空气调节技术教案

绪论1、空气调节的任务(AC Tasks)保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态。

特定空间: 房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。

空气参数: 空气的温度、相对湿度、空气流速、气压、噪声、洁净度等。

所要求的状态: 分为舒适性要求的状态、工艺性要求的状态两类。

2、空气调节的内容(AC Contents)空气调节主要涉及以下内容：内部空间内、外扰量的计算；空气调节的方式和方法；空气的各种处理方法(加热，加湿，冷却，干燥及净化等)；空气的输送与分配及在干扰量变化时的运行调节等。

3、空调发展史(AC History)空调发展取决于时代的社会生产力和科学技术的发展水平。

1902年7月17日，美国机械工程师威利斯·卡里尔博士（以他的名字命名的空调生产商中文译名为“开利”）在纽约布鲁克林一家印刷厂设计了首台空调装置，可对温度、湿度、通风和室内空气质量进行人为控制。

（1902, A C Systems with air conditioned parts was built up in a press factory in USA）很快，卡里尔开始将这个装置应用到其他场所，并且成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空调公司之一。

1904年在纽约建成斯托克斯交易所空调系统，同一时间在德国一剧院建成类似的空调系统。

不过1914年之前，人们还没想到在家里安装这样的奢侈品。

明尼阿波利斯的百万富翁查尔斯。

盖茨为自己建造的用来收藏欧洲名画的宅第定制了世界上第一台家用空调。

可惜的是房子还没建好他就去世了。

1919, A C Systems with air conditioned parts was built up in a cinema in USA.1924年，底特律一家商场安装了中央空调，凉爽使得消费者的购买欲望大大提高。

空调时代来临了。

我国于1931年首先在上海纺织厂安装了带喷水室的空调系统，其冷源为深井水。

（1931, First A C Systems with air conditioned parts was built up in a Shanghai Textile Factory, China）随后，也在一些电影院和银行实现了空气调节。

4、空调系统应用 (AC Uses)Air Conditioning is the process of supplying or removing air by mechanical means to or from any space. Such air may or not be conditioned.In earlier days, people were not concerned about indoor air pollutions, smells, smokes, automo bile exhaust, body odors……..not worried about IAQ, health, comfort of occupants……空调广泛应用在：（1）纺织、印刷、胶片、光学仪器、造纸、橡胶、烟草、食品、药品等行业；（2）大会堂。

会议厅、图书馆、展览馆、影剧院、办公楼、酒店、商业中心、游乐场、医院、家庭等公共和民用建筑。

（3）汽车、飞机、火车及船舶等交通运输工具。

（4）大型温室、禽畜养殖、粮种贮存等农业领域。

（5）宇航、核能、地下及水下设施及军事领域。

第一章湿空气的物理性质及其焓湿图提要：※湿空气的物理参数※湿空气的焓湿图※湿球温度与露点温度※焓湿图的应用与参数计算※空气状态参数的计算法及另一种焓湿图基本要求：1. 理解并掌握有关湿空气及描述其物理性质的概念：压力、温度、含湿量、相对湿度、密度（比容）。

2. 掌握湿空气焓湿图的组成，掌握其绘制方法。

3. 掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。

4. 熟练掌握焓湿图的应用方法：确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。

5. 了解空气状态参数的计算法。

重点：湿空气物理性质的描述，焓-湿图的组成，应用其确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。

难点：应用焓-湿图确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。

第一节湿空气的物理性质一、基本概念１、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。

２、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的混合物。

３、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工程中称其为湿空气。

二、理论基础湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。

因此研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。

１、在常温常压下，湿空气可视为理想气体。

可以用理想气体状态方程描述其状态参数。

２、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律ＰＶ＝ＭＲＴ干空气：Ｐg＝ＭgＲgＴ湿空气：Ｐq＝ＭqＲqＴＢ＝Ｐg＋Ｐq三、状态参数在常温常压下，湿空气可视为理想气体。

可以用理想气体状态方程描述其状态参数。

1、湿空气的压力B湿空气的压力即大气压力，B＝Pg＋Pq (Pa) 2、湿空气的密度＝g＋q＝Pg/RT＋Pq /RT ＝0.003484B/T-0.00134Pq /T一般取 =1.2Kg/m33、湿空气的含湿量d湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。

d＝q/g=0.622Pq /Pg=0.622Pq /(B-Pq) (Kg/Kga) 4、相对湿度湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比称为相对湿度；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。

＝Pq /Pq,b×100%d/db×100% 5、湿空气的焓I空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。

I＝1.01t+(2500+1.84t)d/1000 (KJ/Kga)以上各式构成了湿空气特性的主要方程组,应牢固掌握。

第二节湿空气的焓湿图在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及其变化过程。

确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。

焓湿图的作用有：简化计算；直观描述湿空气状态变化过程。

湿空气的状态参数中，t，B，d为独立变量，其他为演变参数。

常用的湿空气性质图是以i与d为坐标的焓湿图，i为纵坐标，d为横坐标，坐标夹角大于135度。

在一定的大气压力下，在选定的坐标比例尺和坐标网格的基础上，绘制出等温线、等相对湿度线、水蒸气分压力标尺及热湿比等即形成焓湿图。

1、等I线及等d线 2、等温线ｉ＝１．０１ｔ＋（２５００＋１．８４ｔ）ｄ＝ａ＋ｂｄ３、水蒸气分压力标尺 Pq＝Ｂ·ｄ／（．６２２＋ｄ）＝ｆ（ｄ） 4、等相对湿度线 Pqb＝ｆ（ｔ） Pq＝·Pqb 5、热湿比线＝ｉ／ｄ＝Ｑ／Ｗ（ＫＪ／Ｋｇ）第三节湿球温度与露点温度一、湿球温度1、热力学湿球温度理论上，湿球温度是指在定压绝热条件下，空气与水直接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。

设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间，空气以Ｐ，ｔ１，ｄ１，ｉ１状态流入，以饱和状态P，ｔ２，ｄ２，ｉ２流出，由于小室为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为：ｉ１＋（ｄ２－ｄ１）ｉｗ／１０００＝ｉ２ｉｗ＝４.１９ｔｗ＝（ｉ２－ｉ１）／（ｄ２－ｄ１）＊１０００＝４.１９ｔｗ在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温度等于水温，即ｔ２＝ｔｗ，所以，满足上述各式的ｔ２或ｔｗ即为进口空气状态的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。

2、等湿球温度线在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。

3、湿球温度计利用普通水银温度计，将其球部用湿纱布包敷，则成为湿球温度计，纱布纤维的毛细作用，能从盛水容器内不断地吸水以湿润湿球表面，因此，湿球温度计所指示的温度值实际上是球表面水的温度。

忽略湿球与周围物体表面间辐射换热的影响，同时保持球表面周围的空气不滞留，热湿交换充分。

湿球周围空气向球表面的温差传热量为：ｄｑ１＝α（ｔ－ｔｓ’）ｄｆ水吸热蒸发：ｄＷ＝β（Ｐｑｂ＇－Ｐｑ）ｄｆＢ＇／Ｂｄｑ２＝ｄＷ·ｒ在湿球与周围空气间的热湿交换达到稳定状态时，湿球温度计的指示值将是定值，此时：ｄｑ１＝ｄｑ２α（ｔ－ｔｓ’）ｄｆ＝β（Ｐｑｂ＇－Ｐｑ）ｄｆＢ＇／Ｂ·ｒ此时，ｔｓ＇即为湿空气的湿球温度ｔｓ，Ｐｑｂ＇即为对应于ｔｓ下的饱和空气层的水蒸气压力，整理得：Ｐｑ＝Ｐｑｂ（ｔｓ）－Ａ（ｔ－ｔｓ）ＢＡ＝α／（ｒβ·１０１３２５）＝（６５＋６．７５／ｖ）·１０ 56.67×10 4(ｖ２．５ｍ／ｓ）＝Ｐｑ／Ｐｑｂ（ｔ）二、露点温度在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度，称为露点温度。

第四节焓湿图的应用一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示1、湿空气的加热过程利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气加热，则其温度增高而含湿量不变。

A B，＝＋。

2、湿空气的等湿冷却过程利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等于或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结，因此其含湿量不变而温度降低。

A C，＝－。

3、湿空气的等焓加湿过程利用定量的水通过喷洒与一定状态的空气长时间直接接触，则水及其表面的饱和空气层的温度等于湿空气的湿球温度。

因此，此时空气状态的变化过程（A E）近似于等焓过程，＝4．19ts。

4、湿空气的等焓加湿过程利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气的部分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降低，温度升高，其过程（A D）近似于等焓降湿过程。

5、湿空气的等温加湿过程向空气中喷干蒸汽，其热湿比＝iq＝2500＋1.84tq，对于低压蒸汽2500＋1.84t，即该过程近似于等温加湿过程。

6、湿空气的冷却去湿过程使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触，则湿空气不仅降温而且脱水，因此可实现冷却干燥过程（A G）。

二、不同状态空气的混合态在I－D图上的确定1、混合定律空气混合遵守质量、热量守恒。

第二章空调负荷计算及送风量太阳辐射对建筑物的热作用☆通过围护结构的得热量及冷负荷☆室内热源、湿源的散热散湿形成的冷负荷与湿负荷(cooling load，wet load) ☆房间冷负荷、新风负荷与制冷系统的冷负荷☆空调房间送风量的确定空调房间的冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。

负荷计算的步骤：扰量确定得热（湿）量计算负荷计算基本要求：1. 掌握室内空气计算参数确定的原则和方法，以及我国室内空气计算参数的确定。