空调技术(高职教材)

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1、付小平 主编空 调 技 术21世纪高职高专规划教材机机 械械 工工 业业 出出 版版 社社绪论第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的任务和技术手段空调技术需要涉及以下主要内容空调技术需要涉及以下主要内容：

2、1. 特定空间内、外干扰量的确定与计算 2. 空气的处理方法与装置的选择 3. 空调系统形式的确定与设计 4. 气流组织设计与风口选择 5. 空气的净化处理 6. 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： 1. 流体输送与分配系统 2. 空气处理装置 3. 冷热源 4. 控制调节装置空调的作用和应用空调的作用和应用空调的作用：I.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II.空调对各生产过程的稳定进行和保证

3、产品质量和产量有重要作用III.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：空调的应用：空调技术的发展概况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

4、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第第1 1章章 空气与其焓湿图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图及其应用1.1 1.1 空气的组成与状态空气的组成与状态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

5、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： 1. 饱和空气： 空气干空气干饱和蒸气饱和空气 1. 过饱和空气： 空气干空气湿饱和蒸气过饱和空气 1. 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

6、1.2 空气的状态参数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

7、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

8、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

9、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：1.31.3 空气的焓湿图及其应用 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

10、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, 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：第第2 2章章

11、 空调负荷与送风量空调负荷与送风量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 2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数2.1.1 室内空气计算参数 舒适性 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

12、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

13、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 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，PP

14、D27，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：u舒适性条件u室外气象条件u经济条件u节能要求 具体参见采暖通风与空气调节设计规范（ GB50019-2003）2 2、工艺性空调室内空气计算参数的确定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（GB50019 2003），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 253、空调

15、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、室外空气温湿度的变化规律 （1）室外空气温度的日变化 u 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