第一章空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)第一節(jié)空氣調(diào)節(jié)第二節(jié)濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)第三節(jié)空氣的焓-濕圖第四節(jié)空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷的估算第一節(jié)空氣調(diào)節(jié)一

空氣調(diào)節(jié)的含義及分類1.含義

空氣調(diào)節(jié)就是把經(jīng)過處理的空氣，以一定方式送入室內(nèi)，使室內(nèi)空氣的溫度、相對濕度、氣流速度和潔凈度等參數(shù)控制在適當(dāng)范圍內(nèi)?？諝庹{(diào)節(jié)簡稱空調(diào)。2.分類舒適性空調(diào)系統(tǒng)：為室內(nèi)人員創(chuàng)造舒適環(huán)境使用對象

工藝性空調(diào)系統(tǒng)：滿足工藝生產(chǎn)要求二空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)及參數(shù)1.任務(wù)怎么辦？熱浪襲來空調(diào)來了來點風(fēng)吧？來點涼風(fēng)吧？來點干凈的涼風(fēng)吧？這就是空調(diào)氣流速度溫度濕度潔凈度空氣調(diào)節(jié)器參數(shù)熱舒適度等級溫度（℃）相對濕度（%）風(fēng)速（m/s）供熱工況Ⅰ級22～24≥30≤0.2Ⅱ級18～21--≤0.2供冷工況Ⅰ級24～2640～60≤0.25Ⅱ級27～28≤70≤0.3注：Ⅰ級熱舒適度較高，Ⅱ級熱舒適度一般。表1—1

人員長期逗留區(qū)域空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)2.參數(shù)三、空調(diào)基數(shù)和空調(diào)精度空調(diào)基數(shù)

空調(diào)基數(shù)是指空調(diào)房間所要求的連續(xù)時間內(nèi)溫度、濕度等參數(shù)穩(wěn)定在一定的數(shù)值上，這個數(shù)值稱為空調(diào)基數(shù)。2.空調(diào)精度

空調(diào)精度是指空調(diào)房間的溫度、濕度等參數(shù)在所要求的連續(xù)時間內(nèi)允許波動的幅度。3.一般精度空調(diào)系統(tǒng):精度在1℃以上

高精度空調(diào)系統(tǒng)：精度在1℃以下空調(diào)的發(fā)展史現(xiàn)代空氣調(diào)節(jié)技術(shù)起源于美國，9世紀(jì)初世界紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，使空氣調(diào)節(jié)成了制約其發(fā)展的瓶頸，美國工程師克勒默為美國南部的紡織廠設(shè)計和安裝了空調(diào)系統(tǒng)，并申請了60項專利，并于1906年為空調(diào)(AirConditioning)正式定名。被美國人稱為“空調(diào)之父”的開利爾于1901年創(chuàng)建了第一個暖通空調(diào)實驗室，1911年12月研究出了空氣干球溫度、濕球溫度和露點溫度的關(guān)系及空氣顯熱、潛熱和焓值的計算公式，繪出了空氣的焓-濕圖，成為了空調(diào)理論的奠基人。開利爾于1922年發(fā)明了離心式制冷機(jī)，1937年又發(fā)明了“空氣-水”式誘導(dǎo)系統(tǒng)。到20世紀(jì)60年代,開利爾又將“空氣-水”式誘導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展為風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，使空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)迅速普及生產(chǎn)、科研及人們生活的各個領(lǐng)域。第二節(jié)濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)一濕空氣的組成1.濕空氣的定義

濕空氣即為通常所說的“空氣”或“大氣”，是空氣環(huán)境的主體及空氣調(diào)節(jié)的對象。2.濕空氣的組成干空氣水蒸氣N2O2其他稀有氣體成分較為穩(wěn)定，可近似看作理想氣體。含量較少，但其變化對濕空氣的干燥及潮濕程度產(chǎn)生重要影響，是空調(diào)中的重要調(diào)節(jié)對象，也可近似看作理想氣體。二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)1.壓力

濕空氣的壓力即所謂的大氣壓力，等于干空氣的分壓力與水蒸氣的分壓力之和，即：

B=Pd+Pv

PdV=MdRdT

PvV=MvRvT式中

B、Pd、Pv

—分別為濕空氣、干空氣、水蒸氣壓力，Pa；

Md、Mv—分別為干空氣及水蒸氣的質(zhì)量，kg；

Rd、Rv—分別為干空氣及水蒸氣的氣體常數(shù)，

Rd=287J/kg·K；Rv=461J/kg·K大氣壓力隨海拔高度的升高而降低二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)1.壓力

序號千帕（kPa）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）工程大氣壓at（kgf／cm2）psi毫米汞柱（mmHg）119.87×10-30.010.1457.52101.32511.03314.696760398.10.97114.273646.8956.80×10-27.03×10-2151.7150.1331.32×10-31.36×10-31.93×10-21

壓力單位換算關(guān)系二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)2.溫度濕空氣溫度的高低對人體的舒適感和某些生產(chǎn)過程的影響較大，因此溫度是衡量空氣環(huán)境對人和生產(chǎn)是否合適的一個非常重要的參數(shù)。

濕空氣的溫度是表示空氣冷熱程度的物理量。溫標(biāo)名稱符號單位換算公式攝氏溫標(biāo)t℃熱力學(xué)溫標(biāo)TKT（K）=t+273.15華氏溫標(biāo)tF℉

三種溫標(biāo)的換算關(guān)系二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)

2.溫度（1）干球溫度（tg）（2）濕球溫度（ts）

干、濕球溫度的溫差越大，空氣越干燥，相對濕度越??；溫差越小，空氣越潮濕，相對濕度越大。（3）露點溫度（tl）

結(jié)露現(xiàn)象

機(jī)器露點：空氣經(jīng)噴水室或表冷器處理后接近飽和狀態(tài)時的終狀態(tài)點。二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)3.濕度（1）絕對濕度

每立方米空氣中含有水蒸氣的質(zhì)量。用γz表示，單位為kg／m3。（2）相對濕度空氣中的水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比，即：φ=Pv/Pvs

φ表示空氣接近飽和的程度，

φ越小，說明空氣越干燥。

（3）含濕量

1kg干空氣所含有的水蒸氣質(zhì)量，單位為kg/kg·干空氣或g/kg·干空氣。含濕量可以確切地表示空氣中實際含有的水蒸氣量的多少?？照{(diào)中常用含濕量的變化來表示空氣被加濕或減濕的程度。二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)

含濕量與水蒸氣分壓的關(guān)系將理想氣狀態(tài)方程：PdV=MdRdT，PvV=MvRvT

代入含濕量定義式：可知：在一定的大氣壓力B下，d僅與Pq有關(guān)，Pq越大，d越大。二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)4.密度與比體積

（1）密度

單位容積的濕空氣具有的質(zhì)量稱為密度。實際計算中，在標(biāo)況下，可近似取ρ=1.2kg/m3。（2）比體積

單位容積的濕空氣具有的質(zhì)量稱為密度。用符號v表示，單位為m3/kg

密度與比體積互為倒數(shù)。比體積是制冷空調(diào)工程中的重要參數(shù)之一。

二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)5.焓

定義：指1kg干空氣的比焓和d/1000kg水蒸氣的焓的總和，單位kJ/kg干空氣，取0℃時空氣的焓值為零，則：

h=1.005t+(2501+1.86t)d/1000

比焓是空調(diào)中的一個重要參數(shù)，用來計算在定壓條件下對濕空氣加熱或冷卻時吸收或放出的熱量。

濕空氣的比焓不是溫度t的單值函數(shù)，而取決于溫度和含濕量兩個因素。溫度升高，焓值可以增加，也可以減少，取決于含濕量的變化情況。

第三節(jié)空氣的焓-濕圖一、

焓-濕圖的構(gòu)成

以焓h—縱坐標(biāo)，含濕量d—橫坐標(biāo)，表示大氣壓力B一定時濕空氣各個參數(shù)之間的關(guān)系。包含：等焓線(為使圖線不過密，兩坐標(biāo)軸間夾角為135℃)等含濕量線d等溫線(干球溫度線)t等相對濕度線φ水蒸氣分壓力線Pv熱濕比線濕空氣焓濕圖等焓線等相對濕度線等干球溫度線等濕度線(水蒸氣分壓力線)熱濕比二、焓-濕圖上的等參數(shù)線

獨立狀態(tài)參數(shù)

能夠在h-d圖上確定濕空氣狀態(tài)的參數(shù)。

在B一定的條件下，在h,d,t,φ中，已知任意兩個參數(shù)，則濕空氣狀態(tài)就確定，也即在h-d圖上有一確定的點，其余參數(shù)均可由此點查出，因此，將這些參數(shù)稱為獨立參數(shù)。但d與Pq不能確定一個空氣狀態(tài)點，故d

與Pq只能有一個作為獨立參數(shù)。1.確定空氣狀態(tài)及其參數(shù)例1已知h

,d,t,φ中任意兩個，求其他參數(shù)。已知:B=760mmHg，t=20℃，

φ=70%求：h、d、Pv。1.確定空氣狀態(tài)及其參數(shù)例2求露點溫度。已知:B=760mmHg，t=25℃，

φ=70%，求tl。1.確定空氣狀態(tài)及其參數(shù)例3求濕球溫度。已知:B=760mmHg，t=33.5℃，

φ=40%，求：ts。1.確定空氣狀態(tài)及其參數(shù)例4確定空氣的狀態(tài)點。已知:B=101325Pa，t=25℃，

ts=17℃，確定空氣的狀態(tài)點。t＝25ts＝17hφ=100%2.表示空氣的狀態(tài)變化過程(1)濕空氣的加熱過程（空氣加熱器）

利用熱水、蒸汽、燃?xì)?、電阻絲、電熱管等熱源，通過熱表面加熱濕空氣，空氣不與熱媒直接接觸，因此，處理過程中空氣中的含濕量不變，而溫度會升高。該過程A→B,其ε=+∞。φ

=100%252

表示空氣的狀態(tài)變化過程(1)濕空氣的加熱過程（空氣加熱器）

利用熱水、蒸汽、燃?xì)?、電阻絲、電熱管等熱源，通過熱表面加熱濕空氣，空氣不與熱媒直接接觸，因此，處理過程中空氣中的含濕量不變，而溫度會升高。該過程A→B,其ε=+∞。φ

=100%AB26(2)濕空氣的干式冷卻過程（空氣冷卻器）利用冷水或其他冷媒通過冷表面冷卻濕空氣，當(dāng)冷表面溫度低于濕空氣的干球溫度而又高于其露點溫度時，即發(fā)生這一過程。該過程中含濕量不變，溫度降低，在h-d圖上可表示為A→C，其ε=-∞。φ

=100%CA2.表示空氣的狀態(tài)變化過程

27(2)濕空氣的減濕冷卻過程（空氣冷卻器）

使空氣和低于其露點溫度的表面接觸時，則部分水蒸氣將會在冷表面凝結(jié)，達(dá)到冷卻減濕的目的（即冷卻干燥）該過程為在h-d圖上可表示為A→D。φ

=100%DA2表示空氣的狀態(tài)變化過程28(3)濕空氣的等焓減濕過程

利用固體吸濕劑（硅膠、分子篩、氯化鈣等）處理空氣時，空氣中的水蒸氣被吸濕劑吸附，含濕量降低，吸附時放出的凝聚熱又重新返回空氣中，故吸附前后可近似認(rèn)為空氣的焓值不變。該過程為A→G，其ε=0。φ=100%GA2表示空氣的狀態(tài)變化過程29(4)濕空氣的等焓加濕過程(絕熱加濕)利用循環(huán)水噴淋空氣時，空氣與水長時間接觸，水及其表面的飽和空氣層的溫度即等于該濕空氣的濕球溫度。該過程為A→F，其ε=0。

φ=100%FA2.表示空氣的狀態(tài)變化過程30(4)濕空氣的等溫加濕過程(噴蒸氣處理過程)利用干式蒸氣加濕器或電加濕器，將水蒸氣直接噴入被處理的空氣中，達(dá)到對空氣加濕的效果。該過程的熱濕比值等于水蒸氣的焓值，大致與等溫線平行，可近似認(rèn)為，該過程為等溫加濕過程。該過程為A→E。

φ=100%EA2表示空氣的狀態(tài)變化過程

3.兩種不同狀態(tài)空氣混合過程的計算

狀態(tài)1、狀態(tài)2兩種空氣進(jìn)行混合，流量為G1kg/h和G2kg/h，混合后的空氣狀態(tài)可由h—d圖中求出，如圖示。3點將連線線段1—2分為兩段1－3和2－3，1點的空氣量是G1，2點的空氣量為G2，混合后的狀態(tài)3點滿足如下關(guān)系：第四節(jié)空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷的估算一、空調(diào)調(diào)節(jié)負(fù)荷的基本構(gòu)成1.負(fù)荷在空調(diào)技術(shù)中，將干擾因素對室內(nèi)造成的影響稱為負(fù)荷。2.冷（熱）負(fù)荷在某一時刻為保持空調(diào)房間內(nèi)一定的溫度條件而向房間內(nèi)提供的冷量（熱量）稱為空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱負(fù)荷。3.濕負(fù)荷為維持房間內(nèi)的相對濕度所需要除去的濕量稱為空調(diào)系統(tǒng)的濕負(fù)荷。一、空調(diào)調(diào)節(jié)負(fù)荷的基本構(gòu)成3.冷、熱負(fù)荷的影響因素（1）太陽輻射的熱量。（2）人體的散熱量。（3）房間內(nèi)照明設(shè)備、電氣設(shè)備或其他熱源的散熱量。（4）室外空氣滲入房間的熱量。（5）伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量。4.濕負(fù)荷的影響因素（1）人體散濕量（2）各種設(shè)備、器具的散濕量（3）食物、飲料等的散濕量二、房間負(fù)荷的估算1.簡單計算法

以圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)人員的負(fù)荷為基礎(chǔ)，按各面朝向計算其負(fù)荷。室內(nèi)人員散熱量按人均116.3W計算，最后將各項數(shù)量的和乘以新風(fēng)負(fù)荷系數(shù)1.5，即為估算結(jié)果。

Q

——空調(diào)系統(tǒng)的總負(fù)荷，單位為W；

Qw—圍護(hù)結(jié)構(gòu)引起的總冷負(fù)荷，單位為W；

n

——