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1、主要内容 0.1 0.1 空调的任务和技术手段0.2 0.2 空调的基本方法和系统组成0.3 0.3 空调的作用和应用0.4 0.4 空调技术的发展概况0.5 0.5 空调技术的发展方向第1页/共34页学习目标l了解空调的任务、技术手段、系统组成、空调技术的发展概况和方向l掌握空调的作用和应用l重点掌握空调的基本方法第2页/共34页 用人工的方法使某一特定空间内的空气参数达到一定要求的技术称为空气调节空气调节，简称空调或空调技术。空调技术是为满足生产过程、科学实验、以及人们工作和生活对室内空气状态条件的要求而产生和发展起来的。经过20世纪一个世纪的发展，已形成了一个独立的，以工程热力学、传热学
2、、工程流体力学为主要理论基础，综合建筑、机械、电工电子、自动控制、计算机等工程学科成果的现代空调技术学科分支，它专门研究和解决各类生产、工作、生活和科学实验所要求的特定空间空气环境问题。第3页/共34页0.1 0.1 空调的任务和技术手段l空调的任务空调的任务 创造并保持能满足一定要求的特定空间空气环境。特定空间 如房间、车厢、机舱、船舱。创造并保持 调节和控制。空气环境的一定要求 空气的温度、湿度、流动速度、洁净度和新鲜度，以及压力、成分等。第4页/共34页0.1 0.1 空调的任务和技术手段l特定空间内空气环境一般受到的特定空间内空气环境一般受到的干扰干扰 来自空间内部产生的热湿量和其他有
3、害物的干扰。来自空间外部的气候变化、太阳辐射和外部空气中有害物的干扰。l为了保证特定空间内空气的有关参数(如温度、湿度、流动速度、洁净度、新鲜度等)处于限定的变化范围内，必须对这些干扰采取技术的手段来消除它们的影响。第5页/共34页l消除特定空间内、外干扰影响通常采用的技术手段和能达到的目的消除特定空间内、外干扰影响通常采用的技术手段和能达到的目的 1)采用热湿交换技术，借助空气、水、制冷剂等介质，经热、质交换将特定空间内多余的热湿量消除或补充其热湿量的不足，以保证特定空间内空气的温湿度合适。2)采用气流组织技术，通过选用合适的送回风口形式和恰当地布置，来保证特定空间内空气的合理流动并有合适的
4、流速。3)采用净化技术，将有害物捕捉、清(消)除，以保证特定空间内的空气洁净、无异味。4)采用换气技术，不断补充外部空气，置换或稀释特定空间内的空气，以保证特定空间内的空气中有一定的氧气含量。第6页/共34页l空调技术主要涉及到的几方面内容空调技术主要涉及到的几方面内容1)1)特定空间内、外干扰量的确定与计算。2)2)空气的处理方法及装置选择。3)3)空调系统形式的确定与设计。4)4)房间气流组织的设计与风口选择。5)5)空气的净化处理。6)6)空调系统的消声、隔振、测定与调整。第7页/共34页l空调技术与供暖技术、降温技术和工业通风技术的差别空调技术与供暖技术、降温技术和工业通风技术的差别供
5、暖或降温 只能对特定空间内空气的温度进行调节和控制。工业通风 只能把特定空间内空气中的有害物浓度控制在一定卫生要求范围内。l供暖、降温、工业通风都是控制特定空间内空气环境的技术手段，只是在调节和控制的要求上及全面性方面与空调有差别。第8页/共34页0.2 0.2 空调的基本方法和系统组成l空调的基本方法空调的基本方法 以空气为介质，使送排风参数不同来达到控制特定空间内空气环境的目的。即，将一定量的某状态空气在单位时间里连续送入特定空间(送风)，同时排除一定量的空气(排风)，在送风和排风的同时作用下，使特定空间内的空气保持要求的状态。l一个典型建筑中央空调系统的组成部分一个典型建筑中央空调系统的
6、组成部分流体输送与分配系统空调设备冷热源以及控制调节装置第9页/共34页2324图0-1 典型建筑中央空调系统简图第10页/共34页l按不同的中央空调系统形式，流体输送与分配系统可分为空调风系统和空调水系统两种类型。全空气空调系统的流体输送与分配系统为风系统，包含送风系统和回风系统两部分。送风系统将经空调设备处理过的空气送入空调房间，回风系统将空气从空调房间内吸出，并送回空调设备再处理。风机盘管加新风空调系统等以水为主要输送对象的空调系统的流体输送与分配系统是由连接冷热源与空调设备的送回水管组成的水系统。其作用是将经冷热源冷却或加热后的水先送入空调设备与空气进行热湿交换，再将升温或降温后的水从
7、空调设备送回冷热源再处理。第11页/共34页0.2 0.2 空调的基本方法和系统组成l空调设备的作用空调设备的作用 将准备送入空调房间的空气进行加热或冷却、加湿或除湿以及净化等处理，使其达到规定的状态。l空调设备可以集中设于一处，为整幢建筑物服务，也可以分散设置在建筑物的不同地点，分别为其附近的空调房间或区域服务。l空调设备可以设在专用空调机房内，也可以直接安装在室内就地处理空气。l常用的空调设备有柜式风机盘管(风柜)、组合式空调机组、风机盘管等。第12页/共34页l冷源的作用冷源的作用 为空调设备对空气进行冷却处理提供冷量。l常用的空调冷源设备 主要是能生产低温水的各种冷水机组。l热源的作用
8、热源的作用 为空调设备提供加热空气所需热量l常用的空调热源设备 各种锅炉、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、热泵型冷热水机组。l空调工程采用的天然冷热源主要是江河湖海等地表水和地下水。第13页/共34页0.2 0.2 空调的基本方法和系统组成l控制和调节装置的作用控制和调节装置的作用 自动或人工手动调节送风的参数、送排风量或供水参数和供水量等，以适应空调系统的负荷变化，保持特定空间内要求的空气状态，同时保证空调系统经济、节能地运行。l空调系统配备的控制和调节装置，包括各种测量元件、调节器和执行机构。第14页/共34页0.3 0.3 空调的作用和应用l空调类型空调类型(按服务对象或用途不同分)舒适性
9、空调(或舒适空调)工艺性空调(或工艺空调)u舒适性空调 以满足人对特定空间内空气环境的舒适性要求为主要目的。u办公楼(写字楼)、旅馆(酒店)、商场、影剧院、餐厅、体育馆、室内娱乐场所、图书馆、博物馆、展览馆、机场航站楼、火车候车室等公共建筑中所用的空调都属于舒适性空调。第15页/共34页u工艺性空调(又称为工业空调)以满足生产工艺和科学实验过程、设备运行、产品储存、物品珍藏等对特定空间内空气环境的特殊要求为主要目的，工作人员的舒适要求在有条件时可兼顾。u工艺性空调的控制要求千差万别，不同的使用对象有不同的空气环境参数的调控要求。以高精度恒温恒湿为特征的精密机械及仪器制造业，在其生产过程中，为避
10、免元器件由于温度变化产生胀缩而影响产品精密度，由于湿度过大引起表面锈蚀，一般都严格规定环境的基准温度和湿度及其偏差范围，如(200.1)，(505)%。第16页/共34页0.3 0.3 空调的作用和应用天然和化学纺织纤维多数属于吸湿性或易产生静电的材料，在不同的空气温湿度条件下，它们的物理特性和机械特性(如回潮率、强力、伸长度、柔软性及导电性等)也都不同，会随空气温湿度的变化而发生不同程度的变化，进而直接影响到纺织生产的顺利进行及产品的产量和质量。因此不同的纺织工序都有不同的温湿度控制标准。由于纸张有湿涨干缩的特性，因此彩色印刷生产过程对空气环境相对湿度的控制要求很高，以保证套色准、防静电、纸
11、张不卷曲、不折皱。第17页/共34页在电子产品生产过程中，除了有一定的温湿度要求外，往往还对室内空气的洁净度有很高要求，以保证生产过程和产品的高精度、高纯度及高成品率。例如，超大规模集成电路生产的某些工艺过程，空气中悬浮粒子的控制粒径为0.1m，规定每升空气中等于和大于0.1m的粒子总数不得超过3.5粒或0.35粒，甚至有不超过0.035粒的要求。为了保证精密仪器和精密机械的使用精度，其安装使用的房间通常都有温湿度和洁净度的控制要求。药品、制剂、食品生产以及生物实验室、医院的手术室、烧伤病房等不仅要求一定的空气温湿度，而且要求控制空气中的含尘浓度及细菌数量，以防止产品被污染或人体被感染。第18
12、页/共34页胶片、光学仪器、橡胶、卷烟等生产或加工过程也都有一定的温湿度控制要求。作为工业生产部门常用的计量室、控制室及大型计算机房等，也均有比较严格的空调要求。现代农业的发展也与空调密切相关，如大型温室、禽畜养殖、粮食储存等，都需要对内部空气环境进行调节和控制。交通运输工具如飞机、船舶、汽车及火车，有的必须设置空调，有的空调装备率随着人们物质生活水平的提高正在逐年上升。在宇航、地下与水下设施以及军事领域，空调也都发挥着重要作用。第19页/共34页有些科学实验要求建立人工气候室以模拟高温、高湿、低温、低湿等特殊空气环境，都离不开空调技术。l空调技术作为特定空间空气环境的保障技术，正日益广泛地应
13、用到国民经济和国民生活的各个领域，它对促进现代工业、农业、国防和科技的发展以及人民物质文化生活水平的提高都担负着十分重要的使命，是不可缺少的基本保证条件。第20页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况l1890年以后，空调技术获得初步成就，既有了工艺性空调，也有了舒适性空调。l工艺性空调 1891年在美国罗彻斯特采用储存照相胶片的E.Kodak装置，1900年纺织厂和卷烟厂的空调，1902年纽约附近布鲁克林一家印刷厂的空调，1904年汉堡中心电话交换站的空调等。l舒适性空调 1894年德国法兰克福一幢房子的空调，1895年美国圣路易斯一家私人图书馆的空调，1901年蒙特卡洛娱乐场的空调，
14、1902年纽约证券交易所的空调，1904年西德科隆和巴西里约热内卢剧场的空调等。第21页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况l1906年，空气调节(Air Conditioning)这一名词在独特的情况下出现于美国。美国的S.W.Cramer在北卡罗来纳州首次用它来表达利用环境空气“处理”棉花的方法，以区别于在纤维上直接加附加剂的处理方法。第22页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况l美国的W.H.Carrier(开利)对空调事业的发展作出了卓越贡献。1902年起，他在纽约附近的布鲁克林印刷厂里研究空气湿度的调节。1904年他设计了带喷水室的集中式空调设备，这种喷水室至今还在采
15、用。1911年他得出了空气干球温度、湿球温度和露点温度的关系，以及空气显热、潜热和焓值间关系的计算公式，绘制了空气的焓湿图，这是空调史上的一个重要里程碑。第23页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况l在空调系统方面，最早使用的是全空气系统，后来才有了空气水系统。空气水系统用水管代替了大部分大截面风管道，既节约了许多金属材料，又节省了风管道所占建筑物的空间，因此经济效益很高。早先的空气水系统是诱导器系统，是Carrier在1937年发明的，它在以后的20多年中，曾广泛应用于旅馆、医院、办公楼等公共建筑中。20世纪的60年代，由于风机盘管的出现，消除了诱导器噪声大和不易调节等主要缺点，使空
16、气水系统更加具有生命力，至今世界各国仍然盛行。第24页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况l全空气系统的进一步发展则是变风量的应用，变风量系统可以按负荷变化来改变送风量，起到了节能的作用。因此，近20年来世界各国采用变风量的全空气系统日渐增多。l除了集中式的空调系统外，在20世纪20年代末期出现了整体式空调机组。它是将制冷机、风机、空气处理装置等组合在一起的成套空调设备。后来，此类空调设备发展迅速，现在常用的除了整体式的外还有分体式的，有小型的以家用为主的空调器，也有用途广泛、形式多样的单元式空调机等多种机型，以及能利用制冷剂正逆向循环，在夏季供冷冬季供暖的热泵型机组。第25页/共34
17、页0.4 0.4 空调技术的发展概况l在我国，空调技术应用的起步并不太迟，工艺性空调和舒适性空调几乎同时出现。1930年左右，首先在上海的纺织厂安装了带喷水室的空调系统，其冷源为深井水。随后，一些电影院和银行也实现了空气调节。几座高层建筑的大旅馆也先后设置了全空气式的空调系统。在当时，高层建筑装有空调，上海是亚洲的首位。但到1937年，由于爆发抗日战争，使我国刚起步不久的空调业又停滞不前。第26页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况l新中国成立后，随着国民经济的发展，我国空调事业逐步发展壮大。组合式空调机组在20世纪50年代已应用于纺织工业。1966年，我国自行研制成功了第一台风机盘管
18、机组。20世纪80至90年代是我国空调技术发展最快的时期，空调技术的主要服务对象由工业转向民用，首先是在星级酒店、高档写字楼、商场、影剧院、餐厅、室内娱乐场所等公共建筑装设空调系统，随后空调器也大量进入居住建筑。第27页/共34页0.4 0.4 空调技术的发展概况现在，我国已能独立设计各种空调系统，如大型公共建筑和高层建筑的空调系统、高精度的恒温恒湿洁净室以及人工气候室等。专门生产空调设备的大型企业，已具备了定型化、系列化生产各种空气处理设备和不同规格空调机组的能力。其产品已走出国门，进入世界市场，质量和性能有的已达到国际上同等产品的水平，有的产品生产量已在国际上名列前茅。第28页/共34页0
19、.5 0.5 空调技术的发展方向l由于使用空调要消耗能量，而空调消耗的电能或热能，大多又来自发电厂、热电站或独立的锅炉房，其发电、生产蒸汽或热水所消耗燃料燃烧过程的排放物，是造成地球气候变暖(温室效应)的重要原因之一。l空调用制冷装置大量采用的CFC和HCFC制冷剂不仅破坏大气臭氧层，而且对地球气候变暖也有重大影响。l空调的应用与地球气候变暖和大气臭氧层遭到破坏这两个全球性环境保护问题密切相关。第29页/共34页0.5 0.5 空调技术的发展方向l由于大量合成材料用于建筑内部装修装饰，同时为了节能而尽量提高建筑物的密闭性，降低新风供给量，造成了空间内部空气质量下降，出现了“令人疲倦和致病”的建
20、筑物(即所谓“病态建筑”)。人们长期生活或工作在这种人工控制的环境内，会产生闷气、粘膜剌激、头疼及昏睡等症状。l舒适、健康、节能、环保是在采用空调技术时需要综合考虑的重要因素，也是衡量采用的空调技术是否先进的重要标准之一。第30页/共34页0.5 0.5 空调技术的发展方向l创造舒适、健康的空调环境要以消耗能源为代价，而自然能源(主要是煤炭、石油、燃气)又是有限的，而且不可再生。从社会经济的可持续发展、人类的生存环境及空调使用的经济性考虑，必须重视节能和环保问题。l空调技术的发展，不仅要在能源利用、能量的节约和回收、改进能量转换和传递设备的性能、提高系统能量的综合利用效果、寻求更合理的运行规律
21、、优化系统的技术经济分析以及计算机控制等方面继续加强研究和开发，而且还要在更广泛的范围内，研究、创造适合人工作和生活并有利于健康的空间内部空气环境。第31页/共34页0.5 0.5 空调技术的发展方向l我国的空调技术已由主要解决特定空间内部空气环境的温度与湿度控制，即所谓温湿环境工程，发展到对空间内部空气环境的质量全面调节与控制，即所谓人工环境工程。l由于空调技术在保证生产过程的稳定性和产品的质量，保证科学实验环境的适合性以及保证人们在生产劳动过程中的工作效率和生活的质量等方面具有不可替代的作用，因此，随着我国社会经济的高速发展，科学技术的不断进步，人民生活水平的逐步提高，空调技术应用的普及率和对空调的要求也在日益提高，使得空调技术的发展前景越来越广阔。第32页/共34页The end.第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页