新風系統的控制與風量計算

　　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節設備。功能上按使用環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，在進入室內空間時替換室內原有的空氣。當然以上所提到的功能得根據使用環境的需求來定，功能越齊全造價越高。

　　定義

　　為保障室內空氣品質，為室內空間配備集中新風系統，而供應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鎖內容。如果新風機組要考慮承擔室內負荷（如直流式機組），則還要控制室內溫度（或室內相對濕度）。

　　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衛生要求而不是負擔室內負荷來使用的。因此，在整個控制時間內，其送風溫度以保持恒定值為原則。由于冬、夏季對室內要求不同，因此冬、夏季送風溫度應有不同的要求。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，溫度傳感器一般設于該機組所在機房內的送風管上。

　　2.室內溫度控制

　　對于一些直流式系統，新風不僅能使環境滿足衛生標準，而且還可承擔全部室內負荷。由于室內負荷是變化的，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于被控房間的典型區域。由于直流系統通常設有排風系統，溫感器設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），新風機組在設計時承擔了部分室內負荷，這種做法對于設計狀態時，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達到熱平衡時（如過渡季的某些時間），如果繼續控制送風溫度，必然造成房間過冷（供冷水工況時）或過熱（供熱水工況時），這時應采用室內溫度控制。因此，這種情況下，從全年運行而言，應采用送風溫度與室內溫度的聯合控制方式。

　　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置位置或者控制參數，這與其加濕源和控制方式有關。

　?。?）蒸汽加濕

　　對于要求比較高的場所，應根據被控濕度的要求，自動調整蒸汽加濕量。這一方式要求蒸汽加濕器用間應采用調節式閥門（直線特性），調節器應采用PI型控制器。由于這種方式的穩定性較好，濕度傳感器可設于機房內送風管道上。

　　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）和位式調節器，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的功能，濕度傳感器如果還是設在送風管上，一旦加濕器全開，傳感器立即就會檢測出濕度高于設定值而要求關閥（因為通常選擇的加濕器的最大加濕量必然高于設計要求值）；而一旦關閉，又會使傳感器立即檢測出濕度低于設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，這種現象是由于從加濕器至出風管的范圍內濕容量過小造成的。因此，蒸汽加濕器采用位式控制時，濕度傳感器應設于典型房間（區域）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置情況應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），濕度傳感器應設于典型房間區域。

　　（3）循環水噴水加濕

　　循環水噴水加濕與高壓噴霧加濕在處理過程上是有所區別的。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機組聯鎖起停，為了控制加濕量，此時應在加濕器前設置預熱盤管，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。

　　（4）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生要求而設計的（考慮承擔室內負荷的直流式機組除外），這時房間人數按滿員考慮。在實際使用過程中，房間人數并非總是滿員的，當人員數量不多時，可以減少新風量以節省能源，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空氣品質，通常采用測量室內CO2濃度的方法來衡量，如圖4-43所示。各房間均設CO2濃度控制器，控制其新風支管上的電動風閥的開度，同時，為了防止系統內靜壓過高，在總送風管上設置靜壓控制器控制風機轉速。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（關于變風量控制詳見后述）、這種控制方式目前應用并不很多，一個重要原因是CO2濃度控制器產品并不普及（僅有少數廠家生產），同時，這種控制方式的投資較大，其綜合經濟效益需要進行具體分析。

　?。?）防凍及聯鎖

　　在冬季室外設計氣溫低于0℃的地區，應考慮盤管的防凍問題。除空調系統設計中本身應采用的預防措施外，從機組電氣及控制方面，也應采用一定的手段。

　　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中的冷、熱兩用盤管更是如此，最小開度設置后應能保證盤管內水不結冰的最小水量Wmin；

　　b）設置防凍溫度控制

　　這是防止運行過程中盤管凍裂的又一措施。通常可在熱水盤管出水口（或盤管回水連箱上）設一溫度傳感器（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，停止空調機組運行，同時開大熱水閥。

　　c）聯鎖新風閥

　　為防止冷風過量的滲透引起盤管凍裂，應在停止機組運行時，聯鎖關閉新風閥。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進行電氣聯鎖。在冬季運行時，熱水閥應優先于所有機組內的設備的起動而開啟。

　　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計算[取房間新風換氣次數盤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作為設備選項型的依據；結合產品型號，可選用本公司的HRV-800新風熱交換產品或送/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

　　應選用的新風熱交換器臺數或送排風機臺數=房間體積×要求換風次數/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

　　送風量=房間體積×送風換氣次數

　　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壓力是好多，以免設計大了開不了門

　　房間最小新風量Lw=nRp+Rb*Ab

　　n-室內總人數，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.