西安救援应急中心执勤综合楼空调设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

摘要：介绍暖通空调技术的发展概况和前景，户式中央空调原理和分类，以及结合设计，对CFD应用、水源热泵技术、蓄冰技术和冷、热源选择的多元化进行了探讨。

关键字：HVAC原理类型CFD应用水源热泵蓄冰技术能源多源化

一、暖通空调（HVAC）技术发展概况和前景

社会的进步和发展使得人类与建筑环境空间的关系越来越密切，人们对现代生活及工作环境的质量要求也越来越高。供暖通风与空气调节作为建筑环境控制技术的重要组成部分，最近几十年间伴随建筑业的兴盛和建筑技术的进步获得了较快的发展，其理论日臻完善，应用日趋成熟，设备加速更新换代，系统不断演化、创新，其新产品、新技术、新材料更是层出不穷。

21世纪，社会已经步入高新科技与网络经济、知识经济时代，对建筑环境的全面质量控制需求已进一步提了出来。所谓可持续建筑（SustainableBuilding）或绿色建筑（GreenBuilding）的概念也被提了出来。在今天，暖通空调的目的已远不限于为人类活动创建适宜的建筑环境，更着眼于室内环境质量的全面提升；它的应用也不再当作某些特定对象享用的奢侈品，更应视为人类提高生活质量、创造更大价值、谋求更快发展的必需品。它不仅正在日益广泛地为人类提供良好的生产、生活、学习、休憩、购物及文化娱乐等空间，更要为人类从事社交、经贸及高智力劳动等活动提供必要的环境保障。现代暖通空调科学与技术正是以这种高新科技应用和高水准环境品质要求为背景，以促进人居环境舒适性、健康性，保护地球环境及有效利用能源等基于可持续发展观点为原则，从而得以在更高的甚至全新的层面上加速进步与发展。

随着中国经济持续保持健康上升势头，居民收入的不断提高，居住环境不断改善，健康、环保居住的概念受到普遍重视，进一步促进了对暖通空调的需求。中国暖通空调行业经过几十年的发展，目前已经成为全球市场最大、增长速度最快的国家，其中家用空调的生产规模列居世界第一位。

暖通空调业发展所遵循的原则，概括起来就是：节能、环保、可持续发展，保证建筑环境的卫生与安全，适应国家的能源结构调整战略，贯彻热、冷计量政策，创造不同地域特点的暖通空调发展技术。具体包括：供暖技术、通风技术、室内环境质量、燃气空调、蓄能技术、公共建筑HVAC、可持续发展能源技术与暖通空调、节能环保设备的开发、空调通风系统和设计进展、模拟与分析技术、智能控制、施工安装和运行管理、制冷技术。

二、中央空调原理、分类及特点

1、中央空调系统的构成及工作原理

中央空调原理图

制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。

2、中央空调的分类及特点

中央空调是集中处理空调负荷的系统型式，其冷（热）量是通过一定的介质输送到空调房间里去的。按照家用小型中央空调的输送介质的不同，常见的家用小型中央空调可以分成以下三种主要型式：

1）风管式系统

风管式系统以空气为输送介质，其原理与大型全空气中央空调系统的原理基本相同。它利用室外主机集中产生冷（热）量，将从室内引回的回风（或回风和新风的混风）进行冷却加热处理后，再送入室内消除其空调冷（热）负荷。

相对于其它的家用小型中央空调型式，风管式系统初投资较小。如若引入新风，其空气品质能得到较大的改善。但风管式系统的空气输配系统所占用建筑物空间较大，一般要求住宅要有较大的层高。而且它采用统一送风的方式，在没有变风量末端的情况下，难以满足不同房间不同的空调负荷要求。而变风量末端的引人将会使整个空调系统的初投资大大增加。

2）冷（热）水机组

冷（热）水机组的输送介质通常为水或乙二醇溶液。它通过室外主机产生出空调冷（热）水，由管路系统输送至室内的各末端装置，在末端装置处冷（热）水与室内空气进行热量交换，产生出冷（热）风，从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷（热）量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。

该系统的室内末端装置通常为风机盘管。目前风机盘管一般均可以调节其风机转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送人室内的冷（热）量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足各个房间不同的空调需求，同时其节能性也较好。此外，由于冷（热）水机组的输配系统所占空间很小，因此一般不受住宅层高的限制。但此种系统一般难以引进新风，因此对于通常密闭的空调房间而言，其舒适性较差。

3）VRV系统

变制冷剂流量（VariedRefrigerantVolume，简称VRV）空调系统是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求。VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。但该系统控制复杂，对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高，且其初投资比较高。除了风管式系统、冷（热）水机组、VRV系统这三种基本的系统型式以外，还可以互相交叉，衍生出一些新型的系统。例如，将冷（热）水机组和风管式系统进行组合，往室内送冷热水处理房间空调负荷，而新风统一由室外机处理后分别送人各个房间。此外，在燃气利用便利的地区，冬季由燃气炉提供热量的方式使用得也较多。燃气炉可以集成在家用小型中央空调系统里，也可以单独设置。

专家预测，随着人民生活水平的提高，住宅建设的发展，中央空调小型化，家用空调商业化，家用中央空调将成为未来空调的主流。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

由于暖通空调技术的发展和变化，特别是建筑市场竞争激烈，业主需求日益现代化、多样化、重视国外技术的移植与引进，而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整，对暖通空调设计的挑战越来越严峻。因此，如何结合设计的需要，重视相关技术，并有选择而合理的应用在我们的设计中，满足业主要求，提高设计水平，是我们必须努力做到的。

1、重视cfd技术的应用

cfd是英文computationalfluiddynamics（计算流体动力学）的简称。cfd相当于虚拟地在计算机上做实验，用以模拟实际的流体流动与传热情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动和传热的微分方程，得出流体流场在连续区域上的离散分布，从而近似地模拟流动情况。因此，cfd是一种模拟仿真技术。在暖通空调领域，cfd可以对一些高大空间、公共建筑（体育场馆、大型音乐厅堂）、地铁等通风空调空间的气流组织设计，以可视化的方式将速度场、温度场，用动态或静态予以展示；对一些建筑小区或建筑群（如：cbd地区）的二次风、热环境等进行模拟分析，以求能设计出合理的建筑风环境；暖通设备的质量的提高、性能的改进，也可以借助cfd得以实现。