空气调节复习资料

20090403王佩佩整理第一章湿空气的物理性质及其焓湿图1.湿空气的参数：（1）湿空气的密度：等于干空气密度与水蒸气密度之和（2）湿空气的含湿量d：对应于1kg甘空气的湿空气所含有的水蒸气量。（3）相对湿度：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（4）湿空气的焓h：1kg干空气的焓加上与其同时存在的dkg（或g）水蒸气的焓（5）湿球温度：定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称为热力学湿球温度。（6）露点温度：在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。2.几种空气处理方式：（1）湿空气的加热过程：利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气加热，则其温度会增高而含湿量不变。（2）等湿冷却过程：利用冷水或其他冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等于或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结（3）等焓加湿过程：利用定量的水通过喷洒与一定状态的空气长时间接触（4）等焓减湿过程：利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气中的部分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结（5）等温加湿过程：向空气中喷蒸汽（6）冷却除湿过程：湿空气与低于其露点温度的表面接触，则湿空气不仅降温而且脱水。3.两种不同状态空气的混合，参与混合的两种空气的质量比与混合点C分割两状态连线的线段长度成反比，即：BACABCCABCGGddddhhhhACCB据此，在h-d图上秋混合状态时，只需将AB线段划分为满足GA/GB比例的两段长度，并取C点使其接近空气质量大的一端，而不必用公式求解。第二章空调负荷计算与送风量1.有关负荷的几个概念：（1）得热量和得湿量：在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为该时刻的得热量和得湿量。（2）冷负荷：维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内需要从室内除去的热量，包括显热量和潜热量两个部分。20090403王佩佩整理（3）热负荷：维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内需要向室内加入的热量，同样包括显热负荷和潜热负荷两部分。如果只考虑控制室内温度，则热负荷就只包括显热负荷。（4）湿负荷：为维持室内相对湿度所需除去或增加的湿量。（5）除热量P35：当空调系统间歇使用时，室温有一定的波动，引起维护结构额外的蓄热和放热，结果使得空调设备要自室内多取走一些热量。这种在非稳定工况下空调设备自室内带走的热量称为“除热量”。2.PMV和PPDPMV：对同一环境绝大多数人的冷热感觉。PPD：预期不满意百分率，表示对热环境不满意的百分数。即便达到PMV＝0，仍然有5％的人不满意。反映了人的个体差异。PMV-PPD推荐值：PPD10%，即PMV值在﹣0.5~+0.5之间，相当于在人群中允许有10%的人感觉不满意。3.舒适性空调室内空气计算参数参数夏季冬季温度（℃）22~2818~24相对湿度（%）40~6530~60风速（m/s）≤0.3≤0.24.空调室外计算日平均温度夏季：按不稳定传热过程计算，因此必须一直设计日的室外日平均温度和逐时温度。冬季：按稳定传热方法计算，不考虑室外气温的波动。因而可以只给定一个冬季空调室外计算温度作为计算信奉符合和计算围护结构传热之用。5.冷负荷、得热量、除热量的关系得热与冷负荷的关系：冷负荷与得热有关，但不一定相等，决定因素：a.空调形式：送风：负荷=对流部分辐射：负荷=对流部分+辐射部分b.热源特性：对流与辐射的比例。如果热源只有对流散热，各维护结构内表面和室内设施表面的温差很小，则冷负荷基本就等于得热量；如果存在辐射，得热并不会立刻全部转变为冷负荷，辐射部分会通过长波辐射的方式传递到各维护结构内表面和家具的表面，提高这些表面的温度，再通过对流换热方式逐步释放到空气中c.维护结构热工性质：蓄热能力如果内表面完全绝热，则得热等于冷负荷；如果各维护结构内表面和家具存在蓄热作用，冷负荷与得热量之间就存在这相位差和幅度差，即时间上有延迟，幅度上有衰减。d.房间的构造：角系数6.负荷计算方法：谐波反应法冷负荷系数法20090403王佩佩整理7.空调房间送风量的确定：ONONddWhhQG第三章：空气的热湿处理1.空气热湿处理装置：（1）接触式热湿交换设备：喷淋室，喷漆加湿器，高压喷雾加湿器，湿膜加湿器，超声波加湿器以及使用液体吸湿剂的装置。特点：与空气进行热湿交换的介质直接与空气接触，通常是使被处理的空气流过热湿交换介质表面，通过含有热湿交换介质的填料层或将热湿交换戒指喷洒到空气中去，形成具有各种分散度液滴的空间，使液滴与流过的空气直接接触。（2）表面式热湿交换设备：光管式和肋管式空气加热器及空气冷却器。特点：与空气进行热湿交换的介质不与空气接触，二者之间的热湿交换是通过分隔面进行的。根据热湿交换介质的温度不同，壁面的空气侧可能产生水膜（湿表面），也可能不产生水膜（干表面）。2.空气与水直接接触时的热湿交换原理温差是热交换推动力；水蒸气分压力差是湿（质）交换的推动力；在热值交换同时进行时，如果负荷刘易斯关系式的条件存在，则推动总热交换的动力是空气的焓差。3.喷水室（1）喷水室的热工计算方法主要分两类：基于热质交换系数，基于热交换效率（2）影响喷水室热交换效果的因素①空气质量流速v的影响：定义：单位时间内通过每平方米喷水室断面的空气质量，它不因温度变化而变化增大v可使喷水室的热交换效率系数与接触系数变大，并且在风量一定的情况下可缩小喷水室的断面尺寸，从而减少其占地面积。但v过大也会引起挡水板过水量及喷水室阻力的增加。常用的v范围是2.5~3.5kg/(m2·s)②喷水系数的影响：定义：喷水室总喷水量W（kg/h）与风量G（kg/h）之比在一定的范围内加大喷水系数可增大热交换效率系数和接触系数。对不同的空气处理过程采用的喷水系数应不同。具体数值应由喷水室的热工计算决定。③喷水室结构特性的影响结构特性主要包括：喷嘴排数、喷嘴密度、排管间距、喷嘴形式、喷嘴孔径和喷水方向。④空气与水初参数的影响：对于结构一定的喷水室而言，空气与水的初参数决定了喷水室内热湿交换推动力的方向和大小，因此，改变空气与水的初参数，可以导致不同的处理过程和结果。但是对于同一空气处理过程而言，空气与水的初参数的变化对两个效率的影响不大，可以忽略不计。4.表面式换热器（1）分类：表面式换热器分为空气加热器（用热水或蒸汽做热媒）和表面式冷却器（用冷水或制冷剂为冷媒），表面式冷却器又可分为水冷式或直接蒸发式。20090403王佩佩整理特点：表面式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：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；当边界层空气温度虽低于主体空气温度，但尚高于其露点温度时，将发生等湿冷却过程（干冷过程）；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成湿冷过程（湿工况）。湿工况下的表冷器比干工况下的表冷器有更大的热交换能力，即对同一台表冷器而言，在被处理的空气干球温度和水温保持不变时，空气湿球温度愈高，表冷器的冷却减湿能力愈大。5.空气加热、降温、加湿、减湿的方法（1）加热加湿：喷水室加热：表面式换热器（空气加热器），电加热器（裸线式，管式）加湿：可以在空气处理室（空调箱）或送风管道内对送入房间的空气集中加湿，也可在空调房间内部对空气局部补充加湿。利用外界热源使水变成蒸汽与空气混合的方法为等温过程：主要方法：喷蒸汽加湿，电加湿，红外线加湿；主要设备：干蒸气加湿器，电热式加湿器，电极式加湿器；水吸收空气本身的热量变成蒸汽而加湿为等焓过程：只要方法：喷水加湿，超声波加湿。主要设备：高压喷雾加湿器，湿膜加湿器，超声波加湿器，离心式加湿器。（2）除湿：用加热器通风法减湿用冷冻除湿机除湿用固体吸附剂除湿第四章空气调节系统1.空气调节系统的分类：（1）按空气处理设备的设置情况：①集中系统②半集中系统③全分散系统（2）按负担室内负荷所用的介质种类：①全空气系统②全水系统③空气-水系统④冷剂系统（3）按集中式空调系统处理的空气来源：①封闭式系统②直流式系统③混合式系统2.普通集中式空调系统：属于典型的全空气系统。（1）一次回风式：回风与室外新风在喷水室（或空气冷却器）前混合系统所需冷量（负荷）Q0分为以下三个部分：①室内冷负荷Q1=G(hN-hO)(kW)②新风冷负荷Q2=Gw(hW-hN)(kW)③再热量Q3=G(hO-hL)(kW)（2）二次回风式：回风与新风在喷水室前混合并经喷雾处理后，再次与回风混合。系统所需的冷量（负荷）Q0分为两个部分：①室内冷负荷Q1=G(hN-hO)(kW)②新风冷负荷Q2=Gw(hW-hN)(kW)20090403王佩佩整理3.风机盘管系统的特点（1）优点：①布置灵活，各房间可独立调节室温，房间不住人时可方便地关掉机组（关风机），不影响其他房间，节省运行费用。②房间之间空气互不串通，风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。（2）缺点：①对机组制作应有较高的质量要求，否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难。②当风机盘管机组没有新风系统同时工作时，冬季室内相对湿度偏低，故此种方式不能用于全年室内湿度有要求的地方。③风机盘管由于噪声的限制因而风机转速不能过高，所以机组剩余压头很小，气流分布受限制，适用于进深小于6m的房间。4.风机盘管的新风供给方式和新风处理方式（1）新风供给方式：①靠渗入室外空气（浴厕机械排风）以补给新风②墙洞引入新风直接进入机组③由独立的新风系统供给室内新风（2）新风处理方案的分析：①新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷②新风处理到低于室内空气焓值，承担部分室内负荷5.风机盘管水系统的种类一般采用双水管系统，一供一回，但因其有供冷供热的不同要求，故与采暖有所差别。（1）两管制：供回水管各一根，夏季供冷水，冬季供热水，简便，省投资，但冷热水量相差较大。适用于全年运行的空调系统，仅要求按季节进行冷却或加热转换。目前使用较多。（2）三管制：盘管进口处设有三通阀，由室内温度控制装置控制，按需要供应冷水或热水；使用同一根回水管，存在冷热量混合损失，初投资较高。适用于要求全年空调且建筑物内负荷差别很大的场合；过渡季节有些房间要求供冷有些房间要求供热。目前使用较少。（3）四管制：在三管制基础上加一回水管或采用冷却、加热两组盘管，供水系统完全独立；比三管制运行费用低；初投资较高；占空间大。适用于：全年运行空调系统，建筑物内负荷差别很大的场合；过渡季节有些房间要求供冷有些房间要求供热，或冷却和加热工况替频繁时。第五章空调房间的空气分布1.空间气流分布的形式空间气流分布的形式取决于送风口的形式及送排风口的布置方式。（1）上送下回：①侧送侧回②散流器送风③孔板送风送风气流不直接进入工作区，有较长的与室内空气混掺的距离，能够形成比较均匀的温度场和速度场。20090403王佩佩整理（2）上送上回：①单侧上送上回②异侧上送上回③（贴附型）散流器上送上回可将送排风管道集中于空间上部。3）下送上回：①地板送风②下侧送风（置换通风）要求降低送风温差，控制工作区内的风速，但其排风温度高于工作区温度，故具有一定的节能效果，同时有利于改善工作区的空气品质。4）中送风在某些高大空间，若实际工作区在下部，则不需将整个空间都作为控制调节的对象，可采用中送风形式，节省能耗。但这种气流分布会造成空间竖向温度分布不均匀存在着温度分层现象。20090403王佩佩整理第六章空调系统的运行调节1.定（机器）露点和变（机器）露点的调节方法（1）定露点调节方法：室内余热量变化，余湿量基本不变。在设计工况下，Gkg/h空气从机器露点L沿室内线送入室内达到室内状态点N。当室外温度降低，得热量减少时，热湿比线减小为’，’与dN的交点即为新的室内状态点N’。如果N’在室内温湿度允许范围内，则可不必进行调节，如果超出了范围，则可增加再热量使之满足要求。（2）变露点调节方