空气调节第四版前两章知识点和答案解析.doc

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课程一：空气调节

绪论

1. 空气调节：①使空气达到所要求的状态②使空气处于正常状态

2. 内部受控的空气环境：在某一特定空间（或房间）内，对空气温度、湿度、流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求。

3. 一定空间内的空气环境一般受到两方面的干扰：一是来自空间内部生产过程、设备及人体等所产生的热、湿和其他有害物的干扰；二是来自空间外部气候变化、太阳辐射及外部空气中的有害物的干扰。

4. 技术手段：采用换气的方法保证内部环境的空气新鲜；采用热、湿交换的方法保证内部环境的温、湿度；采用净化的方法保证空气的清洁度。（置换、热质交换和净化过程）

5. 工艺性空调和舒适型空调？
答：根据空调系统所服务对象的不同可分为工艺性空调和舒适型空调。
① 工艺性空调：空气调节应用与工业及科学实验过程。
② 舒适型空调：应用于以人为主的空气环境调节。

第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图
章节概要：

内容一：知识点总结
1. 湿空气=干空气=水蒸气
A. 饱和空气：干空气+干饱和空气
B. 过饱和空气：干空气+湿饱和空气
C. 不饱和空气：干空气+过热蒸汽
2. 在常温下干空气被视为理想气体，不饱和湿空气中的水蒸气一直处于过热状态。
3. 标准状况下，湿空气的密度比干空气小（水蒸气分压力上升，湿空气密度减小）。
4. 相对湿度可以反映空气的干燥程度。
5. 相对湿度与含湿量的关系（书7页）。
6. 湿空气的焓h=hg+dhq。
7. 画图：湿空气的焓湿图、露点温度、湿球温度。
8. 湿空气的状态变化，四个典型过程的实现。
9. 道尔顿定律 B=pg+pq。
10. 在一定大气压力B下，d仅与pq有关，pq越大，d越大。
11. 空气进行热湿交换的过程中，温差是热交换的推动力，而水蒸气的压力差则是质（湿）交换的推动力。

内容二：课后习题答案
1.试解释用1KG干空气作为湿空气参数度量单位基础的原因。
答：因为大气（湿空气）是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的。干空气的成分是氮、氧、氩、及其他微量气体，多数成分比较稳定，少数随季节变化有所波动，但从总体上可将干空气作为一个稳定的混合物来看待。为了便于热工计算，选一个稳定的参数作为基础，方便计算。（湿空气=干空气+水蒸气，干空气不发生变化，水蒸气是会发生变化的。因此，干空气作为基准是不能发生变化的。）
2.如何利用含湿量和相对湿度来表征湿空气的干、湿程度。
答：①含湿量表示空气的干湿方法：取空气中的水蒸气密度与干空气密度之比作为湿空气含有水蒸气的指标，换言之，取对应于1KG干空气的湿空气所含有的水蒸气量。（表示湿空气中含有水蒸气量）
②相对湿度表示空气干湿的方法：湿空气的水蒸气压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比。（表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度）
3.某管道表面温度等于周围空气的露点温度，试问该表面是否结露。
答：该表面不会结露。因为判定是否结霜取决于是否在露点温度以下，当空气温度大于或等于露点温度时是不会结露的。
4.有人认为：“空气中水的温度就是空气湿球温度”，对否？
答：错，空气湿球温度是空气与水接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，而空气中水的温度就是水蒸气温度（空气的干球温度），所以是错的。
8.写出水温为tw时水的汽化潜热计算式。
rtw=2500+1.84tw-4.19tw （kJkg）
10.为什么喷入100摄氏度的热蒸汽，如果不产生凝结水，则空气温度不会明显升高？
答：这种情况叫等温增焓加湿。向空气中喷蒸汽，其热湿比等于水蒸气的焓值，当蒸汽温度为100摄氏度时，热湿比等于一个常数ε=2684，该过程近似沿等温线变化，所以空气温度不会明显升高。

第二章 空调负荷计算与送风量
章节概要：

内容一：知识点总结
1. 得热量、得湿量：在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。
2. 冷负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量。
3. 热负荷：在某一时刻为补偿房间失热而向房间供应的热量。
4. 湿负荷：在某一时刻为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量。
5. 影响人体冷热感的因素：
环境因素：室内空气温度、室内空气相对湿度、围护结构内表面及其他物体表面温度、人体附近的空气流速。
人体因素：人体活动量、人体的衣着情况（衣服热阻）、年龄等
6. 等效温度线上对应的点都具有不同的温度和相对湿度，但各点给人的冷热感觉相同。
7. PMV指数有7个等级表示热感觉投票的平均指数（-3～+3）【热感觉指数为0是最舒服】
8. PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数。【当PMV为0时，PPD不为0，为5％】（我国PMV-1～+1，PPD≤26％）
9. 工艺性空调主要有：①一般降温型空调：规定温度和湿度上限值
②恒温恒湿空调：对温、湿度基数和精度有严格要求
③净化空调：对温度和湿度精度有严格要求，对含尘大小和数量有严格要求。
10. 温度湿度基数和空调精度
11. 室外空气湿度的变化
①空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量，如果空气的含湿量保持不变，干球温度增高，则相对湿度变小；干球温度降低，则相对湿度加大。
②就一昼夜内的大气而论，一般含湿量变化不大（可看作定值），则大气的相对湿度变化规律正好与干球温度的变化规律相反，即中午的相对湿度低，早晚的相对湿度高。
③室外湿球温度的变化规律与干球温度的变化规律相似，只是峰值出现的时间不同。
12. 到达地面的太阳辐射强度取决于：
ａ、地球与太阳的相对位置，即太阳射线对地面的太阳高度角
ｂ、通过大气层的路径
ｃ、大气的透明度
（太阳常数、大气透明度、大气质量）
13. 当太阳射线照射到非透明的围护结构外表面时，一部分会被反射，另一部分会被吸收，反射和吸收二者的比例取决于围护结构外表面材料的粗糙度和颜色。表面愈粗糙，颜色愈深的围护结构，吸收的太阳辐射热就愈多，反之就愈少。
14. 同一种材料对于不同波长辐射的吸收率是不同的，黑色表面对各种波长的辐射几乎全部吸收，而白色表面对不同波长的负荷则吸收率不同，对于可见光几乎90％都反射回去。
15. 室外空气综合温度：相当于室外气温由原来的值增加了一个太阳辐射的等效温度值。
16. 得热量转化为冷负荷的过程中，存在着衰减和延迟现象，主要是由围护结构蓄热特性决定的。蓄热能力越强，冷负荷衰减越大，延迟时间越长。
①热容量越大，蓄热能力越大
②热容量等于重量与比热的乘积
③一般的建筑结构材料比热值大致相同，故热容量与其重量成正比，因此重型结构的蓄热能力比轻型结构的蓄热能力大得多，其冷负荷的峰值比较小，延迟时间也比较长。
17. 室内得热量由潜热得热、显热得热两大部分组成。
①其中对流得热、潜热得热全部成为瞬时冷负荷
②而显热得热部分的辐射得热不能立即成为瞬时冷负荷
18. 加大送风温差、降低送风量，会使处理空气和输送空气所需设备相应减小，从而初投资和运用费用均可小些，但是送风温度过低，送风量过小时，可能使人感受冷气流的作用，且室内温度和湿度分布的均匀性和稳定性将受到影响。

内容二：课后习题答案
1. 什么是得热量？什么是冷负荷？什么是湿负荷？得热量和冷负荷有什么区别？
答：①得热量：在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量称为在该时刻的得热量。
②冷负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量。
③湿负荷：在某一时刻为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量。
④得热量和冷负荷区别：冷负荷与得热量有时相等，有时则不等。维护结构的热工特性及得热量的类型决定了得热和负荷的关系。在瞬时得热中的潜热得热及显热得热中的对流成分是直接放散到房间空气中的热量，他们立即构成瞬时负荷，而显热得热中的辐射成分则不能立即成为瞬时冷负荷。因为辐射热透过空气被室内各种物体的表面所吸收和储存。这些物体的温度会提高，一旦其表面温度高于室内空气温度时，它们又以对流方式将储存的热量再散发给空气。得热量转化为冷负荷过程中，存在着衰减和延迟现象。
2. 室内得热量、得湿量通常包括哪些内容？它们分别如和转化为室内冷负荷？
答：①室内得热量通常包括：
ａ：由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量。
ｂ：人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备散入房间的热量。
得湿量主要为人体散湿量和工艺过程与工艺设备散出的湿量。
②显热散热中的对流热和潜热散热直接转化为冷负荷；显热散热中的辐射热部分则先被围护结构等物体表面所吸收，然后再缓慢地逐渐散出，形成冷负荷。
3. 影响人体舒适感的因素有哪些？这些因素对人体冷热感有何相互影响？
答：①影响人体冷热感的因素：
环境因素：室内空气温度、室内空气相对湿度、人体附近的空气流速、围护结构内表面及其他物体表面温度。
人体因素：人体活动量、人体的衣着情况（衣服热阻）、年龄等
②如果周围环境温度提高，则人体的对流和辐射散热量将减少；在同样的室内空气参数条件下，围护结构内表面温度高，人体增加热感，表面温度低则会增加冷感；空气相对湿度增高，空气中水蒸气分压力越大，人体汗分蒸发量则越少；周围气流越大时，加剧了人体的冷感，同时也增加了一种不舒适的“吹风感”；衣着的热阻大则换热小。
4. 舒适区的概念是什么？PMV和PPD指标为什么能评价人体热环境的舒适程度？
答：①舒适区：使人体感觉热舒适的热环境区间。
②PMV指标代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉，因此可用PMV指标预测热环境下人体的热反应；由于人与人生理的差别，故用预期不满意百分率PPD指标来表示对热环境满意的百分数。故两者结合能够评价人体对环境的热舒适程度。
5. 一天内室外空气干球温度和相对湿度的变化规律有何不同？原因何在？
答：①空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量，如果空气的含湿量保持不变，干球温度增高，则相对湿度变小；干球温度降低，则相对湿度加大。
②就一昼夜内的大气而论，一般含湿量变化不大（可看作定值），则大气的相对湿度变化规律正好与干球温度的变化规律相反，即中午的相对湿度低，早晚的相对湿度高。
6. 冬季空调室外计算参数的确定方法为何与夏季不同？
答：①夏季室外空气计算参数的数值，直接影响通过建筑维护结构的传热及处理新风的能耗。若夏季取多年不遇且持续时间较短（如几小时）的当地室外最高干 湿球温度作为计算干湿球温度，则会导致设备庞大而 投资浪费。因此，设计规范中规定的设计参数是按照一定的不保证率或不保证小时数确定的，亦即当室外 参数超过规定的设计参数时允许室内参数偏离规定值。由于冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用，为了便于计算，冬季维护结构传热量可按照稳定传热方法计算，不考虑室外气温的波动。因而可以只给定一个冬季空调室外计算温度作为计算新风负荷和计算维护机构传热之用。冬季空调室外计算温度应采用历年平均不保证1天的平均温度。当冬季不使用空调设备而仅使用采暖设备装置供暖时，则应采用采暖室外计算温度。由于冬季室外空气含湿量远较夏季小，且变化也很小，因而不给出湿球温度，只给出室外计算相对湿度值。冬季空调室外计算相对湿度采用累年最冷月平均相对湿度。
②由于冬季室外空气含湿量远较夏季小，且其变化也很小，冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用，为了便于计算，冬季围护结构传热量可按稳定传热方法计算，不考虑室外气温的波动。而夏季气温和湿度变化较大应按不稳定传热过程计算。所以冬夏季室外参数的确定方法不同。
8. 建筑物表面受到的太阳辐射强度与哪些因素有关？围护结构外表面所吸收的太阳辐射热与哪些因素有关？
答：①建筑物表面受到的太阳辐射强度与建筑物与太阳辐射的相对位置、大气透明度及建筑物的围护结构有关。
②围护结构外表面所吸收的太阳辐射热与围护结构表面材料有关，即与吸收系数有关。
9. 空调房间的冷负荷计算包括哪些内容？
答：一、通过墙体、屋顶的得热量及其形成的冷负荷
①综合温度作用下经围护结构传入热量
②房间的冷负荷
二、 通过窗户的得热量及其形成的冷负荷
三、 室内热源：①电动设备 ②照明设施得热 ③人体散热与散湿
10. 夏季室内空调送风温差受到哪些因素的影响？
答：受环境温度、设定温度、窗门开闭时间和频率、室内热源、恒温精度、换气次数等影响。

第三章 空气的热湿处理
章节概要：

内容一：知识点总结
1. 与空气进行热湿交换的介质：水、水蒸气、盐及其溶液、制冷机。
2. 直接接触式：喷水室、喷蒸汽
间接接触式：表冷器、蒸发器、冷凝器
二者兼具：喷水式表冷器
3. 温差是热交换的推动力，而水蒸气分压力差则是质（湿）交换的推动力。
4. 空气与水的接触时间不够充分，所以空气的终状态往往达不到饱和。单级喷水室，Φ能达到95％；双级Φ能达到100％。习惯上称喷水室后的这种空气状态为“机器露点”。
5. 实际喷水室中，无论是逆喷还是逆喷，水滴与空气的运动方向都不是纯粹的逆流或顺流，而是比较复杂的交叉流动，所以空气的终状态将既不等于水终温，也不等于水的平均温度。
6. 在空气处理过程中，绝热加湿、冷却干燥过程、等温加湿过程、加热加湿过程以及用表冷器处理空气的过程都符合刘伊斯关系式（对流热交换系数与对流质交换系数之比是一常数）。
7. 在热质交换同时进行时，如果符合刘伊斯关系式的条件存在，则推动总热交换量的动力是空气的焓差。（总热交换量与湿空气的焓差有关，或者说与主体空气和边界层空气的湿球温度差有关）
8. 喷水室处理空气的特点
9. 喷水室的类型
10. 喷水室底池和四种管道相通：循环水管、溢水管、补水管、泄水管。
11. 影响喷水室热交换效果的因素：
A. 空气质量流速的影响
B. 喷水系数的影响
C. 喷水室结构特性的影响：

12. 如果被处理的空气初、终状态间焓差较大，为了节省水量又希望又较大的水温升，可使用双级喷水室。
13. 常用的表面式换热器包括空气加热器和表面冷却器两类。空气加热器是用热水或蒸汽做热煤，表面冷却器是用冷水或制冷剂做热煤。
14. 表面式冷却器分为水冷式和直接蒸发式两类。
15. 表面式换热器的安装：对于用蒸汽做热煤的空气加热器而言，为便于排除凝结水，安装时应有一定的坡度。
并联：当处理空气量大时，应采用并联；
串联：要求空气温升（或温降）大时，应采用串联。
16. 表面式换热器的热湿交换是在主体空气与紧贴换热器外表面的边界层空气之间的温差和水蒸汽分压力差作用下进行的。
等湿冷却过程：表冷器表面温度高于空气的露点温度时并低于室内空气温度（干工况）；
减湿冷却过程：表冷器表面温度低于空气的露点温度时（湿工况）【当空气的干球温度和水温保持不变时，空气湿球温度越高，则表冷器的冷却减湿能力越大】
等湿加热过程：表面式空气加热器表面温度高于室内空气温度。
17.空气的其他加热加湿方法和设备
A.电加热器利用的是高品位能源，有两种基本型式：裸线式和管式。
B.等温加湿
C.等焓加湿
18.空气的其他除湿方法和设备
A.固体吸湿剂吸附减湿：近似等焓升温
B.液体吸湿剂减湿：等焓升温减湿、等温减湿、降温减湿。

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