新風機組

新風機組

　　新風機組是提供新鮮空氣的一種空氣調節設備。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。

　　01定義

　　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。除塵、除濕（或加濕）、降溫（或升溫）等功能可以根據使用環境的需求來定，功能越齊全造價越高。

　　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。

　　02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。

　　（1）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。

　　（2）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。

　　（5）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。

　　1）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；

　　2）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。

　　3）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。

　　03區別

　　新風機組和空調機組區別一：

　　新風機組是用來處理新風的，在一座大形建筑內，一般新風機組是和風機盤管配合起來使用，風機盤管+新風機其實就和空調機差不多了；一般情況下，空調機本身有新風口，新風用來保證室內空氣的質量，并補充室內排風。由于風機盤管沒有新風口，所以需要新風機提供。新風機組提供的經過處理的新風和經過風機盤管處理過的回風，或者是先混合再由風機盤管處理，然后送入房間內。

　　新風機組和空調機組區別二：

　　新風機組主要處理室外空氣，而空調機組用于處理經過新風機處理的空氣；但是新風機可以有回風，也可以有新風，其目的都是為了更好的調節溫度和濕度等參數。

　　新風機組和空調機組區別三：

　　新風機組一般來說不承擔空調區域的熱濕負荷，主要功能就是送新風。當然理想狀態是送風的溫度和濕度恒定了，所以新風機組一般控制送風溫濕度。

　　新風機組和空調機組區別四：

　　空調機組負荷空調區域的熱濕負荷，對空調區域的空氣起到綜合處理的作用，同時保證一定的新風量。空調機組通常主要是控制空調區域的溫度濕度和空氣質量等，空氣處理過程一般比較復雜。

　　新風機組和空調機組區別五：

　　空調機組對于空氣處理較新風機組在工藝上要相對復雜，所以空調機組多應用在不能安裝風機盤管的大范圍公共區域，而新風機組多配合安裝有風機盤管的小范圍空間使用。

　　無論是空調機組還是新風機組使用和安裝都較為普遍，新風機組和空調機組有所區別，但可以功能互補。

　　建議大家安裝新風機組的同時，然后每個房間內再單獨安裝風機盤管，這樣可以做到取長補短，同時還可以達到更加節能舒適的目的。

　　04工作原理

　　1新風機組溫度控制系統是由比例積分溫度控制器、安裝在送風管內的溫度傳感器和電動調節閥組成。控制器的作用是把置于送風風道的溫度傳感器所檢測到的送風溫度傳送至溫控器與控制器設定的溫度進行比較，并根據PI運算的結果，溫控器給電動調節閥一個開/關閥的信號，從而使送風溫度保持在所需要的范圍。

　　2電動調節閥與風機連鎖，以保證切斷風機電源時風閥亦同時關閉。電動調節閥亦可實現與風機的聯動（如圖虛線框所示），當風機切斷電源時關閉電動調節閥。上圖中兩種連鎖線路連接方式，分別用于斷電復位設備和電關設備，用戶可據具體情況自行取舍。（有防凍要求的場合可通過行程限位器將熱水閥位保持在要求的開度）。

　　3在需要制冷時，溫控器置于制冷模式，當傳感器測量的溫度達到或低于設定溫度時，溫控器給電動閥一個關閥信號，電動閥的關閥接點接通閥門關閉。如果測量溫度沒達到設定溫度，溫控器給電動閥一個開閥信號，電動閥開閥接點接通閥門打開。在需要制熱時，溫控器置于制熱模式，當傳感器測量的溫度達到或高于設定溫度時，溫控器給電動閥一個關閥信號，電動閥的關閥接點接通閥門關閉。如果測量溫度沒達到設定溫度，溫控器給電動閥一個開閥信號，電動閥開閥接點接通閥門打開。

　　4當過濾網堵塞時或當其超過規定值時，壓差開關給出的開關信號。

　　5當盤管溫度過低時，低溫防凍開關給出開關信號，風機停止運行，防止盤管凍裂。

　　05功能段

　　新風機組有多個功能段，大致包括以下幾個，

　　過濾段：根據需要選配粗效過濾器、中效過濾器、高效過濾器等，主要用于有效捕集顆粒直徑不等的塵粒。

　　表冷段：用表冷器對新風進行冷卻、減濕，控制送風溫、濕度。

　　加濕段：使用電極加濕、蒸汽加濕等，可以保證較嚴的相對濕度要求

　　風機段：可根據需要選用離心風機、軸流風機，一般選用的是離心風機。

　　殺菌段：如紫外燈殺菌。

　　以上為常規各個空氣處理段，可以實現空調房間人體對溫度、濕度、空氣潔凈度的要求。另外，考慮到節能需要，新風機組除了以上幾個功能段外，還可能配備熱回收段，熱回收段是采用熱回收裝置回收排風中的冷熱量來對新風進行預冷或預熱，從而實現能量的回收利用。

　　06選型指南

　　新風機設備選型步驟如下

　　1、據安裝設置選擇新風機的形式；

　　2、設備風量、風壓選用時以不小于設計值為原則；

　　3、確定制冷量及制熱量的設計工況；

　　4、原則上一臺新風機組只負責一層樓面所需的新風量。

　　07維護方法

　　一、新風機組故障

　　新風機組的故障主要是換熱器被凍裂，某大廈采用冷水機組VAV空調系統，從施工到調試再到投人運行共出現了4起新風機組凍裂事故，該大廈新風機組總共15臺，凍裂的比例高達27%。究其原因，主要有以下4個方面。

　　a)臨時管線未經沖洗即對新風機組供水；

　　為了趕工期經常用新風機組進行臨時供暖，但由于時間緊迫整個供暖系統未正式用水沖洗，供回水管道全部采用主管下接支管的連接方式，結果管線內污物在距換熱站最近的新風機組加熱器內不斷淤積，熱水流量不斷減少，從而導致加熱器凍裂。從本質上來講，臨時供水管線施工時未按施工規程進行沖洗而盲目投人使用造成了加熱器的凍裂。

　　b)自控閥門指示的閥位有誤；

　　集中空調自控系統的施工往往滯后，常常在大廈正式投人使用后才開始調試弱電系統。在自控系統啟用之前新風機組能夠正常運行，啟用后反而發生了凍裂事故。該事故發生在冬季空調自控系統安裝調試過程中，安裝誤操作使新風機組的水閥開閉指示位置與自控系統的電腦指示正好相反，新風機組供水實際是自控系統指示的斷流狀態，從而引發事故。因此當室外氣溫降至0℃以下時，應盡量保持空調系統穩定運行，水系統的自控安裝和調試應安排在其他季節進行，避免因調試差錯引發事故。

　　c)新風機組冬季停用時表冷器中有存水；

　　位于地下室的新風機組冬季停用后發生了表冷器凍裂事故，主要由于新風機組表冷器內有存水。可能的原因如下：

　　(a)表冷器泄水時沒有打開跑風閥，這樣就沒有空氣進人表冷器的通道，因此表冷器內的水無法完全泄空，導致冬季室外氣溫降低后新風機組的表冷器凍裂。

　　(b)由于冷水系統管路內有存水，新風機組的位置又低于系統主干管，如果連接管路閥門關閉不嚴，存水便從冷水供回水管道慢滲到表冷器中，因此盡管進行了泄水操作仍然會導致凍裂事故的發生。該起事故可能是上述兩個原因中的一個造成的，因此在兩個方面都進行了改進，在新風機組的供回水立管的最高點增設DN15放氣管，在新風機組放氣和泄水時都可以使用，尤其是可以確保泄水的徹底性;在新風機組的供回水管路上增設一組閥門，徹底切斷停機泄水后的慢滲問題。

　　d)新風機組自控防凍保護裝置在人工調節加熱器流量時失控；

　　新風空調機組冬季運行時必須保證額定水流量，加熱器水流量太小會引發凍裂事故。服務于該大廈標準層的新風機組的出風參數不變，加熱器中熱水流量也保持不變，故這類新風機組很少出現凍裂事故。而位于地下室的新風機組為大廈地下廚房和餐廳服務，由于廚房排風需大量空調補風，因此該臺新風機組既要承擔室外新風預處理(同時給室內補風)的功能，又要滿足室內空氣溫度的調節需要。在冬季嚴寒天氣，地下室的空調負荷較小，當操作人員發現室溫過高時，由于急于降低溫度，將新風機組加熱器的水流量瞬間調得很低，此時新風機組自控防凍保護裝置失效，若室外氣溫低于0℃，就容易發生加熱器凍裂事故。該事故表明該大廈的樓宇自控軟件不完善，人工調控時的水流量控制與新風機組的自控防凍保護裝置脫節，使新風機組的水流量可以任意減小，留下了安全隱患。同時，操作人員也缺乏新風空調機組安全運行的經驗，只注重室內溫度控制而因小失大。

　　上述4起新風機組換熱器凍裂事故原因都是施工、調試、運行時的工作疏忽，應該引起相關人員的重視。文獻提出了采用風機、循環泵和電動保溫閥聯鎖，增設電加熱器、值班風機等設施以防止新風機組加熱器凍裂，完善新風機組冬季安全運行的技術措施。此外，如果新風機組與新風進風窗之間無連接風管和電動保溫風閥，則應將防凍范圍擴大到整個新風機房，停用的冷水系統管線即使有管道保溫也應將水放空或增設電伴熱，采用噴霧加濕方式的新風機組在停用后應設法放空排水水封內的水。

　　二、安全運行建議

　　2.1施工單位冬季施工時要對新風機組的防凍問題認真對待，要重視所有空調設備和管線的防凍。管線試壓沖洗時要注意室外氣溫，沖洗后必須保證系統徹底放空不留安全隱患。用新風機組臨時供暖也要按正常程序施工驗收，如果沒有自控措施和專人管理，建議不用新風空調設備進行臨時供暖。

　　2.2建立和完善運行管理制度。夜間停用的新風機組也要采用定水流量或溫控器自動控制水閥開啟或設電加熱裝置保證新風機組加熱器的溫度。新風機組冬季運行時要定時巡查，跟蹤天氣變化情況，在寒冷天氣不宜安排空調系統的調試和檢修，以保證空調水系統運行的安全性。

　　2.3新風機組設計時必須設置有效的防凍自控聯鎖監控裝置。風機運轉時必須首先保證加熱器的額定水流量，當水溫過低或水流量過小時應有報警功能并及時關閉送風機及新風人口保溫風閥·沒有配備牢全保護措施的新風機組實際上只是半成品，在寒冷地區冬季投入運行沒有安全保證，不能隨意“上崗”。

　　08工開機前檢查

　　1、檢查風機的傳動皮帶是否松弛，用手拉緊時如延長2CM以上時就要更換。

　　2、檢查風機及電機的軸承是否正常，加注一次潤滑油，（可選機型）。

　　3、檢查冷凝盤管是否干凈，接水盤出水口有無異物，如有要清洗和清除。

　　4、檢查加熱器是否正常，測量電壓及阻值，如異常要維修或更換。

　　5、檢查機內有無其它異常情況，內板裝好后是否密封。

　　6、檢查過濾器的密封及滲漏情況

　　7、檢查進風、送風風閥是否在開啟狀態