不要搞错;
注意“宜”与“应”的区别,“或”与“且”;
看清楚规范条文的约束条件是否齐全;
搞清楚考题的知识点(考点);
基本公式和概念要熟练,复杂的数据和公式不用背,但要知道:
何处查找?
如何用?
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