低溫送風空調系統的節能研究

虞婷婷+王宇翔

[摘要]通過對低溫送風空調技術產生的背景、發展狀況，具體對低溫送風空調系統的節能性進行分析。結果表明，低溫送風空調系統在其設備投資、運行管理、減少占用的建筑空間等方面具有顯著的特性。

[關鍵詞]低溫送風；冰蓄冷；節能

隨著經濟的發展，空調用電量已占建筑總能耗的60%～70%，電力負荷的峰谷差增大到30%～40%，這使得不少地區夏季需要拉閘限電，嚴重阻礙了工農業的發展。為此電力部門鼓勵各用電用戶移峰填谷，還制定了相應的峰谷電價政策，使電量達到合理的配置。在此背景下產生了能對電力移峰填谷的冰蓄冷空調設備，使其在我國逐漸發展應用起來。當冰蓄冷與低溫送風空調系統緊密聯系到一起時，更突顯了蓄冰技術的巨大競爭力與優越性，對推動蓄冰空調的發展產生了巨大的推動作用。使其成為21世紀世界中央空調系統的發展核心。

1低溫送風技術的發展

由于受低溫冷源的限制，長期以來低溫送風空調技術發展緩慢。隨著冰蓄冷技術的發展，低溫送風空調系統應運而生，可以說是繼變風量系統之后，空調技術的一項重要的變革。1947年，低溫送風空調系統首次出現。1950年，低溫送風技術首次在美國應用于商業建筑的改造和小型住宅中。但局限于某些特殊場合。從七十年代開始，由于能源在一些發達國家及地區緊缺，而造成用電負荷受到限制。在很多地方都在用用電機制”移峰填谷”，用電收費上采用峰谷價差。為冰蓄冷技術和低溫送風技術進一步發展提供了有利的條件。1985年，總建筑面積為46000㎡，應用冰蓄冷機組和低溫送風空調系統的建筑物在美國威斯康辛州建成，運行效果良好，由于低溫送風的應用可相對擴大建筑物的使用面積和空間，此項技術得到美國電力研究所（EPRI）的積極推薦。自從進入了20世紀90年代，人們對冰蓄冷低溫送風空調系統相關技術進行進一步研究，如送風溫度、室內熱舒適性、冷卻盤管的構造、末端裝置的選用等。使冰蓄冷低溫送風技術日趨成熟、完善。

2低溫送風系統在應用上的分類

低溫送風空調系統通常是根據送風溫度的高低不同進行區分的。分別為送風溫度為10℃，8℃的低溫送風和送風溫度為4～6℃的超低溫送風。這些送風系統必需和冰蓄冷技術相結合，才能取得比較好的效果

送風溫度為10℃的低溫送風，其送風溫度范圍為9～12℃，送風溫度為8℃的低溫送風，其送風溫度范圍約為6～8℃，由于前者的送風溫度相應較高，節能效果不很顯著。后者送風溫度適中。節能效果顯著，經濟效益也比較可觀，并且能夠取得比較好的空氣調節效果。發展推廣前景比較廣。

還有一種是超低溫送風，其送風溫度為4～6℃。由于該送風系統的送風溫度過低，為了防止風口結露，就需要用特殊研制的防結露風口。設備的初投資費用比較高，與節能費用基本抵消，因此用的比較少。

3低溫送風技術的節能

低溫送風節能效果顯著。由于低溫送風空調其系統的風量減少，系統輸送設備減小，輸送設備的能耗也相應降低。雖然降低了冰蓄冷系統制冷機的COP值，但空調系統的經濟性整體得到了提高。特別是在用電高峰期，使用電量減少，降低了18%一28%的年運行費，也使設備的維修管理費隨之減少。送風加大了送回風系統的焓差，使風量減少到常規系統的70%；風管的截面面積減少了30%；同時空氣處理機組、冷凍水泵、風機外形尺寸相應減小20%左右；風機的功率減小14%～28%。空調機房所用面積、管道排布所占建筑空間等也隨之減少。若使用低溫送風與冰蓄冷相結合的系統，雖然需要增加風機盤管、末端裝置和管道的防腐保溫投資，但總體上其設備的初投資會減少很多（表1）。

低溫送風系統可以節約運行管理費用。為了發揮低溫送風系統的優越性，多采用變風量的空調系統，在部分負荷時，變風量系統能一直采用大溫差送風。使空氣輸送設備容量減低，減少耗電量。空氣輸送費用的降低同時也意味著電力附屬費用的降低。

低溫送風管路系統需要做保溫層。低溫送風系統的管道表面及末端裝置容易結露，因此管路系統要有相應的保溫措施。

采用低溫送風系統可相應的減少建筑物層高5～15cm，使建筑造價降低；由于采用低溫送風可使送風量的減少，使風道尺寸和空氣處理設備型號減少，減小了所占建筑空間。對于新建建筑，空氣處理設備和風道尺寸的減小使建筑物的層高有所降低，減少了相應的建筑造價。也使建筑物的臺階、電梯等費用降低。

低溫送風系統在其結構形式上一般采用全空氣系統，可以采用變風量末端裝置，這樣可以對區域進行個別控制，同時提高系統的整體性能和優勢，降低能耗。

低溫送風系統一般適用于相對濕度比較低的房問，這樣可以防止建筑維護結構內表面結露，影響室內的衛生環境。

4低溫送風系統的適用范圍

低溫送風適用于以下建筑；（1）建筑層高較低；（2）狹小、低矮布置風管、空氣處理設備空間有限。（3）室內相對濕度較低；（4）現有的送風能力不能滿足冷負荷增加。

5結語

與冰蓄冷技術相結合的低溫送風空調系統，是現代化空調技術的一項重大的變革，由于其具有顯著的節能減排的特點，具有很大的發展前景。（1）與冰蓄冷技術相結合可以對電力“移峰填谷”，節約電費，緩解電力高峰負荷。（2）減少了風管管徑，減小的設備尺寸，降低了設備初投資。（3）由于送風溫差大，輸送風量少，降低了設備的運行管理費用。（4）降低了建筑物的層高。