普通集中式空調(diào)系統(tǒng)就是低速、單風(fēng)道集中式空調(diào)系統(tǒng)。它是最早出現(xiàn)的一種,屬典型的全空氣系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的服務(wù)面積大,處理空氣多。便于集中管理,在一些大型公共建(體育場(chǎng)館、劇場(chǎng)、商店等)采用較多。
1、一次回風(fēng)系統(tǒng) 將來自房間的回風(fēng)與室外新風(fēng)在噴水室或空氣冷卻器前混合,這部分回風(fēng)稱為一次回風(fēng)。夏季采用一次回風(fēng),可以節(jié)約一部分冷量;冬季采用一次回風(fēng),可以節(jié)約一部分熱量。一次回風(fēng)系統(tǒng)是空調(diào)工程中使用較多的一種系統(tǒng),如圖1所示。
圖1 一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)示意圖
1-調(diào)節(jié)窗? 2-預(yù)熱器? 3-過濾器? 4-噴水室? 5-再熱器
6-通風(fēng)機(jī)? 7-送風(fēng)管? 8-調(diào)節(jié)閥? 9-送風(fēng)裝置
夏季空氣調(diào)節(jié)過程
如圖2所示。室外狀態(tài)為w的空氣,與狀態(tài)為n的室內(nèi)回風(fēng)混合后,狀態(tài)為c,進(jìn)入噴水室(或表冷器)冷卻減濕,達(dá)到機(jī)器露點(diǎn)l(噴水室后空氣的相對(duì)濕度一般為90%~95%),然后經(jīng)過再熱器加熱到所需的狀態(tài)o,送入室內(nèi),吸收房間的余熱余濕后,達(dá)到室內(nèi)狀態(tài)n,一部分作為回風(fēng)進(jìn)入空調(diào)房間,一部分被排出室外。
圖3一次回風(fēng)夏季空氣處理過
在圖3-4中,根據(jù)室內(nèi)的余熱量及余濕量,可以計(jì)算出室內(nèi)空氣的熱濕比ε。過n作熱濕比線ε,選定送風(fēng)溫差△t0(△to=tn—to),則可畫出to線。該線與ε的交點(diǎn)o即為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。過o作垂線與=90%~95%線相交得機(jī)器露點(diǎn)l。
2、冬季空氣調(diào)節(jié)過程
目前,在大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)中,冬、夏季使用同一臺(tái)送風(fēng)機(jī),送風(fēng)量不變,風(fēng)機(jī)按夏季所需要的送風(fēng)量確定。冬季室外空氣干燥且溫度較低,房屋有熱損失,空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)主要是加熱、加濕空氣。
冬季空氣處理過程如圖3a所示。冬季室外狀態(tài)為w的空氣,與來自室內(nèi)狀態(tài)為n的回風(fēng)混合到狀態(tài)c,然后進(jìn)入噴水室絕熱加濕(噴淋循環(huán)水)到狀態(tài)l,經(jīng)再熱器加熱到送風(fēng)狀態(tài)o,送入室內(nèi)??諝夥艧嵛鼭窈筮_(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)的空氣狀態(tài)n,部分作為一次回風(fēng),部分排出室外。
圖3 一次回風(fēng)冬季空氣處理過程
a)南方冬季處理? b)北方冬季處理
室外空氣狀態(tài)w,通過預(yù)熱器加熱到w′,與室內(nèi)狀態(tài)為n的空氣混合到狀態(tài)c′,然后進(jìn)入噴水室,絕熱加濕到狀態(tài)上l,再經(jīng)再熱加熱到送風(fēng)狀態(tài)o,送入室內(nèi),達(dá)到室內(nèi)狀態(tài)n。
2) 預(yù)熱混合風(fēng) 如圖3b所示,在保證不低于冬季規(guī)定的最小新風(fēng)比例的條件下,室外空氣狀態(tài)w與室內(nèi)空氣狀態(tài)n,在一定的比例下混合到狀態(tài)c,經(jīng)預(yù)熱器加熱到狀態(tài)cˊ,然后進(jìn)入噴水室,絕熱加濕到狀態(tài)l,再經(jīng)再熱器到送風(fēng)狀態(tài)o,送入室內(nèi),達(dá)到室內(nèi)狀態(tài)n。
2、一、二次回風(fēng)系統(tǒng)
在一次回風(fēng)夏季空調(diào)過程中,為了降低濕度,需將空氣冷卻到機(jī)器露點(diǎn),然后用再熱器再加熱到送風(fēng)狀態(tài),送入室內(nèi)。這樣,由于冷、熱量抵消,既浪費(fèi)了冷量,又浪費(fèi)了熱量。一、二次回風(fēng)系統(tǒng)就是除了一次回風(fēng)外,將另一部分回風(fēng)不經(jīng)過噴水室,直接與經(jīng)噴水室處理后的空氣混合,以代替再熱器,通常把這部分回風(fēng)稱為二次回風(fēng)。一、二次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
1、夏季空氣調(diào)節(jié)過程,一、二次回風(fēng)夏季空氣調(diào)節(jié)過程如圖4所示。室外空氣狀態(tài)w與室內(nèi)空氣狀態(tài)n混合到狀態(tài)c(一次混合)經(jīng)噴水室冷卻、去濕到機(jī)器露點(diǎn)l,再與室內(nèi)狀態(tài)n的回風(fēng)混合(二次混合)到所需送風(fēng)狀態(tài)o,送入室內(nèi)。送風(fēng)在空調(diào)房間吸熱吸濕后達(dá)到狀態(tài)n。
圖4、二次回風(fēng)夏季空氣調(diào)節(jié)過程
在圖5中,根據(jù)房間的余熱、余濕求出熱濕比ε,并與=90%~95%的曲線交于l點(diǎn),該點(diǎn)就是空氣經(jīng)噴水室后的機(jī)器露點(diǎn)。然后根據(jù)規(guī)定的送風(fēng)溫差△to,在ε線上確定送風(fēng)狀態(tài)o,這點(diǎn)就是第二次回風(fēng)與經(jīng)噴水室處理后的空氣混合得到的狀態(tài)點(diǎn)。
空調(diào)房間的送風(fēng)量按下式計(jì)算
g=
式中? g——夏季送風(fēng)量(kg/s);
ql——夏季空調(diào)房間冷負(fù)荷(kw);
hn——夏季室內(nèi)空氣狀態(tài)的比焓(kj/kg);
ho——夏季送風(fēng)狀態(tài)的比焓(kj/kg)。
二次回內(nèi)量按下式計(jì)算
g2=g
2、冬季空氣調(diào)節(jié)過程
一般的空調(diào)系統(tǒng)冬季送風(fēng)量與夏季相同,新風(fēng)量gw、一次回風(fēng)量g1和二次回風(fēng)量g2,隨室外氣溫變化可進(jìn)行調(diào)節(jié)。在冬季比較寒冷地區(qū),為了保證衛(wèi)生要求,在按規(guī)定的最小新風(fēng)比送風(fēng)時(shí),新風(fēng)與回風(fēng)混合后焓值,將低于送風(fēng)所需的機(jī)器露點(diǎn)的焓值,此時(shí)就要使用預(yù)熱器新風(fēng)或混合風(fēng),以使其焓值達(dá)到機(jī)器露點(diǎn)的焓值。
(1)預(yù)熱新風(fēng)
如圖5a所示,室外空氣狀態(tài)w,經(jīng)預(yù)熱器加熱到狀態(tài)w′與室內(nèi)空氣n混合到狀態(tài)c,然后進(jìn)入到噴水室絕熱加溫到狀態(tài)l,再與室內(nèi)狀態(tài)n的回風(fēng)二次混合到狀態(tài)c′,再經(jīng)再熱器加熱到送風(fēng)狀態(tài)0,送入室內(nèi),放熱吸濕后達(dá)到室內(nèi)狀態(tài)n。
圖5 一、二次回風(fēng)冬季空氣調(diào)節(jié)過程
a)預(yù)熱新風(fēng)? b)預(yù)熱混合風(fēng)
3、全新風(fēng)系統(tǒng)
全新風(fēng)系統(tǒng)又為稱為直流式系統(tǒng)。這種系統(tǒng)送入室內(nèi)的空氣全部采用室外新風(fēng)。送風(fēng)在空調(diào)房間內(nèi)進(jìn)行熱濕交換后,全部由排風(fēng)管排到室外,沒有回風(fēng)管道,因此這種系統(tǒng)相當(dāng)于一次回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)量為零時(shí)節(jié)特殊情況。全新風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生條件好,但是能耗大,經(jīng)濟(jì)性差,只有系統(tǒng)內(nèi)各房間散發(fā)有害物質(zhì),不允許循環(huán)使用時(shí),才采用全新風(fēng)系統(tǒng)。
1、夏季空氣調(diào)節(jié)過程?
如圖6a所示。這種系統(tǒng)的全部新風(fēng)就是系統(tǒng)的總風(fēng)量,因此夏季必須把全部 新風(fēng)量處理要求的送風(fēng)狀態(tài)。
圖6 全新風(fēng)夏季空氣調(diào)節(jié)過程
理論空調(diào)過程 b)實(shí)際空調(diào)過程
如果考慮擋水板的過水量及風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管道的溫升,則全新風(fēng)夏季空氣調(diào)節(jié)的實(shí)際過程如圖7b所示。送風(fēng)管道溫升△t=1-2℃,擋水板過水量△d=0.5-1.0kg干空氣。
噴水室處理空氣需要的冷量qo為;
qo=g(hw-hl)
加熱器的加熱量q為:
q=g(ho-hl)
對(duì)于某些用作降溫的空調(diào)系統(tǒng),如果對(duì)送風(fēng)溫差沒有限制,而且車間冷負(fù)荷較大,則不必采用再熱器,室外空氣經(jīng)過冷卻減濕處理到l點(diǎn)后,直接送入室內(nèi)。
4、全循環(huán)系統(tǒng)
全循環(huán)系統(tǒng)也稱為閉式系統(tǒng),如圖7所示。這種系統(tǒng)所處理的空氣全部是來自空調(diào)房間的循環(huán)空氣,即沒有新鮮空氣補(bǔ)充,全部采用回風(fēng),因此空調(diào)房間和空氣處理設(shè)備之間形成了一個(gè)封閉環(huán)路。
全循環(huán)系統(tǒng)冷、熱量消耗最省,但由于沒有新鮮空氣補(bǔ)充,衛(wèi)生條件了差,因此它只用于一些特殊場(chǎng)合:
1、不能采用新風(fēng)的系統(tǒng)? 例如潛水艇的空調(diào)系統(tǒng),或室外新風(fēng)有毒不能進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)如果室內(nèi)有人時(shí),要有氧氣再生裝置。
2、不需新風(fēng)的系統(tǒng)? 例如某些儲(chǔ)存?zhèn)}庫,室內(nèi)經(jīng)常無人工作,采用全循環(huán)系統(tǒng),從運(yùn)行考慮比較經(jīng)濟(jì)。但這類房間也要設(shè)新風(fēng)口,只是當(dāng)室外條件適宜時(shí),采用新風(fēng)消除部分室內(nèi)負(fù)荷。
圖7全循環(huán)系統(tǒng)