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)就可以作為系統(tǒng)冷源,變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)就可以在經(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)可以根據(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。前者通常只占后者的70%~90%,因此變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以顯著減少系統(tǒng)的總送風(fēng)量。
在現(xiàn)代建筑尤其是現(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)通常表現(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)通過回風(fēng)的混合可以實(shí)現(xiàn)能量在區(qū)域之間流動(dòng),內(nèi)區(qū)的一部分得熱可以轉(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)通??梢詼p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)的其他優(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。通常變風(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¾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)一般通過維持送風(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
在目前的工程實(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,通常每個(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,可以保證送風(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,通常做法是提高送風(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。通過柱塞運(yùn)動(dòng)成比例地調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度。
TF變風(fēng)量風(fēng)口是通過空氣誘導(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),它們可以充分感應(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)口還有其他兩種類型:?jiǎn)卫鋷Э焖俟嵝秃蛦卫湫汀?p style="line-height: 3em;"> 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,通過膨脹作用推動(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,并且也適用于將一個(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¾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,因而可以采用較低壓的送風(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,通過改變風(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,因而可以節(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)低于其他類型的變風(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15年之久的用戶證實(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:改善原有系統(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%,就可以直接安裝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,可以用加裝壓力無關(guān)型調(diào)節(jié)裝置(PIM)的方法來進(jìn)行管路設(shè)計(jì)。空調(diào)機(jī)組與PIM之間的送風(fēng)管可以設(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)靜壓值通常為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)度通??烧鬯銥?.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。通常用兩種方法: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。 通常建議低壓送風(fēng)管的風(fēng)速選擇在3.6m~6.6m之間;單位長(zhǎng)度風(fēng)管的阻力降Pm值控制在0.33~0.82Pam之間。 非等壓降法: 在采用等壓降法受限制的情況下,可以采用非等壓降法。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),可以采用非等壓降法。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),通常將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。通常第一段的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)量末端控制器通過對(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)致其他區(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)量末端控制器通過對(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,所以當(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),其他區(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,通常安裝在送風(fēng)機(jī)到系統(tǒng)末端的23~34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。這樣就可以避免風(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)通常采用的是定送風(fēng)溫度控制。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷很低時(shí),我們也可以通過提高送風(fēng)溫度來節(jié)約冷量,因?yàn)榇藭r(shí)提高送風(fēng)溫度后可以避免再熱,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。所以這里存在一個(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)溫度通常設(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。但是,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,通常所要求系統(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)就可以在經(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其他系統(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)常用早晨預(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 通過一個(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,可以得到所需回風(fēng)量。4.1.6變風(fēng)量末端的網(wǎng)絡(luò)化 我們可以利用網(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),我們可以監(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)管理員可以方便地進(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),可以根據(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: