常用的空气处理系统

现将常用的空气处理系统做个简单的介绍：
　　1.一次回风系统

1）工作原理
　　一次回风系统是最常用的一种空调系统，其系统流程如图3.4-2所示，回风与新风混合后，经过滤和热湿处理后由风机送入空调房间。
　　（2）新风量
　　空气处理过程中，大多数场合需要利用一部分回风。混入的回风量越多，使用的新风量则越少，系统运行越经济。但实际上，不能无限制地减少新风量。除了需要全年供冷的系统外，通常在冬夏季系统都采用最小新风量。
　　系统最小新风量的确定需考虑下列三个因素：
　　1）卫生要求
　　2）补充局部排风
　　3）保持空调房间正压要求
　　（3）一次回风系统夏季处理过程
　　1)夏季空气处理过程的确定

夏季空气处理过程在焓湿图上如图3.4-3所示。室内状态点N，室外状态点W，室内、外混合状态点C，机器露点L（它一般位于j=90%～95%线上），送风状态点O。过N点作室内热湿比线（e线），根据选定的送风温差△t0,确定送风状态点O，空调机组把状态点C的空气冷却减湿处理到L点，再从L点加热到O点，然后送入房间，吸收房间的余热余湿后变为室内状态N点。一部分室内空气直接排到室外，另一部分再回到空调机组与新风混合。
　　从节能出发，对于送风温差无需求的空调系统或作乱性空调一般采用最大送风温差。除了少量风机温稓和管道温升外，不再进行加热处理。风机和送风管的温升在实际工程设计中，可取0.5～1.0℃。
　　2）夏季空调工况的计算
　　系统总送风量的计算：系统总送风量G（kg/s）可以根据室内冷负荷Q及室内状态点空气比焓值hN与送风状态点的空气比焓值hO计算而得：
　　G=QO/(hN-hO)
　　系统或空调机组总冷负荷计算：空调机组总冷负荷QS（kg/s）可以根据系统总送风量G及混合状态点的空气比焓值hc与机器露点的空气比焓值hL计算而得：
　　QS=G（hc-hL）
　　从图3.4-3可见，空调机组总冷负荷由以下三部分组成：
　　1>室内冷负荷QO。
　　2>新风冷负荷：新风量为QW的空气进入系统时的比焓为hW，排出时为hN，其数值为QW=GW（hW-hN）。
　　3>再热冷负荷：风机温稓和风管温稓造成的负荷，以及为了减少“送风温差”，或调节送风参数，需要对已处理的空气进行再加热，这部分负荷称为再热冷负荷，由冷源抵消这部分热量，其数值为QZ=G（hO-hL）。

(4)冬季处理过程
　　在冬季，湿空气焓湿图上的室外空气参数的状态点移到左下角，室内的热湿比线由于冷负荷的下降而减小，甚至出现负值。典型的一次回风系统的冬季处理过程见图3.4-4。图中采用绝热加湿方式。
　　在工程应用中，冬季空调送风量往往采用与夏季相同的送风量。冬季送风状态点含湿量dO的确定如下：
　　d0=dN-(W/G)
　　系统总加热量可由下式计算：
　　Qd=G(ho-hL)
　　冬季空调系统增加室内空气的含湿量可采用绝热加湿方法，也可采用喷蒸汽的等温加湿方法。采用绝热加湿方案时，对于要求新风比较大的工程，或是按最小新风比而室外空气设计参数很低的场合，都有可能使一次混合点的空气比焓值hC低于其露点焓值hL而结露，在这种情况下，需先将新风进行预热，使预热后的新风和室内空气混合后的状态点落在hL线上。

2.二次回风系统
　　（1）工作原理
　　二次回风系统将回风分成两个部分：第一部分称为一次回风，与新风直接混合后经盘管进行冷、热处理；第二部分称为二次回风，与经过热、湿处理后的空气进行二次混合。
　　（2）夏季处理过程

典型的二次回风系统夏季空气处理过程在焓湿图上如图3.4-5所示。室内状态点N，室外状态点W，一次混合状态点为C，一次混合后空气处理到状态点L，二次回风与状态点L的空气混合到送风状态点O。
　　从图3.4-5中可以看出，O点是N与L状态空气的混合点，三点在一条直线上，因此，第二次混合的风量比例亦已确定。而一次混合状态点C的位置需先算出空调机组冷、热盘管处理的风量后才能确定。
　　空调机组冷、热盘管处理的风量可由下式计算：
　　GL=G0/(hN-hL)
　　一次回风量可以通过空调机组冷、热盘管处理的风量GL与室外新风量GW计算而得：
　　G1=GL-GW
　　二次回风空调系统空调机组处理过程消耗的冷量为：
　　Q=GL(hC-hL)
　　二次回风系统的总送风量G的计算方法与一次回风系统相同，
　　二次回风量G2＝G-G1
　　二次回风空调系统的冷量，同样是由室内冷负荷和新风冷负荷构成的。一次回风系统利用再热来解决送风温差受限制的问题，即为了保证必需的送风温差，一次回风系统在夏季有时需要再热，从而产生冷热抵消的现象。二次回风系统则采用二次回风来减小送风温差，达到节约能量的目的。但二次回风空调系统所需的机器露点比一次回风空调系统的低。

二次回风系统冬季空气处理过程在焓湿图上如图3.4-6所示。冬季热湿比线e￠<0。室内空气状态点为N，室外状态点为W，第一次混合后的状态点为C点，然后绝热加湿到状态点L，二次混合后空气状态点为O点，最后加热到送风状态点O￠。
　　空调工程中二次回风系统冬季风量与夏季一样。对于送风温差较小和新风比大的系统，往往需要对空气进行预热。
　　空调机组加湿量W为：
　　W=G1(dL-dC)
　　式中G1——一次混合后的风量，kg/h。
　　空调机组再热器加热量Q为：
　　Q=G(h0￠-h0)
　　式中G——空调机组总送风量，kg/h。
　　3.变风量空调系统
　　常见的一次回风系统和二次回风系统，因其送风量恒定，故称为定风量系统。与定风量空调系统一样，变风量空调系统也是全空气空调系统一种形式。变风量空调系统，亦称VAV系统（VariableAirVolumeSystem）,其工作原理是当空调房间负荷发生变化时，系统末端装置自动调节送入房间的风量，确保房间温度保持在设计要求范围内。同时，空调机组将根据各末端装置风量的变化，通过自动控制调节送风机的风量，达到节能的目的。
　　（1）VAV系统的特点
　　1）分区温度控制
　　2）设备容量减小、运行能耗节省
　　3）房间分隔灵活
　　4）维护工作量少
　　（2）VAV末端装置
　　VAV末端装置是变风量空调系统的关键设备之一，是一个依靠调节一次风量，补偿空调区域内冷热负荷变化，维持室温的装置。
　　VAV末端装置具有以下特点：
　　1）接受末端控制器的指令，根据室温高低，调节一次风送风量。
　　2）当室内负荷发生较大变化时，能自动维持末端风量不超过设计最大风量，也不小于最小送风量，以满足最小新风量和气流组织的要求。
　　3）必要时（房间不使用时）可以完全关闭一次风风阀。
　　几种常用的变风量末端装置：
　　1）单风道型VAV末端装置（VAV）
　　2）风机动力型VAV末端装置（FPB）
　　4.风机盘管加新风空调系统
　　风机盘管加新风空调系统是空气-水空调系统中的一种主要形式，也是目前我国民用建筑中最为普遍的一种空调形式，它以投资少，使用灵活等优点广泛应用于各类建筑中。
　　常见的风机盘管类型、特点和适用范围见下表：