一次回風系統屬于集中式空調系統出現最早、最基本、最典型的空調系統。主要特征為：回風與新風在熱濕處理設備前混合，適用于送風溫差可取較大值時或室內散濕量較大時。
空調機組集中設置在空調機房，房間內所需風量用空調機組進行冷卻、加熱、加濕、初效和中效（如果是潔凈空調系統），而后用送風機通過送風管送到房間的吊頂上方，再經過高效過濾器（潔凈房間）或普通風口（普通房間）送到室內。室內的空氣由回風口收集后，再由回風管送回到空調機組的回風段，與新風混合后再次循環。
一次回風系統的優點：
1、設備簡單，節省最初投資；
2、可以嚴格的控制室內溫度和相對濕度；
3、可以充分進行通風換氣，室內衛生條件好：
4、空氣處理機組集中在機房內，維修管理方便；
5、可以實現全年多工況節能運行調節；
6、使用壽命長；
7、可有效的采取消聲和隔振措施；
一次回風系統的缺點：
1、機房面積達，風道斷面大，占用建筑空間多；
2、風管系統復雜，布置困難；
3、一個系統供給多個區域，當區域負荷變化不一樣時，無法進行精確調節；
4、空調房間之間有風管連通，使各房間相互污染；
5、設備與風管安裝量較大，周期較長。
在潔凈室的設計過程中，其送風量一般按換氣次數確定，對于百級以上潔凈室，其要求嚴格，為潔凈單向流，一般不按換氣次數確定，其送風量為：送風口有效面積*出風口風速（風速一般為0.25m/s~0.3 m/s，考慮衰減，一般取0.4 m/s ~0.45 m/s）。千級潔凈室：50～60次/h，萬級潔凈室：15～25次/h，十萬級潔凈室：10～15次/h（對于高熱型電子廠房應還要按消除余熱去計算送風量，兩者取較大值）。其送風狀態點較之舒適性空調難確定。現以某電子廠潔凈室夏季一次回風系統為例，設計參數見下表：
|
房間 |
凈化等級 |
換氣次數 |
室外參數 |
室內設計參數 |
||
|
干球溫度 |
濕球溫度 |
干球溫度 |
相對濕度 |
|||
|
m3/h |
oC |
oC |
oC |
% |
||
|
1 |
千級 |
55 |
35.7 |
28.5 |
24 |
55 |
|
2 |
萬級 |
25 |
35.7 |
28.5 |
24 |
55 |
|
3 |
十萬級 |
15 |
35.7 |
28.5 |
24 |
55 |
風量負荷計算見下表：
|
房間 |
面積 |
層高 |
換氣次數 |
人員 |
送風量 |
余熱量 |
余濕量 |
熱濕比 |
新風量 |
回風量 |
|
m2 |
m |
m3/h |
個 |
m3/h |
kw |
kg/s |
ε |
m3/h |
m3/h |
|
|
1 |
142 |
3 |
55 |
22 |
23430 |
40 |
0.00127 |
31621 |
2343 |
21087 |
|
2 |
136 |
3 |
25 |
18 |
10200 |
24 |
0.00104 |
23188 |
1020 |
9180 |
|
3 |
136 |
3 |
15 |
16 |
6120 |
20 |
0.00092 |
21739 |
612 |
5508 |
備注：新風量取10%
空氣處理過程：采用一次回風處理方式，室外新風與回風混合后處理至露點L，經再熱后至送風狀態點O，由O點沿熱濕比線吸收室內余熱余濕后，達到室內狀態點。處理過程如下圖所示：
圖1：潔凈室一次回風空氣處理焓濕圖
由于潔凈空調是根據送風量來確定送風溫差（送風溫差較小），故一般不能采用露點送風。
各狀態點確定（以千級潔凈室為例）：
Δh=Q/G
Δh：室內狀態點同送風狀態點的焓差（in-io）；
Q：室內余熱；
G：房間送風量；
室內狀態點焓值in為：50.26kJ/kg，Q：40 kw，G：23430 m3/h（7.81kg/s），可得：
Δh=40/7.81
=5.12kJ/kg
即可求出送風狀態點的焓值io =45.14 kJ/kg，過io作等焓線與熱濕比線（對于高熱型電子廠房，室內散濕量極少，主要散濕源為人體散濕，熱濕比線近似于垂直，所以對回風的處理不能是除濕過程）的交點即可得送風狀態點O。L點：連接室內點N與送風狀態點O，并延長與95%等相對濕度線相交，即得L點。M點：根據新回風混合，混合比等于新回風之反比，即NM/MW=新風量/回風量，即得M點。各狀點參數見下表：
|
狀態點 |
干球溫度 |
濕球溫度 |
露點溫度 |
相對濕度 |
含濕量 |
焓 |
|
oC |
oC |
oC |
% |
g/kg |
kJ/kg |
|
|
N |
24 |
17.8 |
14.4 |
55 |
10.22 |
50.26 |
|
W |
35.7 |
28.5 |
26.4 |
58.8 |
21.83 |
92.08 |
|
M |
25.2 |
19.1 |
16.1 |
56.9 |
11.38 |
54.44 |
|
L |
15.2 |
14.7 |
14.4 |
95 |
10.22 |
41.2 |
|
O |
19 |
16.1 |
14.4 |
74.6 |
10.22 |
45.14 |
由圖可知：
室內負荷：Q1=G*（in-io）
=7.81*5.12
=40kw
新風負荷：Q2=Gw*（iw-in）=G*（iw-in）
=0.781*41.82
=32.7kw
再熱量： Q3=G*（io-il）
=7.81*3.94
=30.77kw
總負荷： Q= G*（iw-il）=Q1+Q2+Q3
=40+32.7+30.77
= 103.5kw
同理可計算其他幾間潔凈室的冷量同再熱量。
|
房間 |
面積 |
級別 |
送風量 |
余熱量 |
新風量 |
新風負荷 |
回風量 |
總負荷 |
再熱量 |
|
m2 |
m3/h |
kw |
m3/h |
kw |
m3/h |
kw |
kw |
||
|
1 |
142 |
千級 |
23430 |
40 |
2343 |
32.7 |
21087 |
72.7 |
30.77 |
|
2 |
136 |
萬級 |
10200 |
24 |
1020 |
14.2 |
9180 |
38.2 |
6.8 |
|
3 |
136 |
十萬級 |
6120 |
30 |
620 |
8.6 |
5508 |
28.6 |
/ |
對于上述十萬級潔凈室，若按規范所要求的換氣次數去確定其送風量，進而計算確定送風狀態點，可發現，由于送風量過小，在焓濕圖上找不這一狀態點，此時送風量必須按消除室內余熱來計算（此情況下可采用露點送風，不須再熱）。
上述十萬級潔凈送風量：
G=Q/in-il
=30/(50.26-41.2)
=3.31kg/s（9933m3/h）
新風負荷： Gw=0.331*（92.08-50.26）
=13.84kw
觀察分析可知，在一次回風系統中須再熱，浪費能源，同時由于冷熱抵消，還要多消耗等量的冷量，不符合節能原則。
由于現階段，自動控制技術越來越成熟，大部分工程公司都采用PI控制器或DDC控制器來控制空調的溫濕度（控制冷凍水流量），控制原理如下圖所示：
圖2：DDC自動控制原理圖
控制原理：
安裝在回風管內的溫度傳感器T檢測的溫度送至DDC與設定的點相比較，用比例積分控制，輸出相應的電壓控制電動調節閥M的開度，從而精確調節凍凍水流量，使送風溫度保持在所需要的范圍內。
同理，安裝在回風管內的濕度傳感器H所檢測的濕度送往DDC與設定值相比較，用比例積分控制輸出相應的電壓信號，控制表冷器電動調節閥或加濕器的電動調節閥的開度，控制除濕量或加濕量，使送風相對濕度保持在所要求的范圍內。
由于DDC根據回風所反饋的溫濕度自動控制冷水的流量同加濕用蒸汽量，控制精確，故現對DDC的使用已走進了一個誤區：對于一次回風系統不使用再熱，完全依賴DDC的自動控制，即室內多少負荷，通過DDC控制電動閥，給冷盤管多少冷凍水量，或相當一部分人認為，用DDC控制冷凍水量，便處理過的空氣直接達到送風狀態點，省去再熱量同等量的冷量。通過分析可知，僅用DDC控制不能使空氣狀態直接達到送風狀態點。結合焓濕圖，詳細分析如下：
方案1:從焓濕圖可看出：從M點到O點是一個降溫除濕過程，但O點不是露點，且線段MO上任一點都不存在露點，故從M點直接處理至O點是不可能實現的。
方案2：從焓濕圖可看出：從M點到L點是等濕過程（即提供的冷凍水溫度高于其露點，即干盤管），從L點到O點為等焓除濕過程，這一個過程難以實現。
方案3：從焓濕圖可看出：新風集中處理至露點L（承擔部分室負荷），室內回風處理至L’點（等濕過程），處理過的新風同回風的混合點剛好在送風狀態點O上：L’O/OL=新風量/回風量。
此種空氣處理方式，新風由新風機組集中處理，再與處理過的回風混合至送風狀態點，省去再熱量，適用于多個回風機組集中布置。
對于此種空氣處理方式，回風機組同新風機組對冷凍水水溫要求不同，由于冷水機組的冷凍水供回水溫度通常為7oC-12oC，故新風機組直接引自冷水機組冷凍水即可，而回風機組所用冷凍水則須經換熱器換熱。回風處理狀態點可由DDC控制系統精確控制。各狀態點參數如下表所示：
|
狀態點 |
干球溫度 |
濕球溫度 |
露點溫度 |
相對濕度 |
含濕量 |
焓 |
|
oC |
oC |
oC |
% |
g/kg |
kJ/kg |
|
|
N |
24 |
17.8 |
14.4 |
55 |
10.22 |
50.26 |
|
W |
35.7 |
28.5 |
26.4 |
58.8 |
21.83 |
92.08 |
|
L’ |
19.5 |
16.3 |
14.4 |
72.6 |
10.22 |
45.58 |
|
L |
15.2 |
14.7 |
14.4 |
95 |
10.22 |
41.2 |
|
O |
19 |
16.1 |
14.4 |
74.6 |
10.22 |
45.14 |
由圖可知：
新風負荷：Q1=Gw*（iw-il）
=0.781*50.88
=39.7kw
回風負荷：Q2=(G-Gw)*（in-il’）
=7.03*4.68
=32.9kw
總冷負荷：Q=Q1+Q2
=39.7+32.9
=72.9kw
同理可計算其他潔凈室新風負荷同回風負荷：
|
房間 |
面積 |
送風量 |
新風量 |
新風負荷 |
回風量 |
回風負荷 |
總負荷 |
|
m2 |
m3/h |
m3/h |
kw |
m3/h |
kw |
kw |
|
|
1 |
142 |
23430 |
2343 |
39.7 |
21087 |
32.9 |
72.6 |
|
2 |
136 |
10200 |
1020 |
17.3 |
9180 |
20.87 |
38.17 |
備注：上述十萬級潔凈室采用圖1所示空氣處理方式（露點送風）。
兩種空氣處理方式能量消耗對比如下表所示：
|
房間 |
面積 |
再熱式一次回風 |
非再熱式 |
節省冷量 |
節省量 |
節省再熱量 |
||
|
冷量 |
再熱量 |
總冷量 |
冷量 |
|||||
|
m2 |
kw |
kw |
kw |
kw |
kw |
% |
kw |
|
|
1 |
142 |
72.7 |
30.77 |
103.47 |
72.6 |
30.77 |
29.7 |
30.77 |
|
2 |
136 |
38.2 |
6.8 |
45 |
38.17 |
6.8 |
15.1 |
6.8 |
通過觀察可知：總冷負荷與再熱式一次回風系統的室內負荷+新風負荷的總和相等，即用些種空氣處理方式省掉了再熱量,同時還有相應等量的冷量,節能效益相當可觀.
DDC控制原理圖：
圖6：方案3DDC自動控制原理圖
當室內余熱增大時，溫度傳感器所反饋的溫度值大于DDC系統的設定值，DDC通過所反饋的信號去控制電動調節閥的開度，增大冷凍水流量從而提高送風溫差，才能消除室內余熱，即送風狀態點O下移。相應的回風處理狀態點L’也下移。L’O/OL=新風量/回風量。
同理，當室內余熱減少時，調節過程與室內余熱量增大時相反。
從焓濕圖上可看出此種空氣處理方式有一個特點：熱濕比大，回風處理為等濕處理。此種空氣處理方式對于低熱高濕型潔凈室是否也可行呢？我們可從焓濕圖上加以分析：
圖7：方案3在低熱高濕型潔凈室空氣處理焓濕圖
從焓濕圖可看出：新風集中處理至露點L（承擔部分室負荷），室內回風處理至L’點，為降溫除濕過程，L’點為非露點，故這一過程不可能實現。
綜上分析，此種一次回風空氣處理方式僅適用于高熱少濕型潔凈室。對于低熱高濕型潔凈室不能僅依靠DDC控制，必須采用再熱，才得到相適的送風狀態點，為節約能源，建議采用采用二次回風方式（空氣調節教材上已有詳細敘述，故在此不再贅述）。
結論：通過以上分析對比可以看出，針對高熱少濕型潔凈室，采用合適的空氣處理方式，可以達到節能目的，潔凈級別越高，節能效果越明顯。但對于低級別潔凈室節能效果不大，在實際建設中，從節能和投資的角度綜合考慮，采用常規一次回風（圖示所示空氣處理方式）更為合算。
