暖通空调 第6章 全空气系统与空气-水系统
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MS
QC 75 5.56kg / s 20000 / h kg hR hS 55.5 42
MW 8.6 5.55kg / s 19974 / h kg d R d S ) 11.8 10.25
安徽工业大学
空调系统送风温差为25-16=9℃，符合规范要求
t o
S L
Q0 GL hM hL
L1
G1hN GW hW hM G1 GW h h SR Q GL G R S G hR hL hR hL RL
安徽工业大学
6.5.2 再热式系统
1、系统图
系统特点：每个房间或区域可根据所需调节送风温度
冬夏具有相同室内设 计状态点及湿负荷， 风量也相等 处理方案：规定新风 比和绝热加湿
hO O S1 N M
C1 N 100% m% WN
C1 C1`
E hN
hM
L
hL W W1 hW hW1
hN hL hW hN m%
判断冬季是否需要 预热的条件
安徽工业大学
wenku.baidu.com
6.5.1 露点送风系统
空气-水风机盘管系统 空气-水诱导器系统 空气-水辐射板系统
安徽工业大学
6.2.1 湿空气的焓湿图
焓湿图上的等值参数线：
等焓（h）线
等含湿量（d）线 等干球温度（t）线 等相对湿度（φ）线 等湿球温度（twb）线 等水蒸气分压力（pw）线 热湿比（ε）方向线
适用场合：有不同温度需求或负荷变化不同的场合
安徽工业大学
6.5.2 再热式系统
夏季设计工况
新风O 回风R 混合 M 冷却去湿 D 再加热 S R
再热量
Qre M S (hS hD )
空气冷却设备制冷量 • 室内冷负荷
• 新风冷负荷
• 再热量
安徽工业大学
6.5.2 再热式系统
6.6.2.1 露点送风系统的调节
冬季工况：通过调节空气加热器的加热量来改变送风状态点
调节热水（或蒸汽）的流量
Vi Ac (p)n
工程上按换气次数估算：有外窗的房间正压新风量取1~2h-1（按 窗的多少取值）；无窗和无外门房间取0.5~0.75h-1
安徽工业大学
6.5 定风量单风道空调系统
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
1、露点送风系统（又称回风式系统或混合式系统）
M S M R Mi M R Mr Me M S Mr Mo
Q hR hS 1000 75 c 8721 / kg kJ dR dS 8.6 Mw 1000 （2）确定室内状态点R并确定送风状态点 hs=42kJ/kg，ts=16℃，ds=10.25g/kg hR=55.5kJ/kg，dR=11.8g/kg
（3）计算送风量
MS
全新风系统（直流式系统）：送风全 部采用新风的系统
能耗高 适用于不允许有回风的场合及防止污染物 互相传播的场所
再循环系统（封闭式系统）：送风全 部采用回风的系统
无新风负荷，能耗低
卫生条件差 不适用于有人员的场所，适用于间歇运行 的系统
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
已知两个独立 参数，可以确 定其他参数
安徽工业大学
6.2.2 焓湿图上过程线的物理意义
空气状态变化过程：
0-1：冷却去湿过程
0-2：干冷却过程 0-3：冷却加湿过程 0-4：等焓加湿过程 0-5：等温加湿过程 0-6：升温加湿过程 0-7：加热过程 0-8：去湿增焓过程
0-9：去湿减焓过程
安徽工业大学
6.2.3 焓湿图的应用
已知两种状态空气按比例混合求混合状态参数
已知：空气A的温湿度为25℃、55%，空气量 M A 3kg / s ；空气B 的干、湿球温度为30℃、25℃，空气量 M B 2kg / s ；当地大气压 为101.3kPa。求：混合状态点的参数
M S dS 103 MW M S d R 103 1000M W MS dR dS )
安徽工业大学
湿平衡
6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
夏季送风参数的确定
工程上常根据送风温差来确定送风状态点
舒适性空调和要求不严格的工艺性空调，采用较大送风温差 《规范》规定
定风量双风道空调系统
变风量空调系统 全空气系统中的空气处理机组 空气-水系统
6.11
6.12
空调系统的自动控制
空调系统的选择与划分原则
安徽工业大学
6.1.1 全空气系统
全空气系统：完全由空气来担负房间冷、热负荷的系统，常 称为集中空调系统 单送风参数系统（单风道系统） 机房内空气处理机组只处理出一种送风参数（温、湿度）， 供一个房间或多个区域应用 双（多）送风参数系统
机房内空气处理机组处理出两种（或多种）不同参数（温、 湿度），供多个区域或房间应用
双风管系统：送出两种不同参数空气并按一定比例混合送人房间 多区系统：在机房内混合后在送入各个房间
安徽工业大学
6.1.1.2 按送风量是否恒定分类
定风量系统
送风量恒定
变风量系统
送风量根据室内要求变化
送风温差较小，送风量大，房间温度的均匀性和稳定性较好
空气冷却处理所达到的露点较高，制冷系统的性能系数较高 缺点 冷热量抵消，能耗较高
安徽工业大学
6.6 定风量单风道空调系统的运行调节
“室内空气温湿度允许波动区”
工艺性空调：由工艺要求确定室内温、湿度及其允许的波动范围 舒适性空调：允许温、湿度波动的范围比较宽
冬季设计工况
送风量：按夏季工况确定
送风状态点：与露点送风系统的确定方法相同
•MH——空气混合后加热过程 •HS`——喷蒸汽等温加湿 •S`S——再加热
安徽工业大学
6.5.2 再热式系统
与露点送风系统的比较
优点
调节性能好，可实现对温湿度较严格的控制，也可对各个房间进 行分别控制
求解思路： 1、在焓湿图上画出A、B点，并查出其它参数 2、按混合比例确定混合状态点C，在焓湿图上查出C点的参数
AC / CB M A /(M A M B ) 2 / 5
或按A、B的比焓和流量来确定C点的参数
hC (53 3 76 2) / 5 62.2kJ / kg tC (25 3 30 2) / 5 27℃
MS
QC , S c p (t R t S )
Qh , S tS tR M c
S
p
安徽工业大学
例题
某空调房间室内全热冷负荷为75kW，湿负荷为8.6g/s，室内状态点为25℃， 60%，当地大气压力为101.3kPa，求送风量和送风状态点。
解：（1）确定热湿比
全新风系统（直流式系统）
全部采用室外新鲜空气
再循环式系统（封闭式系统）
全部采用再循环空气
回风式系统（混合式系统）
采用部分新鲜空气和室内回风混合
安徽工业大学
6.1.2 空气-水系统
空气-水系统：由空气和水共同来承担房间冷、热负荷的系统
系统分类（根据在房间内的末端设备形式）：
风机的电动机在输送的空气中
c p f m
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
风管温升与风机温升对处理过程的影响
t1
t 2
——风管和送风机温升
——回风机温升
夏季使得系统冷负荷增加 冬季使得热负荷增加
安徽工业大学
二次回风系统夏季工况
夏季设计工况
新风O 回风R 混合 M 冷却去湿 L 回风R M1 M R O 混合 S R
暖通空调 HVAC
第二版
建筑工程学院建环系
第6章 全空气系统与空气-水系统
6.1 6.2 6.3 6.4 全空气系统与空气-水系统的分类 湿空气的焓湿图及其应用 全空气系统的送风量和送风参数的确定 空调系统的新风量
6.5
6.6
定风量单风道空调系统
定风量单风道空调系统的运行调节
6.7
6.8 6.9 6.10
调节方法
全空气系统：调节风量和送风参数
定风量单风道系统：风量恒定，调节送风参数（送风温差和含湿量）
送风参数的调节手段
对空气热湿处理设备进行调节 根据室外空气参数的变化，为充分利用室外空气的自然冷量，变换空 气处理过程模式
安徽工业大学
6.6.2.1 露点送风系统的调节
夏季工况：通过对表冷器冷量调节来改变空气处理后的状态点
（2）过程线与t=16℃等温线的交点即为所求状态点
安徽工业大学
6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
夏季送风量的确定
全热平衡
M S hS QC M S hR QC MS hR hS
显热平衡
M S c ptS QC,S M S c ptR QC , S MS c p (t R t S )
Mo Me Mi
再循环式系统 直流式（全新风）系统
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
2、夏季设计工况
最小新风比 m
R、O点可以确定
M O RM hM hR m M S RO hO hR
空气处理设备需提供的制冷量
Qp,r M S (hM hS )
6.4 空调系统的新风量
确定最小新风量的原则（三个原则）
1、不小于按卫生标准规定的人员所需最小新风量
2、补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量 液体燃料
Vl 0.228103 ql
气体燃料
Vg 0.252103 qg
3、保证房间正压的新风量：在室内外一定压差下通过门缝、窗缝等 缝隙渗出的风量
• • 室内冷负荷 新风冷负荷
MS
MS
QC hR hS Q
C ,S
c p (t R t S )
QC,O MO (hO hR )
1000M W MS dR dS )
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
冬季设计工况
由热负荷和湿负荷计算热湿比
送风在室内变化过程冷却加湿 计算送风状态点
△t
Qh , S tS tR M c
S
p
空气处理过程（无预热过程）
新风O 混合M 再循环回风R 加热H 加湿S R
等焓加湿
M p , w M s d s d M 10
3
加湿量
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
调节冷冻水流量
三通调节阀调节 二通调节阀调节 调节通过表冷器的风量（空气旁通调节） 混合空气旁通调节（类似表冷器水量调节） 回风旁通调节（二次回风调节） 注意：若对室内湿度有严格要求的场所，则不能采用露点送风空调系统
除湿能力要优 于前两种方案 不一定满足湿 量调节的要求
安徽工业大学
风管温差传热的影响
夏季工况：导致送风温度升高（回风管在空调房间内时，可不考虑传 热温差）
kpl(te ti ) td cpM
冬季工况：当送风温度高于环境温度，应考虑风管的热损失（温降）
风机得热量的影响
风机的电动机不在输送的空气中
P t f c p f t f P
Q hR hS c dR dS Mw 1000
• 送风口高度≤5m，温差≤10℃
• 送风口高度＞5m，温差≤15℃ • 送风量≥5h-1 露点送风（机器露点）
安徽工业大学
6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
冬季送风量和送风参数的确定
全年应用的全空气系统
冬季送风量可以与夏季相同，也可以与夏季不同，取较大的送风温差 和较小的风量
安徽工业大学
6.2.3 焓湿图的应用
已知一状态点和热湿比求另一状态点
已知：空气A的温湿度为25℃、55%，求沿热湿比ε=10000kJ/kg的过 程线到达A点的另一空气状态点。（1）该空气状态饱和状态接近 95%；（2）该空气状态的温度比A的温度低9℃
求解思路： 通过A点引一平行于ε=10000kJ/kg的直线（过程线） （1）过程线与φ=95%等相对湿度线的交点即为所求状态点
QC 75 5.56kg / s 20000 / h kg hR hS 55.5 42
MW 8.6 5.55kg / s 19974 / h kg d R d S ) 11.8 10.25
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空调系统送风温差为25-16=9℃，符合规范要求
t o
S L
Q0 GL hM hL
L1
G1hN GW hW hM G1 GW h h SR Q GL G R S G hR hL hR hL RL
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6.5.2 再热式系统
1、系统图
系统特点：每个房间或区域可根据所需调节送风温度
冬夏具有相同室内设 计状态点及湿负荷， 风量也相等 处理方案：规定新风 比和绝热加湿
hO O S1 N M
C1 N 100% m% WN
C1 C1`
E hN
hM
L
hL W W1 hW hW1
hN hL hW hN m%
判断冬季是否需要 预热的条件
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6.5.1 露点送风系统
空气-水风机盘管系统 空气-水诱导器系统 空气-水辐射板系统
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6.2.1 湿空气的焓湿图
焓湿图上的等值参数线：
等焓（h）线
等含湿量（d）线 等干球温度（t）线 等相对湿度（φ）线 等湿球温度（twb）线 等水蒸气分压力（pw）线 热湿比（ε）方向线
适用场合：有不同温度需求或负荷变化不同的场合
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6.5.2 再热式系统
夏季设计工况
新风O 回风R 混合 M 冷却去湿 D 再加热 S R
再热量
Qre M S (hS hD )
空气冷却设备制冷量 • 室内冷负荷
• 新风冷负荷
• 再热量
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6.5.2 再热式系统
6.6.2.1 露点送风系统的调节
冬季工况：通过调节空气加热器的加热量来改变送风状态点
调节热水（或蒸汽）的流量
Vi Ac (p)n
工程上按换气次数估算：有外窗的房间正压新风量取1~2h-1（按 窗的多少取值）；无窗和无外门房间取0.5~0.75h-1
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6.5 定风量单风道空调系统
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
1、露点送风系统（又称回风式系统或混合式系统）
M S M R Mi M R Mr Me M S Mr Mo
Q hR hS 1000 75 c 8721 / kg kJ dR dS 8.6 Mw 1000 （2）确定室内状态点R并确定送风状态点 hs=42kJ/kg，ts=16℃，ds=10.25g/kg hR=55.5kJ/kg，dR=11.8g/kg
（3）计算送风量
MS
全新风系统（直流式系统）：送风全 部采用新风的系统
能耗高 适用于不允许有回风的场合及防止污染物 互相传播的场所
再循环系统（封闭式系统）：送风全 部采用回风的系统
无新风负荷，能耗低
卫生条件差 不适用于有人员的场所，适用于间歇运行 的系统
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6.5.1 露点送风系统
已知两个独立 参数，可以确 定其他参数
安徽工业大学
6.2.2 焓湿图上过程线的物理意义
空气状态变化过程：
0-1：冷却去湿过程
0-2：干冷却过程 0-3：冷却加湿过程 0-4：等焓加湿过程 0-5：等温加湿过程 0-6：升温加湿过程 0-7：加热过程 0-8：去湿增焓过程
0-9：去湿减焓过程
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6.2.3 焓湿图的应用
已知两种状态空气按比例混合求混合状态参数
已知：空气A的温湿度为25℃、55%，空气量 M A 3kg / s ；空气B 的干、湿球温度为30℃、25℃，空气量 M B 2kg / s ；当地大气压 为101.3kPa。求：混合状态点的参数
M S dS 103 MW M S d R 103 1000M W MS dR dS )
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湿平衡
6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
夏季送风参数的确定
工程上常根据送风温差来确定送风状态点
舒适性空调和要求不严格的工艺性空调，采用较大送风温差 《规范》规定
定风量双风道空调系统
变风量空调系统 全空气系统中的空气处理机组 空气-水系统
6.11
6.12
空调系统的自动控制
空调系统的选择与划分原则
安徽工业大学
6.1.1 全空气系统
全空气系统：完全由空气来担负房间冷、热负荷的系统，常 称为集中空调系统 单送风参数系统（单风道系统） 机房内空气处理机组只处理出一种送风参数（温、湿度）， 供一个房间或多个区域应用 双（多）送风参数系统
机房内空气处理机组处理出两种（或多种）不同参数（温、 湿度），供多个区域或房间应用
双风管系统：送出两种不同参数空气并按一定比例混合送人房间 多区系统：在机房内混合后在送入各个房间
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6.1.1.2 按送风量是否恒定分类
定风量系统
送风量恒定
变风量系统
送风量根据室内要求变化
送风温差较小，送风量大，房间温度的均匀性和稳定性较好
空气冷却处理所达到的露点较高，制冷系统的性能系数较高 缺点 冷热量抵消，能耗较高
安徽工业大学
6.6 定风量单风道空调系统的运行调节
“室内空气温湿度允许波动区”
工艺性空调：由工艺要求确定室内温、湿度及其允许的波动范围 舒适性空调：允许温、湿度波动的范围比较宽
冬季设计工况
送风量：按夏季工况确定
送风状态点：与露点送风系统的确定方法相同
•MH——空气混合后加热过程 •HS`——喷蒸汽等温加湿 •S`S——再加热
安徽工业大学
6.5.2 再热式系统
与露点送风系统的比较
优点
调节性能好，可实现对温湿度较严格的控制，也可对各个房间进 行分别控制
求解思路： 1、在焓湿图上画出A、B点，并查出其它参数 2、按混合比例确定混合状态点C，在焓湿图上查出C点的参数
AC / CB M A /(M A M B ) 2 / 5
或按A、B的比焓和流量来确定C点的参数
hC (53 3 76 2) / 5 62.2kJ / kg tC (25 3 30 2) / 5 27℃
MS
QC , S c p (t R t S )
Qh , S tS tR M c
S
p
安徽工业大学
例题
某空调房间室内全热冷负荷为75kW，湿负荷为8.6g/s，室内状态点为25℃， 60%，当地大气压力为101.3kPa，求送风量和送风状态点。
解：（1）确定热湿比
全新风系统（直流式系统）
全部采用室外新鲜空气
再循环式系统（封闭式系统）
全部采用再循环空气
回风式系统（混合式系统）
采用部分新鲜空气和室内回风混合
安徽工业大学
6.1.2 空气-水系统
空气-水系统：由空气和水共同来承担房间冷、热负荷的系统
系统分类（根据在房间内的末端设备形式）：
风机的电动机在输送的空气中
c p f m
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
风管温升与风机温升对处理过程的影响
t1
t 2
——风管和送风机温升
——回风机温升
夏季使得系统冷负荷增加 冬季使得热负荷增加
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二次回风系统夏季工况
夏季设计工况
新风O 回风R 混合 M 冷却去湿 L 回风R M1 M R O 混合 S R
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第6章 全空气系统与空气-水系统
6.1 6.2 6.3 6.4 全空气系统与空气-水系统的分类 湿空气的焓湿图及其应用 全空气系统的送风量和送风参数的确定 空调系统的新风量
6.5
6.6
定风量单风道空调系统
定风量单风道空调系统的运行调节
6.7
6.8 6.9 6.10
调节方法
全空气系统：调节风量和送风参数
定风量单风道系统：风量恒定，调节送风参数（送风温差和含湿量）
送风参数的调节手段
对空气热湿处理设备进行调节 根据室外空气参数的变化，为充分利用室外空气的自然冷量，变换空 气处理过程模式
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6.6.2.1 露点送风系统的调节
夏季工况：通过对表冷器冷量调节来改变空气处理后的状态点
（2）过程线与t=16℃等温线的交点即为所求状态点
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6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
夏季送风量的确定
全热平衡
M S hS QC M S hR QC MS hR hS
显热平衡
M S c ptS QC,S M S c ptR QC , S MS c p (t R t S )
Mo Me Mi
再循环式系统 直流式（全新风）系统
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6.5.1 露点送风系统
2、夏季设计工况
最小新风比 m
R、O点可以确定
M O RM hM hR m M S RO hO hR
空气处理设备需提供的制冷量
Qp,r M S (hM hS )
6.4 空调系统的新风量
确定最小新风量的原则（三个原则）
1、不小于按卫生标准规定的人员所需最小新风量
2、补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量 液体燃料
Vl 0.228103 ql
气体燃料
Vg 0.252103 qg
3、保证房间正压的新风量：在室内外一定压差下通过门缝、窗缝等 缝隙渗出的风量
• • 室内冷负荷 新风冷负荷
MS
MS
QC hR hS Q
C ,S
c p (t R t S )
QC,O MO (hO hR )
1000M W MS dR dS )
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
冬季设计工况
由热负荷和湿负荷计算热湿比
送风在室内变化过程冷却加湿 计算送风状态点
△t
Qh , S tS tR M c
S
p
空气处理过程（无预热过程）
新风O 混合M 再循环回风R 加热H 加湿S R
等焓加湿
M p , w M s d s d M 10
3
加湿量
安徽工业大学
6.5.1 露点送风系统
调节冷冻水流量
三通调节阀调节 二通调节阀调节 调节通过表冷器的风量（空气旁通调节） 混合空气旁通调节（类似表冷器水量调节） 回风旁通调节（二次回风调节） 注意：若对室内湿度有严格要求的场所，则不能采用露点送风空调系统
除湿能力要优 于前两种方案 不一定满足湿 量调节的要求
安徽工业大学
风管温差传热的影响
夏季工况：导致送风温度升高（回风管在空调房间内时，可不考虑传 热温差）
kpl(te ti ) td cpM
冬季工况：当送风温度高于环境温度，应考虑风管的热损失（温降）
风机得热量的影响
风机的电动机不在输送的空气中
P t f c p f t f P
Q hR hS c dR dS Mw 1000
• 送风口高度≤5m，温差≤10℃
• 送风口高度＞5m，温差≤15℃ • 送风量≥5h-1 露点送风（机器露点）
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6.3 全空气系统的送风量和送风参数的确定
冬季送风量和送风参数的确定
全年应用的全空气系统
冬季送风量可以与夏季相同，也可以与夏季不同，取较大的送风温差 和较小的风量
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6.2.3 焓湿图的应用
已知一状态点和热湿比求另一状态点
已知：空气A的温湿度为25℃、55%，求沿热湿比ε=10000kJ/kg的过 程线到达A点的另一空气状态点。（1）该空气状态饱和状态接近 95%；（2）该空气状态的温度比A的温度低9℃
求解思路： 通过A点引一平行于ε=10000kJ/kg的直线（过程线） （1）过程线与φ=95%等相对湿度线的交点即为所求状态点