蒸發制冷空調系統方案設計要點

李尚東

（中科標禾工程項目管理有限公司甘肅分公司 甘肅蘭州 730000）

1 工程概況

本工程位于白銀地區，建筑面積約52460.36m2，地下二層，地上十八層，1～5 層主要為商業用房，6～18 層為公寓式辦公。

2 傳統空調方式應用常見問題

（1）冷源效率低，傳統空調方式由于采用熱濕聯合處理的方式，占總負荷40%～60%的顯熱負荷被過低的7℃～12℃冷水帶走，冷機電耗高。

（2）濕工況風機盤管（二次污染源），采用冷凝方法除濕，必然存在濕表面，成為滋生霉菌的溫床，空氣二次污染，嚴重影響室內空氣質量；室內散發的有害物不能及時稀釋和排除；室內空氣封閉，循環使用，不利于傳染性疾病的控制；由于冷凝水滴水，存在污染吊頂和夾層的問題。

（3）室內空氣品質（IAQ）較低，商業建筑人員密集，為了可以讓消耗減少，新風量被制約于最小新風量范圍中，不可利用室外新風優化室內的空氣品質。

3 空調設計方案說明

3.1 空調高溫冷源設置

該項目設計方案空調冷源共分為2 部分，設計高溫冷源采用間接蒸發冷水機組，可放置于主樓屋面。初步方案選擇7 臺型號為SZHJ-L-26的高溫冷水機組，機組單臺水量26t/h，18℃的冷水為多級蒸發制冷空氣處理機組供冷，同時為壓縮制冷冷水機組提供冷卻水。采用供冷的多級蒸發制冷空調機組可承擔室內全部潛熱負荷及部分顯熱負荷，因此可減小壓縮式制冷機組冷量配置，取代了冷卻塔，且增加了高品質的供冷方式，能效比高，節能顯著。

3.2 空調低溫冷源設置

壓縮制冷低溫冷源冷水機組放置于地下室制冷站，為末端干式風機盤管供冷，供水溫度12℃，冷凍水供水溫差為5℃，選用1 臺壓縮制冷冷水機組，單臺機組水量為180t/h，制冷量1000kW。冷卻水均由間接蒸發冷水機組提供，高低溫冷水機組可聯合開啟也可根據需要獨立運行控制。

該系統運行時，蒸發制冷空調機組能夠承擔一部分的室內冷負荷，因此，當蒸發制冷能夠完全滿足空調要求時，間接蒸發冷水機工作，制取高溫冷水，滿足建筑供冷要求，而壓縮式冷水機停止工作。當蒸發制冷不能完全滿足空調要求時，間接蒸發冷水機與壓縮式冷水機聯合工作，共同滿足空調控制要求。整個空調系統通過合理的工藝流程和優化的運行控制，使得其節能效果最大化，實現空調運行過程中的節能降耗，提高其整體能效水平。

3.3 新風系統

多級蒸發制冷空氣處理機組是用“免費供冷”（干空氣能）的方式處理新風的，可將室外30.9℃的干熱新風降溫加濕至17℃送入室內。空氣處理機組由過濾段、間接蒸發段、加濕降溫段等組成，可在完全滿房間內對新風要求。

3.4 干式風機盤管末端——溫濕度獨立控制系統

小房間區域采用的是溫濕度獨立控制原理，是克服了傳統濕工況風機盤管加新風空調系統諸多問題的高質量空調方式，不但能顯著提高室內溫濕度的控制，更使空調系統的綜合能效比得以提高，大大降低空調系統能耗，具有節能環保、人體熱舒適度高等綜合優勢；新風系統和干式風盤可獨立運行，使過渡時間，過渡季節的調節更加方便、降低運行能耗。

室內由室外新風承擔除濕，干式風機盤管承擔消除顯熱負荷作用，供水溫度為12℃～17℃，風機盤管為干工況運行，換熱效率高；房間無人時，室內風機盤管可根據需要停止運行，降低能耗。當室內人員在室率發生變化時，根據室內人員情況調節風機盤管開啟數量，達到節能的目的；同時干式風機盤管配置液晶控制面板，可進行高低檔調節，根據用戶需求調節室內供冷量。

3.5 被動式節能裝置

由于該項目建筑外窗多為中空玻璃，而玻璃外窗作為建筑必不可少的一部分。夏季通過玻璃窗的輻射得熱及照射到空調房間產生的對流散熱，其得熱負荷占總冷負荷的40%～60%，而冬季通過玻璃窗的熱損失占供熱負荷的30%～50%。由此可見，建筑圍護結構的節能，關鍵在于外玻璃窗的節能。因此，在保證窗戶本應具有的良好采光功能的基礎之上，配置能夠減小房間冷負荷，反射一定輻射熱的被動式節能裝置，可實現節能的目的。

該裝置可實現主動式冷卻和被動式冷卻的合二為一，通過窗戶集成式被動冷卻系統大幅降低窗戶得熱這一建筑能耗的薄弱環節的同時，有效減低室內空調的負荷。其次由于構建了室內外氣流熱交換的順暢通道，實現了室外新風和室內排風氣流交換的建筑呼吸系統，室內空氣品質好。

設計將該裝置設置于室內外窗側，將送入室內的空調新風從17℃左右上升到26℃左右后，又和窗戶附近的高溫壁面和氣流發生對流換熱后排至室外，構建了室內外聯系的通道，有效的解決了空調系統中的排風無序的問題，使得室內外的氣流更加順暢。

3.6 冬季供熱與新風

在冬季，只需將熱水供至空調機組及風機盤管內，即可實現冬季采暖，一套系統，冬夏共用，可節省初投資及運行費用。

4 結語

該優化方案設計是溫濕度獨立控制系統的形式，不但能顯著提高室內溫濕度的控制，更使空調系統的綜合能效比得以提高，大大降低空調系統能耗，具有節能環保、人體熱舒適度高等綜合優勢；新風系統和風盤可獨立運行，使過渡時間，過渡季節的調節更加方便、降低運行能耗。