湿度湿度就是指空气中湿气的含量-北京安信行物业管理有限公司说课讲解.doc

楼宇管理500问培训教程（工程篇）
说明
本教程各节由【内容】、【要点】和【思考】三部分组成。
【内容】部分为培训教程正文，各种概念及原理均在此有详细阐述。其中打*号的标题下的正文为扩展学员知识面而编写，不作考试内容，学员只需做一般阅读即可。
【要点】概括了该节需要掌握和了解的重点内容，本教程将培训内容按难度不同分为三档。其中要求掌握的部分为重要概念，学员应理解并牢记；对于要求了解的部分为基本原理，学员应理解并学会灵活运用该原理解释相关问题；对于一般阅读的内容仅供学员扩展知识面使用，不做考试要求。
为引导学员进一步深化认识，【思考】部分提出了一些问题，希望学员在思考过程中透彻理解各项概念和原理，达到融会贯通的目的。

一、 空气调节
【内容】
空气调节即通过各种手段对空气的各项参数进行调节，使其满足生产生活的要求。
空气调节的四个要素：温度、适度、风速和洁净度。空气调节的实质就是对空气加热、降温、加湿、除湿、控制和组织气流、控制洁净度的过程。
根据用途的不同，空调可以分为工艺性空调和舒适性空调。工艺性空调往往用于生产车间和实验室等场合，空调对各项参数的控制精度较高，往往要求恒温、恒湿、高洁净度等。舒适性空调即常见的民用空调，由于仅需满足人体舒适度要求，因此控制精度较工艺性空调低。
【要点】
1、 掌握空气调节的四要素内容；
2、 了解空气调节的实质；
【思考】
1、 空气调节的各个环节是通过哪些设备实现的？

二、 湿空气和干空气
【内容】
大气是由干空气和一定量的水蒸汽混合而成的，含有水分的空气我们称之为湿空气。与此相对的在理论上完全不含水分的空气叫做干空气。
干空气的成分主要是氮、氧、氩及其它微量气体，它们的成分比较稳定，极少随季节变化而波动，因此从总体上看，可以将干空气作为一个稳定的混合物来看待。
空气环境内的空气成分和人们平时所说的“空气”，实际是干空气加水蒸汽，即湿空气。湿空气中水蒸汽含量很少，但是其变化却对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要影响，且使湿空气的物理性质随之改变。
湿空气既是空气环境的主体，又是空气调节的处理对象，因此熟悉湿空气的物理性质是掌握空气调节的必要基础。
为了表示湿空气所处状态，用湿空气的各项参数即：干球温度、湿球温度、绝对湿度、相对湿度、体积比以及焓之间关系所表示的一个线图叫做焓湿图。它可以表示空气调节的状态变化并用来计算其变化量。
【要点】
1、 了解干空气与湿空气的概念；

三、 相对湿度、绝对湿度
【内容】
湿度概念：空气湿度是用来表示空气中的水蒸汽含量多少或空气潮湿程度的物理量。
绝对湿度：即单位体积空气内所含水蒸气的质量，也就是指空气中水蒸气的密度。一般用一立方米空气中所含水蒸气的克数表示，单位为g/m3。绝对湿度是空气含湿量的绝对值，该数值不随气体的温度、压力变化而变化。
相对湿度：相对湿度是表示空气中实际所含水蒸气的分压（Pw）和同温度下饱和水蒸气的分压（PN）的百分比，通常，用%RH表示相对湿度。我们常说的空气湿度是指空气的相对湿度。相对湿度与空气的压力和温度有关，温度高的气体，含水蒸气越多。若将其气体冷却，即使其中所含水蒸气量不变，相对湿度将逐渐增加，增到某一个温度时，相对湿度达100%，成为饱和状态。
相对湿度在一定意义上表示的是空气“吸收”水分的能力，相对湿度小的空气可以吸收更多水分（也就是说水的蒸发作用更加强烈），一旦相对湿度达到100％，空气的“吸水力”为零，此时水的蒸发作用停滞。从人体自身温度的调节功能来说，汗液的蒸发是降低人体表面温度的重要途径，由于相对湿度的变化直接影响到了人体汗液的蒸发强度，造成了我们一般的闷热、干燥等人体感觉。通过皮肤来感觉绝对湿度的多少是比较困难的。
【要点】
1、 掌握绝对湿度、相对湿度的概念、单位和表示方法；
2、 了解相对湿度对环境的影响。
【思考】
1、 除温度的因素外，还有什么因素影响着人体的冷热感觉？
2、 为什么夏季的“桑拿天气”里，人体有严重的闷热感觉？

四、 饱和水蒸汽压力、饱和空气
【内容】
气体中所含水蒸气的量是有限度的，达到限度的状态即可称之为饱和。此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。此物理量随着温度、压力的变化而变化，并且0℃以下时即使同一湿度，与水共存的饱和水蒸气压和与冰共存的饱和水蒸气压的值不同。通常所采用的是与水共存的饱和水蒸气压。
达到最大湿度的湿空气就是相对湿度为100%的饱和空气，一旦达到这个状态，湿空气达到了临界状态，一旦遇到温度低于空气温度的物体，就会发生结露现象。就像刚从冰箱里拿出来的啤酒瓶会“冒汗”，啤酒瓶周围的空气被酒瓶冷却，空气中无法容纳的水分凝结成液体，成为酒瓶壁上的露滴。将此酒瓶在室内置放一段时间后，酒瓶温度渐渐升高与周围空气温度一致时就不再“冒汗”。这是由于湿润空气的温度越高所能容纳的水分也就越多，酒瓶周围温度恢复到了原来的温度，原本附在啤酒瓶表面的残余水分被温度渐渐升高的空气吸收而消失不见了。
【要点】
1、 有关饱和蒸气压的概念，做一般阅读。
2、 掌握饱和空气概念。
【思考】
1、在一个可以任意控制室内空气各项参数的理想空调房间里，在不降低房间温度的前提下，如何使低温物体表面不结露？

五、 露点温度
【内容】
露点温度：空气中水蒸汽呈饱和状态后再冷却时，蒸汽的一部分会凝聚生成露，这个温度称为露点温度。即空气在气压不变下为了使其所行水蒸气达饱和状态时所必须冷却到的温度称为露点温度。
气温和露点的差越小，表示空气越接近饱和。只要湿空气温度大于或等于其露点温度，就不会出现结露现象。
A B C
干球温度（℃）
绝对湿度（kg/kg）
4
2
1
3

在上述温湿图中横坐标表示气体的干球温度，纵坐标表示气体的绝对湿度。图中三条曲线ABC是不同相对湿度的等湿度线。其中A为饱和线，代表相对湿度为100％RH，B和C相对湿度小于A。如图，穿过点1和点2的直线为绝对湿度的等湿线，在该直线上各点的空气含湿量是相同的。由点1到点2的过程即一定的绝对湿度下，温度降低的过程，此时相对湿度会逐渐升高，当温度降低到点3对应的温度时，相对湿度达到100％，即饱和相对湿度。此时点3对应的干球温度即为露点温度。
【要点】
1、 掌握露点温度的概念；
2、 了解一定压力和温度条件下，露点温度和相对湿度的关系。
【思考】
1、 在上述温湿图中空气状态由点2到点4的过程是怎样一个过程？

六、 干球温度和湿球温度
【内容】
两只同样的温度计放置在空气中，一只直接悬挂在空气中（我们称之为干球温度计），另一只底部水银头裹上纱布，纱布一端浸在蒸馏水中保持湿润（我们称之为湿球温度计），经过一段时间的放置，会发现两只温度计显示温度值不一样，湿球温度计读数（即湿球温度）低于干球温度计读数（即干球温度）。出现这种状况的原因在于：在空气相对湿度非饱和的情况下，湿球温度计上所包裹的湿纱布水分会不断蒸发，蒸发需要吸收热量，使温度计水银头表面温度降低，造成了湿球温度计显示温度比实际温度低的现象。
从理论上说：湿球温度是在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度。
由于空气相对湿度的不同，湿球温度计的蒸发强度也有所不同，相对湿度越低，蒸发强度越大、吸收热量越多，干湿球温度计的显示温差越大。当环境相对湿度达到100％RH时，蒸发作用停滞，干湿球温度达到一致。干球温度所表示的是环境的实际温度，而湿球温度则间接表示环境的相对湿度。通过专用的表格，可以查取某一干湿球温度对应的水汽压、相对湿度和露点温度。
【要点】
1、 了解湿球温度和干球温度概念；
2、 了解测得湿球温度的简单方法。
【思考】
1、 在湿球温度低的情况下，冷却塔的冷却效果比平时有什么变化？
2、 夏季“桑拿天气”里湿球温度偏高还是偏低？
七、 *焓
【内容】
从热量角度看我们身边的空气，水分含量的不同不仅导致温度的高低不一，空气里所含的热量也在变化。不光是空气，水分以及其他物质也含有热量且其状态也在改变。经过空气调节处理的热函（焓）又可叫做全热量，用以计算湿润空气以及制冷剂中热量的变化。
这种热函（焓）的尺度基准在必要基础上，为了方便起见，常把工学中使用的水和空气在0℃时的热函（焓）定为0kcal/kg，液态的制冷剂例外，零度时热函（焓）被定为100kcal/kg。不管怎样这是约定俗成的规矩，无论在哪个限度定为0，在表示变化差时是没有区别的。
水的比热是1kcal/kg，某温度t[℃]时其热函Iw表示为Iw = t [kcal/kg]
因为含有干燥空气和水蒸气，空气（湿润空气）的热函(Ia)表示为Ia = 0.24t+(597+0.44t)·x[kcal/kg]。其中，0.24是干燥空气的比热，597是0℃时水蒸气蒸发的潜热（水转化为水蒸发的汽化热?），0.44是水蒸气的比热，x是水蒸气的量（kg/kg）。
湿润空气的状态发生变化时，计算热量变化的程度时，利用的是包括显热和潜热在内的热函（焓）。热量的增减量（kcal/h）= 风量（立方米/小时）× 1.2(kg/立方米) × 变化前后的热函（焓）差（kcal/kg），这与由显热量的变化度和潜热量的变化度的合计而来的热量变化是相符合的。
相似的说法还有熵，但它是同热函（焓）完全不同的概念。
【要点】
*本节内容仅作一般阅读。

八、 *效果温度、实效温度和不快指数
【内容】
人体的散热会受到气温、气流以及周围的壁面温度等三个因素的影响。综合这三个因素所得到的参数可以表示人体所处热环境的状况，这个参数就称为效果温度。也就是说，在气流速度保持恒定、空气温度和周围壁面温度相等的室内条件下的人体散热，与实际室内气流速度、空气温度和周围壁面温度不相等的室内条件下的人体散热相等时，前者的温度就是后者的标准效果温度。
因为实际室内的气流速度值通常非常小，所以气流的影响可以忽略不计。因此，体感温度可以通过气温和周围壁面温度来表示。综合以上两个要素所得的温度则称为效果温度（Operative Temperature）。虽然一般情况下室内温度与壁面温度之间存在差异，但是把普通房间内的室温和周围壁面平均温度两者的平均值作为效果温度时，对于计算结果并没有太大影响。
效果温度的计算公式如下：
Te = 0.58Tr + 0.48Tm －2.2
其中，Te：效果温度 [℃]
Tr：室内空气温度 [℃]
Tm：平均辐射温度 [℃]
实效温度是综合干球温度t[℃],湿球温度t’[℃],以及风速v[m/s]所得的温度指标。用图来表示叫做Yaglou的有效温度图（Effective Temperature Chart）。以相对湿度RT=100[%]，风速v = 7.5～12.5[cm/s]，也就是以无风时的温度作为指标，干球温度t,湿球温度t’以及风速v的组合状态可以表示与此指标相同体感，而有效温度正是表现这个组合状态的方法。这个图可以表示普通室内穿衣时和上半身裸体时的状态，总之都是坐着工作或者进行轻度肌肉作业时的状态。
不快指数（THI）这一术语,用于表示居住环境，始用于1959年美国气象局。表达式为:
THI=（乾球温度td＋湿球温度tw）×0.72＋40.6
由此数据计算出的数值可以代表环境的舒适度。经过统计，该数值在70～75范围内时为半数被测人员感觉不快；数值达到80以上时基本上为全员感觉不快。
【要点】
*本节内容仅作一般阅读。

九、 室内舒适环境
【内容】
如第一节所述，空气调节的四要素是温度、湿度、风速和洁净度。对于舒适性空调而言，这四个要素都有各自的舒适范围。
温度范围：17～28℃；
湿度范围：40～70％；
气流速度：0.5m/s以下；
总悬浮微粒：低于0.15mg/m3（GB3095－82一级标准）；
一氧化碳浓度：小于10ppm（GB3095－82一级标准）；
二氧化碳浓度：小于1000ppm（GB3095－82一级标准）。
根据ISO7730标准，对于从事轻的、主要是坐着的活动（如办公室工作），室内热环境满足下列标准时，人体舒适感的满意度最高。该标准如下：
冬季：工作温度：20～24℃；
地面以上0.1～1.1m间的垂直温差小于3℃；
地表面温度：19～26℃(地板辐射供暖可按29℃设计)；
室内平均风速：<0.15m/s；
窗或其他冷垂直表面与地面0.6m以上垂直平面间的辐射温度的不对称性<10℃
平面与地面0.6m以上水平平面间的辐射温度的不对称性<5℃。
夏季：工作温度：23～26℃；
室内平均风速：≮0.25m/s
地面以上0.1～1.1m间的垂直空气温度差：≮3℃。
国标（GB5701－85）规定的至适温度（以室内呼吸带高度的干球温度为指标）指标如下：
夏季：24～28℃
冬季：19～22℃
【要点】
1、 掌握舒适性空调温度和湿度的舒适范围；
2、 了解国标和ISO标准规定中影响舒适度的因素。

十、 *装置露点温度、旁通系数、显热比
【内容】
制冷时一般进行冷却和除湿两个过程，也就是根据室内照明或人体及体外的辐射热、传导热等显热和人体及缝隙中传来的风等潜热的情况，使室内保持一定的温度和湿度。如果使用一般的空气调节方法，即将室内空气吸入并经空调表冷器冷却，再由送风机送入室内。表冷器通过降温处理的只是显热，却无法吸收潜热。为了达到除湿的目的，有必要将室内空气温度降到露点温度以下，使用表冷器除去空气所含水分。
装置露点温度的英文是Apparatus Dew Point，缩写为ADP，意思是：空气相应于冷盘管表面平均温度的饱和状态点。假设显热和潜热的比例决定的显热比（SHF，Sensible heat factor表示空气的温度及湿度变化时，针对全热量变化的显热量比率）为1，那么此时的ADP就使室内空气的露点温度。若显热比小于1，那么ADP也会随着显热比的降低而逐渐低于室内空气的露点温度。
通过表冷器的空气温度逐渐降低，并趋近于表冷器的平均表面温度（一般情况下这就是ADP）。被除去水分后，一部分空气不接触而直接通过冷却盘管，出来后温度高于ADP。这部分直接通过的空气比例叫做旁通系数（Bypass Factor，BF）。冷却盘管的列数越多，与散热片的接触面积越大，这个值就越小。
由显热比得出ADP从而决定旁通系数，就能由室内显热算出风量。

冷却盘管里的冷水和制冷剂的温度应稍低于ADP。因为热介质的不同种类，有时也会出现ADP无法降低的情况。
根据制冷设备的负荷可以求出室内显热负荷以及室内潜热负荷。制冷时同时吸收两者的热负荷，使送出的风具有一定温度和湿度。送风空气的状态由显热比表示，即SHF(Sensible Heat Factor)。这个值表示显热负荷在全热负荷（即显热负荷与潜热负荷之和）中所占的比例。

显热比经常用于空气线图上的计算，湿润空气线图右上方的栏外还标有显热比的刻度。显热比靠近1，就意味着潜热负荷的比例很小而几乎是显热冷却。显热比越小于1潜热的比例就越大，则此时不是在室内绝对湿度下，而是在除湿后绝对湿度以下进行送风。在这种送风状态下，以下两个式子成立：
室内显热负荷RSH = 0.29·(Tr－Ts)·Q
室内潜热负荷RLH = 0.72·(Xr－Xs)·Q
其中，RSH,RLH：室内显热负荷，室内潜热负荷（kcal/h）
Tr，Ts: 室内温度，送风温度（℃）
Xr，Xs：室内空气的绝对湿度，送风空气的绝对湿度（g/kg）
Q：送风量（立方米/时）
由此可得下列公式：

空气通过冷却盘管时，盘管出口的空气温度并不等于盘管管壁的表面温度。换句话说，这是由于：通过盘管的空气一部分经过完全的热交换后，其温度与盘管管表面相等，而另一部分则完全不受冷却盘管的影响而直接通过盘管管内部。
由此可见所谓旁通系数，是指直接通过盘管管束的空气比例，若总风量为1，旁通系数为0.08时，就表示直接通过盘管管束的空气比例为8%。
旁通系数的值随着盘管的列数、散热片的效率、热传递系数、盘管方面的要素以及通过空气速度等变化而变化。例如，风速越大，直接通过盘管管的空气量就越多，旁通系数就越大，出口空气的温度就会升高。
旁通系数被用于如下送风量的计算式中，由此可算出室温与送风空气的温差。即：

当支路旁通系数较大时，ADP下降则风量增大。
在组装型（package）空调中，当冷却盘管列数为2列左右时，旁通系数为0.3 左右；冷却盘管为3列时，支路因素为0.2；4列时为0.1；6列时为0.05，8列以上时则为0.01～0.02。旁通系数越小冷却盘管的效果就越好，列数的增多则设备费用也相应提高，空气阻力变大则送风机的动力也就越大。
【要点】
1、 对装置露点温度的概念做一般阅读；
2、 对显热比的概念做一般阅读；
3、 对旁通系数的概念做一般阅读，并了解旁通系数与盘管的效率和使用功能的关系。