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空气调节

晨怡热管 2009-11-7 17:31:22

3.1空调概况

3.2湿空气的组成和状态参数

3.3湿空气的焓-湿图及应用

3.4空调房间负荷的计算

3.5 空气调节系统的分类

3.6 普通集中式空调系统

3.7 诱导式空调系统

3.8 风机盘管空调系统

3.9 变风量空调系统

3.10 分散式空调系统——局部空调机组

3.11空气的热湿处理

3.12表面式换热器处理空气

3.13电加热器

3.14 加湿器

3.15空调房间的气流组织

3.16 空气净化和空调系统的消声、减振

教学目的与要求:

1. 了解空调的的发展、概念、任务,了解湿空气的组成,了解分散式空调系统的应用、结构。

2. 熟悉湿空气的状态参数,空调热湿负荷的构成;熟悉普通集中式空调系统,熟悉空气的热湿处理的基本装置。

3. 掌握湿空气的焓-湿图,焓-湿图的基本应用,空调热湿负荷的估算,一次回风系统,。

4. 掌握空气的热湿处理过程,空调房间的气流组织、噪声处理。

内容和时间安排、教学方法:

1.内容和时间安排:36学时

2.教学方法:企业现场教学、实验室环境教学,多媒体教学、案例教学、课堂提问。

教学重点和难点:

1.重点:普通集中式空调系统,一次回风系统,空气的热湿处理过程,空调热湿负荷的估算。

2.难点:焓-湿图上的等参数线含义;空气的热湿处理过程;

 

 

3.1空调概况

3.1.1、空气调节的任务和作用

    空气调节,就是把经过一定处理之后的空气,以一定方式送入室内,使室内空气的温度、相对湿度、气流速度和洁净度等控制在适当范围内的专门技术。维持一定的温度、湿度,是指室内空气的温度,相对温度必须稳定在一定的基数上,如t=20℃,,φ=50%。即所谓空调基数,并且不得超出允许的波动范围,如Δt=±1℃,Δφ=±5%,即所谓空调精度。Δt=在1℃以上的空调系统,叫一般精度的空调系统,可以通过手动进行控制;Δt小于1℃的空调系统,叫高精度空调系统,应采用自动控制。

   根据使用对象的不同,空调可分为“舒适性”和“生产性”两类。

    舒适性空调,其目的是为人们提供良好的工作条件或舒适的生活环境,以利于提高人们的工作效率或保障人们的身体健康。

   人在日常生活和劳动过程中,人体内新陈代谢作用产生的热量,必须向周围环境散发。当人体产生的热量与散发的热量平衡时,体温维持在36.5~37℃,人就会感到舒适。

   实践证明,人们感到舒适的环境条件为:空气温度18~28℃,相对湿度40%~60%,空气流动速度0.25m/s左右。

   舒适性空调广泛应用于公共建筑中,如展览馆、影剧院、图书馆、博物馆、宾馆、医院、商场、写字楼等,现在已进入家庭、汽车等小空间。

   生产性空调的作用是满足生产、科研等工艺过程所要求的空气参数。如果这些参数得不到满足,生产和科研就无法进行,产品质量就无法保证。对不同的工业部门,由于生产工艺不同,对空调的要求也不同。

3.1.2、空气调节技术的发展概况

   空气调节技术的形成是在本世纪初开始的,它随着工业发展和科学技术水平的提高而日趋完善。

   19世纪半后叶,随着发达国家纺织工业的发展,促进了空气调节技术的发展。当时一位叫克勒谋 (Stuart W. Cramer)的工程师负责设计和安装了美国南部三分之一纺织厂的空气调节系统。系统中,己开始采用了集中处理空气的喷水室,装置了洁净空气的过滤设备等。空气调节的英语名 Air Conditioning 就是他在1906年所定名的。

   新中国成立后,随着国民经济的发展,空调事业逐步发展壮大。我国第一台风机盘管机组是1966年研制成功的,组合式空调机组在50年代己应用于纺织工业。现在我们己能独立设计、制造和装配多种空调节器系统。如高度精度的恒温恒湿洁净室、地下除湿、人工气候室以及大型公共建筑和高层建筑的空调系统。一些专门生产空调设备的工厂,己达到定型化、系统化生产各种空气处理设备和不同规格空调机组。配用在空调系统上的测量和控制仪表以及控制机构的生产,也有了一定的基础。在全国范围内,从事暖通空调专业的设计,研究和施工管理队伍,己具有相当的规模。不少大、中、专院校设有供热通风和空气调节专业,以培养专门技术人材。

 

 

 

3.2湿空气的组成和状态参数

3.2.1、湿空气的组成

    空气中除了干空气之外,还包含有水蒸气。我们通常将干空气和水蒸气的混合气体称为湿空气(简称空气)。湿空气中的水蒸气含量很少,它来源于海洋、江河、湖泊表面的水分蒸发,各种生物(人、动植物等)的生理过程以及工艺生产过程。

    自然界中的空气,是由数量基本稳定的干空气和数量经常变化的水蒸气组成的混合物。这种混合物称为湿空气,也就是常说的空气。 

1.干空气
干空气是湿空气的主要组成部分,它是由氮气、氧气、二氧化碳及其化稀有气体(如氩、氖等)按一定比例组成的混合物。
2.水蒸气
空气中水蒸气的含量是经常变化的,通常占空气质量比的千分之几到千分之二十几。自然界中的空气都或多或少地含有一些水蒸气,因此,自然界中的空气都是湿空气。绝对的干空气在自然界中是不存在的。在空调中所调节的空气为湿空气。
3.饱和空气

? 干空气具有吸收和容纳水蒸气的能力,并且在一定量的水蒸气。我们把在一定温度下水蒸气的含量达到最大值时的空气,称为饱和空气。此时所对应的温度为空气的饱和温度。如果降低空气的饱和温度空气中的水蒸气含量也会随之降低,并且多余的水蒸气会冷凝成液体。自然界中的结露现象就是这个道理。

 

 

 

3.3湿空气的焓-湿图及应用

3.3.1、h-d图的构成
h-d图是以h为纵坐标,含湿量d为横坐标,在一定的大气压力P下绘制而成的,为使图面开阔,线条清晰起见,将两坐标轴间的夹角为135。如图3-1所示。不同大气压力下,有不同的h-d图,使用时应注意选用与当地大气压力相适应的h-d图。图中除坐标轴外,还有温度t,相对湿度φ两组等值线、水蒸气分压力pq及表示空气状态变化过程的热湿比ε线。

图3-1??? 湿空气焓湿图
3.3.2 、焓-湿图上的等参数线
1.等含湿量线(d)? 它是一系列与纵坐标平行的直线,从纵轴为d=0的等含湿量线开始,d值自左向右逐渐增加。
2.等焓线()为了使图面清晰,等焓线为一系列与纵坐标成135。夹角的平行线。通过含量d=0及温度t=0℃交点的等焓线,比焓值h=0,向上等焓线为正值,向下等焓线为负值,自下而上比焓值逐渐增加。
3.等温线(t) 它是一系列自似平行而实际不平行的直线,t=0℃以上等温线为正值,以的等温线为负值,且自下而上温度值逐渐增加。
4.等相对湿度线(φ) 它是一系列向上凸的曲线。当d=0时φ=0%,即φ=0%的等相对湿度线与纵坐标轴重合。自左至右,φ值随d值增加而增加,φ=100%的等相对湿度线称为饱和曲线。饱和曲线将h-d图分为两部分:上部是未饱和空气,饱和曲线上各点是饱和空气,下部表示过饱和空气。在过饱和区,水蒸气已凝结成雾状,故又称为“雾区”。
5.水蒸气分压力线(pq) 根据d=622的关系式,可以写出pq=。当大气压力Pb为定值时, pq=?(d),即水蒸气分压力pq仅取决于含湿量d。因此可在d轴上方设一水平线,在d值上标出对应的pq值。
6.热湿比线(ε)? 在空调过程中,被处理空气常常由一个状态变为另一个状态,为了表示变化过程进行的方向与特性,在图上还标有热湿比(ε)线。所谓.热湿比是指空气在变化过程中,其热量变化量与湿量变化量的比值。
3.3.3 焓-湿图的应用
焓-湿图不仅可以用来确定空气的状态参数、露点温度、湿球温度,还可以表明空气的状态在热湿变换作用下的变换过程以及分析空调设备的运行工况。
1.确定空气的状态及其参数

??? 在焓-湿图上的每个点都代表了湿空气的一个状态,只要我们已知湿空气中h、d(或pc)、t、φ中的任意两个独立的参数,即可利用焓-湿图确定其他参数。

 

 

 

3.4空调房间负荷的计算

3.4.1 空调热湿负荷的构成
空调房间内的热湿负荷是由诸多因素构成的,其中的热负荷主要由下述诸因素构成:
(1)通过房间的建筑围护结构传入室内的热流量;
(2)透过房间的外窗进入室内的太阳辐射的热流量;
(3)房间内照明设备的散热量;
(4)房间内人体的散热量;
(5)房间内工艺设备器具或其他热源的散热量;
(6)室外空气渗入房间时的热流量;
(7)伴随各种散湿过程产生的潜热量等。
3.4.2 冷负荷系数法计算空调负荷
在空调房间热负荷的诸多因素中,除通过房间建筑围护结构和太阳辐射的热量为室外热源负荷外,其他均为空调房内的热负荷。因此,确切计算空调房间内部的热湿负荷,是统计室内空调负荷的主要数据。
1.通过围护结构从室外传入室内的负荷计算
(1)外墙和屋顶引起的负荷?? 热量总是从温度高的地方向温度低的地方传递。当室外空气温度高于室内空气温度时,热量通过外墙或屋顶传入室内。传热量的大小除了与室外空气温度差成比例外,还与外墙或屋顶的构造(厚度、材料、内外墙表面空气流动强弱)有关。这众多影响传热量大小的因素可以用一个综合性指标——传热系数K来表示。
在已知空调房间建筑结构的传热系数时,对通过建筑结构传入室内的热流量可以用下式进行计算:
Q=K?A(tw-tn)? W
式?????? ?K——传热系数,W/(m2℃),计算时可查询相关的暖通过空调设计手册
A——建筑结构的传热面积,
tw——室外侧空气温度。
(2)通过外窗传入空调房间的负荷计算??? 夏季通过透明的玻璃进入空调房间的热量,有相当一部分被室内空气吸收,只有少部分被玻璃吸收。进入室内热流量与太阳投射到玻璃窗的角度有关。通过玻璃由于温差传入室内的热流量的计算公式是:
Q=K?A(twp+△tw- tn) W
式中?? ?K——玻璃窗的传热系数,W/(m2℃)
A——玻璃窗的面积,m2
twp ——玻璃窗外空气温度,
△tw ——设计日最高气温与最低气温之差,计算时可查有关暖通设手册,
tn ——室内空气温度,
2.内部热源散热引起的负荷
室内热源包括工艺设备散热、照明散热、人体散热等。
(1)空调房间内电器设备的负荷计算
显热散热形成的冷负荷按下式计算
LQ=Q·CLQ W
式中? ??Q——电器设备实际显热散热量
CLQ ——电器设备实际显热散热负荷系数
电动设备是指电动机及其所带动的工艺设备。电动设备向空调房内空气的散热量主要包括两部分:一是电动机本身由于温升而散发的热量;二是电动机所带的设备运行时因温升所散发热量。
(2)空调房间内照明设备散热形成的负荷计算
空调房间内照明设备散热量属于稳定散热热源,一般不随时间变化。根据照明灯具的不同类型。
(3)人体散热量和散湿量的计算

? 人体散热量的大小与人的性别、年龄、衣着、劳动强度以及环境条件等诸多因素有关。由于性质不同的建筑物中有数量不同的成年男子、女子和儿童,为了计算的便利,往往以成年男子为基础,乘以考虑了各类人员组成比例的系数(称为群集系数)。

 

 

 

3.5 空气调节系统的分类

空气调节系统一般均由被调对象、空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备所组成。空气调节系统的任务是在建筑物中创造一个适宜的空气环境,将空气的温度、相对湿度、气流速度、洁净程度和气体压力等参数调节到人们需要的范围内,以保证人们的舒适和健康,提高工作效率,确保各种生产工艺的要求,满足人们对舒适生活环境的要求。
3.5.1、按空气处理设备的设置情况分
1、集中式空调系统
这种系统的特点是所有的空气处理设备(加热器、冷却器、过滤器、加湿器等)以及通风机、水泵等设备都设在一个集中的空调机房内,处理后的空气经风道输送到各空调房间。通常,把这种由空气处理设备及通风机组成的箱体称为空调箱或空调机,把不包括通风机的箱体称为空气处理箱或空气处理室。这种空调系统处理空气量大,需要集中的冷源和热源,运行可靠,便于管理和维修,但机房占地面积较大。单风道空调系统、双风道空调系统以及变风量空调系统均属此类。
2、半中式空调系统
半集中式空调系统又称为混合式空调系统,它建立在集中式空调系统的基础上,先将一部分空气进行集中处理后,再由风管送入各房间,经各房间内的空气处理装置(诱导器或风机盘管)进行二次处理后再送入空调区域中,从而使各空调区域(房间)根据各自不同的具体情况,获得较为理想的空气处理效果。诱导器系统、风机盘管系统等均属此类。
3、分散式空调系统
分散式空调系统又称局部空调系统。

3.5.2、按空调系统输送冷热量方式分
1、全空气式空调系统
全空气系统是指空调房间内的余热、余湿全部由经过处理的空气来负担的空调系统。空调系统在夏季运行时,房间内如有余热和余湿,可用低于室内空气温度和含湿量的空气送入房间内,吸收室内的余热、余湿后排出,使室内空气的温度保持所需要的参数要求。由于空气的比热较小,需要用较多的空气量才能达到消除余热、余湿的目的,因此要求有较大的风道断面或较高的风速。
2、全水式空调系统
空调房间内的余热和余湿负荷全部由冷水或热水来负担的空调系统称为全水系统。空调系统在夏季运行时,用低于空调房间内空气露点温度的冷水送入室内空气处理装置——风机盘管机组,由风机盘管机组与室内的空气进行热湿交换;冬季用热水风机盘管机组与室内的空气进得热交换,使室内空气升温,以满足设计状态的要求。通常不单独采用这种方法。
3、空气-水空调系统
空调房间内的余热、余湿的由空气和水共同负担的空调系统,称为空气-系统。空气-水系统用风机盘管或诱导器对空调房间内的空气进行热湿处理,而空调房间所需要的新鲜空气则由集中式空调系统处理后,由送风管道送入各空调房间内。由于使用水作为系统的一部分介质,而减少了系统的风量。其结构示意如图3-2所示。


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图3-2风机盘管空调系统示意图

  1. 过滤网;2—冷却器;3—加湿器;4—风机;5—风管;6—风机盘管

4、冷剂直接蒸发式系统

冷剂系统是指空调房间的热湿负荷直接由制冷剂蒸发来负担的空调系统。局部式空调系统和集中式空调系统中的直接蒸发式表冷器就属于此类。制冷机组的蒸发器中的制冷剂直接与被处理空进行热交换,以达到控制室内空气温度湿度的目的。

 

 

 

3.6 普通集中式空调系统

普通集中式空调系统就是低速、单风道集中式空调系统。它是最早出现的一种,属典型的全空气系统。这种系统的服务面积大,处理空气多。便于集中管理,在一些大型公共建(体育场馆、剧场、商店等)采用较多。
3.6.1、一次回风系统
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将来自房间的回风与室外新风在喷水室或空气冷却器前混合,这部分回风称为一次回风。夏季采用一次回风,可以节约一部分冷量;冬季采用一次回风,可以节约一部分热量。一次回风系统是空调工程中使用较多的一种系统,如图3-3所示。

图3-3  一次回风空调系统示意图
1-调节窗  2-预热器  3-过滤器  4-喷水室  5-再热器
6-通风机  7-送风管   8-调节阀   9-送风装置

  1. 夏季空气调节过程

如图3-4所示。室外状态为W的空气,与状态为N的室内回风混合后,状态为C,进入喷水室(或表冷器)冷却减湿,达到机器露点L(喷水室后空气的相对湿度一般为90%~95%),然后经过再热器加热到所需的状态O,送入室内,吸收房间的余热余湿后,达到室内状态N,一部分作为回风进入空调房间,一部分被排出室外。

图3-4??? 一次回风夏季空气处理过
在图3-4中,根据室内的余热量及余湿量,可以计算出室内空气的热湿比ε。过N作热湿比线ε,选定送风温差△t0(△to=tN—to),则可画出to线。该线与ε的交点O即为送风状态点。过O作垂线与=90%~95%线相交得机器露点L。
2、冬季空气调节过程
目前,在大多数空调系统中,冬、夏季使用同一台送风机,送风量不变,风机按夏季所需要的送风量确定。冬季室外空气干燥且温度较低,房屋有热损失,空气调节的任务主要是加热、加湿空气。
冬季空气处理过程如图3-5a所示。冬季室外状态为W的空气,与来自室内状态为N的回风混合到状态C,然后进入喷水室绝热加湿(喷淋循环水)到状态L,经再热器加热到送风状态O,送入室内。空气放热吸湿后达到室内设计的空气状态N,部分作为一次回风,文本框:
部分排出室外。

图3-5? 一次回风冬季空气处理过程
a)南方冬季处理??? b)北方冬季处理
室外空气状态W,通过预热器加热到W′,与室内状态为N的空气混合到状态C′,然后进入喷水室,绝热加湿到状态上L,再经再热加热到送风状态O,送入室内,达到室内状态N。
2) 预热混合风 如图3-5b所示,在保证不低于冬季规定的最小新风比例的条件下,室外空气状态W与室内空气状态N,在一定的比例下混合到状态C,经预热器加热到状态Cˊ,然后进入喷水室,绝热加湿到状态L,再经再热器到送风状态O,送入室内,达到室内状态N。
3.6.2、一、二次回风系统
在一次回风夏季空调过程中,为了降低湿度,需将空气冷却到机器露点,然后用再热器再加热到送风状态,送入室内。这样,由于冷、热量抵消,既浪费了冷量,又浪费了热量。一、二次回风系统就是除了一次回风外,将另一部分回风不经过喷水室,直接与经喷水室处理后的空气混合,以代替再热器,通常把这部分回风称为二次回风。一、二次回风空调系统
1、夏季空气调节过程,一、二次回风夏季空气调节过程如图3-6所示。室外空气状态W与室内空气状态N混合到状态C(一次混合)经喷水室冷却、去湿到机器露点L,再与室内状态N的回风混合(二次混合)到所需送风状态O,送入室内。送风在空调房间吸热吸湿后达到状态N。

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图3-6一、二次回风夏季空气调节过程
在图3-7中,根据房间的余热、余湿求出热湿比ε,并与=90%~95%的曲线交于L点,该点就是空气经喷水室后的机器露点。然后根据规定的送风温差△to,在ε线上确定送风状态O,这点就是第二次回风与经喷水室处理后的空气混合得到的状态点。
空调房间的送风量按下式计算
G=
式中??? G——夏季送风量(kg/s);
QL——夏季空调房间冷负荷(kW);
hN——夏季室内空气状态的比焓(kJ/kg);
hO——夏季送风状态的比焓(kJ/kg)。
二次回内量按下式计算
G2=G
2、冬季空气调节过程
一般的空调系统冬季送风量与夏季相同,新风量GW、一次回风量G1和二次回风量G2,随室外气温变化可进行调节。在冬季比较寒冷地区,为了保证卫生要求,在按规定的最小新风比送风时,新风与回风混合后焓值,将低于送风所需的机器露点的焓值,此时就要使用预热器新风或混合风,以使其焓值达到机器露点的焓值。
(1)预热新风
如图3-7a所示,室外空气状态W,经预热器加热到状态W′与室内空气N混合到状态C,然后进入到喷水室绝热加温到状态L,再与室内状态N的回风二次混合到状态C′,再经再热器加热到送风状态0,送入室内,放热吸湿后达到室内状态N。
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图3-7? 一、二次回风冬季空气调节过程
a)预热新风? b)预热混合风
3.6.3、全新风系统
全新风系统又为称为直流式系统。这种系统送入室内的空气全部采用室外新风。送风在空调房间内进行热湿交换后,全部由排风管排到室外,没有回风管道,因此这种系统相当于一次回风系统回风量为零时节特殊情况。全新风系统卫生条件好,但是能耗大,经济性差,只有系统内各房间散发有害物质,不允许循环使用时,才采用全新风系统。
1、夏季空气调节过程?
如图3-8a所示。这种系统的全部新风就是系统的总风量,因此夏季必须把全部 新风量处理要求的送风状态。

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图3-8? 全新风夏季空气调节过程

  1. 理论空调过程 b)实际空调过程

如果考虑挡水板的过水量及风机和通风管道的温升,则全新风夏季空气调节的实际过程如图3-9b所示。送风管道温升△t=1-2℃,挡水板过水量△d=0.5-1.0kg干空气。
喷水室处理空气需要的冷量QO为;
QO=G(hW-hL)
加热器的加热量Q为:
Q=G(hO-hL)
对于某些用作降温的空调系统,如果对送风温差没有限制,而且车间冷负荷较大,则不必采用再热器,室外空气经过冷却减湿处理到L点后,直接送入室内。
3.6.4、全循环系统
全循环系统也称为闭式系统,如图3-9所示。这种系统所处理的空气全部是来自空调房间的循环空气,即没有新鲜空气补充,全部采用回风,因此空调房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路。
全循环系统冷、热量消耗最省,但由于没有新鲜空气补充,卫生条件了差,因此它只用于一些特殊场合:
1、不能采用新风的系统? 例如潜水艇的空调系统,或室外新风有毒不能进入空调系统。这类系统如果室内有人时,要有氧气再生装置。
2、不需新风的系统? 例如某些储存仓库,室内经常无人工作,采用全循环系统,从运行考虑比较经济。但这类房间也要设新风口,只是当室外条件适宜时,采用新风消除部分室内负荷。
文本框:
图3-9全循环系统

 

 

3.7 诱导式空调系统

半集中式空调系统在送风支管末端装有诱导器的空调系统,统称为诱导式空调系统。
3.7.1、诱导器和诱导式空调系统的工作过程
1、诱导器
诱导器的结构原理如图3-10所示。它由外壳、热交换器(盘管)、喷嘴、静压箱和与一次风联结用的风管等部件组成。

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图3-10诱导器系统原理图与构造图

  1. 静压箱;2-喷嘴;3-热交换器;4-二次风;5-回风管;6-新风管;7-一次风。

诱导器的工作原理是:经过集中处理的一次风首先进入诱导器的静压箱,然后通过静压箱上的喷嘴以很高的速度(20~30m/s)喷出。由于喷出气流的引射作用,在诱导器内部造成负压区,室内空气(又称二次风)被吸入诱导器内部,与一次风混合成诱导器的送风,被送入空调房间内。诱导器内部的盘管可用来通入冷、热水、用以冷却或加热二次风,空调房间的负荷由空气和水共同承担。
3.7.2、诱导式空调系统的特点
1、将诱导式空调系统的一次风作为新鲜空气送入空调房间,一般可以满足对空
气的卫生要求;其二次风通过诱导器在室内循环,因此系统不用回风道,从而消除了各空调房间的相互干扰。
2、诱导式空调系统的一次风,采用高速送风的方式,其送风风道的横截面积为普通全空气系统的1/3,从而节省了建筑空间,旧建筑物加装空调系统时很适宜采用。
3、诱导式空调系统冬季不使用一次风时,将盘管内通入热水就成了自然对流的散热器。诱导式空调系统的二次风,只能采取粗过滤方式,否则将影响其诱导比,因而不适于用在净化要求高的房间。

4、诱导式空调系统的风速较大,有一定的噪声,不适合用在噪声标准要求严格的房间。所以现在已较少采用,而大多被风机盘管空调系统等代替。 

 

3.8? 风机盘管空调系统
风机盘空调系统中的风机盘管机组,简称风机盘管,是指将通风机、盘管和过滤器等部件组装成一体的空调设备,属于半集中式空调系统的末端装置。习惯上将风机盘管做末端装置的空调系统叫做风机盘管空调系统。
3.8.1、风机盘管的结构和特点

  1. 风机盘管结构

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风机盘管系统由风机、 风机电动机、盘管、空气过滤器、室温调节装置和箱体等部件构成,如图3—11所示。
图3—11? 风机盘管结构示意图
(1)风机??? 风机有离心式和贯流式风机两种形式。风机的风量为250~2500m3/h。风机叶轮材料有镀锌钢板、铝板或工程塑料等,其中以使用金属材料做叶轮的占多数。
(2)风机电动???? 风机电动机一般采用单相多速电动机,通过调节电动机的极数来改变风机的转速,使其具有高、中、低三挡风量,以实现风量调节的目的。
(3)盘管??? 盘管一般采用的材料为紫铜管,用铝片作其肋片。铜管外径一般为10mm,壁厚0.5mm左右,铝片厚度为0.15~ 0.2mm ,片距2~2.3mm左右。在制造工艺上,采用胀管工艺,这样能保证紫铜管与片间的紧密接触提高了盘管的导热性能。盘管有二排、三排和四排等类型。
(4)空气过滤器??? 空气过滤器一般采用粗孔泡沫塑料、纤维织维或尼龙编织物、金属编织物等制作。
风机盘管的一般容量范围为:风量为0 .007~0.236m3/S(250~853m3/h);冷量为2.3~7kw;风机电机功率一般在30~100w范围内;水量约0.14~0.22L/s(500~800L/h);盘管水压损失10~35kPa。随着风机盘管式系统的广泛应用,共容量有增大的趋势。
3.8.2、风机盘管系统的新风供给方式
风机盘管的新风供给方式有三种。
1、用房间缝隙自然渗入供给新风
缝隙自然渗入供给新风方式如图3-14a所示。这时风机盘管处理的只是空调房间中的循环空气。此种空气处理方法,使风机盘管空调系统的初投资和运行费用都比较低,但空调房间内空气的卫生要求难以保证。受无组织的自然渗入风的影响,空调房间内空气的温湿度分布不够均匀。所以此种方式只适用于室内人员较小的空调房间,特别用于旧建筑物增设风机盘管空调系
2、从风机盘管背面墙洞引入新风直接进入机组
从墙洞引入新风,直接进入风机盘管的方式,如图3-14b所示。将风机盘管靠外墙安装,在外墙上开一适当的洞口,用风管和风机盘管相连,从室外侧直接引入新风。新风口做成可调节的形式。在冬夏季按最小新风量运行,在春秋过渡季节加大新风量的供给。这种方式虽然能保证新风量,但室内空气参数的稳定性将受外界空气负荷的影响,可增大室内空气污染和噪音,所以只适应用于4~5层以下的建筑。采用此种方式,要做好风机盘管风口的防尘、防噪音、防雨水和冬季防冻等措施。
3、由独立的新风系统供给新风
风机盘管空调系统采用独立的新风系统供给新风,是把来自室外的新风经过处理后,通过送风管道送入各个空调房间,使新风也负担一部分空调负荷。
3.8.3、风机盘管空调系统的水系统
风机盘管空调系统中,随着季节的变化盘管可能需要供冷水或热水。故风机盘管空调系统水系统有三种形式。
1、双水管系统
采用一根水管供水、一根水管回水的水路系统,称为双水管系统。夏季,供水管向空调房间内的风机盘管送冷水,供其制冷需要;冬季,供水管向风机盘管送热水,供其供暖需要。双水管系统特点是结构简单、投资少,但系统供冷水、供热水的转换比较麻烦,尤其是在过渡季节,不能同时满足朝阳的房间需要制冷而背阳的房间需要供暖的要求。双水管系统可按建筑物房间朝向进行分区控制,通过区域热交换器调节,向不同区域提供不同温度的水,分别满足各区域对温度的需求。在一个区域中由制冷转为加热,或由加热转为制冷,可以采取手动转换,或者用集中控制的自动转换。
2、三水管系统
用一根水管供冷水、一根水管供热水、一根水管做公共回水管的水路系统,称为三水管系统。这种供水系统在每个风机盘管的进口处设置一个自动控制三通阀,根据空调房间内的室温需要,由安装在室内的温度控制器控制是供冷水还是供热水。
3、四水管系统
采用冷水一管供水、一管回水,热水一管供水、一管回水的水路系统,称为四水管系统。

3.9 变风量空调系统
普通的集中式空调系统的送风量是固定不变的,一般叫做定风量系统。设计送风参数时按房间最大热湿负荷值确定送风量。而实际上空调房间的热湿负荷在全年的大部分时间内低于最大值。当室内负荷变小,定风量系统是靠调节二次加热量以提高送风量温度(减少送风温差)的办法来维持室温的。这样既浪费热量,又浪费冷量,使能源的浪费很大。变风量系统根据空调房间内的热湿负荷变化,可随时改变送风量,以满足空调房间内空气参数的稳定。变风量空调系统在各空调房间的出风口前都装有独立的变风量末端装置,以便对空调房间实行变风量调节。
变风量空调系统对末端送风装置的要求是:
1、能根据空调房间室温变化自动调节风量;
2、当多个风口相邻时,应防止因调节其中一个风口而导致送风管道内的静压变
化,从而引起整个系统风量的重新分配;
3、应避免风口节流后对整个室内气流分布情况产生影响
末端装置结构形式主要有旁通型和节流型两种。
3.9.1节流型末端装置
用风门调节送风口开启大小的方法来改变空气流通截面积的末端装置,称为节流型末端装置。
3.9.2、旁通型末端装置
用分流的方法来改变送往空调房间空气流量的末端装置,称为旁通型末端装置。
其结构如图3-12所示。
文本框:
(a)结构???????????? (b)工作原理示意
图3-12? 旁通型末端装置
1-进风;2-送风;3-回风;4-执行机构;5-温度控制器;6-风门
旁通型末端装置的工作原理是:在送风量不变的情况下,进入空调房间的风量是可以根据负荷变化进行改变的。其设在旁通风口与送风口上的风阀,与电动或气动执行机构相连接,控制送入空调房间内的空气量和直接作为回风返回风道的气流量的比例,以根据空调房间内负荷的变化,随时改变送风量。既节省了系统的能耗,又满足了空调房间对送风的要求。

3.10?? 分散式空调系统——局部空调机组
在某些建筑物中,如果只是少数房间有空调要求,这些房间又很分散,或者各房间负荷变化规律有很大不同,显然采用集中式或半集中式空调系统是不适宜的,因此采用分散式空调系统——局部空调机组将是适用的。
局部空调机组实际上是一个小型空调系统(属制冷剂直接蒸发式空调系统),它将空气处理设备各部件(包括空气冷却器、加热器、加温器、过滤器)与通风机、制冷机组组合成一个整体,具有结构紧凑、安装方便、使用灵活的特点,所以在空调工程中得以广泛应用。

3.10.1、局部空调机组的类型
1、按结构型式不同来分
(1)分体式:将蒸发器和室内风机作为室内侧机组,把制冷系统的蒸发器之外的其余部份置于室外,称做室外机组。新的产品还可以用一台室外侧机组与多台室内机组相匹配。由于传感器、配管技术和机电一体化的发展,分体式机组的型式可有多样。
(2)整体式:将空气处理部分、制冷部分和电控系统的控制部分等安装在一个罩壳中形成一个整体。它的结构紧凑、操作灵活,其制冷量一般在50kW以下。
2.按冷凝器的冷却方式来来
(1)风冷式:容量较小的机组,其冷凝器大都采用风冷却。风冷式空调机,可不受水源条件限制,在任何地区都可使用。它不需冷却塔和冷却水泵,给使用维修带来很大的方便。在水源紧张的地区和家用小型空调机上使用都很普遍。
(2)水冷式:容量较大的机组,其冷凝器一般都用水冷却。一般用于水原充足的地区,为节约用水,大多数使用循环水。
3.10.2、局部空调机组的特点
1 .结构紧凑、安装方便,空调机组由于把空气处理系统和制冷系统组合为一个整体,其结构紧凑,不需要另接管道和电路,一般不需设专门机房,也不需要对安装基础作特殊处理,可直接安装在房间的地板上或房间的窗台、墙孔中。
2.操作方便、节约能源,空调机组一般不需专业的操作人员,一般人员都可以通过转动旋钮进行操作。十分方便。空调机组各自配备有控制系统,可以由用户根据自己的需要启动和停机,使能量消耗得以人为地控制。
3.设备利用率高,便于维修,小型空调机组分散在每个房间,可以在发生故障时,随时进行修理。由于零配件结构简单、维修不需要太长时间,设备使用率很高。
3.10.3、空调机组的选择和应用
1.空调机组选择设计时应考虑以下几个方面
(1)根据用户的实际条件与要求,选择空调机组的类型与台数。空调机组的总制冷量应能满足房间空调负荷(含新风负荷),总送风量应符合房间换气次数的要求。
(2)确定空调房间的室内参数,计算热、湿负荷,确定新风量。
(3)选用能效比(EER)高的空调机组。
空调机组的能耗指标可用能效比(EER)来评价:
EER=
随着产品质量和性能的提高,目前EER值大约在2.5~3.0之间。

3.11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。
3.11.1、水和空气的热湿交换过程

  1. 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3—13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3-13? 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3—14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。
(2)tsh=tg水? 等温过程,过程线为O-2。在此过程中,空气的含湿量、焓均增加而温度保持不变。
文本框:
(3)tg>tsh>ts?? 水温介于空气的干球温度和湿球温度之间,过程线为O-3,空气的温度下降而焓和含湿量均增加。产生这种现象,主要是空气温度高于水温,热量由空气传给水,空气失去显热而本身温度降低,但水滴表面饱和空气层中,水汽压力大于空气中水汽压力,大量水汽蒸发到空气中,使空气加热并得到相应潜热。由于空气潜热增加大于其显热的减少,因而空气焓增加而温度降低了。
图3-14空气被水处理时的状态变化过程
(4) tsh=ts??? 过程线为O-4。空气温度下降,状态变化沿等焓线进行而含湿量增加,因此该过程等焓加湿过程。在该过程中,由于水分蒸发所需的汽化潜热来自空气,后又由水汽带到空气中去,空气没有使水升温,又未使水温降低,因此空气被水处理时焓不变。
(5)ts>tsh>tl?? 水的温度介于空气湿球温度和露点温度之间,过程线为O-5。在此变化过程中,空气的温度、焓降低而含湿量增加。
(6)tsh=tl??? 过程线为O-6,由于空气温度高于水温,空气失去显热而冷却,同时空气由水汽分压力与水滴表面饱和水汽分压力相等,空气与水间没有湿交换,所以该过程含湿量不变而温度和焓均降低。
(7)tsh<tl?? 用水温低于空气露点温度的冷水喷淋空气,过程线为O-7,空气的温度、焓和含湿量均下降,该过程称为冷却去湿过程。
在上述七种过程中,前三种过程焓都增加,通常称作热水处理空气;后三种过程都降低,通常称作冷水处理空气;中间上种即第四种过程,空气的焓不变,因此水温也不变,并且等于空气的湿球温度,在喷水室中,将喷淋水循环使用就能实现这一个过程。表4-1中列举了七种过程的空气变化特点。
3.11.2、喷水室的构造和类型
1、喷水室的基本构造
文本框:
喷水式室的结构如图3—15所示,主要由喷嘴、喷嘴排管、挡水板、水池、滤水器、管路系统及外壳组成。被处理的空气经过导流板(或前挡水板1)均匀地进入喷水室,与喷嘴排管2喷出的水滴直接接触进行热湿交换,然后经过后挡水板6过滤掉夹在空气中的水滴后,被风机送入空调房间(或车间)。喷嘴均匀地布置在排管上,排管通常设置1~3排,与空气进行热湿交换后的水滴,落到喷水室底部的水池8中,其中一部份排掉,另一部份再循环与冷冻水混合使用,或全部两者循环使用。为了方便观察和检修的需要,在装水饰上部装有防水灯,在侧壁上装有检查门3。

图3—15喷水室构造??? a)卧式?????? b)立式
1—前挡水板?? 2—喷嘴排管?? 3—检查门?? 4—防水灯? 5—外壳光?? 6—后挡水板7—浮球阀?? 8—水池??? 9—补水管??? 10——冷水管11—三通阀???? 12—循环水管13—滤水池?? 14—水泵??? 15—供水管? 16—溢水管?? 17—溢水器??? 18—泄水管
2、喷水室的类型
喷水室的形式按气流方向分有卧式、立式;按喷水级数分有单级、双级;按喷水室中空气流速分有低速(风速为2~3m/s)和高速(风速为3.5~6.5m/s);按风机置于喷水室的前后位置分有级入式和压入式。如图4—4示出立式和卧式单级喷水室。处理空气量大时常用卧式,处理空气量小时常采用立式,立式所特点是占地面积小,空气自上而下与水 接触,热湿交换效率发更好。双级喷水室相当于两个单级喷水室串联,只在夏季冷却空气时使用。第一级常使用循环水对空气预冷,第二级用冷冻水对空气进行再冷却,可以使空气得到较大的焓降,湿度达95%~98%,大大节约冷冻水用量。
风机设在挡水板后称吸入式空调室,设在导流板前称压入式空调室。吸入式空调室中为负压,当敞开密封门时水滴不会溅出,水流流动比较平稳,但电动机容易受潮,压入式空调室中为正压,未经处理的空气不会经喷水室门缝吸入,电动机不易受潮,但检查门容易漏水。
3.11.3、喷水室的水系统
喷水室系统与所使用的冷水源有关。冷源有天然冷水源和人工冷水源两种,天然冷水源常使用深井水,人工冷水源是指由制冷机产生的冷冻水。
1、用天然冷水源的水系统
???? 用深井泵抽取地下直接供喷水室使用,用过这之后排入下水道。这种水系统比较简单,但长期使用地下水会造成地面下沉。为此,我国有些城市多年来采用深井回灌技术,即冬灌夏用和夏灌冬用,收到了比较好的较果。使用深井回灌的喷水室水系统如图3—16所示,夏季开阀5、8,关阀6、9,启动冷深井泵4,将“冷水”送至喷水室3,冷却干燥的空气,喷水室的回水经滤水器2由泵1灌入热深井7贮存起来。到冬季时关阀5、8,开阀6、9,启动7,将“热水”送至喷水室3,对空气进行加热湿处理,喷水室回水经滤水器2由泵1灌入冷深井4贮存起来。 ?

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图3-16使用深井回灌的喷水室水系统
1-回灌泵 ?2-滤水器?? 3-二级喷水室 ?4-冷深井(泵)? 5、6、8、9-阀门??? 7-热深井(泵)

  1. 使用人工冷源的水系统

采用制冷机制取冷冻水,常见的系统有两种方式,
3.11.4、影响喷水室热交换效率的因素
在喷水室内空气与水之间的热湿交换过程是极其复杂的。影响空气与水之间的热交换效率的因素很多,但归纳起来主要有水气比、空气速度和喷水室结构三个方面:

  1. 水气比(μ)
  2. 空气速度

由于空气的导热性能比较差,空气与水之间的热交换? 主要? 依靠对流换热。风速大,对流换热量大。在喷水室中,空气的流动速度常采用空气的质量速度υρ,实际应用中υρ=2.5~3.5kg/(m2·s)。
3喷水室结构特性的影响

喷水室的结构,主要是指喷嘴的形式,孔径、喷嘴布置密宽、排数、排管间距、喷水方向以及喷水室的断面尺寸等。它们对喷水室的热交换效率均有影响。结构特性不同的喷水室,即使在相同的υρ和μ时,也会得到不同的处理效果。

3.12表面式换热器处理空气
在空调系统中,使用表面式换热器处理空气是另一种广泛使用的方法。常用的表面式换热器包括空气加热器和表面式冷却器(简称表冷器)两类。空气加热器是用热水或蒸汽做热媒的,而表面式冷却器则以冷水或制冷剂做冷媒。
3.12.1、表面式换热器处理空气的基本过程
用表面式换热器处理空气,只能实现等湿加热、等湿冷却和减湿冷却三种过程。

  1. 等温加热过程

空调工程中,为了对空气进行加热处理,经常采用表面式空气加热器。当状态为O的空气用加热器加热时,温度升高而含湿量保持不变,其过程如图4-13中OA线所示。空气被加热后,焓值增加,相对温度降低,其过程的热湿比ε=∞。
2、等湿冷却过程?? 空调工程中,为了对空气冷却处理,通常采用表面式冷却器。在冷却空气时,若冷却器表面的温度低于空气的干球温度但高于其露点温度,则空气被冷却而冷却器表面不会产生凝结水,这种冷却称为等湿冷却。等湿冷却过程如图4-13中OB线所示。空气被冷却后,湿度降低,含温量不变,焓值降低,相对温度提高,其过程热温比ε=—∞。
3、减湿冷却过程
空调工程中,对了对空气进行减湿冷却处理,通常也可以采用表面式冷却器,只不过这时冷却器表面的温度必须低于空气的露点温度,则空气被冷却,而且空气中所含的水蒸气部分在冷却器表面被凝结出来,空气被干燥了。
3.12.2、表面式换热器的构造和安装
1表面式换热器的构造
最早的表面式换热器是用光管焊制的,即所谓光管换热器。这种换热器传产效果差。为了增强空气侧换热,通常在空气侧加设肋片。空气加热器与表面式冷却器构造与型式相似,都是由肋片管组合而成的。根据加设肋片的方法不同,表面式换热器主要有以下几种类型:
(1)绕片式换热器??? 将金属带用绕片机紧紧地绕制在管子上制成绕片管,再用绕片管组成绕片式换热器。绕片有皱褶,可增加传热面积和增强空气扰动;但空气阻力增加和易积灰。皱褶式绕片管如图3-17a所示,目前我国生产的SR型、GL-Ⅱ型及UⅡ型就是这种换热器。有的绕片用延展性更好的铝带所制作的绕片管不带皱褶,如图3-17b所示,称为光滑绕片,如JW型和SRL型表面式换热器。
(2)镶片式换热器??? 将金属带绕有螺旋槽管子的槽内,再经挤压,使金属带紧密地镶嵌在槽内,可制成镶片管(图3-17c)。用这种助片管可组成镶片换热器。
(3)轧片式换热器??? 用轧片机在光滑的铜管或铝管外表面,直接轧出肋片,可制成轧管(图3-17d)。这种肋片管可以组成轧片和管子是一个整体,所以传热效果更好。如国产的KL型的PB型换热器就属这种。
(4)串片式换热器?? 在肋片上事先冲好相应的孔,然后再将肋片与管束串在一起,可以加工成串片管(图3-17e)。用这种肋片管可组成串片式换热器。

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图3-17各种肋片式换热器的构造
a)皱褶绕片?? b)光滑绕片?? c)镶片?? d)轧片?? e)串片

3.13电加热器
介绍了喷水室和表面换热器对空气的热湿处理,下面介绍电加热器对空气的热湿处理。
3.13.1、电加热器的工作原理
电加热器是让电流通过电阻丝发热来加热空气的设备。它具有加热均匀、供热量稳定、效率高、结构紧凑、反应灵敏和便于实行自动控制等优点,因此,在空调机组和小型空调系统中应用较广。在恒温精度要求高大型空调系统中,也经常在送风支管上使用电加热器来控制局部加热。但是,用电加热器要耗费较多电能,所以加热量较多的部位不宜采用电加热器。
3.13.2、电加热器的结构型式和特点
常用的电加热器有主要有裸线式和管状式。
1、裸线式电加热器
裸线式加热器是由裸露在空气中的电阻丝构成。这种电加热器的外壳是由中间填绝缘材料的双层钢板组成,在钢板上装有固定电阻丝的瓷绝缘子,电阻丝的排数根据设计需要来决定。这种电加热器可根据《采暖通风标准图集》中“空气加热器”部分的标准图纸进行选用和加工。
2、管状式电加热器
管状式电加热器由管状电热元件组成,这种电热元件是将电阻丝装在特制的金属套管中,中间填充导热性好的电绝缘材料

3.14? 加湿器
空调系统中,加湿器是对空气进行加湿处理的空调设备。空气可以在空气处理室或送风管道内对送入房间的空气集中加湿;也可在空调房间内部对空气局部补充加湿。空气加的方法前面讲过的利用喷水室电加加湿外,还可以采用直接喷水蒸气加湿、直接喷水雾气加湿、水表面自然蒸发加湿和电热加湿等
3.14.1、加湿器的类型
1、根据对空气的处理方式分有集中式加湿器和局部式加湿器
1.)集中式加湿器——就是在集中式空气处理室中对被调节的空气进行加湿的设备。
2.)局部式加湿器——在空调房内进行加湿处理的设备,亦称补充式加湿器。
2、根据加湿的介质状态分有水加湿器、蒸汽加湿器及雾化加湿器等
1.)水加湿器——是在被调节的空气中直接喷水或让空气通过水表面,促使水蒸发来加湿的设备。水加湿器常通过空调箱来实现。
2).蒸汽加湿器——是对被调节的空气喷入蒸汽的加湿设备。蒸汽可来自锅炉、电极式或电热式水蒸汽发生器。
3).雾化加湿器——是将常温水雾化后喷入空气的加湿设备。水的雾化可通过超声波雾化器或回转式雾化器等来实现。
3.14.2、加湿器的结构和工作原理
1、蒸汽加湿器
蒸汽加湿器将水蒸汽直接与空气混合而增加空气的湿度。在空调工程中。它可在空气处理室里集中加湿,也可在空调房内局部加湿。使用较多的有蒸汽喷管和干式蒸汽加湿器。
1).蒸汽喷管
普通蒸汽喷管的基本结构是由上面有若干数目的直径为2~3mm小孔的蒸汽管组成,孔间距大于50mm,管长小于1m。
蒸汽喷管的工作原理是:在蒸汽压力作用下,沙漠蒸汽由小孔喷出,与被调节的空气混合以达到加湿的作用。但蒸汽喷管喷的水蒸汽中往往夹带着凝结水滴,影响加湿效果的控制;工作时噪音大,因而在使用上受到一定的限制。
2.)干式蒸汽加湿器
空调工程中常用的干蒸汽加湿器按基结构特征和组合情况,可分整体式、组装式和散装式。整体式加湿器通常将兼有分离、干燥功能的喷管组件连同电功或气动调节阀装配成为一个整体设备,如LXS—D型等。组装式常以喷管组件为一组,而带有电动或气动调节阀的蒸汽为一个独立器件,电动或气动调节阀作为另一个独立器件,现场组装而成,如ZKZ型等。
干式蒸汽加湿器的工作原理是:工作蒸汽由蒸汽引导管进入喷管外套,对喷管内的蒸汽起加热、保温、防止汽凝的作用。外管蒸汽进入分离室后,由于通道面积扩大,蒸汽流速降低、在挡板作用下改变流体流向,使冷凝水被分离下来。分离出冷凝水的干蒸汽由分离室顶部流经调节阀阀孔而减压,再进入干燥室。蒸汽在干燥室内经急剧拐弯折流后,第二次分离蒸汽中残留的冷凝水滴。干燥室包在分离室内,在干燥室内第二次分离下的冷凝水滴就会吸收分离室内的高温蒸汽热量而汽化。处理后的干蒸汽再流经消声腔从喷管小孔喷出。除消声腔外,喷管内还设有消声装置,以减少蒸汽通过喷口时所产生的噪声。分离室中的冷凝水通过疏水器排出。
2、电加湿器
电加湿器是用电能使水汽化而送入空气中的加湿设备,有电极式和电热式等。
1.)电极式加湿器
电极式加湿器是利用电极通电后,加热水而产生水蒸汽的加湿设备。它主要由带接线柱的壳体、电极和控制电器等组成。
电极式加湿器具有加湿量容易控制,结构紧凑,安装占地小,,安全性好等优点,因而被广泛地应用于缺乏蒸汽源而有一定温、湿度要求的场所,如用于小型恒温恒湿空调室、小型空调系统和高温冷库等场所的加湿、但电极式加湿器耗较大,电极表面容易结垢和腐蚀,水质要求高。
2.)电热式加湿器
电热式加湿器利用在水槽中的管状电热元件通电加热产生水蒸汽的加湿设备,主要由箱体、电热元件和补水控制器等组成。。
3、喷雾加湿器
喷雾加湿器常用于某些余热量较大、余湿量较小,又要求保持较高温度的房间加湿,这类加湿器直接在房间内将常温水雾化而喷向空间,利用水雾吸收室内空气热量蒸发成水蒸汽来加温空气。其类型有回转式、离心式和超声波式等。
1).回转式喷雾加湿器
回转式喷雾加湿器主要由电机、风扇、转盘、固定架、调节阀等组成,并有固定式和转动式之分。
2.)离心式喷雾加湿器
离心式喷雾加湿器主要由吸入管、喷雾环、电机及调节开关组成。
3)超声波喷雾加湿器
超声波喷雾加湿器的主要部件是超声波发生器,工作时,发生器以每秒170万次的高频电振动喷雾加湿器不仅增湿效果好,同时还可产生大量的负氧离子。

3.15空调房间的气流组织
常常会发现这样的情况,在相同热湿负荷的空调房间中以不同的方式 送入同样参数量的空气时,所得到的空调效果不同,而且回风口的位置不同,送、回风速度的大小都会影响空调的效果。所谓气流组织,就是在是空调房间内合理地布置送风口和回风口,使得经过净化和热湿处理的空气,由送风口送入室内后,在扩散与混合的过程中,均匀地消除室内余热和余湿,从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和结净度,以满足生产工艺和人体舒适的要求。
3.15.1空气的输送与分配
1. 通风管道阻力的计算
在通风管道中空气流动的压力损失有两种,即摩擦阻力F1和局部阻力F2,所以,风管的总阻力△F=F1+F2。
在计算风管阻力的时候,常用的是等压损失法和假定速度法。
等压损失法指单位长度风管有相等的压力损失。在已知风机总作用压力的情况下,将总压力值按风管长度平均分配给风管的各部分,再根据各部分的风量和压力确定风管的尺寸。
假定速度法是指以风管内空气流速作为控制指标,来确定风管的断面尺寸和压力损失。
通风管道阻力计算目的,主要确定风管断面尺寸阻力,从而确定风机型号和动力消耗。

  1. 通风管道的布置

(1) 通风管道的布置关系到空调系统总布局,同时对实现系统的最终设计有重要意义,风道布置应与建筑、生产工艺密切配合,同时还要考虑下列因素:尽量缩短管线,避免复杂的局部构件、减少分支管线,节省材料,减少系统阻力,此外,还应便于安装、调节和维修。
(2)应注意局部管件的形式和连接的合理性,尽量减少涡流。对一些局部构件加装导流板和保持必要的曲率半径是很重要的,如风道的弯管部分应尽量采用大的曲率半径r,最常用的是r/b=1.5~2.0(b是风管的宽度或圆形风管直径)在r/b小一于1.0时,要装导流叶片,使阻力减小,对风管断面扩大时的渐管,其扩张角应尽量小于20℃,风道断面缩小时的渐缩管,其收缩角应尽量小于45℃。
(3)风机进口处的动压很大,要正确处理通风机进出口处的连接管,否则会引起很大的损失,例如在风机的进口处加装导流叶牍 风机出口处最好有长度为出口边长1.5~2.5倍的直管段,以减少涡流。如果受空间限制风机的出口处不能满足上述要求时,,出口管的转弯方向应顺着风机叶轮转动的方向,或在弯管中加装导流时片。风机叶轮轴线应与空气处理面的断面中心对准,以免气流偏心造成风速成不均匀,风机出口调节风阀应装在帆布软接头之后,以名免风机震动使阀门产生附加噪声。
3、通风管道的保温、防腐及泄水
(1)风道的保温
为了减少空气在风道输送过程中的冷、热量损失,以及防止风道穿越房间对室内空气产生影响低温风道表面在温度较高的非空调房间内结雾,都需要对风道进行保温。
保温材料主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料、超细玻璃纤维保温板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等,它们的导热系数大都在0.12W/m·℃以内,通过保温层管壁的传5热系数一般控制在1.84W/m2℃以内,对于敷设在非空调房间的风道,一般保温度可取25mm。
(2)风管的防腐和泄水
1)受气体侵蚀的构件,均需刷防腐油漆;
2)沿流动方向将风道做成不小于0.005坡度,在风道最低点处设水封管将水排至下水道;
3)在通风机壳装一带有水封的排水管。
3.15.2? 气流组织的形式及送、回风口的型式
空调系统中为了更好地满足空调的精度要求,更合理的利用冷气流或更节省能源。其气流组织应能保证空调房间内具有较均匀、较稳定的温、湿度,同时还要满足区域温差和一定的洁净度。故气流组织在空调系统中也很重要。按送、回风口型式、布置位置及气流方向,一般可分为以下四种送风形式。
1、侧面送风(侧送)
侧面送风是空调工程中最常用的一种气流组织方式。侧送风口布置在房间的侧墙上部,空气侧送风口宜贴顶布置形成贴附射流,工作区为回流,回风口宜设在送风的同侧。送风出口风速一般为2~5m/s,送风口位置高时取较大值。
2、孔板送风
孔板送风的气流形式主要有以下三种。
(1).全面孔板直流流型
在整个顶棚上均匀地穿孔即为全面孔板。当全面板的孔口速度°>3m/s,送风温差(送冷风)△t°≥3°c、单位面积送风量大于60m3/(m2.h)时,一般会在孔板下方形成直流流型。如果在地板下回风,所形成的气流流型更为理想。全面孔板送风适用于有较高净化要求的空调工程。
(2)全面孔板不稳定流型
当全面孔板的孔口出风速度o和送风温差△to均较小时,孔板下方将形成不稳定流型。不稳定流由于送风气流与室内气流冯分混合,工作区内区域温差很小。适用于高精度和要求气流速度较低的空调工程。
(3)局部孔板不稳定流
在整个顶棚上不是全面地布置穿孔板,而在顶棚的部份面积上呈方形、圆形矩形间隔布置穿孔板者称为局部孔板,局部孔板的下方一般为不稳定流,而在两旁则形成回旋气流,这种流型适用于工艺布置分布在部份区域或局部热源的空调房间,以及仅在局部地区要求较高的空调精度和较小气流速度的空调工程。
3、散流器送风
散流器送风有平送下部回风、下送下部回风、送回两用散流器上送上回等气流组织方式。

  1. 散流器平送风

散流器平送风是空气经散流器呈辐射状射出,形成沿顶棚的贴附射流。由于其作用范围大、扩散快,因而能与室内空气充分混合(但射程较侧送为短),工作区处于回流区,温度场和速度场都很均匀。可用于一般空调或有一定精度要求的恒温空调。
(2)散流器下送
散流器下送时为不使灰尘随气流扬起而污染工作区,要求在工作区保持下送直流流型。下送时送风射流以扩散角θ=20°~30°射出,在离风口一段距离后汇合,汇合后速度进一步均匀化,常可采用线性散流器在顶棚上密集布置来达到,它适用于较高净化要求的空调工程。
(3)送回两用散流器
送回两用散流器的上部设有小静压箱,分别与送风道和回风道相连接。送风射流沿顶形成贴附射注,工作区为回流,回风则由散流器上的中心管排出。
散流器送风一般需设置吊顶或技术夹层。与侧送相比,投资较高,顶棚上风道布置较复杂。散流器平送应对称布置,其轴线与侧墙距离不小于1m 为宜,散流器出口风速2~5m/ s。
4、喷口送风
喷口送风是将送、回风口布置在同侧,上送下回,空气以较高的速度,较大的风量集中的由少数几个喷口射出,射流行至一定路程后折回,使工作区处于回流之中。
三、回风口
由于回风口附近气流速度衰减很快,对室内气流组织的影响很小,因面构造简单,类型也不多。最简单的是矩形网式回风口(见图3—18),篦板式回风口(见图3—19)。此外如格栅、百叶风口、条缝风口等,均可当回风口用。在空调工程中,风口均应能进行风量调节,若风口上无调节装置时,则应在支风管上加以考虑。
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图3—18 矩形网式回风口???????????????? ???? 图3—19??? 活动篦板式回风口
四、空调建筑的排风
在有人居住的空调建筑和有人停留的场所,从卫生要求考虑。补充一定的新风量是必不可少的,考虑到新风量在建筑物中的平衡,任何有补充新风的场所应设有排风系统,如公共建筑中的公共厕所,地下车库及客房卫生间等均需设置排风系统。
1、排风方式
公共建筑的排风主要有以下三种方式。
(1)自然排风方式
这种排风方式简单、省能、投资少,并且在一天大部份时间内能起作用,但这种方式排风能力小,且易受室内温、湿度、大气压力、风向风速等到因素的影响,排风量不稳定,当排风口处气压处于正压状态时,甚至还会发生倒灌现象。因此,自然排风方式适用于卫生条件要求低的建筑物中。
(2)机械排风方式
通常在排风系统上设排风扇或通风机进行排风,这种方式通风效果好,能满足各场所的卫生要求和风量平衡,但投资高,适用于卫生条件要求较高的建筑物中。

  1. 机械排与自然排风相结合的排风方式

这种排风方式兼顾了自然排风与机械排风的优点,在工程中亦有应用,如在宾馆的卫生间装设普通的排气同风扇,对卫生间进行全部通风换气,然后排入通风竖井,依靠自然排风能力将排风扇排出的废气排至室外,这种排风方式比单纯的自然排风能力强,但排风竖井受气候影响较大,有时会发生倒灌。因此,对卫生要求较高的场合不能满足卫生要求。
2、排风量的确定

排风量计算方法有两种:一是按换气次数计算,一般采用5~8次/h,二是按最小通风量25~30m3/h·人计算。空调建筑的排风量确定还要考虑风量平衡与室内正压的要求,一般按新风补入量的85~90%确定排风量。如某宾馆客房新风量为100~110 m3/h,则浴厕排风量可按90~100 m3/h确定。 对厨房的排风设计时,应使厨房处于负压状态,因此设计时应使排风量大于送风量,以防厨房气味外逸。

3.16? 空气净化和空调系统的消声、减振
3.16.1? 空气净化的要求和标准

空气调节系统中所处理的空气来源,一般是新风和回风,新风常因室外环境有尘埃而被污染,回风则因室内人的活动、工作和工艺过程而被污染,空气中的尘埃除对人体健康不利外,还会影响室内清洁和产品质量,以及恶化空调设备的处理效果(如加热器、冷却器的传热性能)。所以,根据工艺要求在空调系统中设置相应的空气净化设备的作用,主要是除去空气中的悬浮尘埃,此外,有时还能对空气进行杀菌、除臭、增加空气负离子处理。
一、空气中含有污尘的种类
空气中(包括大气和空调房间内空气)悬浮有多种污染成份,根据它们的性质,可分为以下几种:
1、粉尘?? 由于自然或人为过程所造成的固体粒子,它们 在空气靠重力沉降,粒径一般小于100μm 。
2、烟气?? 由升华、蒸馏等反应过程产生的蒸汽凝结之后,生成的固体粒子,粒径一般小于1μm.
3、烟尘?? 烟料的不完全燃烧所产生的粒子,是部分燃烧所产生的固态、液态及气态粒子的混合物,粒径一般小于1μm。
4、雾?? 由蒸汽的凝结而产生,其大小通常为15~35μm。
5、有机粒子?? 最常见的有细菌(0.2~0.5μm)、花粉(5~150μm)\真菌孢子(1~20μm)及病毒孢子(远小于1μm)。
6、非微粒性污染物?? 包括常温、常压下的水蒸气以及永久性有害气体,水蒸气可以冷却到它的露点温度之下而被清除。这种方式对有害气体则行不通,因而清除有害气体比较棘手。

三、室内空气的净化要求和标准
室内空气的净化要求是以含尘浓度来划分的,根据生产要求和人们工作生活的要求,通常将空气净化分为三类:
1、一般净化:只要求一般净化处理,保持空气清洁即可,对室内含尘浓度无确定控制指标要求,大多数以温湿度为主的民用与工业建筑空调均属此类。
2、中等净化:对室内空气含尘浓度有一定的要求,通常提出质量浓度指标,例如提出在大型公共建筑物内,空气中悬浮微粒的质量 浓度≯0.15mg/m3(推荐值).
3、超净净化:对室内空气含尘浓度抽出严格要求,由于尘粒对生产工艺的有害程度与尘粒的大小和数量有关,所以均以粒径浓度作为控制指标,空气洁净等级是以空气含尘浓度过搞低来划分的,我国于1984年公布的《洁净厂房设计规范》(GBJ73—84)中规定的洁净度等级。

3.16.2空气过滤器
一、空气过滤器的作用与过滤效率
空气过滤器的作用是采用过滤的方法把含尘量低(每立方米空气中零点必至几毫克)的空气经净化处理后送入室内,一般按过滤效率的高低分有:粗效(又称初效)、中效和高效(亚高效、高效和超高效)过滤器。
1、各种过滤器的过滤效率的测定方法是不同的,常见的有质量法、比色法和计数法:
(1)质量法:采用称重的方法测量过滤器的质量浓度效率,适用于粗效过滤器的效率测定。
(2)比色法:适用于中效过滤器信静电过滤器的效率测定,其原理是在过滤器前后采样以后,将各自被污染的滤纸放在光源下进行照射,根据透光和反射光的多少,用光电管比色计测出透光度,换算成过滤器的前后粉尘的质量浓度,再计算出过滤效率。
(3)计数法:其用于高效过滤器的效率检测,可直接用光电粒子计数据器对通过过滤器的含尘气流进行自动检测、记录尘粒的数量与大小,以此来计算出过滤效率。
2、空气过滤器的指标
各种空气过滤器,在不同条件下其工作性能是不同的,通常表明空气过滤器工作性能的指标有:
(1)过滤效率—即在额定风速下,过滤器前后空气含尘浓度差与过滤器前含浓度之比的百分数(%)。
(2)过滤器的穿透率—系指过滤后尘浓度与过滤前空气含尘浓度之比的百分阻力(%)
(3)过滤器的阻力—空气经过过滤器时的空气阻力(Pa)。
(4)容尘量—在一定风速下,过滤器的沾尘量的最大值,通常用积尘量,作为规定值(一般达初阻力的2~3倍)时的集尘量指标。
(5)过滤器的面速和滤速—它可以反映过滤器通过风量的能力,面速是指过滤器迎风断面通过的气流速度,滤速是指滤料面积上气流通过的速度,在特定的过滤器结构条件下,同时反映过滤器面速和滤速的是过滤器的额定风量。
二、常用空气过滤器的结构及其工作原理
1、粗效空气过滤器
常用的粗效空气过滤器有:金属网格浸油过滤器、干式纤维填充式过滤器和YP型、M-Ⅲ型泡沫塑料过滤器等。
2、中效空气过滤器
常用中效空气过滤器有M-Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型泡沫塑料过滤器和YB型玻璃纤维过滤器,一般均制成抽屉式或袋式,由于滤料层的孔隙、厚度和滤速不同,使中效空气过滤器具有很宽的效率范围。
3、高效空气过滤器(包括亚高效、高效和超高效空气过滤器)
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高效空气过滤器是超净净化空调系统中三级(粗、中、高效)过滤的最后设置的过滤器,所以它的滤料采用超细玻璃纤维和超细石棉纤维,纤维直径一般小于1μm,滤纸做成纸状,这些滤纸的孔隙非常小,滤速又很低(每秒若干厘米),这就增强了小尘粒的筛滤作用和扩散效应,所以具有很高的过滤效率,在一定的风量下,要实现低滤速,减少过滤器的阻力和提高过滤效率 ,就必须增大过滤器面积,所以在制作这种过滤器时,需将滤纸往返折叠多次,使其过滤面积为迎风面积的50~0倍,折叠后的滤纸间通道用波纹分割片隔开(图3-20),高效空气过滤器的外形见图3-21,高效空气过滤器的特性规律如图3-22所示。
图3-20高效空气过滤器的滤料布置
1-滤纸?????????? 2-分割片
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图3-21高效空气过滤器外形
1-滤纸?? 2-分隔片? 3-密封胶??? 4-木外框

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图3-22高效空气过滤器的特性
(a )滤速和效率等关系??? (b)滤料沾尘量和穿透率等的关系

高效空气过滤器被用于有无菌要求的生物洁净室,因为大部份细菌的平均尺寸都大于等于3μm,而且往往附着在尘埃上,因此它能被高效过滤器有效地捕住.在粗、中、高效空气过滤器中,其滤料一般采用玻璃纤维、石棉以及这些纤维制成的滤纸、滤布、所以称这类过滤器为干式纤维过滤器,干工纤维过滤器滤料的特点是由细微的纤维紧密地错综排列,形成一个具有无数网眼的稠密过滤层,纤维上没有任何粘性物质,所以甚滤尘机理是比较复杂的。
4、其它空气过滤器
(1)静电空气过滤器
它是由电过滤器、高压发生器、控制盒以及水清洗系统等组成。静电空气过滤器可以过滤掉5μm以下的大部分尘粒,属于中效或亚高效空气过滤器,此外,还具有空气阻力低,以及积尘后阻力变化小等特点,一般作为中间过滤器使用。
(2)湿过滤匣式净化箱(喷水式玻璃丝过滤器)
3.16.3 空气的特殊净化处理

  1. 对空气的灭菌处理

对于有无菌要求和常被细菌污染的房间(如手术室),有必要对空气进行灭菌处理,灭菌方法有以下几种:

  1. 过滤法

细菌单体大小约在0.5~5μm之间,病毒大小约在0.003~0.5μm之间,它们在空气中不是以单体,而是以群体存在。这些微小的群体(范围大约1~μm)大多附着在尘粒上,因此在对空气进行净化的同时,细菌也被除掉了。因此,过滤法对于消灭室内的细菌和病毒是地分有效的。

  1. 加热法?

当空气被加热到250~300℃时,细菌就会死亡。在空调系统中一般电加热器加热,但是由于使空气再冷却的费用高,故较少采用
3、紫外线灭菌法
紫外线具有较强的灭菌能力,凡紫外线所照之处,细菌都不能存活,具体方法是:在确保房间内无人后,将紫外线灯泡放在房间或风道内,进行直接照射杀菌,照射的强度和时间,可根据空气污染的程度和细菌类别来确定。
4、喷药法
直接在室内或送风管中喷杀菌剂灭菌,氧化乙烯等杀菌效果较好,但杀菌剂本身有强烈的刺激性气味,对人体健康不利,而且还会腐蚀金属,使用时要特别注意。
二、对空气的除臭处理
臭味的来源很多,有生产过程或产品散发出来的、民用建筑内人体散发出的臭味和烟雾提刺激性气味等,空气调节中较为有效的除臭法有通风法、洗涤法和吸附法。

  1. 通风法

以无臭味空气送入室内来冲淡或替换有臭味道的空气,例如在厨房、休息室设置排风充施,使卫生间内保持负压,避免臭味道散入其他的房间。
2、洗涤法
在空调工程中,对空气进行热湿处理的喷水室,可除去有臭虫味的气体或尘粒。
3、吸附法
吸附法主要靠吸附剂来吸附臭味或有毒气体、蒸汽和其他有机物质。
常用的空气的除臭装置—活性炭吸附器
3.16.4 空调噪声的来源及其消除方法

  1. 噪声的概念与标准

从物理学的观点讲,凡是由各种不同的频率声强的声音杂乱无章的组合在一起就称为噪声,而有规则的振动产生的声音称为声乐,从心理学和心理学的观点讲,凡使人感到烦躁不安、刺耳、讨厌和影响代人工作、学习、休息的声音都叫噪声,有时即使是一首优美的乐曲,对一个正在思考问题的人来说,会变成噪声。
1、空调房间允许噪声
房间内允许的噪声级称为室内噪声标准,为满足生产的需要和工作条件的需要,需对噪声 的标准加以规定,在制定噪声标准时,还需考虑技术上的可能性的经济上的合理性。
(1)噪声评价曲线
由于人耳对不同频率的噪声敏感程度不同,以及对不同频率的噪声控制措施也不相同,所以,应制定各倍频程的噪声允许标准,我国目前采用国际标准组织制定的噪声评价曲线N(或NR)。
(2)空调房间的允许噪声标准
空调房间对噪声的要求大致可分为两类:一类是生产或工作过程本身对声音有严格要求(如果播音室、录音室等);另一类是生产或生产工作过程中要求有安静的操作环境。表6-3列出的一些建筑物的室内标准可供参考,使用时先根据建筑物性质确定噪声评介曲线的号数,再从图6-25查出各频带所允许的最高声压级。
表3-3?????????? 某些场合的室内允许噪声标准


建筑物性质

噪声评介曲线N号

声级计A档读数(LA)

电视台、电台的播音室
剧场、音乐厅、会议室
体育馆
车间

20~30
20~30
40~50
45~70

25~35
25~35
45~55
50~75

三、空调系统的噪声来源
通风空调系统中,影响空调房间的主要噪声源是通风机,其他噪声源于冷水机组,水泵等,噪声也是很大的,但它们不与送排风系统直接连通,不会直接以空气动力噪声的形式影响空调房间。机械噪声是由于机器设备本身或系统中物件的振动产生的,如通风机、电机等的机械振动以及其他机件运转不平衡时产生的噪声。
电磁噪声是由电机的定子与转子之间交变电磁引力、磁致伸缩引起的。
由于通风机是影响空调房间的主要噪声源,因此在工程设计中最好能对选用通风机的声功率级和频带声功率级进行实测。
四、降低空调系统噪声的措施
1、设计空调系统时,应尺可能的选用低速叶片向后弯曲的离心式通风机,使通风机的正常工作点接近最高效率点运转。
2、.电动机与通风机直接传动噪声最小,其次为联轴器。如必须采用间接传动,应选用无缝的三角皮带。
3.校正好通风机的动平衡与静平衡。
4.风道内风速不宜过高,以免气流波动产品噪声。其允许的气流速度见表6—5。
5.、通风机电动机应安装在减振基础上,风机进出口呆避免急剧转弯,同时安装软接头。
6.、空调机房的安装应尽可能的远离有消声要求的空调房间,为防止设备运转时噪声传出,可在机房内贴吸声材料。
7、.为防止风管振动,对矩形风管应按规定进行加固,通过墙壁或悬吊在楼板下时,风管和支架要隔振。
8、.当风管穿过高噪声的房间时,应对风管进行隔声处理。
9、当采用上述措施后,并扣除嘈声在风管内的自然衰减值,仍不能满足室内允许的噪声标准时,多余的噪声就要靠消声器消除。
3.16.5、消声器的种类和应用
用于空调系统的消声器种类很多,根据不同消声原理可分为阻性、抗性、共振型和复合型等多种。
1、.阻性消声器
阻性消声器是利用吸声材料的吸声作用,使沿通道传播的噪声不断断吸收而衰减的装置。因此,又称吸收式消声器。
吸声材料能够把入射在其上的声能部分地吸收掉。声能之所以被吸收,是由于吸声材料的多孔性和松散性。当声进入孔隙,引起孔隙中的空气和材料产生微小的振动,由于摩擦和粘滞阻力,使相当一部分声能化为热能而被吸收掉。所以吸声材料大都是疏松或多孔性的,如玻璃棉、泡沫塑料、矿渣棉、毛毡、石棉绒、吸声砖、加气混凝土、木丝板等等。其主要特点是具有贯穿材料的许许多多细孔,即所谓开孔结构。而大多数隔热材料则要求有封闭的空隙,故两者是不同的。
阻性消声器有以下多种型式。
(1)管式消声器
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这是一种最简单的消声器,它仅在管臂内周,贴上一层吸声材料,故又称“管衬”。如图3—23。
图3—23??? 管式消声器
管式消声器的优点是制作方便、阻力小,但是当管道断面积较大时,将会影响对高频噪声的消声效果。这是因为,当频率达一定数值时,声波将以窄束状通过游消声器,而很少或根本不与管壁及声材料接触,从而使消声效果下降。当声波波长小于小通道断面尺寸一半时,消声效果便开始下降。这种现象称做“高频失效”,并将消声器开始明显下降的频率称为限失效频率fc。因此,管式消声器只适用于较小的风道,直径一般不宜大于300mm。
(2)片式和格式消声器
管式消声器对低频噪声的消声效果不好,对较高频率又易直通,并随断面增加而使消声量减少,因此对于较大断面的风道可将断面划分成几个格式,这就成为片式及格式消声器,如图3—24所示。
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片式消声器的片间距一般取为100~200mm,格式消声器的每个通道约为200×200mm,片材厚度根据噪声声源的频率特性,取100mm左右为宜,片式消声器在阻性消声器中应用最广。
图3—24??? 片式和格式消声器????
3)折板式、声流式消声器
将片式消声器的吸声片改制成曲折形,就成为折板式消声器。
2.抗性消声器(膨胀性消声器)
这种消声器由管和小室相连而成,利用管道内截面的突变,使沿管道传播的声波向声源方向反射回去,而起到消声作用。
3.共振型消声器
共振型消声器通过管道开孔与共振腔相连接,穿孔板小孔也颈处的空气柱和空腔内的空气构成了一个共振吸志结构。当外界噪声频率和此共振吸声结构的固有频率相同时,引起的小孔孔颈处空气强烈共振,空气柱与孔壁之间发生剧烈摩擦而消耗掉声能。这种消声器具有较强的频率选择性,即有效的频率范围很窄,一般用以消除低频噪声。
3.16.6?? 空调装置的减振
在通风空调系统中,均配置各类运转设备,如风机、水泵、冷水机组等,由于其旋转部件的材质、加工及装配等原因,使质量分布不均匀,且转动中心之间存在着偏心,在作旋转运动时将产生振动,该振动又传至支承结构(结楼板或基础)或管道,引起后者振动。这些振动将影响人的身体健康,影响产品质量,有时还会破坏支承结构。所以,通风空调系统中的一些运转设备,应采取隔振措施。
一、隔振材料与隔振装置
隔振材料种类很多,如软木、玻璃纤维板、毛毡、橡校、金属弹簧等。在空调工程中,最为常用的隔振材料是橡胶及金属弹簧,或两者合成的隔振装置。下面介绍工程中常用隔振装置。
1、橡胶隔振器
橡胶隔振器是采用经硫化处理的耐油丁腈橡胶,作为它的隔振弹性体,并粘结在内外金属环上受剪切力的作用,因此,全称橡胶剪切隔振器。图3—25所示为JG型橡胶减振器构造图。
这种隔振器的特点是:自振频率低,仅次于金属弹簧。并有足够的阻尼,隔振效果良好,安装和更换方便,且价格低廉。但有使用多年后易老化的缺点,应定期检查更换。
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图3—25? JG型橡胶隔振器
2、橡胶隔振垫
橡胶隔振垫是一种简便、经济的减振方法。橡胶隔振垫有单向单面和双面开肋、双向双面开肋等型式。这种橡胶隔振垫结构简单、安装简便、隔振效果好。但由于橡胶剪切受压,在长期荷载作用下,容易产生疲劳而缩短使用年限。
3、弹簧隔振器
弹簧减振器是由单个或数个相同尺寸的弹簧和铸铁(或塑料)护罩所组成。
弹簧减振器由于固有频率低、静态压缩量大,承载力高,低频振动的隔振效果好。且能抗油、水的侵蚀,而且不受温度的影响,使用年限长。缺点是阻尼比小,容易传递高频振动,并在运转启动时转速通过共振频率会产生共振。水平方向的稳定性较差。如果将弹簧减振器与橡胶组合起来使用,减振效果会更好。
4、隔振软管
各种动力泵联接管道也是一种振动源,为防止管道的固体振动传声,必须在管道上装置隔振软管。目前常用的隔振软管有橡胶软接管和不锈钢波纹软管两种类型。橡胶软接管具有很好的减振效果,缺点是受介质温度、压力的限制,同时不耐腐蚀。

  1. 择隔振装置时应注意以下几点:

1、隔振器承受荷载应大于允许工作荷载的10%;

  1. 设备n>1500r/min时,宜用橡胶隔振器减振垫,n<1500r/min时宜用弹簧减振器;

3、选择隔振器时,设备重心不宜太高,否则要晃动;
4、橡胶隔振器的计算压缩变形量按厂家提供的极限压缩量的1/3~1/2;
5、橡胶隔振垫的静态压缩量不应过大,一般在=10毫米以内

6、支撑点数目不宜少于4个;设备较大较重时,可到6~8个;
责任编辑: banye 参与评论
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