淺談空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制

楊淮海（貴州省橋梁建設(shè)集團有限公司，貴州 貴陽550001）

一、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制標(biāo)準(zhǔn)的探討

空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的范圍有許多方面，如建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工特性、冷熱負(fù)荷計算、溫度、濕度等參數(shù)指標(biāo)，空氣處理設(shè)備及控制系統(tǒng)的選擇，運行管理方式等。在這里介紹國內(nèi)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定及經(jīng)驗作為空調(diào)節(jié)能控制的設(shè)計、調(diào)試、運行的參考依據(jù)。

1、室外內(nèi)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

a.室內(nèi)溫度設(shè)定：一般來說夏季制冷時，溫度越高越節(jié)能，冬季采暖時溫度設(shè)定越低越節(jié)能。不同場所對空調(diào)溫度的要求是不一樣的，以下列出幾種場所的推薦溫度：

房間類型 住宅 客房 普通辦公室 商場夏季溫度26℃～28℃24℃～27℃26℃～28℃26℃～28℃冬季溫度18℃～20℃18℃～22℃18℃～20℃16℃～18℃

2、空調(diào)系統(tǒng)的控制

a.空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和運行控制應(yīng)盡量避免以下現(xiàn)象產(chǎn)生：①過熱、過冷。如夏季溫度設(shè)定為27℃，實際溫度達到25℃；②空氣冷卻后再熱或空氣加熱冷卻，對溫濕度要求較高的場所會產(chǎn)生此現(xiàn)象；③混合，經(jīng)處理后不同溫度的空氣混合意味著能量損失；④過除濕；⑤新風(fēng)量過大，民用建筑空調(diào)系統(tǒng)運行中這種現(xiàn)象很普遍，沒有得到重視。b.在空調(diào)區(qū)域中，冷熱負(fù)荷特性相差較大的場所應(yīng)分區(qū)處理。一個空氣處理系統(tǒng)只服務(wù)于負(fù)荷特性相同或相近的區(qū)域；c.采用可變新風(fēng)系統(tǒng)比固定新風(fēng)系統(tǒng)更節(jié)能。在過渡季節(jié)中使用全新風(fēng)，大大地節(jié)省冷源。d.在每一個空調(diào)區(qū)域應(yīng)裝有溫度、濕度傳感器，每一個空氣處理系統(tǒng)中要裝上溫度、濕度調(diào)節(jié)器，還要有冬季工況、過渡季度工況和夏季工況三個工況的自動識別和轉(zhuǎn)換裝置。e.空調(diào)系統(tǒng)中有條件利用排風(fēng)熱能的一定設(shè)置熱能回收裝置。這樣將會節(jié)省70%左右的新風(fēng)能耗。

二、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制

我們著重從室內(nèi)溫濕度控制、新風(fēng)量控制、空氣處理的節(jié)能控制三個方面來介紹。

1.室內(nèi)溫濕度控制

除了少數(shù)特殊要求的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，對于大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)來說，全年的溫濕度設(shè)定值是可以改變的。合理地改變溫濕度設(shè)定值不僅能滿足舒適感，更主要的是能節(jié)約相當(dāng)大的能源。據(jù)有關(guān)資料報道，夏季室溫設(shè)定值從26℃升高到28℃，冷負(fù)荷可減少21%～23%；露點溫度設(shè)定值從10℃升高到12℃，除濕負(fù)荷可減少17%；冬季室溫從22℃降到20℃，熱負(fù)荷可減速少26%～31%；露點溫度從10℃降低到8℃，加濕負(fù)荷可減少5%。當(dāng)室溫在18℃～20℃時，調(diào)節(jié)器按冬季設(shè)定值比例控制；室溫在26℃～28℃時，按夏季設(shè)定值比例控制；室溫在20℃～26℃之間時，調(diào)節(jié)器設(shè)定值浮動，系統(tǒng)既不加熱也不冷卻。除了變設(shè)定值控制外，還有根據(jù)室外空氣參數(shù)修改室內(nèi)設(shè)定值的再設(shè)控制，兩者都具有節(jié)能效果再設(shè)控制更多考慮了舒適效果，這里不作介紹。

2、新風(fēng)量的確定及節(jié)能控制

由于室內(nèi)空氣衛(wèi)生的要求，空調(diào)系統(tǒng)不斷向室內(nèi)補充新風(fēng)。有關(guān)資料對許多場所有最小新風(fēng)量推薦值，但新風(fēng)量不是固定不變的，要合理地控制新風(fēng)量以達到節(jié)能上目的。對新風(fēng)量的控制有三種方式：按新風(fēng)干球溫度控制、按新風(fēng)焓值控制、按焓值比較器的熱回收控制。

a.按新風(fēng)干球溫度控制

如圖1所示，當(dāng)新風(fēng)干球溫度低于t1時，新、回閥門受新風(fēng)溫度超馳控制，將新量切換到最小值。當(dāng)新風(fēng)干球溫度高于t1時，調(diào)節(jié)器逐步開啟新風(fēng)門增大新風(fēng)量。新風(fēng)溫度升至t2，新風(fēng)量最大。新風(fēng)溫度在t2～t3時，保持最大新風(fēng)量。當(dāng)新風(fēng)溫度高于t3時，新風(fēng)閥門又受新風(fēng)溫度超馳控制，切換到最小新風(fēng)量位置。t1、t2、t3溫度值要根據(jù)實際情況確定。圖中t1～t3溫度區(qū)變新風(fēng)量比最小新風(fēng)量控制節(jié)能。

圖1

b.焓值比較器的熱回收控制

因篇幅所限，此方法只作原理介紹。通過測量元件測得新回風(fēng)的溫度與濕度，在焓值比較器內(nèi)進行比較，確定新風(fēng)比回風(fēng)具有較大的加熱（+H）或冷卻（-H）能力，并調(diào)節(jié)新回風(fēng)門的執(zhí)行器。溫濕度調(diào)節(jié)器把系統(tǒng)對能量需求的信號傳給比較器。然后使能量回收系統(tǒng)的執(zhí)行器按加熱/加濕或冷卻/除濕閥門的順序?qū)崿F(xiàn)比例控制。

3、空氣處理的節(jié)能控制

風(fēng)機盤管系統(tǒng)、一次回風(fēng)系統(tǒng)、二次回風(fēng)系統(tǒng)等在空調(diào)中應(yīng)用很廣泛，而在舒適性空調(diào)（無工藝要求的空調(diào)）中，一次回風(fēng)系統(tǒng)與風(fēng)機盤管系統(tǒng)等最為普遍。在這里介紹一次回風(fēng)系統(tǒng)以及風(fēng)機盤管系統(tǒng)的空氣處理節(jié)能方式。

a.一次回風(fēng)系統(tǒng)

一次回風(fēng)系統(tǒng)的空氣處理過程，l～s的加熱過程與w～l的冷卻過程造成冷熱互耗現(xiàn)象，這是不經(jīng)濟的。在一定的條件下通過改變淋水"露點"方式能避免這種冷熱互耗現(xiàn)象。如采用淋水旁通式空氣處理工藝。當(dāng)空氣處在w1(w2)通過淋水處理到l1（或l2）而非l點，然后與旁通繞過淋水室的空氣（其狀態(tài)仍在w1，或w2）混合，通過控制混合比例，可使混合后的空氣狀態(tài)在s點上避免了冷熱互耗。但是并非所有狀態(tài)的空氣都能避免冷熱抵消。hs為s點的等焓線，hl為l點的等焓線與t冷s線延伸線、ls將焓濕圖分為三個區(qū)，只有Ⅰ區(qū)狀態(tài)的空氣完成避免冷熱抵消，Ⅱ1、Ⅱ2區(qū)都會產(chǎn)生冷熱互耗，在Ⅲ區(qū)的空氣對淋水旁通式處理方式無意義。假如N的狀態(tài)沒有嚴(yán)格規(guī)定，如前面所述那樣：溫度在18～27℃，濕度在30%～70%；那么淋水旁通式的處理工藝會在室內(nèi)溫、濕度控制，調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度，送風(fēng)量，節(jié)能效果等方面發(fā)揮出色的作用。

b.風(fēng)機盤管系統(tǒng)

風(fēng)機盤管系統(tǒng)（包含新風(fēng)機）處理空氣的過程近似于。室內(nèi)空氣經(jīng)過風(fēng)機盤管冷卻后從狀態(tài)N點到狀態(tài)l點。圖中l(wèi)點是"露點"，而在實際情況中l(wèi)點是N1線上的某一點，通過調(diào)節(jié)水溫或水流量l點是可以改變的。室外新風(fēng)經(jīng)過新機處理后，從狀態(tài)點O到點N1送入室內(nèi)。室內(nèi)的濕熱負(fù)荷靠N1點的新風(fēng)與l點的空氣負(fù)擔(dān)，所以可近似的認(rèn)為N1點與l點空氣混合后再進入室內(nèi)。于是調(diào)節(jié)l點的空氣與N1點的新風(fēng)比例（保證最小新風(fēng)量），能使其混合狀態(tài)S1點落在熱濕比ε線上，在不限制送風(fēng)溫差的情況下可以避免冷熱互耗。S1點與理想送風(fēng)點S在絕大部分情況下是不重合的。當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)點O的含濕量do

由于水平有限，本文可能有不少片面之處，歡迎指正，敬請諒解。

[1]《空調(diào)與制冷技術(shù)手冊》.（同濟大學(xué)出版社1993年）.

[2]《空調(diào)設(shè)備與節(jié)能控制》.（中國建筑工業(yè)出版社1985年）.

[3]《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》.（中國建筑工業(yè)出版社1983年）.