确定中央空调机组的所需冷量Q和送风量G

小编 2024-10-02

(一)一次回风系统:

确定空调机组的所需冷量 Q 和送风量 G

说明:一次回风系统的空调机组,常采用转轮热回收式空调机组,冷热水盘管共用一套(公 共建筑节能标准有规定)。

1 、确定空调机组的所需冷量 Q

(1)采用空调房间总冷负荷面积概算指标来确定。

房间的总冷负荷面积概算指标:可查阅:陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.4.1 节 第 1478 页,或《2003 全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调 ·动力》1.3 节第 11 页(此 表源于陆耀庆第一版实用供热空调设计手册,09 版技术措施无面积指标)。

说明:其中该总冷负荷面积指标包括房间的余热冷负荷+新风冷负荷。

房间的空调系统的冷、热负荷概述指标:可查询《简明空调设计手册》2.4 节 63 页。

建筑物的空调总冷、热负荷面积指标:可查阅 CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》第 3. 1 节,里面的数据还是挺准确的,尤其是热负荷指标。或建筑物空调冷负荷指标《2003全国 民用建筑工程设计技术措施-暖通空调 ·动力》1.3.2。

 

采暖热负荷指标的确定

建筑物的采暖热负荷指标:可查阅 CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》第 3. 1 节,里面的 数据还是挺准确的。或者是查阅《2003全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调 ·动力》 1.3. 1 。(或陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》5. 1.3 节第 317 页)

居住建筑的建筑物采暖热负荷指标:据 DBJ14-037-2006《山东省居住建筑节能设计标准》

4. 1.6 条规定:不宜超过 32w/m²(公共建筑节能标准无热负荷指标规定)


4.1.6除低层住宅外,普通住宅的采暖设计热负荷指标不宜超过32W/m²。

(2)人员密度:可查阅陆耀庆《实用供热空调设计手册第二版》19.3.3 节第 1466 页(源于国 际标准),或《2003全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调 ·动力》1.3 节第 11 页(此表 源于北京建筑设计研究院《建筑设备专业设计技术措施》)。

或《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005 ,附录 B

其中新版实用供热空调手册上的人员密度要偏小些,设计常采用的人员密度值比手册上的要 大。

2 、确定空调机组的送风量 G

(1)、定性分析参数时,可将房间的总冷负荷 Q 分解成新风冷负荷 Q1+房间余热冷负荷 Q2:

一次回风系统的所需的总冷负荷为:新风冷负荷 Q1 和消除室内余热的冷负荷 Q2 ,其 实,一次回风系统跟风机盘管加新风系统,就其制冷的最终结果即维持房间的温度和新风量 来说是一样,比如同一个房间,其所需的新风量为 G1 ,室内的余热冷负荷为 Q2 ,那么此房

间的总冷负荷 Q 应该是一定的,不论采用一次回风系统还是风机盘管加新风系统,消耗的 总冷负荷都是固定的 Q,也就是计算软件算出的房间总冷负荷。所以对于一个房间来说,其 用于消耗余热的冷负荷 Q2 是一定的,不变的,而空调机组所要提供的总冷负荷 Q 大小只与 系统为改房间送入的新风量大小有关,如果一点新风不送的话,那么空调机组所需要为改房 间提供的总冷负荷 Q 就等于该房间的余热冷负荷 Q2,此时该房间所需外界提供的总冷负荷 最小。

如果不考虑空气的中间处理过程,则无论是一次回风系统,还是风机盘管加新风系统, 只考虑始末两个状态点时,则必然都是:风量 G1 的新风由最初的 Iw 变成了最终变为了 In, 所以用于处理新风的冷负荷 Q1=G1(In-Iw) ,这部分就是新风冷负荷 Q1 ,而同时还有一部分 冷负荷是用于消除室内余热的冷负荷 Q2,两者加起来 Q1+Q2=Q 为消耗的总冷负荷,见《空 气调节》第 4.3 节 118 页。

(2)、一次回风系统,送风状态点 O 与房间的总冷负荷 Q 是已知的,确定新风量 G1 即可 求出总的送风量 G 及 Q1 ,Q2 ,G2 ,或者确定总送风量 G 即可求出新风量 G1 及 Q1 ,Q2,  G2 。计算公式如下:

Q=G(Ic-Io) ,又 Ic*G=In*G1+Iw*(G-G1) ,已知 G1 即可求出 G ,或已知 G 即求出 G1

通常房间要满足最小新风要求,所以通常要根据规范规定的最新新风量 G1 来求得一次回风 系统的空调机组的总送风量 G,如果是根据空调机组样本上的总冷负荷 Q 所对应的送风量 G 来选择空调机组时,这时要根据样本上的总送风量 G 来计算出新风量 G1 ,核对 G1 是否满 足规范规定的最小新风量要求。

通常一次回风系统,采用的是机器露点温度送风,就室内温度 Tn 的露点温度 Tn,l ,送风状 态点为 Tn,l 的等温线与相对湿度线 90%的交点 O ,或者是按规范规定的最大温差送风(具 体见周继红《中央空调工程设计与施工》67 页),所以送风状态点O 肯定是固定不变的,已 知的,同时还已知的是房间的总冷负荷 Q,那么此时总冷负荷 Q 中,具体新风负荷 Q1 和用 于消除室内余热冷负荷 Q2 都是未知的,按道理来说,送风状态点 O 的参数已知,那么总的 送风量 G 就只跟室内余热冷负荷 Q2 有关了,即 G=Q2/(In-Io),但是总冷负荷 Q 中新风负荷 Q1 和余热冷负荷 Q2 具体分配比例多少是未知的,所以此时总送风量 G 无法确定,只有当 新风量确定时,那么新风负荷 Q1 就确定了,那么Q2 就确定了,那么总的送风量 G 就确定 了,或者当先确定了总的送风量 G ,那么就确定了 Q2 ,那么就确定了 Q1 ,那么新风量 G1  就确定了。

(2)、当已知房间总冷负荷 Q 和送风状态点 O 时,调整新风量 G1 的大小,对总风量 G 的

新风 G1 增加时,那么新风负荷 Q1 增加,而总冷负荷 Q 是固定的,所以余热冷负荷 Q2 减 小,G=Q2/(In-Io) ,所以总送风量 G 减小;

新风 G1 减小时,那么新风负荷 Q1 减小,而总冷负荷 Q 是固定的,所以余热冷负荷 Q2 增 加,G=Q2/(In-Io) ,所以总送风量 G 增加;当新风量 G1 减小到零,那么此时 Q2 达到最大 值即 Q , 即房间的总冷负荷 Q 都为余热负荷 Q2 ,那么此时送风量 G 也达到最大值 G=Q/(In-Io)。

采用风机盘管加新风系统来分析,此时供应新风机组的 Q1 和风机盘管的 QF ,其供应的总 冷负荷 Q=Q1+QF 是固定的,此时增加新风量 G1 ,那么用于冷却新风的供应的冷负荷 Q1 增加,从而风机盘管的供应冷负荷 QF 减小,而风机盘管的回风送风量 G2=QF/(In-IL2)也减 小,而混合后 C 点的总风量 G=Q2/(In-Ic) ,其中 Q2 为房间的余热冷负荷。因为 Q2=QF 所 以 Q2 是减小的,而从焓湿图上看, 由于 L2 点和 L1 点位置不变,而 G1 增加,G2 减小, 则混合点 C 的位置一定是上移的,所以 Ic 是增加的,所以根据 G=Q2/(In-Ic) ,总风量 G 是 减小的。


因为新风机组处理到与室内空气等焓状态 L1 后与风机盘管处理后的空气 L2 混合后达到状 态点 C ,从焓湿图上可见,C 点与 L2 点很接近,所以可以将风机盘管的制冷量 QF 近似等 于用于消除室内余热冷负荷 Q2 ,所以总风量 G 是减小的(理解错了)。

但是有个疑问,按道理来说,房间所需的总冷负荷 Q 应该为新风冷负荷 Q1 与室内余热冷负 荷 Q2 的和,而新风机组消耗的冷负荷就是 Q1,但风机盘管消耗的冷负荷 QF 却是不等于余 热冷负荷 Q2,而是 QF>Q2,所以实际消耗的总冷负荷 Q1+QF 大于 Q1+Q2,这是为什么呢? 其实是理解错了,实际上 QF=Q2 ,QF=G2(In-IL2) ,而 Q2=G(In-Ic) ,从焓湿图上看上去 IL2 与 Ic 不相等,这主要是因为 G2 与 G 不相等,从上面公式就可以看出来,如果 IL2 与 Ic 相 等的话,而 G2 与 G 不相等,那么QF 就不可能与 Q2 相等了,所以不要被焓湿图迷惑了。

(4)、当供应房间的总冷负荷 Q 和及总送风量 G 及送风状态点 O 固定不变时,调整新风量 G1 与回风量 G2 的比例时,对房间空气状态的影响:

新风 G1 增加时,那么新风负荷 Q1 增加,而总冷负荷 Q 是固定的,所以用于消除余热的冷 负荷 Q2 减小,那么此时房间的空气温度将会升高;


大小,来调整空调房间内的空气温度。

 

(二)总结概述一次回风系统:

1 、已知总冷负荷 Q 和送风状态点 O(L)情况下,确定总送风量 G,

有两种方法:

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(1)其中利用公式 1 和公式 2 要比公式 3 和公式 4 计算方便容易些,因为根据新风量 G1 直接可以求出新风负荷


(1)其中利用公式 1 和公式 2 要比公式 3 和公式 4 计算方便容易些,因为根据新风量 G1 直接可以求出新风负荷1.GIF从而根据总冷负荷 Q 求得余热负荷 Q2,从 而求得总送风量 G。利用公式 3,和公式 4 的计算送风量 G 的方法可见周继红《中央空调工 程设计与施工》68 页的例题 

(2)最值得注意的是:一次回风系统的新风负荷由公式2.GIF来计算式完全正 确可行的,因为通过 周继红《中央空调工程设计与施工》68 页的例题,已经验证了,利用 公式3.GIF N W h h G Q   1 1 计算出来的新风负荷,代入公式 1 和公式 2 中计算出来的总送风量 G, 与例题中通过公式 3 和公式 4 所计算出来的送风量 G 是完全相等的。 (3)还有一点值得注意的是:一次回风系统的总冷负荷 Q 是完全可以拆分成两部分,即把 新风和回风进行单独考虑,也就是把一次回风系统转换成了风机盘管加新风系统,即一部分 是新风由室外空气 W 最终处理成室内空气 N,所以新风负荷4.GIF一部分是室 内回风由室内空气 N 经空调机组处理到空气状态 L,然后该回风空气 L 去吸收室内余热 Q2 变成室内空气 N,此过程处理回风消耗的冷负荷就等于余热冷负荷5.GIF所以在 一次回风系统做定性分析时会用到这个公式。 注意:其实这个公式6.GIF是不对的,与公式7.GIF,与公式 Q2=G(hN-hL)是冲突的,比考虑新风, G1 的新风由室外 W 处理到 L,然后吸收室内余热变成 N,但是在这个过程机组提供给新风 的冷负荷 Q1 并不等于8.GIF,而是新风冷负荷9.GIF所以由此可以看出, 两种混合的空气经处理到达状态点 L,这个过程不能拆开两种空气分别处理到 L。