空调箱热平衡模拟器

空调箱(AHU)将新风与回风混合，经过滤器、加热盘管、冷却盘管、加湿器和风机，调节送往室内的送风温度与湿度。热平衡是指由入口空气状态(温度、湿度)和盘管吸收／释放的热量决定出口(送风)状态的收支关系。

空气携带的热量分为两类：改变干球温度的显热，以及改变含湿量(绝对湿度)的潜热。加热盘管通常只提供显热；而当冷却盘管表面低于露点时会发生结露，在降低温度(显热)的同时去除水分(潜热)。

在气流动画中，从左侧进入的空气依次经过加热盘管(红带)和冷却盘管(蓝带)。粒子颜色表示温度(蓝=冷 / 红=暖)，粒子内白点的亮度表示湿度(越亮越潮湿)。当冷却盘管结露时，蓝带下方有水滴落下表示除湿。

在湿空气焓湿图上，状态点从入口(I)→加热后(H)→出口(O)移动。横轴为干球温度，纵轴为含湿量：出口点下移表示除湿，右移表示加热，左移表示冷却。负荷柱状图并列显示显热(橙)与潜热(青)的大小，使其占总热的比例(显热比 SHF)一目了然。

本工具采用旁通因子法。冷却盘管出口干球温度为 $T_{out}=T_{adp}+BF\,(T_{in}-T_{adp})$，BF越小空气越接近ADP(装置露点)。除湿量近似为出口含湿量 $w_{out}=w_{adp}+BF\,(w_{in}-w_{adp})$，其中 $w_{adp}$ 为ADP处的饱和含湿量。加热盘管按 $T_{out}=T_{surf}-BF\,(T_{surf}-T_{in})$ 只升高温度，含湿量保持不变。

负荷为 $Q_s=\dot m\,c_p\,(T_{in}-T_{out})$、$Q_l=\dot m\,h_{fg}\,(w_{in}-w_{out})$，总热 $Q_t=Q_s+Q_l$。符号约定以"空气失去的热为正(冷却·除湿)"。质量风量 $\dot m=1.2\times\dot V/60$(kg/s, $\dot V$ 单位 m³/min)。例如 120m³/min、30℃60%RH、ADP10℃、BF0.12 时，Qs≈42kW、Ql≈44kW、Qt≈87kW，可见除湿负荷与显热同等之大。

办公楼及租户空间空调箱(AHU)盘管容量的初步评估。在夏季峰值工况下估算显热、潜热、总热负荷，初选冷水机组与盘管排数。

既有空调箱送风温度或湿度不足的排查。调高BF以再现滤网污垢或风量过大造成的除湿不足，评估清洗或风阀调整的效果。

新风处理机组(OAU)以及厨房、剧场等潜热较大的用途，通过查看显热比(SHF)判断是否需要再热或专门的除湿运行。

"冷却=除湿"并不成立。若盘管表面(ADP)高于空气露点，则只降温而潜热负荷为零。想要除湿，必须把ADP设在露点以下。

旁通因子不是固定值，会随运行状态变化。增大风量会提高迎面风速并恶化BF，导致除湿不足。风量与除湿是一对取舍。

负荷与质量风量ṁ成正比。即使体积风量(m³/min)相同，若空气密度因高温或高海拔而改变，负荷也会变化。本工具将密度固定为1.2kg/m³，极端工况下请加以修正。