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1、空调技术,教材配套课件 付小平 主编 机械工业出版社 出版,绪 论,主要内容,0.1 空调的任务和技术手段 0.2 空调的基本方法和系统组成 0.3 空调的作用和应用 0.4 空调技术的发展概况 0.5 空调技术的发展方向,学习目标,了解空调的任务、技术手段、系统组成、空调技术的发展概况和方向 掌握空调的作用和应用 重点掌握空调的基本方法,用人工的方法使某一特定空间内的空气参数达到一定要求的技术称为空气调节，简称空调或空调技术。 空调技术是为满足生产过程、科学实验、以及人们工作和生活对室内空气状态条件的要求而产生和发展起来的。经过20世纪一个世纪的发展，已形成了一个独立的，以工程热力学、传热学
2、、工程流体力学为主要理论基础，综合建筑、机械、电工电子、自动控制、计算机等工程学科成果的现代空调技术学科分支，它专门研究和解决各类生产、工作、生活和科学实验所要求的特定空间空气环境问题。,0.1 空调的任务和技术手段,空调的任务 创造并保持能满足一定要求的特定空间空气环境。 特定空间 如房间、车厢、机舱、船舱。 创造并保持 调节和控制。 空气环境的一定要求 空气的温度、湿度、流动速度、洁净度和新鲜度，以及压力、成分等。,0.1 空调的任务和技术手段,特定空间内空气环境一般受到的干扰 来自空间内部产生的热湿量和其他有害物的干扰。 来自空间外部的气候变化、太阳辐射和外部空气中有害物的干扰。 为了保
3、证特定空间内空气的有关参数(如温度、湿度、流动速度、洁净度、新鲜度等)处于限定的变化范围内，必须对这些干扰采取技术的手段来消除它们的影响。,消除特定空间内、外干扰影响通常采用的技术手段和能达到的目的 1)采用热湿交换技术，借助空气、水、制冷剂等介质，经热、质交换将特定空间内多余的热湿量消除或补充其热湿量的不足，以保证特定空间内空气的温湿度合适。 2)采用气流组织技术，通过选用合适的送回风口形式和恰当地布置，来保证特定空间内空气的合理流动并有合适的流速。 3)采用净化技术，将有害物捕捉、清(消)除，以保证特定空间内的空气洁净、无异味。 4)采用换气技术，不断补充外部空气，置换或稀释特定空间内的空
4、气，以保证特定空间内的空气中有一定的氧气含量。,空调技术主要涉及到的几方面内容 1)特定空间内、外干扰量的确定与计算。 2)空气的处理方法及装置选择。 3)空调系统形式的确定与设计。 4)房间气流组织的设计与风口选择。 5)空气的净化处理。 6)空调系统的消声、隔振、测定与调整。,空调技术与供暖技术、降温技术和工业通风技术的差别 供暖或降温 只能对特定空间内空气的温度进行调节和控制。 工业通风 只能把特定空间内空气中的有害物浓度控制在一定卫生要求范围内。 供暖、降温、工业通风都是控制特定空间内空气环境的技术手段，只是在调节和控制的要求上及全面性方面与空调有差别。,0.2 空调的基本方法和系统组
5、成,空调的基本方法 以空气为介质，使送排风参数不同来达到控制特定空间内空气环境的目的。即，将一定量的某状态空气在单位时间里连续送入特定空间(送风)，同时排除一定量的空气(排风)，在送风和排风的同时作用下，使特定空间内的空气保持要求的状态。 一个典型建筑中央空调系统的组成部分 流体输送与分配系统 空调设备 冷热源以及控制 调节装置,23,24,图0-1 典型建筑中央空调系统简图,按不同的中央空调系统形式，流体输送与分配系统可分为空调风系统和空调水系统两种类型。 全空气空调系统的流体输送与分配系统为风系统，包含送风系统和回风系统两部分。送风系统将经空调设备处理过的空气送入空调房间，回风系统将空气从
6、空调房间内吸出，并送回空调设备再处理。 风机盘管加新风空调系统等以水为主要输送对象的空调系统的流体输送与分配系统是由连接冷热源与空调设备的送回水管组成的水系统。其作用是将经冷热源冷却或加热后的水先送入空调设备与空气进行热湿交换，再将升温或降温后的水从空调设备送回冷热源再处理。,0.2 空调的基本方法和系统组成,空调设备的作用 将准备送入空调房间的空气进行加热或冷却、加湿或除湿以及净化等处理，使其达到规定的状态。 空调设备可以集中设于一处，为整幢建筑物服务，也可以分散设置在建筑物的不同地点，分别为其附近的空调房间或区域服务。 空调设备可以设在专用空调机房内，也可以直接安装在室内就地处理空气。 常
7、用的空调设备有柜式风机盘管(风柜)、组合式空调机组、风机盘管等。,冷源的作用 为空调设备对空气进行冷却处理提供冷量。 常用的空调冷源设备 主要是能生产低温水的各种冷水机组。 热源的作用 为空调设备提供加热空气所需热量 常用的空调热源设备 各种锅炉、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、热泵型冷热水机组。 空调工程采用的天然冷热源主要是江河湖海等地表水和地下水。,0.2 空调的基本方法和系统组成,控制和调节装置的作用 自动或人工手动调节送风的参数、送排风量或供水参数和供水量等，以适应空调系统的负荷变化，保持特定空间内要求的空气状态，同时保证空调系统经济、节能地运行。 空调系统配备的控制和调节装置，包括各
8、种测量元件、调节器和执行机构。,0.3 空调的作用和应用,空调类型(按服务对象或用途不同分) 舒适性空调(或舒适空调) 工艺性空调(或工艺空调) 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。 办公楼(写字楼)、旅馆(酒店)、商场、影剧院、餐厅、体育馆、室内娱乐场所、图书馆、博物馆、展览馆、机场航站楼、火车候车室等公共建筑中所用的空调都属于舒适性空调。,工艺性空调(又称为工业空调) 以满足生产工艺和科学实验过程、设备运行、产品储存、物品珍藏等对特定空间内空气环境的特殊要求为主要目的，工作人员的舒适要求在有条件时可兼顾。 工艺性空调的控制要求千差万别，不同的使用对象有不同的空气
9、环境参数的调控要求。 以高精度恒温恒湿为特征的精密机械及仪器制造业，在其生产过程中，为避免元器件由于温度变化产生胀缩而影响产品精密度，由于湿度过大引起表面锈蚀，一般都严格规定环境的基准温度和湿度及其偏差范围，如(200.1)，(505)%。,0.3 空调的作用和应用,天然和化学纺织纤维多数属于吸湿性或易产生静电的材料，在不同的空气温湿度条件下，它们的物理特性和机械特性(如回潮率、强力、伸长度、柔软性及导电性等)也都不同，会随空气温湿度的变化而发生不同程度的变化，进而直接影响到纺织生产的顺利进行及产品的产量和质量。因此不同的纺织工序都有不同的温湿度控制标准。 由于纸张有湿涨干缩的特性，因此彩色印
10、刷生产过程对空气环境相对湿度的控制要求很高，以保证套色准、防静电、纸张不卷曲、不折皱。,在电子产品生产过程中，除了有一定的温湿度要求外，往往还对室内空气的洁净度有很高要求，以保证生产过程和产品的高精度、高纯度及高成品率。例如，超大规模集成电路生产的某些工艺过程，空气中悬浮粒子的控制粒径为0.1m，规定每升空气中等于和大于0.1m的粒子总数不得超过3.5粒或0.35粒，甚至有不超过0.035粒的要求。 为了保证精密仪器和精密机械的使用精度，其安装使用的房间通常都有温湿度和洁净度的控制要求。 药品、制剂、食品生产以及生物实验室、医院的手术室、烧伤病房等不仅要求一定的空气温湿度，而且要求控制空气中的
11、含尘浓度及细菌数量，以防止产品被污染或人体被感染。,胶片、光学仪器、橡胶、卷烟等生产或加工过程也都有一定的温湿度控制要求。 作为工业生产部门常用的计量室、控制室及大型计算机房等，也均有比较严格的空调要求。 现代农业的发展也与空调密切相关，如大型温室、禽畜养殖、粮食储存等，都需要对内部空气环境进行调节和控制。 交通运输工具如飞机、船舶、汽车及火车，有的必须设置空调，有的空调装备率随着人们物质生活水平的提高正在逐年上升。 在宇航、地下与水下设施以及军事领域，空调也都发挥着重要作用。,有些科学实验要求建立人工气候室以模拟高温、高湿、低温、低湿等特殊空气环境，都离不开空调技术。 空调技术作为特定空间空
12、气环境的保障技术，正日益广泛地应用到国民经济和国民生活的各个领域，它对促进现代工业、农业、国防和科技的发展以及人民物质文化生活水平的提高都担负着十分重要的使命，是不可缺少的基本保证条件。,0.4 空调技术的发展概况,1890年以后，空调技术获得初步成就，既有了工艺性空调，也有了舒适性空调。 工艺性空调 1891年在美国罗彻斯特采用储存照相胶片的E.Kodak装置，1900年纺织厂和卷烟厂的空调，1902年纽约附近布鲁克林一家印刷厂的空调，1904年汉堡中心电话交换站的空调等。 舒适性空调 1894年德国法兰克福一幢房子的空调， 1895年美国圣路易斯一家私人图书馆的空调，1901年蒙特卡洛娱乐
13、场的空调，1902年纽约证券交易所的空调，1904年西德科隆和巴西里约热内卢剧场的空调等。,0.4 空调技术的发展概况,1906年，空气调节(Air Conditioning)这一名词在独特的情况下出现于美国。美国的S.W.Cramer在北卡罗来纳州首次用它来表达利用环境空气“处理”棉花的方法，以区别于在纤维上直接加附加剂的处理方法。,0.4 空调技术的发展概况,美国的W.H.Carrier(开利)对空调事业的发展作出了卓越贡献。 1902年起，他在纽约附近的布鲁克林印刷厂里研究空气湿度的调节。 1904年他设计了带喷水室的集中式空调设备，这种喷水室至今还在采用。 1911年他得出了空气干球温
14、度、湿球温度和露点温度的关系，以及空气显热、潜热和焓值间关系的计算公式，绘制了空气的焓湿图，这是空调史上的一个重要里程碑。,0.4 空调技术的发展概况,在空调系统方面，最早使用的是全空气系统，后来才有了空气水系统。 空气水系统用水管代替了大部分大截面风管道，既节约了许多金属材料，又节省了风管道所占建筑物的空间，因此经济效益很高。 早先的空气水系统是诱导器系统，是Carrier在1937年发明的，它在以后的20多年中，曾广泛应用于旅馆、医院、办公楼等公共建筑中。 20世纪的60年代，由于风机盘管的出现，消除了诱导器噪声大和不易调节等主要缺点，使空气水系统更加具有生命力，至今世界各国仍然盛行。,0
15、.4 空调技术的发展概况,全空气系统的进一步发展则是变风量的应用，变风量系统可以按负荷变化来改变送风量，起到了节能的作用。因此，近20年来世界各国采用变风量的全空气系统日渐增多。 除了集中式的空调系统外，在20世纪20年代末期出现了整体式空调机组。它是将制冷机、风机、空气处理装置等组合在一起的成套空调设备。后来，此类空调设备发展迅速，现在常用的除了整体式的外还有分体式的，有小型的以家用为主的空调器，也有用途广泛、形式多样的单元式空调机等多种机型，以及能利用制冷剂正逆向循环，在夏季供冷冬季供暖的热泵型机组。,0.4 空调技术的发展概况,在我国，空调技术应用的起步并不太迟，工艺性空调和舒适性空调几
16、乎同时出现。 1930年左右，首先在上海的纺织厂安装了带喷水室的空调系统，其冷源为深井水。 随后，一些电影院和银行也实现了空气调节。几座高层建筑的大旅馆也先后设置了全空气式的空调系统。 在当时，高层建筑装有空调，上海是亚洲的首位。但到1937年，由于爆发抗日战争，使我国刚起步不久的空调业又停滞不前。,0.4 空调技术的发展概况,新中国成立后，随着国民经济的发展，我国空调事业逐步发展壮大。 组合式空调机组在20世纪50年代已应用于纺织工业。 1966年，我国自行研制成功了第一台风机盘管机组。 20世纪80至90年代是我国空调技术发展最快的时期，空调技术的主要服务对象由工业转向民用，首先是在星级酒店、高档写字楼、商场、影剧院、餐厅、室内娱乐场所等公共建筑装设空调系统，随后空调器也大量进入居住建筑。,0.4 空调技术的发展概况,现在，我国已能独立设计各种空调系统，如大型公共建筑和高层建筑的空调系统、高精度的恒温恒湿洁净室以及人工气候室等。 专门生产空调设备的大型企业，已具备了定型化、系列化生产各种空气处理设备和不同规格空调机组的能力。其产品已走出国门
