暖通空调课程T讲义

空调工程

建筑环境与能源应用专业安徽建筑大学环能学院：王晏平《空调工程》教学大纲1基本信息

课程性质：必修课

课程类别：专业与专业方向课程

学时：48

学分：32选用教材

《空调工程》（第2版）黄翔主编机械工业出版社2014年

《空调工程》教学大纲3主要教学内容

1绪论6

空调系统

2湿空气焓湿学基础7

空调区气流组织

3负荷计算及送风量确定8

空调风系统设计

4基本原理及处理过程9

空调水系统设计

5空气热湿、净化处理10

运行调节、节能

11空调系统消声减震《空调工程》教学大纲4实践性教学环节（1）课程设计：2周，小型公建空调系统设计。（2）实验：4学时。5考查方式（1）考查方式：考试课（2）成绩评定构成：根据考勤情况、课堂表现、作业完成情况、笔试成绩、实验成绩综合评定，其中笔试成绩占70%，实验成绩占10%，其余占20%。《空调工程》教学大纲6参考书目[1]赵荣义、范存养等，空气调节（第四版），中国建工出版社，2009。[2]陆亚俊等，暖通空调（第二版），中国建工出版社，2007。[3]何天祺，供热通风与空气调节（第二版），重庆大学出版社，2006。[4]马最良等，民用建筑空调设计（第二版），化学工业出版社，2010。[5]民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB500736-2012。[6]公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）。[7]全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力分册-2009。[8]陆耀庆，实用供热空调设计手册，中国建筑工业出版社，2007。[9]全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材（第二版）中国建工出版社，2008。[10]地下建筑设暖通空调计手册，中国建工出版社，2002。[11]《暖通空调》等专业期刊。1绪论1.1空调定义、一般方法（1）定义：用人工的方法控制室内空气温度、相对湿度、流速、清洁度（洁净度、新鲜程度）、压力、气味等，满足人体舒适、健康要求及生产工艺要求。（2）一般方法：把一定量经过处理的空气送入空调房间，吸收余热、余湿、稀释有害物浓度、保持空气新鲜，然后排出或循环使用。（说明解释空气处理）1.2空调分类（1）按冷热源、空气处理是否集中分

●集中式：冷热源集中、空气处理集中（★）●半集中式：冷热源集中、空气处理集中部分集中、部分分散（★）1绪论●分散式：冷热源与空气处理为一个整体，每个空调房间均须布置，如：分体式空调。注：说明解释①中央空调；②户式中央空调。（1）按用途分●舒适性空调：主要满足人体舒适感要求，对温、湿度精度要求不高。（★）●工艺性空调：主要有：①恒温恒湿空调：对温湿度精度有严格控制的要求。②净化空调：对室内灰尘、细菌浓度或个数等有严格控制要求。

③除湿空调：对高湿环境湿度有控制要求。

④人工气候室：用于科学实验，但自然界没有的特殊气候环境。1绪论1.3空调系统组成1绪论1绪论（1）空气调节系统●空气处理设备：热湿处理、净化处理。●空调风系统：空气输送分配。待处理空气-空气处理-空气输送分配（风管+风机+送风口）-空调房间-空气处理或室外（2）冷热源系统：为空气处理提供冷量或热量。●冷热源：制冷机组、锅炉等。●空调冷热水（媒）系统：冷热量输送、分配、调节。冷、热源-冷热量输送分配（水管+水泵或冷媒管路）-空气处理设备-冷热源●冷却水系统：水冷式制冷机组冷凝系统（风冷不需）。（3）冷凝水系统：空气冷凝水收集、排放系统。（4）空调自控系统1绪论1.4空调技术应应用发展（1）历史●国外：起步于20世纪初（（美国，，开利）），开始始主要是是工艺性性空调应应用工业业领域，，如：印印刷、纺纺织行业业，随后后逐步应应用公共共建筑舒舒适性空空调，如如商场、、酒店、、办公等等。●国内：起步于20世纪30年代，主主要应用用于少量量的工业业领域工工艺性空空调和重重要的、、高档的的公共建建筑领域域舒适性性空调。。■1952年，我国国高校开开始创办办供热供供煤气及及通风专专业（哈哈工大、、清华、、同济、、天大、、西冶、、湖大、、重建工工、太工工，俗称称老八校校）1绪论■20世纪50年代-80年代初，，空调技技术应用用受经济济及技术术条件限限制，发发展相对对缓慢，，主要是是工业领领域工艺艺性空调调（如：：纺织、、烟草、、电子等等）及重重要、高高档公建建舒适性性空调。。■20世纪90年代开始始，随着着我国的的经济的的飞速发发展及技技术进步步以及人人们对生生活工作作环境要要求的不不断提高高，空调调技术应应用发展展非常迅迅猛，尤尤其是民民用建筑筑舒适性性空调，，大量普普及，到到目前为为止，以以夏热冬冬冷地区区（室内内环境相相对恶劣劣）为例例，空调调建筑接接近达100%(含分体空空调），，空调成成为建筑筑的必须须基本配配置。1绪论（2）现状●节能建建筑（节节能50%）基本普普及（民民用建筑筑）。●空调建建筑基本本普及（（民用建建筑，含含分体空空调）。。●室内空空气品质质有待进进一步提提高。●自控水水平提高高很快，，但问题题也不少少。●可再生生能源应应用。●分布式式能源。。●建筑节节能与暖暖通空调调系统●热回收收技术。。1绪论（3）技术发发展●设备、、材料、、方法。。■高效换热热：如何何提高制制冷机、、换热器器能能效效。■制冷剂、、管材。。■新的方法法，如：：温湿度度独立控控制空调调系统。。●节能减减排、可可再生能能源、低低碳空调调。●智能建建筑、绿绿色建筑筑、生态态建筑。。●BIM技术应用用●热回收收技术。。1绪论1.5如何学好好本课程程（1）专业基基础（2）课外阅阅读：主要参考考资料（3）专业素素质●专业素素质●职业敏敏感（4）热爱专专业（5）专业特特点及优优势（6）发展前前景2湿空气的的焓湿学学基础2.1湿空气状状态参数数（1）湿空气气：含有水蒸蒸汽的空空气称为为湿空气气，不含含水蒸气气的空气气称为干干空气，，自然界界的空气气一般均均为湿空空气。（2）状态参参数●压力（P）：：即大气气压力：：P=干空气压压力（Pg)+水蒸气压压力(Pq)(Pa)●温度（t））：℃℉、、K●相对湿度度（Φ）：：反映湿湿空气吸吸收水蒸蒸能力强强弱的物物理量，，即反映映了湿空空气容纳纳水蒸气气接近饱饱和的程程度。Φ=0%，干空空气，吸吸收水蒸蒸气能力力最强。。0<Φ<100%，不不饱和空空气，百百分数越越大，越越接近饱饱和，吸吸湿能力力越弱。。Φ=100%，，饱和空空气，吸吸收水蒸蒸气能力力达到饱饱和。2湿空气的的焓湿学学基础●含湿量（d）：：指湿空空气中水水蒸气的的含量多多少，以以1kg干空气气为计算算基础，，单位为为kg/kg干空气气。●焓（i））：反应湿湿空气在在某一状状态下所所具有的的能量，，其差值值反映了了湿空气气从一种种状态变变成另一一种状态态热交换换量的多多少。湿湿空气状状态变化化发生的的热量交交换包括括以下2个部分分：①显热交交换：与与温度变变化有关关，推动动力是温温差。②潜热交交换：即即水蒸气气凝结（（放热））与水的的蒸发（（吸热））产生的的热交换换量，与与温度变变化无关关，推动动力是含含湿量差差。2者之和和称为总总热交换换，推动动总热交交换的动动力是焓焓差，焓焓的单位位是KJ/kg干空气气（以1kg干干空气））。2湿空气的的焓湿学学基础●露点温度度（tl）：不饱饱和空气气保持含含湿量不不变，达达到饱和和时的温温度，是是空气是是否结露露（空气气中水蒸蒸气凝结结成水））的界限限温度。。●湿球温度度（ts）:不饱和空空气与水水接触进行绝热热交换达达到饱和和时的温度度，干、、湿球温温度差可以以反映空气相对对湿度大小小。2湿空气的的焓湿学学基础2.2焓湿图及及应用（1）焓湿图图焓湿图是是反映湿湿空气状态参参数之间间关系的工程线线算图，，是空调设计非非常重要要的工具。主要等值值线：等温线、、等相对对湿度、、线、等含含湿量线线、等焓线。2湿空气的的焓湿学学基础2湿空气的的焓湿学学基础（2）焓湿图应应用●表示湿空空气状态态焓湿图上上一点对对应湿空气气的一个个状态，，2个状态参数数确定湿湿空气的状状态点，，已知状态点，，可以求求出其它状态参参数。●露点温温度（tl）●湿球温温度（ts）●空气状状态变化化过程表表示●典型空空气状态态变化过过程2湿空气的的焓湿学学基础状态变化化过程表表示典型空气气状态变变化过程程2湿空气的的焓湿学学基础A-B:等湿加加热A-C:等湿冷冷却A-D:绝热减减湿A-E:绝热加加湿A-F:等温加加湿A-G:冷却减减湿●热湿比比：ε=Q/WQ:余热热量（W）W：余湿湿量（kg）热湿比反反映空气气状态变变化规程程中热、、湿交换换的比例例和方向向。2湿空气的的焓湿学学基础●2种不同状状态的空空气混合合混合点在在饱和线线上混合点在在饱和线线下3空调负荷荷计算及及送风量量确定3.0空调负荷荷（1）冷负荷荷：为维持室室内设定定温度，，在某一一时刻必必须向室室内提供供的冷量量（由空空调系统统带走的的热量））。（2）热负荷荷：为维持室室内设定定温度，，在单位位时间内内必须向向室内提提供的热热量。（3）湿负荷荷：为维持室室内的相相对湿度度，需要要从房间间除去(或加入））的湿量量。3.1室内外空空气计算算参数（1）室外空空气计算算参数●变化规律律：日变化、、季节变变化、年年变化。。●确定原则则：不保证原原则3空调负荷荷计算及及送风量量确定●暖通规范范（GB50736-2012）规定（（4.1.1-4.1.10条）●确定方法法①计算法：GB50736-2012附录B②查取法：：GB50736-2012附录A,如：合肥肥市。③注意：a气象资料料的权威威性；b没有气象象资料的的地点的的处理：：地理纬纬度相近近、气候候条件相相近。(2)室内设计计标准●空调区域：：距室内地坪坪2米以内的区域域。●空调基数与与精度：如：：tn=25±1℃,50±5%●确定依据：：满足人体舒舒适感要求和和生产工艺要要求。●影响因素:温度、相对对湿度、流速速、表面温度度、衣着热阻阻等。3空调负荷计算算及送风量确确定●暖通规范（GB50736-2012-3.02条)●确定方法：主要考虑一下下方面因素确确定①房间（建建筑）的使用用功能以及标标准（档次））要求②生活水平平及习惯③各类建筑筑规范的相应应要求④节能要求求●注意①节能与舒适适要求；②节能设计标标准要求；③工艺与舒适适要求。3空调负荷计算算及送风量确确定3.2得热量与热负负荷的关系（1）得热量①外扰：室外空气温度度；太阳辐射射热②内绕：人体、照明明、设备（电电热、电动、、电子）散热热。（2）得热分分类●得热：对流、辐射●得热：显热（与温度度变化有关）），潜热（与与温度变化无无关，与含湿湿量变化有关关）。（3）的热形成冷冷负荷的过程程3空调负荷计算算及送风量确确定得热量形成冷冷负荷过程3空调负荷计算算及送风量确确定3空调负荷计算算及送风量确确定3空调负荷计算算及送风量确确定●材料蓄热能力力越强，冷负荷荷衰减越大，滞后时间间越长。●蓄热能力与与材料容量有关，，热容越大，蓄热能力力越强。●热容量=材材料重量乘比热（（建筑比热差距不大大）。3空调负荷计算算及送风量确确定3.3围护结构负荷荷计算方法（1）稳定传传热与不稳定定传热（2）得热量量与冷负荷是是否区分●当量温差法（1946年年，美国）:逐时计算，，得热=冷负负荷●谐波分解法(50年代，，前苏联):逐时计算算，得热=冷冷负荷●反应系数法(1968年年，加拿大):逐时计计算，得热≠冷负荷-改进：传递递函数法（1978年)●谐波反应法（我国，82年，基础-谐波分解法法）●冷负荷系数法法（我国，82年，基础-传递函数法））●其它方法3空调负荷计算算及送风量确确定3.4空调冷负荷计计算（1）冷负荷系数数法计算围护护结构空调冷冷负荷①外墙、屋顶温温差传热形成成的冷负荷●计算公式：CL=KF(twl-tn)K:传热系数数，一般由建建筑节能计算算给出F：传热面积积tn：空调室内设设计（计算））温度twl:逐时冷负荷荷计算温度●热作用：（室外空气温温差和太阳辐辐射热，即综综合温度：：tz=tw+ρJ/αw；3空调负荷计算算及送风量确确定●冷负荷计算温温度的定义及及来源twl=CL/K●地点、外表面面放热系数、、吸收系数不不同时的修正正；②玻璃窗温温差传热形成成冷负荷●计算公式：CL=KF(twl-tn)K:传热系数数，一般由建建筑节能计算算给出。F：传热面积积；tn：空调室内设设计（计算））温度twl:玻璃窗逐时时冷负荷计算算温度●热作用:室外空气温度度；●冷负荷计算温温度的定义及及来源：twl=CL/K●地点不同时的的修正。3空调负荷计算算及送风量确确定③日射得热形形成冷负荷●透过玻璃窗的的得热量：q=qt+qαqt：透过玻璃窗窗直接进入室室内的太阳辐辐射热qα：玻璃吸收太太阳辐射热传传入室内的热热量●日射得热因数数由于窗类型、、遮阳设施、、太阳入射角角及强度等因因素组合太多多，无法用数数学函数表达达，工程上采采用所谓对比比的计算方法法，即采用计计算固定条件件下的日射得得热量。▲条件：标准玻璃：3mm，普通通平板玻璃外外侧放热系系数：18.6 内侧放放热系数：8.7。▲日射得热因数数：透过标准玻璃璃的（以夏季季7月为代表表）日热射的的热量，称为为日射得热因因数：Dj=qt+qα3空调负荷计算算及送风量确确定▲经过大量量统计、计算算得出我国40个城市夏季九九个朝向的日日射得热因数数值Dj及最大值Djmax,经过相似分析析，给出了适适合全国各地地区（纬度带带，带宽5度度）的Djmax。▲对非标准准玻璃、不同同窗框、遮阳阳设施，引入入综合遮挡系系数修正：Cz=Cs∙CiCs：窗玻璃遮阳阳系数,Cs=实际玻璃的的日射得热量量/标准玻璃璃日射得热量量Ci：窗内遮阳系系数●冷负荷计算CL=Ca∙F∙Cz∙Djmax∙CLQF:窗口面积；Ca:窗有效面积系系数； CLQ:冷负荷系数数。▲定义：CLQ=CL/Djmax▲数据给出以以北纬27.5度分南北北区。3空调负荷计算算及送风量确确定④内围护结构构冷负荷：按稳定传热计计算CL=K∙F∙(tl-tn)tl：邻室计算温温度，tl=twp+Δtltwp：夏季空调室室外日平均温温度。Δtl：邻室计算温温度与夏季空空调室外日平平均温度差，，可按下表取取值：邻室发热量(w)ΔΔtl很少（如办公公，走廊）0-2<23323-1165⑤对于非轻型外外墙，可采用用平均综合温温度代替：CL=K∙F∙(tZP-tn),（tzp=twp+ρJ/αw）⑥关于地面冷冷负荷：一般情况地地面温度低于于室内温度，，可以不计算算。3空调负荷计算算及送风量确确定④内围护结构构冷负荷：按稳定传热计计算CL=K∙F∙(tl-tn)tl：邻室计算温温度，tl=twp+Δtltwp：夏季空调室室外日平均温温度。Δtl：邻室计算温温度与夏季空空调室外日平平均温度差，，可按下表取取值：邻室发热量(w)ΔΔtl很少（如办公公，走廊）0-2<23323-1165⑤对于非轻型外外墙，可采用用平均综合温温度代替：CL=K∙F∙(tZP-tn),（tzp=twp+ρJ/αw）⑥关于地面冷冷负荷：一般情况地地面温度低于于室内温度，，可以不计算算。3空调负荷计算算及送风量确确定④内围护结构构冷负荷：按稳定传热计计算CL=K∙F∙(tl-tn)tl：邻室计算温温度，tl=twp+Δtltwp：夏季空调室室外日平均温温度。Δtl：邻室计算温温度与夏季空空调室外日平平均温度差，，可按下表取取值：邻室发热量(w)ΔΔtl很少（如办公公，走廊）0-2<23323-1165⑤对于非轻型外外墙，可采用用平均综合温温度代替：CL=K∙F∙(tZP-tn),（tzp=twp+ρJ/αw）⑥关于地面冷冷负荷：一般情况地地面温度低于于室内温度，，可以不计算算。3空调负荷计算算及送风量确确定（2）设备、照明明、人员等散散热形成的冷冷负荷①设备散热形形成的冷负荷荷●电动设备a、电机工艺艺设备均在空空调区CL=（1000∙n1∙n2∙n3∙N/η）∙∙CLQb、电机在空空调区，工艺艺设备不在空空调区CL=(1000∙n1∙n2∙n3∙N∙(1-η/η))∙CLQc、电机不在在空调区，工工艺设备在空空调区CL=1000∙n1∙n2∙n3∙N∙CLQN：电动设备备安装功率，，kW；η：电机效率率，一般产产品样本给出出。3空调负荷计算算及送风量确确定n1：利用系数,电机最大大实耗功率与与安装功率之之比，一般可可取0.7-0.9。n2：电动机负荷荷系数，电机机每小时平均均实耗功率与与最大功率之之比，一般可可取0.4-0.5。n3：同时使用系系：电机同时时使用的功率率与安装功率率之比，一般般可取0.5-0.9。。CLQ：冷负荷系数，详见附录2-20、21。注：当空调系系统间歇运行行时，则，CLQ=1.0。●电热设备对于无保温密密闭罩的电热热设备：CL=1000∙n1∙n2∙n3∙n4∙N∙CLQn1、n2、n3：含义同前前。n4：考虑排风风带走热量量的系数，，一般取0.5。3空调负荷计计算及送风风量确定②照明设备备散热形成成的冷负荷荷●白炽灯（热热光源）CL=1000∙N∙CLQN：照明设设备功率，，kW；CLQ：冷负荷系系数。●荧光灯（冷冷光源）CL=1000∙N∙n1∙n2∙CLQN：照明设设备功率，，kW；CLQ：冷负荷系系数,见见附录。n1:镇流器消消耗功率系系数，在空空调房间内内取1.2，在吊顶顶内取1.0。n2：灯罩隔热热系数，有有通风孔取取0.5-0.6，，反之取0.6-0.8。3空调负荷计计算及送风风量确定③人体散热热形成的冷冷负荷●人体显热冷冷负荷：CLx=qs∙n∙φ∙∙CLQqs：不同室温温、活动强强度成年男男子显热散散热量，w。n：室内人人数φ：群集系系数，以成成年男子为为计算基础础，对不同同功能的建建筑不同人人群（成年年男子、女女子、儿童童）引入的的修正系数数。CLQ：冷负荷系系数。●人体潜热冷冷负荷：CLq=ql∙n∙φql:不同室温温、活动强强度成年男男子显热散散热量，w。●人体散热冷冷负荷：CL=CLx+CLq3空调负荷计计算及送风风量确定④食物散热冷冷负荷：食物包括括显热和潜潜热，可按按下列数值值采用：食物全热取取17.4W/人；；食物显热热取8.7W/人人；食物潜热取取8.7W人；食物物散湿量取取11.5g/h。。3.5空调热负荷荷、湿负荷荷（1）空调热负负荷①计算方法法：稳定传传热②注意区别别冬季空调调与采暖室室外计算温温度③一般空调调房间为正正压，可不不计算冷风风渗透耗热热量（2）湿负荷①人体散湿量量：W=0.001n∙φ∙g(kg/h)g:人体小小时散湿量量kg/h，其它参参数同前。。②敞开水面散散湿量③围护结构透透湿量3空调负荷计计算及送风风量确定3.6室内冷负荷荷与制冷系系统冷负荷荷(1)室内冷负荷荷①围护结构构传热冷负负荷②人员、照照明、设备备散热冷负负荷●逐时最大大值：各空空调区（房房间）逐时时相加得到到的逐时最最大值。●最大值累累计：各空空调区（房房间）最大大值的累计计。●室内冷负负荷取值：：空调系统统有自动温温控时取逐逐时最大值值；没有温温控时取最最大值累计计。3空调负荷计计算及送风风量确定(2)制冷系统冷冷负荷①室内冷负荷荷（主要部分））②新风冷负荷荷（主要部分分）：Qw=Gw(iw-in)(kW)Gw:新风量(kg/s);in、iw：室内、外外空气焓值值(KJ/kg∙干干空气）③空气处理附附加冷负荷荷：（如再热））④水泵、水管管温升附加加：计算参见《《措施》2009。。⑤风机、风道道温升附加加：计算参见见《措施》》2009。⑥送风管道漏漏风附加：计算参见见《措施》》2009。⑦制冷系统冷冷负荷：选择冷源源设备的依依据，制冷系统冷冷负荷=①①+②②+③③+④④+⑤⑤+⑤⑤3空调负荷计计算及送风风量确定3.7负荷简算概概算方法（1）简算方法法CL=（∑CLW+116n)x1.5，∑CLW=∑FiKi[twl+td)-tn]CLW:围护结构冷冷负荷；n:人数;Ki：围护结构构（含外墙墙、屋顶））传热系数数；Fi：外墙或屋屋顶传热面面积；twl:冷负荷温度度。（2）概算方法法：常用面积指指标法：CL=qs∙Fqs：空调调冷负荷概概算面积指指标，w/m2。F：建筑面面积或空调调面积，m2。①建筑面积积指标（w/m2））：总冷负负荷/建筑筑面积②空调面积积指标（w/m2））：总冷负负荷/空调调面积●建筑面积积指空调区区域面积与与非空调区区域面之和和；●空调面积积指空调区区域建筑面面积；●面积指标标一般包含含新风负荷荷在内。。3空调负荷计计算及送风风量确定3.8负荷计算参参考步骤（1）熟悉建筑筑条件图纸纸及项目地地点（地理理纬度）（2）明确空调调房间（或或区域）（3）查阅室外外计算参数数（4）确定室内内设计参数数（5）热工参数数确定：实实际工程K值由建筑筑节能计算算提供，课课程设计按按以下方法法确定：①外墙、外外窗、屋顶顶：主要根根据气象区区域划分，，参照《节节标》限值值要求确定定。②内围护结结构：计算算确定。3空调负荷计计算及送风风量确定（6）人员、照照明指标：：参照《节节标》权衡衡计算指标标确定。（7）阅读《规规范》、《《节标》、、《措施》》负荷计算算相关规定定。（8）计算房间间编号：如如204，，2-楼层层，04计计算房间序序号（9）简化相同同房间（10）设计、编编制负荷计计算表（11）负荷计算算：空调（（冷）热湿湿负荷。（12）负荷汇总总①房间负荷荷汇总；②建筑总负负荷汇总；；③面积指标标。3空调负荷计计算及送风风量确定3.9空调房间送送风状态的的确定及送送风量确定定（1）空调房间间空气状态态变化过程程●热平衡：GiO+Q=GiN●湿平衡：GdO+W=GdN●热湿比：ε=Q/W=(iN-iO)/(dN-dO)●状态变过程程：O→(ε)N●●i-d图表表示3空调负荷计计算及送风风量确定●送风量：G=Q/(iN-iO)=W/(dN-dO)G≈Qx/(tN-tO)●思考题：：G≈Qx/(tN-tO)什么情况况下成立？？（2）夏季送风风状态确定定及送风量量计算①送风状态点点技术经济济分析②送风温差确确定●确定依据：风口类型型、安装装高度、射射流长度及及是否贴附附。●GB50736-2012规定▲舒适性空调调送风高度<=5m，，5℃<=ΔtO<10℃送风高度>5m，10℃<=ΔtO<15℃最大送风温温差（露点点送风）：：取机器露露点作为送送风状态点点，工程使使用普遍。。3空调负荷计计算及送风风量确定3空调负荷计计算及送风风量确定▲工艺性空调调：根据空调精精度确定③i-d图上上送状态点点确定根据tn，ΦN确定N-计计算ε-过过N点作εε线-选取取ΔtO-确定O点点。④送风量计算算：G=Q/(iN-iO)=W/(dN-dO)≈QX/(tN-to)空调精度(℃)送风温差(℃)换气次数（次/h）>±1.0<=15±1.06-95>±0.53-68>±0.1-0.22-3123空调负荷计计算及送风风量确定（3）冬季送风风状态确定定及送风量量计算①冬季季特特点点●Q'<Q●tO'>tN;iO'>iN●W'≈W;dO'≈dO●0>ε'<εε②冬季季送送风风量量一一般般采采用用夏夏季送送风风量量:G'=G●冬冬季季可可以以提提高高送送风风温温度，，加加大大送送风风温温差差减减少少风风量量。。●送送风风温温度度不不宜宜过过高高，，一般般不不超超过过45℃℃。●思思考考题题：：如如何何实实现现风风量量变变化化？？3空调调负负荷荷计计算算及及送送风风量量确确定定3.10新风风量量确确定定及及风风量量平平衡衡（1）新新风风量量确确定定①新风风的的作作用用●稀释释有有害害物物浓浓度度，，满满足足人人员员卫卫生生要要求求：指指示示性性物物质质为为CO2，日平平均均值值应应保保持持0,1%以内内。。●补充充室室内内排排风风和和保保持持室室内内正正压压:根据据风风量量平平衡衡确确定定。。●美国国ASHRAE标准准：稀稀释释人人员员污污染染和和建建筑筑污污染染之之和和。。●新新风风量量越越大大，，室室内内卫卫生生条条件件越越好好，，但但能能耗耗越越大大。。②新风风量量确确定定原原则则●满足足人人员员卫卫生生要要求求3空调调负负荷荷计计算算及及送送风风量量确确定定一般般按按人人员员卫卫生生标标准准确确定定，，可可查查《《室室内内空空气气质质量量标标准准》》、、《规范范》》、、《《节节标标》、《措施施》》等等资资料料直直接接确确定定，，按按下下式式计计算算人人员员新新风风量量：：Lw=m.lw(m3/h)m:室室内内人人数数；；lw：满满足足人人员员卫卫生生要要求求新新风风标标准准（（m3/h.人人））▲《节标标》3.0.2条文文解解释释：参参照照ASHRAE62-2001,对于于出出现现人人数数的的持持续续时时间间少少于于3h的房房间间，，所所需需新新风风量量可可按按室室内内的的平平均均人人数数确确定定，，该该平平均均人人数数不不应应少少于于最最多多人人数数的的1/2。例例：：某某会会议议室室，，人人数数100，开开会会时时间间不不超超过过3h，假假定定平平均均人人数数60人，，则则新新风风量量为为60x30m3/h.p=1800m3/h。▲GB50736-20123.06条▲GB50189-2005-条解解3.02条。。3空调调负负荷荷计计算算及及送送风风量量确确定定●满足足房房间间正正压压要要求求Lw=μμAc(ΔΔP））n（（m3/s)μ:流流量量系系数数；；Ac：：门门窗窗缝缝隙隙面面积积（（㎡㎡））；；ΔΔP：：房房间间正正压压值值，，一一般般取取5-10Pa，，不不应应大大于于50Pa；；n：：流流动动指指数数。。●补充充局局部部排排风风：：Lw=LP(m3/h)LP：室室内内几几部部排排风风，，m3/h。。③新风风量量的的取取值值以上上取取三三者者大大值值，，新新风风量量不不足足总总风风量量的的10%，，应应加加大大到到10%。。例：：某某大大开开间间办办公公室室，，面面积积100m2，，人人员员密密度度指指标标0.2P/m2，，计计算算新新风风量量。。思考考题题：：为什什么么限限制制新新风风量量大大小小？？4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程4.1空气气热热湿湿处处理理原原理理（1）热热湿湿交交换换介介质质与与分分类类①热湿湿处处理理基基本本过过程程：加加热热、、冷冷却却、、加加湿湿、、减减湿湿、、混混合合。。②热湿湿交交换换介介质质：：水、水水蒸蒸气气、、液液体体吸吸湿湿剂剂、、制制冷冷剂剂。。③分类类：：直接接接接触触式式、、间间接接式式（（表表面面式式））（2）接接触触式式4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程①边界界层层：水水分分子子不不规规则则运运动动形形成成的的饱饱和和空空气气层层，，边边界界层层温温度度层层等等于于水水温温(tb=tw)；边边界界层层内内的的水水蒸蒸气气分分子子浓浓度度或或水水蒸蒸气气分分压压力力取取决决于于饱饱和和空空气气的的温温度度。。②显热热交交换换：：tb>t时，，边边界界层层向向周周围围空空气气传传热热，，空空气气被被加加热热；；tb<t时，，周周围围空空气气向向边边界界层层传传热热，，周周围围空空气气被被冷冷却却。。③潜热热交交换换（（湿湿交交换换、、质质交交换换））：：边界界层层水水蒸蒸气气分分子子浓浓度度大大于于空空气气的的水水蒸蒸气气分分子子浓浓度度时时，，边边界界层层进进入入空空气气的的水水蒸蒸气气分分子子多多于于空空气气进进入入边边界界层层的的水水蒸蒸气气分分子子（（即即蒸蒸发发）），，周周空空气气被被加加湿湿；；反反之之空空气气进进入入边边界界层层的的水水蒸蒸气气分分子子多多于于边边界界层层进进入入空空气气的的，，边边界界层层过过多多的的水水蒸蒸气气分分子子将将回回到到水水面面（（即即凝凝结结）），，空空气气被被减减湿湿。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程④总热热（（全全热热））交交换换：总总热热交交换换=显热热交交换换+潜热热交交换换，，推推动动显显热热交交换换的的是是温温差差，，推推动动潜潜热热交交换换的的是是水水蒸蒸气气分分子子浓浓度度差差，，推推动动总总热热交交换换的的是是焓焓差差。。⑤水温温：：根据据水水温温的的不不同同，，可可能能仅仅发发生生显显热热交交换换，，也也可可能能既既有有显显热热交交换换又又有有潜潜热热交交换换（（质质交交换换）），，因因此此，，通通过过改改变变水水温温，，实实现现对对空空气气的的加加热热、、冷冷却却、、减减湿湿、、加加湿湿。。（3）间间接接式式（（表表面面式式））①金属属表表面面温温度度：：热湿湿交换换取取决决于于金金属属表表面面温温度度，金金属属表表面面温温度度近近似似等等于于交换换介介质质（（水水））温温度度。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程②显热热交交换换：：空气气与与金金属属对对流流换换热热，，tb>t时，，金金属属表表面面向向空空气气传传热热，，空空气气被被加加热热；；tl<tb<t时，，空空气气向向金金属属表表面面传传热热，，空空气气被被冷冷却却（（为为什什么么没没有有质质交交换换？？））。。③湿交交换换（（质质交交换换、、潜潜热热交交换换））：：当tb>tl时，，空空气气中中水水蒸蒸气气开开始始在在金金属属表表面面凝凝结结，，并并在在金金属属表表面面形形成成水水膜膜，，水水膜膜外外侧侧形形成成边边界界层层（（饱饱和和空空气气层层）），，且且tb=tm,此时时，，热热交交换换是是空空气气与与水水膜膜温温差差引引起起的的，，湿湿交交换换是是空空气气与与边边界界层层之之间间的的水水蒸蒸气气浓浓度度差差（（或或分分压压力力差差））引引起起的的。。注注意意，，这这个个过过程程，，显显热热交交换换，，潜潜热热交交换换同同时时发发生生，，结结果果是是空空气气被被冷冷却却减减湿湿，，总总热热交交换换量量等等于于空空气气与与边边界界层层焓焓差差。。思考考题题：空空气气与与水水接接触触时时热热交交换换与与质质交交换换的的机机理理是是什什么么？？4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程4.2空气气热热湿湿处处理理过过程程（1）空空气气与与水水直直接接接接触触时时的的状状态态变变化化过过程程①状态态变变化化过过程程：：空气流经经水面或或水滴周周围时，，就会把把边界层中中的饱和和空气带带走一部部分，同同时补充充新的空空气继续续达到饱和和，因而而边界层层的饱和和空气不不断的与与流经的的未饱和和空气混合合，使整整个空气气状态发发生变化化，因此此，可将空气气与水的热湿湿交换过过程看成成饱和空空气与未未饱和空空气混合合过程。。②i-d图表示●混合后的的状态点点应该位位于连接接空气初态和和该水温温下饱和和状态点点直线上上。●达到饱和和的空气气越多，，终状态态点越靠近饱饱和状态态点。●在理想条条件下（（水量无无限大，，接触时间无无限长））全部空空气可以以达到饱饱和，并等于水水的温度度。4空调基本本原理及及处理过过程③典型空气气状态变变化过程程：在理想条条件下，，改变水水温，可可以得到到7中典型空空气状态态变化过过程。A-2A-2:加湿减湿湿分界线线，d=db,dW=0,Qx<0。A-4:增焓减焓焓分界线线，dQz=0,dQx≈dQq≠0A-6:升温降温温分界线线，t=tb,dQx=0过程线水温特点t或Qxd或Qqi或Qz过程名称A-1tow<tl减减减减湿冷却A-2tw=tl减不变减等湿冷却A-2tl<tw<ts减增减减焓加湿A-4tw=ts减增不变等焓加湿A-5ts<tw<t减增增增焓加湿A-6tw=t不变增增等温加湿A-7tw>t增增增增温加湿4空调基本本原理及及处理过过程（2）间接式（（表面式式）①实现的空空气处理理过程●等湿加热热：tw>t，显热交交换。●等湿冷却却：tl<tw>t，干干工工况况，只只有有显显热热交交换换，，没没有有潜潜热热交交换换。。●冷却却减减湿湿：：tw<tl，湿工工况况，，既有有显显热热交交换换，，又又有有潜潜热热交交换换，，因此此，，湿湿工工况况下下的的换换热热能能力力比比干工工况况大大。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程4.3空气气的的其其它它处处理理热热湿湿处处理理方方法法及及处处理理过过程程（1）空空气气的的加加湿湿①等温温加加湿湿●方法法：：将水水蒸蒸汽汽直直接接混混到到空空气气中中去去●i-d图及及分分析析▲加湿湿量量计计算算W=G（d2-d1)▲过饱饱和和的的结结果果：：3-4’’-4蒸汽汽凝凝结结成成水水放放出出汽汽化化潜潜热热将饱饱和和空空气气温温度度提提高高。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程②等焓焓加加湿湿●向被被处处理理空空气气喷喷水水▲i-d图分分析析▲实现现方方法法：向向空空气气喷喷循循环环水水（tw=ts)●直接接向向房房间间喷喷雾雾（（房间间加加湿器器））:压缩缩空空气气喷喷雾雾、、电电动动喷喷雾雾、、、超超声声波波喷喷雾雾。。（2）空空气气的的减减湿湿①加热热通通风风减减湿湿●加热热：加加热热空空气气可可以以起起到到降降低低相相对对湿湿度度的的,但空空气气的的含湿湿量量没没有有变变化化，，不不是是真真正正意意义义的的减减湿湿。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程●通风风：通通过过通通风风将将比比室室内内空空气气含含湿湿量量低低的的室室外外空空气气送送入入室室内内，，将将室室内内含含湿湿量量高高空空气气排排除除，，可可以以达达到到通通风风减减湿湿的的目目的的。。②冷却却减减湿湿（（冷冷冻冻除除湿湿））●蒸发发器器除除湿湿▲制冷冷量量：：Q=G(i1-i2)▲除湿湿量量：：W=G(d1-d2)▲热湿湿比比：εε=Q/W●冷凝凝器器加加热热空空气气：：实现现调调温温4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程③液体体稀稀释释剂剂减减湿湿（（吸吸收收减减湿湿））●原理理:某些些盐盐类类的的水水溶溶液液中中，，由由于于混混有有盐盐类类分分子子，，使使水水分分子子浓浓度度降降低低，，盐盐水水表表面面上上的的饱饱和和空空气气层层的的水水蒸蒸气气分分压压力力将将低低于于同同温温下下水水的的饱饱和和空空气气层层水水蒸蒸气气分分压压力力。。因因此此，，当当空空气气中中的的水水蒸蒸气气分分压压力力高高于于盐盐水水表表面面水水蒸蒸气气分分压压力力时时，，空空气气中中的的水水蒸蒸气气分分子子向向盐盐溶溶液液转转移移，，即即被被盐盐溶溶液液吸吸收收，，这这类类盐盐溶溶液液称称为为液液体体吸吸湿湿剂剂。。●盐盐溶溶液液吸吸收收水水分分后后，，浓浓度度降降低低，，吸吸湿湿能能力力降降低低，，在在一一定定的的温温度度下下，，溶溶液液浓浓度度越越高高，，吸吸湿湿能能力力越越强强。。●盐盐水水浓浓度度不不能能无无限限制制增增加加，，达达到到一一定定程程度度，，也也会会饱饱和和，，超超过过这这个个限限度度盐盐就就会会结结晶晶。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程●再生生:盐溶溶液液稀稀释释到到一一程程度度后后，，能能力力下下降降，，需需要要再再生生。●常用用吸吸湿湿剂剂:氯化化钙钙(CaCl2，对对金金属属腐腐蚀蚀性性强强））、、氯化化锂锂（LiCl2，对对金金属属对对金金属属有有一一定定腐腐蚀蚀，，吸吸湿湿性性能能好好））、、三甘甘醇醇（（C6H14O4,没有有腐腐蚀蚀性性，，吸吸湿湿性性强强））●处理理空空气气过过程程A-1:升温温减减湿湿A-2:等温温减减湿湿A-3:降温温减减湿湿,采用用较较多多,与A-L(喷水水室室或或表表冷冷器器处处理理的的机露露））相相比比减减湿湿能能力力大大很很多多。。而而且且由可可能能实实现现无无路路露露点点控控制制。。4空调调基基本本原原理理及及处处理理过过程程④固体体稀稀释释剂剂减减湿湿（（吸吸附附减减湿湿））●纯物理作用：：利用固体吸湿湿剂（硅胶、活性性炭），材料料具有大量的的孔隙，形成大大量吸附表面面在这些表面面上，水蒸气分分压力比周围围空气低的多多，因此从空气气中吸收水分分。1-1’:硅胶吸附空气气中水蒸，放放出汽化潜热，又又加热了空气气，因此焓不不变。、1’-2’:等湿冷却，2’-2:绝热加湿●物理化学作用用：氯化钙、生石石灰其表面水水蒸气分压力力比周围空气低低很多，能从从空气中吸附附水分，结果果为结晶水合物。4空调基本原理理及处理过程程（3）蒸发冷却①直接蒸发冷却却A-B：（tw=ts)：降温加湿注意：湿度增增加带来的问问题。②间接蒸发冷却却A-C：A-B+间接换热4空调基本原理理及处理过程程4.4空气处理的各各种途径（方方案）4空调基本原理理及处理过程程4.4空气净化处理理原理（1）待处理空气气来源、污染染物分类、净净化处理方式式①新风（即室外外空气）：大气尘。②回风（及室内内空气）：因人员活动和和工艺过程污污染带有尘埃。③空气污染物的的分类：按污染物生存存状态分：●悬浮颗粒物：无机、有机机颗粒物、空空气微生物等等。●气态污染物：：以气态分子状状态存在的污污染物，包括括无机化合物、、有机化合物物、放射性物物质等。④空气净化方式式：按污染物种类类分：●除尘式：处理悬浮颗粒粒物，按净化化机理分：机机械式、静电式。●除气式：处理气态污染染物，按净化机理分分：物理吸附法、光催化化分解法、离离子化法、臭臭氧发法、湿湿式除法等。。4空调基本原理理及处理过程程（2）除尘式净化原原理①机械式：用多孔型过滤滤材料过滤，，有纤维过滤滤、粘性填料过滤。●纤维过滤：滤料有玻璃璃纤维、合成成纤维、石棉棉纤维、无纺布等，滤滤尘机理主要要有：拦截、、惯性、扩散效应、静电（三个最基基本过滤机里里）、重力等。●粘性填料过滤滤：填料有金属网网、玻璃丝、、金属丝，填料上浸涂粘粘性油，过滤滤主要机理是是惯性和粘住住效应。②静电式：常用双区式电电场结构：●电离区（电离离极，正极））：电极放电，，空气被电离使中性尘粒粒带正电荷。。●集尘区（集尘尘极，负极））：捕获来至电离离区的带正电荷尘粒。。4空调基本原理理及处理过程程（3）除气式净化化原理①物理吸附法：：利用吸附剂多多孔性、表面面积大的的特特点，通过物理或或化学吸附作作用，净化有有害气体。●常用吸附剂：活性炭、活性碳纤维、硅胶、氧化化铝、分子筛等。。●物理吸附：靠不同态物物质分子间引引力（范德华华力）作用，导致物物质粒子在表表面上聚集程程度的改变而而实现的，其特征是吸附附质和吸附剂剂之间不发生生化学方应，，对吸附气体没有选择性性，吸附过程程快、吸附过过程放出热量量，并近似等于气体的液液化热。●化学吸附：借助化学反反应，通过吸吸附质、吸附附剂之间的化学键力力引起。●室内空气净净化常用活性性炭、活性碳碳纤维，后者者广泛用于吸附清除除有机物、异异味。4空调基本原理理及处理过程程②光催化分解法法：光催化（光触触媒）技术是是利用光催化化剂在紫外线照照射下具有的的氧化还原能能力，实现对对一些污染物降解，除去去空气中的污污染物。●光催化反应：用紫外光为为光源，激发发产生活性自自由基与污染物反反应，将空气气中有害气体体分解为无臭臭、无害物。。●光催化剂：纳米TiO2●光触媒技术：：纳米TiO2在光的照射下，生生成超氧化物阴离子自由由基，O2-和羟基自由基基-OH，其自由基具具有很强的氧化分解解能力，能破破坏有机物中中的C-C键、C-H键、C-N键、C-O键、O-H键、N-H键，分解有机机物为二氧化化碳与水，同时破坏细细菌的细胞膜膜，固化病毒毒的蛋白质，，改变细菌，，病毒的生存环环境从而杀死死细菌、病毒毒。4空调基本原理理及处理过程程③离子化法●负离子：空气负离子子对人体有良良好的生理作作用，如：神经系统、、心血管系统统、呼吸系统统、血液、新新陈代谢。▲空气负离子净净化空气原理理：空气负离子子附着固相或或液相污染物微微粒上形成大大离子，大离离子借助凝结结和吸附作用沉降下来，，从而降低空空气污染物浓浓度，净化空空气。▲负离子发生器器●低温等离子：：等离子被称为物质除除固、液、气气之外的第四态，由由电子、离子子、自由基、、和中性离子子组成的导电性流体；等等离子体可以以分为热等离离子（、热平平衡等离子体、低温等离离子体（非平平衡等离子体体），空气净净化主要采用低温等离子子体技术。▲低温等离子体体的净化作用用：荷电除尘、、有害气体的的催化净化、负负离子净化。。4空调基本原理理及处理过程程④臭氧法●臭氧（O3）：淡蓝色气体体，一种强烈烈的氧化剂，，常温、压下，很很容易分解成成氧（O2）和单个氧原原子（O）,氧氧原子具有很很强的活性，，能氧化分解解细菌内部氧氧化所必须的酶而杀死细细菌，多余的的氧重新结合合成普通氧分分子（O2），不存在任何何有有毒残留留物。因此一一定的浓度下下，臭氧能与细菌、病毒毒等微生物产产生生物化学学氧化反应，，具有很强的灭菌作用。。●臭氧对人体体有害，用臭臭氧消毒，必必须是封闭无无人条件，消毒后停停机30min，臭氧还原成成氧后方可进进入。●臭氧消毒受受相对湿度影影响，一般相相对湿度为50-80%灭菌最为理想想。●臭氧发生技术术：光化学发、电电化学法、电电晕放电法、、高频陶瓷沿面面放点法等。。4空调基本原理理及处理过程程⑤湿式除气法（（喷水室）●对空气尘粒的的净化作用▲惯性碰撞、接接触阻留(粒径1-5um):微粒与液膜、、液滴接触，使使微粒吸湿、、增重、凝聚聚性增强，从从而脱离气流，落入水中中，效果好，，效率可达95%。▲扩散(粒径<1um):微粒通过扩散散与液膜、液液滴接触，从而脱离气气流，落入水水中。●对有害气体的的净化作用：：利用水的吸附附和吸收作用用，即利用有害气气体中不同组组分对水的溶解度不同，来分离分子状态污染物物，从而达到到净化空气的的目的。⑥组合净化技术术●光触媒+吸附（活性炭炭）技术●光触媒+臭氧技术●光触媒+静电除尘5空气热湿处理理、净化处理理及设备5.1空气热湿处理理设备（1）热湿处理设设备类型①直接接触式：：喷水室、蒸汽加湿器、液体吸湿剂装装置、局部补充加湿湿装置等，特特点是被处理理空气与交换换介质直接接触。交换介介质：水。②表面式（间接接式）：光管式、翅片片管式、肋片片管式空气加热器、空空气冷却器（（表冷器），特点是被被处理空气不不与交换介质接接触，交换介介质在管内流流动，被处理理空气在管外流动，热湿湿交换通过金金属表面进行行。交换介质质：冷水、热水、蒸汽、制冷剂剂。5空气热湿处理理、净化处理理及设备（2）喷水室①