《空气调节》教案.pdf

学习必备欢迎下载空气调节教案本课程的主要内容第一章湿空气的物理性质及焓湿图第二章空调负荷的计算第三章空气的热湿处理及设备第四章空气调节系统第五章空调房间的气流组织第六章空调系统的全年运行调节第七章空气的净化与质量控制第八章空调系统的消声、防振与空调建筑的防排烟第九章空调系统的测定与调整加符号者为本课程重点掌握的章节绪论提要 1、空气调节的任务 (AC Tasks) 2、空气调节的内容 (AC Contents)3、空调发展史 (AC History)4、空调系统应用(AC Uses) 1、空气调节的任务 (AC Tasks) 保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态。特定空间 : 房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。空气参数 : 空气的温度、相对湿度、空气流速、气压、噪声、洁净度等。所要求的状态 : 分为舒适性要求的状态、工艺性要求的状态两类。2、空气调节的内容 (AC Contents) 空气调节主要涉及以下内容：内部空间内、外扰量的计算；空气调节的方式和方法；空气的各种处理方法 (加热，加湿，冷却，干燥及净化等)；空气的输送与分配及在干扰量变化时的运行调节等。3、空调发展史 (AC History) 空调发展取决于时代的社会生产力和科学技术的发展水平。1902 年 7 月 17 日，美国机械工程师威利斯 卡里尔博士（以他的名字命名的空调生产商中文译名为 “ 开利 ” ）在纽约 布鲁克林 一家印刷厂设计了首台空调装置，可对温度、湿度、通风和室内空气质量进行人为控制。 （1902, A C Systems with air conditioned parts was built up in a press factory in USA）很快，卡里尔开始将这个装置应用到其他场所，并且成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空调公司之一。1904 年在纽约建成斯托克斯交易所空调系统，同一时间在德国一剧院建成类似的空调系统。不过 1914 年之前，人们还没想到在家里安装这样的奢侈品。明尼阿波利斯的百万富翁查尔斯。盖茨为自己建造的用来收藏欧洲名画的宅第定制了世界上第一台家用空调。可惜的是房子还没建好他就去世了。1919, A C Systems with air conditioned parts was built up in a cinema in USA. 1924 年，底特律一家商场安装了中央空调，凉爽使得消费者的购买欲望大大提高。空调时代来临了。我国于 1931 年首先在上海纺织厂安装了带喷水室的空调系统，其冷源为深井水。（1931, First A C Systems with air conditioned parts was built up in a Shanghai Textile Factory, China ）随后，也在一些电影院和银行实现了空气调节。学习必备欢迎下载4、空调系统应用(AC Uses) Air Conditioning is the process of supplying or removing air by mechanical means to or from any space. Such air may or not be conditioned. In earlier days, people were not concerned about indoor air pollutions, smells, smokes, automobile exhaust, body odors .not worried about IAQ, health, comfort of occupants空调广泛应用在：（1）纺织、印刷、胶片、光学仪器、造纸、橡胶、烟草、食品、药品等行业；（2）大会堂。会议厅、图书馆、展览馆、影剧院、办公楼、酒店、商业中心、游乐场、医院、家庭等公共和民用建筑。（3）汽车、飞机、火车及船舶等交通运输工具。（4）大型温室、禽畜养殖、粮种贮存等农业领域。（5）宇航、核能、地下及水下设施及军事领域。第一章湿空气的物理性质及其焓湿图提要：湿空气的物理参数湿空气的焓湿图湿球温度与露点温度焓湿图的应用与参数计算空气状态参数的计算法及另一种焓湿图基本要求：1. 理解并掌握有关湿空气及描述其物理性质的概念：压力、 温度、 含湿量、 相对湿度、 密度（比容） 。2. 掌握湿空气焓湿图的组成，掌握其绘制方法。3. 掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。4. 熟练掌握焓湿图的应用方法：确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在id 图上的表示，两种状态空气混合过程。5. 了解空气状态参数的计算法。重点： 湿空气物理性质的描述，焓-湿图的组成，应用其确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在id 图上的表示，两种状态空气混合过程。难点 ：应用焓 -湿图确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在id 图上的表示，两种状态空气混合过程。第一节 湿空气的物理性质一、基本概念、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的混合物。、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工程中称其为湿空气。二、理论基础湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。、在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理想气体状态方程描述其状态参数。、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律干空气： g g g湿空气： q q q学习必备欢迎下载 g q 三、状态参数在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理想气体状态方程描述其状态参数。1、湿空气的压力B 湿空气的压力即大气压力，BPgPq (Pa) 2、湿空气的密度gqPg/RT Pq /RT 0.003484B/T-0.00134Pq /T 一般取 =1.2Kg/m33、湿空气的含湿量d 湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。dq/g=0.622Pq /Pg=0.622Pq /(B-Pq) (Kg/Kga) 4、相对湿度湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比称为相对湿度；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。Pq /Pq,b 100% d/db 100% 5、湿空气的焓I 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。I 1.01t+(2500+1.84t)d/1000 (KJ/Kga) 以上各式构成了湿空气特性的主要方程组,应牢固掌握。第二节 湿空气的焓湿图在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及其变化过程。确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。焓湿图的作用有：简化计算；直观描述湿空气状态变化过程。湿空气的状态参数中，t，B，d 为独立变量，其他为演变参数。常用的湿空气性质图是以i 与 d 为坐标的焓湿图，i 为纵坐标， d 为横坐标，坐标夹角大于135度。在一定的大气压力下，在选定的坐标比例尺和坐标网格的基础上，绘制出等温线、等相对湿度线、水蒸气分压力标尺及热湿比等即形成焓湿图。1、等 I 线及等 d 线2、等温线（）、水蒸气分压力标尺Pq （）（）4、等相对湿度线Pqb（）Pq Pqb5、热湿比线 （）第三节湿球温度与露点温度一、湿球温度1、热力学湿球温度学习必备欢迎下载理论上，湿球温度是指在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间，空气以，状态流入，以饱和状态P，流出，由于小室为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为：（） .（）（） .在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温度等于水温，即，所以，满足上述各式的或即为进口空气状态的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。2、等湿球温度线在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。3、湿球温度计利用普通水银温度计，将其球部用湿纱布包敷，则成为湿球温度计，纱布纤维的毛细作用，能从盛水容器内不断地吸水以湿润湿球表面，因此，湿球温度计所指示的温度值实际上是球表面水的温度。忽略湿球与周围物体表面间辐射换热的影响，同时保持球表面周围的空气不滞留，热湿交换充分。湿球周围空气向球表面的温差传热量为： （ ）水吸热蒸发： （） 在湿球与周围空气间的热湿交换达到稳定状态时，湿球温度计的指示值将是定值，此时： （ ） （ ） 此时，即为湿空气的湿球温度，即为对应于下的饱和空气层的水蒸气压力，整理得：（）（） （ ）（） 5 6.67 104( ）（）二、露点温度在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度，称为露点温度。学习必备欢迎下载第四节 焓湿图的应用一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示1、湿空气的加热过程利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气加热，则其温度增高而含湿量不变。AB，。2、湿空气的等湿冷却过程利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等于或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结，因此其含湿量不变而温度降低。AC， 。3、湿空气的等焓加湿过程利用定量的水通过喷洒与一定状态的空气长时间直接接触，则水及其表面的饱和空气层的温度等于湿空气的湿球温度。因此，此时空气状态的变化过程（AE）近似于等焓过程，419ts。4、湿空气的等焓加湿过程利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气的部分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降低，温度升高，其过程（AD）近似于等焓降湿过程。5、湿空气的等温加湿过程向空气中喷干蒸汽，其热湿比 iq 25001.84tq，对于低压蒸汽25001.84t，即该过程近似于等温加湿过程。6、湿空气的冷却去湿过程使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触，则湿空气不仅降温而且脱水，因此可实现冷却干燥过程（ AG） 。二、不同状态空气的混合态在ID 图上的确定1、混合定律空气混合遵守质量、热量守恒，则：GaIaGbIbGaGb IcGadaGbdbGaGb dc()()由以上两式得：GaGbicibiaicdcdbdadcicibdcdbiaicdadc图 1-14 两种状态空气的混合因此， A，C，B 在同一直线上，而且有：学习必备欢迎下载CBACicibiaicdcdbdadcGaGb两种空气混合，若混合点处于“ 结雾区 ” ，则此种状态空气是饱和空气加水雾，是一种不稳定状态。假定饱和空气状态为D，则混合点C 的焓值应为D 的焓值与水雾的焓值之和，即：iitddddCDDCD419.,第五节空气状态参数的计算TtPttPttPPtA tt BAPPdPBPqbqbqqbssqqbqq27315290574562118762743542023299023890939230398000000667100%0622.exp(.)()exp(.)()( )().*.itdtBTPTtfPqlq1012501 1840003484000134.(.).()ddid学习必备欢迎下载第二章空调负荷计算及送风量提要：室内外气象参数（indoor & outdoor design conditions ）太 阳辐射对建筑物的热作用通 过围护结构的得热量及冷负荷室 内热源、湿源的散热散湿形成的冷负荷与湿负荷(cooling load ，wet load) 房 间冷负荷、新风负荷与制冷系统的冷负荷空 调房间送风量的确定空调房间的冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。负荷计算的步骤：扰量确定得热（湿）量计算负荷计算基本要求：1. 掌握室内空气计算参数确定的原则和方法，以及我国室内空气计算参数的确定。2. 掌握夏季、冬季空调室外计算参数的确定原则和方法，以及我国空调室外计算参数的确定。3. 理解并掌握室内各种热湿负荷的计算方法与原理：不透明围护结构得热量和冷负荷计算。通过透明围护结构进入热量及其他室内发热冷负荷的计算，室内各种冷(热)湿负荷的计算。4.理解并掌握空调房间送风量的确定原则和方法：热湿比的概念，确定送风状态点及送风量的原则和计算方法。重点： 室内各种热湿负荷的计算方法与原理：不透明围护结构得热量和冷负荷计算。通过透明围护结构进入热量及其他室内发热冷负荷的计算，室内各种冷(热)湿负荷的计算。空调房间送风量的确定原则和方法：热湿比的概念，确定送风状态点及送风量的原则和计算方法。难点 ：室内各种热湿负荷的计算方法与原理；空调房间送风量的确定原则和方法。空调房间冷 (热)，湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗(失)热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷，相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对混度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。得热量通常包括以下几方面：1由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量；2人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备驶入房间的热量。得湿量主要为人体散湿量和工艺过程与工艺设备散出的湿量。房间冷 (热)，湿负荷量的计算必须以室外气象参敛和室内要求维持的气象条件为依据。第一节室内外空气计算参数一、室内空气计算参数二、室外空气计算参数（二）室内空气温湿度计算参数（一）人体热平衡和热舒适感（三）冬季空调室外空气计算参数（一）室外空气温湿度的变化规律（二）夏季空调室外空气计算参数学习必备欢迎下载一、室内空气计算参数 (indoor air design condition)空调房间室内温湿度标准的描述方法：温湿度基数空调精度。室内温湿度基数是指空调区域内所要保持的空气基准温度和基准相对湿度；空调精度是指在要求的空调区域内和要求的持续时间内，空气温度或相对湿度允许偏离室内温湿度基数的最大值。例如，tn=20 0.5，n=50 5%。空调区域是指离外墙0.5 米，离地面0.3 米至高于精密仪器设备或人的呼吸区0.30.5 米范围内的空间。根据空调系统服务对象的不同，可分为舒适性空调和工艺性空调。前者主要从人体舒适感出发确定室内温湿度设计标准，无精度要求；后者主要满足工艺过程对温湿度基数和精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。（一）人体热平衡和热舒适感1、人体热平衡人体靠摄取食物以获得能量维持生命，能量最终以热量的形式散发到体外。为保持体温恒定，必须使产热和散热保持平衡，人体热平衡可用下式表示：S=M-W-E-R-C S：人体蓄热率M：人体能量代谢率W：人体所作机械功E：汗液蒸发和呼出的水蒸汽所带走的热量R：穿衣人体外表面与周围表面之间的辐射换热量C：穿衣人体外表面与周围表面之间的对流换热量S=f（M，tn，n，tr，vn ，Icl ）S 0 体温上升 , S8 1.0 610 5 1.0 人工冷源 15 不宜小于5 学习必备欢迎下载天然冷源：可能的最大值送风温差：影响空调精度和人体舒适性换气次数与气流均匀性有关，与送风温差有类似作用。送风状态点应在热湿比线上送风量 G=Q/ I=W/ d=QX/CP，CP温度有关，故为近似。对于 通风建筑 ，若夏季通风旨在排除室内余热余湿，可采用类似空调送风量计算的公式来确定房间的通风量，但需注意：其进风温湿度应由室外通风计算参数来决定；其排风状态也与室内设计状态不同。若通风旨在排除某种污染物，可按下式计算房间的全面通风量：jypsccMMM散入房间的某种污染物量ypc排风中该种污染物的允许浓度jc送风中含有该污染物的浓度当房间同时存在余热余湿和其他空气污染物时，全面通风量按其中最大通风量计算。当散入室内的污染物量无法计算时，可按经验或换气次数来估定。（建筑环境学）2、冬季送风状态和送风量在夏季基础上考虑。在冬季，通过围护结构的温差传热通常内向外传递，故室内余热量往往比夏季要少得多，甚至可能为负值；室内余湿量则一般相同。这样，冬季的夏季）（冬季）(，或0（冬季），送风温度和焓值均可能高于R，且送热风时送风温差可更大，相应的送风量也就完全可能比夏季小。冬季送风量的确定冬夏季相同（设计、运行便利冬季送风量减少（节能，满足nmin的要求，且送风温度尽量控制在45以下。冬季送风量送风状态冬季送风状态变化过程一、室内空气计算参数二、室外空气计算参数（二）室内空气温湿度计算参数（一）人体热平衡和热舒适感（三）冬季空调室外空气计算参数（一）室外空气温湿度的变化规律（二）夏季空调室外空气计算参数学习必备欢迎下载学习必备欢迎下载第三章空气的热湿处理提要 ：空气热湿处理的途径及设备类型空气与水直接接触时的热湿交换喷水室表面式换热器空气的其他加热加湿方法空气的其他减湿方法基本要求：1. 了解空气热湿处理的途径。2. 了解用喷水室处理空气的方式、特点及系统组成，熟悉其处理过程在焓湿图上的表达。3. 熟悉用表面式换热器处理空气的方式、特点及系统组成。4. 了解空气的其他热湿处理方法、特点：各种加热、冷却、加湿、减湿处理过程，相关设备及系统组成和特点，了解其在实际工程中的适用性。第一节空气热湿处理的途径及使用设备的类型一、空气热湿处理的各种途径在I-D 图上分析可知， 在空调系统中， 为得到同一送风状态点可以有不同的空气处理途径。以完全使用室外新风的空调系统为例，将室外空气处理到送风状态点的方案如图。夏季处理方案有三种，冬季有五种。 各种方案是由简单的空气处理过程组合而成。由此可见，可以通过不同的途径，即采用不同的空气处理方案而得到同一种送风状态。至于究竟采用哪种途径，则须结合各种空气处理方案及使用设备的特点，经过分析比较才能最后确定。二、空气热湿处理设备的类型1、热湿交换设备：通过介质与空气进行热湿交换（1） 介质：水，水蒸汽，液体吸湿剂，制冷剂（2） 类型：A、 直接接触式：喷水室，蒸汽加湿器，局部加湿器，液体吸湿装置。B、 表面式：空气加热器，空气冷却器。C、 混合式：淋水表冷器。2、其他热湿处理设备：电加热器，固体吸湿装置。学习必备欢迎下载第二节空气与水直接接触时的热湿交换一、空气与水直接接触时的热湿交换原理空气通过敞开的水表面或将水喷到空气中，水就与空气发生热湿交换，总热交换=显热交换 +潜热交换。显热交换：温差导热、对流、辐射；潜热交换（质交换、湿交换）：水蒸汽压力差凝结、蒸发。图 32 空气与水的热、湿交换(a)敞开的水面（b)飞溅的水滴质交换以层流分子扩散（水表面饱和空气层）和紊流脉动扩散（饱和空气层空气）两种形式进行，形成对流质交换。当空气与水在一微元面积df 上接触时， 空气温度变化为dt，含湿量变化为d(d)，空气与水之间发生热湿交换：显热交换： dQX=Gcpdt= (t-tb)df 湿交换： dW=Gd(d)=(Pq-Pqb)df=(d-db)df 潜热交换： dQq=rdW=r(d- db)df 总热交换： dQz=dQx+dQq=(t- tb)+r(d- db)df 若水温变化为dtw，则总热交换量为：dQz=Wc dtw在稳定工况下，空气与水之间热交换量是平衡的。空气热湿处理设备介质类型其它水水蒸汽液体吸湿剂制冷剂直接接触式表面式电加热器固体吸湿装置混合式喷水室，蒸汽加湿器，局部加湿器，液体吸湿装置空气加热器，空气冷却器边界层水未饱和空气边界层未饱和空气水滴学习必备欢迎下载二、空气与水直接接触时的状态变化过程空气与水直接接触时，水表面形成的饱和空气边界层与主流空气之间通过分子扩散和紊流扩散，使边界层的饱和空气与主流空气不断混掺，从而使主流空气状态发生变化。因此，空气与水的热湿交换过程可以视为主流空气与边界层空气不断混合的过程。在假想的条件下（假定水面无限大，接触时间无限长），全部空气都能达到饱和状态，且空气终状态温度与水温相等。在理想条件下（接触时间足够长，但水量有限），空气终状态达到饱和，且空气终温等于水温，但水温发生变化。实际上，空气与水的接触时间是有限的，因此，空气终状态难以达到饱和。在实际工程中，用空气的初终状态连线来表示空气的变化过程。三、热、湿交换的相互影响及同时进行的热湿传递过程1、刘伊斯关系式的推导对于绝热加湿过程，在dF 接触面上，空气传给水面的显热量等于水面水分蒸发所需要的潜热量：(t-tb)df= r(d- db)df db= /r ( t-tb) 对于 Gkg/s 的湿空气本身而言,空气失去的显热等于水分带来的潜热：Gr(d- db) =Gcp ( t-tb) 学习必备欢迎下载db= cp/r ( t-tb) 由上可得：/ = cp，此即为刘伊斯关系式，它表明对流热交换系数与对流质交换系数之比为常数。2、适用条件与适用过程质交换的Sc=热交换的Pr 质交换的Sh=热交换的Nu 适用过程：绝热加湿，冷却干燥，等温加湿，加热加湿等。3、总热交换dQz=dQx+dQq=(t- tb)+r(d- db)df= cp (t- tb)+r(d- db) df 考虑水分蒸发或凝结时的水的液体热的转移，令：cp=1.01+1.84d，r=iq=2501+1.84 tb代入上式得： dQz= (I-Ib)df 第三节用喷水室处理空气一、喷水室的构造和类型1、构造（1） 喷嘴：使水流雾化（2） 排管：布置喷嘴，一四排（3） 挡水板（前、后） ：前：均流与挡水，后：分离水滴与空气，减少过水量（4） 外壳（5） 底池（6） 管道系统：供水管，循环水管，溢流管，补水管，泄水管（7） 水泵2、类型（1） 卧式，立式（2） 单级，双级（3） 低速，高速（4） 带填料二、喷水室的喷水室的热工计算方法喷水室的热工计算方法主要分两类，一类基于热质交换系数，另一类基于热交换效率。本文主要介绍第二种方法。用热交换效率表示喷水室的实际处理过程与理想过程的接近程度，并用来评价喷水室的热工性能。1、全热交换效率E Ettttttttttsswwswswsw1 2451 511221112211()()对于绝热加湿过程：Ettttss121112、通用热交换效率E 学习必备欢迎下载Ettttss12131 21 312 31 312211122113、影响热交换效果的因数E=f （v ，structure，ts1， tw1）（1）空气质量流速的影响v =G/3600f， v、E、E（P ）v =2.53.5 kg/ （m2s）（2）喷水系数的影响=W/G （kgw/kga）E、E （水泵耗能）（3）喷水室结构特性的影响喷嘴排数：一三排喷嘴密度：水苗叠加，空气旁通，喷水方向：对垂直排管，单排逆喷，双排对喷，三排一顺二逆，对水平排管，垂直上喷。排管间距：对垂直排管，600MM ； 对水平排管，上密下疏喷嘴孔径： d水滴细E （易堵）（4）空气与水的初参数的影响空气与水的初参数决定了喷水室内热湿交换推动力的方向和大小。三、喷水室的热工计算方法1、计算类型（1）设计计算对既定的空气处理过程，选择满足要求的喷水室。（2）校核计算对结构一定的喷水室，校核其处理能力。2、热工计算原则（1） 空气处理过程需要的E 应等于喷水室提供E （2） 空气处理过程需要的E应等于喷水室提供E （3） 空气放出（吸收）的热量应等于喷水吸收（放出）的热量11221122111221ttttf vttttfvG iiWC ttswswssww(,)(,)()()3、循环水量（喷水初温冷冻水温）GiWctGiW ctWWWG iic ttWWWllhwlhlwwxl1221221()()例 3-1P73 4、喷水温度和喷水量的调整ttttlwlw1111例 3-2P74 可使用的最高水温由E=1 求得。学习必备欢迎下载四、喷水室的阻力计算喷水室的阻力由前、后挡水板的阻力，喷嘴排管阻力和水苗阻力三部分组成，可按下述方法计算1、前后挡水板的阻力这部分阻力的计算公式是2.2 喷嘴排管阻力这部分阻力的计算公式为2.3、水苗阻力这部分阻力的计算公式为HHd+ Hp+ Hw第四节用表面式换热器处理空气一、表面式换热器的构造与安装（一）表面式换热器的构造1、 结构：肋管式换热器2、 材料：管：钢，铜，铝；肋片：铜，铝3、 类型：绕片管（SRZ 加热管， JW 表冷器），串片管，轧片管（表冷器）（二）表面式换热器的安装1、 安装方式：垂直安装；水平安装；倾斜安装2、 多台使用方式（串、并联）：串联加大焓差，并联增大风量；应注意换热器与管路的并、串关系。3、 配件：截止阀，泄水排污阀，旁通管，压力表、温度计二、表面式换热器的传热性能1、 表面式换热器处理空气的特点。学习必备欢迎下载第四章 空气调节系统提要：空气调节系统类型新风量的确定和空气平衡普通集中式空调系统变风量空调系统半集中式空调系统局部空调机组新型空调系统介绍基本要求：1. 了解空调系统的分类方法。2. 熟练掌握新风量的确定方法和空气量的平衡计算。3. 熟悉普通集中式空调系统(一次、二次回风空调系统)的组成、特点，掌握该系统空调方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法。4. 了解变风量空调系统的原理和设备组成，了解变风量空调系统的分类和特点，了解变风量空调系统的几种主要控制方式。5. 熟悉风机盘管空调系统的组成和特点，熟悉风机盘管空调系统的新风供给方式，掌握风机盘管空调系统几种处理过程在焓湿图上的表示方法及计算方法。6. 了解局部空调机组的分类和特点，了解局部空调机组的不同应用方式。重点： 新风量的确定方法和空气量的平衡计算。普通集中式空调系统(一次、二次回风空调系统)的组成、特点，掌握该系统空调方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法。风机盘管空调系统的组成和特点，风机盘管空调系统的新风供给方式，风机盘管空调系统几种处理过程在焓湿图上的表示方法及计算方法。难点： 新风量的确定方法和空气量的平衡计算。普通集中式空调系统(一次、二次回风空调系统)空调方案的确定、计算及在焓湿图上的表达方法。风机盘管空调系统几种处理过程在焓湿图上的表示方法及计算方法。第一节 空调系统的分类1.1 空气调节的目的舒适性空调：人体舒适、健康的环境工艺性空调：生产工艺过程所要求的环境1.2 空气调节要解决的问题1.3 空气调节系统组成主要扰量温度扰量湿度扰量室外：空气室内：人员、设备、敞开水源室外：空气温度、辐射室内：人员、照明、设备学习必备欢迎下载（1）组成要素广义：获得满意的建筑室内空气环境的手段。冷热源，空气处理设备，输配系统（管道和末端），被控对象（建筑空间）。狭义：采用人工或机械的主动手段获得满意的建筑室内空气环境（不含被动手段）。空气处理设备，输配系统（管道和末端）更狭义：人工或机械的手段同时处理空气多个参数（温度、湿度、速度、辐射、空气质量等。（2）四大主要组成部分：空调空间；空气输送和分配设备；空气处理设备；冷热源和自动控制设备。空气调节的工作过程就是制冷系统和空气系统不断循环的过程。（ 1）蒸发器是制冷剂从冷冻水回水摄取热量的装置。在蒸发器中，低压液态制冷剂从冷冻水回水摄取热量后蒸发为低温低压的蒸汽。（ 2）压缩机是提高蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽压力，使其在冷凝器中容易液化的装置。在压缩机中，蒸发后的低温低压蒸汽制冷剂被压缩到可以液化的高温高压蒸汽。（ 3）冷凝器是把压缩后的高温高压蒸汽制冷剂进行冷却液化的装置。在冷凝器中，把制冷剂从冷冻水回水摄取的汽化潜热和压缩机产生的压缩热传递给冷却水，使制冷剂冷凝为高压液体（ 4）膨胀阀（或毛细管）是把冷凝后的液化制冷剂的压力降到能使其达到蒸发压力状态的装置。高压液态制冷剂经过膨胀阀（或毛细管）降到低压制冷剂，以便使它能够在低压蒸发器中膨胀蒸发，从而完成制冷循环。（5）冷却塔是冷却循环水的装置。经过冷凝器的冷却水吸收了制冷剂的冷凝热而升温，为了使冷却水能循环使用，使它在流经冷却塔的过程中进行强制降温，然后返回冷凝器，从而完成冷却水的循环。（ 6）在完成上述制冷工作循环的同时，经蒸发器降温了的冷冻水进入空调箱，在其中把空气系统中的回风和新风冷却后送入风道至末端空调室，在空调室升温的空气进入回风道，经过部分减排后回到空调箱与新风一起再行冷却，从而完成空气循环。周而复始，空气调节工作过程持续不断地进行下去。1.4空气调节系统分类空气调节系统分类集中程度集中式空调系统介质用途空气来源半集中式空调系统分散式空调系统全空气系统空气水系统全水系统制冷剂系统舒适性空调系统工艺性空调系统封闭式系统直流式系统混合式系统学习必备欢迎下载第二节 新风量的确定和空气平衡一、新风量的确定方法1.卫生要求（1）GZyywnw1，yn=13g/kg ，yw=0.50.75g/kg ，Z=20110g/h （2）规范：一般30m3/h.人；人员密集时715m3/h.人2.补充局部排风量GGwp23.保持空调房间的正压要求GGkppPwsa3510,4.最小新风量GGGGGwwwwminmax(,12310%)二、空气的平衡在空调系统全年运行过程中，常须改变新风比以节约能量。对于全年新风量可变的系统，空气平衡的关系如图所示。对房间：送风量=对空调箱：送风量当过渡季节增加新风量时，为保证室内恒定正压，则要求，而即为系统要求的机械排风量。通常在回风管路上装回风机和排风管进行排风，根据新风量的多少来调节排风量，以保证室内恒定的正压。这种系统称为双风机系统。局部排风量GP1维持正压所需的渗透风量GS 满足卫生要求gw m3/人 h 人数最小新风量Gw2=n* gw 系统总风量G 最小新风量Gw3=0.10G 最小新风量Gw=Max Gw1 、Gw2、 Gw3 最小新风量Gw1= GP1+GS 学习必备欢迎下载第三节普通集中式空调系统特点：风道与机房占空间大，设备集中易于管理。功能：集中处理空气。结构：分类 : 一、一次回风式系统（1）概念（2）系统图式（3）夏季空气处理过程i-d 图的表示（4）夏季设计工况所需冷量分析冷量：（）室内冷负荷：（）新风负荷：（）再热负荷：（）热平衡：当采用最大送风温差送风时，（5）冬季空气处理过程i-d 图的表示（6）冬季设计工况所需预热量分析假定冬季采用与夏季相同的送风量，则冬季送风点的含湿量为：ddWGN01000，若C NW Nm%，则需设预热，即，当iiww1时，需预热。iiiimwNNL1%集中式空调系统风道单风道系统双风道系统回风方式一次回风式空调系统二次回风式空调系统学习必备欢迎下载预热器的设置位置：混合前或混合后，前者适合非寒冷地区，后者适合严寒地区，以防预热器冻裂。热量分析： Q1，Q2。（7）夏季、冬季室内参数不同的一次回风系统二、二次回风式系统（1）概念（2）系统图式（3）夏季空气处理过程i-d 图的表示（4）夏季设计工况所需冷量分析二次回风量：GONNLGiiiiGQiiNONLNL2一次回风量：GGGGW12冷量：QQQLNW实现二次回风方案的条件和缺点：线与 95线有无交点以及露点能否实现（冷源温度能否达到要求） 。（5）冬季空气处理过程i-d 图的表示（6）冬季设计工况所需预热量分析iiiimwnNO1%若室外空气的焓小于此值，则需要预热， 预热量：QGiiWWW11()；再热量：QG iioo21()学习必备欢迎下载三、集中空调系统划分和分区处理1 系统划分的原则(1)室内参数（温湿度基数和精度）相近以及室内热湿比相近的房间可采用同一系统；(2)朝向、层次等位置相近的房间宜采用同一系统；(3)工作班次和运行时间相同的房间采用同一系统；(4)对室内洁净度等级或噪声级别不同的房间，宜按各自的级别设计；(5)产生有害物的房间不宜和一般房间合用一个系统；(6)空调系统的分区应与建筑防火分区相对应。2.系统分区处理的常见形式（1）室内 N 点相同，热湿比不同：采用定露点，分室加热系统（2）室内 tN 相同， N 允许有偏差，热湿比也各不同：采用定露点，相同的to，但需根据房间的重要性选择含湿量。（3）室内 tN 相同， N 也相同， to 也要求相同，热湿比不同 : 分区空调方式：集中处理新风，分散回风，分室加热。即分区空调方式/分层空调方式。（4）室内 tN 相同，热湿比 不同：双风道系统。第四节变风量系统普通集中式空调系统的送风量是全年固定不变的，并且按房间最大热湿负荷确定送风量，称为定风量 (CAV) 系统。实际上房间热湿负荷不可能经常处于最大值，而是在全年的大部分时间低于最大值。 当室内负荷减少时， 定风量系统是靠调节再热量以提高送风温度(减小送风温差)来维持室温的。这样既浪费热量，又浪费冷量。如果能采用减少送风量(送风参数不变)的方法来保持室内温度不变，则不仅节约了提高送风温度所需的热量，而且还由于处理风量的减少，降低了风机功率电耗以及制冷机的冷量。VAV 系统的运行费用相当经济，对于大容量的空调装置尤为显著。一、原理和类型1. 原理：根据室内负荷的增加（减少）、通过特殊的装置（末端设备）增加（减少）房间的送风量。2.类型一、原理和类型二、变风量空调系统在设计中的几个问题三、变风量系统的特点及其适用性用风门（节流阀）调节风口开启大小来调节风量。旁通型节流型类型利用旁通风阀改变送入房间的风量，而其余部分进入回风道循环，送风机风量不变。诱导型通过改变一次风与二次风的混合比以改变送风温度（送风量变化不大） 。风机动力型单双风道型由冷热两个变风量箱组合而成在节流变风量箱中内置加压风机学习必备欢迎下载（一）节流型（1）百叶型（ York 产品）（2）文丘里型：文丘里型管内装可以滑动的滑块，通过滑块的移动改变气流流动截面面积从而改变风量（ Trance 产品）（3）气囊型：通过气囊膨胀（收缩）改变气流流通面积来变风量（Carrier 产品）节流型装置特点：(1)装有定风量机构的变风量末端装置能保证较好的流量分配而且可以简化风道的阻力计算， 因定风量机构能自动平衡管道内的压力变化。第五节 半集中式空调系统风机盘管加新风空调系统是空气水空调系统中的一种主要形式，也是目前我国民用建筑中采用最为普遍的一种空调形式。它以投资少、使用灵活等有点广泛应用于各类建筑中。一. 风机盘管机组形式从空气流程形式可分为吸入式和压出式两类。吸入式的特点为风机位于盘管的下风侧，空气先经盘管处理后，由风机送入空调房间。这种形式的优点是盘管进风均匀，冷、热效率相对较高；缺点是盘管供热水的水温不能太高。压出式即风机处于盘管的上风侧，风机把室内空气抽入，压送至盘管进行冷、热交换， 然后送入空调房间。这种形式是目前使用最为广泛的一种结构形式。风机盘管机组按其安装形式可分为立式明装、卧式明装、立式暗装、卧式暗装和吸顶式等形式。立式明装机组表面经过处理，美观大方，安装方便，可直接拆下面板进行检修口通常设置在楼板上、靠外窗台下。卧式明装机组结构美观大方，一般安装于靠近管道竖井隔墙的楼板或顶顶下。立式暗装机组与立式明装机组相似，机组被装饰材料所遮掩，美观要求低，维修工作量较前两种形式大。装修设计时应注意使气流通畅，减小阻力。卧式暗装机组是应用最多的一种形式，它安装在吊顶内，通过送风管及风口把处理后的空气送入室内，但其检修困难，当机组风管接管不合理时，会产生风量不足，冷、热量下降的问题。吸顶式 ( 又称嵌入式 ) 机组的特点是其送、 回风口均布置在面板上，吸顶式机组就其面板送、回风形式分为单侧送风单侧回风型、两侧送风中间回风型和四边送风中间回风型几种形式。二. 风机盘管系统特点风机盘管加新风空调系统，从其名称可见它由两部分组成：一是按房间分别设置的风机盘管机组，其作用是担负空调房间内的冷、热负荷；二是新风系统才通常新风经过冷热处理，以满足室内卫生要求。风机盘管加新风空调系统具有以下特点 : (1) 使用灵活，能进行局部区域的温度控制，且手段简单。(2) 根据房间负荷调节运行方便，如果房间不用时，可停止风机盘管运行，有利于全年节能管理。(3) 风机盘管机组体积较小，结构紧凑，布置灵活，适用于改、扩建工程。(4) 由于机组分散，日常维修工作量大。(5) 水管进入室内、施工要求严格。三. 风机盘管加新风空调系统的空气处理过程在风机盘管加新风空调系统中 , 新风在大多数情况下经过冷、热处理。