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建筑环境控制与制冷技术专业参考手册：深入解析建筑暖通空调与制冷系统设计、运行及维护 本书特色： 本手册聚焦于现代建筑环境中暖通空调（HVAC）与制冷（Refrigeration）系统的全周期管理，旨在为工程技术人员、设计师、项目经理以及专业院校师生提供一套全面、实用且与行业前沿标准接轨的参考资料。它不仅涵盖了基础理论的严谨阐述，更侧重于复杂系统的集成应用、能效优化策略以及最新的监管合规要求。 --- 第一部分：基础理论与系统热力学（The Foundation: Principles and Thermodynamics） 本部分构筑了理解现代HVAC&R系统的理论基石。 第一章：流体力学与传热学在HVAC中的应用 详细阐述了空气动力学原理在风管设计中的关键作用，包括流态分析、摩擦损失计算、静压与动压的相互转换。深入探讨了三种基本传热模式（传导、对流、辐射）在设备选型和空间负荷计算中的量化模型。特别关注了如何利用CFD（计算流体力学）原理对室内气流组织进行初步预测和优化。 第二章：空气与水系统的热力学基础 系统回顾了湿空气的热力学性质，包括干球温度、湿球温度、露点温度、焓值及比湿。详细解析了心理湿度指标（PMV/PPD）在人体热舒适度评估中的应用。对制冷剂的热力学循环（如蒸汽压缩循环、吸收式循环）进行了深入的物理解释，并列举了主流工质（如R-32, R-1234yf, CO2）的热力学性能对比表和应用限制。 第三章：负荷计算与设计标准 本章聚焦于建筑能耗评估的核心——负荷计算。涵盖了ASHRAE标准和ISO标准下，瞬态与稳态负荷计算方法的差异与适用场景。对围护结构传热系数（U值）的确定、内部得热（人员、照明、设备）的精确估算、以及太阳辐射得热的地理位置修正系数进行了详尽的表格和公式解析。强调了新风需求量对系统设计的影响，并引入了基于能耗模拟软件的负荷校核流程。 --- 第二部分：暖通空调系统设计与集成（HVAC System Design and Integration） 本部分深入探讨了不同类型空调系统的设计、选择与集成。 第四章：空气处理设备与末端装置 详尽介绍了空气处理机组（AHU）的构造、过滤器的等级分类（从粗效到HEPA）及其维护周期。针对末端装置，如FCU（风机盘管）、VAV（变风量）箱、以及带表冷/热梁系统的设计参数选择，提供了大量的案例分析。重点解析了双流新风系统与热回收技术（如全热交换器）的效率评估方法。 第五章：水系统与泵、管道网络设计 本章侧重于冷热源输送系统。讨论了水泵的选型原则，包括并联、串联的工况点匹配，以及变频调速（VFD）对系统节能的贡献。详细介绍了管道水力平衡的计算方法，包括阻力系数查找、压力损失计算以及消能装置的设置。对二次泵与一次泵系统、以及冷冻水和冷却水系统的典型布局进行了图示说明。 第六章：冷热源设备选型与优化 全面对比了冷水机组（Chillers）的不同技术路线：压缩式（离心、螺杆、涡旋）与吸收式。提供了基于地区气候、设备可靠性、部分负荷效率（IPLV/SEER）的综合选型决策矩阵。针对锅炉和热泵，阐述了其在区域供热或大型商业建筑中的应用策略，并讨论了地源热泵系统的地埋管设计与热阻计算。 --- 第三部分：制冷技术与特殊应用（Refrigeration Technology and Specialized Applications） 本部分涵盖了工业和商业制冷领域的核心技术。 第七章：制冷系统组件详解与故障诊断 深入剖析了压缩机（活塞式、涡旋式、螺杆式）的容积效率与等熵效率的评估。对冷凝器和蒸发器的换热管束设计、管程与壳程的流体分布进行了详细讨论。本章提供了基于压力-温度关系图的常见制冷系统故障（如充注不足、节流装置堵塞、冷媒泄漏）的诊断流程和快速修复指南。 第八章：冷库与低温/超低温冷冻系统 本章专注于冷链物流和食品加工业中的应用。讲解了不同类型冷库（高温库、低温库、速冻库）的隔热材料选择与厚度确定。详细介绍了氨制冷系统的安全规范、防爆要求以及乙二醇等载冷剂的防冻保护设计。探讨了级联制冷系统在实现极低温（低于-50°C）时的设计要点。 第九章：数据中心与洁净室环境控制 针对高密度发热设备（如服务器机房）与对空气质量有极高要求的洁净室，本手册提供了专门的解决方案。数据中心部分重点介绍了行级（In-Row）冷却、浸没式冷却的原理与能效评估。洁净室部分则详细阐述了单向流（层流）与乱流的设计标准，以及如何通过气流组织控制颗粒物浓度，并严格遵循ISO 14644标准。 --- 第四部分：系统控制、能效管理与可持续发展（Control, Energy Management, and Sustainability） 本部分聚焦于现代建筑的智能化与绿色化趋势。 第十章：HVAC&R自动化与楼宇自控系统（BAS/BMS） 系统介绍了DDC（直接数字控制）控制器的基本架构、I/O点配置和编程逻辑。详细解析了PID控制回路的参数整定方法（如Ziegler-Nichols法）及其在温度和压力控制中的应用。涵盖了传感器、执行器（阀门、风阀）的选型标准、通讯协议（BACnet, Modbus）的集成应用，以及远程监控与故障报警的实现。 第十一章：系统能效评估与优化 本章是节能设计的核心。引入了年度化能耗指标（EER, COP, SEER, IPLV）的计算方法。提供了热回收、冷凝热回收、以及利用自然冷源（如冷却塔或自然风）进行间接/直接蒸发冷却的经济性分析模型。详细阐述了基于负荷预测的优化控制策略，如冷源设备的最优启停组合。 第十二章：法规遵从、环保与未来趋势 概述了全球及区域性的制冷剂管控法规（如蒙特利尔议定书、基加利修正案），并对低GWP值（全球变暖潜能值）新制冷剂的实际应用挑战进行了分析。讨论了“净零能耗建筑”对HVAC系统的设计压力，包括全面电气化、热泵技术的深度应用，以及集成建筑能源管理系统（BEMS）的未来发展方向。 --- 附录： 包含关键设计规范摘要、常用材料热工性能表、制冷剂物性数据表、以及复杂系统设计计算的工程实例模板。 本书内容详实，数据准确，兼顾了理论深度与工程实用性，是指导复杂HVAC&R项目从概念设计到最终调试和运营维护的必备工具书。
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