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新風(fēng)系統(tǒng)的控制與風(fēng)量計算

新風(fēng)系統(tǒng)的控制與風(fēng)量計算

作者:CEO 時間:2022-11-24

信息摘要:一、新風(fēng)機組定義與控制新風(fēng)機組是提供新鮮空氣的一種空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。功能上按使用環(huán)境的要求可以達到恒溫恒濕或者單純提供新鮮空氣。工作原理是在室外抽取新鮮的空氣經(jīng)過除塵、除濕(或加濕)、降溫(或升溫)等處理后通過風(fēng)機送到室內(nèi),在進入

新風(fēng)系統(tǒng)的控制與風(fēng)量計算

(新風(fēng)系統(tǒng)的控制與風(fēng)量計算)

  一、新風(fēng)機組定義與控制

  新風(fēng)機組是提供新鮮空氣的一種空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。功能上按使用環(huán)境的要求可以達到恒溫恒濕或者單純提供新鮮空氣。工作原理是在室外抽取新鮮的空氣經(jīng)過除塵、除濕(或加濕)、降溫(或升溫)等處理后通過風(fēng)機送到室內(nèi),在進入室內(nèi)空間時替換室內(nèi)原有的空氣。當(dāng)然以上所提到的功能得根據(jù)使用環(huán)境的需求來定,功能越齊全造價越高。

  定義

  為保障室內(nèi)空氣品質(zhì),為室內(nèi)空間配備集中新風(fēng)系統(tǒng),而供應(yīng)新風(fēng)并對新風(fēng)進行處理的主機則稱為新風(fēng)機組。

  二:新風(fēng)機組的控制

  新風(fēng)機組控制包括:送風(fēng)溫度控制、送風(fēng)相對濕度控制、防凍控制、CO2濃度控制以及各種聯(lián)鎖內(nèi)容。如果新風(fēng)機組要考慮承擔(dān)室內(nèi)負荷(如直流式機組),則還要控制室內(nèi)溫度(或室內(nèi)相對濕度)。

  1.送風(fēng)溫度控制

  送風(fēng)溫度控制即是指定出風(fēng)溫度控制,其適用條件通常是該新風(fēng)機組是以滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求而不是負擔(dān)室內(nèi)負荷來使用的。因此,在整個控制時間內(nèi),其送風(fēng)溫度以保持恒定值為原則。由于冬、夏季對室內(nèi)要求不同,因此冬、夏季送風(fēng)溫度應(yīng)有不同的要求。也即是說,新風(fēng)機組定送風(fēng)溫度控制時,全年有兩個控制值——冬季控制值和夏季控制值,因此必須考慮控制器冬、夏工況的轉(zhuǎn)換問題。

  送風(fēng)溫度控制時,通常是夏季控制冷盤管水量,冬季控制熱盤管水量或蒸汽盤管的蒸汽流量。為了管理方便,溫度傳感器一般設(shè)于該機組所在機房內(nèi)的送風(fēng)管上。

  2.室內(nèi)溫度控制

  對于一些直流式系統(tǒng),新風(fēng)不僅能使環(huán)境滿足衛(wèi)生標準,而且還可承擔(dān)全部室內(nèi)負荷。由于室內(nèi)負荷是變化的,這時采用控制送風(fēng)溫度的方式必然不能滿足室內(nèi)要求(有可能過熱或過冷)。因此必須對使用地點的溫度進行控制。由此可知,這時必須把溫感器設(shè)于被控房間的典型區(qū)域。由于直流系統(tǒng)通常設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng),溫感器設(shè)于排風(fēng)管道并考慮一定的修正也是一種可行的辦法。

  除直流式系統(tǒng)外,新風(fēng)機組通常是與風(fēng)機盤管一起使用的。在一些工程中,由于考慮種種原因(如風(fēng)機盤管的除濕能力限制等),新風(fēng)機組在設(shè)計時承擔(dān)了部分室內(nèi)負荷,這種做法對于設(shè)計狀態(tài)時,新風(fēng)機組按送風(fēng)溫度控制是不存在問題的。但當(dāng)室外氣候變化而使得室內(nèi)達到熱平衡時(如過渡季的某些時間),如果繼續(xù)控制送風(fēng)溫度,必然造成房間過冷(供冷水工況時)或過熱(供熱水工況時),這時應(yīng)采用室內(nèi)溫度控制。因此,這種情況下,從全年運行而言,應(yīng)采用送風(fēng)溫度與室內(nèi)溫度的聯(lián)合控制方式。

  3.相對濕度控制

  新風(fēng)機組相對濕度控制的主要一點是選擇濕度傳感器的設(shè)置位置或者控制參數(shù),這與其加濕源和控制方式有關(guān)。

 ?。?)蒸汽加濕

  對于要求比較高的場所,應(yīng)根據(jù)被控濕度的要求,自動調(diào)整蒸汽加濕量。這一方式要求蒸汽加濕器用間應(yīng)采用調(diào)節(jié)式閥門(直線特性),調(diào)節(jié)器應(yīng)采用PI型控制器。由于這種方式的穩(wěn)定性較好,濕度傳感器可設(shè)于機房內(nèi)送風(fēng)管道上。

  對于一般要求的高層民用建筑物而言,也可以采用位式控制方式。這樣可采用位式加濕器(配快開型閥門)和位式調(diào)節(jié)器,對于降低投資是有利的。

  采用雙位控制時,由于位式加濕器只有全開全關(guān)的功能,濕度傳感器如果還是設(shè)在送風(fēng)管上,一旦加濕器全開,傳感器立即就會檢測出濕度高于設(shè)定值而要求關(guān)閥(因為通常選擇的加濕器的最大加濕量必然高于設(shè)計要求值);而一旦關(guān)閉,又會使傳感器立即檢測出濕度低于設(shè)定值而要求打開加濕器,這樣必然造成加濕器閥的振蕩運行,動作頻繁,使用壽命縮短。顯然,這種現(xiàn)象是由于從加濕器至出風(fēng)管的范圍內(nèi)濕容量過小造成的。因此,蒸汽加濕器采用位式控制時,濕度傳感器應(yīng)設(shè)于典型房間(區(qū)域)或相對濕度變化較為平緩的位置,以增大濕容量,防止加濕器閥開關(guān)動作過于頻繁而損壞。

 ?。?)高壓噴霧、超聲波加濕及電加濕

  這三種都屬于位式加濕方式。因此,其控制手段和傳感器的設(shè)置情況應(yīng)與采用位式方式控制蒸汽加濕的情況相類似。即:控制器采用位式,控制加濕器啟停(或開關(guān)),濕度傳感器應(yīng)設(shè)于典型房間區(qū)域。

 ?。?)循環(huán)水噴水加濕

  循環(huán)水噴水加濕與高壓噴霧加濕在處理過程上是有所區(qū)別的。理論上前者屬于等培加濕而后者屬于無露點加濕。如果采用位式控制器控制噴水泵起停時,則設(shè)置原則與高壓噴霧情況相似。但在一些工程中,噴水泵本身并不做控制而只是與空調(diào)機組聯(lián)鎖起停,為了控制加濕量,此時應(yīng)在加濕器前設(shè)置預(yù)熱盤管,如圖4-41所示,其機組處理空氣的過程如圖4-42所示。通過控制預(yù)熱盤管的加熱量,保證加濕器后的“機器露點”tL(L點為dN線與φ=80%~85%的交點),達到控制相對濕度的目的。

 ?。?)二氧化碳(CO2)濃度控制

  通常新風(fēng)機組的最大風(fēng)量是按滿足衛(wèi)生要求而設(shè)計的(考慮承擔(dān)室內(nèi)負荷的直流式機組除外),這時房間人數(shù)按滿員考慮。在實際使用過程中,房間人數(shù)并非總是滿員的,當(dāng)人員數(shù)量不多時,可以減少新風(fēng)量以節(jié)省能源,這種方法特別適合于某些采用新風(fēng)加風(fēng)機組盤管系統(tǒng)的辦公建筑物中間隙使用的小型會議室等場所。

  為了保證基本的室內(nèi)空氣品質(zhì),通常采用測量室內(nèi)CO2濃度的方法來衡量,如圖4-43所示。各房間均設(shè)CO2濃度控制器,控制其新風(fēng)支管上的電動風(fēng)閥的開度,同時,為了防止系統(tǒng)內(nèi)靜壓過高,在總送風(fēng)管上設(shè)置靜壓控制器控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速。因此,這樣做不但新風(fēng)冷負荷減少,而且風(fēng)機能耗也將下降。

  很顯然,這一控制屬于變風(fēng)量控制(關(guān)于變風(fēng)量控制詳見后述)、這種控制方式目前應(yīng)用并不很多,一個重要原因是CO2濃度控制器產(chǎn)品并不普及(僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)),同時,這種控制方式的投資較大,其綜合經(jīng)濟效益需要進行具體分析。

 ?。?)防凍及聯(lián)鎖

  在冬季室外設(shè)計氣溫低于0℃的地區(qū),應(yīng)考慮盤管的防凍問題。除空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中本身應(yīng)采用的預(yù)防措施外,從機組電氣及控制方面,也應(yīng)采用一定的手段。

  a)限制熱盤管電動閥的最小開度

  在盤管選擇符合一定要求的情況下,才能限制熱盤管電動閥的最小開度。尤其是對兩管制系統(tǒng)中的冷、熱兩用盤管更是如此,最小開度設(shè)置后應(yīng)能保證盤管內(nèi)水不結(jié)冰的最小水量Wmin;

  b)設(shè)置防凍溫度控制

  這是防止運行過程中盤管凍裂的又一措施。通常可在熱水盤管出水口(或盤管回水連箱上)設(shè)一溫度傳感器(控制器),測量回水溫度。當(dāng)其所測值低到5℃左右時,防凍控制器動作,停止空調(diào)機組運行,同時開大熱水閥。

  c)聯(lián)鎖新風(fēng)閥

  為防止冷風(fēng)過量的滲透引起盤管凍裂,應(yīng)在停止機組運行時,聯(lián)鎖關(guān)閉新風(fēng)閥。當(dāng)機組起動時,則打開新風(fēng)閥(通常先打開風(fēng)閥、后開風(fēng)機、防止風(fēng)閥壓差過大無法開啟)。無論新風(fēng)閥是開啟還是關(guān)閉,前述防凍控制器始終都正常工作。

  除風(fēng)間外,電動水閥、加濕器和噴水泵等與風(fēng)機都應(yīng)進行電氣聯(lián)鎖。在冬季運行時,熱水閥應(yīng)優(yōu)先于所有機組內(nèi)的設(shè)備的起動而開啟。

  二:新風(fēng)量計算方法

  某計算機房面積S=65(㎡)凈高h=3(米),人員n=25(人),若按每人所需新風(fēng)量計算[取每人所需新風(fēng)量q=30(m3/h)],則總新風(fēng)量Q1=n×q=25×30=750(m3/h);若按房間新風(fēng)換氣次數(shù)計算[取房間新風(fēng)換氣次數(shù)盤p=4(次/h)],則新風(fēng)量Q2=p.s.h=4×65×3=780(m3/h);由于Q2>Q1故取Q2作為設(shè)備選項型的依據(jù);結(jié)合產(chǎn)品型號,可選用本公司的HRV-800新風(fēng)熱交換產(chǎn)品或送/排風(fēng)HSF-25-B。

  注:房間體積計算公式:體積=長×寬×送風(fēng)口以下的高度

  應(yīng)選用的新風(fēng)熱交換器臺數(shù)或送排風(fēng)機臺數(shù)=房間體積×要求換風(fēng)次數(shù)/單臺全熱交換器額定新風(fēng)量;

  三、排風(fēng)量=房間體積×排風(fēng)換氣次數(shù)

  送風(fēng)量=房間體積×送風(fēng)換氣次數(shù)

  有些地方要保持負壓,如廁所,廚房等;保持正壓的地方最好計算一下室內(nèi)壓力是好多,以免設(shè)計大了開不了門

  房間最小新風(fēng)量Lw=nRp+Rb*Ab

  n-室內(nèi)總?cè)藬?shù),即為人員密度與地面面積之積,人;

  Rp-每人最小新風(fēng)量指標,m3/(h·人);

  Rb-每平方米地板所需要最小新風(fēng)量標準,m3/(h·m2);

  Ab-地板面積,m2.

  

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