第四章 空气的热湿处理(暖通空调)
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空气的热湿处理为了使空调房间送风的热、湿度达到要求,在空调系统中必须有相应的热湿处理设备,通过各种处理方法(如对空气的加热或冷却、加湿或减湿),满足所要求的送风状态。
在空调工程中,用喷淋水处理空气得到广泛应用,尤其是对于大型的生产性空调,要求相对温度严格的场合。
喷水室中水和空气直接接触,热湿交换率高;空气被洗涤净化;只要适当改变水温,就能对空气进行加热、加湿或降温、减湿处理。
1、水和空气的热湿交换过程空气与水之间热湿交换规律所谓喷水室处理空气,是用喷嘴将不同温度的水喷成雾状水滴使空气与水之间产生强烈的热、湿交换,从而达到一定的处理效果。
在喷水室中,由于喷嘴的作用布满了无数小水滴。
现取一滴水进行分析,如图1所示。
由于水滴表面的蒸发作用,在水滴表面形成一层空气薄层。
不论是空气中的汽分子,还是水滴表面饱和空气层中的水汽分子,都在作不规则运动,空气中的水分子有的进入饱和空气层中,饱和空气层中的水汽分子有的也跳到空气层中去。
若饱和空气层中水汽压力大于空气中的水汽压力,由饱和空气层跳进空气中的水汽分子,多于由空气跳进饱和空气层中的水汽分子,这就是水分蒸发现象,周围空气被加湿了。
相反,如果周围空气跳到水滴表面饱和空气层中水汽分子,多于从饱和空气层中跳到空气中的水汽分子,这就是水汽凝结现象,空气被干燥了。
这种由于水蒸气压力差产生的蒸发与凝结现象,称为空气与水的湿交换。
图1 空气与水的热湿交换2、空气与水直接接触时的状态变化过当空气流过水滴表面是时,把水滴表面饱和空层的一部份饱和空气吹走。
由于水滴表面水汽分子不断蒸发,又形成新的饱和空气层,这样饱和空气层将不断与流过的空气相混合,使整个空气状态发生变化。
如果喷水量无限大,水和空气接触时间又无限长,则全部空气都能达到饱和状态,并具有水的温度。
在图2中,O表示被处理空气的状态点,当用水喷淋空气时,随着水温不同,可以得到七种典型的空气状态变化过程。
(1)tsh>tg水温度高于空气的干球温度,过程线为O-1.显然,空气状态变化的程线在等温线索年方,如果在过程线上任取一点表示处理后的空气状态点,可见处理后的空气温度、湿量、焓均增加。
暖通空调空气热湿处理过程与设备1.空气加热:空气加热是暖通空调处理空气的基本操作之一、常用的空气加热设备包括电加热器、燃气锅炉、燃油锅炉、蒸汽锅炉等。
这些设备通过提供热源,将进入系统的空气加热到所需温度。
2.空气降温:空气降温是为了保持室内温度在合适的范围内。
空气降温的设备主要有风冷式空调系统、水冷式空调系统和蒸发冷却器。
风冷式空调系统通过压缩机和冷凝器将室内空气冷却,并通过风扇将冷风送入室内。
水冷式空调系统和蒸发冷却器则主要通过水的蒸发过程来降低空气温度。
3.空气除湿:除湿是空调系统中一个非常重要的过程,可以降低室内的湿度,提供更舒适的环境。
除湿的常用设备包括脱湿机、制冷式除湿机和吸附式除湿机。
脱湿机通过压缩机和冷凝器来提取湿气,并将干燥后的空气送入室内。
制冷式除湿机通过冷凝器和蒸发器来冷却和冷凝湿空气中的水蒸气,从而实现除湿。
吸附式除湿机则利用吸湿材料的亲水性来吸附湿气。
4.空气加湿:在一些干燥的环境中,如冬季或空调室内,需要对空气进行加湿以提供舒适的环境。
加湿的设备主要包括湿化器和喷雾器。
湿化器通过将水蒸发到空气中,增加空气中的湿度。
喷雾器则通过喷雾水雾的方式将水蒸发到空气中。
除了上述基本的处理过程和设备,暖通空调空气热湿处理还涉及到一些辅助设备和技术,如风机、风道、空气过滤器、调湿器等。
风机用于将处理过的空气送入室内或将室内空气排出去,以保持空气流通。
风道则用于输送空气。
空气过滤器用于去除空气中的灰尘、细菌等有害物质。
调湿器用于控制和调节室内湿度。
总之,暖通空调空气热湿处理是一个复杂的过程,需要多种设备和技术的配合来实现。
通过对空气加热、降温、除湿、加湿等处理,可以提供舒适、健康的室内环境。
《暖通空调》教学大纲大纲说明课程代码:5135031总学时:72学时(讲课66学时、实验6学时)总学分:4.5课程类别:专业选修适用专业:建筑环境与设备工程预修要求:传热学、工程热力学、流体力学、建筑环境学、流体输配管网、热质交换原理与设备一、课程的性质、目的、任务:本课程是建筑环境与设备工程专业学生的一门主干专业课程,其目的是通过该门课程的学习,使学生了解创造建筑物热、湿、空气品质环境的技术,即采暖、通风与空气调节技术,涵盖了所培养的毕业生将来从事准业工作所需的主要专业技术。
通过该课程的学习,并辅以一定的实践环节训练后,能具有一般建筑的采暖、通风与空调系统的设计与管理的初步能力。
二、课程教学的基本要求:1、掌握建筑冷热负荷和湿负荷的计算;2、掌握各种采暖、通风与空调系统的组成、功能、特点和调节方法;3、掌握系统中主要设备、构件的构造、工作原理、特性和选用方法;4、了解建筑节能、暖通空通自动控制、暖通空通领域的新发展和新技术。
三、大纲的使用说明:本大纲适用于建筑环境与设备工程专业本科教学。
大纲正文第一章绪论学时:2学时(讲课2学时)本章讲授要点:采暖通风与空气调节的含义、工作原理、分类。
重点:采暖通风与空气调节系统的工作原理。
1、采暖通风与空气调节的含义;2、采暖通风与空气调节系统的工作原理;3、采暖通风与空气调节系统的分类;4、采暖通风与空气技术的发展概况。
第二章热负荷、冷负荷和湿负荷的计算 6学时(讲课6学时)本章讲授要点:室内外空气计算参数,冬季建筑的热负荷,夏季建筑围护结构的冷负荷,室内热源散热引起的冷负荷,湿负荷,新风负荷及空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷计算。
重点:热负荷、冷负荷和湿负荷的计算。
第一节:室内外空气计算参数第二节:冬季建筑的热负荷第三节:夏季建筑围护结构的冷负荷第四节:室内热源散热引起的冷负荷第五节:湿负荷第六节:新风负荷第七节:空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷第八节:计算举例第三章全水系统 6学时(讲课6学时)本章讲授要点:全水系统的末端装置,热水采暖系统的分类与特点,高层建筑热水采暖系统,分户热计量采暖系统,热水采暖系统的作用压头,热水采暖系统的水力计算,热水采暖系统的失调与调节,全水风机盘管系统。
第一章绪论1答:分为三类。
动量传递:流场中的速度分布不均匀(或速度梯度的存在)热量传递:温度梯度的存在(或温度分布不均匀)质量传递:物体的浓度分布不均匀(或浓度梯度的存在)2、解:热质交换设备按照工作原理分为:间壁式,直接接触式,蓄热式和热管式等类型。
间壁式又称表面式,在此类换热器中,热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务,彼此不接触,不掺混。
直接接触式又称混合式,在此类换热器中,两种流体直接接触并且相互掺混,传递热量和质量后,在理论上变成同温同压的混合介质流出,传热传质效率高。
蓄热式又称回热式或再生式换热器,它借助由固体构件(填充物)组成的蓄热体传递热量,此类换热器,热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道,热流体先对其加热,使蓄热体壁温升高,把热量储存于固体蓄热体中,随即冷流体流过,吸收蓄热体通道壁放出的热量。
热管换热器是以热管为换热元件的换热器,由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中,中隔板与热管加热段,冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道, 热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。
3、解:顺流式又称并流式,其内冷、热两种流体平行地向着同方向流动,即冷、热两种流体由同一端进入换热器。
逆流式,两种流体也是平行流体,但它们的流动方向相反,即冷、热两种流体逆向流动,由相对得到两端进入换热器,向着相反的方向流动,并由相对的两端离开换热器。
叉流式又称错流式,两种流体的流动方向互相垂直交叉。
混流式又称错流式,两种流体的流体过程中既有顺流部分,又有逆流部分。
顺流和逆流分析比较:在进出口温度相同的条件下,逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小, 顺流时,冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度,而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度,以此来看,热质交换器应当尽量布置成逆流,而尽可能避免布置成顺流, 但逆流也有一定的缺点,即冷流体和热流体的最高温度发生在换热器的同一端, 为了降低这里的壁温,有时有意改为顺流。