空气调节技术与中央空调的安装、维修 教学课件 ppt 作者 李援瑛 第一单元中央空调的基础知识okay~

1、正文,课题一 概 述 【知识目标】,一、空气环境对人体的影响 空气调节技术能制造一种人工的气候环境,所以使用中央空调的目的就是要选择合适的温度、风速,创造一个舒适性的室内环境。影响舒适度的主要因素有六个,即人体的活动量、人体的着衣量、室内温度、室内湿度、气流的速度和方 向、辐射热的大小。在舒适的环境中,人体就能维持正常的散热量和散湿量。室温过高,人体热量散发不出去,就觉得热;,湿度过大,即使温度适中,身上的汗也不易蒸发,就会有闷热的感觉;风速太大,散热快,也会有不适的感觉;人的着衣量也会影响到人体对舒适性的感受,夏季衣着较少,人们习惯于高温,25左右也会觉得太凉,而春天,人体习惯于冬天寒冷,衣着较多,气温略有提高,20出头,就觉得热了.,二、空气环境与生产的关系 现代空气调节技术起源于美国,19世纪初世界纺织工业的迅速发展,使空气调节成了制约其发展的瓶颈,美国工程师克勒默为美国南部的纺织厂设计和安装了空调系统,并申请了60项专利,并于1906年为空调(Air Conditioning)正式定名。,被美国人称为“空调之父”的开利尔于1901年创建了第一个暖通空调实验室,1911年12月研

2、究出了空气干球温度、湿球温度和露点温度的关系及空气显热、潜热和焓值的计算公式,绘出了空气的焓-湿图,成为了空调理论的奠基人。开利尔于1922年发明了离心式制冷机,1937年又发明了“空气-水”式诱导系统。到20世纪60年代,开利尔又将“空气-水”式诱导系统发展为风机盘管系统,使空气调节系统迅速普及生产、科研及人们生活的各个领域。,三、中央空调系统管理的任务与目标 中央空调系统又称为空气调节系统,简称“空调系统”,是指能够对空气进行净化、冷却、干燥、加热和加湿等,并促使其流动的设备系统。空气调节是以空气作为介质,通过其在空调房间内的流通,使空调房间内的温度、湿度、清洁度和空气的流动速度等参数指标控制在预定的范围内。空调系统主要包括制冷装置、加热设备、加湿设备、通风系统和自动控制装置等。,1. 影响空调舒适度的六个主要因素是什么?,2. 国标规定的舒适性空调室内参数有哪些?,3.什么是“空调四度”?,4. 什么是舒适性空调?,5. 什么是工艺性空调?,6.空调基数和空调精度的含义是什么?,【知识目标】,一、空气的性质 (一)湿空气的组成,1. 干空气 干空气是湿空气的主要组成部分,它是由氮

3、气、氧气、二氧化碳 及其他稀有气体(如氩、氖等)按一定比例组成的混合物(见表1-1),课题二 空气调节的基本知识,表1-1 干空气的组成部分,2.水蒸气 绝对的干空气在自然界中是不存在的,因为地球表面大部分是海 洋、河流和湖泊,每时每刻都有大量的水分蒸发为水蒸气进入到 大气中,所以自然界中的空气都是湿空气,习惯上称为空气。,3.饱和空气 干空气具有吸收和容纳水蒸气的能力,并且在一定温度下只能容 纳一定量的水蒸气。,1.温度 温度是描述空气冷热程度的物理量,它有三种标定方法:摄氏温标 、华氏温标和热力学温标。,流体作用于单位面积上的垂直作用力叫做压强。,1at=9.807104Pa=104mmH2O=10mH2O 在实际空气调节的参数计算工作中,工程大气压常被认为是当地 大气压值。,3.湿度 空气湿度是指空气中所含水蒸气量的多少,有以下几种表示方法:,2.压力,空气的焓值是指空气含有的总热量,在空气调节的参数计算中通 常以干空气的单位质量为基准,即1kg干空气所含有的热量与1kg 干空气中所含有水蒸气的热量之和,称为空气的比焓。,5.密度和比体积 空气的密度是指每立方米空气中干空气的质量

4、与水蒸气的质量 之和,用符号表示,单位是kg/m3。,4.比焓,在饱和温度下,饱和空气有一个容纳水蒸气的极限值,这个值会随 着温度的降低而减少。,2.机器露点温度 空气的露点温度与空调系统的“机器露点温度”是有区别的,后 者是经过人为地对空气加湿或减湿冷却后所达到的接近于饱和的 空气状态。,1.露点温度,空气的干湿程度,可以用相对湿度表示,并且可以通过干湿球温 度计测量出来。,图1-1 干湿球温度计,3.干湿球温度,4.湿空气的焓-湿图 空气的许多状态参数都是有机地联系在一起的,为了更好地表达 其相互之间的关系,以便于在空气调节装置运行过程中对空气处 理过程进行分析,计算出能量消耗,设计运行方案,人们把一定大气 压下空气各状态参数间的关系用一种图线表示出来,这就是焓-湿 图 (即h-d图)。,图1-2 湿空气的焓-湿图,1.焓-湿图的坐标 为了使焓-湿图的图面开阔,线条清晰,焓-湿图建立在斜角坐标上, 纵坐标表示焓(h)值,斜坐标表示含湿量(d),两坐标间夹角为135。,2.焓-湿图上的等参数线 (1)等焓线(h) 等焓线是一组与纵坐标成135夹角的相互平行的斜 线,每条线代表一个焓值

5、,并且每条线上各点的焓值都相等。,1.确定空气状态参数 焓-湿图上的每个点都代表了空气的一个状态,只要已知h、d(或pc) 、t、中的任意两个参数,即可利用焓-湿图确定其他参数。,图1-4 空气露点温度tL的确定,例1-1 如图1-4所示,在1.013105Pa(760mmHg)的大气压下, 空气的温度t=32,=40%,求空气的tL。,解 首先根据t=32,=40%的交点,确定出空气的状态点A, 过A点沿等含湿量线向下与=100%相交于L点,L点所对应的 温度即为A点空气的露点温度,查图得tL=17。 从图1-4可以看出:对含湿量d相等的任何空气状态(如图1-4 中A、B),都会拥有相同的露点温度,即等湿有同露。,图1-5 空气湿球温度tsh的确定,例1-2 如图1-5所示,在1.013105Pa(760mmHg)的大气压下, 空气的温度t=33.5,=40%,求空气的tsh。,解 首先根据t=33.5,=40%的交点,确定出空气的状态点 A,过A点沿等焓线下行与=100%相交于B点,B点所对应的温 度即为A点空气的湿球温度,查图得tsh=22.8。 从图1-5可以看到,如果干、湿球

6、温度计处于饱和空气的环境 中(即空气的=100%),由于此时湿纱布上的水分不再蒸发,则,空气的干、湿球温度相等。,例1-3 在101325Pa(760mmHg)的大气压下,空气的温度t=20 ,=60%,求空气在此状态时的其他状态参数。,图1-6 空气露点温度和湿球温度的确定,解 在焓-湿图上,首先根据t=20、=60%的已知状态参数, 找出两者的交点,确定出空气的状态点A。 过A点沿等含湿量线dA向下与饱和空气状态参数线=100% 相交于C点,其相交点C的温度即为A点状态空气的露点温度, 即tL=12。,2.反映空气的状态变化过程,h=hB-hA=Q/G,含湿量g/kg(干空气)的变化为,d=dB-dA=1000W/G 空气状态变化前后焓差h与含湿量差d的比值称为空气状态变 化过程的热湿比,常用符号(kJ/kg)表示,即,图1-7 热湿比在焓-湿图上的表示,图1-8 空气的处理在焓-湿图上的表示,3.空气的处理在焓-湿图上的表示 空气的处理主要分为加热、冷却、加湿、去湿四种处理,如图1-8 所示。,1)等湿冷却(也叫干式冷却)处理。用表面冷却器或蒸发器处理时, 如果表面冷却器或蒸发器

7、的温度低于空气的温度,但又未达到空 气的露点温度,就可以使空气冷却降温但不结露,空气的含湿量保 持不变。这种处理称为等湿冷却处理。处理过程如图1-8中AH 所示。,2)除湿冷却处理。用表面冷却器或蒸发器处理时,如果表面冷却器 或蒸发器的温度低于空气的露点温度,则空气的温度下降,并且由 于多余水蒸气的析出,使含湿量也在不断减少。这种处理称为除 湿冷却处理。表面冷却器盘管外表面平均温度称为“机器露点” 。处理过程如图1-8中AD所示。 (3)加湿处理 在冬季和过渡季节,室外含湿量一般比室内空气含 湿量要大,为了保证相对湿度要求,往往要向室内空气中加湿。,1)等焓加湿处理。冬季,集中式空调系统用喷水室对空气进行喷淋,加湿,加湿过程中使用的是循环水。在喷淋过程中,空气的温度t降 低,相对湿度增加,由于空气传给水的热量仍由水分蒸发返回到 空气中,所以空气的焓值h不变。处理过程如图1-8中AE所示。,2)等温加湿处理。等温加湿可通过向空气喷水蒸气而实现。加湿 用的蒸气可以兼用锅炉产生的低压蒸气,也可由电加湿器(电热式 或电极式)产生。空气增加水蒸气后,含湿量 d增加,但温度t近似不 变。处理过程如

8、图1-8中AF所示。 (4)除湿处理,1)等焓除湿处理。用固体吸湿剂(硅胶或氯化钙)处理空气时,空气 中的水蒸气被吸附,含湿量d降低,而水蒸气凝结所放出的汽化热使 得空气温度t升高,所以,空气的焓值基本不变。处理过程如图1-8中 AG所示。,2)冷却除湿处理。当用低于空气露点温度的水喷淋空气时,可使空 气除湿和冷却;用低于空气露点温度的水或制冷剂通过表面冷却 器时,可使流过表面冷却器管外的空气除湿和冷却。处理过程如 图1-8中AD所示。,二、利用焓-湿图确定两种不同状态空气的混合 状态 在空调系统中,有时通常利用空调房间的一部分 空气作为回风,与室外新风或集中处理后的空气 进行混合,达到节能的目的。利用空气的焓-湿图,可以方便地确定两种不同状态下的空气混合以 后的状态参数,图1-9 两种不同状态 空气的混合过程,图1-10 空气混合参数的计算,例1-4 如图1-10所示,某空气处理装置,一次回风量为1800kg/ h,状态为t=22,=60%,新风量为200kg/h,状态为t=35,=4 0%,求蒸发器前(即混合后)的状态参数。,解 首先,在h-d图上找出回风状态点1和新风状态点2并连

9、线 。 求出参加混合的风量比:m1m2=1800200=91。,1. 干空气是由哪些主要成分组成的?其中氮气、氧气和二氧化碳,各占多少比例?,2. 湿度有几种表示方法?相对湿度的含义是什么?,3.含湿量的意义是什么?,4.为什么干湿球温度会存在差值?差值大小说明什么?,5. 湿空气的焓-湿图由哪些参数线组成?各参数线的特征和单位是 什么?,6.图1-8中焓-湿图上这些线段表示什么意思?,7.干冷和湿冷的处理过程有什么不同?,8.等焓除湿与冷却除湿有什么不同?,课题三 空调房间热湿负荷的估算 【知识目标】,一、空调房间热湿负荷的来源,1.空调房间的热湿负荷,空调的目的是要保持房间内的温度和湿度在一定参数范围内。,2. 空调房间热湿负荷形成的因素 空调房间内的热湿负荷是由诸多因素构成的,其中的热负荷主要 由下述因素构成:,1)通过房间的建筑围护结构传入室内的热流量。,2)透过房间的外窗进入室内的太阳辐射的热流量。,3)房间内照明设备的散热量。,4)房间内人体的散热量。,5)房间内电气设备或其他热源的散热量。,6)室外空气渗入房间时的热流量。,7)伴随各种散湿过程产生的潜热量。 空调房间的湿负荷由下述因素构成:,1)房间内人体的散湿量。,2)房间内各种设备、器具的散湿量。,3)各种潮湿物表面或液体表面的散湿量。,4)各种物料或饮料的散湿量。 在空调房间热负荷的诸多因素中,除通过房间建筑围护结构和太 阳辐射的热量为室外热源负荷外,其他均为空调房间内的热负荷 。,3.人体散热量和散湿量的计算 人体散热量和散湿量的大小与人的性别、年龄、衣着、劳动强,度以及环境条件等诸多因素有关(见表1-2)。,表1-2 不同温度条件下人体散热量、散湿量,表1-2 不同温度条件下人体散热量、散湿量,4.空调房间内照明设备散热量的计算 空调房间内照明设备散热量属于稳定散热热源,一般不随时间变 化。,5.空调房间内电器设备散热量的计算 (1)电动设备散热量的计算 电动设备是指电动机及其所带动的工 艺设备。,估算方法 (一)夏季供冷负荷的估算方法,1.简单计算法 空调房间的冷负荷由外围结构传热、太阳辐射热、空气渗透热 、室内人员散热、室内照明设备散热、室内其他电器设备引起的 负荷,再加上新风量带

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