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空氣節技術原理
一,空氣調節與制冷的基本概念
1.空氣調節的定義
空氣調節是指用人工方法對受控區域內空氣的溫度、濕度、速度及清潔度(化空
稱“空氣潔凈度”)進行調節,以滿足人員和(或)工藝的要求。現代科技與生產的發
對室內空氣環境不斷提出新的、更高的要求,所以在某些場合,特別是在潔凈室內,還?
對空氣的壓力、成分、噪聲等參數提出相應的控制要求。所謂受控區域,可以是由圍
構所構成的內部空間整體,也可以是該空間中的部分區域。
根據不同的服務對象及使用要求,被調節參數的控制精度也不相同。例如對于一般的民
用舒適性空調,室內空氣溫度的控制精度可以在ま2℃,而工藝性空調可能是士05℃
ま0.1℃甚至更小;在新適溫度范圍內,空氣的相對濕度可以在30%~80%,但對紛織、印
刷等工藝,相對濕度就有比較嚴格的要求;民用空調對空氣中可吸入顆粒物(空氣動力學直
徑≤10um)以質量濃度0.15mgm為控制標準,而凈化空調則以大于等于某一控制粒徑的
粒子計數濃度為控制標準;對空氣中有害氣體的控制標準也大不一樣,民用空調通常以有害
氣體的pm(10-體積分數)值來控制,而凈化空調要用pb(10“體積分數)甚至
(10-2體積分數)來制定控制標準。不同的控制標準對系統的設計、設備的選擇及運行控制
方式等都會提出明顯不同的技術要求,同時也會對系統的造價和運行能耗造成很大的不同。
空氣調節從學科與專業領域的劃分來說屬于暖通空調范疇,暖通空調的全稱是供熱
(以前也有稱采暖)、通風及空氣調節,英文資料中用HVAC.( Heating Ventilation and Air
Conditioning)表示。供熱的主要任務是為用戶提供熱能,包括熱水、蒸汽等,可以用于生
產需求(如工藝過程需要的熱能、蒸汽、熱水、吸收式制冷等),也可以用于室內空氣環
境控制(如冬季采暖、空調系統空氣處理過程的再熱與加濕、吸收式制冷等)。通風與空
氣調節都以空氣為調節處理對象,所以它們同屬“通風工程”的范疇。但通風主要以室內
空氣中的污染物為控制對象,采用通風換氣手段以新鮮空氣來稀釋或置換室內污染空氣,
使室內達到衛生標準,同時對排出室內的空氣進行必要的凈化處理,使其達到排放標準,
以保護大氣環境。空氣調節的控制對象要比通風更加廣泛。通常空調著重于對送風的調節
控制,而通風著重于對排風的處理。在現代室內環境控制系統中,空調與通風往往是結合
在一起的,有時甚至就在同一系統中。
圖2-16中縱坐標為空氣流量,橫坐標為比摩阻。由左上向右下傾斜的一組平行線為
(K=0.15m)時的管段摩擦阻力。
空氣流速,由左下向右上傾斜的一組平行線為圓形管道直徑。在上述四個參數中只要已知
兩個,就可以查到其他兩個。制表條件為:大氣壓pa=101325Pa、溫度な=20℃、管壁粗
糙度K=0.15mm,如果使用條件不同,對査得的結果需要進行修正。具體修正方法可見
本章參考資料[4]。
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例2-4)求流量為1m/s的常溫常壓空氣流過長15m、直徑為450mm鋼板風管
解參看圖2-16,由流量為1m/A和直徑為450mm可查得比摩阻R。為1Pm,
所以管段摩擦阻力為:
△pn=R?1=1.0×15=15Pa
會、空調系統中大多使用矩形風管,所以在使用有關圖表時需要先計算出矩形風管的當
徑,然后再用當量直徑查圖表。
矩形風管的當量直徑有如下兩種計算方法:
是計算流速當量直徑。
熱濕比的表達式如下
e=1000×4z
△d
式中。熱濕比,(kJ/kg)/(gkg#)
對于空調房間內空氣變化過程的熱濕比可以用房間的熱負荷與濕負荷之比計算
±Q
(2
±W
式中Q一一空調房間的熱負荷,k/h;
W
空調房間的濕負荷,kg/h
從上述定義可以看到,如果房間的濕負荷越小,熱濕比值就越大,過程線就越接近于
垂直。對于水蒸氣含量不變的顯熱加熱或冷卻過程,熱濕比值為,過程線就是垂直
線
(2)焓濕圖的應用。應用焓濕圖可以解決空調系統的設計、計算、設備選型、運行管
理、故障分析等方面的問題,是空調技術人員必須具備的基本技能。焓濕圖有如下基本應
用方式:
1)確定濕空氣狀態點。若已知濕空氣兩個獨立的物性參數,就可以在焓濕圖上確定
其狀態點位置。
2)査取濕空氣物性參數。雖然可以通過有關計算公式計算相關的空氣物性參數,但
有了狀態點,就可以在焓濕圖上直接查到其他物性參數。
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