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第1章 概述1

1.1 暖通空调的节能方式1

1.2 暖通空调的节能技术1

1.3 暖通空调自控的内容2

第2章 中央空调风、水输配系统的节能3

2.1 管路的特性曲线3

2.2 串联管路和并联管路的特性曲线5

2.3 并联管路的总特性曲线的图解6

2.4 串联管路的总特性曲线的图解6

2.5 泵与风机的性能6

2.5.1 泵或风机的功率6

2.5.2 泵或风机的效率7

2.5.3 电动机功率7

2.5.4 选择电动机的功率8

2.5.5 泵或风机变频调速后效率9

2.6 泵与风机的性能曲线9

2.6.1 泵与风机的H-Q曲线9

2.6.2 泵与风机的N-Q曲线10

2.6.3 泵与风机的η-Q曲线10

2.7 水泵的特性曲线的数学表达10

2.8 空调水系统水泵的种类11

2.8.1 卧式泵11

2.8.2 立式泵12

2.9 水泵的节能标准12

2.10 水泵的选择13

2.10.1 空调系统循环泵选型时依据的参数13

2.10.2 变频水泵的选择14

2.11 空调风机的种类15

2.11.1 离心风机15

2.11.2 EC风机16

2.11.3 防爆风机16

2.12 泵与风机的相似定律17

2.13 泵与风机的比例定律17

2.14 比例定律的应用条件18

2.15 泵或风机改变转速后特性曲线的求解18

2.15.1 作图法求解18

2.15.2 利用公式求解19

2.16 泵与风机的等效率线19

2.17 泵或风机的联合运行20

2.17.1 并联工况分析20

2.17.2 串联工况分析20

2.18 泵与风机的工况调节21

2.18.1 泵与风机的工作点21

2.18.2 泵与风机的工况调节的图解分析22

2.18.3 两台并联泵或风机中仅一台进行变速调节的问题26

2.18.4 暖通空调系统中改变泵或风机转速的方法28

2.18.5 暖通空调变频循环水泵的工作频率范围28

2.18.6 变频风机的工作频率范围29

第3章 空调冷冻水一次泵变流量系统的调节30

3.1 控制曲线（或运行曲线）30

3.2 变频泵的压差控制31

3.3 无压差传感器的冷冻水一次泵变流量系统的控制35

3.3.1 冷冻机房供回水总管之间恒压差的控制35

3.3.2 水泵出口恒压力控制38

3.3.3 空调系统最不利末端入口恒压差控制38

3.3.4 无传感器泵控制优点38

3.4 最优效率法全变频并联泵运行台数的调节38

3.4.1 求效率一流量曲线38

3.4.2 控制方案39

3.4.3 控制方案节能分析39

第4章 中央空调制冷系统的节能设计40

4.1 冷水机组的台数设置40

4.2 高压冷机的设置40

4.3 冷冻机房的设计40

4.3.1 水泵与冷水机组连接方式的选择41

4.3.2 电动隔断蝶阀的控制41

4.3.3 流量开关的设置42

4.4 中央空调水系统节能设计42

4.4.1 电机驱动的蒸汽压缩循环冷水机组名义制冷工况下和规定条件下的性能系数（COP）42

4.4.2 电机驱动的蒸汽压缩循环冷水机组综合部分负荷性能系数（IPLV）43

4.4.3 电冷源综合制冷性能系数（SCOP）43

4.4.4 空调冷水系统耗电输冷比ECR-a44

4.4.5 冷水机组能效的理论极限44

4.4.6 中央空调制冷系统节能设计应当注意的问题44

4.4.7 各种标准规范对水冷离心式冷水机组COP及IPLV的限值对比45

4.4.8 中央空调水系统节能设计具体措施46

4.5 冷水系统形式50

4.5.1 冷水冷源侧一次泵定流量系统50

4.5.2 冷水冷源侧二级泵（多级泵）变流量系统50

4.5.3 一级泵定流量系统与二级泵变流量系统的结合52

4.5.4 冷水冷源侧一次泵变流量系统53

4.6 超高层建筑空调水冷系统竖向分区节能设计55

4.6.1 目前空调系统主要设备及管道的承压55

4.6.2 空调冷水系统分区方式56

4.6.3 空调热水系统分区方式56

4.7 冷却塔冬季供冷系统57

4.7.1 冷却塔制冷的基本原理58

4.7.2 冷却塔供冷形式58

4.7.3 冷却塔供冷转换温度61

4.7.4 冷却塔特性曲线61

4.7.5 冷却塔冬季供冷设计计算61

4.7.6 冷却塔冬季供冷控制要求63

4.7.7 冷却塔冬季供冷设计注意事项63

第5章 蓄冷空调工程设计65

5.1 水蓄冷65

5.1.1 水蓄冷的冷水机组65

5.1.2 水的蓄冷量计算65

5.1.3 蓄冷水槽的形式66

5.1.4 采用消防水池水蓄冷66

5.1.5 采用水蓄冷的区域供冷68

5.1.6 数据中心的水蓄冷73

5.1.7 提高水蓄冷效率的方法73

5.2 冰蓄冷74

5.2.1 盘管式静态冰蓄冷系统75

5.2.2 盘管式内融冰蓄冷系统78

5.2.3 盘管式外融冰蓄冷系统82

5.2.4 盘管式冰蓄冷系统设计应注意的问题86

5.2.5 盘管式冰蓄冷系统设计计算87

5.2.6 冰片滑落式动态制冰蓄冷系统87

5.2.7 冰片滑落式动态冰蓄冷系统设计注意事项91

5.2.8 冰片滑落式动态冰蓄冷系统设计计算91

5.2.9 机械搅拌式直接蒸发动态制冰蓄冷系统92

5.2.10 机械搅拌式间接动态制冰系统95

5.2.11 过冷水式动态制冰技术96

5.2.12 流态冰蓄冷系统设计注意事项99

5.2.13 流态冰蓄冷系统设计计算99

第6章 热交换站的设计101

6.1 换热在暖通空调系统中的应用101

6.1.1 热交换站的应用场所101

6.1.2 常用的换热器的形式101

6.2 换热器的选型注意事项101

6.3 换热器的选型计算102

6.3.1 换热面积计算102

6.3.2 对数平均温差计算102

6.3.3 对数平均温差的简化计算102

6.3.4 对数平均温差的推导102

6.3.5 换热器一次侧及二次侧流量的计算104

6.4 锅炉房和换热机房的调节105

6.5 气候补偿器原理105

6.5.1 气候补偿器的设定曲线105

6.5.2 气候补偿器的功能107

6.5.3 气候补偿器的应用108

第7章 空调水系统的阀门设置109

7.1 空调系统各个分支阀门的设置110

7.2 调节阀安装的位置110

7.3 电动调节阀111

7.3.1 空调机组加热器（表冷器）的静特性111

7.3.2 电动调节阀的流量特性112

7.3.3 调节阀的理想可调节范围R112

7.3.4 调节阀的理想流量特性112

7.3.5 电动调节阀的选择113

7.3.6 等百分比流量特性的调节阀114

7.3.7 阀权度116

7.3.8 调节阀的实际可调节范围Rr116

7.3.9 调节阀的工作流量特性116

7.3.10 电动调节阀的口径计算116

7.3.11 总结电动调节阀的计算选型过程118

7.3.12 电动平衡一体阀118

7.3.13 电动平衡一体阀用来设定变频冷水泵的最低频率119

7.3.14 典型电动平衡一体阀的参数120

7.3.15 动态平衡电动调节阀选型121

7.3.16 电子式压力无关型电动调节阀121

7.3.17 能量调节阀122

7.4 电动两通阀124

7.4.1 电动式两通阀124

7.4.2 电热式两通阀124

7.4.3 电动两通球阀125

7.4.4 动态平衡电动两通阀125

7.5 电磁阀125

7.6 动态双温度平衡电动调节阀126

7.6.1 动态双温度平衡电动调节阀控制原理126

7.7 静态平衡阀128

7.7.1 静态平衡阀使用注意事项128

7.7.2 静态平衡阀的安装要求128

7.7.3 静态平衡阀的选型129

7.8 电动蝶阀130

7.8.1 电动蝶阀连接形式和自动控制方式130

7.8.2 空调系统中的电动蝶阀130

第8章 空调水系统压力及定压133

8.1 压力表安装位置133

8.2 压力表读数的意义133

8.3 空调系统各点压力表读数的关系134

8.4 空调水系统的定压134

8.4.1 定压点的确定134

8.4.2 定压方式136

第9章 通风空调风系统的调节控制145

9.1 调节风阀145

9.1.1 电动调节风阀145

9.1.2 变风量末端（VAV BOX）146

9.1.3 定风量阀147

9.2 变风量空调系统148

9.2.1 变风量空调系统的组成148

9.2.2 变风量空调系统房间温度的控制149

9.2.3 变风量末端的分类150

9.2.4 单风道单冷型变风量末端的调节过程150

9.2.5 单风道单冷再热型变风量末端的调节过程151

9.2.6 单风道冷暖型变风量末端的调节过程151

9.2.7 并联风机动力型变风量末端的调节过程151

9.2.8 串联风机动力型变风量末端的调节过程152

9.2.9 变风量末端装置风量计算153

9.2.10 变风量末端装置的选择153

9.2.11 变风量末端装置的安装要求154

9.2.12 变风量末端的应用154

9.2.13 变风量空调机组风量的控制156

9.2.14 送风温度的控制163

9.2.15 新、排风量的控制164

9.3 化学实验室专用压力无关型变风量控制单叶风阀164

9.4 文丘里调节阀165

9.4.1 定风量文丘里阀（CAV）166

9.4.2 变风量文丘里阀（VAV）166

9.4.3 采用文丘里阀的正负压ICU病房的设计168

9.4.4 采用文丘里阀的化学实验室变风量通风设计168

9.5 伯努利妙流智能风阀174

9.6 伯努利层流风幕排风柜176

9.6.1 伯努利层流风幕排风柜主要参数176

9.6.2 采用伯努利层流风幕排风柜的化学实验室变风量通风设计177

9.6.3 伯努利层流风幕排风柜的变风量控制177

9.6.4 采用伯努利层流风幕排风柜变风量通风实验室案例178

9.6.5 各种实验室通风方式的比较179

9.7 生物实验室的暖通空调设计179

9.7.1 生物安全实验室179

9.7.2 生物安全柜的排风设计183

9.7.3 P2生物安全实验室的通风空调及控制系统设计183

9.7.4 静脉药物配置中心通风空调及控制系统设计184

9.8 净化空调系统恒定风量的控制187

9.8.1 净化空调系统恒定风量的直接控制法188

9.8.2 净化空调系统恒定风量的间接控制法1188

9.8.3 净化空调系统恒定风量的间接控制法2189

9.8.4 净化空调系统恒定风量的间接控制法3189

9.9 房间压差的控制191

9.9.1 房间压差的建立192

9.9.2 房间压差的控制方法192

9.9.3 防止反流的措施196

9.9.4 气闸室（又称缓冲间）的设置196

第10章 排风热回收198

10.1 排风热回收的技术经济比较198

10.1.1 排风热回收的设计方法、步骤198

10.1.2 排风量的计算198

10.1.3 热回收量的计算199

10.1.4 风机电耗增加量的计算199

10.1.5 排风热回收的效率199

10.2 排风热回收装置201

10.2.1 转轮式201

10.2.2 板翘式热回收换热器202

10.2.3 热管式换热器204

10.2.4 分离式热管204

10.2.5 微通道分离式热管205

10.2.6 溶液循环热回收207

10.2.7 游泳池热泵式热回收208

第11章 组合式空调机209

11.1 组合式空调机组主要性能要求209

11.2 组合式空调机组的结构210

11.3 组合式空调机组的各功能段211

11.3.1 机组的断面风速211

11.3.2 立式机组、吊装式机组211

11.3.3 机组的接口211

11.3.4 消声段211

11.3.5 风机段211

11.3.6 表冷加热段212

11.3.7 加湿段213

11.3.8 过滤段213

11.3.9 组合式空调机组常用功能段组合214

第12章 空气处理过程221

12.1 湿空气的状态参数221

12.1.1 湿空气的压力（B）221

12.1.2 含湿量（d）221

12.1.3 相对湿度（φ）221

12.1.4 湿空气的比焓（h）222

12.2 湿空气的焓湿图222

12.3 空气状态参数的测量223

12.4 热湿比224

12.5 空气处理过程224

12.5.1 等湿加热、等湿冷却过程（A→C、A→F）224

12.5.2 等焓加湿过程（A→E）224

12.5.3 等温加湿过程（A→D）224

12.5.4 等焓减湿过程（A→B）225

12.5.5 减焓减湿过程（A→G）225

12.5.6 不同状态空气的混合过程（W、N→C）225

12.6 新风预热的条件226

12.7 空调房间的风量平衡和热量平衡226

12.7.1 风量平衡226

12.7.2 热量平衡228

12.8 新风量的确定229

12.9 空气处理过程送风量的确定229

12.10 工程中常见的空气处理过程229

12.10.1 空调房间送风温差和换气次数229

12.10.2 风机温升229

12.10.3 风机温升增加的显热负荷的百分率230

12.10.4 恒温恒湿空调系统空气处理过程231

12.10.5 舒适性空调一次回风系统空气处理过程233

12.10.6 舒适性空调二次回风系统空气处理过程234

12.10.7 变风量空调系统空气处理过程235

12.10.8 医疗净化空调系统空气处理过程236

12.10.9 二次回风手术室空调净化系统空气处理过程240

12.10.10 直流式空调系统空气处理过程242

12.10.11 泳池冷凝热回收空调系统空气处理过程244

12.10.12 风机盘管加新风空调系统空气处理过程246

12.10.13 空调系统不加湿的条件250

12.10.14 新风集中处理系统冬季过程251

12.10.15 新风诱导器系统空气处理过程251

12.10.16 辐射板加新风空调系统空气处理过程254

12.10.17 排风热回收空气处理过程255

12.11 空调系统加湿及其控制设计255

12.11.1 空调系统加湿方式255

12.11.2 各种加湿原理及控制方法257

12.11.3 加湿用水源265

12.12 空气的净化处理及其控制设计266

12.12.1 空气过滤器的分类及性能266

12.12.2 过滤器的效率267

12.12.3 房间洁净度的控制269

12.12.4 过滤器的控制269

12.12.5 静电过滤器269

第13章 制冷机组及其节能应用273

13.1 冷水机组的名义工况273

13.2 冷水机组能效等级274

13.3 制冷剂热力学性质图275

13.3.1 制冷剂的温熵T-s图275

13.3.2 比熵276

13.3.3 制冷剂的压焓lgp-h图276

13.4 蒸汽压缩式制冷的理论循环276

13.4.1 单级压缩制冷系统276

13.4.2 单级压缩蒸气制冷循环压缩比277

13.4.3 多级压缩制冷系统277

13.4.4 常用两级压缩制冷系统形式278

13.4.5 复叠式制冷系统281

13.4.6 复叠式制冷在空调系统中的应用282

13.4.7 跨临界制冷循环（CO2热泵）283

13.5 冷却水温度、冷水温度变化对制冷量的影响284

13.5.1 对单级压缩制冷系统的影响284

13.5.2 对双级压缩制冷系统的影响286

13.6 常用蒸汽压缩式空调冷水机组的分类及节能应用288

13.6.1 离心式压缩机冷水机组288

13.6.2 螺杆式压缩机冷水机组292

13.6.3 涡旋式冷水机组293

13.7 冷水机组负荷的运行调节294

13.7.1 容积式压缩机的负荷调节294

13.7.2 离心式冷水机组的负荷调节294

13.8 中央空调制冷系统的节能设计295

13.8.1 中央空调制冷系统的变频设计295

13.8.2 冷却水最优进水温度控制296

13.8.3 采用离心式水冷水机组的自然冷却296

13.8.4 采用冷凝热回收冷水机组296

13.8.5 冷水机组热回收加热生活热水系统设计300

13.8.6 冷凝器在线清洗系统设计300

13.8.7 微泡排气除污装置的应用设计303

13.8.8 热泵304

第14章 电机及电机拖动312

14.1 电机312

14.1.1 三相异步电动机312

14.1.2 单相异步电机317

14.1.3 直流无刷电机318

14.1.4 永磁同步交流电机320

14.1.5 高压电机323

14.1.6 变频电机323

14.2 三相笼式异步电机的启动324

14.2.1 三相笼式异步电机的直接启动324

14.2.2 三相笼式异步电机降压启动325

14.3 常用低压电器327

14.3.1 热继电器327

14.3.2 接触器327

14.3.3 中间继电器328

14.3.4 低压断路器328

14.3.5 按钮开关328

14.3.6 转换开关329

14.3.7 限位开关329

14.3.8 电机综合保护开关329

14.4 电动机的基本电气控制电路330

14.4.1 电动机的控制过程331

14.4.2 电动机的控制信号反馈331

14.5 单相异步电动机的正反转的控制331

14.5.1 电动蝶阀的控制原理331

14.5.2 电动蝶阀的内部电路332

14.6 风机盘管的配电332

14.7 一个温控器控制两台风机盘333

14.8 变频器333

14.8.1 变频器的节能作用333

14.8.2 变频器的安装位置334

14.8.3 变频器的类别334

14.8.4 变频器的额定数据335

14.8.5 四象限变频器336

第15章 暖通空调自动控制基础337

15.1 常用传感器337

15.1.1 温度传感器337

15.1.2 防冻开关338

15.1.3 湿度传感器338

15.1.4 压力传感器338

15.1.5 压差开关338

15.1.6 空气压差计、微压差变送器339

15.1.7 门窗磁开关340

15.1.8 液位传感器340

15.1.9 液位开关341

15.1.10 空气质量传感器341

15.1.11 流量计342

15.1.12 热量表344

15.1.13 风速的测量348

15.1.14 风量在线测量349

15.2 测量仪表的量程和精度353

15.3 执行器353

15.3.1 阀门的电动执行器353

15.3.2 电加热器和电热式加湿器的功率输出控制359

15.4 控制器360

15.4.1 控制器的工作过程360

15.4.2 可编程控制器（PLC）360

15.4.3 直接数字控制器（DDC）360

15.5 控制器调节特性362

15.5.1 比例（P）调节的特性362

15.5.2 比例积分（PI）调节特性363

15.5.3 比例微分（PD）调节的特性364

15.5.4 比例积分微分调节（PID）的特性365

15.6 如何更好地理解PID调节365

15.7 自动控制基本原理366

15.7.1 单回路闭环控制366

15.7.2 多回路闭环控制367

第16章 空调冷热源系统的控制369

16.1 冷水机组的群控370

16.1.1 冷水机组运行台数的控制370

16.1.2 设备自动切换、连锁控制372

16.1.3 群控系统监控的设备运行参数372

16.2 一次泵定流量、冬季冷却塔供冷制冷系统控制原理图373

16.2.1 项目概况373

16.2.2 控制要求376

16.3 一次泵变流量、冷凝热回收制冷系统控制原理图377

16.3.1 项目概况377

16.3.2 控制要求377

16.4 二级泵变流量、冬季冷却塔供冷制冷系统控制原理图381

16.4.1 项目概况381

16.4.2 控制要求381

16.5 一级泵变流量、水蓄冷、冬季冷却塔供冷、主机热回收制冷系统原理图384

16.5.1 项目概况384

16.5.2 控制要求385

16.6 动态制冰（冰片滑落式）蓄冷、冬季冷却塔供冷系统控制原理图389

16.6.1 项目概况389

16.6.2 控制要求390

16.7 冰球封装式冰蓄冷主机并联系统控制原理图394

16.7.1 项目概况394

16.7.2 控制要求394

16.8 内融冰盘管式冰蓄冷主机上游串联系统控制原理图398

16.8.1 项目概况398

16.8.2 控制要求398

16.9 一次泵变流量、冷凝热回收及冬季冷却塔供冷制冷系统控制原理图402

16.9.1 项目概况402

16.9.2 控制要求402

16.10 一次泵变流量、冷凝热回收及流态冰蓄冷系统控制原理图406

16.10.1 项目概况406

16.10.2 控制要求407

16.11 数据中心水蓄冷、一次泵变流量系统控制原理图411

16.11.1 项目概况411

16.11.2 控制要求411

16.12 蒸汽型溴化锂吸收式制冷系统控制原理图414

16.12.1 项目概况414

16.12.2 控制要求415

16.13 土壤源热泵系统控制原理图418

16.13.1 项目概况418

16.13.2 控制要求418

16.14 空气源热泵系统控制原理图419

16.14.1 项目概况419

16.14.2 控制要求419

16.15 数据中心闭式冷却塔、一次泵变流量系统控制原理图424

16.15.1 项目概况424

16.15.2 控制要求424

16.16 空调热水汽-水换热机组控制原理图425

16.16.1 项目概况425

16.16.2 控制要求425

16.17 生活热水汽-水换热机组控制原理图430

16.17.1 项目概况430

16.17.2 控制要求430

16.18 空调热水水-水换热机组控制原理图430

16.18.1 项目概况430

16.18.2 控制要求431

16.19 带空调冷凝热回收生活热水预热水-水换热系统控制原理图431

16.19.1 项目概况431

16.19.2 控制要求431

第17章 空调机组的调节控制438

17.1 室内参数控制精度438

17.2 空调负荷变化时热湿比ε的变化438

17.3 定机器露点调节方法439

17.4 变机器露点调节方法439

17.5 变新风比的调节440

17.6 一、二次回风混合比的调节441

17.7 改变送风量的调节442

17.8 空调机组控制信号的接点位置442

第18章 空调机组及风机盘管常用控制原理444

18.1 单风机变频空调机组控制444

18.1.1 控制要求444

18.2 二次回风空调机组控制446

18.2.1 控制要求446

18.3 兼作火灾补风单风机空调机组串级控制448

18.3.1 控制要求448

18.4 双风机变频空调机组控制450

18.4.1 控制要求450

18.5 兼作火灾补风双风机变频空调机组控制452

18.5.1 控制要求452

18.6 正压洁净手术室四管制变频净化空调机组（配电热加湿器和电再热器）控制454

18.6.1 控制要求454

18.7 新风预处理正负压转换手术室净化空调机组（热水盘管再热）控制456

18.7.1 控制要求456

18.8 洁净手术部辅助用房净化空调恒定风量控制458

18.8.1 控制要求458

18.9 泳池冷凝热回收系统控制459

18.9.1 项目概况459

18.9.2 控制要求459

18.10 变风量（VAV）系统定静压法控制463

18.10.1 项目概况463

18.10.2 控制要求463

18.11 变风量（VAV）系统变静压法控制466

18.11.1 工程概况466

18.11.2 变静压控制要求466

18.12 变风量（VAV）系统总风量法控制470

18.13 制药厂变风量净化空调系统控制471

18.13.1 项目概况471

18.13.2 控制要求476

18.14 组合式新风机组的控制（干蒸汽加湿）477

18.15 兼作火灾补风卧式新风机组（高压喷雾加湿）控制479

18.16 变频净化新风机组控制479

18.17 转轮式热回收新风机组控制482

18.18 板式显热回收新风机组控制484

18.19 板式显热回收分体式新风机组控制486

18.20 溶液循环热回收新风机组控制487

18.21 普通风机盘管的控制487

18.22 星级酒店RCU控制客房风机盘管493

18.23 医院普通病房风机盘管网络控制494

18.24 诱导器（冷梁）控制494

第19章 建筑设备监控系统496

19.1 建筑设备监控系统网络系统结构496

19.1.1 现场网络（仪表）496

19.1.2 控制网络层498

19.1.3 管理网络层498

19.2 通信网络498

19.2.1 RS 485总线498

19.2.2 以太网网络结构499

19.3 通信协议499

19.4 建筑设备监控系统的基本要求500

19.4.1 建筑设备监控系统应具备的监测功能500

19.4.2 建筑设备监控系统应具备的监测功能应具备的安全保护功能500

19.4.3 建筑设备监控系统宜具备远程控制功能500

19.4.4 宜具备自动启停功能，并应以实现远程控制功能为前提500

19.4.5 宜具备自动调节功能，并应以实现远程控制功能为前提500

19.5 建筑设备监控系统应用501

19.5.1 RS 485总线工程案例501

19.5.2 以太网网络结构工程案例501

参考文献504