暖通空调理论教案

暖通空调理论（教案）暖通空调理论 第一章 绪论1.1 采暖通风与空气调节的含义1建筑环境建筑：人们生活与工作的场所，4/5（80%）时间在建筑物中。对环境的要求：恒温（计量室、量具生产）、恒湿（纺织）、恒温恒湿（合成纤维）、洁净（电子）、无菌（药品抗菌素）；人：温度、湿度、空气新鲜、光照柔和、宁静舒适、建筑环境：生活、工作、生产、科学实验需要的环境：温度、湿度、清洁度、空气质量、声环境、光环境。2保持要求的建筑环境暖通空调HVAC（采暖通风与空气调节）：控制建筑热、湿环境和室内空气品质，控制本身产生的噪声的工程技术。采暖（Heating）：人工的方法向室内共给热量，保持一定的室内温度。通风（Ventilating）：引进室外新鲜空气，排出室内污染空气。通风的功能：提供人需的氧气，稀释污染物或气味，排出污染物，除去余热余湿，提供燃烧过程所需空气。空气调节（Air Conditioning）：高级的通风，对温度、湿度、洁净度、空气流速进行调解与控制，补充新鲜空气。1.2 采暖通风与空气调节系统的工作原理建筑物：冬季失热，夏季得热，人散热湿、CO2、体味、吸烟。家具、装修材料、设备污染物（甲醛、苯、氡）民用建筑采暖及空调，热、湿、空气环境工业建筑采暖及通风，温度、空气品质（污染物浓度）工作原理：三个平衡，即：热平衡、湿平衡、空气平衡。平衡是必然的，自动的，只是室内状态（温度、湿度、污染物浓度、压力）变化。1.3 采暖通风与空气调节系统的分类种类很多，不能严格地分类，主要属性分类。1按对建筑环境控制功能分类1）控制热湿环境：空调、采暖2）控制污染物：通风、建筑防排烟控制对象和功能是互有交叉：空调也可稀释污染物，通风也可除去余热余湿。2按承担室内热负荷、冷负荷、湿负荷的介质分类1）全水系统全部用水承担冷热负荷2）蒸汽系统蒸汽供热量，采暖、暖风机、加热加湿空气、加热热水。3）全空气系统空气向室内提供冷热量4）空气-水系统共同负担室内负荷，FP加新风5）冷剂系统（机组式系统）用制冷剂直接对室内空气进行冷却、加热、减湿，空调器。3按空气处理设备的集中程度分类1）集中式系统空气集中处理（机房），房间内只有空气分配装置。如全空气系统。特点：机房占面积，控制管理方便。2）半集中式系统空气处理设备房间和机房。如全水、空气-水、水环热泵、变制冷剂流量系统。特点：机房占地少，维修不方便，噪声。3）分散式系统热湿处理设备全部分散在各方间。如空调器、电暖器。特点：不用机房、风道，维修管理不便，能效低，噪声。4. 空调系统按用途分类1）舒适性空调（舒适空调）人，对温湿度要求不严2）工艺性空调（工业空调）工艺过程，差别大5. 以建筑内污染物为主要控制对象（通风系统）分类按用途分类：1）工业与民用建筑通风控制工业生产过程及人员活动产生的污染物。2）建筑防排烟控制建筑火灾烟气流动，人员疏散和安全区。3）事故通风排除突发事件产生的大量有燃烧、爆炸危害或有害气体、蒸气。按服务范围分类：1） 全面通风向整个房间送新鲜空气，稀释污染物浓度。2） 局部通风局部地区污染物浓度。局部排风和局部送风按空气流动的动力分类：1） 自然通风室内外风压和热压，不耗能，经济，可靠性差2） 机械通风风机动力送风或排风，常用，可靠，耗能。1.4 采暖通风与空调技术的发展概况古代：钻木取火，火炕、火炉、火墙、火地，皇宫里用冰防暑 现代国外： 十九世纪，欧美供热技术发展较快，如锅炉和散热设备等。1831- A M Perkins (Boiler) 1851年法国卡莱（Ferdinand Carre)设计制造了氨吸收式制冷机 1872年美国波义耳（David Boyle）设计制造了第一台氨压缩式制冷机 1902, A C Systems with air conditioned parts was built up in a press factory in USA .（W H Carrier） 1919, A C Systems with air conditioned parts was built up in a cinema in USA 1920Effective temperature chart, ASHVE was founded in 1894国内： 现代的采暖通风空调技术在我国是近几十年发展起来的 上海大光明影院是最早用集中空调系统的建筑物，建于1931年，采用离心式冷水机组。 在20世纪50年代，迎来了工业建筑第一次高潮；工艺性空调也得到了发展 20世纪6070年代，我国形成了暖通空调技术发展的时代特点 1975年颁布了工业企业采暖通风和空气调节设计规范 20世纪8090年代是采暖通风与空调技术发展最快的时期暖通空调的未来：一、中国采暖通风与空调的市场潜力很大，预示着行业的发展前景远大。 二、能耗与污染问题： 能源是一项主要的资源，石油、燃气、煤炭等石化燃料都是不可再生的能源。 我国消耗的能源结构中，主要是煤炭（约占总能耗的75）。产生温室效应，导致地球变暖，将改变地球的生态环境。烟尘、 SO2、NOx等，都对大气环境造成污染。 空调冷源使用的CFC和HCFC，对地球平流层内的臭氧层有所破坏，这也是当前的全球环境问题之一。第一章作业：1. 建筑环境的组成包括哪些？2. 通风、空气调节的定义及其功能。3. 采暖通风与空气调节的工作原理是什么？4. 室内环境的热、湿、压力是如何保持平衡的？5. 通风与空气调节如何进行分类？各类系统的特点及典型系统形式。第二章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算冷负荷：为保持建筑物的热湿环境，在某一时刻应向房间供应的冷量称为冷负荷。热负荷：补偿房间失热湿负荷：维持房间的相对湿度须从房间除去的湿量冷热湿负荷是空调设计和热湿设备容量选择的基本依据。21 室内外空气计算参数211室外空气计算参数Q=KF(tn-tw)负荷大小与室外气象参数有关，规范规定，不保整天数法。主要城市附2-1。全年保证，另规定。室外参数：1夏季空调室外干、湿球温度用于计算夏季新风冷负荷干：历年平均不保证50h的干球温度湿：历年平均不保证50h的湿球温度2夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度计算围护结构传入室内热量，应按不稳定传热计算，因此，按夏季空调设计日的室外空气日平均温度和逐时温度。逐时温度：t= to.m +tdto.m夏季空调室外计算日平均温度，规范历年平均不保证5天的日平均温度，室外空气温度逐时变化系数，表2-1。td夏季空调室外计算平均日较差，附2-1或下式：to.s夏季空调室外计算干球温度，。3冬季空调室外空气计算温度、相对湿度冬季空调供暖时，维护结构热负荷、新风热负荷均采用冬季空调室外空气计算温度。规范：冬t历年不保证1天日平均温度 冬采用历年1月份平均相对湿度的平均值。4夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度温度：历年最热月14时的月平均温度的平均值相对湿度：历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值212室内空气计算参数选择依据：房间使用功能对舒适性的要求，t、v，衣着、地区、冷热源情况、经济条件、节能要求规范舒适性空调和采暖（表2-2，2-3）夏季：温度 应采用2428 相对湿度 应采用40%65% 风速 不大于0.3m/s冬季：温度 应采用1822 相对湿度 应采用40%60%（采暖不要求） 风速 不大于0.2m/s（采暖不要求）22冬季建筑的热负荷与供热工程相同，这里不介绍。23夏季围护结构建筑的冷负荷冷负荷：围护结构、室内热源、新风负荷计算方法：冷负荷系数法（以传递函数法基础，简化），谐波反映法夏季围护结构建筑的冷负荷：室内外温差和太阳辐射作用，通过围护结构传入室内热量形成的冷负荷。231围护结构瞬变传热形成冷负荷计算1. 外墙和屋面瞬变传热形成冷负荷日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热形成逐时冷负荷： Qc()=AK(tc()-tR) （2-5）K附录2-2，2-3tc()外墙和屋面冷负荷计算温度得逐时值，附2-4，2-5；tR室内计算温度，注意：P15，1），2），3），4）考虑修正后，外墙和屋面冷负荷计算温度为： t c()=(tc()+td)kk计算式改为： Qc()=AK(tc()-tR) （2-7）2. 内围护结构冷负荷当临室为通风良好的非空调房间，通过内墙和楼板温差传热形成冷负荷，可按（2-5）计算；当临室有一定发热量，通过隔墙、楼板、内窗、内门温差冷负荷，可视为稳态传热，不随时间变化，计算： Qc()=AiKi(to.m+ta-tR) （2-8）to.m夏季空调室外计算日平均温度ta附加温升，表2-103外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 Qc()=AwKw(tc()-tR) （2-9）tc()外玻璃窗冷负荷温度逐时值，附录2-11注意：P16，1），2）。 2.3.2 透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法1)日射得热因数透过玻璃窗的日射得热分为两部分，透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热qt，和窗玻璃吸收太阳辐射热后传入室内的热量qa。D= qt + qa 得热太阳辐射强度、窗类型、遮阳、入射角，函数关系难标准玻璃（3mm厚的普通平板玻璃）在i=8.7w/m2K，和o=18.6w/m2K，夏季（7月份）的日射得热量Dj称为日射得热因数： Dj= qt + qa夏季各纬度带日射得热因数的最大值Dj.max附录2-12综合遮挡系数Cc.s：非标准玻璃、不同窗类型、遮阳设施： Cc.s=CsCiCs遮阳系数=（实际玻璃日射得热）/（标准玻璃窗的日射得热）附2-13Ci窗内遮阳系数，附录2-14外遮阳算法同。2）玻璃窗日射得热计算：Qc()= Ca Aw CsCi Dj.max CLQ （2-13）Ca窗有效面积系数，附录2-15CLQ窗玻璃冷符合系数，附录2-16至2-19 CLQ南北区划分不同。北纬2730以南为南区，以北为北区。24室内热源散热引起的冷负荷室内热源：工艺设备、照明、人体。室内热源散热：显热对流-空气：瞬时冷负荷 辐射-物体-空气：滞后冷负荷 潜热瞬时冷负荷计算中，对于显热，采用冷负荷系数法计算241设备散热形成的冷负荷Qc()= QsCLQ （2-14）Qc()设备和用具散热形成的冷负荷，W；Qs设备和用具实际显热散热量，W；CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数，附2-20，2-21。空调系统不连续运行，CLQ =1.0。设备和用具实际显热散热量计算：电动设备实际显热散热量P18（2-15）-（2-17）电热设备实际显热散热量P18（2-18）电子设备实际显热散热量P18（2-17）242照明散热形成的冷负荷白炽灯： Qc()=1000NCLQ （2-19）荧光灯： Qc()=1000n1n2NCLQ （2-20）N灯具所需功率n1镇流器消耗功率系数n2灯罩散热系数CLQ照明散热冷负荷系数，附录2-22243人体散热形成的冷负荷人体散热：性别、年龄、衣着、劳动强度、环境因素 显热；潜热，表2-13。滞后冷负荷系数计算。成年男子，群集系数，表2-12显热冷负荷：Qc()= qsnCLQ 附录2-23 （2-21）潜热冷负荷：Qc()= qln 表2-13 （2-22）25湿负荷湿负荷：维持室内含湿量，需从室内除去的湿量。人、水表面：251人体散湿量mw= 0.278ng10-6 （2-23）252敞开表面散湿量mw= 0.278wA10-3 （2-24）w单位水面蒸发量，kg/m2h，表2-14A蒸发表面面积，m2。26 新风负荷空气品质，焓值差。占总负荷25%30%，高级宾馆办公40%。1）新风量：卫生、补充燃烧消耗和局部排风、正压、总风量10%。后面章节6.3；8.22）新风负荷： 夏季冷负荷：Qc.o= Mo(ho-hR) （2-25） 冬季热负荷：Qh.o= Mocp(tR-to) （2-26）tR，to冬季空调室内外空气计算温度。cp定压比热27空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷 1、得热量和冷负荷：概念不同，相互关联。房间得热量：某一时间室内和室外热源进入房间的总热量冷负荷：除去的热量。瞬时的热量：显热、潜热。辐射热-物体-空气，冷负荷。2、室内冷负荷 围护结构（温差、太阳）人（热、湿）照明设备3、新风负荷4、制冷系统冷负荷室内冷负荷、新风、输送过程的得热、冷热量抵消、其他得热。使用时间，不能简单相加。冷负荷逐时叠加得到最大值为依据。第二章作业1. 冷负荷、热负荷定义及组成。2. 规范对室内外空气参数是怎样规定的？3. 影响人舒适感的因素有哪些？4. 夏季通过建筑各部分围护结构形成冷负荷有何不同？计算方法。5. 空调室内热源包括那些？显热和潜热形成冷负荷的区别。6. 人体形成冷负荷、湿负荷计算的特点。7. 新风负荷是如何形成的？其计算方法。8. 区分得热量与冷负荷、室内冷负荷与制冷系统冷负荷。9. 冷负荷计算。例2-2条件。屋顶、外窗2-1；0.2人/m2；荧光灯照明20W/m2；空调设计运行时间24h。第三章 全空气系统与空气水系统3. 1全空气系统与空气水系统的分类一. 全空气系统1. 定义：完全由空气来承担房间冷热湿负荷的系统2. 工作方式：向房间输送冷热空气，来提供显热，替热冷量和热量3. 空气处理：冷却、去湿处理空气集中空调机房内空气处理机来完成。在房间内不再进行补充冷却：但加热可在机房或房间完成属等中空调4. 机房、热源、冷源：机房一般设于空调房间外，如地下室，房顶间全空气空调系统的分类和辅助用房；热、冷源可邻近机房或较远。5. 分类1）按送风参数的数量分类单系数系统空气处理机只处理出一种送风参数，供一个房间或多个区域应用，也称为单风道系统，但不是指只有一条送风管。双参数系统处理出两种不同参数，供多个区域房间应用，有两种形式：双风道系统分别送出不同参数的空气，在各房间按一定比例混合送入室内；多区系统在机房内根据各区的要求按一定比例混合后，送到各个区域或房间采用多区机组。2）按送风量是否恒定分类定风量系统送风量恒定的系统变风量系统送风量根据要求而变化的全空气系统。3）按所使用的来源分类全新风系统（又称直流系统）全部采用室外新鲜空气（新风）的系统，新风经处理后送入室内，消除冷热湿负荷直接排走。再循环式系统（又称封闭式系统）全部采用再循环空气的系统，即室内空气经处理后，再送向室内。回风式系统（又称混合式系统）一部分新风和室内空气混合介于上述两系统之间。二. 空气水系统1. 工作原理：由空气和水共同承担室内冷、热湿负荷的系统。除了向室内送入处理后的空气，还在室内设有以水为介质的未端空气处理设备。全空气系统中为调节房间温度设有末端设备，不算为空气水系统2. 系统形式：（1）空气水风机盘管系统在房间内设风机盘管 （2）空气水诱导系统在房间内设诱导管（带盘管） （3）空气水辐射管系统在房间内设辐射板3. 2 全空气系统的送风量和送风参数的确定一空调房间的热湿平衡设有一空调房间，送入一定量经处理的空气，消除室内负荷后排出，如图6-1，假定送入的空气吸收热量和湿量后，水态变化为室状态，且房间温湿度均匀，排除空气参数为室内空气参数。系统达到平衡后，全热量，显热量和湿量均达平衡即1 全热平衡及送风量 全热平衡 (6-1) 送风量 （6-2）2 显热平衡及送风量 显热平衡 （6-3） 送风量 （6-4）3 湿平衡及送风量 湿平衡 ： （6-5） 送风量： （6-6）式（6-1）至（6-6）各项意义见教材111。式（6-2）（6-4）（6-6）都可用于确定消除室内负荷应送风量。即送风量计算方式。二 送风状态变化及角系数。1. 送风状态变化，图62为送风吸收热湿负荷的变化过程在h-d图上的表示。R为室内状态点。S为送风状态点。2. 角系数（热湿比） kJ/kg(a)根据式（6-2），（6-6）有 三. 送风状态及机器露点1.送风状态的确定，设计时，室内状态已知，冷负荷，湿负荷及已知，送风状态点在点R，线段上。工程上常根据送风温差来确定S点。显然，温差愈大，风量愈小。设备和管路也小，初投资与运行费低。但，小风量会影响室内温湿度分布均匀和稳定，送风温度过低影响舒定性。原则上，温湿度要求严格，小温差，不严格，大温差。规范规定，送风的高度小于等于5米，10,高度大于5米，15。2.机器露点：空气冷却设备可能把空气冷却到的状态点，相对湿度90-95%。见图6-2D点，露点送风3.冬季送风状态确定(1) 负荷问题对全年应用的全空气空调系统，送风量取夏季条件确定的送风量。需供热，热负荷主要是建筑维护结构热负荷。当室内有稳定热源，湿源时，应扣除热源散热量，还应考虑散热量。但当热源和湿源随机性很大时，就不宜考虑。如商场，人多散热量和湿量很大，系统不需加热和加湿，但在刚开门和未营业时，不同。(2) 状态确定：图6-3为冬季需供热的空调系统在室内状态变化过程。室内有热负荷和湿负荷，送风在室内变化一般是减焓增湿过程，根据式（6-7）为负值。式（6-2），（6-4）。（6-8）中分子项均用全热负荷或显热热负荷取代，并取负值。送风温度为（6-9）式中为室内显热热负荷，冬季送风量也可以与夏季不同，取较大温差和小风量。热风采暖系统也可按此原则确定送风量和送风温度，规范规定，热风宜采用30-50。例6-1某空调房间室内全热冷负荷为75kw湿负荷为8.6g/s。室内状态为25，60%，当地大气压力为101.3kpw求送风量和送风状态解（1）根据式（6-8）求热湿比=1000*75/8.6=8721kJ/kg(a)（2）在h-d图上确定室内状态点R（附录6-1），做过程线，若采用露点送风取线与=90%线交点D为送风状态点s查得=42kj/kg，=16， =10.25g/kg， =55.5j/kg， =11.8g/kg（3）利用式（6-2）计算送风量， =75/(55.5-41)=5.56kg/s=20000kg/h也可利用式（6-6）计算 =8.6/(11.8-10.25)=5.55kg/s=19974kg/h 有误差3. 3空调系统的新风景一. 最小新风量确定的原则完美的空调系统必须给环境提供足够的新风。本节只讨论民用建筑和一般工业建筑物（无污染物）中所必要的新风量。工业污染物问题在后面章节讨论。1. 新风量多少的矛盾问题：从 改善室内空气品质角度，新风量应多，但耗能，从节能角度，新风量宜少。2. 最小新风量及应满足的要求，系统设计时，一般必须确定最小新风量。此新风量通常应满足三个要求：（1）稀释人群本身和活动产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；（2）补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量；（3）保证房间正压。在全空气系统中，通常取上述要求计算出新风量的最大值作为最小新风量。如果计算新风量不足送风量的10%，则取10%。关于稀释人群及活动产生污染物的新风量在后面章节详述。二. 补充排风量或燃烧需要的空气量排风量大小在后面章节讨论1. 燃烧设备：燃气热水器、煤气灶、火锅等2. 所需空气量的估算： 可从样本或说明书中获得，或估算液体燃料气体燃料 式中各项意义见教材113火锅餐厅中常用的燃料酒精，燃烧需要空气量实测值约为3.81m3/kg三. 保持正压新风量1. 计算法 此新风量等于在室内外一定压差下，通过门窗缝隙渗出的风量，可按下式计算2. 换气次数法 分式计算比较繁琐，工程上常用换气次数法，有外窗的房间去12次/h换气次数（根据窗的多少）；无窗和无外门取0.50.75次/h，换气次数指送风量与房间次序积之比3. 4 定风量单风道空调系统一. 露点送风系统1. 系统图：图6-4为最简单的定风量露点送风单风道空调系统（1）单风道系统：送出一种参数的空气系统（2）露点送风：空气冷却处理到接近饱和的状态点（机器露点），不须再加热送入室内（3）夏季工况：送风在机房内经冷却去湿处理后，送到室内，消除室内的冷负荷，湿负荷；回风机从室内吸出空气（回风），即用于再循环，与新风混合处理后再送入房间，另一部分直接排到室外，称排风。（4）冬季工况：送风在机房经过滤，加热，加湿后送入房间循环方式同夏季（5）风机处置：图中回风机可设也可不设，不设时系统无排风（无组织排风）。设有回风机的称为双风机系统，其优点：可根据季节调节新旧风量之比，在过渡季可充分利用室外空气的冷量，实现全新风经济运行，节约能耗，在夏季和冬季可以采用最小新风量。不设回风机称单风机系统，在过渡季节难以实现全新风运行，除非在房间内设排风系统。（6）新风预热：在寒冷地区，新风与回风的混合点可能处于雾区（详见图6-19），须对新风预热图6-4系统是可以全年运行的全年性空调系统，如取消加热盘管（HC）成为只在夏季运行的季节性系统。对全年性空调系统，加热盘管（HC）在寒冷地区应配置在冷却盘管（CC）上游，起防冻作用。（7）风量关系：由图6-4可见 风量存在如下关系 式中各项意义见教材115。对于单风机系统，系统无排风量，回风全部再循环，因此有 当 时，即为再循环系统， 时为直流（全新风）系统。 2. 工况分析（1）夏季设计工况：图6-5为夏季的设计工况在图上的表示R室内状态点，可根据规范、标准或工艺要求确定O室外状态点，当地历年平均不保证50h的干.湿球湿度，查规范设已知室内冷负荷（包括显热和潜热冷负荷）和湿负荷可计算出，则可在h-d图上通过R点按画出送风在室内的状态变化过程线，改线与=9095%相交，即为送风状态点，利用公式（6-2）和(6-4)，（6-6）即可计算出送风量。等于最小新风量。按$6-3方法确定，根据式（6-5）即可确定再循环回风量，最小新风量与送风量之比称为最小新风量比m.根据两种空气混合原理，在h-d图上，混合点M应位于RO线上，且满足 (6-19)式中分别为室内R，室外O混合点M的比焓，由公式（6-19）可确定出M点的等状态参数，MS就是混合气体在冷却设备中的处理过程设备需提供的制冷量应为： （6-20）式中为送风的比焓，空气冷却设备的冷量，实质上包括两部分：室内冷负荷 新风冷负荷 （2）湿负荷为比较大的问题 ： 在 比较大的场合往往很小 ，可能与不相交，这表明冷却设备难于处理到所要求状态，两种解决方法（1）在条件许可的情况下改变室内设计参数（如增大相对湿度）（2）如改变后，仍无法确定出逆风状态点，表明用露点逆风在设计条件下无法达到所要求的室内参数，应采用再热系统（3）冬季工况：图6-6为系统冬季工矿在h-d图上的表示，设冬季室内热负荷有稳定的湿负荷。可计算得到冬季逆风在室内变化过程角系数（一般为负值），逆风状态点应当在点且通过R的 线段上。系统冬季送风量通常取夏季送风量。因此可以根据式（6-9）确定送风状态点。3. 全新风系统和再循环系统全新风系统(1) 全新风系统：送风全部采用冷却后的新风（也称直流系统）(2) 夏季工况：如图（6-7）所示，室外新风O，直接处理到逆风状态点S（机械露点），送入房间消除冷、湿负荷(3) 系统优缺点：系统要求送风量大于最小新风量，大部分地区室外空气的焓h。，大于室内空气的比焓由公式（6-2）都可看出系统能耗比图6-4高。但空气质量好，如有多个房间避免房间污染物互相传播。还应指出，图6-4有回风机系统，也可按全新风运行。当室外气象条件改变到时，应采用全新风再循环系统(1) 再循环系统，送风全部采用回风（无新风）的系统（又称封闭式系统）(2) 空气状态变化：室内空气（状态R）处理到S，再入室内消除冷，湿负荷（参见图6-7） (3) 系统优缺点：节能，卫生条件差，有人员的房间不应采用，间歇运行场所，如体育馆，影剧院对房间豫调时，可进行。4. 风管温差传和风机得热量对系统的影响(1) 风管温差传热的影响a 温差造成得热b 温升按下式计算，式中各项见教材P117 回风管在空调房间内时，可不考虑传热温差 ，而在非空调房间内时，也应按式（6-23）计算温升。冬季运行工况，送风温度高于环境温度，应考虑热损失，方法同上。(2) 风机得热量的影响a 机械能转化为热能b 温升计算当风机的电动机不在输送的空气时，引起温升为：电机在空气中时： 单风机系统，风机全压有一部分用于克服回风管阻力，导致回风温升，双风机，近似看成送风机引起送风温升，回风机引起回风温升。(3) 温差传热与风机得热对处理过程的影响有温升，原来的夏季处理过程（图6-5）将变为图6-8所示过程，是考虑风管和送风机得热的温升：是考虑回风机的热的温升。有这些得热量后，空气处理设备的冷量增加了。二. 再热式系统1. 系统图：图6-9为单风道定风量再热式空调系统。是图6-4系统的改进。不同点在于，送风送如房间或区域前，往再加热盘管加热，再送入室内，每个房间可根据各自设定的温度或负荷变化调节送风温度，适于不同温度要求或负荷变化不同的场合。盘管可用水，蒸汽或电加热。2. 工况分析（1）夏季工况，图6-10为再热式系统夏季工况在h-d图上的表示。室内外状态点R。O确定办法与露点送风空调系统一样，通过R点按热湿比画出送风在室内状态变化过程，再根据送风温差和空气冷却设备可能处理到的露点，确定送风状态S。过程： 新风O 混合 冷却去湿 在加热 M D S R回风R 从图中可见，对冷却后的空气进行在加热，既多消耗冷量。又多耗热量，多耗量为 （6-26）当送风温差越小，冷，热量抵消越多，不经济，但送风量大，对温，湿度均匀性和稳定性有利。总体上看大一些好，制冷量仍可按式（6-20）计算。但它包含三项能量-室内冷负荷，新风冷负荷，和再热加热量，后两项负荷分别可按式（6-21）（6-26）进行计算。（3）冬季工况：图6-11为再热式空调的冬季工况在h-d图上表示。图上MH为空气混合后的加热过程；为喷蒸汽的等温加湿过程；SS为再加热过程。当为多个房间服务时，可根据各房间温度调节再加热量。如只为一个房间服务，可在机房集中调节，当各房间散湿量相差较大，并需对湿度严格控制时，可在再加热盘管有增设加湿器。送风量取夏季确定送风量。送风状态点S与露点送风一样，加湿量可按式（6-22）计算。3. 在热式与露点送风比较优点：（1）调节性好，可实现对温。湿度较严格控制。也去对各房间分别控制；（2）送风温差小，送风量大，温度的均匀性和稳定性好，（3）露点较高，制冷系统性能系数高主要缺点：冷，热量抵消，能耗高。3. 5 定风量单风道空调的运行调节1. 调节原因：按最不利条件设计，实际运行，室内负荷变化，室外参数变化。2. 调节的针对性：根据室内负荷变化调节，使室内温，湿度在允许范围内根据季节变换，充分利用室外空气自然冷量。以及变换空气的处理过程模式。一. 室内温湿度的调节1. 概述(1) 室内参数精度：任何空调系统，允许室内温湿度波动，但不同功能建筑，要求不同，工业生产，科学实验有的要求很高。温度1或0.5甚至0.1；湿度10%，5%，甚至2%，也有不严格的。舒适性空调范围较宽。最高可3，40%(2) 全空气系统的调节方法：调节风量和调节送风参数。定风量单风道系统，风量恒定，只能采用改变送风参数方法。当室内显热冷负荷减少时，由式（6-4）可知。只有提高送风温度，减少送风温差，才能保持室内设定的温度。当湿负荷减少。只有提高送风的含湿量（见式6-6）才能维持设定的室内相对湿度。2. 露点送风系统的调节(1) 调节原理和方法夏季工况时，对表冷器冷量调节来改变空气处理后的状态点（送风状态点）但冷冻水温一般不可调方法，调节冷冻水流量和通过表冷器风量。(2) 冷冻水流量的调节：图6 -12（a）为三种调节阀调节冷冻水流量的方案，当室内显热冷负荷减少冷冻水流量的调节原理见图6-12（c），（b）图为二通电动阀调节，空气状态点在MS线段上移动（点S为预定流量条件下状态点）。从图（c）看到。送风状态点不仅温度变化了，含湿量也变化了。因此虽然满足室温调节要求，而不一定满足湿度调节要求，随送风温度的升高，除湿能力降低，如果室内湿负荷不变，相对湿度将随送风温度升高而增加。在民用建筑中，人员变化导致冷负荷变化，人员通常又是湿负荷的主要湿源，上述调节方法不一定导致相对湿度过高。(3) 表冷器空气旁通调节： 图6-13（a）为混合空气旁通：当室内显热冷负荷减少。室温下降，自控电动风门动作，开大窗通，关小表冷器，两股空气混合后温度升高，反之亦然。在h-d图上变化，送风状态点S在表冷器的空气处理过程MS线上，如图（c）这种调节方法与表冷器水量调节有相似的规律。回风旁通调节：图6-13（b）是回风旁通调节。又称二次回风：当显热负荷减少，室内温度下降，旁通回风量增大，使送风温度升高。在h-d图上变化。处理过程见图（c）新回风混合点发生变化，变到M，冷却到S，再与回风混合到S”。除湿问题：送风除湿能力将随送风温度的升高有降低。如果室内温度湿负荷不变，室内相对湿度同样升高。我国许多地区，夏季有很多时间室外新风含湿量比室内空气大，因此采用回风旁通调节含湿量比混合空气旁通或S”与S比表冷器冷冻水量调节的送风含湿量低，有稍大的除湿能力，上述调节方法的不足：只能保证温度范围，难于同时保证温度范围，对室内湿度有严格控制要求的场所，不能采用露点送风空调。3. 再热式系统的调节(1) 夏季调节A湿负荷不变。显热冷负荷变化的调节；当湿负荷不变，显热冷负荷改变，只需要调节再加热的加热量。改变送风温差，可实现对房间温度的调节，每个房间可根据自己的显热冷负荷的变化或对房间温度的要求调节送风的再加热量；B.当冷负荷不变，湿负荷变化调节：应调节送风的含湿量。如果表冷器在冷却去工况运行。可调节表冷器冷量：当湿负荷减少，调节表冷器水量（或用风量旁通调节），使表冷器处理后的状态从D到D，这时各项同时调节再加热量（因房间显热冷负荷不变，得到新的逆风状态点S，从而维持了室内的湿度和温差。C.表冷器在干冷却工况运行（室内外空气状态点O在R的左侧。）调节表冷器冷量时含湿量不会变化。这时不能用调节表冷器冷量来调节送风含湿量。由于表冷器冷却后的机器露点是根据设计工况下最大湿负荷确定的。当表冷器干工况运行时，逆风的湿量只能小与或等于设计工况下机器露点的含湿量。如不能进行控制，湿度将降低；如进行控制，湿度将降低，如必须控制，则采用加湿器加湿，应指出，对于为多个房间服务的安全系统，只能根据主要房间湿度或按多个房间平均状态的湿度（按总回风的湿度）来调节。(2) 冬季调节：与露点送风系统的冬季工况的调节相类似。系统送风温度可维持某一温度，多个房间可根据各自房间的温度变化和要求来调节再加热量。同样，房间湿度只能根据主要房间或多个房间的平均状态的湿度来调节，由较高要求的，可在每个房间的送风道内装加湿器。二室外空气状态变化时的调节1室外空气状态及变化影响：状态指温度，湿度，太阳辐射强度，风速等。它的变化影响室内负荷变化，也影响引入新风。在一定条件下，室外新风本身具有冷却和去湿的能力，在充分利用这种能力节能。因此，全年空调的系统，应根据室外气象条件的变化制定合理运行方式。2室外气象包络线：对任何地区，在h-d图上，全年可能出现的室外空气状态将在由某一曲线与 100饱和线所包围的区域内，称为室外气象包络线。即图618中的3室内曲线区域，除某些工艺性的空调外，夏季与冬季室内的温湿度要求不同，如夏季 26，冬季 22，相对湿度允许在4060范围内。因此全年的允许室内状态点也为一小区域，如图618中R1-R2-R3-R4。3、全年空气处理工况的分区。图618表示了露点送风，采用表冷器和干蒸汽加湿器的单风道空调系统全年空气处理工况的分压。假定：全年室内都有冷负荷，夏季冷负荷大于冬季冷负荷。图中S1和S2是分别为夏季和冬季送风状态点。对于露点送风系统。在冷却去温时无法兼顾对温度和湿度严格控制，优先保证温度，适当兼顾对湿度控制，表62给出了各区的调节方案。表冷器采用变水量调节，水温不变。4、各区调节方案：区：室外空气比焓室内比焓属于该区。 采用最小新风量。空气处理过程如下新风O 混合 冷却去湿 M S R回风R调节表冷器时水流量以控制室内温度。对室内湿度进行调节。由于系统是按最大湿负荷设计，一般情况下室内相对湿度 符合要求。区：且室外空气温度t0送风温度属于该区，大部分室外状态可采用全新风运行。空气处理过程如下：新风O 冷却去湿 S R 或干冷却其中表冷器干冷却工况出现在被冷却的新风露点低于表冷器表面温度时，全新风运行时，室内温度通过调节表冷器水量进行控制。在某些干燥地压或室内湿负荷很小，当采用全新风运行时，可能会出现室内相对湿度 （允许最小相对湿度），这时应采用部分回风，以调节室内湿度，空气处理方案如下：新风O 混合 干冷却 M S R回风R调节新、回风混合比控制室内湿度；调节表冷器水流量控制室温。区：t0ts 且t0t4（最小新风比的温度界限）。该区采用新风与回风混合后直接送入室内消除冷负荷。根据室内温度来调节新、回风的混气比。极限是最小新风量所对应的温度t4。对比较干燥地压，或当室内湿负荷很小时，可采用喷蒸汽来调节室内温度。空气处理过程为新风O 混合 加湿 M S R回风R区：t0t4区域。该区采用最小新风。室内温、湿度通过控制加热量和喷蒸汽量来调节。空气处理过程如下：新风O 混合 加热 加湿 M H S R回风R在寒冷地区，区的温度比较低，尤其当室内要求有较大的相对湿度时，新、回风混合区可能落在 =80%线的右下侧“雾区”。如图619中的点3，这时水汽会立即凝结折出，空气成饱和空气（状态4）。由于空气的折出水分，焓值减少，应为 ，但式中后一项很小，可近似认为34是等焓 。水汽凝结。可能产生霜雪。为此，应先对新风预热，此时空气处理过程为：新风O 预热 混合 加湿 H M S R回风R有的地区冬季室外温度很低，或冬季室内需要补充热量时，新风的预热负荷很大，（空气加热前后温升很大），这时宜将新风预直到某一温度（5 0C）。与回风混合后再加热加湿；室温通过控制混合后的加热量来调节。5、运行调节方案补充说明：（1）从表62可看到，除了区采用最小新风量外，其余区新风量均大于最小新风量，或全部采用新风。这充分利用了空气的自然冷量，但有利于改善空气品质（2）上述分区的分界线应理解为在某一参数范围内浮动的界线，如区的分界线并非专指R1的等焓线。而应是运行条件下室内状态的等焓线。经冷却去湿处理的新风送入室内后，可能由于室内湿负荷减小原因。使室内实际的状态点R位于R1的左侧，该点焓值小于室外焓值，此时采用全新风就多耗能量。 当然，为了控制简单，也可选一合适的参数作固定分区界线。（3）有些空调系统冬季室内无冷负荷，而有热负荷，这时仍按区的空气处理方案，但应增加空气加热量，使送风状态点S高于R。（4）采用表冷器及干式蒸汽加湿器的再热式系统的全年调节与露点送风相类似。其特点是各房间温度全年可通过控制再加热量来调节，在区，当表冷器在冷却去湿工况运行时，房间的湿度通过控制表冷器空气出口状态来调节，对多房间系统，只能满足主要房间对湿度的控制要求。3. 6 定风量双风道空调系统一、定风量露点送风双风道空调系统1. 工作原理图620是定风量双风道（双参数）系统。有两条送风道，分别送冷风和热风。冷风和热风在每个房间的混合箱内按一定比例混合，送入室内。混合箱功能：根据房间设定的温度和负荷调节冷、热风比例；保持送风量恒定。混气阀由TC根据室内温度调节冷、热风混合比，风量由风量控制风门保持恒定。2. 夏季与冬季处理过程在 h-d 图上表示见图622（a）（b），夏季处理过程如下：冬季处理过程如下： 在图622中，为把主要的过程表示清楚。均未表示风机温升。风管的传热及吸收灯光热量的温升。图中R1R2分别为公同房间室内状态点，R为平均状态点。3. 各房间送风温度由于各房间热湿比及负荷不一样，即使房间温度的设定一样，而各房间送风湿度和各房间湿度不一样。图622（a）中房间R的送风温度就等于冷风温度，不与热风混合。房间1.2由于冷负荷小而与热风混合，送风温度等于冷风温度。4. 系统特点该系统在夏季送风是新风与回风的混气空气，即有一部分新风未经冷却去湿处理。当室外空气潮湿或个别房间湿负荷大时，无法满足夏季调节要求。为此这种系统不宜用于室外湿球温度超过25 0C的地区，为保证系统有一定除湿能力。夏季冷风（处理后）的露点通常比单风道的低，不宜高于13 0C。最小新风不宜超过总风量的35%40%，否则会导致送风湿度过高。5冷风的风量按设计条件下最大冷负荷和大部分区域是全冷风运行（即不混合热风）确定，并考虑风机，风管的温升。还需考虑热风阀漏风温升。冷风管尺寸可按此风量。热风管面积可取冷风管面积80%，低速系统（风速不超10m/s）。二、定风量再热式双风道空调系统上述双风道系统中夏季在部分负荷时图622出现房间湿度过高，为避免，可采用定风量再热或双风道系统。1. 工作原理如图623所示，与图620系统不同之处是夏季热风是经表冷器冷却后的冷风，经再加热后得到。加热后热风（H点）与冷风（D点）的含湿量相同，混合后送风状态点含湿量也与冷风一致。保证了送风的除湿能力。2空气处理过程在 h-d 图上表示图623（b），房间具有最大冷负荷，进入房间空气全部是冷风，室内状态点为R1；房间工具有部分负荷，送风为冷热风混合后的空气（状态S2）；室内状态为R2；S、R为该系统的平均送风状态和平均室内状态。冬季处理与图620系统一样。能耗要比图620大