建筑通风空气处理装置的整体部件和功能断的等级与性能解读.docx
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建筑通风空气处理装置的整体部件和功能断的等级与性能解读
内部参考EN13053
欧洲标准
建筑通风-空气处理机组
整机、部件和功能段的性能和检验
Ventilationforbuildings-Airhandlingunits-RatingsandPerformanceforunits,componentsandsections
中国建筑科学研究院空调所
2006年9月译
欧洲标准EN13053:
建筑通风-空气处理机组
整机、部件和功能段的性能和检验
译者：
杨强
校核：
邹月琴
目录页码
前言………………………………………………………………………………3
1范围……………………………………………………………………3
2引用文献……………………………………………………………3
3术语和定义……………………………………………………………4
4符号及单位……………………………………………………………6
5组合式空调机组的性能和检验………………………………………8
6空气处理机组的部件和功能段………………………………………16
7特殊应用的卫生要求…………………………………………………24
8安装、操作和维护的指导……………………………………………24
附录A（引用的）空气处理机组热回收、除霜的要求和试验…………………27
附录B（信息的）安装、操作和维护的指导……………………………………30
附录C（信息的）空气处理机组-产品描述示例………………………………31
1范围
本欧洲标准规定了组合式空气处理机组规格和性能的技术要求和检验规则。
本标准还规定了组合式空气处理机组部件和功能段的技术要求、产品分类和检验规则。
对于许多部件和功能段，本标准可参照单独的部件标准，但是对部件标准规定了应用的范围。
本标准适用于不同尺寸但具有相同的制造模式的标准化设计或用户定制的机组。
本标准也适用于整体式或现场组装式空气处理机组。
一般来说，适用于本标准的机组至少包括一台风机，一台换热器和一个过滤器。
本标准不适用于以下机组：
a）建筑内用于有限面积的空调机组，如风机盘管机组
b）住宅建筑的机组
c）主要用于制造过程中通风机组
2引用文献
EN305换热器－换热器的技术要求和测试流程
EN308换热器－空气－烟气热回收装置性能的测试流程
EN779一般通风的空气粒子过滤器－要求，测试和标志
EN1216换热器－强制循环的空气冷却和加热盘管－性能的测试流程
EN1751:
1998建筑通风－空气末端装置－空气节流器和阀门的空气动力学测试
EN1886:
1998建筑通风－空气处理机组－机械性能
EN10088-2不锈钢-第2部分：
一般用途的片/板和带状的技术转移工况
CR12792建筑通风－符号和术语
prEN13030:
1997建筑通风－末端－模拟雨天的天窗性能测试
EN25136声学-风机扩散到风管的噪声声功率级-内风管方法（ISO5136:
1990和技术勘误表1:
1993）
ENISO3741声学-用噪声声压级计算噪声源的声功率级水平-用于反射室的精确方法（ISO3741:
1999）
ENISO3744声学-用噪声声压级计算噪声源的声功率级水平-用于有一面反射面的开阔空间的工程方法（ISO3744:
1994）
ENISO3746声学-用噪声声压级计算噪声源的声功率级水平-用于有一面反射面的全封闭空间的统计学方法（ISO3746:
1995）
ENISO7235声学-有风管消声器的测试流程-插入损失，流动噪声和总压力损失（ISO7325:
1991）
ENISO9614-1声学-用噪声声强级计算噪声源的声功率级水平-第一部分：
离散点的测试（ISO9614-1:
1993）
ENISO9614-2声学-用噪声声强级计算噪声源的声功率级水平-第二部分：
扫描测试（ISO9614-2:
1996）
prENISO9614-3:
2000声学-用噪声声强级计算噪声源的声功率级水平-第三部分：
扫描测试的精确方法（ISO/DIS9614-3:
2000）
ISO3966密闭管道内的流体流量测试－采用毕托静压管的速度面积法
ISO5167-1通过压差装置的流体流量测试-第一部分：
安装于圆形横截面管道内孔板，喷嘴和文丘里管
ISO/TR5168流量测试-不确定度估计
ISO5221空气分布及扩散-空气处理风管内空气流量测试方法的规则
ISO5801:
1997工业用风机-采用标准化风道的性能测试
3术语和定义
3.1空气处理机组
由各种功能段组装在一起，包括一个或几个风机和其他一些必要的设备组成，执行如下一个或更多的功能：
循环，过滤，加热，冷却，热回收，加湿，除湿和空气混合。
3.2空气处理机组的功能段
空气处理机组的功能单元，在一个箱体内包括一个或几个组件
3.3空气处理机组的组件
空气处理机组最小的分离功能
3.4送风段
空气处理机组送风机的下游段
3.5空气处理机组箱体
机组内部部件固定用的外壳
3.6新风、送风、抽风、回风、排风的开口
空气处理机组用于引风或排风的开口，例如新风、送风、回风和排风的开口
3.7风阀段
空气处理机组包括节气闸或阀的功能段
3.8混合段
在此功能段中，室外新风和回风按照某个可控的方式混合，一般包括一个节气阀（每股空气流上）和一个混合室
3.9过滤段
包括过滤器及其相关联的框架
3.10热回收段
在此功能段中，热量（也有可能湿量）直接或者采用中间传热介质从一种空气流转移到另一种空气流
3.11空气加热和冷却盘管
热量通过一种传热介质转移到空气（热盘管）或者相反的方向（冷盘管）的热交换器
3.12消声段
在此功能段中，传递到风管或室外空气的声音将降低
3.13加湿段
在此功能段中，湿量可加入到空气中
3.14风机段
用于安装风机的功能段
3.15组合段
在此功能段中，两个或更多的功能组合在一起
3.16功能
3.16.1空气处理
某一或更多空气状态改变的过程，如温度、湿度、灰尘量、细菌量、蒸气量
3.16.2空气类型
设计用于通风、空调或空气处理的空气流，例如室外新风，排风、抽风等。
3.16.3冷却
排出的潜热或显热
3.16.4除湿
从空气中排出的可控水蒸气量
3.16.5过滤
从流体或气体中排出的微粒物质
3.16.6加热
从一个实体或介质传入到另一介质的热量
3.16.7加湿
向空气流或空间中加入的可控水蒸气量
3.16.8消声
可控的声功率的降低
3.17参数
3.17.1空气流动
在设定通道内空气流动（如风管）
3.17.2空气流量
通过某一截面的空气质量或体积流量
3.17.3旁通因子
转向流量与主流流量和转向流量之和的比值
3.17.4旁通泄漏
通过箱体内部件之间的不希望和不可控的非处理空气进入到处理过的空气量，例如过滤器和盘管
3.17.5箱体变形[参考：
凸起，凹陷]
当遇到正压[凸起]或负压[凹陷]时，壳体外部表面的变形。
当针对某一空气压力时，以最大变形点和参考平面距离的测量差异来表示。
3.17.6除霜热比率
转移到送风的能量（不包括投入除霜的能量）和排风最大可回收能量的比值。
3.17.7空气泄漏因子f
采用单位箱体面积的空气泄漏量作为气密性的指标（外部空气泄漏）
3.17.8空气泄漏量qvl
在某一空气压力下，空气处理机组的空气泄漏量（外部空气泄漏）
3.17.9外部总压差
空气处理机组出口和进口全压之差
3.17.10加湿效率
通过加湿器蒸发加入的水的质量与理论需要加入到某一温度下的饱和状态所需的理论质量之比
3.17.11内部空气泄漏率
某一功能段内两股空气流之间的空气泄漏量
3.17.12热桥系数
外表面任意一点与内表面空气平均温度的最小温度差与内外表面平均空气与空气温度差的比值
3.17.13传热系数U
单位面积和机组温度差的热流
4符号及单位
表1-符号，机组和下标
符号
项目
单位
Ac
风管的横截面积
m2
c
空气里的声速
m·s-1
d
有效风管直径
m
f
空气泄漏因子
l·s-1·m-2
k
总测试时间内的测试次数
-
kb
箱体热桥系数
-
Le
风管末端矫正值
dB
LW
声功率级
dB
LWA
加权声功率级
dB（A）
nF
风机的转速
s-1
pE
电动机输入功率
W
pa
大气压力
Pa
pd
动压
Pa
ps
静压
Pa
pf
风机压力
Pa
pt
外部全压差
Pa
ptU
机外全压差
Pa
pv
水蒸气分压力
Pa
Qdefr
在一个完整的结霜和除霜周期内总的能量输入
J
qmn
回收装置的名义空气质量流量
kg·s-1
qm
空气质量流量
kg·s-1
qv
空气体积流量
m3·s-1
qvm
测量和转化的空气体积流量
m3·s-1
qvs
名义的空气体积流量
m3·s-1
ta
干球温度
℃
tm,i
测点温度
℃
ti
平均内部空气温度
℃
t
偏差范围
%
u
测试数据的不确定度
%
uLoc
当地的一致性等级
%
U
箱体传热系数
W·m-2·K-1
V
某点空气速度
m·s-1
△τ
取样周期
s
△p1
排风侧压降
Pa
εD
除霜热比率
-
ηt
温度混合效率
%
ηloc
当地混合效率
%
ρ
密度
kg·m-3
下标
1
进口
2
出口
11
排气进口
12
排气出口
21
送风进口
22
送风出口
i
内部的
H
高温空气流量
L
低温空气流量
M
混合空气流量[平均温度]
tot
混合段下游的空气流量
缩写
HVAC
供热、通风和空调
5组合式空调机组的性能和检验
5.1概要
组合式空调机组的整体性能不能被定义为单个部件和功能段的性能之和。
因此，以下的测试过程适用于组合式空调机组的整体，在特殊情况或已取得认可的情况下，可适用于组合式空调机组的某个部分。
5.2节中介绍的测试方法包括了风量、机组外部全压和消耗功率。
如果选择合适的测试系统，测试过程能被扩展到5.3节中介绍的在名义风量下，从组合式空调机组传递到风管系统的噪声测试。
5.2空气动力学性能测试
5.2.1特性和数值
5.2.1.1特性
a）机外全压差：
空气体积流量特性：
在测试平面的风量下，空气处理机组进出口全压差。
b）电动机输入功率：
空气体积流量特性：
风机电机的输入功率和风量的关系。
这些特性需要由测试状态下的值转化到标准状态下的值，标准状态下空气密度为1.2kg/m3。
这些特性应该表示的是名义风机速度下的值，但如果风机存在固有速度偏差，则不需要修正。
5.2.1.2数值
a）风量（qv）：
可以采用符合ISO5221，ISO5167-1或ISO3966等的喷嘴、孔板或毕托管等任意一种方法测试，。
b）机外全压差（ptu）：
采用5.2.3.2定义的方法测试压力，并计算机组出口和进口的全压差，风管的尺寸必须是生产厂家规定的尺寸。
这里：
pt等于静压ps和动压pd之和，单位Pa。
c）空气密度（ρ），采用ISO5801:
1997规定了的如下公式计算，单位为kg/m3：
公式中：
pa：
大气压力，Pa
pv：
空气中水蒸气的分压力，Pa
287：
干空气的气体常数，kJ/kg。
ta：
空气干球温度，℃，
d）空气温度（ta）:
测试位置接近于风量测量平面。
e）风机转速（nF）：
在任何一测试点时都需要被测试。
f）电动机输入功率（PE）：
在任何一测试点，风机电机的功率都需要被测试。
另外还需要记录电压和任何一相的电流。
5.2.2测试方法
5.2.2.1方法的基础
测试依据ISO5801:
1997中的某一种方法，考虑到空气处理机组的表面形状和能够利用的设备，采用最合适的测试安装类型B、C、D。
三种安装类型如下所示：
安装类型B：
自由进口，风管出口
安装类型C：
风管进口，自由出口
安装类型D：
风管进口，风管出口
上述分类的解释如下：
自由进出口表示空气直接进出组合空调机组，未受任何阻拦。
风管进口或出口表示空气通过和机组相连的风管进出机组。
5.2.2.2风室测试方法
采用标准测试风室时，必须确认其满足ISO5801:
1997第30章的要求。
5.2.2.3管道测试方法
对安装类型B、C、D，应该确认风管系统的共同部分满足ISO5801:
1997第29章的要求。
安装类型B、D所连接的出口风管尺寸应由机组空气出口的截面尺寸确定，安装类型C、D所连接的进口风管尺寸应由机组空气进口的截面尺寸确定。
5.2.3测试过程
5.2.3.1测试工况
将空气处理机组的控制待测风量的风口全开，而构成其他空气回路的风口，如旁通或回风风口应该全关。
空气处理机组设计时涵盖的所有部件在测试时都要装上，并且要求过滤器清洁，盘管干燥。
如果对机组内部压力没有负面影响的话，可采用增加机组全压差来替代，增加的全压差等于额定平均和初始的过滤器压降。
5.2.3.1.1带有热回收机组的测试
不同空气流侧的泄露在测试中应该考虑。
5.2.3.1.1.1整机测试（两侧空气流）
应该测试送风侧和排风侧的空气流量，控制外部压力为设计压力，除非额外标明，室外空气侧和排风侧压降被设定到50Pa。
剩余的外部压力应该安置在送风和排风进口处。
为了避免排风向送风的泄露，要求压力P2高于压力P3。
测试压力P2和P3，泄露和额外压降为制造商的责任。
5.2.3.2测试
测试开始时，应该先测试大气压力和温度，随着测试的进行，继续观察其变化。
压力测试位置和方法详见ISO5801，测试应在额定工况上下取点，需要能够做出曲线，有必要时涵盖所有的运行范围。
每个测试点上，记录风机转速和风机电动机输入电功率。
5.2.4结果处理
对每一个工况点，依据ISO5801计算机外全压和风量。
在大多数情况下，当马赫数小于0.15，风机压比小于1.02（即在空气中，相应的压力升高小于2000Pa）时，采用简化的计算过程已经足够。
外部全压和电动机的输入功率应该转化成标准空气密度1.20kg/m3下的值。
5.3声学性能测试
5.3.1概要
5.3.1.1声学测试
5.3.1.1.1风管产生的噪声测试
由机组进入进出风管的噪声水平测试，可依据以下任意一个标准给出的测试方法：
ENISO3741,ENISO3744,ENISO3746,ENISO9614和ENISO25136。
5.3.1.1.2箱体扩散的噪声测试
从整个空气处理机组产生的箱体扩散噪声测试，可依据下列某一测试方法：
ENISO3741，ENISO3744,ENISO3746和ENISO9614。
说明：
当组合式空气处理机组的进出口都是自由进出口时，箱体扩散的噪声水平将包括由自由进出口发出的噪声。
5.3.1.1.3箱体介入损失测试
箱体声学隔绝测试可依据EN1886:
1998的第8.8条。
5.3.1.2工作点
空气处理机组应该工作在厂家标示的工作点上。
5.3.1.3管道系统
管道系统的尺寸要和厂家推荐的进出口开口尺寸一致，并且整个管道的横截断面均保持恒定。
管道长度至少是3倍的管道当量直径，但不少于2.6m。
当测试按照ENISO5136时，上述要求可能并不适合，在这种情况下，应该依据ENISO5136的要求。
5.3.1.4空气流动工况
在测试中，噪声仪探头应该暴露在空气流速中，当空气流速超过2m/s时，需要在测试头前加橡塑头。
在房间里的噪声测试，推荐风量（m3/s）和房间容积（m3）的比值不超过1/60。
5.3.2声学测试的安装要求
5.3.2.1机组箱体扩散的噪声
5.3.2.1.1测试安装
图4给出了几种方法可用来测试从机组箱体扩散的声功率级。
图4a）和图4b）给出了混响室测噪声的装置，测试依据ENISO3741。
图4c）给出了空旷地测试的装置，测试依据ENISO3744（精确分类2），ENISO3746（精确分类3）或ENISO9614。
图4机组箱体扩散的噪声测试
5.3.2.1.2风管系统散出的噪声
风管是阻止噪声从风管向外传播到噪声测量装置的有效装置。
为了证明风管对抑制噪声的显著效果，需要进行确认试验。
例如：
把低吸音的材料一层层的包裹在风管外侧，直到相对于前一噪声测试，所关心的八个频段的噪声变化均不超过1dB。
5.3.2.1.3节流装置
测试时，需要用节流装置将机组运行调整到名义工作点。
节流装置应远离机组箱体安装或安装在测试房间以外，避免噪声测试受到其干扰。
5.3.2.2由机组传递给风管系统的噪声
5.3.2.2.1测试安装
由机组传递给风管系统的噪声声功率级测试应该采用图3所示的某一种测试装置。
图5a）给出的是采用混响室测试的安装图。
测试依据标准ENISO3741，风管末端的修正依据第5.3.2.2.4条。
图5b）给出了采用开阔地方法测试的安装图。
测试依据ENISO3744和ENISO9614。
风管末端的修正依据第5.3.2.2.4条。
图5c）给出了采用消声终端测试的安装图。
测试依据EN25136。
图5由机组传递给风管系统的噪声测试
5.3.2.2.2节流装置
测试时，需要用节流装置将机组运行调整到名义工作点。
节流装置安装位置应满足在风管内时其产生的噪声声压级低于由机组传递给风管噪声声压级10dB。
推荐节流装置不安装在被测试的风管内。
5.3.2.2.3屏障
当采用开阔地测噪声方法（ENISO3744,ENISO3746,ENISO9614），需要采用如图3b的屏障来模拟反射板。
这个屏障采用高密度、高反射特性的材料制成，屏障面积要远大于测试环绕面积。
相对于机组传递噪声范围而言，屏障面积要足够大。
5.3.2.2.4风管末端修正
当声音传播经过某个断面时，如离开风管进入某一房间或开阔空间，就会发生末端反射现象。
当末端反射发生时，一些噪声又被反射回风管内，而并不进入到房间或空间内。
由于这个原因，需要对所测得的噪声声功率级进行风管末端的修正。
风管末端修正量Le的计算依赖风管末端尺寸。
从反射室墙或屏障算起，如果风管超出长度大于或等于一倍的风管当量直径时，采用如下的自由空间公式：
风管终端如果采用直接射流，或从反射室墙或屏障算起，风管超出长度小于一倍的当量直径，采用下列的射流公式：
这里：
f频率Hz
c音速m/s
d风管的当量直径m
（5）
Ac风管的横截面积m2
修正量应对每个分频段都计算，采用每个分频段的声功率水平加上修正量。
5.4容许量
空气性能的名义值或额定值应该是最可能的，而不是最大或最小可接受值。
额定工作点的测试依据ISO5801:
1997的第16.7节进行。
容许量只征对特定的某个工作点或几个工作点。
而不是空气处理机组特性上的所有点。
实验测得的特性值最后都要数学处理到标准空气密度下。
空气处理机组的可接受的容许量如表2给出。
空气处理机组特性图上的实际工作点相对于名义值的允许偏差是名义工作点的容许范围和测试数据不确定度的和。
不确定度来源于测试方法、测试装置和仪器，表示成95%的置信水平下的值。
例如：
图6简要说明了离开的空气流量。
这里
t工作点的容许范围
u测试值得不确定度%
qvs名义空气流量m3/s
qvm测试并转化的空气流量m3/s
qvm-qvs=△qv≤t×qvs+u×qvm
是空气流量的允许偏差。
表2空气处理机组性能容许值
工作值
容许范围t
备注
空气流量qvm3/s
±5%
全压差△ptPa
±5%
电动机输入功率PEW
+8%
负偏差是允许的
传递给风管和箱体扩散的声功率级LWAdB
+4dB
负偏差是允许的
说明：
测试数据、测试装置和方法的不确定度参考ISO5801:
1997或者ISO/TR5168的第16条。
图4给出的是ISO5801:
1997的第16.7条的一个例子。
5.5测试报告
测试报告应该包含以下信息。
测试任一部件或功能段时，可以采用下面的列表，完成相关的项目，并对部件和功能段定义附加的项目。
a）测试时间
b）测试实验室名称和位置
c）测试工程师或测试见证人名字
d）被测空气处理机组型号和描述，包括名牌上的细节。
e）采用的测试标准
f）测试方法和采取的配置
g）空气处理机组和测试装置的描述和草图，包括机组风门的位置
说明：
M测试点t额定工作点的容许偏差范围
S额定点u测试变量的测量不确定度
图6对额定工作点性能测试中的测试数据的评价
h）
机组和风管系统接口的详细描述
i）使用仪器
j）包括所有测试数据和由测试数据得到计算数据的表格。
声学数据应该包含以下信息：
机组的工作点，包括风机转速、空气体积流量、全压差、风管面积、使用的测试标准和测试装置的描述。
声学数据应该包括从125Hz到8kHz每个分频段的声功率级和总的噪声值dB（A）,及需要用到的修正值
k）如果合适，作表列出干净过滤器和使用中期或末期的压差修正值
l）作图表示外部总压差和电动机输入功率随空气流量的变化曲线
6空气处理机组的部件和功能段
6.1概述
下面的章节给出了空气处理机组的部件和功能段测试的方法和要求。
但是，特别注明的是，作为空气处理机组的部件和功能段的特性，和作为单独的部件在理想状况下的测试特性，是不同的。
附录A定义的是热回收段除霜装置的测试和要求。
附录B给出了空气处理机组、部件和功能段的安装、操作和维护指导。
附录C给出了产品描述的例子。
制造商应该提供在运行维护方面的指导，包括推荐清洗周期、方法和工具等。
6.2箱体
进出的动压从经济方面讲应该低。
机组箱体应该采用防腐和耐磨损的材料，这些材料不会产生有毒的物质，也不会形成微生物的寄生地。
壁板结构采用双面板中间加绝缘材料。
箱体表面应该相应有一定的质量，例如采用镀锌钢板。
避免采用有棱的角，或者尖锐的物体。
从箱体渗漏进入的未过滤的空气会造成卫生问题，因此，箱体的密封性要达到EN1886:
1998的要求。
有需求时，能够对所有部件进行检查、清洗和消毒。
因此，机组在设计时，就要考虑机组部件很容易接触到，能够从上游或下游的检修门或板进入并很容易清洗，到内部高度超过1.6m时应该能够被摘出来。
采用的密封不应该吸收灰尘，不应该形成微生物的寄生地。
清洗部件时需要箱体内表面光滑。
机组进出口应有防雨措施。
而且，外部空气吸入室的底部应该要有一定的坡度，以利于进入的水在可控的方式下排干。
任何等效的装置也可以被采用。
为了避免水进入箱体，推荐最大的空气流速如表3。
所有的孔应该能够阻止小动物和碎石进入。
最大20mm*20mm。
表3防雨/推荐最大空气流速
防雨
推荐
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