變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程實(shí)例資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人改正或者刪除。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程實(shí)例[字號(hào):大中小][關(guān)閉]-4-1311:54:33來自網(wǎng)絡(luò)作者:admin瀏覽次數(shù):33次發(fā)表評(píng)論關(guān)鍵詞:變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程實(shí)例變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是利用改變進(jìn)入空調(diào)區(qū)域的送風(fēng)量來適應(yīng)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷變化的一種空調(diào)系統(tǒng)。其最大優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能和提供良好的舒適性。當(dāng)今變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到能夠經(jīng)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣、監(jiān)測(cè)、分析和調(diào)控,實(shí)現(xiàn)全天候、全方位、全過程控制智能化,并成為現(xiàn)代化智能化大樓的一部分。1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的工作過程一個(gè)典型的智能化控制型單風(fēng)管帶再熱盤管的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)如圖1所示?？照{(diào)室內(nèi)回風(fēng)與室外新風(fēng)混合,經(jīng)集中式空調(diào)機(jī)組處理后,由風(fēng)管送到各個(gè)空調(diào)區(qū)域?？刂破鞲鶕?jù)室內(nèi)負(fù)荷的大小,經(jīng)過改變變風(fēng)量末端風(fēng)閥的開度,調(diào)節(jié)送入室內(nèi)的風(fēng)量;當(dāng)室內(nèi)需要供熱時(shí),再熱盤管的熱水閥打開,送風(fēng)溫度提高,經(jīng)過改變變風(fēng)量末端風(fēng)閥的開度,調(diào)節(jié)送入室內(nèi)的熱風(fēng)量?？照{(diào)房間送風(fēng)量的改變,導(dǎo)致送風(fēng)總管靜壓的變化,總管壓力傳感器測(cè)量風(fēng)管系統(tǒng)靜壓后,由自控系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量實(shí)現(xiàn)定靜壓控制。冷水盤管的三通閥調(diào)節(jié)冷水的流量使送風(fēng)溫度保持恒定,新風(fēng)量和室內(nèi)正壓由送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)同時(shí)控制。系統(tǒng)的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)能夠與計(jì)算機(jī)通訊,進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和調(diào)控并能夠優(yōu)化控制參數(shù),實(shí)現(xiàn)最佳的控制方案。1.2變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的分類廣義上說,凡是改變系統(tǒng)送風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)都是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。在當(dāng)前的工程實(shí)際中,變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要有以下兩種形式:單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)和雙風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)。其中單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)又分為普通單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)和單風(fēng)管末端再熱變風(fēng)量系統(tǒng)。雙風(fēng)管變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)分別設(shè)有冷、熱風(fēng)管,能夠根據(jù)室內(nèi)的負(fù)荷情況精確地調(diào)節(jié)供冷量和供熱量,在任何情況下均可滿足房間的溫度要求,具有調(diào)節(jié)方便、熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。適合在一些舒適性要求高的空調(diào)場(chǎng)所使用。1.3變風(fēng)量末端的分類變風(fēng)量末端分為兩種類型:變風(fēng)量箱和變風(fēng)量風(fēng)口,其區(qū)別在于前者改變風(fēng)量后再由某種形式的風(fēng)口向空調(diào)室內(nèi)送風(fēng),而后者則是直接在送風(fēng)口處改變送風(fēng)量。二者的工作特性和氣流組織有很大的不同。當(dāng)前常見的變風(fēng)量箱有三種類型:節(jié)流型、風(fēng)機(jī)動(dòng)力型和旁通型。節(jié)流型變風(fēng)量箱是最基本也是應(yīng)用最多的一種的變風(fēng)量箱,單風(fēng)管型變風(fēng)量箱由一個(gè)節(jié)流閥加上對(duì)該閥的控制和調(diào)節(jié)裝置及外殼組成,雙風(fēng)管型變風(fēng)量箱則由兩個(gè)節(jié)流型變風(fēng)量箱組成。按是否補(bǔ)償壓力變化,可分為壓力無關(guān)型和壓力有關(guān)型兩種。壓力無關(guān)型因反應(yīng)快,室溫波動(dòng)小,控制穩(wěn)定性好,在當(dāng)前使用較普遍。當(dāng)前在工程中應(yīng)用的變風(fēng)量風(fēng)口主要有兩種類型:電力驅(qū)動(dòng)型和熱力驅(qū)動(dòng)型。1.4變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1.4.1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具有卓越的節(jié)能性變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能,它主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:1)減少空調(diào)風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗由于空調(diào)系統(tǒng)在全年實(shí)際運(yùn)行的大部分時(shí)間內(nèi)均處于部分負(fù)荷狀態(tài),變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相應(yīng)的送風(fēng)量隨之減少,帶變頻驅(qū)動(dòng)裝置的風(fēng)機(jī)大多數(shù)情況下在中低速下運(yùn)行。根據(jù)理論計(jì)算,空調(diào)風(fēng)機(jī)的電力消耗全年平均可降低50%以上,有關(guān)數(shù)據(jù)在本文后面的章節(jié)中將作進(jìn)一步討論。2)充分利用室外新風(fēng)作為冷源,降低制冷系統(tǒng)的運(yùn)行能耗由于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣空調(diào)系統(tǒng),在任何季節(jié),只要當(dāng)室外新風(fēng)的焓值低于室內(nèi)值時(shí),室外新風(fēng)就能夠作為系統(tǒng)冷源,變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)就能夠在經(jīng)濟(jì)循環(huán)模式下運(yùn)行。3)能量動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)綜合效益變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能很重要的一點(diǎn)在于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了瞬時(shí)負(fù)荷及內(nèi)外區(qū)的熱平衡。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是真正基于逐時(shí)負(fù)荷的設(shè)計(jì),系統(tǒng)能夠根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)分配到各個(gè)區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)量和供冷量(或供熱量)。系統(tǒng)總送風(fēng)量為各時(shí)段中所有區(qū)域要求風(fēng)量之和的最大值,而不是所有區(qū)域要求風(fēng)量最大值之和。前者一般只占后者的70%~90%,因此變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠顯著減少系統(tǒng)的總送風(fēng)量。在現(xiàn)代建筑特別是現(xiàn)代高層建筑的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,由于負(fù)荷的內(nèi)外區(qū)的特性差異大,內(nèi)區(qū)一般表現(xiàn)為全年冷負(fù)荷,而外區(qū)則既有冷負(fù)荷又有熱負(fù)荷。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過回風(fēng)的混合能夠?qū)崿F(xiàn)能量在區(qū)域之間流動(dòng),內(nèi)區(qū)的一部分得熱能夠轉(zhuǎn)移到外區(qū)。這就是所謂熱平衡。據(jù)統(tǒng)計(jì),在一般的辦公樓及商用建筑中,采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般能夠減少制冷設(shè)備總?cè)萘康?0%至30%,帶來的直接和間接的經(jīng)濟(jì)利益非?？捎^。1.4.2變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的其它優(yōu)點(diǎn)還包括具有良好的舒適性及自平衡特性,維護(hù)非常方便,運(yùn)行費(fèi)用低等。1.5變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的適用范圍由于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)特性優(yōu)良和技術(shù)成熟,它已經(jīng)被廣泛地用于各種工程實(shí)踐中。但在選擇變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)注意分析系統(tǒng)中負(fù)荷的性質(zhì),并考慮系統(tǒng)是否對(duì)風(fēng)量有特殊的要求。一般變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于室內(nèi)負(fù)荷變化較大的舒適性智能化建筑非常適合,如辦公室、會(huì)議中心、銀行、商場(chǎng)、宴會(huì)廳等。對(duì)于一些特殊場(chǎng)所,如室內(nèi)負(fù)荷變化不大,通風(fēng)要求較高時(shí),使用定風(fēng)量系統(tǒng)空調(diào)可能是更好的選擇。例如在醫(yī)院手術(shù)室、實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)機(jī)房等。2變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1空調(diào)分區(qū)一般空調(diào)系統(tǒng)是按不同用途和使用時(shí)間進(jìn)行分區(qū)的,而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,還經(jīng)常按負(fù)荷特性分區(qū),對(duì)于進(jìn)深較大的空調(diào)房間宜分為內(nèi)、外區(qū),其中外區(qū)進(jìn)深可取3~5m(距離外墻或外窗)。2.2風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2.1空調(diào)機(jī)組選型空調(diào)機(jī)組是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中最重要的部件之一,在設(shè)計(jì)上比普通的空調(diào)機(jī)組要多考慮一些問題。它要求風(fēng)機(jī)的工作范圍在流量?靜壓特性曲線中較為陡峭的一段,這和普通的空調(diào)機(jī)組剛好相反。因?yàn)樽冿L(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)一般經(jīng)過維持送風(fēng)系統(tǒng)靜壓來控制送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,這就要求在風(fēng)機(jī)的特性中,流量的變化對(duì)系統(tǒng)靜壓變化必須敏感。2.2.2變風(fēng)量末端的選擇在當(dāng)前的工程實(shí)踐當(dāng)中,主要使用兩種類型的變風(fēng)量末端:(壓力無關(guān)型)變風(fēng)量箱和變風(fēng)量風(fēng)口。兩者均能實(shí)現(xiàn)區(qū)域的獨(dú)立溫度控制,不過變風(fēng)量箱具備較大的通風(fēng)能力,一般每個(gè)變風(fēng)量箱帶3~6個(gè)風(fēng)口,可控制的空調(diào)區(qū)域范圍較大;當(dāng)要求將空調(diào)空間劃分為多個(gè)較小單元的獨(dú)立控制區(qū)域時(shí),從經(jīng)濟(jì)性考慮,可采用變風(fēng)量風(fēng)口。2.2.3氣流組織設(shè)計(jì)1)對(duì)普通變風(fēng)量箱+送風(fēng)口形式的系統(tǒng)而言,在風(fēng)量減少時(shí)送風(fēng)口的風(fēng)速衰減較快,可能會(huì)產(chǎn)生送冷風(fēng)時(shí)冷氣流下墜,送熱風(fēng)時(shí)熱空氣無法抵達(dá)工作區(qū)域等弊端,解決辦法是采用擴(kuò)散性能好的送風(fēng)口:如條縫形風(fēng)口,燈具型風(fēng)口等。2)對(duì)采用變風(fēng)量風(fēng)口的系統(tǒng)而言,因?yàn)榭呻S室內(nèi)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)口風(fēng)閥開度,從而改變送風(fēng)量,因此能維持送風(fēng)口風(fēng)速相對(duì)恒定,能夠保證送風(fēng)的高射程和良好的貼附能力。2.2.4風(fēng)管設(shè)計(jì)2.2.4.1普通變風(fēng)量箱+送風(fēng)口形式的系統(tǒng)風(fēng)管設(shè)計(jì)1)由于變風(fēng)量系統(tǒng)是一種全空氣系統(tǒng),相對(duì)風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)而言,勢(shì)必要在節(jié)省吊頂空間上多作考慮,一般做法是提高送風(fēng)的流速;在吊頂空間受限制的情況下,一種可行辦法是采用風(fēng)機(jī)動(dòng)力型變風(fēng)量箱,只輸送一次風(fēng),可加大送風(fēng)溫差,減少送風(fēng)量,縮小風(fēng)管尺寸。2)因?yàn)閴毫o關(guān)型變風(fēng)量箱都帶有風(fēng)速傳感器,對(duì)于連接變風(fēng)量箱的入口支管,應(yīng)留有3倍管徑以上長(zhǎng)度的直管段,以保證測(cè)量準(zhǔn)確。3)在設(shè)計(jì)風(fēng)量下從變風(fēng)量箱出風(fēng)口到房間送風(fēng)口間的風(fēng)管壓力損失一般不要超過50Pa。3TF變風(fēng)量風(fēng)口的系統(tǒng)設(shè)計(jì)本章介紹美國(guó)ACUTHERM公司生產(chǎn)的變風(fēng)量風(fēng)口(ThermaFuserTM,簡(jiǎn)稱TF變風(fēng)量風(fēng)口)的工作原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。3.1TF變風(fēng)量風(fēng)口的工作原理TF變風(fēng)量風(fēng)口(ThermaFuserTM)是一種帶有內(nèi)置溫度控制器,依靠熱敏感物質(zhì)的膨脹收縮作用來驅(qū)動(dòng)風(fēng)閥進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)的變風(fēng)量末端。溫控器是一個(gè)充有石油蠟狀物的小銅柱。溫度升高時(shí),蠟狀物融化膨脹,向外推動(dòng)柱塞,溫度降低時(shí),蠟狀物凝固收縮,彈簧將柱塞拉回。經(jīng)過柱塞運(yùn)動(dòng)成比例地調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度。TF變風(fēng)量風(fēng)口是經(jīng)過空氣誘導(dǎo)作用感受進(jìn)入風(fēng)口的室內(nèi)空氣(二次風(fēng))的溫度來得到室內(nèi)平均溫度的,其結(jié)構(gòu)示意圖如下(圖2):上圖為冷熱型TF變風(fēng)量風(fēng)口。它有三個(gè)溫控器,其中一個(gè)為模式轉(zhuǎn)換溫控器,另兩個(gè)為房間溫控器,分別是:供冷溫控器和供熱溫控器。模式轉(zhuǎn)換溫控器位于風(fēng)管入口處,感應(yīng)送風(fēng)溫度,用來控制供冷和供熱的模式轉(zhuǎn)換。當(dāng)送風(fēng)溫度升高,達(dá)到24.5°C時(shí),風(fēng)口由供冷模式開始向供熱模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并在送風(fēng)溫度達(dá)到26.5°C時(shí)完成轉(zhuǎn)換。在此溫度以上,風(fēng)口處于供熱模式,即供冷溫控器對(duì)風(fēng)閥不起調(diào)節(jié)作用,風(fēng)閥僅由供熱溫控器進(jìn)行控制。當(dāng)送風(fēng)溫度降低到20°C以下時(shí),風(fēng)口由供熱模式轉(zhuǎn)換回供冷模式。供冷溫控器和供熱溫控器均安置在回風(fēng)誘導(dǎo)腔內(nèi),它們能夠充分感應(yīng)誘導(dǎo)風(fēng)溫來控制風(fēng)閥。在供冷模式下,由供冷溫控器負(fù)責(zé)控制風(fēng)閥的開度,風(fēng)閥的開度會(huì)隨房間溫度的升高而增大;而在供熱模式時(shí),則由供熱溫控器負(fù)責(zé)控制風(fēng)閥開度,風(fēng)閥開度會(huì)隨房間溫度的升高而減小。TF變風(fēng)量風(fēng)口還有其它兩種類型:單冷帶快速供熱型和單冷型。單冷帶快速供熱型風(fēng)口中除了有一個(gè)供冷溫控器外,在風(fēng)管入口處,還有一個(gè)快速供熱溫控器。當(dāng)送風(fēng)溫度升高,達(dá)到23.3°C時(shí),快速供熱溫控器開始動(dòng)作,經(jīng)過膨脹作用推動(dòng)傳動(dòng)臂打開風(fēng)閥,使熱空氣送入房間,當(dāng)送風(fēng)溫度達(dá)到26.7°C時(shí),風(fēng)閥處于全開狀態(tài)。單冷型風(fēng)口中僅有一個(gè)供冷溫控器,其溫度調(diào)節(jié)范圍為:21~25.5°C。3.2TF變風(fēng)量風(fēng)口的特點(diǎn)3.2.1獨(dú)立的溫度控制每個(gè)TF變風(fēng)量風(fēng)口內(nèi)均設(shè)置有溫控器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥門,因而構(gòu)成一套獨(dú)立的區(qū)域溫度控制系統(tǒng)。它不但適用于多個(gè)不同的房間,而且也適用于將一個(gè)開敞的空間劃分為若干個(gè)獨(dú)立控制區(qū)域的房間。3.2.2適應(yīng)房間布局的任意變化對(duì)使用TF變風(fēng)量風(fēng)口的空調(diào)系統(tǒng),在一般情況下,增加或拆除房間隔墻不會(huì)破壞系統(tǒng)分區(qū)。除非在特殊的情況下?增加的隔墻剛好位于風(fēng)口下方,這時(shí)亦只需簡(jiǎn)單地移動(dòng)一下風(fēng)口即可,施工極為簡(jiǎn)便。3.2.3在變風(fēng)量末端中最節(jié)能TF變風(fēng)量風(fēng)口的阻力接近于普通送風(fēng)口,因此它是阻力最小的一種變風(fēng)量末端。與普通的變風(fēng)量箱系統(tǒng)相比,它避免了變風(fēng)量箱的壓力降,因而能夠采用較低壓的送風(fēng)系統(tǒng)及選用較低功率的送風(fēng)機(jī),大幅降低送風(fēng)機(jī)的能耗。因?yàn)槊總€(gè)TF變風(fēng)量風(fēng)口均構(gòu)成獨(dú)立的溫度控制區(qū)域,可避免空調(diào)房間的局部出現(xiàn)過冷或過熱的現(xiàn)象,從而節(jié)省制冷或供熱系統(tǒng)的能耗。另外,TF變風(fēng)量風(fēng)口的控制調(diào)節(jié)完全依靠本身的熱敏元件提供驅(qū)動(dòng)力,不需消耗任何外界能量。3.2.4氣流組織卓越普通的變風(fēng)量箱系統(tǒng)的下送天花型送風(fēng)口均不能自動(dòng)調(diào)節(jié)開度,風(fēng)口風(fēng)速會(huì)隨送風(fēng)量的改變而變化,在送風(fēng)量減少的情況下,送風(fēng)風(fēng)速相應(yīng)降低,可能出現(xiàn)供冷時(shí)冷氣流下墜或供熱時(shí)熱風(fēng)抵達(dá)不到工作區(qū)域等弊端。采用TF變風(fēng)量風(fēng)口可圓滿地解決這個(gè)問題。它是隨負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度的,在送風(fēng)風(fēng)速相對(duì)恒定的前提下,經(jīng)過改變風(fēng)口的流通面積來調(diào)節(jié)送風(fēng)量。因此它能夠保證送風(fēng)的高射程和良好的貼附能力,使室內(nèi)空氣的流動(dòng)更加充分,從而使室內(nèi)的溫度場(chǎng)分布更趨于一致。3.2.5實(shí)現(xiàn)獨(dú)立區(qū)域控制的投資最少因?yàn)門F變風(fēng)量風(fēng)口自身帶有實(shí)現(xiàn)控制的所有部件,安裝時(shí)只需接上送風(fēng)管道即可,無需任何特殊技術(shù)和設(shè)備,一個(gè)人即可方便地安裝TF變風(fēng)量風(fēng)口。同時(shí),因?yàn)門F變風(fēng)量風(fēng)口無需電源,也不用任何外界動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置,因而能夠節(jié)省復(fù)雜而昂貴的電氣布線系統(tǒng)以及電動(dòng)(或氣動(dòng))驅(qū)動(dòng)裝置和控制接線的材料費(fèi)和安裝費(fèi)。選用TF變風(fēng)量風(fēng)口的系統(tǒng)總造價(jià)低于其它類型的變風(fēng)量系統(tǒng)。3.2.6精確地控制室內(nèi)溫度TF變風(fēng)量風(fēng)口的溫度傳感器置于風(fēng)口內(nèi)部,隨時(shí)誘導(dǎo)室內(nèi)空氣的溫度來調(diào)節(jié)風(fēng)閥,因此它永遠(yuǎn)處于最合適的位置。這種設(shè)計(jì)能控制室內(nèi)平均溫度保持在±0.9°C偏差范圍內(nèi)。3.2.7維護(hù)量極少據(jù)使用了TF變風(fēng)量風(fēng)口之久的用戶證實(shí),該風(fēng)口無需任何維護(hù)工作。僅需在適當(dāng)?shù)臅r(shí)侯抹一抹外表面的灰塵。用戶無需儲(chǔ)存任何備件。3.3適用范圍TF變風(fēng)量風(fēng)口適用于辦公大樓、會(huì)議中心、圖書館、商場(chǎng)和宴會(huì)廳等建筑類型。新建項(xiàng)目:提供相對(duì)較低的一次性投資的獨(dú)立溫度控制。改建項(xiàng)目:無需更改空調(diào)管道即可使原有空調(diào)系統(tǒng)升級(jí),實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的溫度控制。滿足特定的需要:改進(jìn)原有系統(tǒng)不盡人意的區(qū)域的空調(diào);滿足局部區(qū)域特殊的溫度控制要求等等。對(duì)原有的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行局部的變風(fēng)量改造時(shí),只要變風(fēng)量之和不超過系統(tǒng)總風(fēng)量的30%,就能夠直接安裝TF變風(fēng)量風(fēng)口而無需增加靜壓控制裝置。3.4采用TF變風(fēng)量風(fēng)口的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.4.1送風(fēng)管系TF變風(fēng)量風(fēng)口的原理及構(gòu)造決定了其風(fēng)管入口靜壓必然受到限制,它是一種低壓變風(fēng)量末端。TF變風(fēng)量風(fēng)口在低壓風(fēng)管系統(tǒng)中是完全適用的。如果想在高壓或中壓送風(fēng)管系統(tǒng)中采用TF變風(fēng)量風(fēng)口,能夠用加裝壓力無關(guān)型調(diào)節(jié)裝置(PIM)的方法來進(jìn)行管路設(shè)計(jì)?？照{(diào)機(jī)組與PIM之間的送風(fēng)管能夠設(shè)計(jì)為高壓或中壓風(fēng)管,PIM之后的風(fēng)管設(shè)計(jì)為低壓風(fēng)管,TF變風(fēng)量風(fēng)口可用在PIM之后的低壓風(fēng)管中。3.4.2管路設(shè)計(jì)3.4.2.1在進(jìn)行TF變風(fēng)量風(fēng)口的低壓送風(fēng)管路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意使第一個(gè)TF變風(fēng)量風(fēng)口(距離送風(fēng)機(jī)或靜壓控制裝置最近)的入口靜壓不超過62Pa(依據(jù)不同的噪音標(biāo)準(zhǔn)而不同),并保證最后一個(gè)TF變風(fēng)量風(fēng)口有足夠的入口靜壓(不低于12Pa)。3.4.2.2對(duì)于簡(jiǎn)單(等效長(zhǎng)度在15米以內(nèi))的TF變風(fēng)量風(fēng)口低壓管路系統(tǒng)可直接在風(fēng)機(jī)處進(jìn)行靜壓控制(如采用變頻驅(qū)動(dòng)器、旁通風(fēng)閥、出風(fēng)口調(diào)節(jié)風(fēng)閥等方式)即可滿足設(shè)計(jì)要求。3.4.2.3對(duì)于復(fù)雜的管路系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓苈凡贾煤退τ?jì)算,使每一支路的壓力降能滿足TF變風(fēng)量風(fēng)口的入口靜壓要求,并在支路的始端設(shè)置壓力無關(guān)型調(diào)節(jié)裝置(PIM),以保證支路中靜壓控制點(diǎn)維持在設(shè)定值。3.4.3低壓送風(fēng)管道計(jì)算方法:A在建筑平面圖中畫出空調(diào)送風(fēng)管道系統(tǒng)簡(jiǎn)圖,布置好TF變風(fēng)量風(fēng)口,標(biāo)出每個(gè)風(fēng)口的設(shè)計(jì)風(fēng)量。B從TF變風(fēng)量風(fēng)口的性能參數(shù)表中找出距風(fēng)機(jī)或靜壓控制裝置最遠(yuǎn)的風(fēng)口在設(shè)計(jì)風(fēng)量下所對(duì)應(yīng)的靜壓值。C確定距風(fēng)機(jī)或靜壓控制裝置最近的風(fēng)口的風(fēng)管分支處的靜壓值。這個(gè)靜壓值一般為62Pa,如果此處風(fēng)口要求的噪音標(biāo)準(zhǔn)要求較高的話,則應(yīng)取更小的靜壓值。DC項(xiàng)減去B項(xiàng),得出允許的壓力降值。E計(jì)算從第一個(gè)風(fēng)口的分支處到最后一個(gè)風(fēng)口的風(fēng)管等效長(zhǎng)度。注:等效長(zhǎng)度是指風(fēng)管的實(shí)際長(zhǎng)度加上彎頭、三通等風(fēng)管部件的折算長(zhǎng)度。對(duì)于低速風(fēng)管,彎頭的等效長(zhǎng)度一般可折算為1.3米。FD項(xiàng)除以E項(xiàng)得出單位長(zhǎng)度風(fēng)管壓力降Pm值。G確定風(fēng)管截面尺寸。一般見兩種方法:等壓降法和非等壓降法。等壓降法:以單位長(zhǎng)度風(fēng)管壓力降Pm值相等為前提,在已知總壓力降值的情況下,取最長(zhǎng)的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路將總的壓力降平均分配給風(fēng)管的合個(gè)部分,再根據(jù)各部分的風(fēng)量和所分配的壓力降值確定風(fēng)管截面的尺寸。一般建議低壓送風(fēng)管的風(fēng)速選擇在3.6m/s~6.6m/s之間;單位長(zhǎng)度風(fēng)管的阻力降Pm值控制在0.33~0.82Pa/m之間。非等壓降法:在采用等壓降法受限制的情況下,能夠采用非等壓降法。例如采用等壓降法,在接近風(fēng)機(jī)處的風(fēng)管管徑很大,而安裝空間又不夠時(shí),能夠采用非等壓降法。即在距風(fēng)機(jī)較近處可選用較高的Pm值,而在距風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)的系統(tǒng)末端可選用較低的Pm值。具體步驟如下:A選擇恰當(dāng)?shù)姆侄吸c(diǎn),一般將30米~45米長(zhǎng)的風(fēng)管分成6米~9米長(zhǎng)的若干段,如果風(fēng)管總長(zhǎng)度超過45米,則超過部分也視為一段。注:這里風(fēng)管長(zhǎng)度指的是等效長(zhǎng)度而非實(shí)際長(zhǎng)度。B分配每段的壓力降值,從距風(fēng)機(jī)最近的一段開始,依次向后。一般第一段的Pm值=Pm的平均值x1.5,該段壓力降值為最大值,最后一段壓力降值為最小值。C根據(jù)各段的風(fēng)量和所分配的壓力降值確定風(fēng)管截面的尺寸,并結(jié)合環(huán)路間的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié),以保證總壓力降值小于允許的壓力降值.4變風(fēng)量空調(diào)工程中的控制與調(diào)試4.1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)控制4.1.1變風(fēng)量末端的控制(1)壓力有關(guān)型壓力有關(guān)型變風(fēng)量末端控制器經(jīng)過對(duì)溫度傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣,輸出以風(fēng)閥開度為控制目標(biāo)的信號(hào),從而維持室溫恒定。當(dāng)一個(gè)區(qū)域的風(fēng)量變化而引起主管的靜壓變化時(shí),會(huì)導(dǎo)致其它區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)量也相應(yīng)變化,系統(tǒng)隨各區(qū)域負(fù)荷的變化不斷重新平衡。(2)壓力無關(guān)型壓力無關(guān)型變風(fēng)量末端控制器經(jīng)過對(duì)溫度傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣,輸出以送風(fēng)量為控制目標(biāo)的信號(hào),以控制風(fēng)閥開度,使得送入房間的送風(fēng)量趨向于所要求的風(fēng)量,從而維持室溫的恒定。壓力無關(guān)型變風(fēng)量末端風(fēng)閥的開度是服從于送風(fēng)量的,因此當(dāng)一個(gè)區(qū)域的風(fēng)量變化而引起主管的靜壓變化時(shí),其它區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)量不會(huì)相應(yīng)變化。風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)器的控制只由計(jì)算所需的風(fēng)量信號(hào)決定。需要要注意的是,風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)器的控制在有些系統(tǒng)中與送風(fēng)溫度有關(guān),例如供冷、供熱時(shí)的動(dòng)作是相反的。4.1.2空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)靜壓控制(1)單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng)變風(fēng)量系統(tǒng)必須控制送風(fēng)量。否則當(dāng)末端風(fēng)閥關(guān)小時(shí),系統(tǒng)總送風(fēng)量減少,風(fēng)管內(nèi)靜壓升高,漏風(fēng)增加。末端風(fēng)閥會(huì)出現(xiàn)噪音增大,無法控制的情況。同時(shí)也造成風(fēng)機(jī)能量浪費(fèi)。送風(fēng)量的控制普遍采用的是靜壓控制法。靜壓控制點(diǎn)的靜壓應(yīng)盡可能低,以節(jié)約風(fēng)機(jī)能量。但必須保證設(shè)計(jì)工況下每個(gè)區(qū)域在此靜壓下能得到所需風(fēng)量。靜壓控制器應(yīng)該是比例積分型,以消除靜態(tài)偏移及提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果采用單純的比例型靜壓控制器,當(dāng)上游區(qū)域負(fù)荷減少時(shí),靜壓增加會(huì)造成風(fēng)機(jī)動(dòng)作較快。造成風(fēng)機(jī)不必要的能量損失。靜壓控制點(diǎn)的選擇應(yīng)在風(fēng)管系統(tǒng)的壓力曲線上優(yōu)化選擇,一般安裝在送風(fēng)機(jī)到系統(tǒng)末端的2/3~3/4之間。除了安裝靜壓控制器以外,在風(fēng)機(jī)出口應(yīng)安裝靜壓保護(hù)裝置,以避免出口靜壓過高而損壞風(fēng)管。(例如在火警時(shí)防火閥關(guān)閉)。進(jìn)風(fēng)控制系統(tǒng)應(yīng)與送風(fēng)機(jī)開?？刂坡?lián)鎖,當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí),風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)閥應(yīng)關(guān)閉或回到最小開度位置。這樣就能夠避免風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)或運(yùn)行在通風(fēng)模式時(shí)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)過載,損壞風(fēng)管的現(xiàn)象。(2)雙風(fēng)管雙風(fēng)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)雙風(fēng)管變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的靜壓控制與單風(fēng)管類似,只是每一路風(fēng)管都有獨(dú)立的靜壓控制。4.1.3送風(fēng)溫度的控制變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)一般采用的是定送風(fēng)溫度控制。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷很低時(shí),我們也能夠經(jīng)過提高送風(fēng)溫度來節(jié)約冷量,因?yàn)榇藭r(shí)提高送風(fēng)溫度后能夠避免再熱,即冷熱抵銷。但節(jié)省冷量的同時(shí)也可能帶來風(fēng)機(jī)能耗的增大。有時(shí)提高送風(fēng)溫度,還可能會(huì)影響舒適性。因此這里存在一個(gè)優(yōu)化的問題。必須在總體節(jié)能的前提下,才能考慮實(shí)行調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度的方案。供冷模式中送風(fēng)溫度一般設(shè)計(jì)13oC左右,在供暖或預(yù)熱模式時(shí)冷水閥關(guān)閉,送風(fēng)溫度重新設(shè)定。在新風(fēng)節(jié)能經(jīng)濟(jì)循環(huán)中,送風(fēng)溫度也在13oC左右。4.1.4新風(fēng)量的控制(1)設(shè)定變風(fēng)量末端最小開度變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量大小是由空調(diào)室內(nèi)負(fù)荷決定的,當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷的減少時(shí),送風(fēng)量和新風(fēng)量同時(shí)減少。為了保證房間最小新風(fēng)量,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),一種方法是對(duì)變風(fēng)量末端風(fēng)閥設(shè)置最小開度。最小開度的意義是,風(fēng)閥永遠(yuǎn)不會(huì)完全關(guān)閉,始終有一部分空氣進(jìn)入房間,以保證房間的新風(fēng)及換氣要求?？墒?采用從空調(diào)機(jī)組引入新風(fēng),在末端設(shè)定最小開度的方法,在室內(nèi)負(fù)荷較低的情況下,有可能造成室內(nèi)過冷。同時(shí),采用設(shè)定變風(fēng)量末端最小開度的方法,在確定系統(tǒng)新風(fēng)比時(shí),需要進(jìn)行復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。如果要保證每個(gè)末端風(fēng)閥在15%~30%的最小開度時(shí),相對(duì)應(yīng)的區(qū)域仍能得到所需的新風(fēng)量,一般所要求系統(tǒng)的新風(fēng)比會(huì)很高,造成耗能過大。而且采用設(shè)定變風(fēng)量末端最小開度的方法,需要根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化,不斷對(duì)系統(tǒng)總新風(fēng)比進(jìn)行調(diào)節(jié)。(2)系統(tǒng)總新風(fēng)量的控制新風(fēng)閥由新風(fēng)焓控制器控制,當(dāng)室外新風(fēng)的焓值不適宜作為冷源時(shí),新風(fēng)閥回到最小開度。只要當(dāng)室外新風(fēng)的焓值低于室內(nèi)值時(shí),變風(fēng)量系統(tǒng)就能夠在經(jīng)濟(jì)循環(huán)模式下運(yùn)行。即采用100%室外新風(fēng),充分利用室外新風(fēng)作為冷源。需要注意的一點(diǎn)是,變風(fēng)量系統(tǒng)在采用經(jīng)濟(jì)循環(huán)模式時(shí),必須對(duì)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥及排風(fēng)閥加以控制,以滿足室內(nèi)靜壓要求。4.1.5其它系統(tǒng)部件的控制:4.1.5.1加熱盤管的控制加熱盤管在變風(fēng)量系統(tǒng)中用于除濕或寒冷季節(jié)的供暖。在寒冷季節(jié),我們經(jīng)常見早晨預(yù)熱模式對(duì)空調(diào)房間進(jìn)行快速升溫。4.1.5.2回風(fēng)控制經(jīng)過一個(gè)室內(nèi)靜壓控制器調(diào)節(jié)回風(fēng)閥及回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,能夠得到所需回風(fēng)量。4.1.6變風(fēng)量末端的網(wǎng)絡(luò)化我們能夠利用網(wǎng)絡(luò)將空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)部分聯(lián)系起來,用來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和優(yōu)化,以得到最大的節(jié)能和舒適效果。利用系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),我們能夠監(jiān)測(cè)每個(gè)運(yùn)行或非運(yùn)行的空調(diào)房間,觀測(cè)每個(gè)變風(fēng)量末端的溫度和流量,優(yōu)化送風(fēng)溫度,根據(jù)設(shè)定時(shí)間計(jì)劃定時(shí)開機(jī)或停機(jī),自動(dòng)關(guān)閉每個(gè)不需使用的房間的空調(diào)。而且系統(tǒng)管理員能夠方便地進(jìn)行系統(tǒng)診斷及故障排除。對(duì)于大型空調(diào)系統(tǒng),運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能帶來巨大的節(jié)能效果。而對(duì)于一些小的系統(tǒng),能夠根據(jù)業(yè)主的要求建立網(wǎng)絡(luò),只對(duì)系統(tǒng)的一些關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),同樣也有很好的節(jié)能效果。4.2變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行控制:系統(tǒng)運(yùn)行模式可分成三類:4.2.1正常工作模式正常工作模式是指在正常工作時(shí)間內(nèi),空調(diào)系統(tǒng)利用人工冷/熱源或室外新風(fēng)冷源向空調(diào)房間進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。4.2.2值班模式所謂值班模式是指室內(nèi)無人工作的時(shí)間內(nèi),變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)重新設(shè)定工作狀態(tài)。當(dāng)建筑物內(nèi)溫度低于一定的設(shè)定溫度時(shí),空調(diào)機(jī)組將向建筑物內(nèi)供熱,防止建筑物內(nèi)部過冷。當(dāng)建筑物內(nèi)溫度高于一定的設(shè)定溫度時(shí),空調(diào)機(jī)組將向建筑物內(nèi)供冷,防止建筑物內(nèi)部過熱。4.2.3早晨預(yù)熱模式早晨預(yù)熱是變風(fēng)量系統(tǒng)運(yùn)行控制中一個(gè)重要組成部分,它能夠保證空調(diào)系統(tǒng)在上班之前將室內(nèi)環(huán)境迅速調(diào)節(jié)到人體舒適的狀態(tài)。然后啟動(dòng)正常工作模式。早晨預(yù)熱適用于單風(fēng)管、雙風(fēng)管等各種空調(diào)系統(tǒng)。是否選用早晨預(yù)熱模式取決于建筑物的特性。早晨預(yù)熱是實(shí)行值班模式向正常工作模式的轉(zhuǎn)化。當(dāng)早晨預(yù)熱模式結(jié)束時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入正常工作模式。早晨預(yù)熱的時(shí)間能夠進(jìn)行初始設(shè)定,例如2小時(shí),然后根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際效果進(jìn)行調(diào)整。這種調(diào)整能夠經(jīng)過建筑物內(nèi)一個(gè)或多個(gè)溫度控制器的反饋信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。如果選用一個(gè)溫度傳感器,該傳感器應(yīng)設(shè)置在最有代表性的房間內(nèi)。如果選用多個(gè)溫度傳感器,則取其加權(quán)平均值,能夠更準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)早晨預(yù)熱的效果。然后系統(tǒng)控制器能夠根據(jù)這種效果優(yōu)化早晨預(yù)熱時(shí)間。在早晨預(yù)熱模式中,空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)一般以最大風(fēng)量運(yùn)行,末端風(fēng)閥完全打開,滿負(fù)荷運(yùn)行。帶加熱盤管的空調(diào)機(jī)組將重新設(shè)定該模式下的送風(fēng)溫度,空調(diào)機(jī)組將采取全回風(fēng)方式,加速室內(nèi)空氣循環(huán)。盡快將室內(nèi)環(huán)境處理到舒適狀態(tài)。4.3變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的工程調(diào)試(送風(fēng)系統(tǒng)部分)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的工程調(diào)試非常重要,其工作質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果,某些原本正確的設(shè)計(jì)由于沒有進(jìn)行合理的調(diào)試而不能正常工作?；蛘呙銖?qiáng)能工作,也使得變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)變得不明顯。調(diào)試工作是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?必須按要求及步驟進(jìn)行。4.3.1變風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)量平衡(以節(jié)流型變風(fēng)量末端為例)A確定系統(tǒng)的最大送風(fēng)量及最大回風(fēng)量。由于負(fù)荷的非同時(shí)使用特性,總風(fēng)量應(yīng)該小于各末端風(fēng)口的最大風(fēng)量之和。B需要廠家提供送、回風(fēng)機(jī)的特性曲線。C如果采用調(diào)速器或變頻器,確定最大、最小風(fēng)量時(shí)的轉(zhuǎn)速或頻率。D需要廠家提供變風(fēng)量末端的最大、最小工作壓力。E建立系統(tǒng)阻力曲線,確定系統(tǒng)在最大送風(fēng)量下的工作點(diǎn)。系統(tǒng)應(yīng)該運(yùn)行在最小總風(fēng)量同時(shí)變風(fēng)量末端入口靜壓為最低設(shè)計(jì)值與最大總風(fēng)量的狀態(tài)之間。F將系統(tǒng)以最大風(fēng)量運(yùn)行,檢查每個(gè)變風(fēng)量末端的開度。G調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,確定系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速。H測(cè)量變風(fēng)量末端在最大、最小入口靜壓時(shí)的流量I繪制風(fēng)管壓力分布曲線J調(diào)整送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,得到正確的設(shè)計(jì)流量與靜壓控制值。K重復(fù)G—J,同時(shí)調(diào)整回風(fēng)機(jī)到設(shè)計(jì)工況,繪制最小總新風(fēng)量下的風(fēng)管壓力分布曲線。L分別在最大和最小風(fēng)量下,用變風(fēng)量箱后的手動(dòng)風(fēng)閥并調(diào)整使每個(gè)出風(fēng)口風(fēng)量達(dá)到平衡。M將變風(fēng)量風(fēng)口設(shè)定在最小開度,調(diào)節(jié)變頻器使靜壓控制點(diǎn)到設(shè)計(jì)最小值。N靜壓控制點(diǎn)的位置需由設(shè)計(jì)工程師與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工程師共同確定,它應(yīng)能代表系統(tǒng)的平均靜壓特性。O檢查回風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)的匹配,以保證一定的新風(fēng)量。P在全新風(fēng)下運(yùn)行系統(tǒng),檢查送回、風(fēng)機(jī)的功率與系統(tǒng)的靜壓。4.3.2變風(fēng)量系統(tǒng)的調(diào)試報(bào)告變風(fēng)量系統(tǒng)的調(diào)試報(bào)告應(yīng)有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和安裝及調(diào)試數(shù)據(jù)。其中包含:最大送風(fēng)量,靜壓,電機(jī)額定功率,最小新風(fēng)比,設(shè)計(jì)靜壓及送風(fēng)量下的電氣數(shù)據(jù),風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,風(fēng)機(jī)入口、出口壓力,風(fēng)機(jī)運(yùn)行曲線,實(shí)際的運(yùn)行工作點(diǎn)的送、回風(fēng)量,末端風(fēng)口風(fēng)量,靜壓,天花內(nèi)靜壓,在雙風(fēng)管系統(tǒng)中各支管壓力,在最大最小新風(fēng)下室內(nèi)正壓值,手動(dòng)風(fēng)閥位置等。5變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的計(jì)算變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能原理前已敘及。下面以一個(gè)具體工程實(shí)例的節(jié)能計(jì)算來進(jìn)一步闡述這個(gè)問題。北京北大太平洋電子科技廣場(chǎng)總建筑面積:41038m2,其中空調(diào)面積:28320m2,該大廈空調(diào)系統(tǒng)原設(shè)計(jì)為風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)(方案A),后進(jìn)行變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(方案B)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方

面:5.1變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)加裝變頻裝置,而大大節(jié)約空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)的運(yùn)行能耗。該工程為變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)的空調(diào)機(jī)組的電機(jī)總?cè)萘繛?63Kw,每天工作11小時(shí),每月工作日22天,全年工作264天。

圖3風(fēng)機(jī)流量與電機(jī)輸入功率變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組不加裝變頻裝置時(shí),全年的用電量為:363KwX11小時(shí)/天X264天=1054152Kwh營(yíng)業(yè)電費(fèi):0.9元/度,則一年的總運(yùn)行費(fèi)用為:948737元在變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)上加裝美國(guó)AC-TECH公司生產(chǎn)的變頻驅(qū)動(dòng)器,則有如下數(shù)據(jù):在設(shè)計(jì)工況下,電機(jī)輸入功率為100%;在80%的設(shè)計(jì)工況下,電機(jī)輸入功率減少到51%,在50%設(shè)計(jì)工況下,電機(jī)輸入功率減少到15%。送風(fēng)量與風(fēng)機(jī)電機(jī)輸入功率關(guān)系曲線見圖3。據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì),在北京這樣的氣候條件下,次類建筑的空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行中,有10%的時(shí)間在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行,20%的時(shí)間在80%的設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行,70%的時(shí)間在50%的設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行(不同特性或不同地點(diǎn)的空調(diào)系統(tǒng)會(huì)有所不同)。采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組加裝變頻裝置后,一年的用電量為:363Kwx11小時(shí)/天x264天x(10%x100%+20%x51%+70%x15%)=323625Kwh(這僅是工程上一種簡(jiǎn)化的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法,精確計(jì)算不在本文討論范圍)營(yíng)業(yè)電費(fèi):0.9元/度,則一年的總運(yùn)行費(fèi)用為:291263元由此可見,空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)加裝變頻裝置后,每年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用:948737元-291263元=657474元5.2變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠充分利用室外新風(fēng)做為冷源,這種方式被稱做”經(jīng)濟(jì)循環(huán)”。在過渡季,變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠直接將室外新風(fēng)送入室內(nèi),由排風(fēng)機(jī)排走,系統(tǒng)用做直流式系統(tǒng),從而節(jié)約能源,而這一點(diǎn)在方案A(風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng))中是做不到的。過渡季采用經(jīng)濟(jì)循環(huán)節(jié)約的費(fèi)用如下:經(jīng)濟(jì)循環(huán)節(jié)約費(fèi)用表表1方案B:月份列表當(dāng)月電費(fèi)節(jié)約指數(shù)月節(jié)約電費(fèi)列表當(dāng)月燃?xì)赓M(fèi)節(jié)約指數(shù)月節(jié)約燃?xì)赓M(fèi)元%元元%元4月67847.754027139.1036402.224014560.895月81417.304032566.9248536.294019414.5210月88202.074035280.8348536.294019414.52合計(jì)94986.85合計(jì)53389.92NOTE:僅考慮4月,5月和10月因采用室外新風(fēng)制冷而節(jié)約的費(fèi)用。5.3變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)基于對(duì)瞬時(shí)負(fù)荷的計(jì)算,能量能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移,因而系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般可節(jié)約冷量15%至40%,系統(tǒng)的總裝機(jī)容量可減少10%至30%。該工程原設(shè)計(jì)(方案A)中,制冷及空調(diào)設(shè)備用電量為:1004.54Kw,改做變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(方案B)后,制冷及空調(diào)設(shè)備用電量為778.79Kw。因此系統(tǒng)的總裝機(jī)容可減少:<1004.54Kw-778.79Kw>×100%=22.5%1004.54Kw冷熱源采用直燃型溴化鋰機(jī)組,方案A的額定天燃?xì)庀牧繛?08.00NM3/h;方案B的額定天燃?xì)庀牧繛?48.20NM3/h。額定天燃?xì)庀牧靠蓽p少:<408.00NM3/h-348.20NM3/h>×100%=14.7%408.00NM3/h基于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)上述的節(jié)能優(yōu)勢(shì),下面對(duì)方案A與方案B全年的運(yùn)行費(fèi)用比較如下:8月份空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)對(duì)照表表2最熱月—8月份運(yùn)行電費(fèi)設(shè)備用電量部分負(fù)荷指數(shù)每天使用時(shí)間每月工作日每月用電量營(yíng)業(yè)電費(fèi)月電費(fèi)Kw%Hours/dayDays/monthKw/h元/Kwh元方案A1004.5418011.0022.00194479.140.90175031.22方案B778.7858011.0022.00150772.780.90135695.50差值B-A-43706.36-39335.72說明:

1.設(shè)備用電量計(jì)算扣除排煙風(fēng)機(jī),正壓送風(fēng)機(jī)等平時(shí)不使用的設(shè)備,方案B還扣除經(jīng)濟(jì)循環(huán)用的排風(fēng)機(jī)。

2.每日運(yùn)行時(shí)間8:00—18:00,計(jì)10小時(shí)/天,考慮商場(chǎng)使用時(shí)間延長(zhǎng)和夏季預(yù)冷和冬季預(yù)熱,乘系數(shù)1.1,故取11小時(shí)/天。

3.部分負(fù)荷指數(shù)主要考慮水泵的臺(tái)數(shù)控制,因使用吸收式冷水機(jī)組,用電量較少,故不考慮冷水機(jī)組部分負(fù)荷指數(shù),而在燃?xì)赓M(fèi)用中考慮。

4.冷水泵和冷卻水泵按定流量泵考慮,排風(fēng)機(jī)和空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)按定風(fēng)量考慮。

8月份空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行燃?xì)赓M(fèi)對(duì)照表表3最熱月8月份運(yùn)行燃?xì)赓M(fèi)用:額定天燃?xì)庀牧坎糠重?fù)荷指數(shù)每日使用時(shí)間每月工作日每月耗氣量營(yíng)業(yè)電費(fèi)燃?xì)庠氯細(xì)赓M(fèi)用Nm3/h%Hours/dayDays/monthNm3/h元/Nm3/h元方案A408.008011.0022.0078988.801.80142179.84方案B348.208011.0022.0067411.521.80121340.74差值B-A-11577.28-20839.10

說明:方案A和方案B均考慮按負(fù)荷變化設(shè)置有冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)控制。

6變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)工程實(shí)例─廈門國(guó)際銀行大廈6.1工程概況廈門國(guó)際銀行大廈位于廈門市思明區(qū)鷺江道與水仙路交匯處的西北角,地下3層,地上3層,是一幢綜合性高級(jí)寫字樓?？偨ㄖ娣e55,326m2,其中空調(diào)面積34,974m2。地下1至3層為汽車庫(kù)和設(shè)備用房,其中地下3層兼為5級(jí)人防;地上1至4層西側(cè)為國(guó)際銀行的辦公營(yíng)業(yè)區(qū)域,東側(cè)為酒樓;5至12層及14至28層為高級(jí)辦公室,13層為避難層兼設(shè)備層;29層至32層為高級(jí)會(huì)所,其中29、30層為公寓,31層為會(huì)所辦公,32層為會(huì)所餐廳。33層為制冷機(jī)房,屋頂布置水箱間和冷卻塔。建筑主體高度129.5m。6.2室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)域名稱夏季室內(nèi)溫度(°C)夏季室內(nèi)相對(duì)濕度(%)冬季室內(nèi)溫度(°C)最小新風(fēng)量m3/h.人噪聲NC值門廳2560>=1530<=40高級(jí)辦公室2455>=1525<=40酒樓/餐廳2660>=1520<=45銀行營(yíng)業(yè)廳2555>=1525<=40公寓24552050<=40

6.3冷熱源主體部分冷源采用三臺(tái)水冷離心式冷水機(jī)組,總制冷量為4767Kw。冷水供/回水溫度為7/12oC,冷卻水供/回水溫度為32/37°C。熱源為設(shè)置在各空調(diào)機(jī)組內(nèi)的電加熱器。公寓部分(29,30層)的冷熱源為各自獨(dú)立的水源熱泵機(jī)組,總冷量為281Kw。6.4空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(見圖4,圖5)

圖4廈門國(guó)際銀行大廈空調(diào)系統(tǒng)圖

圖5標(biāo)準(zhǔn)層空調(diào)平面圖本大廈各區(qū)域(除公寓部分)空調(diào)系統(tǒng)均為全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),分述如下:6.4.1門廳和所有辦公部分均采用空調(diào)機(jī)組+變風(fēng)量箱+送風(fēng)口方式。6.4.1.1每層平面從外墻向內(nèi)3~5m劃分為外區(qū),其空調(diào)負(fù)荷主要是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)瞬時(shí)負(fù)荷,受室外氣溫和日照的影響,夏季表現(xiàn)為冷負(fù)荷,冬季表現(xiàn)為熱負(fù)荷。外區(qū)送風(fēng)口采用條縫型風(fēng)口,沿外墻(窗)布置。6.4.1.2其余部分為內(nèi)區(qū),負(fù)荷主要是人體、照明及設(shè)備發(fā)熱等室內(nèi)負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷,室內(nèi)負(fù)荷是全年性冷負(fù)荷,新風(fēng)負(fù)荷則有冷熱之分。一般情況下,即便在冬季室內(nèi)負(fù)荷也會(huì)大于新風(fēng)負(fù)荷(最小新風(fēng)量時(shí)),因此內(nèi)區(qū)的空調(diào)負(fù)荷表現(xiàn)為全年冷負(fù)荷。內(nèi)區(qū)冬季和過渡季可利用室外新風(fēng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)循環(huán)。內(nèi)區(qū)采用方形散流器送風(fēng)。6.4.1.3標(biāo)準(zhǔn)層每層采用一臺(tái)空調(diào)機(jī)組,所有空調(diào)機(jī)組中均設(shè)有電加熱器,主要用于冬季早晨預(yù)熱,亦適用在陰雨天氣時(shí)補(bǔ)充熱量?？照{(diào)機(jī)組接冷水管,在夏季做供冷設(shè)備使用,冬季則作為通風(fēng)機(jī)使用,進(jìn)行循環(huán)換氣。6.4.1.4每個(gè)房間的內(nèi)外區(qū)分別采用獨(dú)立的變風(fēng)量箱和溫度控制器,參見圖5。根據(jù)需要,在負(fù)責(zé)外區(qū)的變風(fēng)量箱出口增設(shè)電加熱器,滿足該區(qū)域冬季溫度要求。變風(fēng)量箱的入口靜壓為370~500Pa。6.4.2二至四層的右半部酒樓和32層餐廳,采用空調(diào)機(jī)組+TF變風(fēng)量風(fēng)口方式。每個(gè)TF變風(fēng)量風(fēng)口下方均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立溫度控制的區(qū)域。采用這種空調(diào)方式能靈活適應(yīng)餐桌布局變化和隔間的增減而無需修改風(fēng)管系統(tǒng)。而且,由于餐廳內(nèi)各區(qū)域負(fù)荷隨時(shí)間波動(dòng)較大,各送風(fēng)口獨(dú)立控制可實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能效果,避免局部過冷過熱的情況。TF變風(fēng)量風(fēng)口的入口靜壓為25~62Pa。6.4.3公寓部分(29,30層),采用水源熱泵機(jī)組+新風(fēng)系統(tǒng)6.5空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.5.1因大樓主體高度超過120米,因此曾提出水系統(tǒng)分區(qū),設(shè)兩個(gè)制冷機(jī)房分別服務(wù)于避難層以上部分和以下部分,其中一個(gè)機(jī)房位于屋面層,另一個(gè)位于避難層。后經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析,認(rèn)為設(shè)一個(gè)主機(jī)房更好,機(jī)房設(shè)在屋面層。冷水系統(tǒng)總高度為126米,在水系統(tǒng)最低點(diǎn)由循環(huán)水泵壓頭形成的靜壓不超過25m,故最高壓力承受點(diǎn)不超過1.6Mpa。設(shè)備承壓要求:16層及以上層所有用水設(shè)備:1.0Mpa。16層以下至首層所有用水設(shè)備:1.6MPa。6.5.2冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩管制,立管同程式,以利于水力平衡。6.5.3冷水泵和冷卻水泵均為定流量泵,與冷水機(jī)組,冷卻塔一一對(duì)應(yīng),并能互為備用。冷卻塔采用方形低噪聲不銹鋼冷卻塔,置于制冷機(jī)房上部屋面。因冷卻塔距離冷卻水泵較近,為避免水泵抽空,采取了加深冷卻塔水盤、設(shè)置連通平衡管和控制啟動(dòng)順序等措施。6.5.4冷水系統(tǒng)采用密閉式膨脹水箱,置于機(jī)房?jī)?nèi)部,便于維護(hù)管理。6.5.5冷卻水的水質(zhì)處理裝置采用高頻電子除污器。6.5.6制冷機(jī)房設(shè)在屋頂,隔振抗震措施參照ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。6.6新風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.6.1新風(fēng)系統(tǒng)由于新風(fēng)在春、秋季一段的時(shí)間內(nèi)是一種天然的冷源,在冬季還可為內(nèi)區(qū)和其它發(fā)熱量大的場(chǎng)所(如酒樓、餐廳)提供冷量。新風(fēng)直接從室外引入經(jīng)過濾后與回風(fēng)混合,再送入空調(diào)機(jī)組進(jìn)行處理。新風(fēng)管路設(shè)計(jì)滿足過渡季大量使用新風(fēng)的需要,并能確保最小新風(fēng)量,從而滿足節(jié)能和衛(wèi)生兩方面的要求。6.6.2排風(fēng)系統(tǒng)相對(duì)于新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),所有變風(fēng)量空調(diào)區(qū)域設(shè)計(jì)與之匹配的排風(fēng)系統(tǒng),以滿足過渡季大量使用新風(fēng)的需要,防止室內(nèi)出現(xiàn)過大的正壓。該排風(fēng)系統(tǒng)在使用最小新風(fēng)量的條件下不運(yùn)行。各設(shè)備機(jī)房、庫(kù)房、洗手間等房間的排風(fēng)量的確定根據(jù)空調(diào)區(qū)的最小新風(fēng)量和不同使用功能有所區(qū)別。地下汽車庫(kù)的排風(fēng)系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng)使用,排風(fēng)機(jī)采用雙速驅(qū)動(dòng)型式,平時(shí)排風(fēng)以低速運(yùn)行,當(dāng)接到火災(zāi)信號(hào)時(shí)自動(dòng)切換為高速運(yùn)行,加大排風(fēng)量,提高風(fēng)壓。6.7系統(tǒng)控制6.7.1經(jīng)過測(cè)量供回水溫度和流量,計(jì)算空調(diào)實(shí)際負(fù)荷,按預(yù)編程序控制離心式冷水機(jī)組、冷卻塔、水泵及配套設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。6.7.2對(duì)變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組機(jī)組采用定送風(fēng)溫度控制方式,由設(shè)在送風(fēng)管道的溫度傳感器所測(cè)的溫度值與空調(diào)機(jī)組控制器的設(shè)定值比較,用比例積分方式控制,輸出電信號(hào),控制電動(dòng)三通閥的開度,改變水流量,以使送風(fēng)溫度保持在所需溫度。6.7.3變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組機(jī)組采用交流變頻器拖動(dòng)送風(fēng)機(jī),根據(jù)靜壓傳感器的信號(hào)來感知系統(tǒng)風(fēng)量的變化,調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,改變送風(fēng)量,恒定系統(tǒng)靜壓控制點(diǎn)的靜壓值,靜壓傳感器放在送風(fēng)機(jī)到系統(tǒng)末端的2/3~3/4處。6.7.4辦公部分的變風(fēng)量末端為節(jié)流式壓力無關(guān)型變風(fēng)量箱,由溫度傳感器―溫控器、風(fēng)速傳感器―風(fēng)量控制器組成串級(jí)控制,溫控器根據(jù)溫度偏差設(shè)定風(fēng)量值,風(fēng)量控制器根據(jù)風(fēng)量偏差自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度,調(diào)節(jié)送風(fēng)量。6.7.5對(duì)采用TF變風(fēng)量風(fēng)口的空調(diào)系統(tǒng)而言,其靜壓控制與普通變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)略有不同?；陲L(fēng)口的工作原理,其入口靜壓有一定限制,即12Pa~62Pa之間。計(jì)算控制使每一支路的壓力降能滿足風(fēng)口的入口靜壓要求并在支路的始端設(shè)置壓力無關(guān)型控制閥門(PIM),以保證支路中壓力控制點(diǎn)維持在設(shè)定值。主風(fēng)管里的壓力控制與普通的變風(fēng)量箱系統(tǒng)類似,但靜壓設(shè)定值能夠小很多,大幅節(jié)約風(fēng)機(jī)功耗。6.7.6新風(fēng)量的調(diào)節(jié):系統(tǒng)送風(fēng)量的變化必然導(dǎo)致新、回風(fēng)量的變化,在需要維持最小新風(fēng)量時(shí)候經(jīng)過設(shè)在新風(fēng)管的流量傳感器來控制新、回風(fēng)閥開度。過渡季節(jié)時(shí)根據(jù)室外焓值自動(dòng)轉(zhuǎn)換為全新風(fēng)工況。7北京愛立信移動(dòng)通訊公司變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)例愛立信移動(dòng)通訊公司空調(diào)系統(tǒng)采用壓力無關(guān)型變風(fēng)量箱+再熱盤管單風(fēng)管變風(fēng)量系統(tǒng),變風(fēng)量箱采用電子式控制。

圖6變風(fēng)量箱控制圖

(1)變風(fēng)量箱控制過程(圖6)由房間溫度傳感器測(cè)量室內(nèi)溫度并與設(shè)定值比較。當(dāng)房間溫度低于供熱設(shè)定值時(shí),熱水閥(V4)將打開;如果溫度高于供冷設(shè)定值,則關(guān)閉熱水閥(V4),并根據(jù)溫度的偏差和送風(fēng)量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度,使房間溫度保持恒定。(2)空調(diào)機(jī)組控制過程(圖7)空調(diào)系統(tǒng)使用變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制送風(fēng)量?？刂破鞲鶕?jù)送風(fēng)主管的靜壓自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,使主風(fēng)管保持一定的靜壓。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷增大時(shí),變風(fēng)量箱的風(fēng)閥開度加大,主風(fēng)管靜壓降低,控制器將提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以維持恒定的靜壓。若負(fù)荷變小時(shí),變風(fēng)量箱的開度減小,系統(tǒng)靜壓上升,控制器則會(huì)降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,以維持恒定的靜壓。熱水閥(V4)和冷水閥(V1)由送風(fēng)溫度控制。當(dāng)送風(fēng)溫度低于加熱設(shè)定值時(shí),控制器將打開熱水閥,并根據(jù)溫度的偏移量調(diào)節(jié)比例閥的開度。當(dāng)送風(fēng)溫度高于制冷設(shè)定值時(shí),控制器將打開冷水閥,并自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開度。

圖7空調(diào)機(jī)組控制當(dāng)房間的相對(duì)濕度低于設(shè)定下限時(shí),控制器會(huì)啟動(dòng)加濕閥(V5)并自動(dòng)調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置,使得濕度保持在設(shè)定值。如果相對(duì)濕度高于設(shè)定上限,控制器將會(huì)開啟冷水閥(V1)進(jìn)行除濕,并根據(jù)需要開啟熱水閥,保證送風(fēng)溫度的要求。經(jīng)濟(jì)循環(huán)模式控制能自動(dòng)檢測(cè)室外空氣的溫度值,根據(jù)外界空氣溫度值決定是否采用全新風(fēng)的工作方式,以達(dá)到節(jié)能的目的。壓差開關(guān)(PD)檢測(cè)過濾器兩端的壓力差,當(dāng)過濾器積塵