新風(fēng)系統的控制與風(fēng)量計算

新風(fēng)系統的控制與風(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節設備。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(guò)除塵、除濕（或加濕）、降溫（或升溫）等處理后通過(guò)風(fēng)機送到室內，在進(jìn)入室內空間時(shí)替換室內原有的空氣。當然以上所提到的功能得根據使用環(huán)境的需求來(lái)定，功能越齊全造價(jià)越高。

　　定義

　　為保障室內空氣品質(zhì)，為室內空間配備集中新風(fēng)系統，而供應新風(fēng)并對新風(fēng)進(jìn)行處理的主機則稱(chēng)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)鎖內容。如果新風(fēng)機組要考慮承擔室內負荷（如直流式機組），則還要控制室內溫度（或室內相對濕度）。

　　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(mǎn)足室內衛生要求而不是負擔室內負荷來(lái)使用的。因此，在整個(gè)控制時(shí)間內，其送風(fēng)溫度以保持恒定值為原則。由于冬、夏季對室內要求不同，因此冬、夏季送風(fēng)溫度應有不同的要求。也即是說(shuō)，新風(fēng)機組定送風(fēng)溫度控制時(shí)，全年有兩個(gè)控制值——冬季控制值和夏季控制值，因此必須考慮控制器冬、夏工況的轉換問(wèn)題。

　　送風(fēng)溫度控制時(shí)，通常是夏季控制冷盤(pán)管水量，冬季控制熱盤(pán)管水量或蒸汽盤(pán)管的蒸汽流量。為了管理方便，溫度傳感器一般設于該機組所在機房?jì)鹊乃惋L(fēng)管上。

　　2.室內溫度控制

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

　　除直流式系統外，新風(fēng)機組通常是與風(fēng)機盤(pán)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(pán)管的除濕能力限制等），新風(fēng)機組在設計時(shí)承擔了部分室內負荷，這種做法對于設計狀態(tài)時(shí)，新風(fēng)機組按送風(fēng)溫度控制是不存在問(wèn)題的。但當室外氣候變化而使得室內達到熱平衡時(shí)（如過(guò)渡季的某些時(shí)間），如果繼續控制送風(fēng)溫度，必然造成房間過(guò)冷（供冷水工況時(shí)）或過(guò)熱（供熱水工況時(shí)），這時(shí)應采用室內溫度控制。因此，這種情況下，從全年運行而言，應采用送風(fēng)溫度與室內溫度的聯(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(diǎn)是選擇濕度傳感器的設置位置或者控制參數，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(chǎng)所，應根據被控濕度的要求，自動(dòng)調整蒸汽加濕量。這一方式要求蒸汽加濕器用間應采用調節式閥門(mén)（直線(xiàn)特性），調節器應采用PI型控制器。由于這種方式的穩定性較好，濕度傳感器可設于機房?jì)人惋L(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(kāi)型閥門(mén)）和位式調節器，對于降低投資是有利的。

　　采用雙位控制時(shí)，由于位式加濕器只有全開(kāi)全關(guān)的功能，濕度傳感器如果還是設在送風(fēng)管上，一旦加濕器全開(kāi)，傳感器立即就會(huì )檢測出濕度高于設定值而要求關(guān)閥（因為通常選擇的加濕器的最大加濕量必然高于設計要求值）；而一旦關(guān)閉，又會(huì )使傳感器立即檢測出濕度低于設定值而要求打開(kāi)加濕器，這樣必然造成加濕器閥的振蕩運行，動(dòng)作頻繁，使用壽命縮短。顯然，這種現象是由于從加濕器至出風(fēng)管的范圍內濕容量過(guò)小造成的。因此，蒸汽加濕器采用位式控制時(shí)，濕度傳感器應設于典型房間（區域）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(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)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置情況應與采用位式方式控制蒸汽加濕的情況相類(lèi)似。即：控制器采用位式，控制加濕器啟停（或開(kāi)關(guān)），濕度傳感器應設于典型房間區域。

　?。?）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(guò)程上是有所區別的。理論上前者屬于等培加濕而后者屬于無(wú)露點(diǎn)加濕。如果采用位式控制器控制噴水泵起停時(shí)，則設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機組聯(lián)鎖起停，為了控制加濕量，此時(shí)應在加濕器前設置預熱盤(pán)管，如圖4-41所示，其機組處理空氣的過(guò)程如圖4-42所示。通過(guò)控制預熱盤(pán)管的加熱量，保證加濕器后的“機器露點(diǎn)”tL（L點(diǎn)為dN線(xiàn)與φ=80%～85%的交點(diǎn)），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(mǎn)足衛生要求而設計的（考慮承擔室內負荷的直流式機組除外），這時(shí)房間人數按滿(mǎn)員考慮。在實(shí)際使用過(guò)程中，房間人數并非總是滿(mǎn)員的，當人員數量不多時(shí)，可以減少新風(fēng)量以節省能源，這種方法特別適合于某些采用新風(fēng)加風(fēng)機組盤(pán)管系統的辦公建筑物中間隙使用的小型會(huì )議室等場(chǎng)所。

　　為了保證基本的室內空氣品質(zhì)，通常采用測量室內CO2濃度的方法來(lái)衡量，如圖4-43所示。各房間均設CO2濃度控制器，控制其新風(fēng)支管上的電動(dòng)風(fēng)閥的開(kāi)度，同時(shí)，為了防止系統內靜壓過(guò)高，在總送風(fēng)管上設置靜壓控制器控制風(fēng)機轉速。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(jiàn)后述）、這種控制方式目前應用并不很多，一個(gè)重要原因是CO2濃度控制器產(chǎn)品并不普及（僅有少數廠(chǎng)家生產(chǎn)），同時(shí)，這種控制方式的投資較大，其綜合經(jīng)濟效益需要進(jìn)行具體分析。

　?。?）防凍及聯(lián)鎖

　　在冬季室外設計氣溫低于0℃的地區，應考慮盤(pán)管的防凍問(wèn)題。除空調系統設計中本身應采用的預防措施外，從機組電氣及控制方面，也應采用一定的手段。

　　a）限制熱盤(pán)管電動(dòng)閥的最小開(kāi)度

　　在盤(pán)管選擇符合一定要求的情況下，才能限制熱盤(pán)管電動(dòng)閥的最小開(kāi)度。尤其是對兩管制系統中的冷、熱兩用盤(pán)管更是如此，最小開(kāi)度設置后應能保證盤(pán)管內水不結冰的最小水量Wmin；

　　b）設置防凍溫度控制

　　這是防止運行過(guò)程中盤(pán)管凍裂的又一措施。通?？稍跓崴P(pán)管出水口（或盤(pán)管回水連箱上）設一溫度傳感器（控制器），測量回水溫度。當其所測值低到5℃左右時(shí)，防凍控制器動(dòng)作，停止空調機組運行，同時(shí)開(kāi)大熱水閥。

　　c）聯(lián)鎖新風(fēng)閥

　　為防止冷風(fēng)過(guò)量的滲透引起盤(pán)管凍裂，應在停止機組運行時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉新風(fēng)閥。當機組起動(dòng)時(shí)，則打開(kāi)新風(fēng)閥（通常先打開(kāi)風(fēng)閥、后開(kāi)風(fēng)機、防止風(fēng)閥壓差過(guò)大無(wú)法開(kāi)啟）。無(wú)論新風(fēng)閥是開(kāi)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(dòng)水閥、加濕器和噴水泵等與風(fēng)機都應進(jìn)行電氣聯(lián)鎖。在冬季運行時(shí)，熱水閥應優(yōu)先于所有機組內的設備的起動(dòng)而開(kāi)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)換氣次數計算[取房間新風(fēng)換氣次數盤(pán)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作為設備選項型的依據；結合產(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(cháng)×寬×送風(fēng)口以下的高度

　　應選用的新風(fēng)熱交換器臺數或送排風(fēng)機臺數=房間體積×要求換風(fēng)次數/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

　　送風(fēng)量=房間體積×送風(fēng)換氣次數

　　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壓力是好多，以免設計大了開(kāi)不了門(mén)

　　房間最小新風(fēng)量Lw=nRp+Rb*Ab

　　n-室內總人數，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.