全空气空调系统实验指导书.docx

THPZKC-1 型全空气空调系统实 验 指 导实验一全新风空调系统冬季工况实验一、 实验目的1、 了解全空气空调实验系统的基本结构与工作原理；2、 掌握全新风空调系统的基本概念和系统型式；3、 模拟全新风空调系统冬季运行工况，观测不同参数条件下空气状态的变化 过程，掌握其热工测量和工况调节方法；4、 掌握全新风空调系统主要过程段的热工计算与数据分析方法二、 实验原理全空气空调系统通常根据房间送风参数的需求，将空气在空气处理装置中进 行处理之后，通过风道输送到房间中，又称集中空调系统全空气系统是完全由 空气来负担房间内的冷负荷、热负荷或湿负荷的系统空气处理设备通常集中设 在专门的空调机房内，一般包括冷却、加热、加湿、过滤、风机等设备根据处理的空气来源不同，全空气空调系统可分为全新风系统、再循环式系 统和回风式系统三大类全新风系统又称直流式系统，处理的空气全部来自室外 新鲜空气（新风），即新风经处理后送入室内，消除室内的冷、热负荷后排出室外 再循环式系统又称封闭式系统，处理的空气全部来自室内再循环空气，即室内空 气经处理后再送回室内消除室内冷、热负荷回风式系统又称混合式系统，处理 的空气通常是一部分新鲜空气和室内回风的混合空气，即新风和回风混合并经处 理后，送入室内消除室内冷、热负荷。

混合式空调系统通常可分为一次回风系统 和二次回风系统两大类一次回风系统是将从房间抽回的空气与室外空气混合、 处理后再送入房间中二次回风系统是将从房间抽回的一部分空气与室外新风混 合、处理，另外一部分回风与冷却处理后的空气进行二次混合后再送入房间中循环空气的质量流量、空气处理过程中得到（或失去）的热量、表面式换热 器提供的冷（热）量以及热平衡误差可以根据公式（1-1）〜（1-4）计算G = 3600p FV （1-1）式中：g ——循环空气的质量流量（kg/h）;p 空气的密度（kg/m3）；V 空气的流速（m/s ）;F 风管横截面积（m2 ）Q1 = 0.278△八 G （1-2）式中：Q1 ——空气处理过程中得到（或失去）的热量（W ）;△i ——空气处理前后的焓差（kJ/kg）Q2 = 0.278G C （T -T） （1-3）式中：Q2——表面式换热器提供的冷（热）量（W）;G ——冷媒水系统的水流量（kg/h）;WC ——冷媒水的平均比热（kJ/kg«C）;WT ——冷媒水进口温度（oC ）; iT ——冷媒水出口温度（oC）△= ——^B x 100 0， （ 1-4）Q 0 A式中：△——热平衡误差（%）；Qa——表面式换热器、电加热器等提供的冷（热）量（W ）;Qb ——空气经过散热设备得到（或失去）的热量（W ）。

三、实验装置图1 — 11一排风调节阀；2——次回风调节阀；3一二次回风调节阀；4—新风调节阀；5—新风过滤器；6一预热器；7—表面式换热器；8一蒸汽喷管；9一再热器；10一送风机；11 一电热源；12—沉浸式换热器;13 —水泵；14—风冷热泵模块机；15 —蒸汽发生器本实验装置如图1—1所示该装置主要由空气循环系统、风冷热泵系统、冷 （热）媒水系统和蒸汽系统四部分组成空气循环系统由空气处理机组、模拟房 间和回（排）风管三大部分组成，空气处理机组内包括预热器（6）、表面式换热 器（7）、蒸汽喷管（8）、再热器（9）和送风机（10）等，主要实现对空气的热质 处理过程；模拟房间内设电热源（11）,用于夏季工况时辅助模拟室内外综合冷负 荷；回（排）风管引出一次回风口、二次回风口和排风口热泵系统由风冷热泵 模块机（14）和沉浸式换热器（12）连接组成，夏季工况时可提供处理循环空气 所需的冷量，冬季工况时可提供处理循环空气所需的部分热量冷（热）媒水系 统由沉浸式换热器（12）通过水泵（13）连接表面式换热器（7）组成，主要给表 面式换热器提供冷（热）量蒸汽系统由蒸汽发生器（15）连接蒸汽喷管（8）组 成。

全空气空调系统实验装置采用半透明设计，整体固定在机架上，可以模拟封 闭式系统、直流式系统、混合式系统（含一次回风和二次回风系统）等全空气空 调系统冬（夏）季工况的切换运行，并能在不同空气流动模式下实现对空气的加 热、冷却、加湿、除湿等单独及组合处理过程，同时通过对相关参数的科学测定， 可以进行空气处理过程的有关理论分析四、实验步骤1、 检查实验装置各运转部位有无障碍，保证蒸汽发生器供水正常2、 关闭一次回风调节阀（2）和二次回风调节阀（3），打开新风调节阀（4） 和排风调节阀（1）3、 开启风机（10）运行全稳定，记录下风道内空气的流速和温湿度4、 给沉浸式换热器（12）水箱内加满洁水，开启水泵（13），开启风冷热泵 模块机（14）为制热工况，等设备启动运行稳定后，记录下A、C、G点的温度和 湿度，A、C、F点的风速，以及热媒水的流量和进出口温度5、 自行设定不同的组合工况，开启或关闭预热器（6）、再热器（9）或蒸汽 发生器（15），同时可调节新风调节阀（4）和排风调节阀（1）的开度、风机（10） 的风速、表面式换热器（7）的热媒水流量和温度、以及预热器（6）和再热器（9） 的加热功率等，在每种工况运行稳定的条件下，分别记录下A、B、C、D、E、F、G 等各点的温度和湿度、A、C、F点的风速、预热器和再热器的加热功率、以及热媒 水的流量和进出口温度。

6、 关闭预热器（6）、再热器（9）、蒸汽发生器（15）和风冷热泵模块机（14）7、 等20min之后，依次关闭水泵（13）和风机（10）五、 实验注意事项1、 开机实验时应先开风机，然后开启水泵，之后开启风冷热泵模块机、预热 器、再热器和蒸汽发生器等设备2、 实验结束后应先关闭风冷热泵模块机、预热器、再热器和蒸汽发生器等设 备，20min之后再关闭水泵，最后关闭风机3、 预热器、再热器和电热源等电加热设备的持续工作时间不宜过长，开启之 后应及时读取数据，测试之后应及时关闭，以免装置内温度持续过高造成器件损 坏4、 在实验室环境温度较高的情况下模拟冬季实验工况时，可以在模拟房间内 放入装有冰块的塑料容器以模拟室内热负荷六、 实验报告1、将实验步骤4中的测试数据填入下表内，步骤5中的设定组合工况实验数 据自行设计表格纪录实验环境干球温度（°C）相对湿度（%）风道宽X高 （mmXmm）大风道小风道实验原始数据预热器功率（W）再热器功率（W）冷（热）媒水流量（kg/h）进/出口温度（C）干球温度（C）相对湿度（%）空气流速（m/s）A点C点F点G点2、根据实验结果，将各个实验工况下的不同空气处理过程分别在i-d图上的 表示出来。

3、对实验中模拟的空气处理过程进行热平衡及风量平衡计算，并分析各种平 衡误差的产生原因七、思考题1、 试分析各实验工况的i-d图和理论工况有何异同？为什么？2、 解释本实验热平衡及风量平衡误差的产生原因3、 如果送风机（10）的送风量一定，将新风调节阀（4）开大，系统的循环 风量会增加吗？为什么？如果把排风口（9）开大，循环风量会减小吗？4、 在夏季高温环境中，有人设想让风冷热泵模块机（14）在制冷工况下运行， 通过风机（10）向模拟房间送冷风，然后开启电热源（11）模拟冬季室内供暖工 况请问该方案中风冷热泵模块机提供给房间的冷量都模拟了哪些热负荷？5、 在夏季工况下，为什么有些全空气空调系统要运行再热功能？6、 在夏季工况下，电热源（11）工作时，它所提供给房间的热量都模拟了哪 些冷负荷？7、 实验完毕，为什么在关闭电加热器和风冷热泵模块机之后，要等20min再 关闭水泵和风机？实验二再循环式空调系统冬季工况实验一、 实验目的1、 了解再循环式空调实验系统的基本结构与工作原理；2、 掌握再循环式空调系统的基本概念和系统型式；3、 模拟再循环式空调系统冬季运行工况，观测不同参数条件下空气状态的变 化过程，掌握其热工测量和工况调节方法；4、 掌握再循环式空调系统主要过程段的热工计算与数据分析方法。

二、 实验原理详见实验一三、 实验装置详见实验一四、 实验步骤1、 检查实验装置各运转部位有无障碍，保证蒸汽发生器供水正常2、 打开一次回风调节阀（2），关闭二次回风调节阀（3）、新风调节阀（4） 和排风调节阀（1）3、 开启风机（10）运行至稳定，记录下风道内空气的流速和温湿度4、 给沉浸式换热器（12）水箱内加满洁水，开启水泵（13），开启风冷热泵 模块机（14）为制热工况，等设备启动运行稳定后，记录下B、C、G点的温度和 湿度，C、F点的风速，以及热媒水的流量和进出口温度5、 自行设定不同的组合工况，开启或关闭再热器（9）或蒸汽发生器（15）， 同时可调节一次回风调节阀（2）的开度、风机（10）的风速、表面式换热器（7） 的热媒水流量和温度、以及再热器（9）的加热功率等，在每种工况运行稳定的条 件下，分别记录下A、B、C、D、E、F、G等各点的温度和湿度、A、C、F点的风速、 再热器的加热功率、以及热媒水的流量和进出口温度6、 关闭再热器（9）、蒸汽发生器（15）和风冷热泵模块机（14）7、 等20min之后，依次关闭水泵（13）和风机（10）五、 实验注意事项详见实验一六、 实验报告1、将实验步骤4中的测试数据填入下表内，步骤5中的设定组合工况实验数 据自行设计表格纪录。

实验环境干球温度（°C）相对湿度（%）风道宽X高 （mmXmm）大风道小风道实验原始数据预热器功率（W）再热器功率（W）冷（热）媒水流量（kg/h）进/出口温度（C）干球温度（C）相对湿度（%）空气流速（m/s）B点C点F点G点2、 根据实验结果，将各个实验工况下的不同空气处理过程分别在i-d图上的 表示出来3、 对实验中模拟的空气处理过程进行热平衡及风量平衡计算，并分析各种平 衡误差的产生原因七、思考题参见实验一实验三 一次回风空调系统冬季工况实验一、 实验目的1、 了解一次回风空调实验系统的基本结构与工作原理；2、 掌握一次回风空调系统的基本概念和系统型式；3、 模拟一次回风空调系统冬季运行工况，观测不同参数条件下空气状态的变 化过程，掌握其热工测量和工况调节方法；4、 掌握一次回风空调系统主要过程段的热工计算与数据分析方法二、 实验原理全空气空调系统通常根据房间送风参数的需求，将空气在空气处理装置中进 行处理之后，通过风道输送到房间中，又称集中空调系统全空气系统是完全由 空气来负担房间内的冷负荷、热负荷或湿负荷的系统空气处理设备通常集中设 在专门的空调机房内，一般包括冷却、加热、加湿、过滤、风机等设备。

根据处理的空气来源不同，全空气空调系统可分为全新风系统、再循环式系 统和回风式系统三大类全新风系统又称直流式系统，处理的空气全部来自室外 新鲜空气（新风），即新风经处理后送入室内，消除室内的冷、热负荷后排出室外 再循环式系统又称封闭式系统，处理的空气全部来自室内再循环空气，即室内空 气经处理后再送回室内消除室内冷、热负荷回风式系统又称混合式系统，处理 的空气通常是一部分新鲜空气和室内回风的混合空气，即新风和回风混合并经处 理后，送入室内消除室内冷、热负荷混合式空。