38新風量的確定和風量平衡

1、空調(diào)房間送風狀態(tài)的確定及送風量的計算在已知空調(diào)區(qū)冷（熱）、濕負荷的基礎(chǔ)上，確定消除室內(nèi)余熱、余濕，維持室內(nèi)所要求的空氣參 數(shù)所需的送風狀態(tài)及送風量，是選擇空氣處理設(shè)備的重要依據(jù)。空調(diào)房間送風狀態(tài)的變化過程在空調(diào)設(shè)計中，經(jīng)常采用空氣質(zhì)量平衡和能量守恒定律來進行空調(diào)系統(tǒng)的一些能量問題分析圖3-10表示一個空調(diào)房間的熱濕平衡示意圖，房間余熱量（即房間冷負荷）為QkW）,房間余濕量（即房間濕負荷）為呼g/s）,送入qm （kg/s）的空氣，吸收室內(nèi)余熱余濕后，其狀態(tài)由 O（ho, do） 變?yōu)槭覂?nèi)空氣狀態(tài) N（hN, dN）,然后排出室外。送風當系統(tǒng)達到平衡后，總熱量、濕量均達到了平衡，即qmho Q

2、 =qmhN總熱量平衡濕量平衡qm -hN - hoqmdo W =qmdN W(3-43)(3-44)dN _d0式中QWqm 送入房間的風量（kg/s ）;余熱量（kW ;余濕量（kg/s ）;ho,do 送風狀態(tài)空氣的比始值（kJ/ kg ）和含濕量（kg/kg ） hN,dN 室內(nèi)空氣比始值（kJ/ kg ）和含濕量（kg/kg ）。同理，可利用空調(diào)區(qū)的顯熱冷負荷和送風溫差來確定送風量。Qqm -Cp（tN -to）(3-45)式中 Q 顯熱冷負荷（kW ;G 空氣的定壓比熱容1.01 kJ/ （kgK)。上述公式均可用于確定消除室內(nèi)負荷應(yīng)送入室內(nèi)的風量, 入室內(nèi)白空氣（送風）吸收熱、

3、濕負荷的狀態(tài)變化過程在 為送風狀態(tài)點。熱濕比或變化過程的角系數(shù)為即送風量的計算公式。h-d圖上的表不圖中3-11為送N為室內(nèi)狀態(tài)點，O(1% -%)W dR -ds(3-46)由上可得，送風狀態(tài)O在余熱Q余濕 W乍用下，在h-d圖上沿著過室內(nèi)狀態(tài)點 N點且名=Q/W 的過程線變化到 N點。33赤圖3-11送風狀態(tài)的變化過程夏季送風狀態(tài)的確定及送風量的計算在系統(tǒng)設(shè)計時，室內(nèi)狀態(tài)點是已知的，冷負荷與濕負荷及室內(nèi)過程的角系數(shù)地是已知的，待確定量是qm和O的狀態(tài)參數(shù)。從圖 3-10上可以看到，送風狀態(tài)點在通過室內(nèi)點Z、角系數(shù)為注的線段上。如果預先選定送風溫度，則送風狀態(tài)點的其他參數(shù)就可以確定，繼而可根

4、據(jù)公式（3-43）或公式（3-44 ）確定送風量。工程上常根據(jù)送風溫差=tNX -tox來確定O點。送風溫差對室內(nèi)溫、 濕度效果有一定影響，是決定空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性的主要因素之一。在保證既定的技術(shù)要求的前提下，加大送風溫差有突出的 經(jīng)濟意義。送風溫差加大一倍，系統(tǒng)送風量可減少一半，系統(tǒng)的材料消耗和投資（不包括制冷系統(tǒng)） 約減少40%,而動力消耗則可減少 50%;送風溫差在4c8c之間，每增加1C,風量可減少10% 15%。所以在空調(diào)設(shè)計中，正確的決定送風溫差是一個相當重要的問題。但送風溫度過低，送風量 過小則會使室內(nèi)空氣溫度和濕度分布的均勻性和穩(wěn)定性受到影響。因此，對于室內(nèi)溫、濕度控制嚴 格的場合

5、，送風溫差應(yīng)小些。對于舒適性空調(diào)和室內(nèi)溫、濕度控制要求不嚴格工藝性空調(diào)，可以選用較大的送風溫差。根據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計標準（GB50189-2005）和采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè) 計規(guī)范（GB50019-2003）中的規(guī)定，當送風口高度w 5m時，5C AtO10C；當送風口高度5m 時，10CW Ato 15 Co送風溫差的大小與送風方式關(guān)系很大，對于不同送風方式的送風溫差不能 規(guī)定一個數(shù)字。所以確定空調(diào)系統(tǒng)的送風溫差時，必須和送風方式聯(lián)系起來考慮。對混合式通風可 加大送風溫差，但對置換通風方式，送風溫差不受限制。目前，對于舒適性空調(diào)或夏季以降溫為主的工藝性空調(diào)，工程設(shè)計中經(jīng)常采用“露點”送風，即取

6、空氣冷卻設(shè)備可能把空氣冷卻到的狀態(tài)點，般為相對濕度 90%用5%的“機器露點” Lx（見圖3-10）。工藝性空調(diào)的送風溫差宜按表3-30確定。表3-30工藝性空調(diào)的送風溫差和換氣次數(shù)室溫允許波動范圍/C送風溫差/C每小時換氣次數(shù)“（次/h ）泄1.0芻51.06-95 （高大空間除外）d0.53-68擔.1 Q22-312 （工作時間不送風的除外）空調(diào)區(qū)的換氣次數(shù)是通風和空調(diào)工程中常用來衡量送風量的指標。其定義是：該空調(diào)區(qū)的總風量（m3/h）與空氣調(diào)節(jié)區(qū)體積（m3的比值。用符號 n （次/h ）表示。換氣次數(shù)和送風溫差之間有 一定的關(guān)系。對于空調(diào)區(qū)來說，送風溫差加大，換氣次數(shù)即隨之減小。采用推

7、薦的送風溫差所算得 的送風量折合成換氣次數(shù)應(yīng)大于表3-30推薦的n值。表中所規(guī)定的換氣次數(shù)是和所規(guī)定的送風溫差相適應(yīng)的。另外采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）上還規(guī)定，對于 舒適性空調(diào)系統(tǒng)每小時的換氣次數(shù)不應(yīng)小于 5次；但高大空間的換氣次數(shù)應(yīng)按其冷負荷通過計算確定。實踐證明， 在一 般舒適性空調(diào)和室溫允許波動范圍#1.0 C工藝性空調(diào)區(qū)中， 換氣次數(shù)的多少，不是一個需要嚴格控制的指標，只要按照所取的送風溫差計算風量，一般都能滿足室內(nèi)要求，當室溫允許波動范圍w1.0C時，換氣次數(shù)的多少對室溫的均勻程度和自控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響就需考慮了。對于通常 所遇到的室內(nèi)散熱量較小的空調(diào)

8、區(qū)來說，換氣次數(shù)采用規(guī)范中規(guī)定的數(shù)值就已經(jīng)夠了，不必把換氣次數(shù)再增多，不過對于室內(nèi)散熱量較大的空調(diào)區(qū)來說，換氣次數(shù)的多少應(yīng)根據(jù)室內(nèi)負荷和送風溫差 大小通過計算確定，其數(shù)值一般都大于規(guī)范中規(guī)定的數(shù)值。選定送風溫差之后，即可按以下步驟確定送風狀態(tài)和送風量（見圖 3-12）:341）在h-d圖上找出室內(nèi)空氣狀態(tài)點N。2）根據(jù)算出的余熱 Q和余濕W求出熱濕比Q ,并過Z點畫出過程線名。W3）根據(jù)所選定的送風溫差AtO,求出送風溫度tOx,過tOx的等溫線和過程線 a的交點Q即為送風狀態(tài)點。4）按式（3-43）或（3-44）計算送風量。圖3-12確定夏季送風狀態(tài)的h-d圖【例3-3】 某空調(diào)區(qū)夏季總余熱

9、量 Q=3906W總余濕量 W =0.310 x10，kg/s，要求室內(nèi)全年保 持空氣狀態(tài)為：tNx= （22卻）C, 1K = （555） %,當?shù)卮髿鈮毫?101325Pa,求送風狀態(tài)和送 風量?！窘狻浚?）求熱濕比（2）在h-d圖上（圖3-13）確定室內(nèi)狀態(tài)點t0 = 8C,則送風溫度 在h-d圖上查得： hOx = 35.6 kJ/ kg （3）計算送風量 按消除余熱即式（tOx = 22 C 3c =14 C,Q 3906= 12600W 0.310N,通過該點畫出 我= 12600的過程線。取送風溫差 得送風狀態(tài)點 O。;dox = 8.5 g/kg ; hNx = 45.7 k

10、J/ kg ; dNx = 9.3 g/kg按消除余濕即式（3-43）計算：Q qm= k hNx hOx3-44）計算：3.906- kg/s =0.387 kg/s45.7 - 35.616005福R圖 3-13 例 3-3 h d 圖OW、物產(chǎn)秋的JR 小的-93 p/kxWqm dNx -dOx0.310kg/s = 0.387kg/s9.3 -8.5按消除余熱和余濕所求送風量相同，說明計算無誤。送風溫度確定后，不用查 h-d圖的辦法，通過聯(lián)解以下三個方程式也可以求出qm、hex、dx三個未知數(shù)，而且用計算法確定送風狀態(tài)的參數(shù)和送風量更準確。聯(lián)立方程式如下：35hNx(3-47 )%x

11、=1.01tox2500 1.84toxdox1000100CWMm=dNx dox上式的已知參數(shù)為:題 3-3。Q W hox、do八tox,未知參數(shù)為qm、hox、dox。讀者可利用該方程式重新計算例冬季送風狀態(tài)的確定及送風量的計算在冬季，通過圍護結(jié)構(gòu)的溫差傳熱往往是由室內(nèi)向室外傳遞，只有室內(nèi)熱源向室內(nèi)散熱。因此 冬季室內(nèi)余熱量往往比夏季少得多，常常為負值，而余濕量則冬夏一般相同。這樣冬季房間的熱濕比值一般小于夏季，甚至出現(xiàn)負值，所以冬季空調(diào)送風溫度 tod大都高于室溫tNd。由于送熱風時送風溫差值可比送冷風時的送風溫差值大，所以冬季送風量可以比夏季小，故空 調(diào)送風量一般是先確定夏季送風量

12、，冬季既可采取與夏季相同風量，也可少于夏季風量。這時只需 要確定冬季的送風狀態(tài)點。全年采取固定送風量的空調(diào)系統(tǒng)稱為定風量系統(tǒng)。定風量系統(tǒng)調(diào)節(jié)比較方便，但不夠節(jié)能。若冬季采用提高送風溫度、加大送風溫差的方法，可以減少送風量，節(jié)約電能，尤其對較大的空調(diào)系統(tǒng)減少風量的經(jīng)濟意義更突出。但送風溫度不宜過高，一般以不超過45c為宜,送風量也不宜過小，必須滿足最少換氣次數(shù)的要求。【例3-4】仍按上題基本條件，如冬季余熱量Q= -1298.9 W,余濕量 W= 0.310 kg/s ，試確定冬季送風狀態(tài)及送風量?！窘狻?1)求冬季熱濕比現(xiàn)-1298.9=-4190kJ/kg 0.310dod = 8.5 g/

13、kg 。(2)全年送風量不變，計算送風參數(shù)由于冬夏室內(nèi)散濕量基本上相同，所以冬季送風含濕量取與夏季相同。即在h-d圖上過N點作出=-4190kJ/kg的過程線(圖3-14),該線與dod= 8.5 g/kg的等含濕量線的交點Q即為冬季送風狀態(tài)點。由 h-d圖查得：hod= 49 kJ/kg ; tod =27.1 C。另一種解法是，全年送風量不變，則送風量為已知，送風狀態(tài)參數(shù)可由計算求得，即:hod =hNd Q = 45.7 1.2989 kJ/kg = 49kJ/kgW IL 0.38736此時，在h-d圖上作hod = 49kJ/kg的等烙線與dod = 8.5 g/kg的等含濕量線，兩

14、線的交點即為冬季送風狀態(tài)點 Q。或者將h0d =49kJ/kg和dod = 8.5g/kg 代入比次含的定義式 hOd =1.01tOd +(2500+1.84tOd dOd,即可求出 tod =27.1 Co37新風量的確定和風量平衡新風量的多少，是影響空調(diào)負荷的重要因素之一。新風量少了，會使室內(nèi)衛(wèi)生條件惡化，甚至 成為“病態(tài)建筑”；新風量多了，會使空調(diào)負荷加大，造成能量浪費。長期以來，普遍認為“人”是室內(nèi)僅有的污染源。因此，新風量的確定一直沿用每人每小時所 需最小新風量這個概念。近年來人們發(fā)現(xiàn)建筑內(nèi)還有其他污染源。因為，隨著化學工業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的新型化 學建材、裝璜材料、家具,進入

15、了建筑物內(nèi)，并在室內(nèi)散發(fā)大量的污染物。因此，確定新風量的 觀念應(yīng)該有所改變，即再也不能單一地只考慮人造成的污染，而必須同時考慮室內(nèi)其他污染源帶來 的污染。也就是說，室內(nèi)所需新風量，應(yīng)該是稀釋人員污染和建筑物污染的兩部分之和。美國采暖制冷空調(diào)工程師學會標準ASHRAEE 1996年8月提出了將人員污染和稀釋建筑物污染兩個因素同時考慮的新的新風量計算公式，也就是說，最小新風量LW,min (n3/h)可由下式計算確Lw,min =LpP + LbA(3-48)式中Lp 每人每小時所需最小新風量，m3/ (人 h)；P-室內(nèi)人員數(shù)；3Lb -單位建筑面積每小時所需的最小新風量，見表 331m/( /

16、 h);A通風房間建筑面積，m2o表3 - 31單位建筑面積每小時所需的新風量場所新風量場所新風量車庫，修理維護中心27 m3/(m2 h)地卜商場(0.3人/ m2)5.4 m 3/(m 2 h)臥式、起居室54 m /(room h)一樓商店(0.2人/ itf)3.6m3/(m2 h)浴室65 m3/(room h)溜冰，游泳池9 m3/(m 2 h)走廊等公共場所0. 9 m3/(m 2 h)學校衣帽間9 m3/(m 2 h)更衣至9 m3/(m2 h)學校走廊1.8 m 3/(m 2 h)電梯18 m3/(m2 h)驗尸房9 m3/(m2 h)公共建筑節(jié)能設(shè)計標準(50189-200

17、5 )條文說明中指出：空調(diào)系統(tǒng)所需的新風主要有兩個用途：一是稀釋室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度，滿足人員的衛(wèi)生要求；二是補充室內(nèi)排風和保持室內(nèi)正壓。 前者的指示物質(zhì)是 CO,使其日平均值保持在0.1 %以內(nèi)；后者通常根據(jù)風平衡計算確定。參考美國采暖制冷空調(diào)工程師學會標準ASHRAE52-2001 Ventilationfor acceptable indoorair quality 第6.1.3.4 條:對于出現(xiàn)最多人數(shù)的持續(xù)時間少于3h的房間，所需新風量可按室內(nèi)的平均人數(shù)確定，該平均人數(shù)不應(yīng)少于最多人數(shù)的1/2。例如，一個設(shè)計最多容納人數(shù)為100人的會議室，開會時間不超過3h,假設(shè)平均人數(shù)為 60人，則

18、該會議室的新風量可?。?0m7(h - p) x 60p=1800ni/h ,而不是按30m7(h p) x 100P= 3000用計算。另外假設(shè)平均人數(shù)為40人，則該會議室的新風量可取：30m7(h p) x 50p= 1500n3/h。公共建筑節(jié)能設(shè)計標準(50189-2005 )給出的公共建筑主要空間的設(shè)計新風量，如表3-32所示。匯總了國內(nèi)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范和標準的數(shù)據(jù)，并綜合考慮了眾多因素，一般不應(yīng)隨意增加或減少。表3-32公共建筑主要空間的設(shè)計新風量建筑類型與房間名稱新風量/ m 3/ (h 人)旅游旅館客房5星級504星級403星級30餐廳、宴會廳、多功能廳5星級304星級25 (續(xù))

19、3星級202星級15大堂、四季廳4 5星級10商業(yè)、服務(wù)4 5星級2023星級1038美容、理發(fā)、康樂設(shè)施30旅店客房一三級30四級20文化娛樂影劇院、首樂廳、錄像廳20游藝廳、舞廳（包括卡拉 OK歌廳）30酒吧、茶座、咖啡廳10體育館20商場（店）、書店20飯館（餐廳）20辦公30學校教室小學11初中14高中17單個房間空調(diào)系統(tǒng)最小新風量的確定一個完善的空調(diào)系統(tǒng)，除了滿足對室內(nèi)溫、濕度控制以外，還必須給房間提供足夠的室外新鮮 空氣（簡稱新風），因此一般情況下， 送風空氣由新風和回風組成 。從改善室內(nèi)空氣品質(zhì)角度，新風 量越多越好；由于空調(diào)系統(tǒng)中新風的熱、濕處理消耗的能量很多，所以，使用的新風

20、量越小，就越 經(jīng)濟。但是不能無限制地減少新風量，因而在系統(tǒng)設(shè)計時，必須確定最小新風量，通常應(yīng)滿足以下 三個要求：（1）稀釋人群本身和活動所產(chǎn)生的污染物，保證人群對空氣品質(zhì)的要求在人員長期停留的空調(diào)房間，由于人們呼出CO氣體量的增加，會逐漸破壞室內(nèi)空氣的正常成分，給人體健康帶來不良影響。因此在空調(diào)系統(tǒng)的送風量中，必須摻入含CO量少的室外新風來稀釋室內(nèi)空氣中CO的含量，使之合乎衛(wèi)生標準的要求。采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）中規(guī)定，民用建筑人員所需最小新風量按國家現(xiàn)行有關(guān)衛(wèi)生標準確定；工業(yè)建筑應(yīng)保證每人不小于30ni/h的新風量；對于公共建筑，根據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計標準（GB5

21、0189-2005）中的規(guī)定，其主要空間的設(shè)計新風量應(yīng)符合表3-31的規(guī)定。（2）按照補充室內(nèi)燃燒所耗的空氣或補償排風（包括局部排風和全面排風）量要求 如果建筑物內(nèi)有燃燒設(shè)備時，系統(tǒng)必須給空調(diào)區(qū)補充新風，以彌補燃燒所耗的空氣。燃燒所需的空氣量可從燃 燒設(shè)備的產(chǎn)品樣本中獲得，也可根據(jù)相關(guān)公式計算而得，本書不再詳述。如果空調(diào)房間有排風設(shè)備，為了不使房間產(chǎn)生負壓，至少應(yīng)補充與局部排風量相等的室外新風。（3）按照保證房間的正壓要求為了防止外界未經(jīng)處理的空氣滲入空調(diào)房間，有利于保證房間清潔度和室內(nèi)參數(shù)少受外界干擾，需要使空調(diào)區(qū)保持一定正壓值，即用增加一部分新風量的辦法， 使室內(nèi)空氣壓力高于外界壓力，然后

22、再讓這部分多余的空氣從房間門窗縫隙等不嚴密處滲透出去。 舒適性空調(diào)室內(nèi)正壓值不宜過小，也不宜過大，一般采用5Pa的正壓值就可滿足要求。當室內(nèi)正壓值為10Pa時，保持室內(nèi)正壓所需的風量，每小時約為1.01.5次換氣，舒適性空調(diào)的新風量一般都能滿足此要求。室內(nèi)正壓值超過50Pa時會使人感到不舒適，而且需加大新風量，增加能耗，同時開門也較困難。因此規(guī)定不應(yīng)大于50Pa。對于工藝性空調(diào)，因與其相通房間的壓力差有特殊要求，其壓差值應(yīng)按工藝要求確定。在全空氣系統(tǒng)中，通常按照上述三條要求確定出新風量中的最大值作為系統(tǒng)的最小新風量。若以上三項中的 最大值仍不足系統(tǒng)送風量的10%,則新風量應(yīng)按總送風量的 10%

23、計算，以確保衛(wèi)生和安全。但凈化程度要求高，房間換氣次數(shù)特別大的系統(tǒng)不在此列，這是因為通常溫、濕度波動范圍 要求很小或潔凈度要求很高的空調(diào)區(qū)送風量一般都很大，如果要求最小新風量達到送風量的 10%,新風量也很大，不僅不節(jié)能，大量室外空氣還影響了室內(nèi)溫、濕度的穩(wěn)定，增加了過濾器的 負擔；一般舒適性空調(diào)系統(tǒng)，按人員和正壓要求確定的新風量達不到10%時，由于人員較少，室內(nèi)CO濃度也較低（O含量相對較高），也每必要加大新風量。值得指出的是，對舒適性空氣調(diào)節(jié)和條件允許的工藝性空氣調(diào)節(jié)，當可用室外新風作冷源時，應(yīng)最大限度地使用新風，以提高空調(diào)區(qū)的空氣品質(zhì)。另外，有下列情況存在時，應(yīng)采用全新風空調(diào)系統(tǒng)：1）夏

24、季空調(diào)系統(tǒng)的回風比始值高于室外空氣比烙值。2）系統(tǒng)各空調(diào)區(qū)排風量大于按負荷計算出的送風量。393）室內(nèi)散發(fā)有害物質(zhì)，以及防火防爆等要求不允許空氣循環(huán)使用。4）采用風機盤管或循環(huán)風空氣處理機組的空調(diào)區(qū)，應(yīng)含有集中處理新風的系統(tǒng)。3.8.2多房間空調(diào)系統(tǒng)最小新風量的確定以上討論的空調(diào)房間最小新風量的確定原則都是按照空調(diào)系統(tǒng)是單個房間的情況考慮的。當一個集中式空調(diào)系統(tǒng)包括多個房間時，由于同一個集中空氣處理系統(tǒng)中所有空調(diào)房間的新風比都相同，因此，各個空調(diào)房間按比例實際分配得到的新風量就不一定符合以上討論的最小新風量的確定原則。 因此，對于一個空調(diào)系統(tǒng)為多個房間服務(wù)的場合，為了較合理地確定空調(diào)系統(tǒng)的最小新風量，做到 保證人體健康的衛(wèi)生要求，又盡可能的減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗，需根據(jù)空調(diào)房間和系統(tǒng)的風平衡來確定空調(diào)系統(tǒng)的最小新風量 。多房間集中使空調(diào)系統(tǒng)最小新風量的確定可按步驟進行。1）確定各空調(diào)房間的送風量。