制冷原理与技术

1. 第四章 空气调节的原理和技术 第一节 集中式空调系统 第二节　半集中式空调系统 制冷原理与技术

2. 第四章 空气调节原理与技术 依据对空气处理设备设置情况的分类方法，本章在将空调系统分成集中式、半集中式和分散式三种系统的基础上，对空气调节的原理与技术给予介绍。

3. 第一节 集中式空调系统 本节主要介绍空气调节的基础知识、空调系统负荷的确定、新风量与总风量的确定、空气处理及其设备、空调系统、空调房间气流组织的主要内容。

4. 一、空气调节的基础知识 • 为什么 首先 要全面了解空气的性质 空气调节的主要任务，就是在所处自然环境下，使被调节空间的空气保持一定的温度、湿度、流动速度以及洁净度、新鲜度。

5. 本节主要介绍以下内容 • 湿空气的概念 • 湿空气的基本状态参数 • 湿空气的焓湿图 • 湿球温度 • 焓湿图的应用

6. 1. 湿空气的概念 • 大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混合而成，我们称其为湿空气。 注 意 空气环境内的空气成分和人们平时说的“空气”，实际是干空气加水蒸气，即湿空气 。

7. 或 2. 湿空气的基本状态参数 由于空气和水蒸汽所组成的湿空气也应遵循理想气体的变化规律 ，所以适用以下公式 压 力 密 度 含 湿 量 相 对 湿 度 焓 露 点 温 度 本小节将以以上公式为基本介绍

8. 或 压力 由道尔顿定律分压定律 湿空气的总压力为p 从气体分子运动论的观点来看 水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少

9. 密度 单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度 湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度

10. 当大气压力B一定时，水汽分压力 只取决于含湿量d 含湿量 在湿空气中与lkg干空气同时并存的水蒸汽量称为含湿量 由Vg=Vq=V Tg=Tq=T，以及Rg=287 J／(kg·K) Rq＝46l J／(kg·K)

11. 相对湿度 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比 湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导出

12. 水蒸汽的焓 干空气的焓 = = + i C t 2500 C t . . q p g p g 或 焓 + （1+d）千克湿空气的焓为

13. 露点温度 温度下降到使得空气的d值等于表中某一饱和含湿量 值时，这 个所对应的温度称为该未饱和空气的露点温度 。 换言之，露点温度就是当湿空气下降到一定温度，有凝结水出现时的温度 出现结露现象 无结露现象

14. 3. 湿空气的焓湿图 湿空气的焓湿图是在不同的大气压力B下，纵坐标是其焓值，横坐标是含湿量值 。

15. 6000 5000 3000 2000 1000 0 -2000 0 10 20 30 焓湿图组成 d 1. 等湿线 2. 等焓线 等温线 3. 等相对湿度线 4. 水蒸汽分压力线 5. 热湿比线

16. dA dB B iB A iA 空气状态变化在i-d图上的表示

17. B` B A 用线确定空气终状态

18. 4. 湿球温度 至关重要 • 湿球温度的概念在空气调节中 理论上 湿球温度是在定压绝热条件下，空气与水直线接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。

19. P P t1, d1 i1 t2, d2 i2 tw 绝热加湿小室 稳定流动能量方程式

20. 等湿球温度线

21. dA dS iS iS A tS S tB B 已知干湿球温度确定空气状态

22. 5. 焓湿图的应用 • 湿空气的焓湿图不仅能表示其状态和各状态参数，同时还能表示湿空气状态的变化过程，并能方便地求得两种或多种湿空气的混合状态。 湿空气的加热过程 湿空气的冷却过程 湿空气状态变化过程 等焓加湿过程 等焓减湿过程

23. B A 湿空气的加热过程 A  B D Ⅱ Ⅰ 湿空气的冷却过程 F Ⅲ A  C 等焓加湿过程 Ⅳ E A  E C G 等焓减湿过程 A  D 等温加湿过程AF 多变过程 冷却干燥过程A G 变化过程的特征表

24. i-d图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征 过程图

25. B C A 不同状态空气的混合态在i-d图上的确定 dA dC dB iB B iC C iA A 两种状态的空气混合规律

26. ic B 100% id tD D C A 过饱和区空气状态变化过程图

27. 二、空调系统负荷的确定 • 室内外空气计算参数 • 负荷计算

28. 1. 室内外空气计算参数 1）室外空气计算参数 2）室外空气综合温度 3）室内空气计算参数

29. 室外空气计算参数 ① 夏季空调室外计算干、湿球温度 ②夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度

30. 室外空气综合温度 外表面单位面积上得到的热量 综合温度 为完善，作以下修改

31. 室内空气计算参数 ① 舒适性空调室内温、湿度标准 温 度 应采用24—28℃ 夏季 相对湿度 应采用40—65% 风 速 不应大于0.3m／s 温 度 应采用18—22℃ 冬季 相对湿度 应采用40—60% 风 速 不应大于0.2m／s ② 工艺性空调室内温、湿度标准 工艺性空调可分为一般降温性空调、恒温恒湿空调和净化空调等 。

32. 2. 负荷计算 1）室外扰量形成的负荷 2）室内扰量形成的负荷 3）室内湿源散湿形成的湿负荷 4）再热负荷 5）室内负荷与制冷系统负荷 6）空调负荷的概算指标

33. 室外扰量形成的负荷 ① 太阳辐射热 ② 室内外温差的传导热 ③ 补充新鲜空气带来的负荷

34. 室内扰量形成的负荷 ① 人体的散热 ②照明灯具散热 QD＝n·N ③用电设备散热 Qs＝n·N ④其他设备散热 ⑤设备、照明和人体在室内散热形成的室内冷负荷Q‘

35. 室内湿源散湿形成的湿负荷 ①敞开水槽表面散湿量 ②地面积水蒸发量 计算方法与水槽蒸发量计算方法相同

36. 再热负荷 室内负荷与制冷系统负荷 以上介绍的热负荷的总和称室内负荷QN 制冷系统热负荷

37. 空调负荷的概算指标 ① 夏季空调制冷系统负荷概算指标 办公楼 95—115(W／m2) 超高层办公楼 105—145(W／m2) 旅馆 70 —95(W／m2) 餐厅 290—350(W／m2) 百货商店 210 —240(W／m2) 医院 105—130(W／m2) 剧场 230—350(W／m2) ② 冬季采暖负荷的概算指标 办公楼、学校 60 —80(W／m2) 医院 65—80(W／m2) 旅馆 60—70(W／m2) 餐厅 115—140(W／m2) 剧场 95—115(W／m2)

38. 三、空调系统新风量与总风量的确定 • 总风量 • 新风量

39. 1.总风量 • 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。 • 计算方法 空调房间送风状态的变化过程 夏季送风量和送风状态的确定 冬季送风量与送风状态的确定

40. 送风 或 或 iNdN 排风 空调房间送风状态的变化过程 iodo 总热平衡 湿平衡 由两个平衡

41. N o 或 in dn io do 夏季送风量和送风状态的确定 送风量 换气次数

42. 冬季送风量与送风状态的确定 L

43. 2.新风量 • 确定新风量的依据有下列三个因素 ①卫生要求 ②补充局部排风量 ③保持空调房间的“正压”要求

44. L 正压 0.9L 渗透 空调系统的空气平衡关系

45. 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

46. 1．空气处理过程 表4-13 空气处理各种途径的方案说明

47. 1 W 100% O L 夏季空 气 处 理 途 径

48. 5 t0 L 4 3 O 2 W` 冬季空 气 处 理 途 径

49. 2．空气处理设备 • 为了实现不同的空气处理过程就要采用不同的空气处理设备 包括 加热设备、冷却设备、加湿设备及减湿设备 等 • 作为热湿交换的介质 水、水蒸汽、液体吸湿剂和制冷剂

50. 两类热湿交换设备 直接接触式热湿交换设备 • 根据工作特点的不同可分为两大类 ： 特 点 与空气进行热湿交换的介质与被处理的空气直接接触，做法是让空气流经热湿交换介质的表面或将热湿交换介质喷淋到空气中间去。 表面式热湿交换设备 特 点 与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触。空气与介质间的热湿交换是通过设备的金属表面来进行的。