(十二、十三)空气调节3

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、空调负荷计算和送风参数,送风量与送风参数,计算要求,在已知空调房间冷,(,热,),湿负荷的基础上，需要确定消除室内余热、余湿以维持空调房间所要求的空气参数所需的送风状态及送风量。,送风量与送风参数,反映送风量的换气次数、送风温差与气流均匀性有关,送风温差,影响空调精度和人体舒适性，根据建筑功能的不同有一定限制,影响风道的尺寸,影响风系统的输送能耗,送风量与送风参数,应尽量取大的送风温差，减少送风量，目的：,减少初投资（设备和土建）,减少运行费,如果送风量小于新风量，则需要先定送风量，后定送风温差,1,、夏季送风状态及送风量,根据热平衡,d,O,d,N,h,O,h,N,o,N,1,、夏季送风状态及送风量,根据湿平衡,d,O,d,N,h,O,h,N,o,N,1,、夏季送风状态及送风量,送风量,d,O,d,N,h,O,h,N,o,N,1,、夏季送风状态及送风量,热湿比,d,O,d,N,h,O,h,N,o,N,1,、夏季送风状态及送风量,空调房间的送风温差和换气次数,分析,送风温差、焓差与送风量的关系,d,O,d,N,h,O,h,N,o,N,1,、夏季送风状态及送风量,空调房间的送风温差和换气次数,1,、夏季送风状态及送风量,确定送风状态点的步骤,1,）确定室内状态点,N,2,）从,N,点做热湿比线,3,）由送风温差确定,O,点,送风量计算,由,N,点查得,d,N,、,h,N,由,O,点查得,do,、,ho,2,、,冬季送风状态及送风量,冬季室内余热量比夏季少得多，甚至余热量为负值。,冬季的散湿量与夏季时基本相同。,对于全年定风量系统，冬季的送风量往往来取夏季的风量。,例题：某空调房间,夏季总余热,总余湿,冬季总余热,求送风状态点、送风量,3.,新风量,确定新风量的依据有下列,三个因素,保证室内卫生和生产工艺要求,尽可能地多利用从房间抽回来的回风量，以节省能源。,保持空调房间的“正压”要求,补充局部排风量,3.,新风量,人体对氧气的需要量，主要与新陈代谢水平有关。对于从事中等强度作业的人来说，耗氧气所需的最小新风量为,710m,3,(h,人,),。,按冲淡室内有害气体和气味来确定新风量比较复杂，但就冲淡二氧化碳而言，每人每,4,时所需新风量约为,30m,3,。,对于公共建筑，在确定新风量时，还与是否吸烟及吸烟程度有关。,3.,新风量,空气处理设备,集中式空调系统空气处理设备的类型,1,按用途分类,(1),恒温恒湿空调机组,用于仪器仪表、精密机械加工、化纤、冶金等对温度、湿度精度要求高的工艺性空调系统。国产恒温恒湿空调机组温度波动范围为土,(0.21.0),。相对湿度波动范围为土,5,。,(2),净化空调机组,用于电子技术、药品生产、医用动物饲养、手术室、食品无菌封装等。对空气的洁净度要求高的工艺性空调系统，一般带有个效和亚高效过滤器。,(3),普通空调机组,用于民用建筑中，保障人体舒适要求的舒适性空调系统。,空气处理设备,集中式空调系统空气处理设备的类型,2按对空气进行热湿处理的方式分类,(1)直接接触式,在对空气进行热湿处理时，热湿交换介质与被处理空气直接接触。常用的有两种：一为喷水,室，水通过喷嘴呈雾状喷出，微小水滴的表面与空气进行直接接触传热传质。二为填料式喷水室,(,或盒式喷水室)。空气与水间的热湿交换过程在水膜表面进行,。,(2)间壁式(表面式),换热介质(制冷剂、水、水蒸气)在间壁式换热管内流动，被处理空气在管外流动、两者通过固体壁进行热交换。当管内为制冷剂蒸发时，称之为直接蒸发式表冷器；当为冷媒水时称之为水冷式表冷器；管内介质为热水或水蒸气时，称之为空气加热器,。,(3)混合式,又称喷水式表冷器，即喷淋盘管。一般由一排喷嘴和一组表面式冷却器组成，兼有上述两种热湿交换过程,。,空气处理设备,集中式空调系统空气处理设备的类型,(1),组合式空调机组,将空气处理中各过程所需设备独立成段制作，然后按用户要求装配在一起。,(2),整体式空调机组,分一般整体式和以处理风机盘管系统中的补给新风为主要目的的新风空调机组,(,亦称大型风机盘管,),。,3,按结构方式分类,空气处理设备,集中式空调系统空气处理设备的类型,4按布置方式分类,(1)卧式空调机组,空气处理过程中各功能段沿水平方向布置,(2)立式空调机组,各功能段沿垂直方向布置,。,(3),水平转弯式空调机组,将卧式组合空洞机组某两功能段间用,90,。,弯连接，以便可以在机房内转弯布置。,(4),重叠式空调机组,也叫垂直转弯式，将卧式空调机组分为两段，上下布置，中间以,180,。转弯段连接。,空气处理设备,集中式空调系统空气处理设备的类型,5,按空调机组外壳所用材料分类,(1),金属空调机组,就结构型式看，金属空调机组有三种：用型钢制作框架、板式结构及框板式结构。,第一种设备笨重，第二种漏风量大，因此已少见；第三种是国产空调饥组目前采用最多的结构型式。它用冲压成形的异型框架、模数板和各种定型部件装配而成。,(2),非金属空调机组,分为钢筋混凝土板、砖和玻璃钢三种。,前两种壳体材料现已很少用。玻璃钢空调机组是近年来出现的，具有耐腐蚀、重量轻的优点。,表面式换热器,与喷水室相比，具有的,优点：,构造简单，体积小，使用灵活；用途广，使用介质多,表面式换热器构造与种类,光管式,肋片式,1,、绕片式,1,）皱褶绕片,2,）光滑绕片,2,、串片管,3,、轧片管,4,、二次翻边片管,5,、新型肋片管,1,）波纹形片,2,）条缝形片,3,）波形冲缝片,4,）管内螺纹,表面式换热器,用表面式换热器处理空气的过程与特点,可以三个 实现过程：,1,、等湿加热,A B,2,、等湿冷却,A,C,3,、减湿冷却,A,D,B,A,C,C,表面式换热器,D,100%,表面式换热器的使用,单个使用,并联使用：,处理空气量大,串联使用：,要求空气温度变化较大,注意,：,湿冷却时，肋片应处于垂直位置（利于凝结水排除，减少空气带水）,水蒸气加热时，管束应处于垂直位置；水平安装时，其坡度应,1/100,（利于凝结水排除）,表面式换热器,表面式换热器的选择计算,表面式换热器,表面式换热器的传热系数,析湿系数：即换热扩大系数，为空气与表冷器之间交换的总热量与其交换的显热量之比值。,表面式换热器,以翅片管外表面面积为计算基准的传热系数,表面式换热器,对既定结构的换热器，通过实验建立传热系数的经验关联式,表面式换热器,对既定结构的换热器，通过实验建立传热系数的经验关联式,表面式换热器,表面式换热器热工计算方法,1,）对数平均温差法,热平衡方程,表面式换热器,传热方程,表面式换热器热工计算方法,1,）对数平均温差法,热平衡方程,表面式换热器,表面式换热器热工计算方法,2,）有效能,-,传热单元数法,表面式换热器,表面式换热器热工计算方法,2,）有效能,-,传热单元数法,表面式换热器,表面式换热器热工计算方法,表面式换热器,例题,1,例题,2,例题,3,表面式换热器热工计算方法,空气加热器选择计算,表面式换热器,例题,1,表面式换热器热工计算方法,表面式换热器,水冷式表面冷却器的选择计算,热工计算的目的，是要使所选择的表冷器满足下列要求,表冷器长期使用后，因外表面积灰和内表面结垢等影响，其传热系数会有所降低。因此在选择计算时，应考虑安全系数。,具体方法：增加传热面积；在传热面积不变的情况下降低水温。,表面式换热器热工计算方法,表面式换热器,例题,2,表面式换热器热工计算方法,表面式换热器,例题,3,空气的其他热湿处理装置与方法,加热装置,裸线式电加热器：,优点：,结构简单，热惰性小，加热速度快,缺点：,在高温下易断丝漏电，安全性差，必须有可靠的接地装置，并与风机连锁运行；电阻丝表面温度高，粘附其上的杂质经烘烤后会产生异味,管式电加热器,结构：,电阻丝装在套管内，套管与电阻丝间填充导热性好，但不导电的材料（结晶氧化镁）,优点：,加热均匀，加热量稳定，安全性好；,缺点：,热惰性大，构造复杂,加湿装置,水加湿装置,1,、雾化加湿装置：依靠水滴雾化来加湿空气,1,）压缩空气喷雾器,（压缩空气诱导喷雾加湿器或气水混合喷雾加湿器）,2,）电动喷雾机,（回转式，离心式）,3,）喷雾轴流风机,4,）高压水喷雾加湿器,原理：水泵喷杆喷嘴,特点：体积小，耗电少，加湿量大，水滴细小，易汽化；要求水过滤，直接使用自来水要产生水垢,5,）超声波加湿器,原理：利用超声波振子的振动把水破碎成细小水滴,2,、自然蒸发式加湿装置,1,）采用吸水填料：,湿膜、湿帘、透膜、透视膜等,2,）采用不吸水填料：,无机填料（玻璃纤维）,有机填料（植物纤维）,金属填料（铝箔）,无纺布填料,木丝填料（白杨树纤维,）,蒸气加湿装置（等温加湿）,1,、蒸气供给式加湿装置,蒸气喷管,干蒸气加湿器,2,、蒸气发生式加湿装置,电热式加湿器（电阻式）（,开式，闭式,）,电极式加湿器,PTC,蒸气加湿器,红外线加湿器,除湿装置,热交换除湿,冷冻除湿机,固体吸湿剂除湿,液体吸湿剂除湿,冷冻除湿机,工作原理如右图,冷冻除湿机制冷量为：,转轮除湿机,氯化锂,硅胶,分子筛,固体吸湿剂除湿,常用的固体吸湿剂有：,硅胶、氯化钙、氯化锂、分子筛,空气的状态变化,：等焓减湿升温过程,1,、固体吸湿剂的吸湿原理,1,）吸附式固体吸湿剂（,硅胶、分子筛、活性碳,）,原理,：,其表面有大量细小孔隙形成的毛细管，由于毛细管的作用，使毛细管表面上的水蒸气分压力低于周围空气中的水蒸气分压力，从而使空气中的水蒸气被吸附。水蒸气分子向毛细孔的空腔扩散并凝结成水，仅为物理过程,。,硅胶的特性,：,半透明颗粒状，无毒、无臭、无腐蚀性、不溶于水，吸湿率可达自重的,30,。吸湿前为蓝色，吸湿后为紫红色，失效后可加热再生。,2,）吸收式固体吸湿剂,（,CaCl,2,、,P,2,O,5,、,NaOH,、,CuSO,4,、,LiCl,）,原理：,吸水后变为结晶水化合物，可变为液态，是个物理化学变化过程,LiCl,是立方晶体，无毒无臭，吸湿后变成结晶水，不液化，对金属不产生腐蚀作用，经加热后可再生,2,、,固体吸湿剂的除湿方法与装置,1,）静态除湿：,空气以自然对流方式与吸湿剂接触,2,）动态除湿,液体吸湿剂除湿,CaCl,2,水溶液,LiCl,水溶液,三甘醇水溶液,室内空气质量与,空气净化处理,一、空调房间的空气质量,（一）影响空调房间空气质量的因素,室内空气质量又称为室内空气品质，英文缩写,IAQ,。,1.,室内空气污染,2.,空调房间空气污染物的来源及影响,环境影响,空调系统或装置的影响,（二）提高和改善空调房间空气质量的,措施,1.,消除或控制室内污染源,2.,提高新风效应,3.,合理组织室内气流,4.,加强空气净化和杀菌处理,5.,采用置换通风方式,6.,采用能改变新风比的系统,7.,加强空调系统或装置的维护和管理,（三）空调房间空气质量的评价,客观评价 主观评价,二、空气中固态污染物的净化处理,（一）空气中悬浮微粒的类型,可按微粒的,形成方式、性质、大小、通俗,进行分类。,大气污染物及大气尘浓度,粉尘、烟雾、有机粒子、有害气体、飘尘 ,2m,(CO,、,NO,2,SO,2,),（二）大气尘的组成、粒径分布和浓度,1.,大气尘的,组成,2.,大气尘的,粒径分布特征,大气尘计数浓度,0.5m(,粒,/l):,农村,(0.3,1.0)10,5,大城市,(1.2,2.0)10,5,工业区,(2.5,3.0)10,5,3.,大气尘的,浓度,（三）空气中悬浮微粒的净化标准,质量浓度、记数浓度、粒径计数浓度,造成“病态建筑综合症”（,S.B.S,）的主要因素：,1,通风不良,2.,空气过滤不佳,3.,空调通风系统污染严重,三、 空气过滤器,（一）空气过滤器捕捉悬浮微粒的机理,1.,惯性,作用,当穿过纤维间通路时，气流方向改变了，但尘埃以惯性向前直行，与纤维碰撞而附着在滤料上。,2.,扩散,作用,对非常微小的尘粒，可认为它随气流流动，惯性影响可忽略不计。当气流流线紧靠纤维表面时，其中的尘粒与纤维表面接触而被阻留。,3.,重力,作用 尘粒在纤维间运动，由于重力作用沉降到纤维或滤纸、滤布上,.,4.,静电,作用,由于气流的摩擦，在滤料上产生电荷从而增加了吸附尘粒的能力。,1.,过滤效率 在额定风量下，过滤器前后空气含尘浓度之差与过滤器前空气含尘浓度之比。,（二）空气过滤器的主要性能指标,n,级串联,2.,透过率 过滤后空气的含尘浓度与过滤前空气含尘浓度之比。,3.,阻力,未沾尘的新过滤器的空气阻力称阻力,新过滤器的经验表达式：,“终阻力 ”,= “,初阻力 ”, 2,4.,容尘量,过滤器允许的最大沾尘值称为容尘量。一般规定，当阻力为初阻力的,24,倍时的积尘量为容尘量。,（二）空气过滤器的主要性能指标,（三）空气过滤器的滤料,尼龙网、无纺布、,PP,料、玻璃纤维,（四）影响空气过滤器效果的因素,微粒粒径、滤料纤维的粗细、过滤风速、密实度、容尘量,（五）空气过滤器的类型,1.,按,过滤效率分,过滤材料,构造形式 适用范围 主要作用,（一）初效过滤,玻纤、丝网,粗孔塑料,（二）中效过滤 玻纤、无纺布 袋式、抽屉式 保护高效,细孔塑料,（三）高效过滤,超细玻纤,超细合纤,（四）电集尘器,正负极板,高压电场,初（粗）、中、,高效过滤器 ；高效过滤风口,二、性能及检测,补：“初效”用在空调机前端；“中效”用在空调系统的正压段；,“高效”用在空调系统的末端（即送风口处）。,净化级别 构造,管理施工 费用 应用,全室净化 乱流型式 较低 简单 方便 便宜 较广,平行流型式 级别高 复杂 麻烦 较高 慎重,隧道式 有高有低,居中 居中 较少 推广方向,净化隧道 管道式,装配式 居中,洁净工作台,局部净化 自净器 适用于旧厂房改造,生产批量较小的场所,层流罩,四、 净化空调,净化空调,（空气洁净技术）：电子、制药、医院、食品,.,（一）洁净室空气净化方式与洁净室形式,（二）净化空调与一般空调的差别,参数差别、净化等级差别、送风量差别、气流覆盖区差别、压力差别,（三）净化空调系统的送风方式与气流组织形式,高洁净区,“,活塞流”,无涡流,低洁净区,“,乱流”,有涡流,1.,新风量的确定,：主要考虑房间的正压要求及排风的要求。,2.,严密性问题,：高效过滤器应无任何泄漏；中效过滤后的空气不应再受污染。,空调系统的空气平衡关系,正压,L,0.9L,渗透,四、空气处理及其设备,为满足空调房间送风参数的要求，在空调系统中必须有相应的热质处理设备，以便能对空气进行各种热质处理，使之达到所要求的送风状态，本章将介绍对空气进行各种处理的方法和过程及其有关的设备知识,1,空气处理过程,季节,空 气 处 理 途 径,处 理 方 案 说 明,夏季,(1)WLO,(2)W1O,(3)WO,喷淋室喷冷水,(,或用表面冷却器,),冷却减湿,加热器再热,固体吸湿剂减湿,表面冷却器等湿冷却,液体吸湿剂减湿冷却,冬季,(1)W2LO,(2)W3LO,(3)W4O,(4)WLO,(5)W5L O 5,加热器预热,喷蒸汽加湿,加热器再热,加热器预热,喷淋室绝热加湿,加热器再热,加热器预热,喷蒸汽加湿,喷淋室喷热水加热加湿,加热器再热,加热器预热,一部分喷淋室绝热加湿,与另一部分未加湿的空气混合,表,4-13,空气处理各种途径的方案说明,100%,W,1,L,夏季空 气 处 理 途 径,O,冬季空,气 处 理 途 径,W,2,3,4,5,O,L,t,0,