新風系統(tǒng)的控制與風量計算

　　一、新風機組定義與控制

　　新風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)空間配備集中新風系統(tǒng)，而供應(yīng)新風并對新風進行處理的主機則稱為新風機組。

　　二：新風機組的控制

　　新風機組控制包括：送風溫度控制、送風相對濕度控制、防凍控制、CO2濃度控制以及各種聯(lián)鎖內(nèi)容。如果新風機組要考慮承擔室內(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.送風溫度控制

　　送風溫度控制即是指定出風溫度控制，其適用條件通常是該新風機組是以滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求而不是負擔室內(nèi)負荷來使用的。因此，在整個控制時間內(nèi)，其送風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、夏季送風溫度應(yīng)有不同的要求。也即是說，新風機組定送風溫度控制時，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)的送風管上。

　　2.室內(nèi)溫度控制

　　對于一些直流式系統(tǒng)，新風不僅能使環(huán)境滿足衛(wèi)生標準，而且還可承擔全部室內(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)有排風系統(tǒng)，溫感器設(shè)于排風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，新風機組通常是與風機盤管一起使用的。在一些工程中，由于考慮種種原因（如風機盤管的除濕能力限制等），新風機組在設(shè)計時承擔了部分室內(nèi)負荷，這種做法對于設(shè)計狀態(tài)時，新風機組按送風溫度控制是不存在問題的。但當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)。

　　（1）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。

　　（3）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

　　通常新風機組的最大風量是按滿足衛(wèi)生要求而設(shè)計的（考慮承擔室內(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，當人員數(shù)量不多時，可以減少新風量以節(jié)省能源，這種方法特別適合于某些采用新風加風機組盤管系統(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，控制其新風支管上的電動風閥的開度，同時，為了防止系統(tǒng)內(nèi)靜壓過高，在總送風管上設(shè)置靜壓控制器控制風機轉(zhuǎn)速。因此，這樣做不但新風冷負荷減少，而且風機能耗也將下降。

　　很顯然，這一控制屬于變風量控制（關(guān)于變風量控制詳見后述）、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?？稍跓崴P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)鎖新風閥

　　為防止冷風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)閉新風閥。當機組起動時，則打開新風閥（通常先打開風閥、后開風機、防止風閥壓差過大無法開啟）。無論新風閥是開啟還是關(guān)閉，前述防凍控制器始終都正常工作。

　　除風間外，電動水閥、加濕器和噴水泵等與風機都應(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），若按每人所需新風量計算[取每人所需新風量q=30（m3/h）],則總新風量Q1=n×q=25×30=750（m3/h）；若按房間新風換氣次數(shù)計算[取房間新風換氣次數(shù)盤p=4（次/h）],則新風量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新風熱交換產(chǎn)品或送/排風HSF-25-B。

　　注：房間體積計算公式：體積=長×寬×送風口以下的高度

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

　　三、排風量=房間體積×排風換氣次數(shù)

　　送風量=房間體積×送風換氣次數(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-每人最小新風量指標，m3/(h·人）；

　　Rb-每平方米地板所需要最小新風量標準，m3/(h·m2)；

　　Ab-地板面積，m2.