单元全空气系统及空气水系统

《单元全空气系统及空气水系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元全空气系统及空气水系统（175页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、暖通空调,NUAN TONG KONG TIAO,单元5 全空气系统与空气-水系统,目 录,湿空气的物理性质和焓湿图,送风状态和送风量的确定,空调新风量的确定,5.1,5.2,5.3,空调系统的分类,5.4,5.6,5.7,5.5,定风量单风道空调系统,定风量单风道空调系统的运行调节,定风量双风道空调系统,5.1 湿空气的物理性质和焓湿图,大气：环绕地球周围的空气。大气中含有多 种气体、水蒸汽和污染物质。 干空气：从大气中除去全部水蒸汽和污染 物，所剩下的即干空气。由氮(70%)、氧 (20%)、氩、二氧化碳、氖和其他一些微量 气体组成。 湿空气：干空气和水蒸汽的混合气体。湿空 气中水蒸气含量

2、很少，主要来自于海洋、江 河、湖泊表面的水分蒸发，各种生物的生理 过程及工艺生产过程。 湿空气中干空气的含量比较稳定，水蒸汽的 含量很少，而且也不稳定，常常随着气候、 季节、湿源等各种因素影响。水蒸汽的含量 随少，但其变化会引起湿空气干、湿程度的 改变，进而对人体感觉、产品质量、工艺过 程和设备维修等有直接影响。,5.1.1 湿空气的物理性质,1、湿空气的状态参数 （压力、温度、比容） 大气压力 地球表面的空气层在单位面积上形成的压力，它的单位以帕 （Pa）或千帕（kPa）表示。 水蒸汽分压力 湿空气中水蒸汽分压力是指在某一温度下，水蒸汽独占湿空 气的容积时所产生的压力。大气压力等于干空气分压

3、力和水 蒸汽分压力之和。 Tip: 湿空气温度越高，空气中饱和水蒸汽分压力也就越大，说明 该空气能容纳的水气数量越多，反之亦然。水蒸汽分压力是 衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标，是一个重要的参数。 温度 T=273.15+t,密度和比容v 空气密度：单位体积空气所具有的质量。 比容：单位质量空气所占有的体积。 湿空气是由干空气和水蒸汽混合而成，而干空气和水蒸汽是均匀混合并 占有相同的体积，因此，湿空气的密度等于干空气的密度和水蒸汽的密 度之和，单位为kg/m3。 含湿量d 含湿量d是指对应于1干空气的湿空气中所含有的水蒸汽量，单位是 kg/kg干空气 。 Tip: 空气湿度的表示方法除含湿量以外

4、，还可用绝对湿度（湿空气中水蒸汽 的密度），即每m3 空气中所含有的水蒸汽量（kg/ m3湿空气）来表 示。考虑到在近似等压的条件下，湿空气体积随温度变化而改变，而空 调过程经常涉及湿空气的温度变化，因此，空调中常用含湿量代替绝对 湿度来确切表示湿空气中水蒸汽的绝对含量。,相对湿度 空气中的水蒸汽分压力与同温度下饱和湿空气中的水蒸汽分 压力的比值,湿空气的焓 1kg干空气的焓和d kg水蒸汽的焓的总和，称为（1d）kg 湿空气的焓。如取0的干空气和0的水焓值为零，则湿 空气的焓（kJ/kg）表达为 Tip: 从式可以看出，（1.011.84 d）t是与温度有关的热量，称为“显热”； 而2500

5、 d是0时d水的汽化热，它仅随含湿量的变化而变化，与温度 无关，故称为“潜热”。当温度和含湿量升高时，焓值增加；反之，焓值 降低。而在温度升高，含湿量减少时，由于2500比1.84和1.01大得多， 焓值不一定会增加。,5.1.2.1 焓湿图的构成及绘制原理 湿空气焓湿图 1.等温线 2.等相对湿度线 3.含湿量线 4.水蒸汽分压力线 5.等焓线 6.热湿比线 热湿比线的3种画法 1.从事先画好的方向线中选出与算得的值相同的方向线，以它为依据，用三角板推平行线，通过已知初状态点A作平行线，就可得到该状态的变化过程线。 2. 按照已知的热湿比值，用计算的方法直接画出空气状态变化过程线。,5.1.

6、2 湿空气的焓湿图,5.1.2.2 露点温度和湿球温度 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。 随着空气温度下降，对应饱和含湿量减少，而实际含湿量没变，相对湿 度增加。当温度降低到露点温度时，相对湿度达到100%，再降低温度， 会有凝结水产生。只要含湿量不变，露点温度就不变。,空调技术中利用露点温度：利用露点温度来判断保温材料是否选择的合适，如冬季围护结构的内表面是否结露，夏季送风管道和制冷设备保温材料外表面是否结露；利用低于空气露点温度的水去喷淋热湿空气，或者让热湿空气流过其表面温度低于露点温度的表面冷却器，从而使该空气达到冷却减湿的处理。,湿球温度 ： 通常由水银温度计或

7、酒精温度计测出。如果用两只相同的温度计，将一 只的感温包包裹上纱布，纱布下端浸入成有水的玻璃小杯中，在毛细作 用下纱布经常处于湿润状态，将此温度计称为湿球温度计，测得温度为 湿球温度。另一只未包裹纱布的温度计测得温度为干球温度，即实际空 气温度。湿球温度ts可以看成是确定空气状态的又一独立参数。,空气调节中湿球温度的应用：由于这个参数比较容易量测，是测定工作中必须使用的参数。除此之外，可以利用湿球温度来衡量使用喷水室、蒸发冷却器、冷却塔、蒸发式冷凝器等设备的冷却和散热效果，并判断它们的使用范围。,5.1.2.3 焓湿图的应用 1.确定湿空气状态参数 2.表示湿空气的状态变化过程 湿空气的加热过

8、程 湿空气的冷却过程 等焓减湿过程 等焓加湿过程 等温加湿过程 几种典型湿空气的状态变化过程,空气的基本处理过程,几种典型湿空气的状态变化过程,计算法;图解法 现有GAkg/h状态iA、dA的空气 和GBkg/h状态iB、dB的空气相 混合，混合后的空气质量 （GA+GB）kg/h，混合后空气 状态iC、dC。 混合过程符合热平衡和湿平衡 GA iA+GB iB= （GA+GB）iC GA dA +GB dB = （GA+GB）dC,3、确定两种不同状态空气混合后的参数,根据三角形相似原理：,混合点在AB上的位置,混合点C将线段AB分成两段，两段长度之比和参与混合的两种空气质量成反比，混合点靠

9、近质量大的空气状态一端。,求混合空气状态点很简单，只要已知参与混合的两种空气状态及质量（或质量比）时，就可按质量反比截割其连线，截割点即为混合空气状态点，相应状态参数即可查图可知。,5.2.1 送风量的确定 设有一空调房间，送入一定量经过处理的空气，消除室内负荷后排出。 假设送入室内的空气吸收热量和湿量后，状态变化到室内状态，且房间内温湿度均匀，排出房间的空气参数为室内空气参数。当系统达到平衡后，全热量、显热量和湿量达到平衡。,5.2 送风量和送风状态点的确定,全热量平衡： 显热量平衡： 湿量平衡：,夏季：送入室内空气吸收余热余湿后状态变化过程在h-d图 上表示。S为送风状态点，R为室内状态点

10、。,变化过程角系数：,在进行系统设计时，室内状态R已知， 冷负荷、湿负荷及室内过程角系数已 知，确定送风状态和送风量。送风状态 点在通过室内状态点R的过程线上，如 果预先确定送风温度，送风状态点就确 定了。工程上根据送风温差ts=tR-ts 来确定送风状态点S。 ts越大，送风 量越少。 ts不宜大于10. 工程上采用露点送风：空气冷却设备处 理到的相对湿度为90-95%状态点（机器 露点）,热湿比：,5.2.2 送风状态的确定,冬季：送风量取夏季设计条件下确定 的送风量。只需确定冬季送风状态点。 冬季室内热负荷比夏季少，甚至是负 值，而余湿量和夏季相同。所以冬季 热湿比比夏季小，甚至出现负值

11、。 1、当室内有稳定热、湿源，总建筑围护结构热负荷减去热源散热量，还要考虑湿源散湿量 2、当室内热源和湿源随机性比较大时，不宜考虑（商场） 3、冬季需要供冷的场所，必须把随机性大的散热量和散湿量计为负荷 冬季送风温度： 冬季也可以选用不同的送风量，取较 大送风温差，热风采暖送风温度取3050 例题6-1,5.3 空调系统的新风量,5.3.1 最小新风量确定的原则 除了满足对环境的温、湿度控制外，还要给环境提供足够的新鲜空气。 (1)稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求； (2)补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量； (3)保证房间正压。 如果计算新风量不足系统送风量的10%

12、，则取系统送风量的10%。 5.3.2 补充排风量或燃烧需要的空气量 建筑内燃烧设备有燃气热水器、燃气灶、火锅等。,液体燃料： 气体燃料：,Vl每kg液体燃料需要空气量，m3/kg Vg每m3气体燃料需要空气量，m3/m3 ql液体燃料热值，kJ/kg qg气体燃料热值，kJ/kg,5.3.3 保持正压新风量,保持房间正压的新风量，等于在室内外一定压差下通过门窗 缝隙渗出的风量：,工程上常采用换气次数法。 换气次数：送入房间风量与房间容积之比。 有外窗房间，正压新风量取12次/h(根据窗多少取值） 无外窗和无外门房间取0.50.75次/h换气次数。,Vi从房间缝隙渗出的风量，也是正压风量，m3

13、/s Ac缝隙（门、窗等）面积，m2 P房间内正压，缝隙两侧压差，一般取510Pa 流量系数，0.390.64 n流动指数，0.51 ，一般取0.65,5.4 空调系统的分类,5.4.1 全空气系统 房间的热湿负荷全部由空气来承担。 经过集中处理的空气可以向一个区或多区服务。,集中式空调系统 ： 所有空气处理设备 （包括风机、冷却 器、加湿器、过滤 器等）都设在一个 集中的空调机房内 半集中式空调系统 新风+风机盘管 新风+诱导器系统 分散式空调系统： 风机盘管 电暖风,1、按空气处理设备的集中程度分类,2、按系统风量调节方式分类,定风量空调系统：送风量恒定的全空气系统 变风量空调系统：送风量

14、根据室内要求变化的全空气系统,变 风 量 空 调 装 置,3、按送风参数的数量分类,单风道（参数）空调系统：机房内空气处理机组只处理一种送风参数 （温、湿度）的空气，供一个房间或区域使用 双风道（参数）空调系统：机房内空气处理机组处理两种不同送风参 数（温、湿度）的空气，供多个房间或区域使用,双风道（参数）空调系统,4、按所使用空气的来源分类,全新风系统直流式 全部采用室外新鲜空气，经处理之 后送入室内，消除冷、热、湿负荷 后，再排到室外。过渡季节较多,再循环式系统封闭式 全部采用循环空气，即室内空气 经过处理后再送回室内消除冷热 负荷,回风式系统混合式 采用一部分新鲜空气和室内空气 混合，经

15、过处理之后消除室内冷、 热、湿负荷,6.4.2 空气-水系统 由空气和水共同承担室内冷、热负荷。除了向室内 送入经过处理的空气外，还在室内设有以水为介质 的末端设备对室内空气进行冷却或加热。,空气-水风机盘管系统 在房间内设置风机盘管,空气-水诱导器系统 在房间内设置诱导器（带有盘管）,空气-水辐射板系统 在房间内设置辐射板（供冷或采暖）,6.5 定风量单风道空调系统,6.5.1 露点送风系统 单风道系统：指送出一种参数的空气。 露点送风：空气经过冷却处理接近饱和的状态点（机器露点），不再经过加热送入室内。 1、系统图,2、系统中风量关系,对于单风机系统，系统无排风，Me=0，回风全部再循 环

16、，Mr=MR 当MO=0为再循环系统，MR=0为直流式系统,3、工作过程,夏季工况 回风机从室内吸出空气（回风），一部 分空气再循环（再循环回风）与室外新 鲜空气（新风）混合，经处理之后（冷 却减湿）送入房间（送风），消除余热 、余湿。另一部分回风直接排到室外 （排风）。 双风机系统春秋过渡季节，可以采用全 新风，夏季和冬季采用最小新风比。 单风机系统在过渡季节难于实行全新风 系统，除非在房间设置排风系统，否则 会造成房间正压过大，导致门启闭困难,冬季工况 送风与再循环回风混合后经过过滤、 加热、加湿送到房间，循环方式与夏 季相同。 在寒冷地区，新回风混合温度可能处 于雾区，这时必须对新风预热。系统 图适用于全年的空调系统，加热盘管 配在冷却盘管前面，防止冬季新回风 混合冻坏冷却盘管。根据季节不同调 节新回风混合比例。过渡季节可以充 分利用室外全新风，冬季和夏季可以 采用最小新风