新風(fēng)系統(tǒng)的控制與風(fēng)量計(jì)算

　　一、新風(fēng)機(jī)組定義與控制

　　新風(fēng)機(jī)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(dá)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(jī)送到室內(nèi)，在進(jìn)入室內(nèi)空間時(shí)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(lái)定，功能越齊全造價(jià)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(duì)新風(fēng)進(jìn)行處理的主機(jī)則稱為新風(fēng)機(jī)組。

　　二：新風(fēng)機(jī)組的控制

　　新風(fēng)機(jī)組控制包括：送風(fēng)溫度控制、送風(fēng)相對(duì)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(jī)組要考慮承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷（如直流式機(jī)組），則還要控制室內(nèi)溫度（或室內(nèi)相對(duì)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(jī)組是以滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求而不是負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷來(lái)使用的。因此，在整個(gè)控制時(shí)間內(nèi)，其送風(fēng)溫度以保持恒定值為原則。由于冬、夏季對(duì)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(shuō)，新風(fēng)機(jī)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(zhuǎn)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(shè)于該機(jī)組所在機(jī)房?jī)?nèi)的送風(fēng)管上。

　　2.室內(nèi)溫度控制

　　對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，而且還可承擔(dān)全部室內(nèi)負(fù)荷。由于室內(nèi)負(fù)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足室內(nèi)要求（有可能過(guò)熱或過(guò)冷）。因此必須對(duì)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(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(jī)組通常是與風(fēng)機(jī)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(jī)盤(pán)管的除濕能力限制等），新風(fēng)機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)承擔(dān)了部分室內(nèi)負(fù)荷，這種做法對(duì)于設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)，新風(fēng)機(jī)組按送風(fēng)溫度控制是不存在問(wèn)題的。但當(dāng)室外氣候變化而使得室內(nèi)達(dá)到熱平衡時(shí)（如過(guò)渡季的某些時(shí)間），如果繼續(xù)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(yīng)采用室內(nèi)溫度控制。因此，這種情況下，從全年運(yùn)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(duì)濕度控制

　　新風(fēng)機(jī)組相對(duì)濕度控制的主要一點(diǎn)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)。

　　（1）蒸汽加濕

　　對(duì)于要求比較高的場(chǎng)所，應(yīng)根據(jù)被控濕度的要求，自動(dòng)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(mén)（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(jī)房?jī)?nèi)送風(fēng)管道上。

　　對(duì)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(diào)節(jié)器，對(duì)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(shè)在送風(fēng)管上，一旦加濕器全開(kāi)，傳感器立即就會(huì)檢測(cè)出濕度高于設(shè)定值而要求關(guān)閥（因?yàn)橥ǔ＿x擇的加濕器的最大加濕量必然高于設(shè)計(jì)要求值）；而一旦關(guān)閉，又會(huì)使傳感器立即檢測(cè)出濕度低于設(shè)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(yùn)行，動(dòng)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(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(yīng)設(shè)于典型房間（區(qū)域）或相對(duì)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。

　　（2）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(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(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(guò)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(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(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(jī)組聯(lián)鎖起停，為了控制加濕量，此時(shí)應(yīng)在加濕器前設(shè)置預(yù)熱盤(pán)管，如圖4-41所示，其機(jī)組處理空氣的過(guò)程如圖4-42所示。通過(guò)控制預(yù)熱盤(pán)管的加熱量，保證加濕器后的“機(jī)器露點(diǎn)”tL（L點(diǎn)為dN線與φ=80%～85%的交點(diǎn)），達(dá)到控制相對(duì)濕度的目的。

　　（4）二氧化碳（CO2）濃度控制

　　通常新風(fēng)機(jī)組的最大風(fēng)量是按滿足衛(wèi)生要求而設(shè)計(jì)的（考慮承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷的直流式機(jī)組除外），這時(shí)房間人數(shù)按滿員考慮。在實(shí)際使用過(guò)程中，房間人數(shù)并非總是滿員的，當(dāng)人員數(shù)量不多時(shí)，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(jī)組盤(pán)管系統(tǒng)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(nèi)空氣品質(zhì)，通常采用測(cè)量室內(nèi)CO2濃度的方法來(lái)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(dòng)風(fēng)閥的開(kāi)度，同時(shí)，為了防止系統(tǒng)內(nèi)靜壓過(guò)高，在總送風(fēng)管上設(shè)置靜壓控制器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。因此，這樣做不但新風(fēng)冷負(fù)荷減少，而且風(fēng)機(jī)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(yīng)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(shù)廠家生產(chǎn)），同時(shí)，這種控制方式的投資較大，其綜合經(jīng)濟(jì)效益需要進(jìn)行具體分析。

　?。?）防凍及聯(lián)鎖

　　在冬季室外設(shè)計(jì)氣溫低于0℃的地區(qū)，應(yīng)考慮盤(pán)管的防凍問(wèn)題。除空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中本身應(yīng)采用的預(yù)防措施外，從機(jī)組電氣及控制方面，也應(yīng)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(duì)兩管制系統(tǒng)中的冷、熱兩用盤(pán)管更是如此，最小開(kāi)度設(shè)置后應(yīng)能保證盤(pán)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(yùn)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(shè)一溫度傳感器（控制器），測(cè)量回水溫度。當(dāng)其所測(cè)值低到5℃左右時(shí)，防凍控制器動(dòng)作，停止空調(diào)機(jī)組運(yùn)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(yīng)在停止機(jī)組運(yùn)行時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉新風(fēng)閥。當(dāng)機(jī)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(jī)、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(jī)都應(yīng)進(jìn)行電氣聯(lián)鎖。在冬季運(yùn)行時(shí)，熱水閥應(yīng)優(yōu)先于所有機(jī)組內(nèi)的設(shè)備的起動(dòng)而開(kāi)啟。

　　二：新風(fēng)量計(jì)算方法

　　某計(jì)算機(jī)房面積S=65（㎡）凈高h(yuǎn)=3（米），人員n=25（人），若按每人所需新風(fēng)量計(jì)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(jì)算[取房間新風(fēng)換氣次數(shù)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(shè)備選項(xiàng)型的依據(jù)；結(jié)合產(chǎn)品型號(hào)，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(jì)算公式：體積=長(zhǎng)×寬×送風(fēng)口以下的高度

　　應(yīng)選用的新風(fēng)熱交換器臺(tái)數(shù)或送排風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)=房間體積×要求換風(fēng)次數(shù)/單臺(tái)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(fù)壓，如廁所，廚房等；保持正壓的地方最好計(jì)算一下室內(nèi)壓力是好多，以免設(shè)計(jì)大了開(kāi)不了門(mén)

　　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(biāo)，m3/(h·人）；

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

　　Ab-地板面積，m2.