主题：【分享】空调房间的空气质量及其控制研究

3 空调房间回风对IAQ的影响
    在空调系统中，回风经过空调机处理后再次进入室内，会存在二次污染。从(5)式可见，当利用回风，空调机组的风量大于新风量时，室内的有害气体浓度升高，其最大值取决于新风量和室内有害气体的涌出量，是一定值，与回风中的有害气体量无关，因此，回风流中所携带的室内的有害气体不会无限地增加室内的有害气体浓度。
利用回风，室内有害气体浓度从初始值上升到最大值的变化过程呈现指数函数关系，其上升到最大值的时间与室内容积、室内有害气体涌出量和新风量的大小有关。
回风率m越大，最大浓度会升高，但不会无限制地升高，当回风率一定时，它是一极限值；初始浓度C0=C1+q/Q0越大，回风对室内污染的影响程度越小，反之则越大。例如一个空调房间完全采用新风时（新风中无有害气体），并设室内产生的有害气体为纯CO2，初始浓度为0.1％，这时恰好能满足卫生要求。如果利用回风，设计新风率为10％，在这种情况下，空调房间的CO2最大浓度将会达到0.991％，它约是初始浓度的9.91倍，相当于超过了卫生标准的近10倍；当新风率为20％时，房间内的CO2最大浓度约是初始浓度的4.98倍；当新风率为30％时，房间内的CO2最大浓度约是初始浓度的3.326倍；当新风量在40％时，房间内的CO2最大浓度约是初始浓度的2.496倍。以上数据足以说明回风对室内空气污染的严重性；另外也可发现：当新风率达到20％以后，新风对提高室内空气品质的作用能力衰减加快。

4 空调房间新风量的控制
Reardon J T研究了以CO2浓度作为调节对象的新风量控制方法，它与定新风量法和风机跟踪法相比，具有以下优点：CO2是一种人体呼出的气体，它可以表明人体散发有害气体冲淡的程度；应用CO2浓度作为调节对象，才能进行需求控制，而应用风量为调节参数，一般只能进行定量控制；以CO2浓度作为调节对象，不但包括了空调机组吸入的新风量，同时也计入各个空调区域从围护结构渗入的新风量；测量CO2浓度要比测量风量精确一些，且更方便。
为简化起见，认为空调房间主要污染物为CO2，浓度分布均匀，即按照集总参数处理。根据质量守恒定律，单位时间内进入房间的CO2体积减去单位时间内由房间排出的CO2体积等于房间内CO2的变化率，单位时间内进入空调房间的CO2体积包括室外新风引入的CO2以及室内释放出的CO2，而单位时间内从空调房间排出的CO2体积包括排风带走的CO2以及空调房间漏风带走的CO2。与排风带走的CO2相比，房间漏风带走的CO2可以忽略不计。由于要保持室内空气质量不变，因此新风量等于排风量，由此，（1）式可转化为下式：
                            （7）
式中： ——被控房间体积，m3；
——房间内空气污染物浓度，ppm；
——系统新风量，m3/h；
——新风中污染物浓度，ppm；
——房间内CO2涌出量，m3/h；
——干扰变量，人员进出、抽烟等影响因素导致CO2等污染物的变化，m3/h。
假设空调房间体积为453 m3，房间内允许的污染物浓度值为1400ppm，室外新风污染物浓度为280ppm，新风量等于排风量，室内人员污染物涌出率为0.0192m3/h人，室内CO2面积散发率为0.0085m3/hm2，空调房间内可设人员为3人，则此房间释放出的CO2总量为0.000075 m3/s，最终可得控制方程[11-12]：
            （8）
根据上式，采用PID控制算法（3，2，0.5），新风阀特性为线性变化，阀门比例系数取2，建立SIMULINK仿真模型[13]如图2所示。
图2 根据污染物浓度控制房间新风量SIMULINK模型
假设空调房间的送风量为630m3/h，人员刚进房间，室内CO2浓度与新风CO2浓度相等，新风阀最小开度为15%（按估计预设）。图3、图4分别是室内污染物浓度变化曲线和和新风阀门开度变化曲线，而图5、图6分别代表室内出现污染物浓度干扰信号后的污染物浓度变化曲线和和新风阀门开度变化曲线。从图3、图4可以看出，室内污染物浓度在2000秒趋于稳定，稳定于空调房间污染物浓度限值1400ppm，新风阀门开度相应稳定于预设值15%的位置。空调房间在某一稳定时刻（如2000秒）时，室内CO2浓度突然增加，以升高后CO2浓度与设定浓度的差值（0.00003 m3/s）作为阶跃干扰信号 ，对空调房间进行SIMULINK仿真，结果表明：CO2浓度在2000秒时，出现了显著波动，直到2500秒时才趋于稳定（图5）；为了消除干扰信号的影响，有效降低室内污染物浓度，新风阀开度逐渐增大，最后稳定于20%的位置（图6）。
仿真结果与空调房间的大小有关，无论是CO2浓度变化曲线，还是新风阀门开度变化曲线，随着房间容积的增加，时间常数相应增加，因此调节过程增长，稳定时间也相应延长。
PID控制使室内CO2浓度和新风阀门开度均能较快达到稳定值，并有效消除静差。基于CO2浓度变化控制新风量，新风量变化明显，在节能的同时有效实现空调房间新风量的需求控制。
                                   
图3 空调房间内CO2浓度的变化                图4 空调房间新风阀门开度的变化
 
图5 空调房间CO2干扰后空调房间浓度变化    图6 空调房间CO2干扰后新风阀门开度变化
5  结论
（1）建筑室内的污染物来自人员和室内气体污染源两个方面，回风会加重室内环境的污染，新风量的确定应考虑人体的最小新风量需要、卫生要求和回风影响，取其中最大值。
（2）新风的数量和质量对室内空气品质均有影响，要提高室内空气品质，除了要保证新风量以外，还必须保证新风的质量，新风的质量至少要满足《室内空气卫生标准》。
（3）有回风的空调房间，室内空气污染物浓度是随回风率的加大而增加的，当回风率一定时，它对空调房间的空气污染有一极限，而不是无限增加的。
（4）公式（5）是指导我们利用回风、使用新风的理论依据，加强对新风量的控制对提高IAQ是非常有利的。

楼主的资料真多啊 ！

谢谢分享

空调间是要经常换气．要不废气又被吸进体内了．

家里用空调，算不算上面说的空调房？

原文由 lp080502 发表:
家里用空调，算不算上面说的空调房？

不算。这是指风道式的空调。

中心空调系统应该增加空气净化系统，除臭、除菌除二氧化碳。增加新风量以保持空气的质量。

以后该多来学习一下

原文由 bjsmsc123 发表:
中心空调系统应该增加空气净化系统，除臭、除菌除二氧化碳。增加新风量以保持空气的质量。

还应该经常清洗吧,不过听说费用很高

谢谢 好文章