連載· 22|《變風量空調(diào)系統(tǒng)》——4.4 送風溫度和送風量設(shè)計
2017-11-24
4.4送風溫度和送風量設(shè)計
4.4.2 風機和管道溫升
1. 風機和管道溫升計算必要性分析
由于低溫送風管內(nèi)外空氣溫差大，風管溫升明顯，溫升對送風量的確定影響很大， 因此低溫送風系統(tǒng)設(shè)計在計算送風量時必須計算風機溫升和風管溫升。因此，確定低溫 送風系統(tǒng)的送風量，其中一個關(guān)鍵的因素是風機和風管的溫升，該溫升在低溫送風系統(tǒng) 中不能忽略，這是與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)不同之處，示意圖如圖 4-1 所示。
圖4-1 低溫送風系統(tǒng)工作原理圖
而確定風機和風管的溫升又與房間送風量相關(guān)，形成了一個“循環(huán)”，其計算過程可以采用先假設(shè)后逼近的方法處理，如圖 4-2 所示。
圖4-2 送風量計算流程圖
先假設(shè)風機與風管的溫升 Δt1（風機與風管溫升之和），通過焓濕圖分析，計算出該 溫升條件下的送風量，在此風量下，對風機、風管及保溫材料進行設(shè)置，然后計算此時 出風機與風管的溫升 Δt2，與 Δt1 進行比較，如果 |Δt2-Δt1| ≤ 0.05，則此時的送風量為 房間所需要的風量；否則以 Δt2 為新的溫升重復(fù)計算送風量，直到 |Δt2-Δt1| ≤ 0.05。
在常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，風機和風管溫升的一般處理方法是：或不考慮，或簡單假 定為 ~1℃。但在低溫送風系統(tǒng)設(shè)計中，一是由于管內(nèi)外空氣溫差明顯高于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)， 風管溫升明顯；二是送風焓差大，溫升對送風量的確定影響很大。因此低溫送風系統(tǒng)中， 必須計算風機與風管的溫升。
2. 風機的溫升
風機的產(chǎn)熱量是一項大的冷負荷，如果送風機在冷卻盤管的下游，即在抽吸式 配置中，風機的產(chǎn)熱量提高了送風溫度，需要增加送風量來滿足給定的房間負荷的 要求，如果風機是在冷卻盤管的上游，即在吹壓式配置中，風機的產(chǎn)熱量直接被盤 管所吸收。無論是哪種情況，風機的產(chǎn)熱量要加到冷卻盤管負荷中。風機的溫升可 以用下式確定
式中 Δt ——風機溫升，℃；
P ——風機全壓，Pa；
r ——空氣密度，kg/m3；
Cp ——空氣比熱容，一般取 1010J/（kg·℃）；
h 1 ——風機的全壓效率，國產(chǎn)后向機翼型離心風機的全壓效率可取 0.8，國產(chǎn)前 向離心風機的全壓效率可取 0.7；
h 2 ——電動機的效率，國產(chǎn)電動機的效率可取 0.8；
h 3 ——電動機安裝位置修正系數(shù)，當電動機在氣流內(nèi)時 h 3=1，當電動機在氣流外時，h 3=h 2。
電動機的效率見表 4-5。空調(diào)機組風機散熱引起的空氣溫升見表 4-6 和表 4-7。的溫
表4-5 電動機效率
表4-6 送風機溫升（℃）（電動機設(shè)置在空調(diào)機外的場合）
表4-7 送風機溫升（℃）（電動機設(shè)置在空調(diào)機內(nèi)的場合）
3. 風管的溫升
風管得熱取決于風管內(nèi)空氣與周圍空氣之間的溫差，取決于風管表面積，也取決于總傳熱系數(shù)，即 U 系數(shù)。低溫送風系統(tǒng)的風管表面積一般比常規(guī)小 15%~40%，但其風 管壁面的兩側(cè)的溫差卻可能比常規(guī)系統(tǒng)大 40%~70%。在相等的保冷水平下，給定低溫 送風系統(tǒng)的得熱，可以在從小于常規(guī)設(shè)計 15% 到大于常規(guī)設(shè)計 40% 的范圍內(nèi)變化。風 管的傳熱系數(shù)取決于保冷材料的類型、密度與厚度。風管溫升計算式
式中G ——送風量，kg/s；
te ——進入風管的空氣初溫，℃；
U ——風管的總傳熱系數(shù)，W/（m2·K）；
P ——風管的外周長，m；
L ——風管的長度，m；
ta ——風管外的空氣溫度，℃。
機和管道溫
4.送風量
房間送風量是風機、風管、表冷器、 末端裝置等設(shè)備設(shè)計選擇的依據(jù)，在送風 系統(tǒng)設(shè)計中尤為重要。
焓濕圖分析。焓濕圖分析在低溫送風 系統(tǒng)設(shè)計中十分重要，房間實際可以達到 的相對濕度、空調(diào)系統(tǒng)的送風量和設(shè)備負 荷必須通過焓濕圖分析才能確定。目前國內(nèi)在進行舒適性空調(diào)設(shè)計時，大部分都不進行焓濕圖分析，一般都是先采用空調(diào)冷 負荷設(shè)計指標確定房間的空調(diào)負荷，并根據(jù)規(guī)范或標準確定新風量，然后根據(jù)該負荷和新風量選擇空調(diào)機組或新風機組，并且讓 空調(diào)設(shè)備的冷量大于空調(diào)負荷，安全系數(shù)的取值因人而異。由于安全系數(shù)一般取值偏大， 所以采用這種設(shè)計方法一般均不會有什么大問題，然而采用這種設(shè)計方法由于只考慮了室內(nèi)干球溫度是否達到要求，而對室內(nèi)濕度、區(qū)域溫差等就無法考慮了。如果將這種不正確的空調(diào)設(shè)計方法用于低溫送風系統(tǒng)，設(shè)計有可能完全失敗。
圖 4-3 低溫送風過程焓濕圖分析
低溫送風系統(tǒng)的空調(diào)過程焓濕變化如圖 4-3 所示。
圖 4-3 中表示的空調(diào)過程如下：
n 一次混合 表冷去濕 風機及管道溫升 n 末端二次混合 e 線
