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第二十七章
通风单元、加热单元和组合式空调机组
通风机组
加热通风机组是一种设计的额定功率达到百分百时，它可以通过引入室外空气对一定空间的空气进行加热、通风与冷却的总成。其中加热方式可能是蒸汽、热水、燃气或电力。加热通风单元的主要由风扇、电机、加热单元、减震器、过滤器、自控系统和出口组成，他们都安装于壳体里
空调通风机组与加热通风机组十分相似，但是除了常规的冬天里利用室外空气进行制热、通风与制冷之外，在夏季还有降温除湿功能。在较为温和的天气里，它一般被安排引入一定比例的外界空气进行制冷与通风。空调通风系统可被各种加热与空气调节组件组装。一些较为常见的组合有：
bull;热水冷水公用盘管（两管制）
bull;独立冷水盘管与热水盘管系统（四管制）
bull;热水或蒸汽盘管系统与直接蒸发盘管
bull;电加热盘管与冷冻水或直接蒸发盘管
bull;带直接蒸发盘管的燃气锅炉
典型的通风机机组配备有控制器使风扇不停运转时，加热、通风和冷却过程可以有所不同。在正常运行中，机组排出的空气温度根据房间要求而变化。当房间温度高于房间设定温度时，加热通风机组可以通过引入外部空气来通风冷却。空调通风机组可在外界空气温度过高时对外界空气进行冷却处理以此有效对室内进行冷却通风。
通风机组可进行地面安装、天花板安装与凹槽嵌入式安装。他们有不同的气流组织和额定功率，并且风扇可进行控制进行吸入或排出气流。依靠直接蒸发制冷装置，冷凝装置既可以作为机组的一部分内置于通风机组内，或在远处安放。
图1-A展示了传统加热通风机组。加热盘管的运行可以是通过热水、蒸汽或电力。热水盘管可有主管与支管挡板可在需要时进行流量控制。
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单元通风机和单元加热器章节的准备工作分配给TC6.1，循环和蒸汽设备及系统。关于补充空气装置一节的准备工作分配给了TC5.8工业通风系统 |
图1-B展示了采用两管制的冷热水盘管共用的典型空调通风机组。这类系统一般靠主管与支管挡板进行流量控制。.
图1-C展示了采用四管制的冷热水盘管分别独立安放的典型空调通风机组。加热盘管的运行可以是通过热水、蒸汽或电力。冷却盘管的运行可以是依靠冷冻水系统或直接蒸发冷却装置。加热与冷却盘管有时为了各功能的完成会组合在一个盘管内。在这种情况下，这样的效果与采用两个独立盘管的效果是一样的.
图1-D展示了典型的由风扇单元、燃气锅炉单元和直接蒸发冷却装置组成的典型空调机组。
适用范围
通风机组主要用于学校、会议室、办公室和其他需要进行通风控制以满足相应要求的场所。
地面安装的通风机组通常安装在靠近房间中心线的外墙上。天花板安装的型号安装在外墙或内墙上。天花板安装的型号水平的放出空气。如果想要获得最佳效果，设备应安置于气流组织不会被顶梁或明装灯具所干扰的地方。
在寒冷气候下，窗户面积大的教室可能会出现倒灌风问题。与冷玻璃接触的空气被冷却并流入室内空间。地面安装式机组通常采取以下措施以防止倒灌风现象（图二）：
- 窗台处进行空气加热。具体而言的沿窗户区域的墙体安装中等容量的翼片散热器。加热后的空气因为对流上升，从而通过将冷空气加热或裹挟上升从而解决冷风倒灌的问题。
- 窗台处进行空气再循环。具体而言沿窗台安装回风口，从而使室内空气或回风携带冷的倒灌风直接进入通风机组，防止后者直接进入室内空间，从而解决冷风倒灌的问题。
- 窗台处进行排风。具体而言沿窗台布置通风机组的排风口垂直送出的排风直接来源于室内，排出后将向上运动从而抵消冷风下沉倒灌。
27.1
版权属于 copy; 2008, ASHRAE
图1——典型通风机组
图2——沿窗解决倒灌风的方法
选型要求
进行通风机组选型时应注意以下几点：
- 机组空气容量
- 最小新风比
- 制热量与制冷量
- 控制逻辑
- 系统的位置
在选择机组的空气容量时，主要考虑的因素是达到舒适温度的制冷能力和空间内的居住人数。其他需要考虑的因素包括州和地方要求、房间容积、居住密度和房间用途。换气次数的确定取决于窗户面积、建筑朝向和设计预计对应的最高外界温度。
朝北（坐落于北半球）开小窗的房间要求每小时换气6次，朝南有大面积窗户的房间要求每小时换气9次，有时如果窗户面积很大则需要换气12次。为了防止室外温度高达55°F时过热，同时在室外空气温度高达60°F时获得令人满意的冷却效果，应加大气流强度。
教室、工厂和厨房可能需要每小时至少换气30到60次。办公区可能需要每小时至少换气10到15次。
在确定总风量后，确定通风时所需的最小新风量时，应依据当地相应规范及相应特殊需求确定。例如，ASHRAE标准62.1要求在演讲厅或教室、实验室的每个室内人员有7.5到10cfm的新风量（0.06至0.18 cfm/ft2），
而自助餐厅，会议室每个室内人员的新风量要达到5cfm。
为满足设计要求而选定的机组的制热量与制冷量可来源于设备商提供的数据。制热量的满足的优先性是后于制冷量的要求的满足。
负荷量
生产商公布制热与制冷量：表一列出了典型常规负荷量。
制热能力要求。由于通风机组具有引入新风进行通风和保持指定房间条件的双重功能，因此制热量是信奉热负荷与室内负荷的总和。通风机组的制冷量由引入室内的空气量以及送风与室内的温差决定的。
例如：在室外设计温度为0℉，室内设计温度为70℉，20%新风比条件下，一个房间在冬季的热负荷为24000 Btu/h，为了达到这一条件，需要1250cfm的通风机完成相应换气次数。在室外空气温度低于60°F的情况下，由通风热负荷、总热负荷及通风冷负荷确定机组的选型。
表1 通风机典型负荷
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风量, cfm |
通风热负荷 总热负荷， Btu/h |
空调通风机组 总冷负荷 Btu/h |
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500 |
38,000 |
19,000 |
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750 |
50,000 |
28,000 |
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1000 |
72,000 |
38,000 |
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1250 |
85,000 |
47,000 |
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1500 |
100,000 |
56,000 |
结论：
通风热负荷：
qv = 60rho;cpQ t( i – to)
注释
qv——通风热负荷,Btu/h
rho;——当时条件下的空气密度，0.075 lb/ft3
cp——空气比热容，0.24 Btu/lb·°F
Q——通风量，cfm
ti——要求室内温度，°F
to——室外温度，°F
qv =60times;0.075times;0.24times;1250（20/100)(70–0)=18900Btu/h
总热负荷:
qt=qv qs
注释
qt =总热负荷,Btu/h
qs =负担热损耗的热负荷,Btu/h
qt =18,900 24,000=42,900Btu/h
通风冷负荷:
qc=60rho;cpQ（ti –tf)
注释
qc——通风冷负荷,Btu/h
tf——通风温度,°F
qc=60times;0.075times;0.24times;1250（70–60)=13,500Btu/h
控制系统
许多控制环是可以使用在通风机组系统中。不同循环的主要区别在于输送到房间的新风量。通常，房间恒温器同时控制阀门、风门或步进控制器以调节供热和室外和新风与回风风门。气流中的恒温器可防止低于所需最低温度的空气排放。通风机组控制系统为下一阶段工序提供的正确步骤是：
升温阶段：所有的控制程序都允许在外部风门关闭的情况下，通过使机组产生全热来进行快速预热。因此，100%的室内空气被循环和加热，直到室温接近所需水平。
加热与通风阶段：随着室温的升高至恒温器的工作范围，在相应控制程调节下外部空气风门部分或完全打开进行通风。辅助加热设备关闭。当室温持续升高，机组通风机供热被节流。
制冷通风阶：当室温上升到所需的水平以上，房间恒温器将停止制热从而使冷空气进入房间。恒温器将逐步停止制热，然后打开外部空气挡板。在这个阶段，气流恒温器将进行控制操作以保持排放温度低于设定。
根据2007年ASHRAE手册第46章暖通空调应用部分的描述，空调系统中的通风机组进行空气调节通常分为三类控制环：
控制环I：除了升温阶段，系统采用全新风。
控制环II：A当通风制热阶段时引入少量（一般为20%到50%），在通风制冷阶段按需要加大新风比，甚至可采用全新风。
控制环III：除了加热阶段，为了保证进入加热元件空气温度的恒定，控制系统会引入不同量的新风。空气量由气流恒温器决定，后者为制冷需要会设置足够低的温度（一般为55℉）。
为保证机械制冷阶段固定量的空气被引入，空调通风机组会采用三种控制环中的任意一种。制冷量。制冷量由房间恒温器控制。
为了达到最大的供暖经济性，建筑内温度在夜间、
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