全空气系统与空气—水系统全空气系统1分类定风量

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第6章 全空气系统与空气—水系统
一、全空气系统
1.1 分类:
定风量系统(CAV---constant Air Volume)
按送风量是否恒定 变风量系统(VAV---variable Air Volume)

直流式系统或全新风系统:全新风
按所使用空气的来源 封闭式系统或再循环式系统:全回风
混合式系统或回风式系统:新风+回风
1.2 送风量和送风参数的确定
全空气系统的送风量即为空调房间的送风量
空调房间的热湿平衡模型
送风

1S 全热平衡:M`S hS+Q`C=M`S•hR
M`s (显热平衡:MSCPts+Q`C,S=M`SCP•tR)
hs 湿热平衡:M`SdS+M`W=MSdR
ds
t
s

hR,dR,tR

则送风量:

)(,sRpcsRsRcttCsQddMwhhQsM

定义房间空气处理过程的热湿比:sRsRwCddhhMQ
设计过程中,已知R、 求S和MS。 方法是由和选定的送风
温差sRttts来确定R(解释ts与Ms的关系),
用h-d图表示夏季和冬季空调过程如何确定送风参数和送风量,


R(n)

Q`c M`w
R
1.3 空调系统新风量的确定
新风:室外新鲜空气(Fresh air)
新风量多少的利弊分析。
最小新风量的确定:(1)满足人群对空气品质的要求。
(2)新定室内燃烧所耗空气和局部排风量。
(3)保护房间正压。
取MAX((1)、(2)、(3))=Vmin,FA
在全空气系统中,还要使新风比(新风量/送风量)≥10%。
1.4 定风量单风道空调系统
(1) 全新风系统(直流式系统)
夏季过程为例。过程表示方法:
冷却去湿 
W L R

R  S ·R W

=100%

Q`c M`w L(S)

W L 全新风系统h-d图
(2) 再循环系统(封闭式系统) 
R ·
冷却去湿 
R L R L ·

再循环式系统h-d图
(3) 混合式系统(回风空调系统)

AHU
机器露点:空气经冷却设备处理后的状态
风量平衡:(略)
夏季工况h-d图:(即一次回风空调系统图,此处略教材P115图6-5)
(露点+再热或露点直接送风)


Q`c M`w
排风
M` M`R

M`R

新风
M` H/C H CC H/C SF M`S

过程能量平衡分析:QO=Qh+Qw+Qc(夏季)
QH=QH1+QH2+QR+QW(冬季)
新风负荷
室内冬季负荷
再热量
预热量

过程文字符号表示,h-d图。
再热式系统的冷热抵消现象,多消耗了冷热量。

1.5 空调系统的运行调节
(1) 室内温湿度调节
以采用表冷器的定风量单风道空调系统为例(具有“机器露点”,又称“露
点调节”) 调节风量
当室内负荷(余热量、余湿量)变化时,可以通过 调节送风量
调节送风参数
来控制室内温湿度;变风量在后续章节讨论。
显冷负荷变化时,定露点调节加热量(ts调节)
而调节送风参数 湿负荷变化时,变露点调节(ds调节)

如采用表冷器的再热式空调系统,当室内冷负荷Q。c ,M。w不变时的调节:
 

C W
R
S ’ 100%

S (L)
设计工况 , 调节工况
Mw
Qc

↓ MsMwd不变,pcsQct,

则定露点,增加再热量。
调节加热量的方法见P122,图6-14。

又如,采用表冷器的再热式空调系统,当室内冷负荷Q 。c不变,湿负荷M 。w
减小时的调节。

W

C
R
S φ=100%

S’ he
L hs
L’

Mw

Qc

p
sccQh,


不变

MsMwd
,则机器露点L变为Lˊ,必要时还需调节加热量(此
处为“减小” )。调节机器露点需通过改变表器冷量实现,具体方法见P123
图6-17。
(2) 室外空气状态变化时的调节。
室外空气(新风)状态及季节变化,对系统的空气处过程和设备容量需求产
生影响。
介绍单风道露点送风空气处理方案的分区(图6-18)及其调节方案(表6-2)
1. 6定风量双风道空调系统
1. 7变风量空调系统
原理:改变送风量,适应室内负荷变化,维持室内温度(或湿度)。
送风量改变由“变风量末端机组(VAV Tenrmind Unit)或变风量末端”完成。
VAV末端由室温相对湿度控制送风量,以维持室内温度(或湿度)。

以单风道系统送风点不变为例(P130图6-25)。若Q 。c↘,M 。w-,则ε↓。
因 )(..spscttCMQR,则Q 。c↘时,M。s↘,可维持tR-。
如下图,但ρR↗。表现在M。w=M。s(dR-ds),当M。s↘时M。w-,故dR↗。
同理,当M。w↘,Q 。c-时,改变M。s(即↘),则可维持dR-变化。若以相对湿度传
感器来控制,则可能使ρR不变,但tR变化(且dR亦变化)

ε′
ε″ ε c
R
R′
R″
φ=100%
ts S

VAV末端 节流型 其中又分 压力有关型(室温为控制目标)
旁通型 压力无关型(风量为控制目标)
使用节流型VAV末端并对系统风机进行变转速(或入口导叶角度)调节,才
能实现VAV系统的节能。
系统总送风量(即系统风机)控制策略 定静压控制
变静压控制
直接风量控制
系统风量最小值通常为量大值的40~50%。当系统风量变化时,要注意控制
新风量,要保证不低于最小新风量。
1.8全空气系统中的空气处理机组(AHU)
卧式空调机组:水平组合
组合式空调机组:由各功能段组成 立式空调机组:垂直叠置
不带压缩机的 整体式空调机组

简述各功能段:空气过滤段、表冷器段(冷却盘管)、喷水室、空气加湿段、
空气加热段、风机段、混合段、中间段等。
2、空气——水系统
2.1风机盘管系统
以风机盘管+独立新风系统为代表 W
2.1.1新风系统 ε
(1) 新风送风方式 R C
送到F、C吸入端,少用,见右图 L
与F、C出风并列送出室内,多用 S
(2) 新风处理终状态点
新风处理终状态点含湿量低于dR,承担室内湿负荷。下图a
新风处理终状态焓为室内空气焓,不承担室内冷负荷。下图b
根据εR和风机盘管平均显热比SHF确定是新风的处理状态点

ε ε
R W
W R
S M φ=100% C
φ
=100%
C M hR
S

图a 图b
重点介绍教材P140式(6-27)和例6-2、例6-3。
2. 2诱导器系统
2.3空气——水辐射板系统

3、空调系统的自动控制(1学时)
重点介绍单风道定风量系统的控制系统(图6-43)

4、空调系统的选择与划分原则