供暖通风与空气调节2

供暖通风与空气调节绪论：建筑环境控制与暖通空调1.空气调节概念:空气调节是指在某一特定空间(可以无自然边界)，对空气的温度、湿度、空气的流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人体的舒适和工艺生产过程的要求。

舒适性空调工艺性空调温度、湿度、气流速度及清洁度（四度）通常被视为空调的基本要求.

由于现代科技生产的需要，一些空调还要求能对空气的压力、成分、气味、噪声等进行调节。2.空气调节主要内容:⑴一定空间内内外干扰量的计算.⑵空气调节的方式和方法（加热、加湿、冷却、干燥及净化等）.⑶空气的各种处理方法.⑷空气的输配及在干扰量变化时的运行调节。

3.空气调节方式及所涉及的知识：送风排风回风混合过滤表冷加热风机消声twtnQW锅炉冷机新风基础知识：⑴流体力学。⑵传热学。⑶热力学。⑷泵与风机。⑸声学。⑹锅炉与锅炉房。⑹仪器仪表与自动控制。调节方式：4.空调分类：㈠按系统紧凑程度分：⑴集中式。⑶半集中式。⑶分散式。㈡按介质类型分：⑴全空气系统。⑵空气—水系统。⑶全水系统。⑷冷剂系统。5.供暖：供暖系统一般由热源、散热设备和输热管道系统这几部分组成。热源主要有：锅炉、热泵、换热器或其它取暖工具（如壁炉、电暖器、电热膜、红外线取暖设备等）。热媒：热量由热源输送到散热设备的物质叫“热媒”。一般为蒸汽和水。6.通风：通风系统一般由风机、进排风或送风装置、风道以及空气净化设备这几个主要部分组成。第一章：湿空气的物理性质及焓湿图第一节湿空气的物理性质大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而成，我们称其为湿空气。干空气主要由N2、O2、CO2、Ar及其它微量气体组成，成分比较稳定，所以我们将干空气作为一个稳定的混合物来看待。在常温常压下干空气可视为理想气体，而湿空气中的水蒸气一般处于过热状态，且含量很少，可近似地视作理想气体。这样，即可利用理想气体的状态方程式来表示干空气和水蒸气的主要状态参数——压力、温度、比容等的相互关系，即：或或（1-1）（1-2）式中Pg、Pq——干空气及水蒸气的压力，Pa；V——湿空气的总容积，m3；mg、mq——干空气及水蒸气的质量，kg；Rg、Rq——干空气及水蒸气的气体常数，Rg=287J/kg，Rq=461J/kg；vg、vq——干空气及水蒸气的比容，m3/kg；根据道尔定律，湿空气的压力应等于干空气的压力与水蒸气的压力之和，即：（1-3）B一般称为大气压力，以Pa或kPa表示。1.湿空气的密度：湿空气的密度应为干空气的密度与水蒸气的密度之和把及Rg、Rq值带入上式并整理则：（1-4）

在标准条件下（B=101.325kPa、T=293K即t=20℃）干空气的密度ρq=1.205kg/m3，而湿空气的密度取决于Pq值的大小。由于Pq值相对于B值而言数值较小，且湿空气的密度比干空气的密小，因此，在实际计算时可近似取ρ=1.2kg/m3。2.湿空气的含湿量d：空调系统是一个热湿处理过程，那么就需要一个易于进行数学处理的参数来表达湿空气含水蒸气量。ρq=Pq/RqT虽然可作为含水蒸气量的一种度量方法，但其值是随温度变化而改变的，这给实际计算带来很多不便，因此，需要把式中的温度变量消除，引入含湿量这一参数。含湿量d：湿空气中水蒸气的密度与干空气的密度的比值，即取对应于一公斤干空气的湿空气所含有的含水蒸气量。即Kg/kg·干（1-5）（1-6）3.相对湿度：另一种度量湿空气水蒸气含量的间接指标是相对湿度，其定义为湿空气的水蒸气压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比，即式中Pq.b——饱和水蒸气压力，Pa。温度的单值函数。湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系：及根据所以式中的B值远大于Pq.b和Pq值，认为B－Pq≈B－Pq.b只会造成1％～3％的误差。因此相对湿度可以近似表示为：湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系：及根据故（1-7）（1-8）4.湿空气的焓：在空气调节中，空气的压力变化很小，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。已知：干空气的比热cp.g=1.005kJ/(kg.℃)，近似取1或1.01；水蒸气的比热cp.q=1.84kJ/(kg.℃)；则干空气的焓：ig=cp.g.t，kJ/(kg.干)；水蒸气的焓：iq=cp.q.t+2500，kJ/(kg.汽);式中2500为t=0℃时的汽化潜热（r0）显然湿空气的焓i应等于一公斤干空气的焓加上与其同时存在的d公斤（或克）水蒸气的焓，即：或（1-9）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。单纯地求湿空气的状态参数用前述各式即可满足要求，而对于湿空气状态变化的过程的直观描述则需要借助于湿空气的焓湿图。根据第一节中式（1－5）（1－6）及（1－9）加上Pq.b=f（t）的函数关系，在反映湿空气的B、t、d、φ、i及Pq等状态参数的联系上，取不同的坐标系可以得到不同的线图形式。在我国常用的湿空气性质图是以i与d为坐标的焓湿图（i–d图）。为了尽可能扩大不饱和湿空气区的范围，便于各相关参数间的分度清晰，一般在大气压力一定的条件下，取为i纵坐标，d为横坐标，且两坐标之间的夹角等于或大于1350。根据，当t=const时，i与d成线性关系，显然1.01t为截距，（2500+1.84t）d为等温线的斜率，由此可见不同温度的等温线并非平行线，其斜率差别在于1.84t，由于1.84t与2500相比很小，所以，等温线可近似看作是平行的。1.等温线：2.等相对湿度线：由式（1-5）可得：因此给定不同的d值即可求出对应的Pq值，在i—d图上，取一横坐标表示水蒸气分压力值。见图。在已建立起水蒸气压力坐标的条件下，对应于不同温度下的饱和水蒸气压力可从热工手册中查到，连接不同等温线和其对应的饱和水蒸气线的交点即可得到的等线，又据或，当时则可求出不同温度下的Pq值，连接各等温线与Pq值相交的各点即成等线。这样作出的i—d图包含了B、t、d、i、φ、Pq等湿空气的参数。在B值一定的条件下，在t、d、i、φ中已知任意两个参数，则湿空气的状态就确定了，在i—d图上也就是有了一个确定的点，其余参数均可查出。因此，将这些参数称为独立参数。但d与Pq则不能确定一个空气状态点，因此d与Pq只能有一个作为独立参数。3.热湿比线：一般在i—d图的周边或右下角给出热湿比（或称角系数）ε线。

热湿比的定义是湿空气的焓变化与含湿量变化之比，即：或（1-10）若在i—d图上有A、B两点，则由A点至B点的ε为：进一步讲如有A状态点的湿空气，其热量（Q）变化和湿量（W）变化（均可正可负）已知，则ε应为：（1-11）式中Q单位为kJ/h，W单位为kg/h。（ε有正有负）例：已知B=101325Pa，湿空气初始参数ta=20℃、

φ=60％，当加入10000kJ/h的热量和加入2kg/h的湿量后，温度tb=28℃。求湿空气的终状态。解：方法1：求热湿比，在i—d图上，通过A点做此热湿比值的平行线,与tb=28℃等温线交点即为湿空气的终状态。方法2：在i—d图上通过热湿之间的比例关系，用作辅助点的方法作出热湿比线。作业：已知B=101325Pa，湿空气初始参数ta=30℃、

φ=40％，当减少10000kJ/h的热量和加入2kg/h的湿量后，温度tb=20℃。求湿空气的终状态。第三节湿球温度与露点温度湿球温度的概念在空气调节中至关重要。在理论上，湿球温度是在定压绝热条件下，空气与水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。twt1、d1Pi1t2、d2Pi2充分热湿交换绝热（与外界无热交换）下面用图分析以下其热力过程：由于小室绝热，其稳定流动能量方程为：（1-12）iw——液态水的焓。iw=4.19twkJ/kg由式（1-12）可导出：（1-13）经过充分热湿交换，t2与tw应是相等的，所以：（1-14）满足（1-14）的t2或tw即为进口空气状态的绝热饱和温度，也称为热力学湿球温度。由于绝热小室并非实际装置，一般用湿球温度计所读出的湿球温度，近似代替热力学湿球温度。在i—d图上，从各等稳线与φ=100％线交点出发，作ε=4.19ts的热湿比线，即为等湿球温度线。但在实际工程计算中，由于ε=4.19ts很小，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。ε=4.19tsε=0ε=4.19ts=0ε=4.19tsts=0ts＜0ts＞0100％i=const湿球温度是湿空气的一个重要的参数，而且在多数情况下是一个独立参数，只是由于它的等值线与等焓线十分接近，在i—d图上，想利用的ts与i确定状态点是困难的。湿球温度一般用ts来表示。tst100％i=constBA右图为已知干、湿球温度确定空气状态的方法。湿空气的露点温度tl也是湿空气的一个状态参数，它与Pq或d值相关，因而不是一个独立的参数。tl100％BAA点的露点温度为沿等d线向下与φ=100％线交点的温度。显然，当A状态点的空气被冷却时，只要空气的温度大于或等于tl，则不会结露；否则，则会出现结露现象。因此，湿空气的露点温度也是判断是否结露的判拒。第三节焓湿图的应用湿空气的焓湿图不仅能表示空气的状态和各种参数，同时还能表示湿空气状态的变化过程并能方便地求出两种或多种湿空气的混合状态。湿空气状态的变化过程在i—d图上的表示及典型的变化过程：tst=const100％i=constBACDEFGd=constε＞0ε＞0ε＜0ε＜0１.湿空气的加热过程（等湿加热）A——B：温度增高湿量不变。可用表面加热器实现。2.湿空气的冷却过程（等湿冷却及减湿冷却）A——C：等湿冷却。温度降低湿量不变。A——G：减湿冷却。温度降低湿量降低。以上两种过程均可通过表面冷却器或喷水室喷冷水加以实现。3.湿空气的等焓加湿过程A——D：等焓加湿。含湿量增加焓值不变。利用定量的水通过循环喷洒可近似实现这一过程。4.湿空气的等焓减湿过程A——E：等焓减湿。含湿量减少焓值不变。利用固体吸湿剂可近似实现这一过程。5.湿空气的等温加湿过程A——F：等温加湿。含湿量、焓值增加温度不变。利用向空气中喷蒸汽可近似实现这一过程。第二章：室内空气环境污染源与负荷计算2.1热湿负荷与空气其他污染物2.1.1热源与热负荷外部热源：太阳、大气。通过导热、对流、辐射与室内空气进行能量交换或进行质交换的同时进行能量交换。内部热源：人体、设备、照明等。通过导热、对流、辐射与室内空气进行能量交换。环境温度是影响人体舒适的最敏感参数。如果环境温度偏离舒适范围，将打乱人体的正常热平衡。2.1.2湿源与湿负荷外部湿源：湿空气。通过通风空调系统的新风供应或维护结构的新风渗透传入或传出室内。内部湿源：人体、用水设备、清洗、地面积水等。人体通过呼吸和体表汗液蒸发散发湿量；其它湿源通过表面水分的蒸发汽化散发湿量。相对湿度即是影响人体舒适的重要参数，也是影响人体健康的一个重要因素。相对湿度较高或较低会影响人体的正常散湿，影响人体的正常热平衡。有利于微生物及细菌生长。相对湿度也是某些生产、工艺过程正常进行的必备的环境条件。适当的相对湿度对于防止静电、保护家具及书籍艺术品等是十分重要的。湿源散湿过程中，伴随水汽的移动同时发生潜热的迁移，热源和湿源以及热传递与湿传递这两个物理概念在这里也变得密不可分了。因此，在研究室内环境控制时，人们已习惯于将湿源视为一种广义的热源。并且将湿负荷对环境的影响同热负荷以及空气的流动一道归入热污染这一范畴。2.1.2其他空气污染物污染源：⑴建筑及装修材料，⑵室外环境，⑶室内人员及其活动，⑷室内设备与陈设，⑸暖通空调设备与系统。室内污染物：固体颗粒、微生物、有害气体（VOC蒸汽、Cox、Nox、氡、甲醛等）。室外污染物：灰尘、烟雾、花粉、微生物、CO2、SO2、Nox、O3、VOC、碳氢化合物等。2.2室内外空气计算参数2.2.1室外空气计算参数室外空气计算参数：建筑物为自然环境所包围，其内部环境必然处于外界大气压力、温度、湿度、日照风向、风速等气象因素的影响之中。暖通空调工程设计与运行管理中所用的一些室外气象参数人们习惯称之为“室外空气计算参数”。㈠基本室外空气计算参数的确定⑴夏季室外空气计算参数《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19－87）规定：空调室外计算干球温度：应采用历年平均不保证50h的干球温度。空调室外计算湿球温度：应采用历年平均不保证50h的湿球温度。空调室外计算日平均温度：应采用历年平均不保证5d的日平均温度。通风室外计算温度：应采用历年最热月14时的月平均温度的平均值。⑵冬季室外空气计算参数《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19－87）规定：空调室外计算温度：应采用历年平均不保证1d的日平均温度。采暖室外计算温度：应采用历年平均不保证5d的日平均温度。空调室外计算相对湿度：应采用累年最冷平均相对湿度。通风室外计算温度：应采用累年最冷平均温度。㈡夏季空调室外计算逐时温度夏季计算维护结构传热负荷时应按不稳定传热过程来处理，因此必须给出设计日（或标准天）的逐时计算温度。室外逐时气温主要受太阳辐射影响并呈24h周期性变化，另外还受风、云、雾、雨等因素影响，我们把这些影响因素也用数学方法处理成呈周期性变化，显然，室外逐时气温为这些影响因素的叠加，故可用多阶谐波的叠加，即傅立叶级数展开式来表达。τ时刻的气温tｗ,τ遂可表示为：(2—1）工程上一般将tｗ,τ的计算按一阶谐波处理，并给定气温峰值出现在15时，则上式可简化为：(2—2）GBJ19—87规定，tｗ,τ按下式计算：β—夏季室外温度逐时变化系数，见表2.1；Δtr—夏季室外计算平均日较差，应按计算。(2—3）㈢室外空气综合温度建筑围护结构外表面一般同时受到太阳辐射和室外空气温度的综合热作用，因此，建筑物单位外表面应为其表面与空气的换热量与表面吸收太阳能辐射热之和，即：式中：αw—维护结构外表面换热系数，W/m2.℃；tw,τ—室外计算逐时温度；τw,τ—维护结构外表面逐时温度；ρ—维护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数；I—维护结构所在朝向的逐时太阳总辐射照度，W/m2；(2—4）室外空气综合温度：为换热量计算方便而引入一个虚拟的温度：。它实际上相当于室外气温tw加上一个太阳辐射的等效温度ρI/αw值。式（2—4）中维护结构外表面对太阳辐射的吸收，而没考虑维护结构外表面向天空和周围物体之间的长波辐射，近年对式（2—4）作了如下修改（规范未改）：(2—5）式中：ε—维护结构外表面长波辐射系数；ΔR—维护结构外表面发射与吸收长波（太阳的长波除外）之差，W/m2。ΔR取值可近似按：垂直面ΔR=0；水平面：

[例2-1]见书中13页2.2.2室内空气计算参数㈠舒适性环境控制参数人体热平衡方程：S—人体蓄热率，W/m2；M—人体能量代谢率，取决于人体的活动量大小，W/m2；W—人体所作的机械功，W/m2；E—人体汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量，W/m2；R—穿衣人体外表面与周围表面之间的辐射换热量，W/m2；C—穿衣人体外表面与周围环境之间的对流换热量，W/m2；结论：S=0人体感觉舒适。她与下列因素有关：

室内空气温度；室内空气相对湿度；人体附近的空气流速；维护结构内表面及其它物体表面的温度；人体活动量；衣服热阻；年龄等。⑴等效温度图和舒适区下面介绍两种环境参数评价方法。美国供暖、制冷、空调工程师学会编制。dt等效温度线舒适区等相对湿度线图中平行四边形为学会推荐的舒适区，菱形为为堪萨斯州立大学实验室所测的舒适区。两者实验条件不同：前者为衣服热阻0.6～0.8clo静坐的人；后者为衣服热阻0.8～1.0clo静坐但活动量稍大的人。⑵人体舒适热方程和PMV—PPD指标PMV—预期平均评价。PPD—预期不满意百分率。

PMV—PPD指标考虑了人体活动程度，衣服热阻，空气温度，平均辐射温度，空气流动速度，空气湿度六个因素。利用热平衡原理，确定PMV的数学表达式，并利用概率分析方法，确定PMV—PPD指标之间的数学关系式。丹麦已研制出PMV—PPD仪。在PMV=0时，PPD=5％，PMV—PPD推荐值为：PPD=10％，PMV在-0.5～+0.5之间。热感觉PMV值热暖微暖微凉适中凉冷+3+2+10-1-2-3PMV感觉标尺㈡工艺性环境控制参数⑶舒适性环境控制参数的一些实用数据GBJ19—87规定：夏季空调：温度应采用24～28℃相对湿度应采用40％～65％风速不应大于0.3m/s冬季空调：温度应采用18～22℃相对湿度应采用40％～60％风速不应大于0.2m/s工艺性环境控制包括一般降温空调；恒温恒湿空调；洁净空调。由生产工艺性质确定。一般由工艺设计者给出或查相关的行业规范。一般工艺性环境控制参数是由基数加波动范围表示。2.3建筑供暖设计负荷计算本节自学。2.4建筑供冷设计负荷计算2.4.1基本概念㈠得热量、冷负荷与除湿量室内得热量：某一时刻由内外各种热源散（传）入房间的热量的总和。室内冷负荷：当空调系统运行以维持室内温湿度恒定时，为消除室内多余的热量而必须向室内供给的冷量。除热量：空调设备的实际供冷量。得热量、冷负荷、除热量之间的关系：得热量中只有显热得热中的对流成分和潜热得热能形成瞬时冷负荷，而显热得热中的辐射成分则不能形成瞬时冷负荷，因为辐射热透过空气被室内各种物体的表面所吸收和贮存。因此，冷负荷的峰值不只低于得热量的峰值，而且在时间上有滞后，这是由建筑物的蓄热能力来决定的。蓄热能力愈强，则冷负荷衰减愈大，延迟时间愈长。热量时间瞬时得热重型结构实际负荷中型结构实际负荷轻型结构实际负荷瞬时日射得热与轻、中、重型建筑实际冷负荷之间关系当空调系统连续运行并室温恒定时，除热量等于冷负荷；否则，除热量大于冷负荷。㈡空调冷负荷计算方法简介谐波反应法：将各种扰量视为连续的周期性函数曲线，从而可将它分解成多阶谐波的叠加，并用傅里叶级数来表达。缺点：对得热量和冷负荷不加区分，致使建筑物设计负荷大于实际负荷。冷负荷系数法：在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算方法。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。特点：把得热量和冷负荷的区别在计算方法中体现出来。下面着重介绍谐波反应法；冷负荷系数法的应用详见《设计用建筑物冷负荷计算方法》。2.4.2维护结构得热量与冷负荷㈠通过墙体、屋顶的得热及其形成的冷负荷传热学基本知识：导热、对流换热、辐射换热；稳定传热、非稳定传热。室外综合温度是影响墙体、屋顶传热的外部扰量。谐波反应法中将室外综合温度逐时值这一输入量，采用类似tw,τ的方法表达成傅立叶级数的展开式。

在tz,τ作用下,通过墙体、屋顶传热形成冷负荷包括了如下两个连续的传递过程：一、tz,τ作用于壁体产生室内得热量Qτ，此过程考虑到外扰的周期性以及壁体对外扰量的衰减和延迟性；二、由Qτ作用于房间形成室内冷负荷Qcl,τ，此一过程将该热扰量分成对流和辐射两部分，对流部分形成瞬时负荷，辐射部分需考虑室内各壁面的分配比例以及房间的总体蓄热作用造成的辐射热的衰减和延迟。谐波反应法对Qτ和Qcl,τ这两个输出量分别给出如下理论计算公式：（2.14）（2.15）（2.16）式中：θ—当量温差；

θl—计算冷负荷的当量温差；βf—得热量中辐射热成分所占比例；

tzp—计算日室外综合温度的平均值；Δtz,n—第n阶室外综合温度变化的波幅；ωn—第n阶室外综合温度变化的频率；φn—第n阶室外综合温度变化的初相角；νn—维护结构对第n阶综合温度扰量的衰减度；εn—维护结构对第n阶综合温度扰量的相位延迟；μn—房间对第n阶墙体或屋顶传导得热中辐射热扰量的衰减度；ε’n—房间对第n阶墙体或屋顶传导得热中辐射热扰量的相位延迟；为了简化计算，按房间内表面的吸—放热特性υf，将房间分成轻型、中型、重型3种类型。见表2.11。为了便于工程应用，将理论公式简化成下式：（2.17）

K

—维护结构的传热系数；F

—维护结构的计算面积；ε

—维护结构表面受到一阶谐性温波（周期24h），温波传到内表面的时间延迟；τ-ε

—温波作用于维护结构外表面的时刻；Δtτ-ε—作用时刻维护结构的冷负荷计算温差，简称“负荷温差”；负荷温差按维护结构的传热衰减系数β=αn/Kυn进行分类。β值在0～1变化。当β≤0.2时，可按日平均负荷温差计算冷负荷。附录10、11给出了北京市墙体、屋面的负荷温差表。表的编制条件：tn=26℃；ρ=0.7。若与此不符，按下式修正：㈡通过窗户的得热及其形成的冷负荷通过窗户的得热量包括瞬变传热得热和日射得热两部分。⑴瞬变传热得热和冷负荷窗户的热容很小，近似为零。则各阶谐波的温度波衰减均为an/K，相位延迟εn=0，对应于室内外温差的瞬变传热得热为：（2.20）（2.19）冷负荷：冷负荷简化计算公式：（2.21）Δtτ—玻璃温差传热的负荷温差；见附表12⑵日射得热和冷负荷日射得热包括直接射到室内的太阳辐射热和被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量这两部分。影响因素：太阳辐射强度；窗户的构造与遮阳情况；玻璃的光学性能；玻璃的内外表面放热系数等。附表13给出北京市夏季7月逐时日射得热因数（单位面积的日射得热量）Dj，τ。编制条件：3mm普通平板玻璃。采用实用调和分析，也可将日射得热因数Dj，τ整理成谐波形式，逐时日射得热量可表示为：Cs—窗玻璃的遮挡系数；附录14；μn—房间对辐射热扰量的衰减度；Cn—窗户内遮阳系数；附录15；ε’n—房间对辐射热扰量相位延迟；（2.23）（2.22）式2.23在工程应用中简化为下式：（2.24）xg—窗户的有效面积系数；xd—地点修正系数；Jj,τ—计算时刻透过单位窗玻璃面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称“负荷强度”；附录16。⑶内维护结构的传热冷负荷为非空调房间：（2.25）邻室为空调房间但温差大于3℃：（2.26）Δtls—邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值；表2.21tls—邻室计算平均温度；例2.331页学会利用计算表及手册。2.4.2室内热源湿源产生的冷负荷与湿负荷㈠室内热源散热量室内热源包括：工艺设备、照明灯具、人体等。室内热源散发的热量包括显热和潜热两部分，显热包括对流和辐射。对流热形成瞬时冷负荷；辐射热经过各种表面的吸热、蓄热、放热逐渐形成冷负荷。潜热形成瞬时冷负荷。⑴设备散热①电动设备电动机与工艺设备均在同一房间：（2.27）仅工艺设备均在房间：（2.28）仅电动机在房间：（2.29）N—电动机的安装功率。η—电动机效率。n1—利用系数（安装系数），最大耗功率与安装功率之比。n2—同时使用系数，室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比。n3—负荷系数，平均实耗功率与设计最大耗功率之比。②电热设备无保温密闭罩的电热设备：（2.30）n4—排风带走热量的系数，一般取0.5。②电子设备电子设备散热得热量计算公式同式2.28。注：各种设备的散热得热量最好以实测为准，或由工艺设计提出。⑵照明散热白织灯荧光灯n1—镇流器消耗功率系数。n2—灯罩隔热系数。⑶人体散热人体散热与人的条件与环境条件有关。人体散热有显热和潜热两种方式，两者之和为人体的总散热量。表2.20给出了不同温度和劳动性质条件下成年男子散热量和散湿量，以此为基础，乘以人员组成因素的“群集系数”来确定人体散热量：（2.23）n—室内全部人数；n’—群集系数，表2.19；q—不同温度劳动性质条件下成年男子散热量；㈡室内热源散热形成的冷负荷室内热源散热得热量出现的时间取决于设备起用时间、开灯时间和人员在室内停留时间的长短，在该时段内得热量是一常量。谐波反应法中将得热扰量视为有规律的矩形波，并可表达为如下傅立叶级数形式：（2.34）类似维护结构得热量形成冷负荷的情况，可以推算出相应的逐时冷负荷：由于各类热源中辐射成分在各壁面的分配系数、衰减度和相位延迟不同，故应分别计算。（2.35）在工程上按下式进行简化计算：（2.36）Q—室内热源的得热量；T—设备启用、灯具开启或人员进入房间的初始时刻；τ-T—从T时刻到计算时刻的时间；JXτ-T—分别代表τ-T时间的设备负荷强度系数JEτ-T（附录17），照明负荷强度系数JLτ-T（附录18），人体负荷强度系数JPτ-T（附录18），㈢室内湿源散湿量与湿负荷室内湿源：工艺设备、人体、积水表面、材料湿表面。⑴人体散湿人体散湿同人体散热一样，受到众多因素影响，其散湿量计算也与散热量同样考虑：（2.37）w—成年男子散湿量，见表2.20；⑵其他湿源散湿水表面蒸发散湿量：（2.38）β—蒸发系数，kg/N.s，α—周围空气温度为15～30℃时，不同水温下的扩散系数。生产工艺过程中产生的热负荷、湿负荷，以现场调查为准或查有关技术资料。例2.4，37页2.4.4房间冷负荷与湿负荷房间冷负荷与湿负荷：将房间内的各种冷负荷与湿负荷进行逐时累计，其最大值即为该房间的冷负荷与湿负荷。2.4.5通风热湿负荷与建筑供冷设计负荷㈠通风热湿负荷室内空气环境的改善需要加入新鲜空气（即室外空气），由于室内外的空气的状态不同，随着质的交换即带来热湿的交换，形成通风热湿负荷，其计算式如下：（2.40）（2.39）Gw为设计新风量。㈡建筑供冷设计负荷建筑供冷设计负荷为综合逐时冷负荷的最大值加上新风冷负荷再加上运行过程中冷量损失。冷量损失在工程中按系统的形式及规模附加1.1～1.3的富余系数。2.4.6建筑供冷设计负荷概算建筑方案阶段，要进行准确的建筑冷负荷计算是不可能的，但方案设计需要机房面积、设备型号、设备容量、投资费用等内容，这就需要我们借助概算方法与指标来予估设计负荷，概算方法有经验公式法和面积指标法。㈠经验公式法该方法是将建筑看成一个大空间，按各朝向概算出维护结构总冷负荷，加上人员概算冷负荷（116.3W/人），再乘以1.5的新风负荷系数。㈡建筑面积冷指标法该方法是以国内现有一些旅馆建筑面积给出的冷负荷为基础，对其他建筑则乘以适当的修正系数，从而即可方便地概算出各类建筑总的冷负荷。基准值：70～80W/m2（旅馆建筑）修正系数：办公楼1.2大会堂2～2.5图书馆0.5影剧院1.2商店0.8（只营业厅空调）1.5（全部空调）医院0.8～1.0（2.41）第三章：空气热湿处理与设备3.1空气热湿处理的依据与途径3.1.1送风状态与送风量㈠夏季送风状态与送风量⑴房间通风量与换气次数tnφnQWiodo送风G回风Gindn房间通风量应当区别采暖、通风与空气调节几种不同的环境控制方法，依据房间的热湿、有害物质平衡及空气量平衡来加以确定。热平衡：（3.1）（3.2）湿平衡：（3.3）（3.4）ΔtomaxΔtoNOO’dndoioin热湿比：通过室内状态点N点作热湿比线，则该线在N点下方的所有各点均可能成为待定的送风状态点O，送风状态点一经确定，由式（3.2）（3.4）可导出：（3.5）N—O的距离大：Δi、Δd、Δto大，G小，投资小，室内温度不均匀、稳定性差，影响人体热舒适。N—O的距离大：Δi、Δd、Δto小，G大，投资大，室内温度均匀、稳定性好，人体感觉舒适。为保证室内温度场分布符合室温允许波动范围的要求，规范规定了夏季送风温差（Δto=tn-to）的建议值，以便合理地确定送风状态和送风量。同时还推荐有换气次数作为制约送风量大小的指标。见书中表3.1。换气次数：送风量与房间容积的比值，即n=G/V（次/h）如显热量Qx已知，可采用送风温差按下式计算送风量：（3.6）通风建筑的通风量按余热、余湿、空气污染物量三项分别进行计算，取其最大值作为通风建筑的通风量。当余热、余湿、排入室内空气污染物量可以计算时，排除室内余热、余湿可用空调送风量公式计算房间的全面通风量；空气污染物的排除应先将空气污染物进行分类，然后在分别按下式进行计算：（3.7）M—散入房间的某种空气污染物量，mg/s；Cyp—该种污染物允许排放浓度；查相关标准；Cj—进风中含有该种污染物浓度；当散入房间内的污染物量无法计算时，全面通风量可按经验数据或换气次数来确定。查相关的规范和设计手册。⑵新风量的确定向房间内供应新风的目的是改善室内空气的品质。房间新风量的合理确定应符合下列规定：①满足人体的卫生需要；②足以补充房间局部排风量并维持正压要求；③为确保安全，空调系统的新风量在总风量中所占的百分比应根据各房间所需的最大值确定，且不得低于10％；㈡冬季送风状态与送风量新风比m：设计新风量与设计送风量的比值；冬季设计送风状态与送风量是在夏季基础上进行考虑的。冬季送风量的确定通常有两种选择：①冬、夏季送风量相同；设计、运行有利。②冬季送风量减少；节能。

例3.143页3.1.2空气热湿处理的基本过程tst=const100％i=constBACDEFGd=constε＞0ε＞0ε＜0ε＜0AEAC冷媒表冷器AD固体吸湿剂AF蒸汽AG冷媒表冷器凝结水AB电加热器１.等湿加热（A——B）ε=+∞温度增高、焓值增大而湿量不变。又称干加热。可用表面加热器、电加热器实现。2.等湿冷却（A——C）ε=-∞及减湿冷却）温度降低、焓值减小而湿量不变。又称干冷却。温度降低、焓值减小、湿量降低。又称减湿冷却。可通过表面冷却器或喷水室喷冷水加以实现。3.等焓加湿（等焓加湿。含湿量增加焓值不变。利用定量的水通过循环喷洒可近似实现这一过程。4.等焓减湿（A——D）ε=0等焓减湿。含湿量减少焓值不变。利用固体吸湿剂可近似实现这一过程。5.等温加湿（A——F）ε＞0利用向空气中喷蒸汽可近似实现这一过程。A——E）ε=06.冷却干燥（A——G）ε＞0可通过表面冷却器或喷水室喷冷水加以实现。3.1.3空气热湿处理的途径与方案欲将某种状态的空气处理到送风状态O，可通过若干基本处理过程的合理组合，形成多种处理方案。下面以一直流式空调系统（冬、夏O点假定相同）为例，对夏季、冬季设计工况下空气热湿处理的各种途径与方案进行简要分析。100％i02d034W’LL’OW51t0N㈠夏季热湿处理的途径与方案⑴W→L→O由冷却干燥（W→L）和干加热两个（L→O）基本过程组合而成。冷却干燥对于夏季空调是必不可少的处理需求，一般通过喷水室或表冷器来实现。采用喷水室处理空气，可获得较高的卫生标准和较宽的处理范围；采用表冷器处理空气，可使设备紧凑，使用管理方便。二者均能适应对环境参数的较高调控要求，在工程中均有广泛的应用。缺点：当送风状态要求比较严格时，需干加热来调整送风温度造成冷热抵消，导致能量的无益消耗。需采用人工冷源初投资与能量消耗都较大。⑵W→O在理论上这是一个最理想最节能的途径。可使用液体吸湿装置来实现这一基本的热湿处理过程。但液体吸湿系统复杂，投资大、运行管理困难。所以这一方案应用较少。⑶W→1→O100％i02d034W’LL’OW51t0N由等焓减湿（W→1）和干冷却（1→O）两个基本过程组成。等焓减湿需设固体吸湿装置来完成，这使投资增大并且运行管理复杂。从图中可以看出干冷却过程允许冷媒温度较高，可使制冷设备容量大幅减小，乃至完全取消人工制冷，从而为蒸发冷却等自然能的利用提供用武之地。㈡冬季热湿处理的途径与方案⑴W’→L→O100％i02d034W’LL’OW51t0N由加热加湿（W→L）和干加热（L→O）两个基本过程组成。加热加湿采用喷水室进行喷淋热水来实现，如有废热、地热能够利用，这一方案在技术、经济上是非常合理的；如采用人工热源，则会在投资和运行管理上带来不利。⑵W’→2→L→O由干加热（W→2）、等温加湿（2→L）和干加热（L→O）三个基本过程组成。等温加湿通常采用喷蒸汽的方法，对于夏季已确定采用表冷器处理空气的空调系统来说，此方案是一种必然的选择。缺点：使用蒸汽处理空气难免产生异味，这有可能影响到送风的卫生标准。100％i02d034W’LL’OW51t0N⑶W’→3→L→O由干加热（W→2）、绝热加湿（2→L）和干加热（L→O）三个基本过程组成。绝热加湿采用喷循环水的方法，对于夏季已确定采用喷水室处理空气的空调系统来说，此方案是一种必然的选择。优点：改善空气品质，经济、节能。⑷W’→4→O由干加热（W→2）、等温加湿（2→L）二个基本过程组成。等温加湿通常采用喷蒸汽的方法，它与第二个方案的区别在于取消了二次再加热过程，而由新风预热集中解决送风需要的温升，以达到节约投资的目的。缺点：使用蒸汽处理空气难免产生异味，另外，加湿量的调节、控制很困难。100％i02d034W’LL’OW51t0N⑸W’→5→L’/5→O由干加热（W→5）、等焓加湿（5→L’）和两种不同状态空气混合（L’/5→O）三个基本过程组成。本方案的等焓加湿和两种不同状态空气混合过程一般是在一个带旁通的喷水室中完成的，喷水室加旁通导致空气处理箱断面增大，设备布置困难。方案选择：根据对室内空气参数的要求选择处理方案，先选择夏季处理方案，就现在技术发展现状而言，应选择方案1：对湿度要求不高的采用表冷器；对湿度要求高的采用喷水室。冬季处理方案应与夏季处理方案相协调。3.2用喷水室处理空气喷水室借助喷嘴向流动空气中均匀喷洒细小水滴，以实现空气与水在直接接触的条件下进行热湿交换。它所独具的能够实现多种空气处理过程、具有一定空气净化能力、结构上易于现场加工构筑物且节省金属耗量等优点，使之成为应用最早而且相当普遍的空气处理设备。但是，限于它对水质要求高、占地面积大、水系统复杂、运行费用较高等缺点，除在一些以湿度调控为目的的场合还大量使用外，一般建筑已不常使用或仅作加湿设备使用。3.2.1喷水室的构造与类型喷水室由喷嘴、供水排管、挡水板、集水底池和外壳所组成。喷水室类型：卧式、立式、单级、双级、低速、高速、带旁通或带填料层等型式。现在我们国家常用的是单级卧式低风速喷水室，下面讲它的构造。单级卧式低速喷水室的构造1—前挡水板；2—喷嘴与排管；3—后挡水板；4—底池；5—冷水管；6—滤水器；7—循环水管；8—三通阀；9—水泵；10—供水管；11—补水管；12—浮球阀；13—溢水管；15—泄水管：16—防水灯；17—检查门；18—外壳；空气1617211834131512671014985单级卧式低速喷水室的截面积应根据通风量和v=2～3m/s的流速条件来确定，长度则取决于喷嘴的排数、排管布置和喷水方向。喷水室中通常设置1～3排喷嘴，喷水方向根据与空气流动方向相同与否分为顺喷、逆喷和对喷——单排多为逆喷，双排多为对喷，在喷水量较大时才宜采用3排（1顺2逆）。喷水室中喷嘴的性能是决定空气与水进行热湿交换速度的关键部件，喷嘴的雾化性能越好热湿交换速度越快。喷水室的外壳和底池在定型产品中多用钢板和玻璃钢制作；现场施工时也可用砖砌或用混凝土浇制。3.2.2喷水室处理空气的过程分析100％1t6=tAA234567t4=tst2=tlPq2Pq4Pq6空气以一定速度流经喷水室时，它与水滴表面饱和空气边界层不断地进行着对流热交换和对流质交换，其中显热交换取决于二者之间的温差；潜热交换取决于水蒸气分压力差；全热交换取决于二者的焓差。图中空气的典型状态变化过程的假定条件是：水量无限大，接触时间无限长。过程线水温特点t或Qxd或Qti或Qs过程名称A—1A—2A—3A—4A—5A—6A—7tw〈tltw=tltl〈tw〈tstw=tsts〈tw〈tAtw=tAtw〉tA减减减减减不变增增增增增增不变减减减减不变增增增减湿冷却等湿冷却减焓加湿等焓加湿增焓加湿等温加湿增温加湿100％1A2如果空气与水接触处于一种理想状态——水量有限而接触时间足够长，虽然空气终状态仍能饱和，但除tw=ts这一情况之外，其他热湿交换过程的水温都将发生变化。其时，空气状态变化过程已不再是直线，而呈曲线状。下面以tw1低于空气露点温度为例，用图对顺喷和逆喷的空气状态变化过程进行分析。顺喷空气终状态达到饱和，并且空气温度与水温终状态tw2相等。逆喷空气终状态达到饱和，并且空气温度与水温初状态tw1相等。对实际的喷水室来说，水量有限，接触时间有限，空气终状态点只能接近饱和，我们把这一状态点称之为“机器露点”。在实际工作中关注的是空气处理的结果，而不在中间过程，所以用连接初、终状态点的直线来近似表示这一过程。tw13tw1’tw1”tw2100％1A2tw13tw1’tw1”tw23.2.3喷水室的设计与选择喷水室的工程计算主要包括热工计算与阻力计算。依据这些计算结果，配置喷水室各功能部件，确定各种工作参数，并结合产品资料完成设备选择与性能小校核。㈠喷水室的热工计算⑴喷水室的热交换效率①全热交换效率E全热交换效率也叫第一热交换率或热交换效率系数，它是在同时考虑空气和水的状态变化这一前提下，通过考察其实际过程接近理想的程度来获得的。将空气状态变化过程沿等焓线投影到饱和曲线上，并将饱和曲线近似看成直线，则：100％12tw13ts2t11’ts1i1i2tw2t3t2452’（3.8）100％12tw13ts2t11’ts1i1i2tw2t3t2452’对于绝热加湿过程：（3.9）②通用热交换效率E’通用热交换效率也叫第二交换效率或接触系数，它与E不同之处在于，定义中只单纯地考虑到空气的状态变化。如果仍按前述对图中曲线的近似处理，并结合相似三角形的性质，则：（3.10）对于绝热加湿过程：E=E’①空气质量流速vρ⑵喷水室热工性能的影响因素（3.11）G——通过喷水室的空气量，kg/h；f——喷水室的断面积，m2；vρ的常用范围是：2.5～3.5kg/m2.s。②喷水系数μ（3.12）③喷水室结构特性④空气与水的初参数不同的初参数可导致不同的处理过程和结果。但对于同一空气处理过程而言，空气和水的初参数的变化对两个效率的影响并不大，实际工程中可忽略不计。两个热交换效率可查产品样本中数据，或根据下面的实验公式确定：式中所有系数和指数就均由实验确定的。（3.13）（3.14）⑵喷水室热工计算的原则①空气处理过程需要的E应等于喷水室能够达到的E。②空气处理过程需要的E’应等于喷水室能够达到的E’。③空气放出（吸收）的热量应等于水吸收（放出）的热量（3.15）（3.16）（3.17）计算类型设计性计算校核性计算已知条件计算内容空气量G空气的初终状态t1，ts1（i1…）t2，ts2（i2…）喷水室结构（选定后为已知条件）喷水量W（μ）水的初终状态tw1，tw2空气量G空气的初状态t1，ts1（i1…）喷水室结构喷水量W（μ）喷水初温tw1空气的终状态t2，ts2（i2…）水的终温tw2喷水室热工计算类型公式（3.15）（3.16）（3.17）联立可求解出计算内容的三个未知数。设计性计算中，按计算所得的水的初温来决定冷源。假如设计计算水的初温较低，为充分利用自然冷源，可调整喷水量改变水的初温，由此产生了校核性计算。㈠喷水室的阻力计算⑴前、后挡水板阻力ΔHd/Pa（3.19）v—挡水板处空气迎面风速，一般可取vd=（1.1～1.3）v⑴喷嘴排管阻力ΔHp/Pa（3.20）Z—喷嘴排管数。⑴前、后挡水板阻力ΔHd/Pa（3.19）b—系数，取决于空气和水的运动方向及喷嘴排管数。一般可取：单顺-0.22；单逆0.13；双对0.075。P—喷嘴前水压力，MPa。3.3用表面式换热器处理空气表面式换热器包括两大类型——以蒸汽或热水为热媒，对空气进行加热处理的称为表面式空气加热器；以冷水或制冷剂做冷媒，对空气进行冷却、去湿处理的成为表面式空气冷却器（简称表冷器）。与喷水室比较，表面式换热器需耗用较多金属材料，对空气的净化作用差，热湿处理功能也十分有限。但是它在结构上十分紧凑，占地较少。水系统简单且通常采用闭式循环，故节约输水能耗，对水质要求也不高。它由工厂定型生产，这又为设计选用、施工安装及维护管理等带来便利。正是由于上述一系列优点，它在空调工程中得到最为广泛的应用。3.3.1表面式换热器的构造与安装㈠表面式换热器的构造表面式换热器构造上分光管式和肋管式两种。肋片管根据加工方法可分为：绕片管、串片管和扎片管等。肋片主要有铝片、钢片和铜片。㈡表面式换热器的连接与安装表面式换热器可以垂直水平和倾斜安装。以蒸汽为热媒的空气加热器水平安装时必须有0.01的坡度坡向凝结水管；表面式冷却器垂直安装时肋片必须垂直，以免在肋片上积水增加空气阻力。表冷器下部应安装滴水盘和排水管。表面式空气换热器在空气流动方向上可以并联、串联或者既有并联又有串联。组合方式由处理风量和需要换热量来决定。风量大用并联；温差大用串联。气流方向滴水盘排水管滴水盘为使冷、热媒与空气之间有较大温差，最好让空气与冷、热媒之间按逆交叉流型流动。冷、热媒管路上安装阀门、压力表、温度计。3.3.2表面式换热器处理空气的过程㈠等湿加热与等湿冷却表面换热器的热湿交换是在主体空气与紧贴换热器外表面的边界层空气之间的温差和水蒸气分压力差作用下进行的。根据主体空气与边界层空气的参数不同，表面式换热器可以实现三种空气处理过程：等湿加热、等湿冷却和减湿冷却。当边界层空气温度高于主体空气温度时，将发生等湿加热过程；当边界层空气温度低于主体空气温度时，但尚高于空气的露点温度时将发生等湿冷却过程。这两种过程只有显热交换。只有显热交换的热传递过程，表面换热器的换热量取决于传热系数、传热面积和两介质之间的对数平均温差。当其结构、尺寸及交换介质给定时，对传热能力起决定作用的则是传热系数K。（3.22）φ—肋表面全效率。τ—肋化系数。实际上式中φ值是由实验参数总结出来的，对于实际工作中K值是通过实验来确定的，并将实验结果整理成下式：（3.22）v—迎面风速，一般为2～3m/s；w—表面换热器管内流速，一般为0.6～1.8m/s；对于用水做热媒的空气加热器，K值公式常整理为下式：（3.23）对于用蒸汽做热媒的空气加热器，K值公式常整理为下式：（3.23）所有公式中的系数及指数均见产品实验数据。㈠减湿冷却当边界层空气温度低于主体空气的露点温度时将发生减湿冷却过程或称湿冷过程（湿工况）。

在稳定的湿工况下，可以认为在换热器的外表面形成一层等厚的水膜，水膜外表面的温度略高于换热器的外表面且存在传热热阻，因为温升及传热热阻均较小，在显热传热计算时可忽略不计。

湿工况下，边界层空气与主体空气之间还存在水蒸气分压力差，因此，还存在湿交换即潜热交换。

全热换热量为显热换热量与潜热换热量之和。由分析得知，换热器湿工况比干工况具有更大的换热能力。其换热量的增大程度可用换热扩大系数来表示。

换热扩大系数定义：总换热量与显热换热量之比。即：（3.26）b为理想理想条件下空气的饱和状态点下面对总传热进行一下分析：总传热的动力为焓差，其传热微分方程为：（3.24）式中σ为空气与水表面间按含湿量差计算的湿交换系数。将其与3.23式代入3.24式可得：（3.25）由此可见，当表冷器外表面出现凝结水时，可以认为外表面换热系数比干工况增大了ξ倍。于是，减湿冷却过程的传热系数Ks可按下式计算：（3.26）对于实际工作中K值是通过实验来确定的，并将实验结果整理成下式：（3.27）3.3.3表面式换热器的热工计算㈠表面式空气冷却器计算⑴表冷器的热交换效率①全热交换效率Eg全热交换效率也叫热交换效率系数，它是在同时考虑空气和水的状态变化，其定义为：100％12tw13ts2t11’ts1i1i2t3t252’（3.31）由于定义式中只有空气的干球温度，所以又将其称为表冷器的干球温度效率。在空调系统用的表冷器中，空气与水的流动主要为逆交叉流，当表冷器排管数N≥4时，从总体上甚至可将其视为逆流。在逆流条件下，取表冷器一微元面积进行其上传热分析，可以导出Eg的理论计算公式为：（3.31）β—传热单元数；γ—两流体的水当量比；G—处理空气量；W—表冷器管内水流量；cp、c—空气和水的定压比热；式中表明，Eg只与β和γ有关。为简化计算，可根据该式制成线算图。当表冷器结构型式一定且忽略空气密度变化时，Eg只与vy、w和ξ有关。因此，也可通过实验得到下面形式的经验公式。②通用热交换效率E’表冷器通用热交换效率也叫接触系数，其定义与喷水室通用热交换效率相同，且常表示为：（3.33）对于结构特性一定的表冷器来说，由于a一定，空气密度可视为常数，αw又与vy有关，所以E’也就成为vy与N的函数。即：E’=f（vy，N），据此可通过实验获取E’值。表冷器的迎面风速：2～3m/s；表冷器的排数：2～8排；同样，通过对表冷器一微元面积进行其上传热分析，可以导出E’的理论计算公式为：a—肋化系数；N—肋管的排数；（3.34）⑵表冷器的热工计算的类型计算类型设计性计算校核性计算已知条件计算内容空气量G空气的初终参数t1，ts1（i1…）;t2，ts2（i2…）冷水量（或水初温tw1）冷却面积（表冷器型号、台数、排数）冷水初温tw1（或冷水量W）冷水终温tw2

（冷量Q）空气量G空气的初参数t1，ts1（i1…）冷却面积（表冷器型号、台数、排数）冷水量W；冷水初温tw1空气的终参数t2，ts2（i2…）冷水终温tw2（冷量Q）表冷器的热工计算也分为设计性计算和校核性计算两种类型——设计性计算中多用于选择定型的表冷器以满足已知空气初、终参数的空气处理要求；校核性计算多用于检查一定型号的表冷器能将具有一定参数的空气处理到什么样的终参数。⑶表冷器的热工计算方法①空气处理过程需要的Eg应等于喷水室能够达到的Eg。②空气处理过程需要的E’应等于喷水室能够达到的E’。③空气放出的热量应等于水吸收的热量（3.35）（3.36）（3.37）对于型号一定的表冷器而言，热工计算原则就是满足下列3个条件：即：公式（3.35）（3.36）（3.37）联立可求解出计算内容的三个未知数。在设计性计算中，先根据已知的空气初参数和要求处理到的空气终参数计算E’，根据E’确定表冷器的排数，继而在假定vy=2.5~3m/s范围内确定表冷器的Fy，拒此可确定表冷器的型号及台数，然后就可求出该表冷器能够达到的Eg值。根据Eg值就可求出水初温tw1。

在校核性计算中，因空气终参数未求出，尚不知道过程的析湿系数ξ。为了求解空气终参数和水的终温，需要增加辅助方程，使解题程序更为复杂。在这种情况下采用试算方法更为方便。表冷器经过长时间使用后，因内外表面结垢、积灰等原因，传热系数会有所降低。为了保证在这种情况下表冷器的使用仍安全可靠，在选择计算时应考虑一定的安全系数。在工程中有以下两种做法：①在选择计算之初，将求得的Eg乘以安全系数a对仅做冷却用的表冷器取a=0.94，对冷热两用的取a=0.90。②计算过程中不考虑安全系数，但在表冷器规格选定之后将计算的水初温再降低一些。降低值按水温升的10％～20％。设计性计算和校核性计算步骤A.设计性计算⑴计算需要的E’，确定表冷器排数。⑵确定表冷器的型号。先假定一个vy’，算出所需表冷器的迎风面积Fy’，再根据选择合适的表冷器型号及并联的台数，并算出实际的值vy。⑶求析湿系数。⑷求传热系数。由于水初温及水量一般均未知，缺少一个已知条件，故采用假定水流速的办法补充一个已知数。⑸用水流速求冷水量。⑹求表冷器能达到的Eg。先求β及γ值。⑺用表冷器能达到的Eg求水初温。⑻用热量平衡公式求冷量及水的终温。A.校核性计算⑴求表冷器的迎面风速及水流速w。⑵求表冷器可提供的E’。先假定一个vy’，算出所需表冷器的迎风面积Fy’，再根据选择合适的表冷器型号及并联的台数，并算出实际的值vy。⑶假定t2确定空气的终状态。一般可按t2=tw1+（4～6℃）先假定。⑷求析湿系数。⑸求传热系数。⑹求表冷器能达到的Eg’。⑺求需要的Eg与表冷器能达到的Eg’比较。计算时取偏差δ=0.01。当Eg-

Eg’≤δ时，证明所设t2合适。否则应重设t2再算。⑻用热量平衡公式求冷量及水的终温。㈡表面式空气加热器计算空气加热器的热工计算也分为设计性计算和校核性计算两种类型——设计性计算中旨在根据被加热的空气量及加热前后的空气温度，按一定热媒参数选择定型的空气加热器；校核性计算则是依据已有的加热器型号，检查它能否满足预定的空气加热要求。

空气加热器的计算原则是：加热器的供热量等于被加热空气需要的热量。计算方法有两种：一般的设计性计算常用温差法：表冷器做加热器使用常用效率法。⑴平均温差法已知被加热空气量；空气的初终状态。被加热空气需要的热量按下式计算：（3.39）空气加热器的供热量按下式计算：（3.40）Δtm—热媒与空气的对数平均温差。对于空气加热过程来说，由于冷热口端的温差比值常常小于2，所以可用算术平均温差Δtp代替对数平均温差Δtm。当热媒为热水时：（3.41）当热媒为蒸汽时：（3.42）空气加热器的设计性计算可按以下步骤进行：①初选加热器型号、台数：假定空气质量流速vρ（按8kg/m2.s左右假定），计算加热器有效截面积f，用f选定加热器型号。加热器型号初步选定后，用实际的f计算实际的vρ。②计算加热器的传热系数：有了加热器型号和空气质量流速后，依据加热器的传热系数经验公式便可计算传热系数。有些加热器的传热系数经验公式采用的是迎面风速vy，这样我们要将vρ换算成vy，查加热器的有效截面系数（有效截面与迎风面的比值）a，用公式vy=a（vρ）/ρ即可计算出vy。如果热媒为热水，则在传热系数经验公式中还要用到管内热水流速w，一般取w=0.6～1.8m/s。热水流速w确定后，按下式计算通过加热器水量：（3.43）fm—加热器的管子通水截面积，m2。如果热媒的供回水温度一定，按下式计算w：（3.44）③计算需要的加热面积和加热器的排数：按公式F=Q’/K.Δtm及Q’=Q计算出换热面积，用此确定换热器排数。④检查加热器的安全系数：取1.1～1.2。⑵热交换效率法空气加热器的计算只用一个干球温度效率Eg，它的定义是；（3.45）干球温度效率也可由β、γ值用公式（3.32）确定。β、γ值计算时ξ=1，传热系数采用加热用时的Kg。具体计算步骤如下：①根据vy及w（与做表冷器使用时相同或重新设定）求Kg。②根据w求水流量W：W=fw.w×103，kg/s；③求β、γ及Kg。④根据下式求水初温：⑤根据下式求需要的加热量：⑥根据下式求水终温：㈠空气加热器的阻力（3.46）空气阻力：3.3.4表面式换热器的阻力计算热媒阻力：如果热媒为蒸汽，则利用加热器前保持的剩余压力（不小于0.03MPa）来克服加热器阻力，不必另行计算；如果热媒为热水，按下式计算：（3.47）㈠表冷器的阻力表面冷却器的阻力计算方法与加热器基本相同，不过表冷器有干湿工况之分，湿工况的空气阻力要大于干工况，并与析湿系数有关，所以计算时应区分干工况与湿工况的空气阻力计算公式。㈠喷水式表冷器普通表冷器只能冷却或冷却干燥空气，无法对空气进行加湿更无法达到较严格的湿度控制要求，所以在需要时还应另设加湿设备。我们设计一种设备：向普通表冷器表面喷循环水，使之兼有表冷器和喷水室的优点。尽管喷水式表冷器具有能加湿空气，又能净化空气的优点，但由于增加了喷水系统及其能耗，又使空气阻力增大，影响了其推广使用。3.3.5喷水式表冷器和直接蒸发式表冷器㈡直接蒸发式表冷器当空调面积较小时，为了减少冷冻机房面积，把制冷系统的蒸发器放在空调箱中直接冷却空气，这就是直接蒸发式表冷器。因为直接蒸发式表冷器既是空调系统的表冷器又是制冷系统的蒸发器，所以，在设计选用时，应同时与两个系统相匹配。3.3其他加湿处理过程与设备3.4.1空气加湿方法与类型在暖通空调系统中，常将空气加湿设备布置在空调箱或管道内，通过送风的集中加湿来实现对所服务的房间的湿度调控。另一种情况是将加湿设备装在系统的末端设备内或直接布置在房间内，以实现对房间的湿度的控制。