空氣調(diào)節(jié)應(yīng)用

空調(diào)工程師們通常把空氣調(diào)節(jié)的應(yīng)用大致分為"舒適性應(yīng)用"和"工藝過(guò)程性應(yīng)用"。

1、外部空氣環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)控制指標(biāo)的確定;

2、特定空間的內(nèi)外干擾量的確定與計(jì)算;

3、各種空氣的處理方法及設(shè)備的選擇;

4、空調(diào)系統(tǒng)形式的確定與設(shè)計(jì);

5、內(nèi)部氣流組織設(shè)計(jì)與風(fēng)口選擇;

6、空調(diào)系統(tǒng)的消聲、隔震、防火、防排煙;

7、空調(diào)系統(tǒng)的測(cè)試、調(diào)整、運(yùn)行調(diào)節(jié)。

《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50155--1992)將空氣調(diào)節(jié)定義為:使房間或封閉空間空氣溫度、濕度、潔凈度和空氣速度等參數(shù)，達(dá)到給定要求的技術(shù)。一個(gè)特定空間內(nèi)的空氣環(huán)境，一般既要受到來(lái)自空間內(nèi)部產(chǎn)生的熱濕量和其他有害的干擾，同時(shí)還要受到來(lái)自空間外部的氣候變化'太陽(yáng)輻射和外部空氣中有害的干擾。為了保證特定空間內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度、氣流速度等處于限定的變化范圍，必須對(duì)這些干擾采取技術(shù)的手段來(lái)消除它們的影響。通常采用的技術(shù)手段主要有:采用熱濕交換技術(shù)以保證特定空間內(nèi)的溫濕度;采用氣流組織技術(shù)以保證特定空間內(nèi)的空氣合理流動(dòng)并有合適的流速。

有舒適性空調(diào)和工業(yè)性空調(diào)兩大類(lèi)，前者以室內(nèi)人員為對(duì)象，創(chuàng)造舒適環(huán)境為目的;后者以生產(chǎn)工藝、機(jī)器設(shè)備或存放物品為對(duì)象，保持最適宜的室內(nèi)條件為目的。

在冷凍循環(huán)中，熱泵把熱力由一個(gè)低溫?zé)嵩磦魉偷搅硪粋€(gè)較高溫的散熱裝置，熱力會(huì)自然地以相反方向流動(dòng)。這是最普遍的空氣調(diào)節(jié)方式。冰箱的運(yùn)作原理與此相當(dāng)接近，把熱力由冰箱內(nèi)部傳送至冰箱外的空氣中。

此循環(huán)使用了普適氣體定律(universal gas law) PV = nRT，P代表氣壓，V代表體積，而R則代表普適氣體常數(shù)，T代表溫度，n則是氣體的摩爾數(shù)量 (1 摩爾 = 6.022×1023 粒子)。

最常見(jiàn)的冷凍循環(huán)使用電動(dòng)馬達(dá)推動(dòng)一個(gè)壓縮機(jī)。在汽車(chē)上，壓縮機(jī)是由引擎的曲軸透過(guò)滑輪推動(dòng)，兩者皆使用電動(dòng)馬達(dá)作空氣循環(huán)。由于熱力被吸收時(shí)會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，而熱力釋放時(shí)會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)，空氣調(diào)節(jié)機(jī)使用壓縮機(jī)在兩個(gè)間隔之間造成壓力的轉(zhuǎn)變，并以泵令冷凍劑流動(dòng)。冷凍劑將被泵入較冷的間隔(蒸發(fā)盤(pán)管)，而低壓及低溫令冷凍劑蒸發(fā)成蒸氣，并吸取熱量。在另一間隔(凝結(jié)器)，冷凍劑的蒸氣被壓縮并經(jīng)過(guò)另一熱力交換盤(pán)管，凝結(jié)成為液體，并釋放出先前在冷間隔中所吸收的熱量。

冷凍空氣調(diào)節(jié)器材通常會(huì)降低已處理空氣的濕度。比較冷(低于露點(diǎn))的蒸發(fā)盤(pán)管把已處理空氣的水蒸氣凝結(jié)，正如冷飲品會(huì)令容器外空氣中的水蒸氣凝結(jié)一樣，水份將經(jīng)過(guò)污水管流走，如此會(huì)去除了冷凍空間中的水蒸氣，并使相對(duì)濕度降低。由于人體會(huì)自然地透過(guò)蒸發(fā)排出的汗水以降低體溫，較干燥的空氣會(huì)提高人體的舒適度。舒適的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)成可排放出相對(duì)濕度介乎40%至60%的空氣。在食品零售商的物業(yè)中，大型開(kāi)放式冷凍柜可作為高效率的空氣抽濕器材。

一些空氣調(diào)節(jié)器材只會(huì)令空氣干燥而不會(huì)降低其溫度，其運(yùn)作方式與一般空氣調(diào)節(jié)器材相似，只是在空氣抽入口與排放口之間加入一個(gè)熱力交換器，加上對(duì)流式風(fēng)扇，在熱帶潮濕的氣候下可達(dá)到與冷氣機(jī)相近的舒適程度，但只消耗約1/3的電力。這種空調(diào)機(jī)亦適合一些對(duì)較冷空氣感到不舒服的人。

氟利昂(Freon，氯氟甲烷)是一系列由杜邦化工及其他公司生產(chǎn)的氯氟烴化學(xué)品的商標(biāo)名稱(chēng)。這些冷凍劑因具有很高的穩(wěn)定性及安全性而被廣泛使用。但有證據(jù)顯示這些含有氯成份的冷凍劑在釋放出大氣時(shí)會(huì)升到大氣層的上層，其化學(xué)作用尚未清楚，但被認(rèn)為是CFC在同溫層被紫外線照射而分解，放出氯氣粒子。氯粒子成為使臭氧分解的催化劑，令為地球防止紫外線照射的臭氧層被嚴(yán)重破壞。氯氣會(huì)繼續(xù)成為催化劑，直至其與其他粒子組成穩(wěn)定狀態(tài)為止。少見(jiàn)但已被禁止生產(chǎn)的CFC冷凍劑包括R-11及R-12。逐漸禁止生產(chǎn)的冷凍劑包括HCFC (R-22，普遍用于家居中) 及 HFC (R-134a，用于汽車(chē)上) 已完全取代CFC。而根據(jù)蒙特利爾協(xié)定(Montreal Protocol)，HCFC亦已逐漸被淘汰，由氫氟碳化物(hydrofluorocarbons，HFC)如 R-410A,R404 代替，并無(wú)氯化物成份。

除了化學(xué)制冷劑或化學(xué)混和制冷劑的使用之外，傳統(tǒng)使用天然制冷劑(冷媒)氨氣來(lái)制作冰塊，但是因氨氣物理特性之影響(如可燃性、毒性、惡臭及腐蝕性)，并不適合于家用傳統(tǒng)空調(diào)環(huán)境使用。多使用于漁船或工業(yè)制冰使用。另一發(fā)展中之天然制冷劑(冷媒)為二氧化碳。因其超臨界壓縮特性，使用于熱水熱泵有極佳的優(yōu)勢(shì)。

空調(diào)設(shè)備的功率在美國(guó)通常用一個(gè)專(zhuān)業(yè)名詞"冷噸"來(lái)表達(dá). 一"冷噸"的定義為:冷卻一"短噸" (short ton，等于 2000 磅或者907 千克)的冰用24小時(shí)的時(shí)間來(lái)溶解所需要的制冷功率。它等于12,000 英熱單位/小時(shí) 或 3510 瓦。民宅(獨(dú)立別墅式建筑)的中央空調(diào)系統(tǒng)通常容量為1到5冷噸。

在汽車(chē)?yán)锟照{(diào)需要消耗交直流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換中大約5馬力(4千瓦)的功率。

隔熱可減低空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需要的能量。較厚的墻、反射性的屋頂物料、窗簾及建筑物隔鄰的樹(shù)木，皆可減低系統(tǒng)的能源需求，耗用較少電費(fèi)。

特殊空調(diào)設(shè)備

圖書(shū)館空調(diào)設(shè)備因?yàn)楸仨氼檻]到保存藏書(shū)的品質(zhì)，所以必須兼顧空氣中的濕度與溫度。一般而言，高溫高濕時(shí)會(huì)加速纖維氧化分解，也會(huì)增加霉菌等微生物的活性而危害紙張，因此溫度20℃、濕度50﹪為書(shū)籍理想保存條件。

一些建筑采用燃?xì)忮仩t來(lái)發(fā)電. 鍋爐產(chǎn)生的熱廢氣可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)一種叫"吸收式冷凍機(jī)組"的設(shè)備來(lái)制取冷水。制取出來(lái)的冷水可以通過(guò)末端散熱設(shè)備來(lái)冷卻空氣，達(dá)到空調(diào)的目的。這種既發(fā)電又制冷的能源雙重利用技術(shù)很有吸引力，尤其是在燃油價(jià)格很合適并且有多種使用要求的地區(qū)。這種同時(shí)產(chǎn)熱，電，冷的系統(tǒng)叫"三聯(lián)供"系統(tǒng)。

家居空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)在東亞地區(qū)的國(guó)家最為常見(jiàn)與普及，包括日本、韓國(guó)、中國(guó)內(nèi)地大城市、香港及臺(tái)灣等。由于夏季氣候炎熱，而生活水平亦較高，空氣調(diào)節(jié)成為一種生活必需品。日本及鄰近地區(qū)制造的空調(diào)系統(tǒng)多數(shù)為窗口式(窗型)或分體式(分離式)，以分體式較為先進(jìn)及昂貴。隨著生活水平的提升，空調(diào)在熱帶氣候的東南亞地區(qū)如馬來(lái)西亞、新加坡與菲律賓等地亦逐漸普及。

在美國(guó)，家居空調(diào)系統(tǒng)在東岸及南部較為常見(jiàn)，部分地區(qū)的普及程度與東亞地區(qū)不遑多讓。中央空調(diào)系統(tǒng)在美國(guó)較常見(jiàn)，并成為佛羅里達(dá)州新建住宅的非正式標(biāo)準(zhǔn)。

在歐洲，家居空調(diào)系統(tǒng)則較為罕見(jiàn)，部分原因是歐洲較為溫和的氣候及社會(huì)原因，如西班牙人傳統(tǒng)上會(huì)進(jìn)行午睡(siesta)，及到法國(guó)渡過(guò)漫長(zhǎng)的暑假;但世界氣候暖化的現(xiàn)象可能令空調(diào)系統(tǒng)更為普及。住宅、老人院及醫(yī)療設(shè)施皆欠缺空調(diào)設(shè)備，可能是歐洲在2003年熱浪侵襲中造成35,000人死亡的原因之一。

雖然空氣調(diào)節(jié)的其中一個(gè)用途是凈化空氣，例如加入空氣過(guò)濾器以防止致敏源進(jìn)入一個(gè)封閉的環(huán)境，以避免過(guò)敏反應(yīng)，空氣調(diào)節(jié)被認(rèn)為會(huì)引起哮喘(vasomotor asthma或vasomotor rhinitis)，是在轉(zhuǎn)換氣壓或氣溫的情況下通常會(huì)引起的反應(yīng)。

另外，由于空氣調(diào)節(jié)帶來(lái)的人造環(huán)境，部分人，尤其是一些喜歡適應(yīng)環(huán)境的人，并不喜歡空氣調(diào)節(jié)，而把它與都市化及城市的過(guò)份產(chǎn)生熱量扯上關(guān)系。

清華大學(xué)出版社出版圖書(shū)

空氣調(diào)節(jié)

作者:薛殿華等

ISBN:9787302008057

定價(jià):35元

印次:1-21

裝幀:平裝

印刷日期:2014-7-15

本書(shū)是"供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程"專(zhuān)業(yè)主要教材。與一般空調(diào)教材不同，本書(shū)先闡述空氣調(diào)節(jié)的基本原理，然后再介紹各種空調(diào)設(shè)備。為了更加符合學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律，本書(shū)在介紹了濕空氣物理性質(zhì)(第1章)，熱濕負(fù)荷和風(fēng)量的確定(第2章)之后，就介紹空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和運(yùn)行調(diào)節(jié)等總體內(nèi)容(第3、4章)，再介紹空氣的熱濕處理、凈化處理、通風(fēng)管道設(shè)計(jì)和氣流組織計(jì)算(第5至8章)，能源的有效利用以及消聲減振、測(cè)定調(diào)整等內(nèi)容(第9至11章)。每章后有習(xí)題，書(shū)末有附錄。

本書(shū)除作"供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程"專(zhuān)業(yè)教材外，經(jīng)適當(dāng)選擇也可供本專(zhuān)業(yè)大專(zhuān)學(xué)生、函授學(xué)生或?qū)I(yè)培訓(xùn)人員使用。