学习笔记《空气调节》

1、9_事I 一 単斗口护耳p01020矶八干空气J空气调节读书笔记郭靖0、绪论1 1、空气调节工程：一句热物理与流体力学、综合建筑、机电等工程学科的发展成果而形成的独立学科分支，专 门研究和解决各类内部工作、居住、生产和科学实验所要求的空气环境。2 2、空气调节的任务：采用技术手段，创造和保持满足一定要求的空气环境。 第一章湿空气的物理性质和焓湿图3 3、 空气调节的主要研究对象是空气4 4、 湿空气：从通风空调技术的角度看，大气是由干空气和水蒸汽组成的混合物，称为湿空气。5 5、 湿空气的状态参数：压力、温度、相对湿度、含湿量、焓6 6、 绝对压力= =当地大气压+ +工作压力（其中 工作压力

2、即表压力，只有绝对压力才是湿空气的状态参数）7 7、 湿度：表示升空气中水蒸汽含量多少的物理量。一般有三种表示方法：绝对湿度、含湿量、相对湿度8 8、 绝对湿度：单位容积湿空气中含有水蒸汽的质量，称为湿空气的绝对湿度9 9、 含湿量：在湿空气中语 1kg1kg干空气同时并存的水蒸汽量称为含湿量。1010、相对温度：空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比。用符号当0 =0=0时为干空气，0 =100%=100%寸为饱和空气1111、露点温度：由湿空气的性质表可以看出，空气的饱和含湿量随着空气温度的下降而减少。如将未饱和的空气冷却，且保持其含湿 量d d在冷却过程中不变，则随着空气温度的

3、下降，表中对应的饱和 含湿量减少，当温度下降到使得该空气的 d d值等于表中某一 d db值时, 这个d db值所对应的温度称为该未饱和空气的露点温度。用t ti表示。t ti为空气结露与否的临界温度。空气的露点温度只取决于空气的含 湿量。1212、空气的焓湿图（1 1 ）焓湿图的参数：t t （温度）,d,d （含湿量），0 （相对湿度）,i,i（焓）,P,P q （水蒸汽分压力）（2 2 ）等d d线：与纵坐标平行等i i线：与横坐标平行等温线：近似平行等相对湿度线：一组发散性的曲线水蒸汽分压力线：d d轴上方的水平线（3 3）热湿比线：为了说明空气由一个状态变为另一个状态的热湿 变化过程

4、。两点直线连线。热湿比：湿空气状态变化前后的焓差和含湿量差之比。用符号表示。热亂比总表示了空气状态变化的方向和待征*将式（19）分子*分母同乘恩空气量G.将得到：(1-30) )可见，总空吒呈&在建理过程中所得到（或失表）的热量Q和说号附的比值*与相应 lkg空气的比價毎是完全一致的.式（1T0冲，和莎是以峭为单位.若Ad附单位为R则上式变为另一形式( (H31)1000 1000S 1-3空气伏态变化在沪*图上茨示图i-4用占烧确定空气终状态16几种典型的空气状态变化过程（一）等湿（干式）加热过程空气调节中常用表面式空气加热器来处理空气。当空气通过加热器时获得了热量，提高了温度，但含湿量并没

5、有社乎面坐标系的建立已知，纵坐标与懵坐标之比表示15线的斜率*因此在图 上疋就是直线虫丑的斜率因它代表了过程线的倾斜角度*故又称为Q角系数二所 以，对于是始状态不同的空气.只要斜率相同（即总值相同），其变化过程线必定相互平 行，又因斜率习廻始位置无关尸根据这特征#就可以在4d图上以任蠢点为中心作岀1313、 湿球温度：热力学湿球温度：理想的绝热加湿器中，纯水的恒定温度t ts为具有参数p p、t t、d d、i i的湿空气的热力学湿球温度，也称绝热饱和温度。湿球温度：在热湿交换达到平衡，即稳定的情况下，所测得的读数称为空气的湿球温度。在一定的空气状态下，干、湿球温度的差值反应了空气相对湿度的大

6、小。1414、 空气状态变化过程在 i id d图上的表示=5000变化。因此，空气状态变化是等湿增焓升温过程。过程线为AT B B、在状态变化过程中 d dA=d=dB,i,iB i iA,热湿比:则空气将在含湿量不变的情况下冷却，ATC C。由于 d dA=d=dc, i ic i iA,热湿比:其焓值如果喷入蒸汽温度为 100100 c c左右，则26902690,该过程线与等温线近似平行, （六）减湿冷却（或冷却干燥）过程如果用表面冷却器处理空气，当冷却器的表面温度低于空气的露点温度时，空气减湿。空气的变化过程为减湿冷却过程或冷却干燥过程，如图AT G G,比：故为等温加湿过程。空气中

7、的水蒸汽将凝结为水。因为空气焓值及含湿量均减少。从而使热湿（二）等湿（干式）冷却过程如果用表面式冷却器处理空气，且其表面温度比空气露点温度高,必相应减少。因此，空气状态为等湿、减焓、降温过程，过程线为（三）等焓减湿过程用固体吸湿齐U U处理空气时，水蒸汽被吸附，空气的含湿量降低，空气失去潜热，而得到水蒸汽凝结时放出的汽化 热使温度增高，但焓值基本不变，只是略微减少了凝结水带走的液体热，空气近似按等焓减湿升温过程变化。图 中AT D D,热湿比：=0（四）等焓加湿过程用喷水室喷循环水处理空气时，水吸收空气的热量而蒸发为水蒸汽，空气失掉显热量，温度降低，水蒸汽到空气 中使含湿量增加，钱热量也增加。

8、由于空气失掉显热，得到潜热，因而空气焓值基本不变，所以称此过程为等焓 加湿过程。由于此过程与外界没有热量交换，故又称为绝热加湿过程。此时，循环水温将稳定在空气的湿球温度 上。如图AT E E。由于空气状态变化前后焓值相等。热湿比：（五）等温加湿过程通过向空气喷蒸汽而实现。空气中增加水蒸汽后，其焓值和含湿量都将增加，焓的增加值为加入蒸汽的全热量。 如图AT F F。热湿比：E 匸=扌 T = 2 500+ 1 百 84切1515、两种不同状态空气混合过程的计算P24P24 例 1-51-5L例1-5 臬它闕系统采用腓风和室内回风混合进行处理：然后送至室内已知B =1O1325PH.回凤量状态为=

9、新凤X状态为血= 3/C,肌=塔0%.求；混合狀态C.图1-10例5示意图ff（ （1） ）在B=101325Pa的Id图上由已知条件确定 狀态点卫、B Br r并连接为直线段（图1T9）二（2）根据混合规律，可知混舍点c在ABZABZ * * 且靠近虫点一边.将莎线段分割为与E质量成反 比的两部分”即BCBC _ G* _ 心 _ 42.&X 103 I（3）将丽段段分为五等分，使前，画*出C C点,（:点为混合状态.从图上査得订=5吐J/ 灶甲空气，f0=23.rC, %=7叽 rffl = 12-8g/kg,混合状态C也可以经计算确定：从图上査得J=42 5kj/k住d dA A=S.8

10、g/=S.8g/ 毗干空吒；订=109 4kJ/k酣空p d dv v = = 29.0g/kg3Jtt将已知数代入公式（1 42） ）.（ （ 1-43） ）中得:+- LO*X42.5 + 2J5 X 10* X 309,4 = 55詡叮/叱GA + GB|OJ+2-5X 10sj h =SG土邑仏=心XR用尹洁x 103严9 丄=12 昶/k g普空气5 GA + GB104+25X lfl3i ictct /空为已知，于是混合点c及其余参数也就确定F两种方法结果相同*其实根据飞昆合规律”可迪混合点C必在连线上中间某位置，只要计算出讣或 知也中之一的值，画等订线或等叭线与丽线段相交，交滋

11、C C即为所求的混合状态点, 其余参数可且査图得到.第二章空调房间的冷、湿负荷及送风量的确定1616、 冷负荷：为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷。热负荷：为补偿房间失热需要想房间供应的热量称为热负荷。湿负荷：为维持室内相对湿度恒定需从房间出去的湿量称为湿负荷。1717、 冷湿负荷计算：P43P43开始1818、 空调动态负荷、间歇运行的负荷P56P561919、 空气调节负荷估算指标 P58P582020、 空调房间送风状态及送风量的确定P59P59送风状态点确定后，送风量可由下式确定：厂Qt/r1000WT /EG = . kg/i G=kg/s或2121

12、、P60P60 例 2-42-4W2-41某空调房间总余热SSQ = 3314W,总余2W = 0.264g/s,要求室 内全年保持空气状态为：如=22士广G巧r=55土5伽*当地大气压力为101325Pa,求 送凤状态和送凤11。= 14 C。得送风状态点O.（3）计算送风量 按消除余热；3.314C_C_ W 一 0 264dudud do o9.3 8.5=0.33kg/s= 1188kg/h（2-59）io = 1 01 十( (2500 + 1.8竝)百/1000()(6)(c)求鷄湿比 靠一設严600600（2）在If图上（ （02-14）确定室内状 态点级，通过该点画出 = 12

13、600的过程线. 取送丘温差血=89,则送风温度f严228在i-di-d图上查得:io = 35.6kJ/kg,讣=45.7kJ/kgd。= 8 5g/k g,召=9 3g/k 按消除余热和余湿所求送凤量相同，说明计算无误。直接应用送风温差和余热中的显热部分来计算送风量也是可行的.即Q=G xt t。）一1 01（ （切一九）式中Qx总余热中的显热部分，W；1.01 空气的定压比热，kj/（ （kg K） ）；用式（2-59）计算风量近似等于式（2-57）, （ （2-58）所求值，但误差不大.送风温度确定后，不用查f-d图的办法，通过联解以下三个方程式也可以求出G.i。、d。三个未知数.而且

14、用计算法确定送风状态的参数和送风量其结果更准确.联立方程式如下:式中，山的单位为g/kg. /的单位为g/s用联解4）（）（b）（）（c） ）三式来确定例 2-4冲的G. %、d dQ Q；其中已知QJ - 仏按消按消除除余湿:由(c)(6)式得，即：将式(C代入式9)密= 將此=乱5代入式“)得:do=8.5 g/kg 巾=35.柠 kj/k%由式(町_14_45.735.6O*33kg/s2323、 根据空气处理设备的集中程度分类： 集中式空调系统半集中式空调系统 分散式空调系统2424、 根据负担室内热湿负荷所用的介质不同分类 全空气系统全水系统空气一水系统冷剂系统2525、 根据空调系

15、统使用的空气来源分类 直流式系统封闭式系统/单风進定凤童系烧(单耳道系统I单凤道变貝量盖璇j期典道定风董系端 集中式舷j取风道系统 N过程疗一no部分，是由空气处理过程tmtm及匚一o组成的，所以又称 之为空气处理全过程.过程二N N用不同的箭头表示，因为它不是空气处理过程*而是 送入房间的空气吸收余热余湿后达到N点的空圮状态变化过程。h实现上述空气调节过程的空调系统示意图见图3-30） ）.显然在这个系统中冷却干燥空气的喷水室也可用表面式冷却器代棒由图可加该系统夏季需要的冷量为Qo=G（ （iff-iJ kW（3-1） ）系统夏季需要的再热最为Q=G（ （b订）kW（32）不难看出，在上述空

16、气处理过程中存在冷热抵消现象。因此如能采用将炉状态空气 直接处理到0狀态曲方法.则不仅能节省再热量，同时也能节省一些冷量.2929、 一次回风系统：新风量的确定需要遵循的原则：满足人员卫生要求补充局部排风要求保证空调房间的正压要求3030、 一次回风系统示意图及夏季空调过程團3-S 一次回风系统示意图及更季空调过程附混合 冷却减親再热 一_- li 0N空气调节过程为：3131、二次回风系统:M M图3-8二次回风系统夏李空调过程及系统示意图空气调节过程：3232、 二次回风系统优缺点：优点：能实现无露点控制，将空气直接处理到送风状态，节约能量 二次回风系统中冷冻水和热水量使用少，节约能源 表

17、面冷却器的冷却面积要求较小，节约材料，降低运行成本。缺点：要求冷源的温度低，天然冷源的使用可能会受到限制，机械制冷时，较低的蒸发温度将使制冷剂的出力 较少。 延长线角系数与$ =95%=95%曲线有时不能相交，或交点(即机器露点)温度较低，无法实现二次回风。3333、 普通集中式空调系统设计中的几个问题：空调系统的划分与分区处理；单风机系统与双风机系统；风机风道 温升及挡水板过水等问题。3434、 空调系统的划分原则：(1)(1) 室内设计参数及热湿比相同或相近的房间宜划分为一个系统(2 2 )房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划分为一个系统(3) 工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个

18、系统(4) 空气洁净度和噪声级别要求一致的或产生有害物种类一致的房间宜划分为一个系统3535、 空调系统的分区处理：(a)q 3-12各房简室內设计参数相阖，热湿比不同合为一个系统(2)(2) 各房间室内温度要求相同，热湿比不同但相对湿度允许有较大偏差S 3T3各房间室内温度相同F相对湿度允许有较大偏差合为一个系统(3)(3)各房间室内参数要求相同，不同，但又要求送风温差(1(1)各房间室内设计参数相同，但热湿比不同，合为一个系统(0) (*)3636、变风量系统：根据室内负荷变化或室内要求参数的变化，保持恒定送风温度，自动调节空调系统送风量，从 而使室内参数达到要求的全空气空调系统。为了适应

19、负荷变化,变風量控逛逸度，变再热量控制室内温度。所以课成功地把空调与供暖结合3636、变风量系统的原理：从风量计算公式 除了维持G G不变，改变tOtO或d0d0之外，也可以采用维持（tN-tOtN-tO ）或（dN-dOdN-dO）不变，而改变 G G的方法。这就是变 风量系统的基本原理。3737、为什么单纯改变风量的方法不能满足要求？但是，从两个凤量计算公式也可以看出，当房対负荷发生变化时，要想通过变凤量 的方法来适应负荷变化并使每To）及 G 叽）均不变（即如及於再均不变）不大可能， 除非是Q及炉按相同比例变化，结果卍并未发生变化.以图3-24（a）为钊，设计时角系数为总送凤温差沟鮎，运

20、行时由于Q#变小 （Q亦变小人阱未变，齬果角杀数变小戒了站这时要保持A牯及原送风状态不变.只改 变送风量室内状态将变成结果.切虽然未变，卍弄却变了，当然曾”也变了。再以图3-24（）为例；设计时角系数为勺送风含湿竄建为AdOf运疔时由于歹变 小，0及。未变.结果角黍数变大，成了刖.这时要保持肌及原送风状态不变，只 改变袪风量，则室内状态将变成亦即室内心变了，心F未变”但是卩拼也变了.由此可见，单纯用变风量的方淑 在绝大多数悄况下都只能维持室內一个参数血或押）不变,要想维持两个参数都不变,还必须采用其它辅助方迭.例如对图3T4的由此可见，只有当室内仪仅一个参数要求严格保证，53-个参数允许有较大

21、的波 动范圉时.才宜采用单1的变凤戢方法,否则在设计时除采用变凤駅方法外，还应考虑 辅助措施通常是采刑下述两种做法=图3-24保持&切或血。不变只变风量的两釉结果3838、 变风量末端装置形式及系统类型节流型、旁通型、诱导型3939、 诱导器工作原理：冷热诱导器或“空气一水”诱导器：诱导器由静压箱、喷嘴和冷热盘管组成。经过集中处理的一次风首先进入诱 导器的静压箱，然后以很高速度自喷嘴喷出。由于喷出气流的引射作用，在诱导器内形成负压，室内回风就被吸 入，然后一次风与二次风混合构成了房间的送风。盘管可以加热空气也可以冷却空气。简易诱导器（“全空气”诱导器）不能对二次风进行冷热处理，但可以减少送风温

22、差加大房间的换气次数。4040、 诱导器系统的优缺点：优点：由于集中处理的仅仅是一次风，所以机房面积和风道尺寸都可以缩小，因而可以节省建筑面积和空间当一次风就是新风时，可完全省去回风管道，房间之间也由于有阻力较大的盘管相隔，故交叉污染的可能性小。由于冬季不使用一次风时，将盘管通上热水就成了自然对流的散热器,起来分类: 诱导器中设有转动设备，所以用于产生有爆炸危险的气体或粉尘的房间不会有危险 缺点：二次风无法过滤，所以对空气净化要求高的地方不宜使用 由于风道里只考虑通过一次风，所以即使季节合适也无法增加新风量，对节能不利 喷嘴处风速高时可能产生噪声 “空气一水”诱导器系统既有一次风管，又有冷、热

23、水管和凝结水管，所以管路复杂，施工不便。4141、 风机盘管系统：主要由盘管和风机组成。 可以调节风量，通过水量调节阀调节供冷（热）量。有立式、卧式、 柱式。4242、 风机盘管系统供新风的方式：靠室内浴厕等排风形成的负压自然渗入新风；靠墙洞引入新风；由独立的新风 系统供新风。4343、 空调机组：一般由制冷系统、风机、加热设备、控制设备组成。（1 1）按制冷系统冷凝器的冷却方式：水冷式、风冷式（2 2）按结构形式：整体式、分体式（3 3）按机组供热方式：普通式、热泵式（4 4）按机组外形：窗式、柜式、柱式、悬吊式、落地式、壁挂式、台 式 第四章 普通集中式空调系统的自动控制4444、 空调自

24、动控制系统的组成： 敏感元件（传感器）、调节器（命令机构）、执行机构、调节机构、4545、 空调系统自动控制环节：室温控制；室内相对湿度控制（间接控 制法 定露点 、直接控制法 变露点或无露点） 第五章空气的热湿处理4646、 空气与水直接接触时的热湿交换原理： 边界层温度与周围空气温度差：热交换 边界层水蒸汽浓度差：质交换。4747、 空气与水直接接触时的状态变化过程：表6-1空T与水JSL接接时卷种过程的特点水嚴務点悻Q舌过程名称血V咸减1减减湿冷却4tvTtl不变减尊济冷却增械常加涅咸不变-4-5如ns增岫不变増増辱僵加湿増増増温抑溟注：表中仁 5 门为空气的干球温度.富球温度和霜点温度.加为水a