第一章变风量系统 第一节概述 一、什么是变风董系统 全空气空调系统设计的基本要求,是要决定向被空调房 间输送足够数量的、经过一定处理了的空气,用以吸收室内 的余热和余湿,从而维持室内所需要的温度和湿度。 它的基本计算公式是: p(I 13.6Q L=3.6Q pc(tn-ts) (1-1) 式中L送风量,m3/h; Q、Q空调送风所要吸收的全热余热和显热余热,W p空气密度,kg/m3,可取p=1.2 c空气定压比热,kJ/kg℃,可取c=1.01; 1、I—室内空气值和送风状态空气值,kJ/kg t、t室内空气温度和送风温度,℃ 从公式(1-1)中可以看出,当室内余热Q值发生变化而 又需要使室内温度tn保持不变时,可将送风量L固定,而改 变送风温度t,也可将送风温度t固定,而改变送风量L那 种固定送风量而改变送风温度的空调系统,一般便称其为定 风量系统,而固定送风温度,改变送风量的空调系统,则称 其为变风量系统
对于服务于多个房间(或区域)的定风量空调系统来说, 由于经过空调设备处理过的空气其送风温度一定,为了适应 某个房间(或区域)的负荷变化,往往需要设置再热装置,才 能维持该房间(或区域)的温湿度在所要求的范围内。否则, 因为送到各房间(或区域)去的风量是按它们的最大负荷求 得的风量,且送风温度相同,在这些房间(或区域)出现部 分负荷时,势必产生过冷现象。迫使经过冷却去湿处理过的 空气又需进行再热处理,这种冷热抵消的处理过程,显然是 种能量的浪费。对于多数舒适性空调要求来说,并不需要 十分严格的温度和湿度的控制。变风量系统则可以克服上述 缺点,它可以通过改变送到房间〔或区域)里去的风量的办 法,来满足这些地方负荷变化的需要,当然,整个系统的总 送风量也在发生变化。因此,变风量系统在运行中是一种节 能的空调系统 在一幢大型民用建筑中,各个朝向的房间一天中最大负 荷并不出现在同一时刻。对于定风量系统来说,由于它送到 房间去的风量和系统总风量都是固定的,因而只能按各房间 的最大负荷来设计送风量。而变风量系统则可以适应一天中 同一时间各朝向房间的负荷并不都处于最大值的需要,空调 系统输送的风量(实际上输送的是热能)可以在建筑物内各 个朝向的房间之间进行转移,从而系统的总设计风量可以减 少。这样,空调设备的容量也可以减小,既可节省设备费的 投资,也进一步降低了系统的运行费。 建筑物的内区和外区 对大多数建筑物来说,只要它可以成功地采用全空气空 调系统,都可以采用变风量空调系统。但在单层或多层、且 有多个房间的建筑物的内区,应用这种系统则最为理想,因
为在这种内区,任何时候都需要送冷风。不过,当需要时,将 个变风量系统同一个合适的供暖系统结合起来,则变风量 系统也可以成功地用在许多建筑物的外区或周边区。 一幢建筑物的内区,其空调负荷是由人员、灯光和各种 机械设备产生的得热而组成的。这些负荷在全年都始终是 种冷负荷(见图1-1),其数量上的变化,仅取决于建筑物内 人员情况和使用情况,而与室外气温无关。采用一台变风量 末端装置,将在空气处理设备中经过降温去湿处理过的空气, 以一个固定不变的温度送至室内,而其送风量则与室内负荷 的变化成比例地进行调节,从而维持房间所需要的温度。当 室内并不处于最大负荷而出现部分负荷时,不需要像定风量 4中中计1 金樱 十十 灯光、人体及其它 灯光 24t℃ 房间温度 室外温虔〔℃ 图1-1典型办公建筑内区空调负荷
系统那样去将送风再热。 当建筑物内区带有屋顶时(见图12),一般说,只要室 内有照明,或有人员停留时,也都总还是需要送冷风的。但 是,在室外温度较低,而室内又长时间没有人员停留的期间, 由于穿过屋顶会有热损失,为了维持一个规定的室温,这时 则需要向房间供热。 ■■■ 房间温度 505io 10 室外温度〔℃ 图1-2典型办公建筑带屋顶内区空调负荷 在有外玻璃窗和外墙面的建筑物外区(又称周边区),其 空调负荷的变化与内区是不同的。因为这些外区,既有灯光、 人员和机械设备的得热,又要加上穿过外窗和外墙的太阳得 热,从而产生了冷负荷。同时,还有通过外窗和外墙的传热负
荷,不过,这些负荷则可能是得热,也可能是失热,这要取决于 室外温度的高低。这些传热负荷与灯光、人员和太阳辐射所 生的负荷无关,正如图1-3所示,它的变化只取决于室内外温 差。当室外温度高于室内温度时,这种传热是一种冷负荷。反 过来,当室外温度低于室内温度时,这种传热就是一种热负荷 了。在图1-3中,每度温差产生的热负荷比冷负荷值大,这是 因为把室外空气的冷风渗透负荷也考虑到热负荷中去了。 当室外温度低于室内温度时,太阳、灯光、人员和传热 等各种不同负荷综合作用(见图1-4a)也可能最终变成为冷 室外温度(℃) 图1-3典型办公建筑传热负荷随室外温度的变化 传热负荷中包括外孩璃售的滤透量