3設(shè)備選擇

3.1水管型戶式中央空調(diào)設(shè)備的選擇3.1.1主機(jī)設(shè)備的選擇　　3.1.1.1確定主機(jī)類型：根據(jù)地區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)，考慮住宅有無集中供暖熱源，確定主機(jī)類型為單冷或熱泵機(jī)組?！　?.1.1.2確定主機(jī)型號：根據(jù)表1的每戶冷負(fù)荷確定主機(jī)型號；選擇時(shí)應(yīng)注意廠家主機(jī)夏季制冷工作特性曲線和冬季制熱工作特性曲線的測試條件與主機(jī)使用地區(qū)氣象條件的不一致性并加以修正。主機(jī)冬季實(shí)際制熱量Q機(jī)，熱不足時(shí)采用輔助電加熱，并確定電加熱器加熱量。3.1.2空調(diào)末端設(shè)備的選擇　　末端設(shè)備主要是指各房間內(nèi)安裝的風(fēng)機(jī)盤管，其選型是根據(jù)各房間的分室冷負(fù)荷（見表3）的大小來確定的，根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管的工作特性參數(shù)對風(fēng)機(jī)盤管樣本工況的三檔參數(shù)進(jìn)行修正以校核風(fēng)機(jī)盤管在系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況下的各檔實(shí)際制冷（熱）能力。按風(fēng)機(jī)盤管中檔制冷量大于房間的冷負(fù)荷來確定各房間的風(fēng)機(jī)盤管型號。3.2風(fēng)管型戶式中央空調(diào)設(shè)備的選擇3.2.1確定主機(jī)類型：根據(jù)地區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)，考慮住宅有無集中供暖熱源，確定主機(jī)類型為單冷或熱泵機(jī)組。3.2.2計(jì)算主機(jī)的設(shè)計(jì)負(fù)荷和進(jìn)行主機(jī)選型　　由表1可計(jì)算出每戶的冷負(fù)荷和熱負(fù)荷，計(jì)算出的冷負(fù)荷與新風(fēng)負(fù)荷之和是主機(jī)的設(shè)計(jì)負(fù)荷。新風(fēng)量按人均30m3h計(jì)算，以每戶常住人口4人計(jì)，滿足人員的衛(wèi)生要求的新風(fēng)量為4×30=120m3h；為了維持房間的正壓要求及考慮人員分散時(shí)對新風(fēng)的要求，應(yīng)取空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量的10%作為空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，取以上兩數(shù)值的大者作為空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量設(shè)計(jì)值Gw?！　∶繎艨偹惋L(fēng)量按下式計(jì)算：　　L=3600Qqρ（hn–ho）[m3h]（1）　　式中：L—送風(fēng)量，[m3h]；　　　　　Qq—每戶的全熱冷負(fù)荷，[kW]；　　　　　hn、ho—室內(nèi)空氣的焓值和送風(fēng)狀態(tài)的焓值，[kJkg]?！　⌒嘛L(fēng)負(fù)荷為：Qw=Gw(hw-hn)（2）　　式中：hw—室外空氣的焓值，[kJkg]　　　　　Gw—新風(fēng)量，[kg]　　主機(jī)的設(shè)計(jì)負(fù)荷應(yīng)為計(jì)算出的各戶冷負(fù)荷（見表1）與新風(fēng)負(fù)荷之和，根據(jù)主機(jī)的設(shè)計(jì)負(fù)荷和按式（1）計(jì)算出的總送風(fēng)量便可確定主機(jī)型號?！　∪绻麨闊岜脵C(jī)組，還應(yīng)校核主機(jī)冬季實(shí)際制熱量Q機(jī)，熱，不足時(shí)采用輔助電加熱，并確定電加熱器加熱量。3.2.3風(fēng)管的設(shè)計(jì)計(jì)算　　根據(jù)房間的使用功能和裝修要求進(jìn)行送風(fēng)管道和回風(fēng)管道（或回風(fēng)口）的布置，隨后進(jìn)行風(fēng)管的水力計(jì)算以確定所需的出口靜壓，看是否需要高靜壓型室內(nèi)機(jī)。為了降低室內(nèi)噪聲、節(jié)約能耗，應(yīng)合理布置風(fēng)管。

4戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)

　　居住建筑空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時(shí)間是在部分負(fù)荷下運(yùn)行的，改善空調(diào)主機(jī)及系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能，使之能跟蹤負(fù)荷并在部分負(fù)荷條件下高效運(yùn)行是提高空調(diào)系統(tǒng)效率、實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在。提高空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)效率的途徑主要有：（1）提高設(shè)備的能效比，按國家標(biāo)準(zhǔn)，家用空調(diào)合格品的能效比僅為2.4kWkW，變頻空調(diào)產(chǎn)品的能效比約為3.3左右，較水冷冷水機(jī)組5.2~5.8kWkW的能效比要低得多，如何開發(fā)高能效比的戶式中央空調(diào)產(chǎn)品，提高機(jī)組的技術(shù)含量是目前急待解決的問題。戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者要引導(dǎo)選用能效比高的空調(diào)產(chǎn)品。（2）提高設(shè)備和系統(tǒng)的容量調(diào)節(jié)能力，在部分負(fù)荷條件下也能保持高效，這是獲得更佳經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能的重要手段。目前較為可行的調(diào)節(jié)手段有以下幾種。

4.1調(diào)節(jié)方式4.1.1采用變頻壓縮機(jī)　　壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的主要動力設(shè)備，同時(shí)也是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中的主要耗能設(shè)備，目前戶式中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)大都采用定速式壓縮機(jī)，其跟蹤室內(nèi)負(fù)荷變化的手段就是讓壓縮機(jī)始終在額定的電源頻率下，處于通、斷電兩種狀態(tài)；壓縮機(jī)的啟動電流通常是額定電流的5~7倍，這不僅耗能而且對電網(wǎng)的沖擊較大，同時(shí)也影響壓縮機(jī)的壽命。而變頻壓縮機(jī)可以通過頻率的變化來適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化。制冷系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器在空調(diào)部分負(fù)荷時(shí)由于運(yùn)行工況的改變而換熱溫差減少，變頻空調(diào)的能效比明顯提高；而且由于變頻壓縮機(jī)能在低頻低電壓下啟動，因而啟動電流小，對電網(wǎng)干擾小，同時(shí)，變頻壓縮機(jī)啟動后達(dá)到設(shè)定溫度的速度快，縮短了不舒適的時(shí)間；又由于變頻壓縮機(jī)大部分時(shí)間都運(yùn)行在部分負(fù)荷的較低轉(zhuǎn)速下，對壓縮機(jī)的磨損程度較小，故可延長壓縮機(jī)的壽命。

　　壓縮機(jī)變頻控制的工作過程為：首先在溫度控制器內(nèi)設(shè)置一個(gè)給定值Q_{G，在蒸發(fā)器的進(jìn)水管路上設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，由此溫度傳感器測量進(jìn)水溫度Qa并將信號Qa轉(zhuǎn)換為QZ傳送至控制器和給定值QG進(jìn)行比較。當(dāng)住宅內(nèi)的空調(diào)冷負(fù)荷減小時(shí)，進(jìn)水溫度降低。這一降低的溫度值通過溫度傳感器的傳送，在溫度控制器內(nèi)與給定值QG進(jìn)行比較并得出差值信號e(e=QG-QZ)，溫度控制器根據(jù)這一差值信號對電動執(zhí)行器發(fā)出控制壓縮機(jī)電源頻率的控制命令，電動執(zhí)行器（即變頻器）依照命令將壓縮機(jī)的電源頻率調(diào)小，從而減小壓縮機(jī)的制冷量以達(dá)到節(jié)能的目的。只有當(dāng)差值信號e=0時(shí)，控制系統(tǒng)才不會動作。這樣，就能始終控制壓縮機(jī)在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下工作，取得較好的室溫和節(jié)能效果。變頻控制的原理框圖見圖1。4.1.2設(shè)置閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)　　由上所述，空調(diào)負(fù)荷的特點(diǎn)決定了其系統(tǒng)需要進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，以滿足在部分負(fù)荷條件下各房間對溫度的要求和節(jié)能的需求?？照{(diào)系統(tǒng)常用的調(diào)節(jié)方式是設(shè)置水閥和風(fēng)閥對系統(tǒng)的水量和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)原理是增加系統(tǒng)的阻力，用來消耗風(fēng)機(jī)和水泵的多余壓頭，達(dá)到減少流量的目的，這種改變管道系統(tǒng)阻力曲線的方法是以消耗風(fēng)機(jī)和水泵運(yùn)行所提供的能量為代價(jià)的，大量風(fēng)機(jī)和水泵提供的能量消耗在閥門上。由此可見，此方法雖然簡單易行，但不節(jié)能。同時(shí)水泵和風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)偏移造成的不穩(wěn)定、閥門關(guān)小后節(jié)流引起的噪聲都對系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。如果調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)為自動控制，這些水閥和風(fēng)閥應(yīng)為電動閥門，電動閥門價(jià)格昂貴。}

4.1.3改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速　　改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以改變風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，風(fēng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速成三次方的關(guān)系，而流量與轉(zhuǎn)速成一次方的關(guān)系，降低轉(zhuǎn)速以降低流量的同時(shí)可以大幅度降低能耗。當(dāng)流量減少13時(shí)，能耗可減少約70.4%，當(dāng)流量減少12時(shí)，能耗可減少約87.5%，且風(fēng)機(jī)的效率基本不變，仍可穩(wěn)定高效地工作。由此可見，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速用來調(diào)節(jié)風(fēng)量是最理想的方法。而改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法很多，如變級調(diào)速、變頻調(diào)速、串級調(diào)速等，其中變頻調(diào)速無須更換電動機(jī)，調(diào)速平滑、精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動控制和軟啟動，且小型變頻調(diào)速器價(jià)格不貴，用于小型空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)無論是技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都很理想。

4.2適合風(fēng)管型戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能調(diào)節(jié)方式　　風(fēng)管型戶式中央空調(diào)是一小型的一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)，節(jié)能的調(diào)節(jié)方式是當(dāng)室內(nèi)余熱Q_{Y值發(fā)生變化時(shí)，通常送風(fēng)溫度ts不變，而改變送風(fēng)系統(tǒng)末端送風(fēng)口風(fēng)量和室內(nèi)機(jī)總送風(fēng)量L，即變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。在空調(diào)建筑中采用變風(fēng)量系統(tǒng)可以適應(yīng)同一時(shí)間各個(gè)朝向房間的負(fù)荷并不是都處在最大值的需要，空調(diào)系統(tǒng)輸送的風(fēng)量可以在建筑物內(nèi)各個(gè)朝向或不同使用要求的房間之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從而減少系統(tǒng)的總風(fēng)量，進(jìn)而減小空調(diào)設(shè)備的容量，這樣不但可節(jié)省設(shè)備的初投資，而且可降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)單個(gè)房間室內(nèi)溫度的獨(dú)立控制。變風(fēng)量系統(tǒng)在運(yùn)行中是一種節(jié)能、舒適性好的空調(diào)系統(tǒng)。一個(gè)完整的變風(fēng)量系統(tǒng)是由空氣處理設(shè)備、送風(fēng)系統(tǒng)、末端裝置和自動控制元件等組成。}

　　對于戶式中央空調(diào)系統(tǒng)，其系統(tǒng)送風(fēng)管路較短、主機(jī)送風(fēng)壓頭較小，采用一般中央空調(diào)系統(tǒng)靜壓控制的方法，控制的誤差必然較大，顯然已失去了實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，與此同時(shí)，微電腦和計(jì)算機(jī)技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得控制功能大大增強(qiáng)，控制精度提高，且安裝簡便，運(yùn)行可靠，價(jià)格也越來越便宜。因此，要實(shí)現(xiàn)戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的變風(fēng)量控制，必須要尋找新的控制方法和控制裝置。

4.3適合水管型戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案　　對于水管型戶式中央空調(diào)系統(tǒng)，鑒于目前大部分廠家生產(chǎn)的機(jī)組水容量偏小，且不配置內(nèi)置式定壓罐，且為了減少麻煩，在使用時(shí)又不在系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的膨脹水箱的實(shí)際情況，故不適宜采用調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)水流量的方法。本人認(rèn)為末端設(shè)備（即風(fēng)機(jī)盤管）采用風(fēng)量控制方式或控制向風(fēng)機(jī)盤管斷續(xù)供水的方式、主機(jī)采用變頻控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)較節(jié)能。

　　通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管電機(jī)輸入電壓使風(fēng)量分為高、中、低三檔，而相應(yīng)地調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的供冷（熱）量。當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管處理的室內(nèi)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，由主機(jī)提供的供、回水溫差必然相應(yīng)地發(fā)生變化，主機(jī)可根據(jù)回水溫度進(jìn)行相應(yīng)的變頻調(diào)節(jié)，以控制制冷量（或制熱量）的輸出，達(dá)到節(jié)能的目的。　　除風(fēng)量調(diào)節(jié)外，風(fēng)機(jī)盤管的供冷（熱）量也可通過水量調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)。只要在水管上安裝電動三通分流閥由雙位室溫調(diào)節(jié)器控制，向風(fēng)機(jī)盤管斷續(xù)供水，使室溫得以自動調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式對末端裝置來說水量是變的，而對主機(jī)來說水容量不變，不影響主機(jī)的安全運(yùn)行和系統(tǒng)對熱慣性的要求，其變化的僅僅是水溫（如固定供水溫度，變化的僅是回水溫度），所以并不是真正的變水量調(diào)節(jié)。相比較而言，水管型戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤管容易控制，較易實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，但由于室內(nèi)風(fēng)量控制不是無級連續(xù)調(diào)節(jié)，控制精度不高，易出現(xiàn)忽冷忽熱的現(xiàn)象。再加上新風(fēng)不易引入和處理，其舒適程度不如風(fēng)管式戶式中央空調(diào)系統(tǒng)。

5結(jié)論

　　通過對戶式中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題的分析，可以得出如下結(jié)論：（1）空調(diào)冷熱負(fù)荷、系統(tǒng)主機(jī)容量以及其它設(shè)備的確定與選型應(yīng)經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算，并遵循一定的原則，以避免造成初投資和能量的浪費(fèi)。

（2）戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性是關(guān)系到節(jié)能與舒適性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用變頻技術(shù)控制主機(jī)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)可獲得顯著的節(jié)能效果；采用變頻技術(shù)以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的小型變風(fēng)量系統(tǒng)尤為適合風(fēng)管型戶式中央空調(diào)系統(tǒng)；水管型戶式中央空調(diào)系統(tǒng)則較適宜采用末端風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量調(diào)節(jié)和主機(jī)變頻調(diào)節(jié)相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式。

參考文獻(xiàn)

　　[1]《暖通空調(diào)新技術(shù)》.北京.中國建筑工業(yè)出版社，1999年　　[2]殷平.《現(xiàn)代空調(diào)》.北京.中國建筑工業(yè)出版社，1999年　　[3]《暖通空調(diào)新技術(shù)》.北京.中國建筑工業(yè)出版社，2001年　　[4]陳剛，劉澤華，顧煒莉.節(jié)能技術(shù)，2001年，19（4）：7—10

---