全空氣系統(tǒng)綜合實驗1.實驗?zāi)康蘑偻ㄟ^對一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)的變工況調(diào)節(jié)和實測，鍛煉對全空氣系統(tǒng)的操作、調(diào)節(jié)、測試的動手實踐能力，掌握一次回風(fēng)系統(tǒng)的空氣處理過程和空氣處理機組的性能測試方法。②通過對全空氣系統(tǒng)變供水溫度、水流量、變新風(fēng)比、變風(fēng)量的多工況實驗測試，了解全空氣系統(tǒng)空氣處理機組的實測性能與銘牌所示參數(shù)差別，深入了解設(shè)備、系統(tǒng)運行性能的影響因素及其影響機理。③通過實體實驗學(xué)習(xí)，深入理解集中式空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和特點，鍛煉分析思考能力，小組協(xié)作能力，培養(yǎng)解決工程問題的能力。2.實驗原理全空氣系統(tǒng)送風(fēng)量采用畢托管和微壓計測量時，實測風(fēng)量應(yīng)按下列公式計算風(fēng)量： v=2ρPd Ga=3600×F×v式中Ga——實測風(fēng)量，m3v——測定斷面平均風(fēng)速，m/s；n——測點數(shù)，個；ρ——管道內(nèi)空氣的密度，Kg/m3；Pdi——管道內(nèi)各測點動壓，PaF——風(fēng)管測定斷面面積，m2。一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)的流程圖如所示。圖1一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)的流程圖夏季處理過程如圖所示：一次回風(fēng)系統(tǒng)將室外新風(fēng)（狀態(tài)點W）與室內(nèi)回風(fēng)(狀態(tài)點N）混合，混合空氣（狀態(tài)點C）通過表冷器進行冷凝除濕（狀態(tài)點L），再通過再熱段加熱（狀態(tài)點O），送至室內(nèi)進行供冷。圖2一次回風(fēng)系統(tǒng)夏季處理過程冬季處理過程如圖所示：一次回風(fēng)系統(tǒng)將室外新風(fēng)（狀態(tài)點W）與室內(nèi)回風(fēng)(狀態(tài)點N）混合，混合空氣（狀態(tài)點C）先絕熱加濕或等溫加濕（狀態(tài)點L），再加熱（狀態(tài)點O）后送至室內(nèi)進行供暖。圖3一次回風(fēng)系統(tǒng)冬季處理過程全空氣系統(tǒng)空氣處理機組新風(fēng)和回風(fēng)的混風(fēng)溫度、焓值滿足以下條件： tw?X+t hw?X+h式中X——新風(fēng)比，新風(fēng)量和總送風(fēng)量的比值；tw——新風(fēng)的溫度，℃tn——回風(fēng)的溫度，℃hw——新風(fēng)的焓值，kJ/kg（ahn——回風(fēng)的焓值，kJ/kg（a在一般民用建筑空調(diào)系統(tǒng)中，一次回風(fēng)系統(tǒng)在夏天通常取消再熱段，混風(fēng)通過表冷器冷凝除濕后直接送至空調(diào)房間，利用管道溫升提升送風(fēng)溫度。在冬天取消加濕環(huán)節(jié)，加熱盤管直接對混風(fēng)進行等濕加熱。此時，全空氣系統(tǒng)風(fēng)側(cè)供冷（熱）量可按以下公式計算： Qa=Gcρ式中Qa——機組風(fēng)側(cè)供冷（熱）量，Gc——混風(fēng)風(fēng)量，m3/hρc——混風(fēng)密度，kg/m3hc——混風(fēng)濕空氣的焓值，kJ/kg（aho——送風(fēng)口濕空氣的焓值，kJ/kg（a）全空氣系統(tǒng)承擔(dān)的新風(fēng)負荷和室內(nèi)負荷可按以下公式進行計算： Qw=Gwρ Qn=Gnρ式中Qw——系統(tǒng)承擔(dān)的新風(fēng)負荷，Qn——系統(tǒng)承擔(dān)的室內(nèi)負荷，kWGw——新風(fēng)風(fēng)量，m3/hGn——回風(fēng)風(fēng)量，m3/hρw、ρn——室外新風(fēng)、室內(nèi)回風(fēng)的密度，kg/mhw——新風(fēng)的焓值，kJ/kg（ahn——回風(fēng)的焓值，kJ/kg（aho——送風(fēng)的焓值，kJ/kg（a全空氣系統(tǒng)水側(cè)換熱量可按以下公式計算： Q0=cVρ?式中Q0——系統(tǒng)水側(cè)換熱量，V——空調(diào)水平均流量，m3/h；?t——空調(diào)進出水溫差，℃；ρ——水平均密度，kg/m3；c——平均溫度下水的比熱容，kJ/（kg·℃）。忽略系統(tǒng)漏風(fēng)，機組進出口風(fēng)量應(yīng)一致，但由于測試存在誤差，其數(shù)值往往并不完全一致，可通過二者平衡率檢驗測試的準(zhǔn)確性，計算公式如下： ?1=Gw+式中Gw、Gn——新風(fēng)風(fēng)量和回風(fēng)風(fēng)量，二者之和為機組的進口風(fēng)量，mGc——混風(fēng)量，即機組出口的送風(fēng)風(fēng)量m3/h?1——機組進出口風(fēng)量平衡率，?1不大于全空氣處理機組的供冷（熱）量用于承擔(dān)新風(fēng)負荷、室內(nèi)負荷，故而新風(fēng)負荷、室內(nèi)負荷、供冷（熱）量之間的熱平衡?2 ?2=1-Qw式中Qa——機組風(fēng)側(cè)供冷（熱）量，Qw——機組水側(cè)供冷（熱）量，kW?2——機組風(fēng)側(cè)水側(cè)測試換熱量平衡率，?2不大于系統(tǒng)風(fēng)側(cè)換熱量和水側(cè)換熱量的熱平衡?3 ?3=1-Qa式中Qa——機組風(fēng)側(cè)供冷（熱）量，Q0——機組水側(cè)供冷（熱）量，kW?3——機組風(fēng)側(cè)水側(cè)測試換熱量平衡率，?3不大于3.實驗系統(tǒng)及裝置實驗系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和末端空調(diào)系統(tǒng)組成，本實驗主要進行末端全空氣系統(tǒng)的運行性能實驗?？諝馓幚頇C組通過表冷器（加熱器）將新風(fēng)與回風(fēng)的混合空氣進行制冷（制熱）通過風(fēng)管系統(tǒng)送至房間，空調(diào)冷凍水（熱水）由冷熱源系統(tǒng)送至空氣處理機組表冷器（加熱器）冷卻（加熱）新回風(fēng)混合空氣后，由回水管送回冷熱源系統(tǒng)進行換熱。系統(tǒng)平面示意圖如圖4所示。圖4實驗系統(tǒng)平面示意圖系統(tǒng)設(shè)置有調(diào)節(jié)閥、測試儀表，圖5所示?？諝馓幚頇C組支管設(shè)有常開的調(diào)節(jié)蝶閥，設(shè)備檢修時關(guān)閉，并可用于調(diào)節(jié)水流量?；厮茉O(shè)置電動比例積分調(diào)節(jié)閥，當(dāng)通過空氣處理機組控制面板啟動機組時，閥門自動打開，機組停止運行時，閥門自動關(guān)閉，切斷管路，此外，閥門能根據(jù)回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)開度。由于設(shè)備布置在房間上部空間，為便于測試，空氣處理機組回水管上均設(shè)置了熱量表裝置，熱量表可實時監(jiān)測管路供水溫度、回水溫度和水流量，并將信號傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)中呈現(xiàn)和儲存。同理，為便于實驗測試，全空氣風(fēng)系統(tǒng)上設(shè)置了多個風(fēng)量傳感裝置，F(xiàn)1、F2、F3分別測試系統(tǒng)送風(fēng)量、新風(fēng)量和回風(fēng)量。末端空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)上同時設(shè)置了多個溫、濕度傳感裝置，T1、T2、T3分別系統(tǒng)送風(fēng)空氣溫度和相對濕度、新風(fēng)溫度和相對濕度以及回風(fēng)溫度和相對濕度。此外，風(fēng)系統(tǒng)預(yù)留多個手動測試孔，為實驗開展手動測試、進行傳感器測試值校核提供條件。圖5風(fēng)系統(tǒng)測試示意圖4.實驗步驟及方法本實驗可開展夏季供冷和冬季供熱2種實驗?zāi)Ｊ健Ｃ總€實驗?zāi)Ｊ娇蛇M行空氣處理機組變水流量、變供水溫度、變新風(fēng)比、變送風(fēng)量的單因素或多因素變工況實驗。風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)測試方法詳見第5章測試內(nèi)容。1）夏季供冷模式（1）實驗前的準(zhǔn)備實驗前，學(xué)生提前學(xué)習(xí)實驗指示書，了解實驗內(nèi)容，實驗系統(tǒng)操作方法，復(fù)習(xí)本實驗所涉及的專業(yè)理論知識，并應(yīng)提前預(yù)習(xí)實驗教材設(shè)備及系統(tǒng)性能測試的相關(guān)內(nèi)容，掌握實驗測試方法和原理。（2）啟動系統(tǒng)和工況設(shè)定①檢查系統(tǒng)設(shè)備通電狀態(tài)是否正常，手動閥門開閉狀態(tài)是否正常。②打開總電源開關(guān)。③啟動自動監(jiān)控系統(tǒng)，以便獲取各傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)。④啟動測試房間室溫輔助系統(tǒng)，設(shè)定為供熱模式，設(shè)定室內(nèi)溫度26℃（維持室內(nèi)溫度在26℃）。⑤通過空氣處理機組控制面板，啟動全空氣系統(tǒng)，設(shè)定溫度24℃（設(shè)定溫度比26℃低2℃，確保空氣處理機組在實驗測試過程中一直為運行狀態(tài)）。⑥啟動冷熱源系統(tǒng)。按啟動水泵再啟動冷熱源機組的順序啟動冷熱源系統(tǒng)，設(shè)定機組供水溫度為7℃。⑦通過水管調(diào)節(jié)閥和風(fēng)管干管調(diào)節(jié)閥進行水量和風(fēng)量調(diào)節(jié)，使機組運行參數(shù)接近機組銘牌額定參數(shù)。（3）工況穩(wěn)定進行工況調(diào)節(jié)后，需要系統(tǒng)穩(wěn)定后才能進行相關(guān)參數(shù)的測試。水溫、水流量、測試房間溫度達到設(shè)定工況，且無大幅波動，干球溫度波動不超±1℃；濕球溫度波動不超±0.5℃；風(fēng)量在額定工況下波動不超±10％，冷凍水溫度波動不超過±0.2℃，水流量波動不超±0.2%，認為系統(tǒng)穩(wěn)定。測量開始后不允許對機組和系統(tǒng)做任何調(diào)節(jié)。（4）進行實驗測試①機組供水流量可從監(jiān)控系統(tǒng)中獲取回水支管流量計監(jiān)測數(shù)據(jù)，每隔10min讀1次數(shù)，連續(xù)測量30min，取每次讀數(shù)的平均值作為測試的測定值。②機組供、回水溫度可從監(jiān)控系統(tǒng)中獲取設(shè)備供回水支管溫度傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)，每隔10min讀1次數(shù)，連續(xù)測量30min，取每次讀數(shù)的平均值作為測試的測定值。③新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)的溫度、相對濕度測試?？赏ㄟ^監(jiān)控系統(tǒng)中獲取其新風(fēng)溫濕度（T2讀數(shù)）、回風(fēng)溫濕度（T3讀數(shù)）和送風(fēng)溫濕度（T1讀數(shù)），或通過風(fēng)管預(yù)留的測試孔，使用溫度濕度測試儀器測試，每隔10min讀1次數(shù)，連續(xù)測量30min，取每次讀數(shù)的平均值作為測試的測定值。④新風(fēng)量、回風(fēng)量、送風(fēng)量測試?？赏ㄟ^監(jiān)控系統(tǒng)中獲取新風(fēng)量（F2讀數(shù)）、回風(fēng)量（F3讀數(shù)）和送風(fēng)量（F1讀數(shù)），或通過風(fēng)管預(yù)留的測試孔，通過比托管或數(shù)字式風(fēng)速計測試獲得。當(dāng)采用手動測試獲取時，出口平面上的測點不應(yīng)少于6點，且應(yīng)均勻布置，以平均值作為測定值。⑤機組風(fēng)機輸入功率可通過電功率表進行測試，每個工況測試起始和結(jié)束記錄功率數(shù)據(jù)，并記錄實驗時長。風(fēng)機運行頻率可從風(fēng)機變頻器顯示面板中查看。⑥以上各測試參數(shù)應(yīng)在同測試時間段內(nèi)同步進行測試。（5）平衡校驗①對實驗測試數(shù)據(jù)進行處理，校核風(fēng)量平衡率?1，?1不大于②對實驗測試數(shù)據(jù)進行處理，校核熱平衡率?2、?3，二者均不大于③若實驗測試滿足準(zhǔn)確性要求，則可進行其他工況調(diào)節(jié)和測試，否則，需檢查測試儀器是否存在問題，測試過程是否不規(guī)范，或者系統(tǒng)尚未穩(wěn)定，排除問題后，再重新進行實驗。（6）變工況調(diào)節(jié)①水溫調(diào)節(jié)通過冷熱源機組控制面板設(shè)定，機組供水溫度，制冷工況供水溫度調(diào)節(jié)范圍宜5~12℃。②水量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)全空氣系統(tǒng)回水干管調(diào)節(jié)閥，改變進入機組的水流量，供水流量調(diào)節(jié)范圍宜按機組額定流量0.8~1.2倍范圍進行變工況調(diào)節(jié)。③新風(fēng)比調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)全空氣系統(tǒng)混風(fēng)閥，改變系統(tǒng)新風(fēng)比。④送風(fēng)量調(diào)節(jié)依次關(guān)閉風(fēng)管調(diào)節(jié)閥1、2、3、4，系統(tǒng)通過自動維持干管靜壓值穩(wěn)定的方法調(diào)節(jié)機組送風(fēng)機頻率，改變總送風(fēng)量。⑤根據(jù)實驗設(shè)計內(nèi)容，完成單一因素調(diào)節(jié)或多因素組合調(diào)節(jié)后，按步驟③④⑤進行實驗。（7）關(guān)閉系統(tǒng)完成實驗之后，按順序關(guān)閉系統(tǒng)（冷熱源設(shè)備——空調(diào)水泵——末端設(shè)備），再關(guān)閉測試房間溫濕度控制系統(tǒng)和自動監(jiān)控系統(tǒng)。記錄全空氣機組銘牌參數(shù)。2）夏季供熱模式（1）實驗前的準(zhǔn)備實驗前，學(xué)生提前學(xué)習(xí)實驗指示書，了解實驗內(nèi)容，實驗系統(tǒng)操作方法，復(fù)習(xí)本實驗所涉及的專業(yè)理論知識，并應(yīng)提前預(yù)習(xí)實驗教材設(shè)備及系統(tǒng)性能測試的相關(guān)內(nèi)容，掌握實驗測試方法和原理。（2）啟動系統(tǒng)和工況設(shè)定①檢查系統(tǒng)設(shè)備通電狀態(tài)是否正常，手動閥門開閉狀態(tài)是否正常。②打開總電源開關(guān)。③啟動自動監(jiān)控系統(tǒng)，以便獲取各傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)。④啟動測試房間室溫輔助系統(tǒng)，設(shè)定為供冷模式，設(shè)定室內(nèi)溫度18℃（維持室內(nèi)溫度在18℃）。⑤通過空氣處理機組控制面板，啟動全空氣系統(tǒng)，設(shè)定溫度20℃（設(shè)定溫度比20℃低2℃，確保空氣處理機組在實驗測試過程中一直為運行狀態(tài)）。⑥啟動冷熱源系統(tǒng)。按啟動水泵再啟動冷熱源機組的順序啟動冷熱源系統(tǒng)，設(shè)定機組供水溫度為45℃。⑦通過水管調(diào)節(jié)閥和風(fēng)管干管調(diào)節(jié)閥進行水量和風(fēng)量調(diào)節(jié)，使機組運行參數(shù)接近機組銘牌額定參數(shù)。（3）工況穩(wěn)定進行工況調(diào)節(jié)后，需要系統(tǒng)穩(wěn)定后才能進行相關(guān)參數(shù)的測試。水溫、水流量、測試房間溫度達到設(shè)定工況，且無大幅波動，干球溫度波動不超±1℃；濕球溫度波動不超±0.5℃；風(fēng)量在額定工況下波動不超±10％，熱水溫度波動不超±0.7℃，水流量波動不超±0.2%，認為系統(tǒng)穩(wěn)定。測量開始后不允許對機組和系統(tǒng)做任何調(diào)節(jié)。（4）進行實驗測試按“供冷實驗?zāi)Ｊ健睂嶒灉y試方法進行實驗測試。（5）平衡校驗按“供冷實驗?zāi)Ｊ健逼胶庑ｒ灧椒ㄟM行平衡校驗。（6）變工況調(diào)節(jié)①水溫調(diào)節(jié)通過冷熱源機組控制面板設(shè)定，機組供水溫度，冬季供水溫度調(diào)節(jié)范圍宜45-60℃。②水量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)全空氣系統(tǒng)回水干管調(diào)節(jié)閥，改變進入機組的水流量，供水流量調(diào)節(jié)范圍宜按機組額定流量0.8-1.2倍范圍進行變工況調(diào)節(jié)。③新風(fēng)比調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)全空氣系統(tǒng)混風(fēng)閥，改變系統(tǒng)新風(fēng)比。④送風(fēng)量調(diào)節(jié)依次關(guān)閉風(fēng)管調(diào)節(jié)閥1、2、3、4，系統(tǒng)通過自動維持干管靜壓值穩(wěn)定的方法調(diào)節(jié)機組送風(fēng)機頻率，改變總送風(fēng)量。⑤根據(jù)實驗設(shè)計內(nèi)容，完成單一因素調(diào)節(jié)或多因素組合調(diào)節(jié)后，按步驟（3）（4）（5）進行實驗。（7）關(guān)閉系統(tǒng)完成實驗之后，按順序關(guān)閉系統(tǒng)（冷熱源設(shè)備——空調(diào)水泵——末端設(shè)備），再關(guān)閉測試房間溫濕度控制系統(tǒng)和自動監(jiān)控系統(tǒng)。記錄全空氣機組銘牌參數(shù)。5.實驗數(shù)據(jù)記錄表1全空氣機組銘牌參數(shù)參數(shù)數(shù)值供冷量/kW供熱量/kW風(fēng)量/(m3·h-1)水流量φ機外靜壓/Pa輸入功率/W表2全空氣系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)記錄表工況編號設(shè)定供水溫度設(shè)定水流量新風(fēng)比支管閥門開閉情況參數(shù)測試次數(shù)或點位123456新風(fēng)管風(fēng)速回風(fēng)管風(fēng)速送風(fēng)風(fēng)速/(m·s-1)新風(fēng)溫度/℃新風(fēng)相對濕度/%回風(fēng)溫度/℃回風(fēng)相對濕度/%送風(fēng)溫度/℃送風(fēng)相對濕度/%進水溫度/℃出水溫度/℃水流量/(m3·h-1)風(fēng)機運行頻率/Hz風(fēng)機功率/W其他工況實驗數(shù)據(jù)記錄表同REF_Ref25394\h表2全空氣系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)記錄表。6.實驗數(shù)據(jù)處理及分析1）實驗數(shù)據(jù)處理表3全空氣系統(tǒng)各工況實驗數(shù)據(jù)計算表參數(shù)工況1工況2工況3工況4工況5……運行參數(shù)新風(fēng)量/(m3·h-1)回風(fēng)量/(m3·h-1)送風(fēng)量/(m3·h-1)新風(fēng)比新風(fēng)焓值/(kJ·kg-1)回風(fēng)焓值/(kJ·kg-1)混風(fēng)焓值/(kJ·kg-1)送風(fēng)焓值/(kJ·kg-1)供水溫度/℃水流量/(m3·h-1)換熱指標(biāo)機組承擔(dān)的新風(fēng)冷（熱）負荷/kW機組承擔(dān)的室內(nèi)冷（熱）負荷/kW機組總的供冷（熱）量/kW能耗指標(biāo)風(fēng)機頻率/kW風(fēng)機耗功率/W2）實驗分析（1）繪制不同供水溫度、水流量下空氣處理