普通集中式空调系统就是低速、单风道集中式空调系统。它是最早出现的一种,属典型的全空气系统。这种系统的服务面积大,处理空气多。便于集中管理,在一些大型公共建(体育场馆、剧场、商店等)采用较多。
1、一次回风系统
将来自房间的回风与室外新风在喷水室或空气冷却器前混合,这部分回风称为一次回风。夏季采用一次回风,可以节约一部分冷量;冬季采用一次回风,可以节约一部分热量。一次回风系统是空调工程中使用较多的一种系统,如图1所示。
图1 一次回风空调系统示意图
1-调节窗??? 2-预热器??? 3-过滤器??? 4-喷水室??? 5-再热器
6-通风机??? 7-送风管??? 8-调节阀??? 9-送风装置
如图2所示。室外状态为W的空气,与状态为N的室内回风混合后,状态为C,进入喷水室(或表冷器)冷却减湿,达到机器露点L(喷水室后空气的相对湿度一般为90%~95%),然后经过再热器加热到所需的状态O,送入室内,吸收房间的余热余湿后,达到室内状态N,一部分作为回风进入空调房间,一部分被排出室外。
图3一次回风夏季空气处理过
在图3-4中,根据室内的余热量及余湿量,可以计算出室内空气的热湿比ε。过N作热湿比线ε,选定送风温差△t0(△to=tN―to),则可画出to线。该线与ε的交点O即为送风状态点。过O作垂线与=90%~95%线相交得机器露点L。
2、冬季空气调节过程
目前,在大多数空调系统中,冬、夏季使用同一台送风机,送风量不变,风机按夏季所需要的送风量确定。冬季室外空气干燥且温度较低,房屋有热损失,空气调节的任务主要是加热、加湿空气。
冬季空气处理过程如图3a所示。冬季室外状态为W的空气,与来自室内状态为N的回风混合到状态C,然后进入喷水室绝热加湿(喷淋循环水)到状态L,经再热器加热到送风状态O,送入室内。空气放热吸湿后达到室内设计的空气状态N,部分作为一次回风,
部分排出室外。
图3 一次回风冬季空气处理过程
a)南方冬季处理??? b)北方冬季处理
室外空气状态W,通过预热器加热到W′,与室内状态为N的空气混合到状态C′,然后进入喷水室,绝热加湿到状态上L,再经再热加热到送风状态O,送入室内,达到室内状态N。
2) 预热混合风 如图3b所示,在保证不低于冬季规定的最小新风比例的条件下,室外空气状态W与室内空气状态N,在一定的比例下混合到状态C,经预热器加热到状态C ,然后进入喷水室,绝热加湿到状态L,再经再热器到送风状态O,送入室内,达到室内状态N。
2、一、二次回风系统
在一次回风夏季空调过程中,为了降低湿度,需将空气冷却到机器露点,然后用再热器再加热到送风状态,送入室内。这样,由于冷、热量抵消,既浪费了冷量,又浪费了热量。一、二次回风系统就是除了一次回风外,将另一部分回风不经过喷水室,直接与经喷水室处理后的空气混合,以代替再热器,通常把这部分回风称为二次回风。一、二次回风空调系统
1、夏季空气调节过程,一、二次回风夏季空气调节过程如图4所示。室外空气状态W与室内空气状态N混合到状态C(一次混合)经喷水室冷却、去湿到机器露点L,再与室内状态N的回风混合(二次混合)到所需送风状态O,送入室内。送风在空调房间吸热吸湿后达到状态N。
图4、二次回风夏季空气调节过程
在图5中,根据房间的余热、余湿求出热湿比ε,并与=90%~95%的曲线交于L点,该点就是空气经喷水室后的机器露点。然后根据规定的送风温差△to,在ε线上确定送风状态O,这点就是第二次回风与经喷水室处理后的空气混合得到的状态点。
空调房间的送风量按下式计算
G=
式中??? G――夏季送风量(kg/s);
QL――夏季空调房间冷负荷(kW);
hN――夏季室内空气状态的比焓(kJ/kg);
hO――夏季送风状态的比焓(kJ/kg)。
二次回内量按下式计算
G2=G
2、冬季空气调节过程
一般的空调系统冬季送风量与夏季相同,新风量GW、一次回风量G1和二次回风量G2,随室外气温变化可进行调节。在冬季比较寒冷地区,为了保证卫生要求,在按规定的最小新风比送风时,新风与回风混合后焓值,将低于送风所需的机器露点的焓值,此时就要使用预热器新风或混合风,以使其焓值达到机器露点的焓值。
(1)预热新风
如图5a所示,室外空气状态W,经预热器加热到状态W′与室内空气N混合到状态C,然后进入到喷水室绝热加温到状态L,再与室内状态N的回风二次混合到状态C′,再经再热器加热到送风状态0,送入室内,放热吸湿后达到室内状态N。
图5 一、二次回风冬季空气调节过程
a)预热新风? b)预热混合风
3、全新风系统
全新风系统又为称为直流式系统。这种系统送入室内的空气全部采用室外新风。送风在空调房间内进行热湿交换后,全部由排风管排到室外,没有回风管道,因此这种系统相当于一次回风系统回风量为零时节特殊情况。全新风系统卫生条件好,但是能耗大,经济性差,只有系统内各房间散发有害物质,不允许循环使用时,才采用全新风系统。
1、夏季空气调节过程?
如图6a所示。这种系统的全部新风就是系统的总风量,因此夏季必须把全部 新风量处理要求的送风状态。
图6 全新风夏季空气调节过程
如果考虑挡水板的过水量及风机和通风管道的温升,则全新风夏季空气调节的实际过程如图7b所示。送风管道温升△t=1-2℃,挡水板过水量△d=0.5-1.0kg干空气。
喷水室处理空气需要的冷量QO为;
QO=G(hW-hL)
加热器的加热量Q为:
Q=G(hO-hL)
对于某些用作降温的空调系统,如果对送风温差没有限制,而且车间冷负荷较大,则不必采用再热器,室外空气经过冷却减湿处理到L点后,直接送入室内。
4、全循环系统
全循环系统也称为闭式系统,如图7所示。这种系统所处理的空气全部是来自空调房间的循环空气,即没有新鲜空气补充,全部采用回风,因此空调房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路。
全循环系统冷、热量消耗最省,但由于没有新鲜空气补充,卫生条件了差,因此它只用于一些特殊场合:
1、不能采用新风的系统? 例如潜水艇的空调系统,或室外新风有毒不能进入空调系统。这类系统如果室内有人时,要有氧气再生装置。
2、不需新风的系统? 例如某些储存仓库,室内经常无人工作,采用全循环系统,从运行考虑比较经济。但这类房间也要设新风口,只是当室外条件适宜时,采用新风消除部分室内负荷。
图7全循环系统
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