全空气系统与空气——水系统

全空气系统与空气——水系统
§6-1 一 全空气系统
1.定义：完全由空气来承担房间冷热湿负荷的系统
2工作方式；向房间输送冷热空气，来提供显热，替热冷量和热量
3空气处理：冷却、去湿处理空气集中空调机房内空气处理机来完成。在房间内不再进行补充冷却：但加热可在机房或房间完成
属等中空调
4机房、热源、冷源，机房一般设于空调房间外，如地下室，房顶间全空气空调系统的分类和辅助用房；热、冷源可邻近机房或较远。
5.1）按送风系数的 数量分类
① 单系数系统——空气处理机只处理出一种送风参数，供一个房间或多个区域应用，也称为单风道系统，但不是指只有一条送风管。
② 双参数系统——处理出两种不同参数，供多个区域房间应用，有两种形式：双风道系统——分别送出不同参数的空气，在各房间按一定比例混合送入室内；多区系统——在机房内根据各区的要求按一定比例混合后，送到各个区域或房间采用多区机组。
2）按送风量是否恒定分类
（1） 定风量系统——送风量恒定的系统
（2） 变风量系统——送风量根据要求而变化的全空气系统。
3）按所使用的来源分类
（1） 全新风系统（又称直流系统）——全部采用室外新鲜空气（新风）的系统，新风经处理后送入室内，消除冷热湿负荷直接排走。
（2） 再循环式系统（又称封闭式系统）——全部采用再循环空气的系统，即室内空气经处理后，再送向室内。
（3） 回风式系统（又称混合式系统）——一部分新风和室内空气混合介于上述两系统之间。
4）按房间控制要求分类——用于消除室内显热冷负荷与潜热冷负荷的全空气系统，空气须经冷却和去湿后送入室内。房间采暖可用同一系统增设加热和加湿（或不加处理），也可分设采暖系统。用得最多的一种形式，尤其是空气参数控制严格的工艺性空调
（3） 热风采暖系统——用于采暖的全空气系统，空气只经加热和加湿（或不加湿）无冷却处理，只用语寒冷地区只有采暖要求的大空间建筑物。
二 空气—水系统
1 工作原理：由空气和水共同承担室内冷、热湿负荷的系统。除了向室内送入处理后的空气，还在室内设有以水为介质的未端空气处理设备。全空气系统中为调节房间温度设有末端设备，不算为空气——水系统
2系统形式：（1）空气——水风机盘管系统-在房间内设风机盘管
（2）空气——水诱导系统——在房间内设诱导管（带盘管）
（3）空气——水辐射管系统——在房间内设辐射板
§6-2 全空气系统的送风量和送风参数的确定
一．空调房间的热湿平衡
设有一空调房间，送入一定量经处理的空气，消除室内负荷后排出，如图6-1，假定送入的空气吸收热量和湿量后，水态变化为室状态，且房间温湿度均匀，排除空气参数为室内空气参数。系统达到平衡后，全热量，显热量和湿量均达平衡即
1 全热平衡及送风量 全热平衡 (6-1)
送风量 （6-2）
2显热平衡及送风量 显热平衡 （6-3）
送风量 （6-4）
3湿平衡及送风量 湿平衡 ： （6-5）
送风量： （6-6）
式（6-1）至（6-6）各项意义见教材111。式（6-2）（6-4）（6-6）都可用于确定消除室内负荷应送风量。即送风量计算方式。
二． 送风状态变化及角系数。
1．送风状态变化，图6—2为送风吸收热湿负荷的变化过程在h- d图上的表示。R为室内状态点。S为送风状态点。
2角系数（热湿比）
kj/kg
根据式（6-2），（6-6）有
h
R
90%
s
D



d
三，送风状态及机器露点
1.送风状态的确定，设计时，室内状态已知，冷负荷，湿负荷及 已知，送风状态点在点R， 线段上。工程上常根据送风温差 来确定S点。显然， 温差愈大，风量愈小。设备和管路也小，初投资与运行费低。但，小风量会影响室内温湿度分布均匀和稳定，送风温度过低影响舒定性。原则上，温湿度要求严格，小温差，不严格，大温差。规范规定，送风的高度小于等于5米， ≯10℃,高度大于5米， ≯15℃。
2.机器露点：空气冷却设备可能把空气冷却到的状态点，相对湿度9.0-95%。见图6-2D点，露点送风
3.冬季送风状态确定
（1） 负荷问题对全年应用的全空气空调系统，送风量取夏季条件确定的送风量。需供热，热负荷主要是建筑维护结构热负荷。当室内有稳定热源，湿源时，应扣除热源散热量，还应考虑散热量。但当热源和湿源随机性很大时，就不宜考虑。如商场，人多散热量和湿量很大，系统不需加热和加湿，但在刚开门和未营业时，不同。
（2） 状态确定：图6-3为冬季需供热的空调系统在室内状态变化过程。室内有热负荷和湿负荷，送风在室内变化一般是减焓增湿过程，根据式（6-7） 为负值。式（6-2），（6-4）。（6-8）中分子项均用全热负荷或显热热负荷取代，并取负值。
h
s

R





d
送风温度为 （6-9）式中 为室内显热热负荷，冬季送风量也可以与夏季不同，取较大温差和小风量。热风采暖系统也可按此原则确定送风量和送风温度，规范规定，热风宜采用30-50℃。例6-1某空调房间室内全热冷负荷为75kw湿负荷为8.6g/s。室内状态为25℃，60%，当地大气压力为101.3kpw求送风量和送风状态
解（1）根据式（6-8）求热湿比
=1000*75/8.6=8721kj/kg
（2）在h-d图上确定室内状态点R（附录6-1），做 过程线，若采用露点送风取 线与 =90%线交点D为送风状态点s查得 =42kj/kg， =16℃， =10.25g/kg，， =55.5j/kg， =11.8g/kg
（3）利用式（6-2）计算送风量，
=75/(55.5-41)=5.56kg/s=20000kg/h
也可利用式（6-6）计算
=8.6/(11.8-10.25)=5.55kg/s=19974kg/h 有误差
§6-3空调系统的新风景
一.最小新风量确定的原则
完美的空调系统必须给环境提供足够的新风。本节只讨论民用建筑和一般工业建筑物（无污染物）中所必要的新风量。工业污染物问题在第八章讨论。
1 新风量多少的矛盾问题：从 改善室内空气品质角度，新风量应多，但耗能，从节能角度，新风量宜少。
2 最小新风量及应满足的要求，系统设计时，一般必须确定最小新风量。此新风量通常应满足三个要求：（1）稀释人群本身和活动产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；（2）补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量；（3）保证房间正压。在全空气系统中，通常取上述要求计算出新风量的最大值作为最小新风量。如果计算新风量不足送风量的10%，则取10%。关于稀释人群及活动产生污染物的新风量在&8-2详述
二 补充排风量或燃烧需要的空气量
排风量大小在第八章讨论
1 燃烧设备：燃气热水器、煤气灶、火锅等
2所需空气量的估算： 可从样本或说明书中获得，或估算液体燃料
气体燃料
式中各项意义见教材113
火锅餐厅中常用的燃料——酒精，燃烧需要空气量实测值约为3。81 /kg
三 保持正压新风量
1 计算法 此新风量等于在室内外一定压差下，通过门窗缝隙渗出的风量，可按下式
2换气次数法 分式计算比较繁琐，工程上常用换气次数法，有外窗的房间去1~2次/h换气次数（根据窗的多少）；无窗和无外门取0.5~0.75次/h，换气次数指送风量与房间次序积之比
§6-4 定风量单风道空调系统
一 露点送风系统
1 系统图 ：图6-4为最简单的定风量露点送风单风道空调系统
（1）单风道系统：送出一种参数的空气系统
（2）露点送风：空气冷却处理到接近饱和的状态点（机器露点），不须再加热送入室内
（3）夏季工况：送风在机房内经冷却去湿处理后，送到室内，消除室内的冷负荷，湿负荷
回风机从室内吸出空气（回风），即用于再循环，与新风混合处理后再送入房间，另一部分直接排到室外，称排风
（4）冬季工况：送风在机房经过滤，加热，加湿后送入房间循环方式同夏季
（5）风机处置：图中回风机可设量，也可不设量，不设量时系统无排风（无组织排风）》没有回风机的称为双风机系统
双风机:优点：可根据季节调节新旧风量之比，在过渡季可充分利用室外空气的冷量，实现全新风经济运行，节约能耗，在夏季和冬季可以采用最小新风量
不设回风机称单风机系统，在过渡季节难以实现全新风运行，除非在房间内设排风系统，否则太大
（6）新风预热： 在寒冷地区，新风与回风的混合点可能处于雾区（详见图6-19），须对新风预热
图6-4系统是可以全年运行的全年性空调系统，如取消加热盘管（HC）成为只在夏季运行的季节性系统。对全年性空调系统，加热盘管（HC）在寒冷地区应配置在冷却盘管（CC）上游，防冻
（7） 风量关系：由图6-4可见 风量存在如下关系




式中各项意义见教材115
对于单风机系统，系统无排风量 ，回风全部再循环， ，因此有
当 时，即为再循环系统， 时为直流（全新风）系统。
2 工况分析
（1） 夏季设计工况：图6-5为夏季的设计工况在图上的表示
R——室内状态点，可根据规范、标准或工艺要求确定
O——室外状态点，当地历年平均不保证50h的干.湿球湿度，查规范
h M O
R


s



图6-5 d
设已知室内冷负荷（包括显热和潜热冷负荷） 和湿负荷 可计算出 ，则可在h-d图上通过R点按 画出送风在室内的状态变化过程线，改线与 =90~95%相交，即为送风状态点，利用公式（6-2）(和6-4)
，（6-6）即可计算出送风量 。等于最小新风量 。按$6-3方法确定，根据式（6-5）即可确定再循环回风量 ，最小新风量 与送风量 之比 称为最小新风量比m.
根据两种空气混合原理，在h-d图上，混合点M应位于RO线上，且满足
(6-19)
式中 分别为室内R，室外O混合点M的比焓，由公式（6-19）可确定出M点的 等状态参数，MS就是混合气体在冷却设备中的处理过程
设备需提供的制冷量 应为：
（6-20）
式中为送风的比焓，空气冷却设备的冷量，实质上包括两部分：1 室内冷负荷 。2 新风冷负荷 其中新风冷负荷为
（2）湿负荷 为比较大的问题 ： 在 比较大的场合 往往很小 ，可能与 不相交，这表明冷却设备难于处理到所要求状态，两种解决方法（1）在条件许可的情况下改变室内设计参数（如增大相对湿度）（2）如改变后，仍无法确定出逆风状态点，表明用露点逆风在设计条件下无法达到所要求的室内参数，应采用再热系统（见$6-5）
（3）冬季工况：图6-6为系统冬季工矿在h-d图上的表示，设冬季室内热负荷 有稳定的湿负荷 。可计算得到冬季逆风在室内变化过程角系数 （一般为负值），逆风状态点应当在 点且通过R的 线段上。
系统冬季送风量通常取夏季送风量。因此可以根据式（6-9）确定送风状态点。
h H s

R
M

O

d
a空气处理过程，室外新风（状态O）与再循环回风（状态R）混合到M点，喷蒸汽加湿到点S，HS为近似等湿过程，SR为送风进入室内的状态变化过程。
B加湿方法：喷蒸汽等温加湿。电板试，电热式。超声波，喷水室，淋水填料层，高压喷雾等方法，喷蒸汽，电板式和电热式为等温加湿其余为等焓加湿
C加湿量 ： （6-22）
式中 为逆风点和混合点 的焓湿量。
3.全新风系统和再循环系统
（1） 全新风系统：逆风冷却采用新风（也称直流系统）
（2） 夏季工况：如图（6-7）所示，室外新风O，直接处理到逆风状态点S（机械露点），送入房间消除冷，湿负荷


统优缺点：系统要求送风量 大于最小新风量 ，大部分地区室外空气的焓h。，大于室内空气的比焓 由公式（6-2）都可看出系统能耗比图6-4高。但空气质量好，如有多个房间避免房间污染物互相传播。还应指出，图6-4有回风机系统，也可按全新风运行。当室外气象条件改变到 时，应采用全新风
（4） 再循环系统，送风全部采用回风（无新风）的系统（又称封闭式系统）
（5） 空气状态变化：室内空气（状态R）处理到S，再入室内消除冷，湿负荷（参见图6-7）
（6） 系统优缺点：节能，卫生条件差，有人员的房间不应采用，间歇运行场所，如体育馆，影剧院对房间豫调时，可