设备管理_空气热湿处理过程与设备概述

第三章 空气热湿处理过程与设备 长沙理工大学能源理动力工程学院 2 3 1空气热湿处理途径与风量 一 房间送风量 夏季送风量的确定 夏季送风目的 消除余热 余湿 维持室内温 湿度 3 1基本要求 式 3 1 式 3 3 上式中 d kg kg G iO Q W dO G in dn G G 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 3 3 1空气热湿处理途径与风量 送风量 由热平衡式3 1 有式中 Q kW 即kJ s in io kJ kg 由湿平衡式3 3 有式中 W kg s dn do kg kg 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 4 3 1空气热湿处理途径与风量 同时满足热平衡和湿平衡 则有 如果 含湿量d的单位为g kg 则有 式 3 5 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 5 3 1空气热湿处理途径与风量 分析 当余热 余湿量一定时 有 在i d图上它反映的是空气处理过程线的斜率 所谓空气处理过程线 就是空气初状态点到终状态点的连线 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 6 3 1空气热湿处理途径与风量 夏季消除余热 位于N点以下的热湿比线上任意一点 均可作为送风状态点 3 1基本要求 to tomav 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 7 3 1空气热湿处理途径与风量 分析 送风点间距与送风量大小的关系O点距N越近 送风量越大 反之越小 送风量大小对系统的影响 经济技术方面的影响 G 设备 管道 费用 风系统投资和运行费用减少 设备 管道 有效空间占用减小 施工难度降低 空调效果影响 送风量太小时 意味着送风温度很低 可能使人感受冷气流的作用 且室内温 湿度分布的均匀性和稳定性将会受到影响 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 8 3 1空气热湿处理途径与风量 风量估算换气次数法估算 舒适性空调 温度波动范围 1 设计中可选用能够达到的最大温差 t 15 尽量减小送风量 冬季送风量的确定 一般系统 风量冬小夏大 按夏季设计 全年运行状况 全年定风量 全年变风量 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 9 3 1空气热湿处理途径与风量 二 新风量的确定 满足卫生要求民用建筑最小新风量为 3 1基本要求 生产厂房的工艺空调 新风量按 30m3 h人采用 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 10 3 1空气热湿处理途径与风量 维持风量平衡 补充局部排风 保持房间正压一般 室内正压 H 5 10Pa 不得超过50Pa 满足最小新风比一般规定 GX 10 GS即新风比 m 10 新风比 新风量与总送风量的比值 最小新风量 按上述条件 选出一个最大值作为设计新风量 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 11 3 1空气热湿处理途径与风量 三 空调房间的空气平衡全年固定新风比的系统 新风量LW 渗透风量LS 全年新风可变系统 有下述几种风量平衡关系 对房间 L LX LS对空调处理箱 L Lh LW对P结点 LP LX h对空调系统 LP LW LS 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 12 3 1空气热湿处理途径与风量 四 空气热湿处理的基本过程 四个典型过程 1 等湿加热过程特点 温度升高 焓增加 含湿量不变 措施 表面换热器 电加热器等 焓湿图 垂直向上 A B 热湿比 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 A B 等湿加热 13 3 1空气热湿处理途径与风量 2 等湿冷却 干冷 过程措施 表面换热器等 焓湿图 垂直向下 A C 特点 温度降低 焓减少 含湿量不变 热湿比 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 C A 等湿冷却 14 3 1空气热湿处理途径与风量 3 等焓加湿过程措施 喷循环水 焓湿图 近似沿等焓线向下 A E 特点 温度下降 焓近似不变 含湿量增加 热湿比 4 19ts 0 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 E A 等焓加湿 15 3 1空气热湿处理途径与风量 4 等焓减湿过程措施 固体吸湿剂吸湿 焓湿图 沿等焓线向上 A D 特点 温度升高 焓近似不变 含湿量降低 热湿比 0 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 D A 等焓减湿 16 3 1空气热湿处理途径与风量 四个象限 由 和 0两条线将焓湿图分成四个象限 在这四个象限内的空气状态变化过程 统称为 多变过程 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 0 I II III IV 0 0 0 0 17 3 1空气热湿处理途径与风量 前述的空气处理过程为四个典型过程 此外 还有两种空气处理基本过程 等温加湿 冷却干燥 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 0 I II III IV 等湿加热 等焓减湿 等湿冷却 等焓加湿 18 3 1空气热湿处理途径与风量 等温加湿过程措施 喷饱和蒸汽 热湿比 iq为蒸汽焓值 iq 2500 2700kJ kg 该值与等温变化过程的 值十分接近 故认为蒸汽加湿是近似等温 焓湿图 沿等温线向右 A F 特点 湿度增加 焓增加 温度基本不变 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 F A 等温加湿 19 3 1空气热湿处理途径与风量 冷却干燥过程措施 喷水室或表冷器低于空气露点温度接触空气 焓湿图 向左下 A G 特点 温度 湿度 焓均减少 热湿比 3 1基本要求 房间送风量计算 房间送风量大小对系统的影响分析 新风量的确定原则 4 空气平衡分析方法 5 空气热湿处理的基本过程 G A 冷却干燥 20 3 1空气热湿处理途径与风量 空气混合两种状态的空气混合 其混合后的空气状态点在原来两种空气状态点的连线上 参与混合的空气质量与线段长度成反比 3 1基本要求 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 21 3 1空气热湿处理途径与风量 五 空气热湿处理的途径与方案采暖 对室内循环空气进行加热 空调 对送入室内的空气和室内一部分循环空气进行热湿处理 基本方法 热湿交换 直接或间接 交换介质 水 蒸汽 冰 盐溶液 制冷剂等 3 1基本要求 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 加热 冷却 加湿 除湿等 22 3 1空气热湿处理途径与风量 夏季热湿处理途径空气初始状态 W处理后的状态 O多种途径实现 1 直接处理W O措施 液体吸湿剂减湿冷却特点 一步实现 过程简单 能量利用合理 液体吸湿系统复杂 初投资和运行管理都有诸多不利 3 1基本要求 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 23 3 1空气热湿处理途径与风量 2 冷却减湿 干式加热W L O 3 1基本要求 W L 措施 喷水室冷水喷淋 表冷器间接冷却 L O 措施 空气加热器干加热特点 两步过程 容易控制冷热抵消 能量浪费需两套装置 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 24 3 1空气热湿处理途径与风量 3 等焓减湿 等湿冷却W 1 O 3 1基本要求 W 1 措施 固体吸湿剂等焓减湿 1 O 措施 表冷器干冷 特点 无冷热抵消 减小能量浪费 冷媒温度不需过低 减小制冷设备容量 吸湿装置初投资和运行管理不利 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 25 3 1空气热湿处理途径与风量 冬季热湿处理途径空气初始状态 W 处理后的状态 O多种途径实现 3 1基本要求 喷淋加湿 再加热W L O W L 措施 喷水室喷热水 L O 措施 空气加热器加热适于 有喷水室且具备热水条件时 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 26 3 1空气热湿处理途径与风量 2 预热 蒸汽加湿 再热W 2 L O W 2 措施 空气加热器预热 3 1基本要求 2 L 措施 喷蒸汽等温加湿 L O 措施 空气加热器加热适于 采用表冷器处理空气时 2 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 27 3 1空气热湿处理途径与风量 3 预热 喷循环水加湿 再热W 3 L O W 3 措施 空气加热器预热 3 1基本要求 3 L 措施 喷循环水绝热加湿 L O 措施 空气加热器再热适于 带有喷水室的空调系统 3 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 28 3 1空气热湿处理途径与风量 4 预热 蒸汽加湿W 4 O W 4 措施 空气加热器预热 3 1基本要求 4 O 措施 喷蒸汽等温加湿特点 两个步骤节省投资适于蒸汽热源 缺点 加湿量不易调节 控制 会产生异味 影响卫生条件改善 4 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 29 3 1空气热湿处理途径与风量 5 预热 循环水加湿 混合加热 3 1基本要求 W 5 措施 空气加热器预热 5 L 措施 喷循环水绝热加湿 L 5措施 混合 5 L O 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 30 3 1空气热湿处理途径与风量 特点 无再加热器 预热器体形加大 气流旁通 需加大空气处理箱断面 送风参数O 比较容易调节控制 3 1基本要求 5 L 适用于夏季需要喷水室的系统 6 混合空气量及状态的计算 7 空气热湿处理的途径和方案 31 3 2用喷水室处理空气 喷水室功能 利用细小水滴使空气与水进行热湿交换 以实现多种空气处理过程 一 喷水室的构造与类型1 单级 双级 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 32 3 2用喷水室处理空气 双级喷水室 水路和风路分别为串联流程 特点 喷淋水利用率高 处理焓差加大 缺点 设备占地面积大 水系统复杂 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 33 3 2用喷水室处理空气 2 立式 卧式卧式喷水室 空气水平流过喷水室 设备占地面积相对较大 3 2基本要求 立式喷水室 空气自下而上 与喷淋水逆向流动 气水接触交换效果好 占地少 适宜于机房层高允许场所 立式喷水室 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 34 3 2用喷水室处理空气 3 低速 高速低速喷水室 空气流动速度v 2 3m s高速喷水室 空气流动速度v 3m s高速喷水室体积小 节省占地 热交换效率高 节电 节水 3 2基本要求 Luwa公司高速喷水室 美国Carrier高速喷水室 v 8 10m s 瑞士Luwa高速喷水室 v 3 5 6 5m s 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 35 3 2用喷水室处理空气 4 喷水方式 顺喷 顺气流方向 逆喷 对喷 细喷 适用于空气加湿处理 由小孔径 高压力可实现 粗喷 适用于空气冷却干燥 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 36 3 2用喷水室处理空气 二 喷水室处理空气的过程分析 假想条件1 定义 与空气接触的水量无限多 接触时间无限长 水温不发生变化 全部空气都能达到具有水温的饱和状态点 2 空气的终状态 位于i d图的饱和曲线上 温度等于水温 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 2 掌握假想条件和理想过程的基本概念 37 3 2用喷水室处理空气 3 假想条件下的空气状态变化根据水温不同 假想条件下 空气状态变化过程不同 根据水温分别与露点温度 湿球温度 干球温度的不同 有7个典型过程 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 2 掌握假想条件和理想过程的基本概念 其中有三个过程比较特殊 38 3 2用喷水室处理空气 水温与空气露点温度相同等湿变化A 2为空气湿变化的分界 水温与空气湿球温度相等等焓变化 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 2 掌握假想条件和理想过程的基本概念 A 4是焓变化的分界 水温与空气干球温度相等等温变化A 6温度变化的分界线 39 3 2用喷水室处理空气 理想过程 1 定义 有限水量接触时 接触时间无限长 水温和空气温度都要变化 最终空气和水温一致 并达到饱和 变化过程由于水温也要变化 故其变化过程线为曲线而不是直线 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 2 掌握假想条件和理想过程的基本概念 40 3 2用喷水室处理空气 3 2基本要求 1 了解喷水室的功能及基本工作原理 2 掌握假想条件和理想过程的基本概念 a 为顺喷时的理想过程 b 为逆喷时的理想过程 41 3 2用喷水室处理空气 实际变化过程水量有限 时间不长 水温变化 空气状态接近饱和而难以饱和 机器露点 空气经处理后所能达到的最大程度饱和点 即接近饱和但尚未饱和的状态点 3 2基本要求 42 3 2用喷水室处理空气 三 喷水室的设计与选择计算内容 热工计算和阻力计算 热工计算两个效率系数 空气状态变化实际过程与理想过程换热量的比值 热交换效率系数 全热交换效率 第一热交换效率 同时考虑空气和水的状态变化 接触系数 通用热交换效率 第二热交换效率 仅考虑空气的状态变化 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 43 3 2用喷水室处理空气 喷水室的热交换效率 全热交换效率E空气与有限水量接触 空气与水的状态变化如下 3 2基本要求 理想条件下 空气状态由1变到3点 水温由点5 tw1 变到点3 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 44 3 2用喷水室处理空气 实际条件下 空气状态由1只能变到2 水温也只能由5达到4 tw2 即低于3点的温度 3 2基本要求 全热交换效率 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 45 3 2用喷水室处理空气 全热交换效率 3 2基本要求 整理后 按照空气和水的初终状态表示的计算式为 式 3 7 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 46 3 2用喷水室处理空气 热湿交换与水 空气温差 ts2 tw2 越大 热湿交换越不完善 反之表明越接近理想程度 3 2基本要求 热交换效率 空气与水终温差 ts2 tw2 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 47 3 2用喷水室处理空气 绝热加湿的热交换效率系数对于喷水室处理空气 式3 7适用于除绝热加湿外的所有处理过程 对于绝热加湿过程 理想条件下 3 2基本要求 空气终状态可达到3 实际条件下 只能到达接近3的2点 式 3 9 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 48 3 2用喷水室处理空气 接触系数 通用热交换效率 E 意义 通用热交换效率是仅考虑空气状态变化而不考虑水温变化 实际换热与理想条件下换热的比值 由图3 12 有 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 49 3 2用喷水室处理空气 经变化可得到用空气初终状态参数来表示的通用热交换效率表达式 式 3 9 适用范围 可应用于所有喷水室处理过程 包括绝热加湿 另外 对于绝热加湿过程 E E 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 50 3 2用喷水室处理空气 喷水室热工性能的影响因素四方面 空气质量流速 单位时间内通过喷水室单位断面积的空气质量 式 3 11 v 空气流速 m s 空气密度 kg m3 G 通过喷水室的空气量 kg h f 喷水室横断面积 m2 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 51 3 2用喷水室处理空气 影响 增加质量流速 喷水处理效果增强 即热交换效率系数和接触系数增大 相同风量条件下 喷水室断面尺寸和占地面积减小 挡水板过水量和阻力增大 常用取值范围 2 5 3 5kg m2s 喷水系数 处理每kg空气所用的水量 式 3 12 W 总喷水量 kg h G 通过喷水室的风量 kg h 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 52 3 2用喷水室处理空气 影响 加大喷水系数 喷水处理效果增强 即热交换效率系数和接触系数增大 不同的处理过程 喷水系数应不同 通过热工计算确定 喷水室结构特性 喷嘴排数 热交换效果单排比双排差 双排与三排接近 工程中多用双排 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 53 3 2用喷水室处理空气 喷嘴密度 每m2喷水室断面上布置的单排喷嘴个数 影响 密度过大 水苗重叠 不能充分发挥各自作用 密度过小 水苗不能覆盖整个喷水室断面 致使部分空气无法接触水流 具体数值与喷嘴形式有关 Y 1型喷嘴一般为13 24个 m2排 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 54 3 2用喷水室处理空气 排管间距 排管间距取600mm为宜 加大间距并不能提高热交换效果 喷嘴孔径 影响 孔径小 水滴细 增加气水接触面积 热交换效果好 孔径小 易堵塞 且相同水流量下 要求的喷嘴数增多 细喷不适宜用于冷却干燥处理 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 55 3 2用喷水室处理空气 喷水方向 单排喷嘴喷水室 逆喷优于顺喷 双排喷嘴喷水室 对喷优于逆喷 三排喷嘴喷水室 一顺两逆较好 喷嘴形式除上之外 喷嘴形式对热交换效果也有影响 空气与水的初参数初参数决定喷水室内热湿交换的方向和交换量的大小 即会导致不同的处理过程和结果 对同一处理过程 初参数变化对热交换效果影响不大 可以忽略不计 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 56 3 2用喷水室处理空气 喷水室热工计算的原则应当满足热交换效率和热平衡关系的要求 喷水室的实际热交换效率 所需要的热交换效率由空气和水的初终状态参数计算得出 喷水室实际热交换效率由实验方法获取 喷水室实际热交换效率与质量流速及喷水系数的关系式 热交换效率系数 全热交换效率 式 3 13 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 5 喷水室热工计算原则 57 3 2用喷水室处理空气 接触系数 通用热交换效率 式 3 14 其中的系数和指数因喷水室结构及空气处理过程不同而不同 由实验整理得到 喷水室热工计算方程式 满足全热交换效率原则式 3 15 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 5 喷水室热工计算原则 58 3 2用喷水室处理空气 满足通用热交换效率原则式 3 16 满足热平衡原则空气放出 吸收 热量与水吸收 放出 热量相等 式 3 17 即 在ts 0 20 范围内 近似有 i 2 86 ts 而水的定压比热为c 4 19kJ kg 于是式3 17又可写为 式 3 18 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 5 喷水室热工计算原则 59 3 2用喷水室处理空气 上述方程组联立求解 在设计计算中可求得所需冷源的水温和水量 在校核计算中可计算出空气所能达到的参数及水的终温 喷水室阻力计算空气流经喷水室的阻力 由三部分构成 计算式见教材式3 19 20 21 挡水板阻力 Hd 式3 19 喷嘴排管阻力 Hp 式3 20 水苗阻力 Hw 式3 21 喷水室总阻力 H为 H Hd Hp Hw 3 2基本要求 3 喷水室的两个效率系数的意义 4 喷水室换热效率的影响因素 5 喷水室热工计算原则 6 喷水室的阻力构成 60 3 3用表面式换热器处理空气 功能 利用换热工质 通过金属表面实现对空气的热交换 一 表面式换热器的构造与安装 类型与构造1 按媒体分 空气加热器 热媒 热水 蒸汽 可实现对空气的加热处理 表面式冷却器 表冷器 冷媒 冷水 水冷式 制冷剂 直接蒸发式 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 61 3 3用表面式换热器处理空气 2 按构造分 光管式 由若干排钢管与联箱焊接而成 热效率低 金属耗量大 优点是表面易清扫 空气阻力小 加工方便 少量应用 肋管式 管外侧加肋片 技术要求 管与肋片接触紧密 连接牢靠 减小接触热阻 空气扰动性好 提高传热系数 空气阻力小 表面易清扫 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 62 3 3用表面式换热器处理空气 提高性能的主要措施1 合理的结构参数 2 缩小管间距 3 缩小间隙 减小传热热阻 4 亲水性处理 减小水珠阻力 5 加强表面空气扰动 表面式换热器的安装 连接 安装与组合安装方式 蒸汽热媒 最好不要水平安装 以免积聚凝结水 影响传热 垂直安装 肋片要垂直 避免肋片积水增加空气阻力 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 63 3 3用表面式换热器处理空气 组合方式 串联 并联或串 并联组合 处理空气量大时用并联 处理温差大时用串联 表面式换热器的连接 表面式空气加热器热水热媒 串 并联均可 管路串联时 热水流速增大 有利于水力工况的稳定和提高传热系数 但水系统阻力增加 蒸汽热媒 只能用并联 否则后一级热媒将变成凝结水 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 64 3 3用表面式换热器处理空气 表冷器冷媒与空气逆向流动 增加传热温差 表冷器并联组合时 管路并联连接 表冷器串联时 管路采用串联 考虑表面凝结水的排放 需要在表冷器下部装接水盘和排水管 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 65 3 3用表面式换热器处理空气 二 表面式换热器的热工特性 等湿过程 干工况 过程类型 等湿加热和等湿冷却两种 特点 只有显热交换 没有潜热发生 换热量 取决于传热系数 传热面积 对数平均温差 减湿冷却 湿工况 特点 同时存在显热和潜热交换 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 66 3 3用表面式换热器处理空气 换热能力 比干工况的热交换能力大 换热扩大系数 析湿系数 定义 总热交换量与显热交换量的比值 式 3 26 tb ib 饱和状态空气的温度和焓 干工况 1湿工况 1 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 67 3 3用表面式换热器处理空气 对于实际被处理的空气 还可按下式表示 t1 i1 初始状态空气的温度和焓 t2 i2 终状态空气的温度和焓 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 3 3基本要求 68 3 3用表面式换热器处理空气 表冷器的热交换效率1 全热交换效率 热交换效率系数 Eg冷却过程中空气的实际换热量与理想过程下的换热量之比 式 3 31 又称 干球温度效率 影响因素 Eg f vy w 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 4 影响表冷器热交换效率的主要因素 图3 17 69 3 3用表面式换热器处理空气 2 通用热交换效率E 也称接触系数 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 4 影响表冷器热交换效率的主要因素 70 3 3用表面式换热器处理空气 2 通用热交换效率E 经过推导分析 可得计算式为 式 3 34 a 肋通系数 每排肋管外表面积F N与迎风面积Fy之比 a F NfyF 传热面积 N 肋管排数 当结构一定 a为常数 此时 E f vy N 即 与迎面风速vy和肋管排数N有关 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 4 影响表冷器热交换效率的主要因素 71 3 3用表面式换热器处理空气 迎面风速和肋管排数对表冷器的影响 vy E 阻力 尺寸 N E 阻力 后排 t 减少传热量 工程实际 vy 2 3m s N 8排 表冷器计算附加量附加原因 长期使用 因积灰 结垢等 传热系数会下降 附加量 1 冷热两用表冷器 a 0 9 2 单冷却用表冷器 a 0 94 或者 水初温降低水温升的10 20 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 4 影响表冷器热交换效率的主要因素 72 3 3用表面式换热器处理空气 三 表面式换热器的阻力计算 计算内容 空气阻力 水阻力 计算方法 由实验公式计算得到 特点 与加热器计算方法和公式形式类似 区别 表冷器空气阻力有干湿工况之分 湿工况空气阻力大于干工况阻力 换热媒体阻力计算分水和蒸汽两种 3 3基本要求 了解表面式的热器的主要类型 2 干湿工况的热工特性 3 析湿系数的概念 4 影响表冷器热交换效率的主要因素 5 表冷器阻力计算内容 6 干湿工况空气阻力的比较 73 表冷器设计计算 设计计算任务 选择定型表冷器 以满足已知初 终参数的空气处理要求 74 表冷器校核计算 校核计算的任务 检查一定型号的表冷器能将一定初参数的空气处理到什么样的终参数 75 思考题 问题1 如果表冷器水温高于露点温度 空气终状态落在什么位置 76 3 4其他加湿处理过程与设备 一 空气加湿方法与类型空气加湿的位置 空气处理箱 送风管 房间内 方法分为两大类 1 向空气中喷蒸汽 等温加湿2 向空气中喷水雾 等焓加湿所需加湿量 W G d2 d1 kg hG 风量 kg hd1 d2 空气进出口含湿量 kg kg干 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 77 3 4其他加湿处理过程与设备 二 典型的空气加湿器 喷蒸汽类 蒸汽喷管和干蒸汽加湿器 普通蒸汽喷管特点 构造简单 但带凝结水滴 影响效果 用于要求不高的地方 干蒸汽加湿器在普通喷管外加保温 特点 喷出蒸汽是干蒸汽 不带水滴 应用普遍 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 78 3 4其他加湿处理过程与设备 喷口喷汽量 与喷口面积f和蒸汽工作压力P有关 g 0 594f 1 p 0 97kg h式 3 49 通常工作压力P 0 03MPa 以减小噪声 加热蒸发类加湿器水加热 使其变成蒸汽 电加湿器 电极式加湿器原理 电极棒插入水中 用电加热水产生蒸汽 三相电源有三根金属电极 单相电源用两根 产汽量 通过水位调节 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 79 3 4其他加湿处理过程与设备 优点 结构紧凑 加湿量容易控制 不需要蒸汽源 缺点 耗电量大 电极表面易结垢 腐蚀 宜用于小型系统 功率 N kW iq ctw kW式 3 50 W 蒸汽发生量 kg siq 蒸汽焓 kJ kg tw 进水温度k 考虑元件结垢引入的系数 1 05 1 2 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 80 3 4其他加湿处理过程与设备 电热式加湿器原理 电热管置于水盘中将水加热产生蒸汽 加湿量 由水温和水表面积决定 3 4基本要求 管状电热元件 排水 给水 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 81 3 4其他加湿处理过程与设备 红外线加湿器原理 红外线灯2200 的高温加热水体 使其产生过热蒸汽 实现空气的加湿 特点 运行控制简单 动作灵敏 加湿迅速 蒸汽洁净 耗电量大 价格较高 适用于 温湿度控制严格 加湿量不大的中小型空调或净化系统 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 82 3 4其他加湿处理过程与设备 PTC蒸汽加湿器原理 利用PTC热电变阻器直接加热水体 产生蒸汽 特点 运行平稳 安全 蒸发迅速 不结露 寿命长 控制 维修简便 适用于 温湿度要求较严格的中 小型空调系统 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 83 3 4其他加湿处理过程与设备 雾化蒸发类加湿器 超声波加湿器原理 利用超声波振荡使水雾化 形成蒸汽 特点 运行安静可靠 反应灵敏 能耗较少 加湿效果好 能产生负氧离子 有益健康 但水质较硬时 会产生白色粉末附在室内物体表面 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 84 3 4其他加湿处理过程与设备 离心式加湿器原理 依靠离心力作用使水雾化 蒸发 加湿空气 特点 节省电能 动作灵敏 使用寿命长 安装维护简便 但生成雾粒粒径大 水的利用率低 表面蒸发类原理 利用水膜表面水分蒸发 加湿空气 类型有 透湿膜加湿器 湿面蒸发式加湿器 水槽 水帘简易加湿等 3 4基本要求 空气加湿的两种类型 加湿量的计算 3 常用空气加湿器及原理 85 3 5其他减湿处理过程与设备 度量标准 含湿量和相对湿度 一 加热通风降湿 加热减湿特点 温度升高 相对湿度下降 含湿量不变 适用于 工艺无特殊要求 室内余热不大或人员很少的一些地下厂房 其他减湿处理方法和特点 3 5基本要求 86 3 5其他减湿处理过程与设备 通风降湿用室外低含湿量的空气置换含湿量高的室内空气 以实现空气的减湿 特点 简单经济 但空气处理效果受自然条件影响 难以控制 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 87 3 5其他减湿处理过程与设备 综合作用加热和通风结合 可同时对室内空气的温度和相对湿度进行调节 特点 设备简单 费用少 可能条件下优先采用 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 88 3 5其他减湿处理过程与设备 二 冷冻除湿机除湿 冷冻除湿机原理 潮湿空气 蒸发器冷却减湿 冷凝器加热升温 温度高 含湿量低的空气 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 89 3 5其他减湿处理过程与设备 特点效果可靠 使用方便 无需热源 维护保养不便 不宜用于环境温度过高或过低的场合 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 90 3 5其他减湿处理过程与设备 计算分析1 制冷量 Q0 G i1 i2 kW式 3 51 2 除湿量 W G d1 d2 kg s式 3 52 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 91 3 5其他减湿处理过程与设备 计算3 冷凝器排热量 Qk G i3 i2 kW式 3 53 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 92 3 5其他减湿处理过程与设备 4 出口空气参数制冷系统热平衡式 Qk Q0 NikWNi 制冷压缩机输入功率 kW即 G i3 i2 G i1 i2 Ni由上可得出口空气焓 式 3 54 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 93 3 5其他减湿处理过程与设备 性能分析由热湿比定义 Q W知 W Q0 结论 冷冻除湿机的除湿量与制冷量成正比 与除湿过程 1 2 的角系数值成反比 需处理的空气温度越高 湿度越小 降低含湿量所需的制冷量就越大 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 94 3 5其他减湿处理过程与设备 三 吸湿剂减湿 液体吸湿剂 材料氯化钙 氯化锂 三甘醇水溶液 减湿过程控制盐水溶液的浓度和温度 可实现各种处理过程 实际中以降温减湿的情况最多 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 95 3 5其他减湿处理过程与设备 优点 减湿辐度大 能达到较低的含湿量 吸湿温度高 无需冷冻设备 一般天然水即可配置溶液 过程单一 无能量抵消 避免了冷量和热量的浪费 某些盐水溶液具有杀菌作用 可以解决灭菌问题 4 缺点 需要再生设备 系统比较复杂 某些盐水溶液对设备有腐蚀 需要防腐 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 96 3 5其他减湿处理过程与设备 固体吸湿剂 常用材料 硅胶 氯化钙 铝胶等 吸湿过程 近似等焓减湿 温度上升 如果要求得到温度较低的空气 还需进行冷却处理 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 97 3 5其他减湿处理过程与设备 系统形式及吸湿剂再生 静态吸湿 潮湿空气以自然流动状态与吸湿剂接触 动态吸湿 在风机作用下 潮湿空气强制通过吸附剂层 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 98 3 5其他减湿处理过程与设备 吸湿剂再生 采用180 240 热空气加热干燥 再次使用前还需要冷却 两套设备并联 一套吸湿时 另一套再生 转动式吸湿设备 吸湿再生同时进行 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 99 3 5其他减湿处理过程与设备 固体吸湿特点 优点 除湿量大 能得到高温干燥的空气 适用于余湿量大 余热量小的工程 当空气的露点温度较低时 仍有较好的除湿效果 设备简单 价格便宜 缺点 性能不稳定 开始吸湿强 逐渐下降 直到饱和 导致出口空气参数不稳定 再生工作量大 某些吸湿剂 如氯化钙 有腐蚀性 需作防腐处理 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 100 3 5其他减湿处理过程与设备 四 氯化锂转轮除湿机原理 利用涂有氯化锂吸湿剂的玻璃纤维纸对空气进行吸湿 构造 吸湿纸装于转轮内 在转轮周而复始的旋转中 使吸湿剂周期性的交替进入吸湿区和干燥区 从而完成连续吸湿和再生 特点 吸湿能力强 维护管理方便 连续稳定运行 3 5基本要求 其他减湿处理方法和特点 101 3 6供暖方式及设备 一 常用供暖方式 对流供暖依靠流体的运动 把热量由一处传递到另一处 传热方式以对流 convection 为主 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 102 3 6供暖方式及设备 作用原理 常见设备形式 对流散热器 暖风机 风机盘管 加热空气 空气对流 减少人体散热 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 103 3 6供暖方式及设备 辐射供暖 以辐射 radiation 为主 依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线 电磁波 光子 传递热量 热辐射主要是指红外线辐射 0 76 600 m 可见光线的能量是很少的 可忽略不计 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 104 3 6供暖方式及设备 1 作用原理 通过加热设备表面产生的热射线 直接将热量投射到人体 周围围护结构和室内物体表面 2 热媒形式 温度比较高的热水 少数时候也有蒸汽 如工厂车间 3 常见设备形式 辐射供暖板 燃气燃烧器 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 3 辐射供暖特点分析 舒适 卫生 节能等方面 105 3 6供暖方式及设备 特点比较 1 辐射 温度双重作用 2 温度分布均匀 可实现下热上凉 3 提高物体表面温度 减少表面冷辐射 辐射供暖分析 舒适状况分析 106 3 6供暖方式及设备 特点比较 室内空气流动平缓 减少尘埃飞扬 辐射供暖分析 卫生状况分析 107 3 6供暖方式及设备 特点比较 1 温度梯度小 避免因上部过热造成的传热加大 2 辐射热量直接投射到人体 室内温度可比对流供暖降低2 3 从而降低能耗10 20 能耗状况分析 辐射供暖分析 108 3 6供暖方式及设备 特点比较 1 辐射板可吊装 节省占地面积2 辐射供暖可与建筑结合 室内可不设管道及设备 辐射方式 109 3 6供暖方式及设备 特点比较 与建筑结合的辐射供暖系统安装难度大 要求高 辐射方式 110 3 6供暖方式及设备 特点比较 与建筑结合的暗装辐射供暖维修困难 辐射方式 111 3 6供暖方式及设备 特点比较 辐射比对流约高15 25 辐射方式 112 3 6供暖方式及设备 系统冬夏应用性能 辐射传热方式 可用作夏季辐射供冷 对流传热方式 自然对流供暖系统 冷表面难以形成空气对流 强制对流 暖风机 可用作夏季供冷 如风机盘管 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 3 辐射供暖特点分析 舒适 卫生 节能等方面 113 3 6供暖方式及设备 二 供暖设备的种类和选择 分类以材料分 金属 钢 铁 铝 铜等 和非金属 陶瓷 混凝土 塑料等 以形状分 管型 翼型 柱型和平板型等 以传热方式分 对流为主 管 柱 翼 钢串片等 辐射为主 辐射板 红外辐射器等 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 3 辐射供暖特点分析 舒适 卫生 节能等方面 4 散热器主要类型 114 3 6供暖方式及设备 柱形散热器 115 3 6供暖方式及设备 各类散热器 116 3 6供暖方式及设备 安装在浴室内的散热器 117 3 6供暖方式及设备 体育馆辐射板供暖 118 3 6供暖方式及设备 对散热器的要求 传热系数大 散热方式好 金属热强度高金属热强度 在温差1 时 每公斤质量散热器每小时所释放的热量 机械强度 承压能力强 便于安装组合 美观卫生与建筑物内部装修协调一致 表面不易积灰 3 6基本要求 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 3 辐射供暖特点分析 舒适 卫生 节能等方面 4 散热器主要类型 119 3 6供暖方式及设备 选用原则 房间用途 系统压力 安装条件 货源 价格 统一规格 3 6基本要求 美观 卫生 机械强度 耐腐蚀性 高层建筑 高温水系统要求承压强 高度 体积 安装距离 对流空间 供暖常用方式和特点 2 对流 辐射供暖的常用设备 3 辐射供暖特点分析 舒适 卫生 节能等方面 4 散热器主要类型 120 3 6供暖方式及设备 三 散热器的计算 对流供暖 目的 确定所需散热面积 片数 个数 校核已知散热设备的散热量 面积计算方法式 3 62 散热器内热媒平均温度的确定影响因素 热媒种类 参数 系统形式 3 6基本要求 5 散热器面积计算方法及公式 6 立管流量的计算及公式 7 散热器水温计算方法 8 传热系