建筑设备第9章(空气调节)讲解

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1、 第9章 空 气 调 节 9.1 概 述 9.1.1 空气调节的任务和作用 1 uu空气调节：空气调节： 采用采用技术手段技术手段把某一特定空间内部的空气环境控把某一特定空间内部的空气环境控 制在一定状态下，以满足人体舒适和工艺生产过制在一定状态下，以满足人体舒适和工艺生产过 程的要求。程的要求。 uu 基本控制基本控制“四度四度” ” ： 温度、湿度、速度及洁净度。温度、湿度、速度及洁净度。 uu更高一级的控制：更高一级的控制： 空气的压力、成分、气味及噪声等。空气的压力、成分、气味及噪声等。 9.1.1 9.1.1 空气调节的任务和作用空气调节的任务和作用 2 9.1.1 空气调节的任务和

2、作用 u室内参数干扰的来源： （1）室外气温变化、太阳辐射及外部空气 中的有害物的干扰； （2）内部空间的人员、设备与生产过程所 产生的热、湿及其他有害物的干扰。 u空调目的： 采用人工的方法消除室内的余热、余湿，或 补充不足的热量与湿量，清除室内的有害 物，保证室内新鲜空气的含量。 3 9.1.1 空气调节的任务和作用 u工艺性空调 u舒适性空调 u空调精度 u应用（农业、工业、军事） 4 9.1.2 湿空气的基本概念 u湿空气： 空调工程中所处理的空气和特定空间内部的 空气，该空气是由干空气和一定量水蒸气 混合组成的混合物。 u干空气： 主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳及其它微 量气体。多数

3、成分比较稳定，少数随季节 变化有所波动，但是这种改变对于干空气 的热工特性的影响很小，因此总体上可以 将干空气作为一个稳定的混合物来看待。 5 9.1.2 湿空气的基本概念 u在湿空气中水蒸气的含量比较少，但 其变化却对空气环境的干燥和潮湿程度 产生重要影响，而且水蒸气含量的变化 也对一些工业生产的产品质量产生影响 。因此研究湿空气中水蒸气含量的调节 在空气调节中占有重要地位。 6 9.1.2 湿空气的基本概念 焓湿图， 五个基本 参数P、t、 d、i 7 9.1.2 湿空气的基本概念 1. 压力 1) 大气压力B 地球表面单位面积上所受到的大气的压 力称为大气压力。大气压力不是一个定 值，随

4、着海拔高度、季节和气候条件而 变化。通常把0下、北纬45处海平面 上作用的大气压作为一个标准大气压 (atm)，其值为: 1atm=101325Pa=1.01325bar 8 9.1.2 湿空气的基本概念 2) 水蒸汽分压力Pq 湿空气中水蒸气单独占有湿空气的容积，并 具有与湿空气相同温度时所产生的压力称为 湿空气中水蒸气的分压力。 水蒸气分压力的大小反应空气中水蒸气含量 的多少。空气中水蒸气含量越多，水蒸气分 压力就越大。 3) 饱和水蒸气分压力Pq.b 在一定温度下，湿空气中水蒸气含量达到最 大限度时称湿空气处于饱和状态，此时相应 的水蒸气分压力称为饱和水蒸气分压力。 9 9.1.2 湿空

5、气的基本概念 2. 温度 温度是反映空气冷热程度的状态参数。 温度值的高低用温标表示。常用的温标 有绝对温标(T)和摄氏温标(t)，二者之 间的关系为： t=T273 10 9.1.2 湿空气的基本概念 3. 含湿量d 含湿量(d)的定义为对应于一公斤干空 气中所含有的水蒸气量。它的单位用 g/kg干表示。（教材上要作修改） 含湿量的大小随空气中水蒸气含量的多 少而改变，它可以确切的反映空气中水 蒸气含量的多少。 11 9.1.2 湿空气的基本概念 4. 相对湿度 相对湿度() ：为湿空气的水蒸气分压力与同 温度下饱和湿空气的水蒸气分压力之比。 相对湿度反映了湿空气中水蒸气接近饱和含 量的程度

6、，反映了空气的潮湿程度。当相对 湿度=0时，是干空气；当相对湿度=100% 时，为饱和湿空气。我国夏季40%65%， 冬季30%60%。 12 9.1.2 湿空气的基本概念 5. 焓i （能量单位） 每公斤干空气的焓加上与其同时存在的 d公斤水蒸气的焓的总和，称为(1+d)公 斤湿空气的焓，其单位用kJ/kg干表示 。 在空气调节中，空气的压力变化一般很 小，可近似定压过程，因此湿空气变化 时初、终状态的焓差，反映了状态变化 过程中热量的变化。 13 9.1.2 湿空气的基本概念 6. 露点温度 tl 在含湿量d保持不变的条件下，湿空气 达到饱和状态时所具有的温度称为该空 气的露点温度。 当湿

7、空气被冷却时，只有湿空气温度大 于或等于其露点温度，就不会出现结露 现象，因此湿空气的露点温度是判断是 否结露的判据。 14 9.1.2 湿空气的基本概念 15 9.1.2 湿空气的基本概念 7. 湿球温度 ts 在理论上，湿球温度是在定压绝热条件 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。 在现实中，在温度计的感温包上包敷纱 布，纱布下端浸在盛有水的容器中，在 毛细现象的作用下，纱布处于湿润状态 ，这支温度计称为湿球温度计，所测量 的温度称为空气的湿球温度。 16 9.1.2 湿空气的基本概念 我们通常所见没有包纱布的温度计称为干球 温度计，所测量的温度称为空气的干球温度 ，也

8、就是空气的实际温度。 湿球温度计的读数反映了湿球纱布中水的温 度。对于一定状态的空气，干、湿球温度的 差值实际上反映了空气相对湿度的大小。差 值越大，说明该空气相对湿度越大。 相对湿度为100%时，湿球温度=干球温度=露 点温度。 相对湿度小于100%时，露点温度湿球温度 干球温度 17 9.1.3 空调温湿度与空调精度 空调基数是指在空调区域内所需保持的空气 基准温度与基准相对湿度。空调精度是指根 据生产工艺或人体的舒适性要求，在空调区 域内空气的温度和相对湿度被容许的波动范 围。例如温度tn=201和相对湿度 n=505%,其中20和50%是空调基数， 1和5%是空调精度。就温度而言，按允

9、 许波动范围的大小，一般分为tn1、 tn=0.5和tn=(0.10.2)三类精度级别 。 18 9.1.3 空调温湿度与空调精度 根据我国的情况，采暖通风与空气调节设计规范 (GB 50019-2003)中规定，舒适性空调室内计算参 数如下： 夏季：温度应采用2228； 相对湿度应采用40%65%； 风速不应大于0.3m/s; 冬季：温度应采用1824； 相对湿度应采用30%60%； 风速不应大于0.2m/s; 对于工业建筑中室内空气参数是由生产工艺过程的 特殊要求决定的，所以，工艺性空调的室内计算参 数应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。 19 9.2 空调负荷概算与送风量的确定 20

10、 21 9.2.1 影响空调负荷的内、外扰因素 消除室内负荷而需要提供的冷量来称为冷负荷 ，依靠提供的热量来消除室内负荷称为热负荷 ，需要消除的室内产湿量称为湿负荷。 影响室内冷热负荷的内、外扰因素包括： (1) 通过围护结构的传热量； (2) 通过外窗的日射得热量； (3) 由外门窗进入的渗透空气带入室内的热量； (4) 室内设备、照明等室内热源的散热量； (5) 人体散热量。 22 9.2.1 影响空调负荷的内、外扰因素 影响室内湿负荷的内、外扰因素包括： (1) 人体散湿； (2) 设备散湿 (3) 各种潮湿表面、液面散湿； (4) 由室外进入的渗透空气带入室内的湿量； 在确定空调设备容

11、量时除了要考虑以上各种 因素形成的负荷，还需要考虑新风的冷负荷 与湿负荷，以及风机与水泵温升造成的附加 负荷。 23 9.2.2 空调设备容量概算方法 9.2.2 空调设备容量概算方法 空调负荷设计概算指标是根据不同类型 和用途的建筑物、不同使用空间，单位 建筑面积或单位空调面积负荷量的统计 值，在可行性研究或初步设计阶段用来 进行设备容量概算的指标数。 空调系统冷热源设备容量也可通过类似 方法进行概算。 24 9.2.2 空调设备容量概算方法 25 9.2.3 空调系统风量的确定 1. 送风量的确定 送风量与送风温差的关系见书 上p180 26 9.2.3 空调系统风量的确定 送风量除需满足

12、处理负荷的要求外，还 需满足一定的换气次数，即房间通风量 与房间体积的比值，单位是次/h. 27 9.2.3 空调系统风量的确定 2. 新风量的确定 保证空调房间内有足够的新风量（即新 鲜空气量），是保证室内人员身体健康 与室内卫生标准的必要措施。 28 9.2.3 空调系统风量的确定 工艺性厂房应按（1）（2）（3）三项 计算结果中的最大值来确定。其中： （1）补偿排风和保持房间正压所需的 新风量； （2）保证室内人员每人不小于30m3/h 的新风量； （3）不小于总送风量10%的新风量。 29 9.3 空调系统的组成与分类 30 9.3.1 空调系统的基本组成部分 31 9.3.1 空调系

13、统的基本组成部分 32 9.3.2 空调系统的分类 1. 按空气处理设备的位置来分类 1) 集中式空调系统 2) 半集中式空调系统 3) 分散式空调系统(局部空调系统) 33 1) 集中式空调系统 34 2) 半集中式空调系统 35 2) 半集中式空调系统 36 3) 分散式空调系统 37 3) 分散式空调系统（局部空调系统） 38 3) 分散式空调系统 39 3) 分散式空调系统 40 9.3.1 空调系统的基本组成部分 2. 按负担室内负荷所用介质来分类 1) 全空气系统 2) 全水系统 3) 空气水系统 4) 制冷剂系统 41 9.3.1 空调系统的基本组成部分 1、全空气系统 42 4

14、3 9.3.1 空调系统的基本组成部分 2）全水系统 是指室内的空调负荷全部由经过处理的 水来负担的空调系统。 由于水的比热比空气大的多，因此在相 同的空调负荷情况下，所需的水量较小 ，可以解决全空气系统占用建筑空间较 多的问题，但不能解决房间通风换气的 问题，因此不单独采用这种系统。 44 9.3.1 空调系统的基本组成部分 3）空气水系统 是指室内的空调负荷全由空气和水共同 来负担的空调系统。风机盘管加新风的 半集中式空调系统就属于空气水系统 。这种系统实际上是前两种空调系统的 组合，既可以减少风道占用的建筑空间 ，又能保证室内的新风换气要求。 45 9.3.1 空调系统的基本组成部分 4

15、）制冷剂系统 是指由制冷剂直接作为负担室内空调负 荷介质的空调系统。如窗式空调器、分 体式空调器就属于制冷剂系统。 这种系统是把制冷系统的蒸发器直接放 在室内来吸收室内的余热余湿，通常用 于分散式安装的局部空调。由于制冷剂 不宜长距离输送，因此不宜作为集中式 空调系统来使用。 46 9.3.3 常用空调系统简介 1. 一次回风系统 1) 工作原理 一次回风系统属于典型的集中式空调系统，也属于 典型的全空气系统。该系统是由室外新风与室内回 风进行混合，混合后的空气经过处理后，经风道输 送到空调房间。 这种空调系统的空气处理设备集中放置在空调机房 内，房间内的空调负荷全部由输送到室内的空气负 担。

16、空气处理设备处理的空气一部分来自于室外(这 部分空气称为新风)，另一部分来自于室内(这部分空 气称为回风)，所谓一次回风是指回风和新风在空气 处理设备中只混合一次。 47 9.3.3 常用空调系统简介 一次 回风 系统 48 9.3.3 常用空调系统简介 2)一次回风系统系统的应用 具有集中式空调系统和全空气系统的特 点，从它具体的特点分析，这种空调系 统适用于空调面积大，各房间室内空调 参数相近，各房间的使用时间也较一致 的场合。会馆、影剧院、商场、体育馆 ，还有旅馆的大堂、餐厅、音乐厅等公 共建筑场所都广泛的采用这种系统。 49 9.3.3 常用空调系统简介 2. 风机盘管加新风空调系统 1) 工作原理 风机盘管加新风空调系统属于半集中式空调 系统，也属于空气-水系统。它由风机盘管机 组和新风系统两部