空調(diào)全空氣系統(tǒng)與節(jié)能措施

白立春

（廣東南海國(guó)際建筑設(shè)計(jì)有限公司，廣東 佛山 528251）

0 引言

現(xiàn)代的辦公建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般會(huì)采用幕墻等全封閉形式的，所以需要的配套的空調(diào)系統(tǒng)要向室內(nèi)的空間來(lái)提供新風(fēng)以稀釋房間內(nèi)不良空氣的濃度，提供冷量（熱量）來(lái)滿足房間內(nèi)冷（熱）負(fù)荷的需要，改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量通常主要以機(jī)械換氣，輔助自然通風(fēng)的形式來(lái)進(jìn)行。空氣的處理系統(tǒng)通常有風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)、全空氣的定風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)以及全空氣的變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)。我國(guó)常用的為風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)能耗較小、其自控系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單實(shí)用，同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)，如對(duì)空氣的過(guò)濾效果較差、去濕能力較差以及溫度波動(dòng)大，已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的空氣環(huán)境品質(zhì)的辦公建筑的要求。全空氣的的空調(diào)系統(tǒng)能夠保證新風(fēng)量和換氣次數(shù)以及空氣過(guò)濾的效果，同時(shí)也避免了水害和潮濕的問(wèn)題。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的必要性

中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的選擇、管道的尺寸、機(jī)組的容量等設(shè)計(jì)都是根據(jù)夏、冬季節(jié)室內(nèi)外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)和相應(yīng)室內(nèi)最大負(fù)荷確定的，系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)過(guò)了安裝調(diào)試與運(yùn)行后達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但在使用空調(diào)時(shí)，室外的空氣參數(shù)都會(huì)隨季節(jié)氣候的變化而變化，實(shí)際的計(jì)算最大值不一定與最大負(fù)荷相一致，因此需要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)滿足用戶的空調(diào)要求。

2 對(duì)全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)的的運(yùn)行調(diào)節(jié)研究

目前，大型中央空調(diào)一般采用全空氣一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，如大型商場(chǎng)、餐飲中心等全空氣一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)備采用單風(fēng)管低速送風(fēng)，空調(diào)房間的冷、熱、濕負(fù)荷經(jīng)過(guò)空氣處理機(jī)處理后送入空調(diào)房間，對(duì)于民用中央空調(diào)大多是舒適性空調(diào)，其運(yùn)行調(diào)節(jié)主要考慮室內(nèi)空調(diào)冷熱負(fù)荷變化引起的室溫變化，濕負(fù)荷變化影響很小，為了分析和調(diào)節(jié)方便，通常不考慮濕負(fù)荷變化影響，空調(diào)工程上的全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行常用的調(diào)節(jié)方式可分為質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)以及混合調(diào)節(jié)三種。

3 全空氣定風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)

在全空氣空調(diào)系統(tǒng)中，定風(fēng)量系統(tǒng)一般維持全年的風(fēng)量固定不變，并且是按房間最大熱、濕負(fù)荷確定的送風(fēng)量。但在實(shí)際上，大多數(shù)情況下，空調(diào)房間的負(fù)荷低于最大負(fù)荷。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷低于最大負(fù)荷時(shí)，為了維持室溫設(shè)計(jì)水平，必須減少送風(fēng)溫差，其方法是通過(guò)再熱或混合，以熱量抵消部分冷量，形成冷熱能量抵消。其次，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷不是最大負(fù)荷時(shí)，送風(fēng)量大于實(shí)際需要量，為了輸送多余風(fēng)量，風(fēng)機(jī)需要多消耗電能。

4 全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)

在全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化及室內(nèi)參數(shù)要求的變化通過(guò)改變送風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度以滿足要求。采用變頻風(fēng)機(jī)作為送風(fēng)機(jī)，采用VAV BOX作為末端裝置，采用VAV控制器取代三速開(kāi)關(guān)+溫控器。VAV末端不以冷熱水閥為溫度調(diào)節(jié)工具，而是以送風(fēng)量作為控制參數(shù)。送風(fēng)機(jī)則采用變頻技術(shù)對(duì)混合新風(fēng)實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量調(diào)節(jié)，采用一級(jí)溫度調(diào)節(jié)控制，配合VAV末端實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量供應(yīng)。因此，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以按需提供風(fēng)量，避免了定風(fēng)量風(fēng)機(jī)的額外耗能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，同時(shí)又保留了全空氣空調(diào)系統(tǒng)回收利用室內(nèi)濕冷負(fù)荷的環(huán)保技術(shù)，比全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)更為先進(jìn)。但是，為了實(shí)現(xiàn)VAV末端裝置的變風(fēng)量調(diào)節(jié)功能，就需要保持送風(fēng)機(jī)的變風(fēng)量運(yùn)行，末端裝置調(diào)節(jié)與空氣處理機(jī)變頻調(diào)節(jié)通過(guò)混合新風(fēng)而發(fā)生串級(jí)耦合，新風(fēng)量與冷負(fù)荷兩個(gè)原本非相關(guān)性控制參數(shù)通過(guò)混合新風(fēng)而發(fā)生間接耦合，在自控工藝中必須增加去耦措施而變得復(fù)雜。VAV系統(tǒng)的性價(jià)比表現(xiàn)在系統(tǒng)的規(guī)模性上，多風(fēng)口之間、多支路之間通過(guò)風(fēng)管靜壓變化相互干擾引起系統(tǒng)波動(dòng)甚至失穩(wěn)，對(duì)自控工藝的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性提出了更高的要求。相應(yīng)初投資會(huì)比較高。

5 存在的問(wèn)題及看法

5.1 新回風(fēng)固定比例是否可行

由于風(fēng)閥控制較困難，許多人不愿意控制新風(fēng)閥，一種說(shuō)法認(rèn)為，客流量越大，負(fù)荷越大，總送風(fēng)量和新風(fēng)量相應(yīng)增大，可以固定新回風(fēng)比例。在夏季設(shè)計(jì)條件下客流量與新風(fēng)量成正比關(guān)系，客流量與總風(fēng)量接近正比關(guān)系，固定新風(fēng)比例對(duì)新風(fēng)量影響較小。但隨著室外氣象條件的變化，如當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷為熱負(fù)荷時(shí)，熱負(fù)荷的變化與客流量的變化呈相反的趨勢(shì)，隨著客流量增加，室內(nèi)熱負(fù)荷減小，總風(fēng)量相應(yīng)減少，造成新風(fēng)量不足。

5.2 如何保證最小新風(fēng)量

為保證稀釋建筑材料等其它污染源散發(fā)的有害物及維持室內(nèi)正壓，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證最小新風(fēng)量，這可以通過(guò)限定變頻器的最小頻率以及限定新風(fēng)閥的最小開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)在設(shè)定的最小頻率下工作時(shí)，送風(fēng)量不能再減少，自控系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)切換，由二通閥調(diào)節(jié)水量來(lái)控制室溫；當(dāng)二通閥全開(kāi)時(shí)，再切換至風(fēng)量控制。

5.3 如何做到制冷機(jī)節(jié)能與風(fēng)機(jī)節(jié)能的統(tǒng)一

在過(guò)渡季，室外溫度低于室溫，充分利用自然能源是有效節(jié)能的重要方式，此時(shí)在最大新風(fēng)狀態(tài)下利用自然能源最充分。

6 空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中可采取的節(jié)能措施

6.1 充分季節(jié)特點(diǎn)

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于節(jié)能雖然重要，但是一個(gè)好的運(yùn)行的方案同樣可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。對(duì)于全空氣系統(tǒng)，當(dāng)在春、秋兩個(gè)季節(jié)運(yùn)行的時(shí)候可以充分的利用春季和秋季的涼爽的室外的空氣，來(lái)加大新風(fēng)系統(tǒng)的使用量，就可以實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的，與此同時(shí)還可以有效的改善房間內(nèi)空氣的品質(zhì)。

6.2 靈活的掌握空調(diào)設(shè)備節(jié)能措施?

（1）離心式冷水機(jī)組、空調(diào)循環(huán)水泵采用變頻器，按照所需冷負(fù)荷量提供凍冷水流量，有利節(jié)能。

（2）利用電腦進(jìn)行負(fù)荷分析，決定制冷機(jī)組最佳匹配或進(jìn)行負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，盡量提高機(jī)組的效率。

（3）制冷主機(jī)采用R134a或其它環(huán)保冷媒，以減低臭氧層的破壞及防加劇大氣層的溫室效應(yīng)。

（4）機(jī)械設(shè)備選用低噪音低震動(dòng)設(shè)備。制冷機(jī)組、冷卻塔、水泵及空調(diào)風(fēng)機(jī)設(shè)置減震器。

（5）選用耗能低，效率高的機(jī)電設(shè)備包括制冷機(jī)組、冷卻塔、水泵及空調(diào)機(jī)組。

（6）合理選用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)。

（7）若空調(diào)機(jī)房有足夠位置式條件許可時(shí)，如辦公區(qū)過(guò)渡季節(jié)采用全新風(fēng)運(yùn)行，從而節(jié)約能源。

（8）風(fēng)管和水管的絕源材料及厚度符合節(jié)能規(guī)范要求。

（9）機(jī)房通風(fēng)機(jī)按照機(jī)房?jī)?nèi)溫度制風(fēng)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)來(lái)節(jié)約能源。

7 結(jié)語(yǔ)

如何既能滿足人們的舒適與健康性要求，又最大限度地節(jié)省能源，是空調(diào)業(yè)人士孜孜以求的目標(biāo)。通常采用根據(jù)室內(nèi)參數(shù)調(diào)節(jié)冷（熱）媒流量的方式，達(dá)到室內(nèi)需要的溫濕度，滿足人們一定的舒適性要求。負(fù)荷側(cè)水系統(tǒng)的變流量方式為冷源側(cè)水系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)提供了一種調(diào)節(jié)方式，但其本身并不是節(jié)能的主要手段。因?yàn)槎髁肯到y(tǒng)也可以通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，使主機(jī)根據(jù)需要在部分負(fù)荷下運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能，變流量水系統(tǒng)僅對(duì)二級(jí)泵水系統(tǒng)的負(fù)荷側(cè)水泵的調(diào)節(jié)提供了條件，還遠(yuǎn)不能滿足節(jié)能的需要。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)廣泛考慮節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、健康、舒適等優(yōu)點(diǎn)空調(diào)系統(tǒng)，為國(guó)家的節(jié)能減排出微薄之力。

［1］GB50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2012.

［2］胡燕燕.空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能若干問(wèn)題的探討[J].制冷,2002(4).

［3］馬最良,姚楊.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[J].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

［4］陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].2版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.