第四章空气的热湿处理
湿热处理
湿热处理101846 陈楠先介绍空气热湿处理基本过程，（过程如图示1）1)等湿加热(A —B)使用表面式换热器及某些电热设备，通过热表面对湿空气加热，保持湿度不变，提高温度，又称“干加热”。
2)等湿冷却(A —C)使用表面式冷却器冷却湿空气，当冷表面温度等于或高于湿空气的露点温度时，空气温度降低，湿度不变，又称“干冷却”。
3)等焓加湿(A —E)使用喷水室以适量的水对湿空气进行循环喷淋，水滴及其表面饱和空气层的温度将稳定于被处理空气的湿球温度，空气温度降低、含湿量增加，焓值基本不变，又称“绝热加湿”。
4)等焓减湿(A —D)使用固体吸湿装置处理空气，湿空气中部分水蒸气将在吸湿剂的微孔表面凝结，含湿量降低、温度升高，焓值基本不变。
5)等温加湿(A 一F ）使用各种热源产生蒸汽，通过喷管等设备使之与空气均匀掺混，使空气含湿量和焓值增加而温度基本不变。
6)冷却干燥(A —G)使用喷水室或表冷器冷却空气，当水滴或换热表面温度低于湿空气的露点温度时，空气将出现凝结、脱水，温度降低且焓值减小。
将上面基本方法适当组合就可以将不同湿度，温度的空气调节到需要的状态。
下面具体分析调节的过程，夏季炎热潮湿，用W （设为T=31℃，湿度80%）表示，冬季寒冷干燥用W ’表示，假设均要求达到同一送风状态O （25℃,40%）（如图3所示）。
1)夏季热湿处理过程(1)W —L 一O此方案由冷却干燥（W —L)和干加热(L —O)这两个过程组合成。
先使用喷水室或表冷器将空气降温到某一露点温度，使得饱和含水量与O 点含水量相同，则湿度符合了要求，然后干加热到25℃（湿度不变），完成调节。
此过程易于实现，但降温后又加热，造成能量浪费。
(2)W —O乍一看，这一方案似乎简便，但正如老师课上所讲，很难实现，只有借助使用液体吸图1：空气热湿处理的基本过程图2：空气热湿处理典型设备湿剂的减湿装置，但将投资大，管理不便。
(3)W 一1—0该方案由一个等焓减湿(W 一1)和一个干冷却(1一O)过程所组成。
空气的热湿处理
空气的热湿处理为了使空调房间送风的热、湿度达到要求，在空调系统中必须有相应的热湿处理设备，通过各种处理方法（如对空气的加热或冷却、加湿或减湿），满足所要求的送风状态。
在空调工程中，用喷淋水处理空气得到广泛应用，尤其是对于大型的生产性空调，要求相对温度严格的场合。
喷水室中水和空气直接接触，热湿交换率高；空气被洗涤净化；只要适当改变水温，就能对空气进行加热、加湿或降温、减湿处理。
1、水和空气的热湿交换过程空气与水之间热湿交换规律所谓喷水室处理空气，是用喷嘴将不同温度的水喷成雾状水滴使空气与水之间产生强烈的热、湿交换，从而达到一定的处理效果。
在喷水室中，由于喷嘴的作用布满了无数小水滴。
现取一滴水进行分析，如图1所示。
由于水滴表面的蒸发作用，在水滴表面形成一层空气薄层。
不论是空气中的汽分子，还是水滴表面饱和空气层中的水汽分子，都在作不规则运动，空气中的水分子有的进入饱和空气层中，饱和空气层中的水汽分子有的也跳到空气层中去。
若饱和空气层中水汽压力大于空气中的水汽压力，由饱和空气层跳进空气中的水汽分子，多于由空气跳进饱和空气层中的水汽分子，这就是水分蒸发现象，周围空气被加湿了。
相反，如果周围空气跳到水滴表面饱和空气层中水汽分子，多于从饱和空气层中跳到空气中的水汽分子，这就是水汽凝结现象，空气被干燥了。
这种由于水蒸气压力差产生的蒸发与凝结现象，称为空气与水的湿交换。
图1 空气与水的热湿交换2、空气与水直接接触时的状态变化过当空气流过水滴表面是时，把水滴表面饱和空层的一部份饱和空气吹走。
由于水滴表面水汽分子不断蒸发，又形成新的饱和空气层，这样饱和空气层将不断与流过的空气相混合，使整个空气状态发生变化。
如果喷水量无限大，水和空气接触时间又无限长，则全部空气都能达到饱和状态，并具有水的温度。
在图2中，O表示被处理空气的状态点，当用水喷淋空气时，随着水温不同，可以得到七种典型的空气状态变化过程。
（1）tsh＞tg水温度高于空气的干球温度,过程线为O-1.显然,空气状态变化的程线在等温线索年方,如果在过程线上任取一点表示处理后的空气状态点,可见处理后的空气温度、湿量、焓均增加。
空气调节课 复习资料(1)
空气调节复习资料空气调节应用于工业及科学实验过程一般称为“工艺性空调”，而应用于以人为主的空气环境调节则称为“舒适性空调”。
第一章：相对湿度的定义：湿空气的水蒸气压力P q与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力P q。
b之比。
也可近似表示成含湿量d与饱和含湿量d b的比值。
是空气的焓h=1.01t+(2500+1.84t)d/1000热湿比线：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。
ε=Δh（kW）/Δd（kg/s）湿球温度，露点温度，干球温度的关系为：干球温度≥湿球温度≥露点温度湿空气的加热过程：通过热表面加热，则温度会增高，含湿量不变。
湿空气的冷却过程：通过表面冷却器冷却，在冷表面温度高于空气的露点温度时，含湿量不会变化，温度下降。
等焓加湿：喷循环水加湿，喷雾加湿，湿膜加湿等属于等焓加湿。
等温加湿：喷干蒸汽，电极式加湿等等焓减湿：利用固体吸湿剂干燥空气时，可以实现等焓减湿过程。
两种空气混合，遵守能量守恒，质量守恒定律。
即G A×h A+G B×h B=（G A+G B）h CG A×d A+G B×d B=（G A+G B）d C第二章：空调负荷计算与送风量负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需要向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括：太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量，人体，照明，设备散入房间的热量。
PMV-PPD指标综合考虑了人体活动强度，衣服热阻，空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素，来评价和描述热环境。
新有效温度是干球温度，湿度，空气流速对人体冷热感的一个综合指标，该数值是通过对身着0.6clo服装，静坐在流速为0.15m/s，相对湿度为50%的空气温度产生相同冷热感的空气的温度。
综合温度：相当于室外气温由原来的温度值增加一个太阳辐射的等效温度值。
04- 湿空气热力学
冷冻水系统培训——湿空气热力学－焓湿图Johnson Controls学习和发展部2007年11月26－30日，Shanghai湿空气热力学湿空气热力学是一门研究湿空气热力学参数以及如何利用这些参数分析湿空气状态及相关空气处理过程的学科。
湿空气热力学是热力学中的一门专业学科。
在HVAC 行业中，湿空气热力学主要关注空气热力学参数及在焓湿图上的应用。
理解各种湿空气热力学参数的物理意义。
能够在焓湿图上确定各项空气参数。
能够在焓湿图上表达常用的空气处理过程。
能够结合焓湿图，理解HVAC系统的设计步骤。
掌握空气处理过程计算常用公式，根据在焓湿图上确定的空气参数，对空气处理过程进行定量计算。
湿空气的组成及空气的状态参数。
焓湿图及空气热力学参数在焓湿图上的表示方法。
HVAC 空气处理过程在焓湿图上的表示方法。
焓湿图的应用举例——舒适性全空气HVAC系统设计参数及空调箱盘管设计冷量的确定方法。
湿空气的组成及空气的状态参数。
焓湿图及空气热力学参数在焓湿图上的表示方法。
HVAC 空气处理过程在焓湿图上的表示方法。
焓湿图的应用举例——舒适性全空气HVAC系统设计参数及空调箱盘管冷量的确定方法。
空气的物理组成：大气环境中，空气的成分主要是氮气（78％）、氧气（21％）及其它微量气体如：水蒸气、二氧化碳、氩气等。
HVAC 空气热湿处理过程中，空气的组成：干空气—氮气、氧气、二氧化碳等（在HVAC温度范围内始终维持气态）。
水蒸气－在HVAC 温度范围内，可能发生蒸发或者冷凝过程，从而“进入”或“离开”空气。
✓HVAC 空气热湿处理过程中，“空气”是“湿空气”的简称，是干空气和水蒸气的混合物。
空气（湿空气）＝干空气＋水蒸气✓在湿空气中，水蒸汽的含量虽少，但其却对室内空气环境控制（人员舒适性及工艺生产要求）产生重要的影响，并且对空气热湿处理能耗产生重要影响（潜热换热量）。
空气的热力学状态参数◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度空气的速度、洁净度等参数不属于该范畴。
《热质交换原理与设备》习题答案(第3版)
第二章 传质的理论基础3、从分子运动论的观点可知：D ∽312p T -两种气体A 与B 之间的分子扩散系数可用吉利兰提出的半经验公式估算：410D -=若在压强5001.01310,273PPa T K =⨯=时各种气体在空气中的扩散系数0D ，在其他P 、T 状态下的扩散系数可用该式计算32000P T D D P T ⎛⎫= ⎪⎝⎭（1）氧气和氮气：2233025.610/()32o V m kg kmol μ-=⨯⋅=223331.110/()28N N V m kg kmol μ-=⨯⋅=52115233 1.5410/1.013210(25.6)D m s -==⨯⨯⨯+（2）氨气和空气：51.013210P Pa =⨯ 25273298T K =+=50 1.013210P Pa =⨯ 0273T K =3221.0132980.2()0.228/1.0132273D cm s=⨯⨯=2-4、解：气体等摩尔互扩散问题124230.610(160005300)()0.0259/()8.3142981010A A A D N P P kmol m s RT z --⨯⨯-=-==⋅∆⨯⨯⨯错误！未找到引用源。
m 2sR 0通用气体常数单位：J/kmol ﹒K5、解：250C 时空气的物性：351.185/, 1.83510,kg m Pa s ρμ-==⨯⋅6242015.5310/,0.2210/m s D m s υ--=⨯=⨯32420006640.2510/40.08Re 2060515.531015.53100.620.2510o c P T D D m s P T u d v v S D ----⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭⨯===⨯⨯===⨯用式子（2-153）进行计算0.830.440.830.4440.0230.023206050.6270.9570.950.25100.0222/0.08m e c m m sh R S sh D h m sd -==⨯⨯=⨯⨯===设传质速率为A G ，则211220000()()()44ln4A A A m A s A A lA m A s AA s A m A s A dG d dx h d u d du d dx h du l h ρρππρρρρρρρρρρ⋅⋅⋅⋅=-==--=-⎰⎰2-6、解：20℃时的空气的物性：（注：状态不同，D 需修正）353352244200505541.205/, 1.8110,1.013102930.22100.2410/1.0132102730.053 1.205Re 99901.81101.81100.6261.2050.2410o c kg m Pa s P T D D m s P T u dv S D ρμρμρ------==⨯⋅⎛⎫⨯⎛⎫==⨯⨯⨯=⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯（1）用式0.830.440.023m e c sh R S =计算m h0.830.4440.02399900.6260.24100.018750.05m m sh D h d -⨯⨯⨯⨯===（2）用式13340.0395e c sh R S =计算m h134340.0395(9990)(0.626)0.24100.01621/0.05m sh D h m sd -⨯⨯===第3章传热传质问题的分析和计算5、解：040,C 时空气的物性ρυ⨯23-6=1.128kg/m ,=16.9610m /s60e 210R 1.1810u lυ⨯===⨯⨯-616.9610转折点出现在56e 510101.1810e R , 4.24R c x l m μν⨯⨯⨯=== 因此，对此层流---湍流混合问题，应用式（2-157）30.8(0.037870)e c LR S Sh γ=-查表2—4得，定性温度为350C 时，324000.26410O D P T D P T -⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭2m /s40.264100.64c DS υ-⨯⨯===-616.9610360.8[0.037(1.1810)870]0.641548.9LSh γ=⨯⨯-⨯=430.288101548.9 4.4610/10mLL D h Sh m sL --⨯⎛⎫==⨯=⨯ ⎪⎝⎭每2m 池水的蒸发速率为()m A A S A n h ρρ⋅∞=-300C 时，3030.03037/;40,0.05116/A S A S kg m C kg m ρρ⋅⋅'==时()354.4610(0.030370.50.05116) 2.1410m A A S A S n h ρϕρ--⋅⋅'=-=⨯⨯-⨯=⨯6、解：在稳定状态下，湿球表面上水蒸发所需的热量来自于空气对湿球表面的对流换热，即可得以下能量守衡方程式2()s fg H O h T T h n ∞-=其中fg h 为水的蒸发潜热222()H O H O H O m S n h ρρ⋅⋅∞=-22()H O H O ms fgS h T T h h ρρ∞⋅⋅∞=+-又23r P 1m p c h h c S ρ⎛⎫= ⎪⋅⎝⎭ 查附录2—1，当s T =035C 时，水蒸汽的饱和蒸汽压力5808S P=于是 325808180.0408/8314308H OS S sP M kg mRT ρ⨯===⨯0ρ∞=第四章 空气的热湿处理1、（1）大气是由干空气和一定量的水蒸汽混合而成的。
热质交换原理与设备习题答案第3版
第一章绪论1、答：分为三类。
动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）；热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）；质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。
2、解：热质交换设备按照工作原理分为：间壁式，直接接触式，蓄热式和热管式等类型。
●间壁式又称表面式，在此类换热器中，热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务，彼此不接触，不掺混。
●直接接触式又称混合式，在此类换热器中，两种流体直接接触并且相互掺混，传递热量和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。
●蓄热式又称回热式或再生式换热器，它借助由固体构件（填充物）组成的蓄热体传递热量，此类换热器，热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高，把热量储存于固体蓄热体中，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。
●热管换热器是以热管为换热元件的换热器，由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中，中隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。
3、解：顺流式又称并流式，其内冷、热两种流体平行地向着同方向流动，即冷、热两种流体由同一端进入换热器。
●逆流式，两种流体也是平行流体，但它们的流动方向相反，即冷、热两种流体逆向流动，由相对得到两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对的两端离开换热器。
●叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉。
●混流式又称错流式，两种流体的流体过程中既有顺流部分，又有逆流部分。
●顺流和逆流分析比较：在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度，以此来看，热质交换器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免布置成顺流，但逆流也有一定的缺点，即冷流体和热流体的最高温度发生在换热器的同一端，使得此处的壁温较高，为了降低这里的壁温，有时有意改为顺流。
《空气的热湿处理》课件
除湿器
去除室内空气中的多余水分，降低相对湿度。
暖气
通过加热空气来提高室内温度。
热湿处理的应用领域
1
办公室
2
提供员工一个适宜工作的温湿度环境，
提高工作效率。
3
工业4Biblioteka 维持生产环境中恒定的温湿度条件，确 保生产过程的质量。
住宅
为人们创造一个舒适、健康的居住环境。
医疗机构
控制手术室和病房的温湿度，确保患者 的健康和舒适。
空气的热湿处理方法
加湿
通过增加水分来提高空气中的相对湿度，适用于干燥的环境。
除湿
通过去除空气中的水分来降低相对湿度，适用于湿润的环境。
调温
通过控制空气的温度来达到舒适的环境条件，适用于温度过高或过低的情况。
常见的热湿处理设备
空调
通过冷却和除湿的方式改变室内空气的温湿度条件。
加湿器
向室内空气中释放水分，提高相对湿度。
热湿处理的优势和挑战
1 优势
提供舒适的室内环境、改善空气质量、提高工作效率、保护产品质量。
2 挑战
能源消耗、设备维护、室内空气循环、人员健康与舒适的平衡。
总结和要点
概念
了解空气温度和相对 湿度的基本概念。
方法
掌握空气的热湿处理 方法，如加湿、除湿 和调温。
设备
熟悉常见的热湿处理 设备，例如空调、加 湿器和除湿器。
《空气的热湿处理》PPT 课件
本课件旨在介绍空气的热湿处理过程，包括空气温度和相对湿度的概念、处 理方法、常见设备、应用领域，以及热湿处理的优势和挑战。
空气温度和相对湿度的基本概念
1 温度
温度是物体分子热运动的表现，影响着空气 的舒适度和能源消耗。
空气调节课 复习资料(1)
空气调节复习资料空气调节应用于工业及科学实验过程一般称为“工艺性空调”，而应用于以人为主的空气环境调节则称为“舒适性空调”。
第一章：相对湿度的定义：湿空气的水蒸气压力P q与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力P q。
b之比。
也可近似表示成含湿量d与饱和含湿量d b的比值。
是空气的焓h=1.01t+(2500+1.84t)d/1000热湿比线：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。
ε=Δh（kW）/Δd（kg/s）湿球温度，露点温度，干球温度的关系为：干球温度≥湿球温度≥露点温度湿空气的加热过程：通过热表面加热，则温度会增高，含湿量不变。
湿空气的冷却过程：通过表面冷却器冷却，在冷表面温度高于空气的露点温度时，含湿量不会变化，温度下降。
等焓加湿：喷循环水加湿，喷雾加湿，湿膜加湿等属于等焓加湿。
等温加湿：喷干蒸汽，电极式加湿等等焓减湿：利用固体吸湿剂干燥空气时，可以实现等焓减湿过程。
两种空气混合，遵守能量守恒，质量守恒定律。
即G A×h A+G B×h B=（G A+G B）h CG A×d A+G B×d B=（G A+G B）d C第二章：空调负荷计算与送风量负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需要向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括：太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量，人体，照明，设备散入房间的热量。
PMV-PPD指标综合考虑了人体活动强度，衣服热阻，空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素，来评价和描述热环境。
新有效温度是干球温度，湿度，空气流速对人体冷热感的一个综合指标，该数值是通过对身着0.6clo服装，静坐在流速为0.15m/s，相对湿度为50%的空气温度产生相同冷热感的空气的温度。
综合温度：相当于室外气温由原来的温度值增加一个太阳辐射的等效温度值。
《热质交换原理与设备》课件：第4章 空气热湿处理
混合式热质交换设备的特点：与空气进行热质交换 的介质直接与空气接触，通常是使被处理的空气流过热 质交换介质表面，通过含有热质交换介质的填料层或将 热质交换介质喷洒到空气中去。后者形成具有各种分散 度液滴的空间，使液滴与流过的空气直接接触。
间壁式热质交换设备的特点：与空气进行热质交换 的介质不与空气接触，二者之间的热质交换是通过分隔 壁面进行的。根据热质交换介质的温度不同，壁面的空 气侧可能产生水膜(湿表面)，也可能不产生水膜(干表面)。 分隔壁面有平表面和带肋表面两种。
送风状态点：指的是为了消除室内的余热余湿，以保持室内空气 环境要求，送入房间的空气的状态。
夏季室内设计工况：根据我国《采暖通风与空气调节设计规范》， 舒 适 性 空 调 室 内 计 算 参 数 为 ： 温 度 24~28℃ ； 相 对 湿 度 ： 40%~65%；风速不应大于0.3m/s。
冬季室内设计工况：根据我国《采暖通风与空气调节设计规范》， 舒 适 性 空 调 室 内 计 算 参 数 为 ： 温 度 18~22℃ ； 相 对 湿 度 ： 40%~60%；风速不应大于0.2m/s。
因此，空气的主体部分与冷却器表面的热交换是由 于空气的主流与凝结水膜之间的温差而产生的，质交换 则是由于空气主流与凝结水膜相邻的饱和空气层中的水 蒸气的分压力差，即含湿量差而引起的。下面介绍根据 麦凯尔(Merkel)方程的计算方法（重点掌握）。
4.1.2 空气热质处理的各种方案
由i-d图分析可见，在空调系统 中，为得到同一送风状态点，可 能有不同的处理途径。以完全使 用室外新风的空调系统(直流式系 统)为例，一般夏季需对室外空气 进行冷却减湿处理，而冬季则需 加热加湿，然而具体到将夏、冬 季分别为W、W’点的室外空气如 何处理到送风状态点O，则可能有 如图所示的各种空气处理方案。
空气的热湿处理课件
05
热湿处理对环境的 影响
能耗与碳排放
能耗
热湿处理过程中需要消耗大量能源， 如电、燃气等，导致能源消耗增加。
碳排放
热湿处理设备运行过程中会产生二氧 化碳等温室气体，对环境造成负面影 响。
对室内环境的影响
温度
热湿处理设备能够调节室内温度，保持适宜的室内温度，提 高居住舒适度。
湿度
通过热湿处理设备可以调节室内湿度，避免室内过于干燥或 潮湿，有利于人体健康。
自动化控制系统
通过自动化控制系统，实现空气处理过程的自动调节和控制。
人工智能技术
利用人工智能算法，优化控制策略，提高系统自适应和学习能力。
新材料与新技术的应用
新材料
采用新型的高导热、高强度材料，提高设备性能和寿命。
新工艺
采用新型的加工工艺，提高设备制造精度和可靠性。
新型过滤材料
采用新型的过滤材料，提高空气过滤效果和延长过滤器寿命。
处理方案
采用组合式空气处理机组，包 括过滤、加热、加湿、冷却等 功能，以满足不同季节和生产 需求。
效果评估
经过处理后的空气质量明显提 升，生产效率和员工满意度得
到提高。
某办公楼的空调系统
办公楼简介
某高端写字楼，入驻多家知名企业和 机构。
处理需求
办公楼内需要提供舒适、健康的空气 环境，以满足员工和客户的需求。
02
空气热湿处理的设 备
空气加热器
红外线辐射式空气加热器
利用红外线辐射原理，将电能转化为 热能，直接加热经过的空气。
燃气式空气加热器
利用燃气燃烧产生的热量加热经过的 空气，适用于需要大量热风的场所。
电热式空气加热器
通过电热元件加热空气，通常采用 PTC陶瓷加热元件，具有安全、高效 、节能的优点。
第四章 空气的热湿处理(暖通空调)
肋片与水膜之间的换热量为 dqF 2 饱和空气焓可近似为
dqF 2
d tF dqF 2F y F dx 2 dx
w
2
yw iw aw bwtw
(t w t F )dx
w
bw yw
(iw iF )dx
iF aw bwt F dqF bw yw iw iF dx 2w
凝 结 水 膜
湿空气边界层 t
冷表面 tw 冷 却 dA 剂W
湿 空 气G
d
ti
di
冷却剂边界层
2014-7-8
52-17
与水膜相邻的饱和空气层的温度与冷却器表面上
的水膜温度相等。
热交换:
空气主流与凝结水膜之间的温差 (t ti ) ；
质交换:
空气主流与凝结水膜相邻的饱和空气层中的水蒸汽 的分压力差，即含湿量差 (d d i )
yw c p 1 hD w bwh
bw dqF i iF 2dx
yw c p b h w w
d 2t F dqF 2F y F dx 2 dx
iF aw bwt F
2hD 2hD dqF (i iF )dx iF dx bw bw
1
(2)W →1→ O: 固体吸湿剂减湿 → 表面冷却器等湿冷却 ( 3)W → O: 液体吸湿剂减湿冷却
5 4 3
0
W
t0
夏季：冷却减湿
O
L'
2
d0 W'
L
i
冬季：加热加湿
(1) W’ → 2 → L → O:加热器预热→ 喷蒸汽加湿→加热器再热 (2)W‘→ 3 → L → O: 加热器预热→ 喷淋室绝热加湿→ 加热器再热 (3) W' → 4 → O: 加热器预热→ 喷蒸汽加湿 (4)W' → L→ O: 喷淋室喷热水加热加湿→ 加热器再热
第四章 空气处理过程课件 2
按系统运行时间不同
②季节性空调系统
§4.2 普通集中式空气调节系统
普通集中式空调系统是低 速、单风道、定风量集中式空
调系统，属于典型的全空气系
统。
第四章 空气调节系统
4．2．1 一次回风式空调系统
（1） （2） （3） （4） （5） （6） 夏季空气处理过程表达式； 夏季空气处理过程i-d图的表示； 夏季设计工况所需冷量分析； 冬季 空气处理过程的表达式； 冬季空气处理过程i-d图的表示； 冬季设计工况所需预热量分析；
§12.3 半集中式空调系统
三、辐射板系统
辐射板空调系统主要是在吊顶 内敷设辐射板，靠冷辐射面提供冷 量，使室温下降，从而除去房间的 显热负荷。
§12.4 分散式空调系统
一、分散式空调系统的特点
１ ．结构紧凑、体积小、占地面积小、自动化程度高。 ２ ．机组系统的操作简单，使用灵活方便；同时，各 空调房间之间也不互相污染、串声，发生火灾时， 也不会通过风道蔓延，对建筑防火非常有利。 3．机组系统对建筑外观有一定影响。
系统的一部分夏季室内冷负荷由空气(由集中 空气处理箱处理得到的一次风)负担，另一部分由 水(通过二次盘管加热或冷却二次风)负担。
§12.3 半集中式空调系统 3、诱导器系统的特点
优点：(1) 以节省建筑面积和空间； (2) 房间之间交叉污染的可能性小； (3) 用于产生有爆炸危险的气体或粉尘的房间不 会有危险。 缺点 : (1) 对电气净化要求高的地方不宜使用； (2) 对节能不利； (3)喷嘴处风速高时可能产生噪声； (4)管路复杂，施工不便。
5、室内空气平衡
对于全年新风量可变的系统，比如过 GP 渡季节增大新风量，则空气平衡发生变 化，如图所示。 房间从回风口吸走的风量为Gx ，门 窗渗透风量为Gs ， Gw为新风量， Gh为 回风量，则： 对于房间来说，送风量 G＝ Gx＋ Gs GW 对于空调箱来说送风量 G＝ Gh＋ Gw 对于空调新风来说 Gw＝Gs＋Gp Gp即为机械排风量，双风机系统，不排风 为单风机系统，单风机系统中室内正压 随m的增大而变大，不稳定。
档案保护技术学第四章第一节空气状态与焓湿图
第四章档案库温湿度的调节与控制第一节空气状态与焓湿图一、状态参数（一）空气状态混合空气== 干空气+ 水蒸气+ 空气污染物(在温湿度状态中可以忽略不记)库外水蒸气受季节、气候及水蒸气来源而变化，体积比约为0.1~4%。
库内水蒸气受库外空气、库内地面、库房围护结构、库内其他物质含水量而变化，体积比约为0.7~1.8%。
（二）空气状态参数空气状态参数是描述空气物理性质的指标，与档案库房温湿度调控有关的状态参数主要如下：1. 温度(temperature)：温度是物质分子、原子无规则运动的宏观表现，是用来衡量物体冷热程度的状态参数。
空气温度就是空气冷热的程度，简称气温，符号为T或t。
温度标尺的概念：为了标示温度的高低和保证温度测量的准确一致而规定的一个衡量温度高低的标准尺子，简称温标。
它规定温度的0点和测量温度的分度值。
国际实用温标又称绝对温标，用K表示，它规定：1）热力学温度为基本温度，符号为T，单位为K。
水的三相点温度为273.16K，1K等于水的三相点的温度的1/273.16。
2）摄氏温度的符号为t，单位为℃，其定义为t=T-273.15K。
3）摄氏温度的温差1度与热力学温度的温差1度的数值相等。
即Δ1℃=Δ1K。
目前国际上通用一种温标（绝对温标），三种温度表示法。
即开氏温度、摄氏温度、华氏温度，它们之间换算关系公式如下：t(℉) === t(℃)×1.8＋32t(℃) === [t (℉)－32]÷1.8T(K) === 273.15＋t(℃)2. 湿度(humidity)空气湿度空气干燥和潮湿的程度，表示混合空气中含水蒸气的多少。
（1）大气压力(aero pressure)（P d）：空气对地球表面单位面积上的净压力称为大气压力，它是空气重力与分子运动的综合结果，单位为Pa、Mpa。
1标准大气压是纬度45º海平面处0℃时的平均大气压力为101325 P a，即1.01325×105 P a。
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（1）加热器预热→ 喷蒸汽加湿→加热 器再热 （2）加热器预热→ 喷淋室绝热加湿→ 加热器再热 （3）加热器预热→ 喷蒸汽加湿 （4）喷淋室喷热水加热加湿→ 加热器 再热 （5）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
热质交换设备分类：
混合式热质交换设备 ： 包括喷淋室、蒸汽加湿器、局部补充加湿 装置以及使用液体吸湿剂的装置等
4.3.4 影响空气和水表面之间热质交换的主要因素 4.3.4.1 焓差是总热交换的推动力
空气侧
Gdi hmd (ib i)dA
1kg干空气
i is iL
显热交 换量
潜热交 换量
冬季
(1)W’ → 2 → L → O
(2)W‘→ 3 → L → O
1
(3)W' → 4 → O
N (4)W' → L→ O
5
(5)W' → 5→ L' → O
e
W
t0
4
O
L'
3
i
2
L
0
d0
（1）喷淋室喷冷水(或用表面冷却器) 冷却减湿 → 加热器再热
（2）固体吸湿剂减湿 → 表面冷却器 等湿冷却
假定水膜和金属表面的热阻可不计，则单位面 积上冷却剂的传热量为
hw (ti
tw )
Wcw
dtw dA
根据热平衡可得
hw (ti tw ) h(t ti ) hmd (d di ) r
hmd
h
cp (t hmd c p
ti
)
h
(d
1
di
)r
空气与水接触的时间足够长，水量有限
4.3.3 空气和水直接接触时的对流增湿和减湿
刘伊斯关系式
hmd
h cp
如果在空气与水的热湿交换过程中存在着刘伊斯 关系式，则
dQz hmd cp t tb rd db dA
以水蒸汽的焓代替式中的汽化潜热，同时将湿 空气的比热用（1.01+1.84d）代替
空气与水接触时的热湿交换
显热交换量
dQx Gc pdt ht tb dA
湿交换量
dW Gd (d ) hmp(Pq Pqb )dA
湿交换量也可写成：
dW hmd (d db )dA
潜热交换量将是：
dQq rdW rhmd(d db )dA
总热交换量
间壁式热质交换设备： 包括光管式和肋管式空气加热器及空气冷 却器等
有的空气处理设备如喷水式表面冷却器则兼有 这两类设备的特点。
4.2 空气与固体表面之间的热湿交换
4.2.1 湿空气在冷表面上的冷却降湿
湿空气的冷却与降湿
热、质交换平衡方程
Gc pdt h(t ti )dA
Gdd hmd (d di )dA
hmd c p
对于水-空气系统，根据刘伊斯关系式上式改写为
hw (ti tw ) hmd cp (t ti ) (d di )r
hmd (i ii )
——麦凯尔(Miokley)方程
湿空气在冷却表面进行冷却去湿过
程中，湿空气主流与紧靠水膜饱和空 气的焓差是热、质交换的推动势
湿空气 dq
F t
w
Y
W
t
dx
F
qF
2F yF
dtF dx
L
qF X
dqF
2 w
yw
(t w
tF )dx
肋效率
w
i iFm i iFB
w
th( pL) pL
p hD
F yF
1 hD yw c p
w bwh
4.3 空气与水直接接触时的热湿交换
4.3.1热湿交换原理
4.2.2 湿空气在肋片上的冷却降湿过程
2y F
水膜平均厚度
湿空气 dq
F t
w
Y
W
t
dx
F
L
qF X
湿空气在肋片上的冷却降湿过程
假定： 1) 热、质传递过程是稳定的； 2 ) 肋片的导热系数、肋根温度均为定值； 3 ) 金属肋片只有x方向的导热，肋片外的水膜
只有y方向的导热
2y F
水膜平均厚度
空气与水直接接触时各种过程的特点
过程线 水温特点 t或Qx
A-1
tw< tl
减
A-2
tw= tl
减
A-3
tl<tw< ts
减
A-4
tw= ts
减
A-5
ts<tw< tA
减
A-6
tw= tA
不变
A-7
tw>tA
增
d或Qs
减 不变
增 增 增 增 增
i或Qx 过程名称
减 减 减 不变 增 增 增
减湿冷却 等湿冷却 减焓加湿 等焓加湿 增焓加湿 等温加湿 增温加湿
冬季室内设计工况 18~22℃ 40%~60% 速度不大于0.2m/s
4.1.2 空气热湿处理的原理和方案
空气热质处理的各种方案
1
5
t0
4
3
2
W'
N
e
W
O L'
i
L
0
d0
空气处理的各种途径
表4-1空气处理各种途径的方案说明
季节
空气处理途径
处理方案说明
夏季
(1)W →L → O (2)W →1→ O (3)W → O
热舒适性：人体对周围空气环境的舒适热感觉 主要参数：温度、湿度
新风：从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设 备处理后送入室内的环境中。
回风：从室内引出的空气，经过热质交换设备的 处理再送回室内的环境中。
湿空气焓湿图
送风状态点：为了消除室内的余热余湿，以保持 室内空气环境要求，送入房间的空气的状态。
夏季室内设计工况： 24~28℃ 40%~65% 速度不大于0.3m/s
dQz dQx dQq
dQz [ht tb rhmd (d db )]dA
换热扩大系数（析湿系数）ξ
dQz
dQx
dQz Wcdt w
dQx dQq Wcdt w
4.3.2空气与水直接接触时的状态变化过程
假定：与空气接触的水量无限大 接触时间无限长
空气与水接触时的状态变化过程
第四章 空气的热湿处理
4.1空气的热湿处理途径 4.2空气与固体表面之间的热湿交换 4.3空气与水直接接触时的热湿交换
4.1 空气的热湿处理途径
典型空气处理过程
冷却塔 冷却水
热量 环境
冷冻机 冷冻水 新鲜空气
空气
空调箱
空气
4.1.1 几个相关概念
空气调节：利用冷却或加热设备等装置，对空气 的温度和湿度进行处理，使之达到人 体舒适度的要求。
8.461 9.801 11.278 12.900 14.670 16.700 18.938 20.338 24.271 27.460 31.071 35.176 39.845 45.187 51.298 58.319 66.408 75.774 86.607
di/dt[kcal/(kg·℃)]
0.454 0.507 0.557 0.616 0.684 0.763 0.855 0.960 1.082 1.224 1.389 1.580 1.802 2.061 2.364 2.72 3.14 3.64 4.25
di Wc w dtw G
i与tw之间关系的工作线斜率
常压下饱和湿空气的焓值及其在饱和曲线上的斜率
t(℃)
4.4 7.2 10.0 12.8 15.6 18.3 21.1 23.9 26.7 29.4 32.2 35.0 37.8 40.6 43.3 46.1 48.9 51.7 54.4
i(kcal/kg)
Gdi hmd (i ii ) dA
Gc pdt h(t ti )dA
di i ii dt t ti
湿空气在冷却降湿过程中的过程线斜率
hw (ti tw ) hmd (i ii )
ii i hw hwcp
ti tw
hmd
h
连接点（i, tw)与(ii,ti )的连接线斜率
dQz hmd[(1.011.84d)(t tb ) (25001.84tb )(d db )]dA
或 dQz hmd{[1.01t (25001.84t)d] [1.01tb (25001.84tb )db ]}dA
即 dQz hmd (i ib )dA