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全空气空调系统工作原理与组成结构

全空气空调系统与传统壁挂机、风机盘管等末端形式最大的区别,是以经过集中处理的空气作为室内冷热量和空气品质调节的主要载体。

系统通过空气处理机组对回风和新风进行过滤、制冷、制热、除湿或其他空气处理,再通过风管输送到各个房间;室内空气经过回风路径重新返回空气处理机组,从而形成完整的空气循环。

基本空气循环:
室内回风 + 室外新风 → 空气过滤 → 冷却 / 加热 / 除湿 → 风机输送 → 送风管道 → 房间送风 → 室内空气循环 → 回风 → 空气处理机组

全空气空调系统工作原理图,展示空气处理机组、送风、回风及风管系统组成

全空气空调系统工作原理及主要组成结构示意

一、全空气空调系统是如何工作的?

全空气系统运行时,空气处理机组首先将室内回风与一定比例的室外新风进行集中处理。

夏季运行时,空气经过换热盘管进行降温,并根据实际工况完成除湿;冬季运行时,则通过热泵、热水盘管或其他热源对空气进行加热。

处理后的空气由风机加压,通过主风管和各房间支管输送至不同区域。空气进入房间以后,与室内空气进行热量和湿量交换,再通过回风路径返回空气处理设备。

因此,全空气系统并不是简单地“把冷风吹进房间”,而是建立一个持续运行的空气处理—输送—室内循环—回风过程。

二、全空气系统主要由哪些部分组成?

典型系统主要包括:
① 冷热源设备
② 空气处理机组(AHU / Air Handler)
③ 空气过滤系统
④ 新风系统
⑤ 送风系统
⑥ 回风系统
⑦ 风管及风口
⑧ 温控及分区控制系统

三、空气处理机组

空气处理机组可以理解为全空气系统的核心空气处理中心。

根据系统配置不同,机组内部可以设置过滤器、换热盘管、风机以及其他空气处理模块,对进入系统的空气进行集中处理。

空气处理机组的风量、制冷制热能力、机外静压以及过滤配置,需要与建筑冷热负荷、风管阻力和各区域设计风量相匹配。

四、送风系统

经过处理的空气由风机送入主风管,再经过支管输送到客厅、卧室、书房等不同区域。

送风系统设计不仅需要考虑总风量,还要计算每个房间实际需要的风量,并合理确定风管尺寸、风速、风口尺寸以及管路阻力。

如果风管过小或风速过高,即使设备制冷量足够,也可能出现风量不足、气流噪音较大或者房间温度不均匀的问题。

五、回风系统

送入房间的空气必须建立合理的回风路径,才能形成完整的空气循环。

住宅全空气系统可以根据建筑结构采用集中回风、房间独立回风或者通过门下缝、过门回风口等方式建立连通回风路径。

因此,设计全空气系统时不能只考虑“送多少风”,还需要考虑这些空气如何顺利返回空气处理机组。

六、新风系统

合理引入室外新风,可以降低封闭住宅长期运行过程中二氧化碳、异味以及部分室内污染物积累的问题。

新风量并不是越大越好。室外空气进入室内前同样需要进行冷却、加热或除湿,因此新风量增加也意味着空调系统需要承担额外的新风负荷。

实际设计时,需要根据建筑面积、使用人数、房间功能以及当地气候条件确定合理的新风量。

七、空气过滤与空气品质

由于全空气系统具有集中空气循环的特点,可以在空气处理机组或回风系统中配置不同等级的空气过滤装置。

过滤系统可以减少灰尘、花粉及部分空气颗粒物进入室内循环,同时也有助于保持换热器和风管系统的清洁。

但过滤等级越高,通常意味着空气阻力也会增加,因此过滤器不能脱离风机静压和系统风量单独选择。

八、分区温控与变风量控制

现代住宅全空气系统还可以进一步采用分区控制。

不同房间根据实际温度和设定温度调整对应区域的送风量。例如卧室达到设定温度后降低送风量,而客厅仍有较大冷热负荷时继续保持较高送风量。

这种控制方式能够减少不同朝向、不同使用时间以及不同人员数量造成的房间温差。

九、为什么全空气系统特别重视风管设计?

设备只是全空气系统的一部分,最终能不能把设计风量真正送到每一个房间,很大程度取决于风管系统。

设计阶段需要综合考虑风量、风速、管径、沿程阻力、局部阻力、风口压降以及最不利环路,并与空气处理机组能够提供的机外静压进行匹配。

一个完整的全空气系统设计逻辑:
建筑冷热负荷计算
↓
确定设备制冷 / 制热能力
↓
计算各房间设计风量
↓
设计送风与回风路径
↓
计算风管尺寸与系统阻力
↓
校核风机风量与机外静压
↓
现场风量平衡与系统调试

十、全空气系统的核心不是单台设备,而是系统设计

同样一台空气处理机组,采用不同的风管尺寸、送回风方式、风口布置和控制策略,最终得到的舒适性、噪音和能耗表现可能完全不同。

因此,全空气空调不能简单按照建筑面积选择一台设备后直接安装,而应从建筑负荷、设备能力、设计风量、风管阻力、送回风组织和控制策略几个方面进行整体设计。

御居环境|全空气系统设计与技术支持
御居环境围绕住宅及建筑全空气系统提供负荷分析、设备选型、风量设计、风管设计、送回风组织、分区控制及系统调试等技术支持。