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1、6.5 6.5 定风量单风道空调系统运行调节定风量单风道空调系统运行调节建筑工程学院市政工程系建筑工程学院市政工程系 7/25/20241本节的主要内容6、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节运行调节的意义室外空气状态变化室外空气状态变化时的运行调节室内热湿负荷变化室内热湿负荷变化时的运行调节露点送风系统的调节再热式系统的调节7/25/202426.5.1 室内温湿度调节6.5.1.1 概述1、空调系统运行调节的意义空调系统是按最不利条件设计最不利条件设计的，但从全年来看，实际运行负荷绝大部分时间小于设计负荷。一方面，室外空气状态等于设计计算参数的时间极少等于设计计算参数的
2、时间极少，绝大部分时间随着季节变化；另一方面，室内余热和余湿也是经常变化余热和余湿也是经常变化。因此，空调系统的设计和运行必须考虑在室外气象条件和室内热湿负荷变化时，系统进行运行调节，在全年（不保证时间除外）内，既能满足室内温湿度要求满足室内温湿度要求，又能达到经济运行经济运行的目的。6、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节7/25/202436、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节2、运行调节的两个方面 根据室内负荷的变化进行调节，使室内温湿度在充许的范围之内。 根据季节的变换，充分利用室外空气的自然冷量室外空气的自然冷量以及变换空气的处理过程模式空气
3、的处理过程模式。3、室内空气温湿度允许波动区任何空调系统都允许室内温、湿度有一定的波动允许室内温、湿度有一定的波动。7/25/202446、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节如图所示，图中的阴影面积称为“室内空气温湿度允许波动室内空气温湿度允许波动区区”。其大小根据空调的性质空调的性质而确定。只要室内空气参数落在这一阴影面积的范围内，就可认为满足要求。7/25/202456、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节4、研究方法 对于一个空调系统来说，室外空气状态变化室外空气状态变化和室内负荷变化室内负荷变化一般是同时发生的。为了分析问题方便起见，以下把室内
4、负荷变化和室外空气状态变化两个方面的运行调节问题分开来加以讨论。6.5.1.2 室内热湿负荷变化时的运行调节一、调节方法定露点定露点调节调节再热量变露点调节调节表冷器的水流量调节表冷器的风量混合空气旁通回风旁通7/25/202461 变露点调节(1) 调节通过表冷器的水流量 能满足温度调节温度调节的要求，不能满足湿度调节不能满足湿度调节的要求。6、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节表冷器表冷器表冷器表冷器三通电动调节阀三通电动调节阀手动调节阀手动调节阀二通电动调节阀二通电动调节阀7/25/20247? 通过调节通过表冷器的水流量，送风点的温度温度与含湿量含湿量均发生变化。
5、? 随送风温度的升高，除湿能力下除湿能力下降降。？? 对民用建筑民用建筑，湿负荷主要来自人员。室内人员减少，湿负荷相应减少。采用上述方法不一定导致室内湿度过高。7/25/202486、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节混合空气旁通： 部分室外空气与回风混合后未经任室外空气与回风混合后未经任何热湿处理何热湿处理而旁通进入室内，故室外空气参数变化对室内相对湿度影响较大对室内相对湿度影响较大。 回风旁通： 无再热量无再热量的损失；比混合空气旁通调节送风含湿量低含湿量低，有较大的除湿能力。？ (我国许多地区夏季室外空气含湿量高于回风夏季室外空气含湿量高于回风)(2) 调节通过表冷
6、器的风量电动调节风门电动调节风门表冷器表冷器二次回风二次回风一次回风一次回风表冷器表冷器7/25/20249MASSRA 随送风温度的升高，除湿能力下降除湿能力下降。?MM7/25/2024106、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节 小结：小结： 对于露点送风集中空调系统，上述变露点调节的三种方法，均只能满足温度调节温度调节的要求，不能满足湿度调节不能满足湿度调节的要求。 对于室内湿度有严格要求的空调系统，不能采用露点送风空调系统。7/25/2024112 、空气加热器的加热量调节方法(1) 调节热水流量(2) 调节通过空气加热器的风量(空气旁空气旁通调节通调节) 空气加
7、热器空气加热器空气加热器空气加热器(蒸汽热媒蒸汽热媒)三通电动三通电动调节阀调节阀电动调节风门电动调节风门7/25/2024126、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节3 、冬季室内湿负荷不变、显热负荷变化时的调节 通过调节空气加热器的加热量空气加热器的加热量，控制送风温度实现对室内温度控制。 7/25/2024134 、冬季室内显热负荷不变、湿负荷变化时的调节 当房间内湿负荷减少时，则送风含湿量应增大。 当房间内湿负荷增大时，则送风含湿量应减少。 6、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节等焓加湿等焓加湿等温加湿等温加湿7/25/2024146.5.1.
8、3 再热式空调系统的调节(2) 当空调房间室内湿负荷不变湿负荷不变、显热冷负荷变化时的调节 改变再加热器的加热量，送风送风温差温差相应改变，从而实现对房间温度的调节。7/25/202415(2) 当空调房间室内显热冷负荷不变显热冷负荷不变、湿负荷变化时的调节 当表冷器在冷却去湿工况运行，通过调节表冷器的冷量而改变表冷器后空气表冷器后空气的状态的状态，同时调整再热量。当表冷器在干工况下运行，调节表冷器的冷量不能改变表冷器后空气的含湿不能改变表冷器后空气的含湿量量，湿负荷减少时，室内含湿量将降低。？ (如必须控制，可采用加湿器进行加湿加湿器进行加湿)6、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系
9、统的运行调节OMRSSDD=100%O7/25/2024166、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节6.5. 2 室外空气状态变化时的运行调节 室外空气状态的变化，一方面会影响室内负荷；另一方面会影响新风负荷。此外，室外新风本身具有一定的冷却去湿能力，可加充分以利用。因此须对空调系统进行全年运行调节全年运行调节。1、调节方法 由室外气象包络线室外气象包络线和100组成某个地区室外空气状态的全年变化范围区域，将该区域分成若干个气象区（空调工况区）；对应于每一个区空调系统采用不同的运行调节方法不同的运行调节方法，此即为空调分区调节。7/25/2024176、5 定风量单风道系统
10、的运行调节定风量单风道系统的运行调节2、分区的原则 保证室内温湿度要求的前提下，运行经济，设备调节简单可靠，相邻空调工况区之间能够自动切换。如图所示：以焓值焓值和温度温度为分界线，将h-d图分为、四个区。夏季送风状态夏季送风状态夏季室内空气状态夏季室内空气状态冬季送风状态冬季送风状态7/25/202418 全部使用室外空气将增加冷量的消耗增加冷量的消耗。因此用回风经济，为了节约冷量，可用最最小新风比小新风比m。湿度不调节湿度不调节7/25/202419 全新风运行全新风运行或采用部分回风部分回风。(有些地区室外空气比较干燥,或室内湿负荷很小，当采用全新风运行时,可能会出现室内相对湿度小于允许最
11、小相对湿度，这时应采用部分回风，以调节室内的湿度)全新风全新风湿工况湿工况全新风全新风干工况干工况部分回风部分回风干工况干工况 室内温度调节：调节表冷器水流量。湿度湿度调节：调节新风、回风比m。7/25/202420 采用新风与回风混合后直接送入室内消除室内冷负荷直接送入室内消除室内冷负荷。(大于最小新风量)温度调节：根据室内温度来调节新回风的混合比。湿度调节：室内湿负荷很小时,则可以采用喷蒸汽来调节室内湿度。喷蒸汽等温加湿喷蒸汽等温加湿调节新回风的混合比调节新回风的混合比调温调温最小新风量时所对应的室外最小新风量时所对应的室外温度温度t4tot47/25/202421 采用最小新风运行。 室
12、内温度调节：调节加热器的热媒流量。 室内湿度调节：调节喷蒸气量。混合等湿加热等温加湿预热混合等温加湿?7/25/2024226、5 定风量单风道系统的运行调节定风量单风道系统的运行调节hROM=100%d 在寒冷地区，冬季IV区室外温度较低，尤其当室内相对湿度要求较大时，新风、回风混合后混合后其状态点可能位于其状态点可能位于“雾区雾区”，空气中水凝结后，可能产生霜雪产生霜雪。 因此，应先对新风进行预热。MH7/25/2024236.6 6.6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统7/25/202424定风量再热式双风道再热式双风道空调系统本节的主要内容定风量双风道定风量双风道空调系统多区机
13、组多区机组空调系统系统图夏、冬季工况分析系统特点6、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统7/25/2024256、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统6.6.1 定风量露点送风双风道空调系统1、系统流程图冬、夏季空气处理过程混合箱的工作原理及作用7/25/2024266、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统7/25/2024272、混合箱工作原理混合阀由恒温控制器控制，根据室内温度调节冷、热风混合比；由风量控制风门控制送入室内的风量恒定风量恒定。3、混合箱的作用 根据房间负荷变化调节冷热风混合比例；保持送风量恒定。6、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统7/25
14、/2024286、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统4、夏、冬季工况分析夏季工况7/25/2024296、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统4、夏、冬季工况分析冬季工况5 oCH7/25/2024306、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统适用于热湿比各不相同，且送风温差不作严格限制送风温差不作严格限制的场合。为了稳定室内压力稳定室内压力以利于混合箱的混风调节，该系统常采用双双风机系统风机系统。系统的除湿能力有限除湿能力有限，故不宜用于室外计算湿球温度超过25的地区，且系统的最小新风量不宜超过最小新风量不宜超过总风量的3540。冷风风量冷风风量按设计条件下最大冷负荷
15、且考虑风机、风管的温升及一定漏风率漏风率计算确定。5、系统特点7/25/2024316.6.2 定风量再热式双风道空调系统1、系统流程图冬、夏季空气处理过程系统特点 可避免夏季室内相对湿度过高。 （两种状态的空气混合后含湿量不变含湿量不变，可保证除湿能力）6、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统7/25/2024327/25/202433系统的除湿能力强除湿能力强，可以解决房间湿负荷较大的问题。存在再热量的冷热抵消冷热抵消问题，能耗较大。2、系统特点6、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统7/25/2024346、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统6.6.3 多区机组
16、空调系统多多区区机机组组 多区机组：空调处理机组的一种特殊形式，加热和冷却盘管分别布于在上下风道，在机组出口部分形成冷风仓和热风仓。冷、热风仓配对设置配对设置若干个出口，每组设混合风阀，以调节冷、热风混合比冷、热风混合比。多区机组空调系： 即采用多区机组的空调系统。7/25/2024356、6 定风量双风道空调系统定风量双风道空调系统系统常采用高速风道高速风道（为减少两根风道所占空间风道所占空间，通常采用高速，风速为1325m/s），故风机能耗风机能耗及噪声噪声都较大。系统存在冷热量的混合损失冷热量的混合损失问题，其制冷负荷与单风道相比，大约增加10左右，故初投资初投资及运行费运行费较高。2、
17、定风量双风道空调系统的特点7/25/2024366.7 6.7 变风量空调系统变风量空调系统7/25/2024376、7 变风量空调系统变风量空调系统本节的主要内容变风量空调系统的定义及分类单风道变风量单风道变风量空调系统双风道变风量双风道变风量空调系统变风量空调系统设计方面的几个问题风机动力箱式变风量风机动力箱式变风量空调系统诱导器式变风量诱导器式变风量空调系统7/25/2024386、7 变风量空调系统变风量空调系统变风量(VAV)空调系统的定义及分类1、定义：当室内负荷减少时，保持送风参数不变送风参数不变，通过改变送改变送风量风量来实现对室内温度进行调节的全空气系统全空气系统。2、分类：
18、按送风参数分按变风量末端装置分单风道变风量空调系统双风道变风量空调系统节流型变风量空调系统旁通型变风量空调系统诱导型变风量空调系统7/25/2024396、7 变风量空调系统变风量空调系统6.7.1 变风量单风道空调系统1、系统构成及系统图7/25/2024406、7 变风量空调系统变风量空调系统2、变风量系统的调节 由于室内显热冷负荷与湿负荷的变化并不同步，随着室内负荷的变化，室内热湿比也在变化热湿比也在变化。根据温度调节的结果，可导致湿度偏离设计点湿度偏离设计点。tR 变风量末端机组设有风门限位装置限位装置，最小送风量通常取最大值的3050。因而，在最小负荷时，机组在最小风量下运行，有可能
19、导致室内温度过低。为此可增设再热器再热器。？7/25/2024416、7 变风量空调系统变风量空调系统2、变风量末端机组的分类 旁通旁通型、节流型节流型变风量末端机组(1) 旁通型变风量末端机组 随负荷的减少，减少进入房间的空气流量，不需要的部分送风旁通到回风顶棚回风顶棚或回风道回风道中，存在冷、热量的损失冷、热量的损失，非真正意义上的变风量系统。空气处理机组空气处理机组旁通型变风量末端机组旁通型变风量末端机组7/25/2024426、7 变风量空调系统变风量空调系统(2) 节流型变风量末端机组 随负荷的减少，利用节流机构节流机构调节(如风门)送风量。节流机构的种类碟型调节风门文丘里(圆锥形阀
20、圆锥形阀)式气囊式双套筒式内贴保温吸声材料内贴保温吸声材料7/25/2024436、7 变风量空调系统变风量空调系统 文氏管节流型变风量风口工作原理：风量调节机构风量调节机构由室内恒温控制器信号动作的执行机构带动阀杆及锥体在文氏管锥体在文氏管内移动内移动。定风量机构定风量机构依靠弹簧的补偿作用，根据上游静压使阀杆再度位移，以平衡其它平衡其它风口调节导致管内压力变动风口调节导致管内压力变动，维持既定风量。7/25/2024446、7 变风量空调系统变风量空调系统 条缝节流型变风量风口 工作原理风量调节机构室内恒温控制器恒温控制器控制弹性皮囊来变化风口流通部分的截面积截面积。送风口本身是静压箱，内
21、贴吸声材料，故既可消声消声，又可获得均匀的均匀的静压出风静压出风。7/25/2024456、7 变风量空调系统变风量空调系统 节流型变风量装置的特点能根据室温自动调节风量；若装有定风量机构定风量机构时能保证较稳定的流量分配；应设静压调节器静压调节器调节风机风量；节流型的风口噪声较大噪声较大。7/25/2024466、7 变风量空调系统变风量空调系统3、变风量末端机组按风量调节方式分类 压力有关压力有关型、压力无关型压力无关型变风量末端机组(1) 压力有关型变风量末端机组 由恒温控制器控制风门的角度，末端机组的送风量将随系统静静压的变化压的变化而波动。？ (2) 压力无关型变风量末端机组 末端机
22、组风门的角度根据风量风量给定值(上限、下限)调节，室内恒温控制器恒温控制器根据室内温度设定风量控制器的给定风量给定风量，风量传感器(测静压、全压)测风量，风量控制器根据实测风量与给定风量之差实测风量与给定风量之差来控制风门。因而送风量不随静压变化而变化不随静压变化而变化。7/25/2024476、7 变风量空调系统变风量空调系统4、变风量末端机组空调系统送风风机的调节 在部分负荷部分负荷时，末端机组的调节结果使送风量减少，但送风段管道内静压升高静压升高，导致漏风量增大漏风量增大，并可使风机处于不稳定工作状态。为此，通常在风管内设静压控制器静压控制器，根据风管内静压的变化来控制送风机的总风量。常
23、用调节方法包括：(1) 改变离心风机入口导叶角度入口导叶角度，从而改变风机的性能曲线。 (2) 改变风机的转速风机的转速(如采用变频电机)。 回风机风量控制 常用的措施是回风管上也装静压调节仪静压调节仪，当送风量减少时，回风量按同一比例减少。7/25/2024486、7 变风量空调系统变风量空调系统5、单风道VAV系统的优缺 点 优点： 在部分负荷下运行时，可减少风机能耗； 一个系统可对多个负荷不同负荷不同、温度不同温度不同的房间或区域的控制； 各房间或区域高峰负荷分布不均时，可采用较小的机组及送风管路； 当某些房间不需空调时，可完全停止送风，既节能又不破坏系统节能又不破坏系统平衡平衡； 当系
24、统的实际负荷低于设计负荷时，便于增加新的空调区域，费用低，并且不破坏系统原有风量分配。7/25/2024496、7 变风量空调系统变风量空调系统缺点： 在房间低负荷时，送风量减少会引起新风量供应不足新风量供应不足，并影响室内气流组组织分布，严重时将造成温度分布不均匀温度分布不均匀。 VAV末端机组有一定噪声，全负荷运行时噪声较大全负荷运行时噪声较大，宜选取比实际需要大一些的VAV末端机组。 系统初投资较高。 控制较复杂，包括房间温度控制、送风量控制、新风量和排风量控制、送回风量匹配控制及送风温度控制。7/25/2024506、7 变风量空调系统变风量空调系统6.7.2 风机动力型变风量空调系统
25、1、系统构成及系统图 在单风道VAV系统的变风量末端机组上串连串连或并联风机并联风机的VAV系统。风机动力型VAV系统的种类串联型 适合于送风温差大，风量小的系统。并联型 可间歇运行(仅在小风量时运行)。一次风的风量根据室内温度一次风的风量根据室内温度进行控制，变风量。进行控制，变风量。送风量恒定送风量恒定7/25/2024516、7 变风量空调系统变风量空调系统2、风机动力型变风量空调系统的优缺点 优点： 空调机组的风量是变的，而室内送风量是恒定的室内送风量是恒定的。可避免因送风量减少而造成气流和温度分布不均的缺陷。缺点： 能耗高(增加了箱内风机的能耗)； 噪音增大。7/25/2024526
26、、7 变风量空调系统变风量空调系统6.7.3 双风道变风量空调系统1、系统构成及系统图 系统送出两种状态参数的空气，通过设在每个风机或区域内的变风量混合阀变风量混合阀送入室内。变风量混合箱变风量混合箱温度控制器温度控制器CC变风量混合箱变风量混合箱风量调节风门风量调节风门最小风量控制风门最小风量控制风门混合阀混合阀7/25/2024536、7 变风量空调系统变风量空调系统变风量混合箱变风量混合箱风量调节风门风量调节风门最小风量控制风门最小风量控制风门混合阀混合阀恒温控制器恒温控制器变风量混合箱工作原理：夏季冷负荷较大时，混合阀混合阀使冷风口全开，热风口关闭，恒温恒温控制器控制器控制风量调节阀的
27、开度。随冷负荷减少，风量调节阀的开度逐渐关小，直至关闭。此时风量由最小风量控制阀门保证不由最小风量控制阀门保证不低于最小送风量低于最小送风量。若室内温度继续下降，恒温控恒温控制器制器控制混合阀，使热风门开大，冷风门开小。7/25/2024546、7 变风量空调系统变风量空调系统2、双风道变风量空调系统空气处理过程 在双风道变风量空调系统中，热风热风直接利用混合后的回风混合后的回风，冷风冷风的送风温度保持恒定的送风温度保持恒定(通过调节冷冻水流量或改变新回风混合比)。冷风处理过程：房间1(冷负荷大)全部冷风全部冷风、变风量变风量：房间2(冷负荷小)： 定风量定风量7/25/2024556、7 变
28、风量空调系统变风量空调系统变风量混合箱变风量混合箱温度控制器温度控制器CC变风量混合箱变风量混合箱 系统中三台风机均按最大可能风量选取；冷风、热风的送风风机的风量可按管路系统中的静压进行控制，回风风机的风量通过测定送风量和回风量来控制；对于严寒地区，该系统的新风须设置预加热盘管。？ (新、回风混合后可能在雾区雾区，有可能产生霜雪产生霜雪)7/25/2024561、变风量末端装置选型不当应按空间的最大和最小负荷来确定风量。其最大风量应满最大风量应满足该区的峰值负荷足该区的峰值负荷，最小风量应满足换气次数最小风量应满足换气次数。 例如：室内感觉发闷。原因：风量较小，不足以使室内的不足以使室内的温度场均匀温度场均匀，从而使人感觉闷热空气不流通。 变风量末端装置选型时，未留有一定的安全系数，全负荷运行时噪声过大。 例如：室内噪声太大。全负荷运行时节流造成较大噪声全负荷运行时节流造成较大噪声。6、7 变风量空调系统变风量空调系统 补充内容：变风量空调系统常见问题7/25/2024576、7 变风量空调系统变风量空调系统 原因： 变风量空调系统在室内负荷最小时，其变风量末端装置也保持一定的通风量（即最小送风量最小送风量）。 解决方法： 重新调整送风温度； 选用带再热盘管的变风量末端装置。2、房间温度过冷7/25/2024587/25/202459
