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1、m当系统达到平衡后，总热量、湿量均达到了平衡，即总热量平衡湿量平衡q h + Q = q hm O小 m N门_Qq _m h hNOq d + W = q dm OTT 7 m NW , q = m d dNO(3-43)(3-44)3.7空调房间送风状态的确定及送风量的计算 在已知空调区冷（热）、湿负荷的基础上，确定消除室内余热、余湿，维持室内所要求的空气参 数所需的送风状态及送风量，是选择空气处理设备的重要依据。3.7.1 空调房间送风状态的变化过程 在空调设计中，经常采用空气质量平衡和能量守恒定律来进行空调系统的一些能量问题分析图3-10表示一个空调房间的热湿平衡示意图，房间余热量（即
2、房间冷负荷）为Q（kW），房间余湿量（即房间湿负荷）为W（kg/s），送入q （kg/s）的空气，吸收室内余热余湿后，其状态由0（h, d）式中 q 送入房间的风量（kg/s）；mQ 余热量（ kW）；W 余湿量（kg/s）；h ,d送风状态空气的比焓值（kJ/ kg）和含湿量（kg/kg）；OOh ,d室内空气比焓值（kJ/ kg）和含湿量（kg/kg）。NN 同理，可利用空调区的显热冷负荷和送风温差来确定送风量。(3-45)qm 二 C (t - t )p N OQ式中Q显热冷负荷（kW）；C 空气的定压比热容l.oi kJ/ （kg.K）。 上述公式均可用于确定消除室内负荷应送入室内的风
3、量，即送风量的计算公式。图 3-11 为送 入室内的空气（送风）吸收热、湿负荷的状态变化过程在h-d图上的表示。图中N为室内状态点，0 为送风状态点。热湿比或变化过程的角系数为Q （h h ）(3-46) = N 4W d dRs由上可得，送风状态0在余热Q，余湿W作用下，在h-d图上沿着过室内状态点N点且e= Q / w 的过程线变化到N点。3.7.2夏季送风状态的确定及送风量的计算在系统设计时，室内状态点是已知的，冷负荷与湿负荷及室内过程的角系魏也是已知的，待确 定量是q和0的状态参数。从图3-10上可以看到，送风状态点在通过室内点N、角系数为的线mxxx 段上。如果预先选定送风温度，则送
4、风状态点的其他参数就可以确定，继而可根据公式（3-43）或 公式（3-44）确定送风量。工程上常根据送风温差At二t -1来确定0点。送风温差对室内温、湿度效果有一定影响，O N x Ox x 是决定空调系统经济性的主要因素之一。在保证既定的技术要求的前提下，加大送风温差有突出的 经济意义。送风温差加大一倍，系统送风量可减少一半，系统的材料消耗和投资（不包括制冷系统） 约减少40%,而动力消耗则可减少50%；送风温差在4C8C之间，每增加1C,风量可减少10% 15。所以在空调设计中，正确的决定送风温差是一个相当重要的问题。但送风温度过低，送风量 过小则会使室内空气温度和湿度分布的均匀性和稳定
5、性受到影响。因此，对于室内温、湿度控制严 格的场合，送风温差应小些。对于舒适性空调和室内温、湿度控制要求不严格工艺性空调，可以选 用较大的送风温差。根据公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）和采暖通风与空气调节设 计规范（GB50019-2003）中的规定，当送风口高度W5m时，5CW At W10C；当送风口高度5mO时，10CW At W15C。送风温差的大小与送风方式关系很大，对于不同送风方式的送风温差不能O 规定一个数字。所以确定空调系统的送风温差时，必须和送风方式联系起来考虑。对混合式通风可 加大送风温差，但对置换通风方式，送风温差不受限制。目前，对于舒适性空调或夏季以降温
6、为主 的工艺性空调，工程设计中经常采用“露点”送风，即取空气冷却设备可能把空气冷却到的状态点， 一般为相对湿度90%95%的“机器露点”Lx（见图3-10）。工艺性空调的送风温差宜按表3-30确定。表 3-30工艺性空调的送风温差和换气次数室温允许波动范围/C送风温差/C每小时换气次数n/（次/h）1.0151.0695 （高大空间除外）0.53680.10.22312 （工作时间不送风的除外）空调区的换气次数是通风和空调工程中常用来衡量送风量的指标。其定义是：该空调区的总风量（m3/h）与空气调节区体积（m3）的比值。用符号n （次/h）表示。换气次数和送风温差之间有 一定的关系。对于空调区
7、来说，送风温差加大，换气次数即随之减小。采用推荐的送风温差所算得 的送风量折合成换气次数应大于表3-30推荐的n值。表中所规定的换气次数是和所规定的送风温差 相适应的。另外采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）上还规定，对于舒适性空调系统每小 时的换气次数不应小于 5 次；但高大空间的换气次数应按其冷负荷通过计算确定。实践证明，在一 般舒适性空调和室温允许波动范围1.0C工艺性空调区中，换气次数的多少，不是一个需要严格控 制的指标，只要按照所取的送风温差计算风量，一般都能满足室内要求，当室温允许波动范围W 1.0C时，换气次数的多少对室温的均匀程度和自控系统的调节品质的影响就需
8、考虑了。对于通常 所遇到的室内散热量较小的空调区来说，换气次数采用规范中规定的数值就已经够了，不必把换气 次数再增多，不过对于室内散热量较大的空调区来说，换气次数的多少应根据室内负荷和送风温差 大小通过计算确定，其数值一般都大于规范中规定的数值。选定送风温差之后，即可按以下步骤确定送风状态和送风量（见图3-12）：3)在h-d图上找出室内空气状态点N。x根据算出的余热Q和余湿W求出热湿比Q，并过N点画出过程线。 W根据所选定的送风温差At，求出送风温度tOO风状态点。，过t的等温线和过程线的交点O即为送O xxxOxh,图 3-12 确定夏季送风状态的 h-d 图 【例3-3 某空调区夏季总余
9、热量Q按式(3-43)或(3-44)计算送风量。持空气状态为：tN=(221) C,必 NxNx 风量。【解】Q 3906 = = =12600 x W 0.310(2) 在h-d图上(图3-13)确定室内状态点N,通过该点画出 =12600的过程线。取送风温差XAt =8C，则送风温度t =22C-8C=14C，得送风状态点0。OOxx在h-d图上查得：hOx = 35.6 kJ/ kg； dOx = & 5 g/kg； hNx(3) 计算送风量按消除余热即式(1)求热湿比= Ox= 45.7 kJ/ kg；d = 9.3 g/kg= Nx按消除余湿即式3-43)计算：Q3.906kg/s
10、= 0.387 kg/s h - h 45.7 - 35.6Nx O x3-44)计算：= 3906W,总余湿量W =0.310xl0r kg/s,要求室内全年保 = (555)%，当地大气压力为101325Pa，求送风状态和送图 3-13 例 3-3 h - d 图W 0.310kg/s = 0.387kg/s9.3 - 8.5q =m d -dNx Ox 按消除余热和余湿所求送风量相同，说明计算无误。送风温度确定后，不用查h-d图的办法，通过联解以下三个方程式也可以求出q、hO、dO三个 m0x 0x未知数，而且用计算法确定送风状态的参数和送风量更准确。联立方程式如下：m h h3-47)
11、10 ooWOxv q =m d dNx Oxh = 1.01t +(2500 + 1.84tOxOxOx 1000上式的已知参数为：Q、W、ho、do、to ,未知参数为q、ho、do。读者可利用该方程式重新计算例 O O Om O O题 3-3。3.7.3冬季送风状态的确定及送风量的计算在冬季，通过围护结构的温差传热往往是由室内向室外传递，只有室内热源向室内散热。因此 冬季室内余热量往往比夏季少得多，常常为负值，而余湿量则冬夏一般相同。这样冬季房间的热湿 比值一般小于夏季，甚至出现负值，所以冬季空调送风温度tod大都高于室温tNd。OdNd由于送热风时送风温差值可比送冷风时的送风温差值大，
12、所以冬季送风量可以比夏季小，故空 调送风量一般是先确定夏季送风量，冬季既可采取与夏季相同风量，也可少于夏季风量。这时只需要确定冬季的送风状态点。全年采取固定送风量的空调系统称为定风量系统。定风量系统调节比较方便，但不够节能。若冬季采用提高送风温度、加大送风温差的方法，可以减少送风量，节约电能， 尤其对较大的空调系统减少风量的经济意义更突出。但送风温度不宜过高，一般以不超过45C为宜,送风量也不宜过小，必须满足最少换气次数的要求。h = h + 二Od Nd W45.7+1.29890.387kJ/kg = 49kJ/kg【例3-4】 仍按上题基本条件，如冬季余热量Q = -1298.9 W,余
13、湿量W = 0.310 kg/s,试确定 冬季送风状态及送风量。【解】(1)求冬季热湿比d - - -1298.9 - 4190kJ/kg d W0.310(2) 全年送风量不变，计算送风参数 由于冬夏室内散湿量基本上相同，所以冬季送风含湿量取与夏季相同。即dod = 8.5 g/kg。在h-d图上过N点作j = 4190kJ/kg的过程线(图3-14)，该线与dod= & 5 g/kg的等含湿量线dOd另一种解法是，全年送风量不变，则送风量为已知，送风状态参数可由计算求得，即：此时，在h-d图上作h二49 kJ/kg的等焓线与dod = & 5 g/kg的等含湿量线，两线的交点即为冬 OdO
14、d季送风状态点Od。或者将h二49 kJ/kg和dod = 8.5g/kg代入比焓的定义式 dOdOdh 二 l.Olt +匕500 + 1.84t )d ，即可求出 t =27.1C。OdOdOd OdOd3.8 新风量的确定和风量平衡新风量的多少，是影响空调负荷的重要因素之一。新风量少了，会使室内卫生条件恶化，甚至 成为“病态建筑”；新风量多了，会使空调负荷加大，造成能量浪费。长期以来，普遍认为“人”是室内仅有的污染源。因此，新风量的确定一直沿用每人每小时所 需最小新风量这个概念。近年来人们发现建筑内还有其他污染源。因为，随着化学工业的飞速发展，越来越多的新型化 学建材、装璜材料、家具进入
15、了建筑物内，并在室内散发大量的污染物。因此，确定新风量的 观念应该有所改变，即再也不能单一地只考虑人造成的污染，而必须同时考虑室内其他污染源带来 的污染。也就是说，室内所需新风量，应该是稀释人员污染和建筑物污染的两部分之和。美国采暖制冷空调工程师学会标准ASHRAE在1996年8月提出了将人员污染和稀释建筑物污染 两个因素同时考虑的新的新风量计算公式，也就是说，最小新风量L(m3/h )可由下式计算确W ,min 定L 二 L P + L A(348)W ,min p b式中L 每人每小时所需最小新风量，m3/ (人h)；P 室内人员数；L 单位建筑面积每小时所需的最小新风量，见表3 31血/(川h)；
