采暖通风与空调

采暖通风与空调第1页，共50页，2023年，2月20日，星期四第3章空气热湿处理过程与设备为满足空调房间送风参数的要求，在空调系统中必须有相应的热质处理设备，以便能对空气进行各种热质处理，使之达到所要求的送风状态，本章将介绍对空气进行各种处理的方法和过程及其有关的设备知识第2页，共50页，2023年，2月20日，星期四3.1空气热湿处理的依据与途径3.1.1送风状态与送风量1）夏季送风状态与送风量（1）房间通风量与换气次数第3页，共50页，2023年，2月20日，星期四空调房间热、湿、风量平衡分析图3.1房间通风示意图图3.1给出一空调房间通风示意图。假定夏季该房间送入数量为G（kg/s），状态为O的空气，吸收室内余热量Q和余湿量W后，其状态变成室内设计状态N，然后从房间排出。第4页，共50页，2023年，2月20日，星期四由热平衡：即由湿平衡：即（2）（1）第5页，共50页，2023年，2月20日，星期四由于空气同时吸收余热和余湿，状态由O变为N，则在变化过程中的热湿比由（1）（2）式

故第6页，共50页，2023年，2月20日，星期四房间通风量与换气次数目的在于解决：送什么状态（O）的空气入室？送多少数量（G）的空气入室？送风量第7页，共50页，2023年，2月20日，星期四图3.2室内空气状态变化过程第8页，共50页，2023年，2月20日，星期四换气次数n定义：房间通风量L（m3/h）与房间容积V（m3）之比，（次/h）第9页，共50页，2023年，2月20日，星期四一般规定，空调系统送风量中新风所占比例不应低于10%。若按上述方法得出的新风量低于10%时，也应按10%计算。对于舒适性空调，一般情况下，满足卫生要求的新风量可按《采暖通风与空气调节设计规范》规定，保证每人不少于30m3/h。满足卫生要求（2）新风量的确定第10页，共50页，2023年，2月20日，星期四新风量的确定原则与最小新风

百分比补充局部排风量保证空调房间的“正压”要求第11页，共50页，2023年，2月20日，星期四（3）空气平衡

对空调处理箱来说，送风量：L=Lw＋Lh对房间空气而言，送风量L＝Ls＋Lx正常平衡条件下：Lx＝Lh得Lw＝Ls当增大新风量Lw时，Lx>Lh，破坏了原有的空气平衡第12页，共50页，2023年，2月20日，星期四（3）空气平衡第13页，共50页，2023年，2月20日，星期四2）冬季送风状态及送风量的确定冬夏送风量相同→调整送风状态点冬季送风减少送风量→提高送风温度第14页，共50页，2023年，2月20日，星期四解决办法

增大Ls。自然平衡，即提高房间正压

采用机械平衡，增加排风装置排风量Lp＝Lx－Lh，随着新风量增加，排风量Lp增大当采用全新风时，Lp＝Lx达到最大

当停止回风时，Lp=Lw－Ls

第15页，共50页，2023年，2月20日，星期四3.1.2空气热湿处理的基本过程第16页，共50页，2023年，2月20日，星期四图3.6空气热湿处理的途径与方案

3.1.2空气热湿处理的途径与方案第17页，共50页，2023年，2月20日，星期四季节

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喷淋室喷冷水(或用表面冷却器)冷却减湿→加热器再热固体吸湿剂减湿→表面冷却器等湿冷却液体吸湿剂减湿冷却

冬季

(1)W'→2→L→O(2)W'→3→L→O(3)W'→4→O(4)W'→L→O(5)W'→5→L'→O→5

加热器预热→喷蒸汽加湿→加热器再热加热器预热→喷淋室绝热加湿→加热器再热加热器预热→喷蒸汽加湿喷淋室喷热水加热加湿→加热器再热加热器预热→一部分喷淋室绝热加湿→与另一部分未加湿的空气混合表3-1空气处理各种途径的方案说明第18页，共50页，2023年，2月20日，星期四1．

1．

1.处理方案

处理方案

夏季：空气状态由W点处理至O点

夏季：空气状态由W点处理至O点第19页，共50页，2023年，2月20日，星期四1．

1．

2.处理方案

处理方案

第20页，共50页，2023年，2月20日，星期四1．

1．

3.处理方案

处理方案

第21页，共50页，2023年，2月20日，星期四冬季：空气状态由W’点处理至O点

处理方案

1.第22页，共50页，2023年，2月20日，星期四3.1.4空气热湿处理设备类型为了实现不同的空气处理过程就要采用不同的空气处理设备加热设备、冷却设备、加湿设备及减湿设备等包括作为热湿交换的介质水、水蒸汽、液体吸湿剂和制冷剂第23页，共50页，2023年，2月20日，星期四根据工作特点的不同可分为两大类：直接接触式热湿交换设备特点与空气进行热湿交换的介质与被处理的空气直接接触，做法是让空气流经热湿交换介质的表面或将热湿交换介质喷淋到空气中间去表面式热湿交换设备特点与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触。空气与介质间的热湿交换是通过设备的金属表面来进行的第24页，共50页，2023年，2月20日，星期四其他设备特点：无参与热湿处理的介质主要形式：电加热器：利用电能转化为热能加热空气使用固体吸湿剂的设备：利用固体吸湿剂的物理化学作用吸收空气中的水分第25页，共50页，2023年，2月20日，星期四3.2空气与水直接接触时的热湿交换

一．空气与水之间的热湿交换原理显热交换：由于空气与水之间存在温差，因导热、对流和辐射而进行换热的结果；潜热交换：由于空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸收）汽化潜热的结果。它是由湿交换引起的。第26页，共50页，2023年，2月20日，星期四第27页，共50页，2023年，2月20日，星期四第28页，共50页，2023年，2月20日，星期四空气与水直接接触时，在贴近水表面的地方或水滴周围，形成一个温度等于水表面温度的饱和空气边界层；当边界层内的水蒸汽分子浓度大于周围空气的水蒸汽分子浓度时，由边界层进入周围空气的水蒸汽分子数多于由周围空气进入边界层的水蒸汽分子数，使周围空气中的分子数增加，反之则减少；当边界层内的温度大于周围空气的温度时，由边界层向周围空气传热，反之则由周围空气向边界层传热；第29页，共50页，2023年，2月20日，星期四二．空气和水直接接触时的热湿交换量1．显热交换量2．交换的湿量3．潜热交换量第30页，共50页，2023年，2月20日，星期四4．全热交换量5．换热扩大系数第31页，共50页，2023年，2月20日，星期四第32页，共50页，2023年，2月20日，星期四第33页，共50页，2023年，2月20日，星期四三．空气与水接触时的状态变化过程

图3.3A-1过程A-2过程A-3过程A-4过程A-5过程A-6过程A-7过程第34页，共50页，2023年，2月20日，星期四1．A-1过程实现前提：用温度低于空气露点温度

的冷水与空气直接接触交换量：潜热交换量dQq<0显热交换量dQx<0全热交换量dQz<0第35页，共50页，2023年，2月20日，星期四2．A-2过程实现前提：用温度等于空气露点温度的冷水与空气直接接触交换量：湿交换量dW＝0潜热交换量dQq＝0显热交换量dQx<0全热交换量dQz＝dQx

第36页，共50页，2023年，2月20日，星期四3．A-3过程实现前提：用温度高于空气露点温度低于空气湿球温度的冷水与空气直接接触交换量：潜热交换量dQq>0显热交换量dQx<0全热交换量dQz<0第37页，共50页，2023年，2月20日，星期四4．A-4过程实现前提：用温度等于空气湿球温度的冷水与空气直接接触交换量：潜热交换量dQq>0显热交换量dQx<0全热交换量dQz≈0第38页，共50页，2023年，2月20日，星期四5．A-5过程实现前提：用温度高于空气露点温度低于空气干球温度的冷水与空气直接接触交换量：潜热交换量dQq>0显热交换量dQx<0全热交换量dQz>0第39页，共50页，2023年，2月20日，星期四6．A-6过程实现前提：用温度等于空气干球温度的水与空气直接接触交换量：潜热交换量dQq>0显热交换量dQx=0全热交换量dQz=dQq第40页，共50页，2023年，2月20日，星期四7．A-7过程实现前提：用温度高于空气干球温度的热水与空气直接接触交换量：潜热交换量dQq>0显热交换量dQx>0全热交换量dQz>0第41页，共50页，2023年，2月20日，星期四总结：第42页，共50页，2023年，2月20日，星期四四．空气与水直接接触时的实际过程线实际过程线为曲线；不同的处理过程曲线的型式不同；空气和水接触接触时间越长，空气的终状态越接近饱和；用起点和终点的联线代替实际过程线第43页，共50页，2023年，2月20日，星期四第44页，共50页，2023年，2月20日，星期四五．热湿过程的相互影响及同时进

行的热湿传递过程1．前提：绝热加湿过程2．推导：

在dF微元接触表面上空气失去的显热＝水分蒸发所需要的潜热即第45页，共50页，2023年，2月20日，星期四对于质量为G的总的空气得到的水分带来的潜热＝空气失去的显热即由（1）（2）两式得（1）（2）或第46页，共50页，2023年，2月20日，星期四3.意义：表明对流热交换系数与对流质交换系数之比为常数。通过对