一、低温送风变风量空调系统方式

低温送风变风量空调系统是全空气系统的一种类型，按其末端装置形式的不同，可以组合成多种低温送风空调系统。

(1）低温送风变风量空调系统方式

根据系统的初投资情况及运行经济性，低温送风系统可参考下列先后顺序择优选定末端装置类型：低温送风口、诱导型末端装置、单风道型末端装置、并联式风机动力型末端装置及串联式风机动力型末端装置。几种常用的低温送风系统方式见表9-11。

选择低温送风系统时应充分分析空调区域的负荷特点，合理划分内、外区，在确定变风量末端装置时，须兼顾系统新风分配均匀性和对气流组织的影响程度。若系统选择不合理，将导致各温度控制区之间存在新风分配的差异，且在过渡季会使这种差异更显著。

(2）低温送风系统新风设计

低温送风的新风须经过空调器或新风机组集中处理后送人空调区域。表9-12为几种低温送风变风量空调系统新风布置方式及特点。

为了保持空调房间的正压值，防止室外空气向内渗透，低温送风系统的排风量一般应比新风量少5%~20%。

与常温系统相比，低温系统送风温度低、送风量小、新风比大。当系统中各分区负荷相差较大、峰值出现时间不一致时， 低温送风系统的新风分布不均匀性比常温系统更突出。

在表9-12所列的低温送风变风量空调系统常用的三种新风分布方式中，第(2)和第(3)种方式新风分布较均匀，而第(1) 种方式存在着新风分布不均匀性问题。本节中所讨论的新风分布均匀性问题主要是针对第(1) 种系统而言。

(3）低温送风系统新风分布均匀性分析

表9-13分析了新风在空调器内集中处理的几种常用空调系统的设置及新风分布状况。

在用一台空调器服务多个温度控制区的低温送风系统中，由于新风分布的不均匀性，系统新风量一般应 比常温送风系统多2%~4%。

(4）低温送风系统新风分布设计要点

1)系统不宜过大，且应按朝向和功能划分。在可能条件下，内、外区应由不同的空调系统承担；

2)当系统较大、不能根据朝向或内、外区分别设置空调系统时，宜采用独立的新风系统，把所需新风量直接送到各温度控制区或末端装置的送风管内；

3)若不能满足上述要求，则需对空调系统内各分区按夏季、冬季和过渡季进行新风分布校核计算。如新风分布差异较大，可按以下方法进行修正：

①调整内、外分区，加大外区进深，重新进行负荷计算及末端装置选型，使各分区的新风分布趋于均匀；

②系统回风口设置在新风分布最不利的区域，以使其他区域空气中的过量新风为新风短缺区域所用；

③增加整个空调系统的新风量，使新风分布最少的区域也基本满足国家现行卫生标准，但此方法增加了系统处理新风的能耗；

④开启新风分布较少区域内末端装置的加热器。这种方法将导致冷、热抵消，系统运行能耗增加;

⑤对于人员密度较大、冷负荷较小的房间，当送风量太小不能满足室内人员的卫生要求时，需把送风温度重新调整到较高，以增加系统送风量，满足最小新风量要求。

二、空调器冷却盘管参数确定

低温送风空调器冷却盘管的许多设计参数与常温空调系统的设计参数有很大差异。

低温送风空调器冷却盘管具有下列特点:

①进人盘管的冷水温度和离开盘管的空气温度较低，盘管的进水温度和出风温度比较接近，冷水(或二次冷媒)的温升较大；

②冷却盘管排数和单位长度翅片数较多；

③通过冷却盘管的面风速较低；

④通过冷却盘管水侧和空气侧的压力降变化较大；

⑤在部分负荷条件下，尤其在进水温度和出风温度非常接近和大温差水系统中，冷水侧的流量小、流速低，有可能转变成层流。此时，盘管的传热性能会急剧降低，导致出风温度上升。与此同时，控制系统又使水阀开大，冷水流动又从层流转变成紊流，使出风温度下降，最终造成系统出风温度不稳定；

⑥盘管冷凝水量大，在叠放式盘管之间需设置中间冷凝水盘。又因冷凝水量较大，具有- -定清洗效果，减少了尘埃和污垢在盘管上积聚。

低温送风空调器冷却盘管的排数及冷水供、回水温差均与冷却盘管的出风温度、冷水进水温度有关。表9-14~表9-17显示了在不同的送风温度和冷水供水温度下，冷却盘管所需排数与冷水温差的关系。

低温送风系统冷却盘管的选择，可参照表9-14~表9-17的数据。当选型数据超出表中数值时，应调整设计参数，重新在焓湿图上计算盘管的各项技术数据，直到满足要求为止。此外，也可请空调器生产厂进行盘管选型，选择经济、合理、可靠的空调器。

三、风管保冷和隔汽防潮

(1) 绝热材料

绝热材料应是一种轻质、憎水、绝热性能优良的材料。在工程上，通常把室温下导热系数低于0.2W/(m.K)的材料称为绝热材料。对于设备和管道的绝热，相关国家标准规定：当用于保温时，其绝热材料及制品在平均温度小于623K (350°C) 时，导热系数不得大于0.12W/(m.K)；当用于保冷时，其绝热材料及制品在平均温度小于等于300K(27°C)时，导热系数不得大于0.064W/(m. K)。

绝热材料的基本性能包括结构性能、力学性能、化学性能、物理性能。根据材料使用对象的不同，对其性能的要求会有所不同，但通常都以材料密度小、机械强度高、导热系数小、化学稳定性好、能长期承受工作温度为其必须具备的性能。其中导热系数是绝热材料最重要的性能指标。用作保冷时，如选用的绝热材料厚度相同，导热系数越小，冷损失就越小，则保冷效率就越高。

保冷材料的选择是决定保冷结构的基础，保冷材料的性能要求见表9-18。

(2）风管保冷计算

低温送风管道保冷的目的是为了减少风管内低温空气的得热量以及防止风管周围空气中的水蒸气在风管外表面凝露。在低温送风系统中，由于送风温度比常温系统低，风管内低温空气与周围空气的温差较大，从而提高了对风管的保冷要求。

为了防止周围空气中的水蒸气在风管外表面上凝露，风管保冷必须满足以下条件：

1)保冷层厚度须确保风管保冷材料外表面温度高于周围空气的露点温度；

2)保冷层必须覆盖所有可能被冷却到低于周围空气露点温度的风管表面；

3)必须做好完整有效的隔汽防潮层，防止空气中的水蒸气渗人保冷材料，并在保冷材料中冷凝，使保冷功能降低甚至失效。

在给定条件下，为防止水蒸气在风管外表面凝露所要求的保冷层厚度可以通过传热计算来确定。

保冷层厚度计算应按照下列要求进行：

1)对于设置在空调房间内的风管，保冷层厚度可以依据限制风管得热量所需要的保温层厚度或经济厚度确定，同时还要校核风管保冷层外表面温度，使其高于周围空气的露点温度；

2)对于设置在非空调房间内的风管，保冷层厚度应根据可能遇到的最不利条件来确定；

3)对于设置在某些非空调、高湿度环境(如用室外空气通风的机房、经受较高湿渗透率的吊平顶)中的风管，应以该干球温度与相对湿度为90%时的露点温度为设计露点温度来计算保冷层厚度；

4)回风管中的空气温度一般高于风管周围空气的露点温度，但预计到可能会低于周围空气的露点温度时，则也需要对回风管作保冷计算。

常温空调系统风管的保冷层厚度按限制风管得热所需的保温层厚度计算。所谓经济厚度，即风管绝热后年冷(热)损失费用与投资年分摊费用之和为最小值时的绝热层计算厚度。低温送风变风量空调系统风管保冷层厚度可按保温层厚度或经济厚度的方法计算，但要对风管保冷层外表面温度进行校核计算，确保风管保冷材料外表面温度高于周围空气的露点温度，防止水蒸气在风管保冷材料外表面凝露。

低温送风管保冷层外表面温度可根据式(9-14) 计算：

计算保冷层厚度时，除了要依据风管内的送风温度、风管周围的空气露点温度外，还应考虑保冷材料的使用年限，使保冷材料在整个使用年限内能保证其外表面不结露。

对于低温送风管，保冷材料的内外壁两侧始终存在着温差和湿度差，在水蒸气压力差的持续作用下，水蒸气会缓慢地渗人保冷材料内部，随着使用时间的延续，材料的导热系数会逐渐增大，使按初始导热系数选定的保冷层厚度变得不足而产生凝露。因此，应选用湿阻因子大、吸水性小的材料作保冷材料，并考虑材料导热系数的增大幅度，确保材料在使用年限内保持其应用性能。

工程中使用的保冷材料除了需要有详细的热工性能参数外，还应具备国家有关材料标准的性能试验证明，如允许使用温度、不燃性、难燃性、吸水性、吸湿性、憎水性等，对硬质材料还需提供材料的收缩率数据。

选用保冷材料时，可按生产厂家提供的工程厚度进行选择，必要时应进行验算，在确保保冷效果的情况下尽可能节省材料用量。

保冷材料必须覆盖所有可能结露的风管和设备表面。采用硬质材料作保冷时，应考虑材料的热胀冷缩，保持保冷材料的连续性。风管法兰须作特殊的保冷处理。相应的吊架也应有绝热措施，防止出现冷桥现象。

低温送风系统风管的保冷材料大多采用带铝箔的离心玻璃棉、酚醛泡沫、橡塑材料等，在不同的环境温度和典型送风温度条件下，上述三种材料的保冷层厚度可参见表9-19。

当实际工程应用中所使用的保冷材料及其性能参数、风管所处的环境温度与湿度、空调送风温度等与表9-19中所列的计算条件不同时，实际保冷材料厚度应按公式(9-14)、式(9-15) 和式(9-16) 计算确定。

(3）保冷材料的隔汽防潮

为了防止水蒸气渗入保冷层并在其内部产生凝结，降低材料的保冷效果，对非闭孔的保冷材料必须设置隔汽防潮层。当风管进行内保冷时，风管壁面必须具有隔汽防潮层的作用，施工时必须将风管的所有连接和焊接处加以密封，防止水蒸气进入风管;当风管进行外保冷时，保冷绝热材料外表面上必须设- - 层连续、无破裂或穿孔的隔汽防潮层。

在空调机房内和防潮层损坏可能性比较大的场合，应选用对水蒸气的渗透不是很敏感的闭孔材料作风管或设备的保冷材料。.

低温送风系统常常采用带铝箔的绝热材料进行低温送风管的保冷。由于铝箔的蒸汽渗透系数约为1. 63X10(-7)g/(m.s. Pa),是一种理想的隔汽防潮材料。当采用铝箱做隔汽防潮层时，应尽量减少铝箔的接缝，接缝处必须用热敏胶带密封，不得产生任何缝隙。若在风管施工及设备安装时铝箔受到损坏，应及时修补，以免水蒸气渗人非闭孔的保冷材料内，造成保冷失效。

四、低温送风系统变风量末端装置选用

变风量末端装置是低温送风变风量系统的主要部件。变风量末端装置一般设置在送风散流器前的送风支管上，用于调节房间送风量。低温送风系统常用的变风量末端装置主要有:单风道型末端装置、风机动力型末端装置和诱导型末端装置三种类型。

由于系统特性的差异，低温送风系统的末端装置选型与常温系统的末端装置选型有所不同，尤其应注意下列几点要求：

(1)一次风最大送风量按末端装置所服务区域的最大显热冷负荷计算；

(2)一次风最小送风量：单风道型末端装置可以按最大送风量的30%确定；风机动力型末端装置可按最大送风量的40%确定。在实际设计时，需考虑空调区域的新风均匀性，尤其对于单风道型末端装置和并联式风机动力型末端装置，还需结合送风散流器的性能及室内气流组织确定装置的最小送风量；

(3)风机动力型末端装置的内置风机风量：串联型装置一般按一次风最大送风量的130%确定；并联型装置一般按不小于一 次风最大送风量的60%确定。在实际设计时， 需结合送风散流器的形式，校核送风温度，确保风口不产生凝露现象。

五、低温送风散流器

低温送风系统送风散流器的形式应根据末端装置的类型来确定。当系统采用串联式风机动力型末端装置时，可配用常温散流器;当系统采用单风道型末端装置、并联式风机动力型末端装置或诱导型末端装置时，需配用适合低温送风的散流器。适用于低温送风的散流器主要有保温型散流器、电热型散流器及高诱导比低温散流器。前两种散流器有时也被称为防结露风口，它一般适用于送风温度较高的低温送风系统，也常被使用于室内空气干球温度较高、相对湿度较大的常温空调系统。

送风散流器的表面温度介于送风温度与房间空气温度之间。当送风散流器的表面温度等于或低于室内空气的露点温度时，散流器表面将出现凝露现象。表9-20列出了几种不同送风散流器所适合的送风温度及适用场合。

金属散流器的室内空气侧表面温度一般可比送风温度高2C左右；塑料散流器的上述温差可高达6°C；高诱导比低温送风散流器的送风温度可以更低。对于常温定风量空调系统，在夏季供冷设计工况下可较容易地确保冷气流不快速下沉;冬季供热工况下热气流的上浮特性也显寻常，使全年的室内气流组织得到保证。而对于低温送风变风量空调系统，既要保持比常温空调系统大的送风温差，又要节省空调系统送风机的能耗。因此，低温送风变风量空调系统的气流组织比常温定风量空调系统复杂得多。因为所选的低温送风散流器不但在输送最大风量时要使冷气流不下沉，而且在输送最小风量时也应有较好的流态。在低温：送风的气流分布及风口选择计算时,必须在较大的温度和风量范围内解决好低温一次风与空调区内空气的混合、气流的贴附长度和风口噪声等问题。

低温送风散流器一般布 置在吊平顶上或接近吊平顶的侧墙上，有吊平顶式和墙置式低温送风散流器两种类型。吊平顶式低温送风散流器可以分为低温送风系统特殊设计和制作的射流型高诱导比散流器、高性能条缝型散流器和高诱导比旋流型散流器等形式。墙置式低温送风散流器，向吊平顶射出多股高速射流，能使冷空气沿着吊平顶扩散。

对于专门设计和制造的低温送风散流器，在我国使用较多的是热芯高诱导比低温送风散流器。热芯高诱导比低温送风散流器的关键部件是内部喷射核。喷射核四周均布小喷口，送风时，一次风通过风管直接送人喷射核，然后从喷口喷出形成贴附射流，并大量诱导室内空气，在离开风口喷嘴115mm处其混风比已达2.35:1。由于多个独立的圆截面射流具有较高的密度和风速，故在整个射流过程中能保持良好的诱导效果。低温送风在离开风口十几cm后，送风温度便可升高到室内空气的露点温度以上，避免产生低温空气在空调区下降的现象。典型的高诱导比低温送风散流器主要有平板型、孔板型及条缝型三种形式。

选择低温送风口时，设计人员必须通过比较送风散流器的射程、贴附长度与空调房间特征长度等参数，确定最优的性能参数，并应对射流的贴附长度予以重视。在考虑射程的同时，还应使送风散流器的贴附长度大于空调房间的特征长度，避免出现人员活动区有吹风感。此外，设计人员还可请专业的低温送风散流器生产厂予以帮助，进行气流组织计算与送风散流器选型。