空调技术讲稿.ppt

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1、绪论 第1章 空气与焓湿图 第2章 空调负荷与送风量 第3章 空气的热湿处理 第4章 空调冷热源 第5章 空调系统 第6章 空调风道系统设计 第7章 空调水系统及设计 第8章 空调房间的气流组织 第9章 室内空气质量与空气净化处理 第10章 空调系统消声与隔振 第11章 空调系统安装完工后的测定与调整 第12章 空调工程设计,目录,绪论,空调的任务和技术手段 空调的基本方法和系统组成 空调的作用和应用 空调技术的发展概况 空调技术的发展方向,空调的任务和技术手段,空调技术需要涉及以下主要内容：,特定空间内、外干扰量的确定与计算 空气的处理方法与装置的选择 空调系统形式的确定与设计 气流组织设计

2、与风口选择 空气的净化处理 空调系统的消声、隔振、测试与调整,空调的基本方法和系统组成,空调的基本方法：以空气为介质，使送风参数不同来达到控制特定空间内空气参数的目的。 典型建筑中央空调系统主要由四部分组成： 流体输送与分配系统 空气处理装置 冷热源 控制调节装置,空调的作用和应用,空调的作用： 对国民经济各行业的发展和人民物质文化生活水平的提高具有重要意义 空调对各生产过程的稳定进行和保证产品质量和产量有重要作用 空调对提高劳动生产率、保护人体健康、创造舒适的工作和生活环境有重要意义,按照空调服务对象或用途不同可分为： 舒适性空调：以满足人对特定空间内空气环境的舒适性要求为主要目的 工艺性空

3、调：以满足生产工艺和科学实验过程、设备运行和产品储存等对特定空间内空气环境的要求为主要目的，工作人员的舒适要求有条件时可兼顾,空调的应用：,空调技术的发展概况,世界空调发展史 1890：美国空调系统应用于工业和生活 1906：在美国“空气调节”第一次出现 1911：W.H.Carrier绘制了空气焓湿图，这是空调史上的一个重要里程碑 中国空调发展史 解放前，1930左右上海纺织厂开始应用带喷水室的空调系统 解放后，50年代应用于纺织行业，8090年代发展迅速,空调技术的发展方向,空调节能问题 空调健康问题 空调环保问题,返回,第1章 空气与其焓湿图,空气的组成与状态 空气的状态参数 空气的焓湿

4、图及其应用,1.1 空气的组成与状态,1、空气的组成 体积比：氮气约占78；氧气约占21；其他（一氧化碳，二氧化碳及惰性气体）约占1 水蒸气按质量比约占0.01%0.4% 空调技术中：湿空气干空气水蒸气 2、空气中的水蒸气及其影响 空气中水蒸气的来源 影响空气水蒸气量的因素（共3点） 空气中水蒸气量的变化对空气的干燥和潮湿程度会产生重要影响（共5点）,3、干空气 干空气指除水蒸气以外的那部分空气。 基本特征： 在常温常压下不发生相变 组成成分及比例不变 不可压缩 在空气处理过程中，水蒸气含量变化较大，而干空气的成分和数量却保持相对稳定，可以作为一个整体来对待。因此通常以干空气为基数，可以在简化

5、计算的同时，使计算更加精确。,4、空气的状态与基本变化规律 根据空气中水蒸气的不同状态，划分空气的不同状态： 饱和空气： 空气干空气干饱和蒸气饱和空气 过饱和空气： 空气干空气湿饱和蒸气过饱和空气 不饱和空气： 空气干空气过热蒸气不饱和空气 三过程可以相互转化：以“雾”的形成和消失为例,1.2 空气的状态参数,空气的状态参数：压力类、温度类、湿度类、能量类 1.2.1 空气的压力类参数 空调压力概念在以下四个方面的应用： 某些空调房间空气压力必须比另一些房间（散发污染源）的空气压力高 空气潮湿状态程度可以用水蒸气分压力来定义 不同的大气压力条件，空气的性质不一样，需查阅不同的焓湿图 在设计风管

6、的过程中，要用到空气全压、静压、动压的概念。所有风机盘管和风机都要用到出口全压这个选型参数,1.2.1 空气的压力类参数 1、大气压力与空气的绝对压力 大气压力：地球表面单位面积上所受到大气的压力称为大气压力或大气压，用 表示,单位为Pa 用弹簧压力表等仪表测得的空气压力值称为工作压力。工作压力大于0，称为表压力；若小于0，其绝对值称为真空度。 工作压力与绝对压力的关系： 绝对压力工作压力当地大气压力 注意：绝对压力才是空气的状态参数,2、水蒸气分压力 水蒸气分压力：空气中的水蒸气单独占有空气的体积，并具有与空气相同的温度时所具有的压力，通常用 表示，单位为Pa。 干空气分压力：空气中的干空气

7、单独占有空气的体积，并具有与空气相同的温度时所具有的压力，通常用 表示，单位为Pa。 根据道尔顿分压力定律：,1.2.2 空气的温度类参数 1、干球温度 表示用 ，单位为 2、湿球温度 湿球温度是空气的一个状态参数 表示用 ，单位为,由湿球温度计测得 湿球温度计测湿球温度的原理 3、露点温度 露点温度的概念 表示用 ,单位为,1.2.3 空气的湿度类参数 1、含湿量 定义：每千克干空气中含有的水蒸气量，即 式中 含湿量，单位为kg/kg干； 空气中所含水蒸气的质量，单位为kg； 空气中所含干空气的质量，单位为kg干。,饱和含湿量：即饱和空气的含湿量，此量与温度相关，空气的温度越高，空气达到饱和

8、状态时能容纳的水蒸气量越多，即饱和含湿量越大。 2、相对湿度 定义：空气中的水蒸气分压力与相同温度下的饱和空气的水蒸气分压力之比，即 相对湿度可以直观的反映空气中水蒸气接近饱和的程度。此值为0，则为干空气；此值为100，则是饱和空气。,1.2.4 空气的能量参数 焓：即比焓或质量焓，是物质本身所包含的内部能量，用h表示。单位 。 以0的干空气和0的水的焓值为0作为基准，则空气的焓为： 含有1kg干空气的空气的焓，单位为 1kg干空气的焓，单位为 含湿量，单位为 1kg水蒸气的焓，单位为,1.2.5 空气状态参数之间的关系 1)含湿量与水蒸气分压力之间的关系： 2)由水蒸气分压力和干球温度求相对

9、湿度： 3）由温度和含湿量求解焓：,4）由干球温度和相对湿度求解含湿量： 5）由干球温度和湿球温度求解相对湿度：,1.3 空气的焓湿图及其应用,1.3.1 焓湿图的组成 1、焓湿图的绘制 2、热湿比和热湿比线 热湿比，即用空气状态变化前后的焓差比上含湿量差；连接空气状态变化前后状态点的直线为热湿比线，表示空气状态变化的方向和特征 空气由状态A到状态B，其热湿比值为：,1.3.2 焓湿图的应用 1.3.2.1 确定空气的状态及查找参数； 1.3.2.2 表示空气状态变化过程； 1、加热过程 AB: t0, h0, d=0 处理设备：(电)空气加热器 2、冷却过程 干冷AC: t0, h0, d=

10、0 处理设备：表面式冷却器，喷水室 湿冷AC”: t0, h0, d0 处理设备：表面式冷却器，喷水室,3、等焓过程 等焓减湿AE: d0, h=0 处理设备：固体吸湿剂 等焓加湿AD: d0, t0, h0, t=0 处理设备：蒸汽加湿器，喷水室,1.3.2.3 确定两种不同状态空气混合后的状态点 根据能量守恒和质量守恒定律： 由上两式，导出： 混合点C就在AB连线上 且有：,返回,第2章 空调负荷与送风量,2.1 室内外空气计算参数 2.2 太阳辐射对建筑物的热作用 2.3 空调负荷 2.4 空调房间送风量和送风状态点的确定,2.1 室内外空气计算参数,2.1.1 室内空气计算参数 舒适性

11、 工艺性 1、热舒适性与室内空气计算参数 影响人热舒适性的因素复杂，先后引入了 热强度指标；等感温度；有效温度；人体 舒适区等方法来描述 （1）人体热平衡与热舒适感 人体温度应维持在36.537，人体才感觉舒适。,影响人体舒适感的因素有： 1）室内空气温度 2）室内空气相对湿度 3）人体附近气流速度 4）围护结构内表面及室内其他物体表面的温度 5）衣着情况及衣服的保温性和透气性 6）人的活动情况 7）人的年龄和身体状况 8）种族和个体的习惯 人体的散热方式有： 对流；辐射；热传导；蒸发,（2）等效温度图和舒适区 图中紫色粗实线为等效温度线； t=25,50的交点对应25的等效温度线。该线上对应

12、的点都具有不同的温度和相对湿度，但各点给人的冷热感觉相当于t=25,50时的感觉。从图中可知，当较低时，t较高。 注意绘图条件： 菱形区域（空气流速0.15m/s,0.60.8clo,静坐） 平行四边形区域(空气流速0.15m/s,0.81clo，静坐但活动量稍大),（3）人体热平衡方程和PMV-PPD指标 人体热平衡方程： 人体产热对外做功消耗体表扩散失热汗液蒸发失热呼吸的显热和潜热交换通过衣服的换热在热环境内通过对流和辐射的换热 Franger提出PMV-PPD指标评价方法 人对热环境的满意程度用数值 进行量化的评价值见右图,PMV（预期平均评价）指标有六个因素： 人体活动强度 衣着情况

13、空气温度 空气湿度 空气流速 环境平均辐射温度 PMV能代表大多数人对同一热环境的热舒适感觉，由于个体差异，总有少数人对该环境并不满意，所以引入了PPD（预期不满意百分比）指标。,ISO7730标准 中采用了PMV-PPD 指标描述和评价 热环境，提出的 推荐值为： PMV在-0.5+0.5之间，PPD10，即相当于人群中允许有10的人感到不满意 国家标准： PMV在-1+1之间，PPD27，即相当于人群中允许有27的人感到不满意,（4） 舒适性空调室内空气计算参数的确定 确定室内空气计算参数，需考虑以下几点： 舒适性条件 室外气象条件 经济条件 节能要求 具体参见采暖通风与空气调节设计规范（

14、GB50019-2003）,2、工艺性空调室内空气计算参数的确定,工艺性空调的具体参数由生产工艺给定，同时要兼顾劳动保护条件，工艺区风速参见采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003），即冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采用0.20.5m/s，当室内温度高于30时，可大于0.5m/s 某些生产工艺过程所需的室内空气参数见表25,3、空调基数和空调精度 空调基数：指空调区域内，按设计规定所需保持的空气基准温度和基准相对湿度； 空调精度：指在空调区域内温度和相对湿度允许的波动范围 例如：,2.1.2 室外空气计算参数 室外空气计算参数指与空调系统设计与运行有关的一些室外气象参数，如： 1、

15、室外空气温湿度的变化规律 （1）室外空气温度的日变化 室外温度以24小时为周期波动，波动规律基本符合正弦（余弦）变化规律：夜晚，由于地面向大气层放热，凌晨四五点气温最低；白天，由于地面获得太阳辐射，到下午两三点气温最高,（2）室外空气温度的季节性变化 室外空气温度的季节性变化仍然呈周期性变化：7、8月热；1、2月冷 （3）室外空气湿度的变化 一日内，空气含湿量变化不大，可看作定值，所以相对湿度与温度的变化相反，即夜晚相对湿度大，正午相对湿度小 2、室外空气计算参数的确定 室外计算参数的取值关系到室内空气状态的保证程度和设备投资,我国主要城市的室外空气气象参数参见 采暖通风与空气调节设计规范（G

16、B50019-2003） 附录 设计规范中规定的室外空气计算参数值， 是以全年少数时间不保证室内温湿度在控制标准范围内的原则确定的 我国主要城市的室外空气气象参数摘录于表26,2.2 太阳辐射对建筑物的热作用,太阳表面6000,地球表面大气层,部分辐射被尘埃、臭氧、水蒸气、CO2等吸收,部分直达地面,形成 直射辐射,部分辐射被尘埃、冰晶、小水滴及各种气体分子 反射或折射,地球表面接受的太阳辐射由两部分构成： 直射辐射：有方向性（比例大） 散射辐射：无方向性（比例小） 其中无方向散射辐射大部分返回宇宙空间，少部分到达地面，所以到达地面的散射辐射只占总辐射能中的很少比例 太阳辐射强度：1m2黑体表面在太阳照射下所获得的热量值，单位为W/m2。 影响太阳辐射强度的因素有：