連載· 22|《變風量空調系統》——4.4 送風溫度和送風量設計
2017-11-24
4.4送風溫度和送風量設計
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， 因此低溫送風系統設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 送風系統的送風量，其中一個關鍵的因素是風機和風管的溫升，該溫升在低溫送風系統 中不能忽略，這是與常規空調系統不同之處，示意圖如圖 4-1 所示。
圖4-1 低溫送風系統工作原理圖
而確定風機和風管的溫升又與房間送風量相關，形成了一個“循環”，其計算過程可以采用先假設后逼近的方法處理，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 為新的溫升重復計算送風量，直到 |Δt2-Δt1| ≤ 0.05。
在常規空調系統設計中，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℃。但在低溫送風系統設計中，一是由于管內外空氣溫差明顯高于常規空調系統， 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。因此低溫送風系統中， 必須計算風機與風管的溫升。
2. 風機的溫升
風機的產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，風機的產熱量直接被盤 管所吸收。無論是哪種情況，風機的產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，國產后向機翼型離心風機的全壓效率可取 0.8，國產前 向離心風機的全壓效率可取 0.7；
h 2 ——電動機的效率，國產電動機的效率可取 0.8；
h 3 ——電動機安裝位置修正系數，當電動機在氣流內時 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（℃）（電動機設置在空調機外的場合）
表4-7 送風機溫升（℃）（電動機設置在空調機內的場合）
3. 風管的溫升
風管得熱取決于風管內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，即 U 系數。低溫送風系統的風管表面積一般比常規小 15%~40%，但其風 管壁面的兩側的溫差卻可能比常規系統大 40%~70%。在相等的保冷水平下，給定低溫 送風系統的得熱，可以在從小于常規設計 15% 到大于常規設計 40% 的范圍內變化。風 管的傳熱系數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，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、 末端裝置等設備設計選擇的依據，在送風 系統設計中尤為重要。
焓濕圖分析。焓濕圖分析在低溫送風 系統設計中十分重要，房間實際可以達到 的相對濕度、空調系統的送風量和設備負 荷必須通過焓濕圖分析才能確定。目前國內在進行舒適性空調設計時，大部分都不進行焓濕圖分析，一般都是先采用空調冷 負荷設計指標確定房間的空調負荷，并根據規范或標準確定新風量，然后根據該負荷和新風量選擇空調機組或新風機組，并且讓 空調設備的冷量大于空調負荷，安全系數的取值因人而異。由于安全系數一般取值偏大， 所以采用這種設計方法一般均不會有什么大問題，然而采用這種設計方法由于只考慮了室內干球溫度是否達到要求，而對室內濕度、區域溫差等就無法考慮了。如果將這種不正確的空調設計方法用于低溫送風系統，設計有可能完全失敗。
圖 4-3 低溫送風過程焓濕圖分析
低溫送風系統的空調過程焓濕變化如圖 4-3 所示。
圖 4-3 中表示的空調過程如下：
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
