空气调节赵荣义7

1、第五节第五节 空气质量控制空气质量控制第一节第一节 内部空间空气净化的要求内部空间空气净化的要求第二节第二节 空气悬浮微粒的特性及其捕集机理空气悬浮微粒的特性及其捕集机理第三节第三节 空气过滤器空气过滤器第四节第四节 空气净化系统空气净化系统主要内容主要内容第七章 空气的净化与质量控制 第一节内部空间空气净化的要求第一节内部空间空气净化的要求知识点知识点1 IAQ IAQ (Indoor Air Quality)空调房间污染物来源空调房间污染物来源室内空气污染物室内空气污染物室外污染源室外污染源空调系统或装置的空调系统或装置的状态和使用效果状态和使用效果(1)室内污染源室内污染源非工业建筑的一

2、般房间室内空气污染情况，与室外环境、室内装饰装修、建筑材料、家具、办公设备及人体有关。吸烟产生的烟雾也不能忽视。 1)装饰装修材料调查结果显示，装饰装修材料是主要的室内空气污染源。装饰装修用的胶合板、刨花板、粘合剂、防水剂、油漆和内墙涂料及其添加剂等一般均含有甲醛、苯、甲苯和二甲苯等有机化合物。2)建筑材料在建筑施工中，为了加快混凝土的凝固速度和冬季施工防冻，通常要加入高碱混凝土膨胀剂和含尿素的混凝土防冻剂。建筑物投入使用后，随着环境因素的变化，特别是夏季的气温升高，从墙体中缓慢释放出的氨气将造成室内空气中氨浓度严重超标。建筑中使用的石材、砌块、地砖等陶瓷建材和水泥中的放射性物质如果超标，会造

3、成室内放射性污染。3)人造板家具现代家具大多用人造板制造，人造板家具在生产过程中要大量使用粘合剂、油漆和涂料。粘合剂中往往含有甲醇，此外粘合剂、油漆和涂料中一般还含有苯、甲苯和二甲苯，这些挥发性有机污染物都会在家具的使用过程中缓慢释放到室内空气中。4)办公设备某些办公设备和用品在使用时会产生一些有害气体，如计算机在使用时会产生臭氧、苯酚、甲苯、二甲苯、乙苯等，复印机和打印机在使用时会产生臭氧、甲醇、乙醇等。复印机和喷墨打印机在使用时还会产生固态污染物墨粉。5)人体人新陈代谢产生的污染物主要是呼出气体中包含的二氧化碳、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等外源性污染物。人体感染的各种致病微生物，如流感病毒、结

4、核杆菌、链环菌等会通过咳嗽、打喷嚏等喷出，对室内空气形成生物性污染。（2)2)室外污染源室外污染源室外自然环境的空气中一般都含有各种悬浮微粒、工业废气和汽车尾气等污染物，这些污染物会通过房间开启的门窗直接进入室内，也可以粘附或吸附在人体的毛发、皮肤以及衣物上，由人从室外带入室内。在压力分布不当时，厨房、餐厅、吸烟区、地下停车场等处产生的污染物也会进入空调房间内。 (3)(3)空调系统或装置空调系统或装置1)室内新鲜空气量供应不足20世纪70年代出现的“能源危机”引起了对减少能源消耗的普遍重视。为了降低空调能耗，通常增加建筑的密闭性并降低新风量标准使新鲜空气量供应不足。疏于日常管理或为减少运行费

5、用，关闭新风采集口。 2)空气净化不佳一般民用建筑空调系统仅装有粗效过滤器，但仅能捕集悬浮微粒，且过滤效率不高。对气态污染物则缺少净化处理措施。 3)3)空调设计有缺陷空调设计有缺陷 没有进行合理的气流组织，造成工作区二次污染； 新风口位置设计不当，造成新风质量不高； 采用新回风混合方式时，回风在混合前未经净化处理造成新风未送入工作区就已被污染； 室内没有形成正压，使得室外未经处理的空气以及周边房间或区域(如厨房、吸烟区)产生的污染物很容易由门窗进入空调房间； 回风口位置设置不当，使回风含污染物过多。 4)4)空调系统或装置维护保养不到位空调系统或装置维护保养不到位 空调系统或装置维护管理不善

6、，没有进行定期清洁，设备、管道肮脏，特别是凝结水盘污染严重。室内空气污染成分室内空气污染成分化学性污染化学性污染生物性污染生物性污染细菌、真菌细菌、真菌(含真菌含真菌孢子孢子)、花粉、病毒、花粉、病毒等引起的污染等引起的污染甲醛、苯系物、氨气、甲醛、苯系物、氨气、氡和悬浮颗粒物等引氡和悬浮颗粒物等引起的污染起的污染(1)(1)甲醛甲醛特性 具有刺激性气味，密度比空气略大，存在于板材粘合剂、劣质胶、化纤地毯、地板革、油漆、涂料、贴墙布和贴墙纸中。采用了粘合剂的木地板、木质家具中含量最高。释放速率 除与家具等物品中甲醛的含量有关外，还与室内空气温度有关，气温越高，甲醛释放越快。对人体健康的影响 主

7、要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常及免疫功能异常，特别是对视网膜有较强的损害作用。 (2)(2)苯苯具有特殊芳香气味，存在于油漆的添加剂和稀释剂中，还被用作粘合剂的溶剂。1773年被世界卫生组织(WHO)确定为致癌物。长期接触低浓度苯蒸气会引起神经衰弱，白细胞减少，严重时可发生再生障碍性贫血。(3)(3)甲苯和二甲苯甲苯和二甲苯甲苯有类似苯的气味，有毒、有麻醉性，对皮肤有刺激性和脱脂作用。二甲苯有芳香气味，有毒，但毒性比苯和甲苯小。甲苯和二甲苯常被用作建筑材料、装饰材料及人造板家具的粘合剂。 (4)(4)氨氨具有强烈刺激性臭味，存在于建筑施工中使用的含氨防冻剂和家具涂饰时所有

8、的添加剂及增白剂中。危害 低浓度氨气对眼睛和上呼吸道粘膜有刺激作用，引起流泪、流涕、咽喉充血并疼痛。(5)(5)臭氧臭氧有特殊臭味，复印机、计算机等办公设备，以及负离子发生器在使用过程中都会产生臭氧。危害 主要是对呼吸系统造成强烈刺激或损伤，急性症状表现为咽喉干燥、咳嗽、呼吸异常、呼吸道发炎。(6)(6)氡氡由镭衰变产生的自然界惟一的天然放射性气体，它没有颜色，也没有任何气味。主要含在石头、砖、沙、水泥、石膏等建筑装饰材料和陶瓷制品中。很容易被呼吸系统截留，并在局部区域不断积累，长期吸入高含量氡最终可诱发肺癌。专家研究表明，氡是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素。1 1、质量浓度、质量浓度单位体积

9、中含有的灰尘质量单位体积中含有的灰尘质量(kg(kgm m3 3) )；2 2、计数浓度、计数浓度单位体积空气中含有的灰尘颗粒数单位体积空气中含有的灰尘颗粒数( (粒粒m m或粒或粒L)L)；3 3、粒径颗粒浓度、粒径颗粒浓度单位体积空气中所含的某一粒径范围内单位体积空气中所含的某一粒径范围内的灰尘颗粒数的灰尘颗粒数( ( 粒粒m m或者粒或者粒L)L)。 一般室内一般室内空气允许含尘标准采用质量浓度，而空气允许含尘标准采用质量浓度，而洁净室洁净室的洁的洁净标准净标准( (洁净度洁净度) )采用计数浓度采用计数浓度( (每升空气中大于等于某一粒径每升空气中大于等于某一粒径的尘粒总数的尘粒总数)

10、 )。 知识点知识点2 空气的含尘浓度表示法空气的含尘浓度表示法知识点知识点 3 净化标准净化标准( (一一) )一般净化一般净化 对室内含尘浓度无具体要求，只要对进气进行一般净化处对室内含尘浓度无具体要求，只要对进气进行一般净化处理，理， 保持空气清洁即可。大多数以温湿度要求为主的民用与保持空气清洁即可。大多数以温湿度要求为主的民用与工业建筑空调工程均属于此类。工业建筑空调工程均属于此类。( (二二) )中等净化中等净化 对室内空气含尘浓度有一定的要求，通常提出质量浓度指对室内空气含尘浓度有一定的要求，通常提出质量浓度指标。标。( (三三) )超净净化超净净化 对室内空气含尘浓度提出严格要求

11、，由于尘粒对生产工艺对室内空气含尘浓度提出严格要求，由于尘粒对生产工艺的有害程度与尘粒的大小和数量有关，所以均以粒径颗粒浓度的有害程度与尘粒的大小和数量有关，所以均以粒径颗粒浓度作为浓度指标。作为浓度指标。知识点知识点4 洁净级别的划分洁净级别的划分洁净手术室的等级标准:一级 特别洁净手术室 级别100;二级 标准手术室 级别1000和1万;三级 一般洁净手术室 级别10万;四级 准洁净手术室和辅助用房 级别30万 (1)可见微粒 肉眼可见，微粒直径大于 10m。(2)显微微粒 在普通显微镜下可以看见，微粒直径小于0.25-10m。(3)超显微微粒 在超显微镜或电子显微镜下可以看见，微粒直径小

12、于 0.25m。第二节空气悬浮微粒的特性及其捕集机第二节空气悬浮微粒的特性及其捕集机理理 微粒分散于气态介质则形成一种气溶胶，实际上，人们通常处微粒分散于气态介质则形成一种气溶胶，实际上，人们通常处于或生活于气溶胶之中。组成气溶胶的微粒称为分散相，气态介质于或生活于气溶胶之中。组成气溶胶的微粒称为分散相，气态介质称为分散介质。称为分散介质。 表征气溶胶粒子的性质包括微粒的形状、大小、表征气溶胶粒子的性质包括微粒的形状、大小、比重、粒径分布及浓度等物理因素，比重、粒径分布及浓度等物理因素， 有时也需了解其化学成分。有时也需了解其化学成分。除液体微粒外，固体微粒的形状一般不是球形，因此其大小的度量

13、除液体微粒外，固体微粒的形状一般不是球形，因此其大小的度量有多种方法。显微镜下统计粒子的大小可用一维投影长度来表示粒有多种方法。显微镜下统计粒子的大小可用一维投影长度来表示粒径，称为定向粒径。径，称为定向粒径。 知识点知识点 1 空气悬浮微粒的特性空气悬浮微粒的特性( (一一) )空气悬浮微粒的分布特性空气悬浮微粒的分布特性( (二二) ) 微粒的运动特性微粒的运动特性1.1.球形粒子在空气介质中的直线运动球形粒子在空气介质中的直线运动2.2.粒子在流动空气中的曲线运动粒子在流动空气中的曲线运动3.3.粒子的布朗运动粒子的布朗运动第二节空气悬浮微粒的特性及其捕集机第二节空气悬浮微粒的特性及其捕

14、集机理理 微粒分散于气态介质则形成一种气溶胶，实际上，人们通常处微粒分散于气态介质则形成一种气溶胶，实际上，人们通常处于或生活于气溶胶之中。组成气溶胶的微粒称为分散相，气态介质于或生活于气溶胶之中。组成气溶胶的微粒称为分散相，气态介质称为分散介质。称为分散介质。 表征气溶胶粒子的性质包括微粒的形状、大小、表征气溶胶粒子的性质包括微粒的形状、大小、比重、粒径分布及浓度等物理因素，比重、粒径分布及浓度等物理因素， 有时也需了解其化学成分。有时也需了解其化学成分。除液体微粒外，固体微粒的形状一般不是球形，因此其大小的度量除液体微粒外，固体微粒的形状一般不是球形，因此其大小的度量有多种方法。显微镜下统

15、计粒子的大小可用一维投影长度来表示粒有多种方法。显微镜下统计粒子的大小可用一维投影长度来表示粒径，称为定向粒径。径，称为定向粒径。 知识点知识点 1 空气悬浮微粒的特性空气悬浮微粒的特性( (一一) )空气悬浮微粒的分布特性空气悬浮微粒的分布特性( (二二) ) 微粒的运动特性微粒的运动特性1.1.球形粒子在空气介质中的直线运动球形粒子在空气介质中的直线运动2.2.粒子在流动空气中的曲线运动粒子在流动空气中的曲线运动3.3.粒子的布朗运动粒子的布朗运动知识点知识点2 空气悬浮微粒的捕集空气悬浮微粒的捕集( (一一) )单纤维的单纤维的捕集机理捕集机理目前常用的捕集机理主要有以下几个方面：目前常

16、用的捕集机理主要有以下几个方面：（1）惯性效应）惯性效应（2）重力作用）重力作用（3）截留效应）截留效应（4）扩散效应）扩散效应（5）静电效应）静电效应悬浮微粒滤芯纤维滤芯纤维 由于纤维错综排列，故气流在纤维层内 穿过时，其流线要多次转弯，此时，若尘粒 质量较大或速度(可以看成等于气流速度)较 大，则尘粒受惯性力作用，不能随气流转弯， 而仍保持其原有的运动方向，便与纤维碰撞 并附着在纤维上。这种现象称为惯性效应。这种现象称为惯性效应。惯性作用随尘粒质量和过 滤风速的增加而增大。悬浮微粒悬浮微粒介质纤维介质纤维介质纤维介质纤维 对于粒径在亚微米范围内的小尘粒，可对于粒径在亚微米范围内的小尘粒，可

17、 以认为没有惯性，以认为没有惯性，尘粒随着气流流线运动，当流线紧靠纤维表面时，尘粒由于与尘粒随着气流流线运动，当流线紧靠纤维表面时，尘粒由于与纤维表面发生接触而被拦截纤维表面发生接触而被拦截( (阻留阻留) )下来，这种作用称为下来，这种作用称为截留效截留效应应。另外当。另外当微粒微粒尺寸大于纤维网眼而被阻留时，这种现象称为尺寸大于纤维网眼而被阻留时，这种现象称为筛滤作用。粗孔或中孔的泡沫塑料过滤器主要依靠筛滤作用进筛滤作用。粗孔或中孔的泡沫塑料过滤器主要依靠筛滤作用进行除尘。行除尘。 含尘气流通过纤维层时，尘粒在重力作用下，产生脱离流线的含尘气流通过纤维层时，尘粒在重力作用下，产生脱离流线的

18、位移而沉降到纤维表位移而沉降到纤维表 面上，这种作用只有在尘粒较大面上，这种作用只有在尘粒较大(5 m)时才时才存在。对小尘粒存在。对小尘粒 (0.5 m)的过滤，完全可以忽咯重力作用。的过滤，完全可以忽咯重力作用。微粒 0.3 m 小于小于1m的微粒在气体分子撞击下，像气体分子一样作布朗运的微粒在气体分子撞击下，像气体分子一样作布朗运动。如果动。如果微粒微粒在运动过程中和物体表面接触，就会从气流中分离，在运动过程中和物体表面接触，就会从气流中分离，这个机理称为扩散效应。对于这个机理称为扩散效应。对于dc0.3m的的微粒微粒，这是一个很重要，这是一个很重要的机理。的机理。 当含尘气流通过纤维滤

19、料时，由于气流摩擦，使纤维和尘粒部可能带上电荷，从而 增加了纤维吸附尘粒的能力。但是，因这种电荷既不能长时间存在，电场强度又很弱， 故产生的吸附力很小，所以，一般可以忽略。How a high-voltage electronic air cleaner worksElectronically Cleaned Air Circulated Back Through Your BuildingElectrically Charged Plates Attract Particles Like MagnetsElectronically Charged Wires Zap ParticlesAir

20、flowPre-filter ScreenStage 1 : Charging SectionStage 2 : Collection Section尘埃尘埃病毒病毒细菌细菌花粉花粉Smoke真菌真菌截留效应截留效应惯性效应惯性效应扩散效应扩散效应重力作用重力作用静电效应静电效应 在纤维过滤器内，尘粒被捕集，可能是出于上述滤尘机理的共同作用，也在纤维过滤器内，尘粒被捕集，可能是出于上述滤尘机理的共同作用，也可可 能是由于其中一种或几种滤尘机理的作用，这是由尘粒粒径、纤维直径、纤能是由于其中一种或几种滤尘机理的作用，这是由尘粒粒径、纤维直径、纤维层填充率以及气流速度等条件决定的。维层填充率以及气

21、流速度等条件决定的。( (二二) )单纤维的捕集效率单纤维的捕集效率（1 1）惯性碰撞效率）惯性碰撞效率E Ei i（针对大于（针对大于1m1m粒子有效）粒子有效）（2 2）截留效率）截留效率E Einin（3 3）扩散效率）扩散效率E Ed d（4 4）扩散截留效率）扩散截留效率E Ed,ind,in （小于（小于1m1m有效）有效）（5 5）静电效应（不予考虑）静电效应（不予考虑）综合上列各项，对于单纤维的总捕集效率为综合上列各项，对于单纤维的总捕集效率为（0.1m到到0.3m之间最难捕集）之间最难捕集）E Ei Ein Ed Ed,in第三节空气过滤器第三节空气过滤器l 工业除尘工业除尘

22、是用各种类型的除尘器，把含尘量较大是用各种类型的除尘器，把含尘量较大( (每立方米空气每立方米空气中含几至上百毫克中含几至上百毫克) ) 的空气经净化处理后排至室外，的空气经净化处理后排至室外， 以使大气不以使大气不受或少受到污染。受或少受到污染。l 空调工程空调工程是把含尘量低是把含尘量低 ( (每立方米空气中含零点几至几毫克每立方米空气中含零点几至几毫克) )的空的空气，经净化处理后送入室内，通常采用过滤方气，经净化处理后送入室内，通常采用过滤方 法，使用的设备法，使用的设备是各种空气过滤器。是各种空气过滤器。 l 常见误解：常见误解：过滤器像筛子一样，只有当悬浮在空气中的颗粒粒过滤器像筛

23、子一样，只有当悬浮在空气中的颗粒粒径比滤网的孔径大时才能被过滤掉。其实，过滤器和筛子的工径比滤网的孔径大时才能被过滤掉。其实，过滤器和筛子的工作原理大相径庭。作原理大相径庭。l 由于滤料的孔隙往往比微粒的粒径大得多，大部分的悬浮微粒由于滤料的孔隙往往比微粒的粒径大得多，大部分的悬浮微粒是不能通过过滤去除掉的，过滤作用在空气过滤中是很有限的。是不能通过过滤去除掉的，过滤作用在空气过滤中是很有限的。知识点知识点1 空气过滤器的类型空气过滤器的类型 1. 初效过滤器初效过滤器2. 中效过滤器中效过滤器3. 高效过滤器高效过滤器4. 静电集尘器静电集尘器1. 初效过滤器（初效过滤器（ ） 在空气净化系

24、统中作为对含尘空气的第一级过滤，同时也作为在空气净化系统中作为对含尘空气的第一级过滤，同时也作为中效过滤器前的预过滤，对后级过滤器起到一定的保护作用。中效过滤器前的预过滤，对后级过滤器起到一定的保护作用。 为了便于安装，初效过滤器大多做为了便于安装，初效过滤器大多做500mm500mm50mm的的扁块状，并布置成人字形排列或倾斜安装，以加大过滤面积扁块状，并布置成人字形排列或倾斜安装，以加大过滤面积金属丝网、玻璃纤维、泡沫塑料；块状、自动卷绕式金属丝网、玻璃纤维、泡沫塑料；块状、自动卷绕式1）块状过滤器（即平板状）块状过滤器（即平板状 ）:金属网格浸油过滤器、干式玻璃纤维金属网格浸油过滤器、干

25、式玻璃纤维填充式过滤器。填充式过滤器。 2）YP型抽屉式泡沫塑料过滤器型抽屉式泡沫塑料过滤器：过滤效率和额定风量比板式高。：过滤效率和额定风量比板式高。 3）M1型袋式泡沫塑料过滤器型袋式泡沫塑料过滤器: 过滤效率和额定风量比板式高过滤效率和额定风量比板式高4）自动卷绕式空气过滤器）自动卷绕式空气过滤器 减少清洗过滤器的工作量（人工清洗或更换），提高运转维减少清洗过滤器的工作量（人工清洗或更换），提高运转维护水平。这种过滤器采用合成纤维制成的毡状滤料，并装置在能护水平。这种过滤器采用合成纤维制成的毡状滤料，并装置在能自动卷自动卷 绕的机构上，当滤料积尘到一定程度后，卷绕机构在绕的机构上，当滤料

26、积尘到一定程度后，卷绕机构在 滤滤料前后空气压差的控制下，使滤料自上而下地移料前后空气压差的控制下，使滤料自上而下地移 动，当一卷滤料动，当一卷滤料用完后，再更换新的。用完后，再更换新的。5）自动清洗浸油过滤器）自动清洗浸油过滤器 金属过滤网板由传动机构带动，慢速移金属过滤网板由传动机构带动，慢速移动，沾尘后在油梢内自行清洗，因此能连续动，沾尘后在油梢内自行清洗，因此能连续工作。工作。2. 中效过滤器（中效过滤器（ ） 中效过滤器使用的中效过滤器使用的滤料滤料主要有玻璃纤维布主要有玻璃纤维布( (比初效过滤器采用比初效过滤器采用的玻璃纤维直径小，约的玻璃纤维直径小，约10m10m左右左右) )

27、、无纺布和中细孔聚乙烯泡、无纺布和中细孔聚乙烯泡沫塑料沫塑料等。等。结构形式：抽屉式或袋式、管式、折叠式结构形式：抽屉式或袋式、管式、折叠式抽屉式过滤器袋式过滤器袋式过滤器折叠式过滤器折叠式过滤器管式过滤器管式过滤器3. 高效过滤器（亚高效、高效、超高效）高效过滤器（亚高效、高效、超高效）l 0.1 级高效过滤器级高效过滤器l 亚高效过滤器：亚高效过滤器： 过滤对象：尘粒过滤对象：尘粒 20g/m2）90% 486 g/m2积尘中细菌总数积尘中细菌总数（ 100000 cfu/g ）80%2770000 cfu/g 积尘中真菌总数积尘中真菌总数（ 100000 cfu/g ）73%4800000 cfu/g 概况概况 室内空气质量涉及建筑环境物理、建筑气候、建筑材料、生室内空气质量涉及建筑环境物理、建筑气候、建筑材料、生态学、生理及心理学等诸多学科领域。态学、生理及心理学等诸多学科领域。研究方向研究方向室内空气污染、病态建筑综合症、热舒适及工作效率室内空气污染、病态建筑综合症、热舒适及工作效率室内空气质量与气候的评价室内空气质量与气候的评价能量控制、能量控制、HVAC系统、通风质量系统、通风质量室内污染物、微生物与衍生物室内污染物、微生物与衍生物良好空气质量的建筑设计良好空气质量的建筑设计建筑湿度问题、洁净技术建筑湿度问题