賀繼超,任君,別舒,李著萱
(中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司,北京100089)
中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公樓風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能改造
賀繼超,任君,別舒,李著萱
(中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司,北京100089)
在公共建筑能耗中,空調(diào)系統(tǒng)能耗占據(jù)比重很大,以中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑為例,其中風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛,論文針對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了能耗特點(diǎn)分析,根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍,總結(jié)了能耗環(huán)節(jié)及存在問(wèn)題,并給出了節(jié)能改造措施。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng);節(jié)能改造;空調(diào)能耗
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.023
我國(guó)正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段,根據(jù)有關(guān)報(bào)道,目前我國(guó)的建筑能耗約占社會(huì)總能耗的27.5%~30%,而空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%~60%[1]。因此,針對(duì)建筑能耗中占比最大的空調(diào)能耗進(jìn)行節(jié)能措施研究,對(duì)挖掘辦公建筑的節(jié)能潛力、發(fā)揮中央國(guó)家機(jī)關(guān)節(jié)能工作的示范帶頭作用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
通過(guò)對(duì)部分中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑的能耗統(tǒng)計(jì)和分析發(fā)現(xiàn),目前所采用的空調(diào)形式主要有風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)、全空氣系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、分體空調(diào)系統(tǒng)等。其中風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)是采用最多的空調(diào)形式占到總數(shù)的78.54%,其次分別為全空氣系統(tǒng)(15.13%)、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)(2.65%)和分體空調(diào)系統(tǒng)(0.72%)。
本文就中央國(guó)家機(jī)關(guān)中應(yīng)用最廣泛的風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng),以及在日常維護(hù)中最易忽視的分體空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行能耗分析,從其系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)選型、施工運(yùn)行角度分析能耗并給出節(jié)能改造的措施及建議。
2.1 系統(tǒng)介紹
風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑中應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng),它占到空調(diào)總數(shù)的78%以上,該系統(tǒng)主要特點(diǎn)是投資少、使用靈活。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)形式[2]主要有:
1)按空氣流程形式分:吸入式和壓出式。
吸入式是風(fēng)機(jī)位于盤(pán)管下風(fēng)側(cè),空氣先由盤(pán)管處理后由風(fēng)機(jī)送入空調(diào)房間。壓出式是風(fēng)機(jī)處于盤(pán)管上風(fēng)側(cè),風(fēng)機(jī)先將空氣抽入后壓至盤(pán)管進(jìn)行熱交換后送入空調(diào)房間,這種形式目前使用最廣泛。
2)按安裝形式分:立式明裝,臥式明裝、立式暗裝、臥式暗裝、吸頂式等。其中,臥式暗裝是應(yīng)用最多的一種形式,該系統(tǒng)暗裝在吊頂內(nèi),通過(guò)送風(fēng)管及風(fēng)口把處理后的空氣送入空調(diào)房間。
2.2 技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的建筑離不開(kāi)空調(diào)系統(tǒng),作為行使重要行政職責(zé)的中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑,其空調(diào)系統(tǒng)得到了快速發(fā)展,不同空調(diào)系統(tǒng)具有各自的技術(shù)特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有:
1)可分別控制、調(diào)節(jié)各個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管,實(shí)現(xiàn)不同房間、不同溫度需求的靈活控制。當(dāng)房間無(wú)人時(shí)可關(guān)掉機(jī)組而不影響其他房間機(jī)組的正常運(yùn)作,因此,該系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約,并為夏季供冷的分戶(hù)計(jì)量提供了基礎(chǔ)。
2)可實(shí)現(xiàn)分區(qū)調(diào)節(jié)、分片管理。根據(jù)不同辦公建筑的負(fù)荷需求,按照功能、朝向、運(yùn)行時(shí)間等把系統(tǒng)分割為若干區(qū)域,實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。
3)風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)所占空間較小,布置和安裝靈活,一般安裝在房間吊頂內(nèi),不影響美觀及使用空間,安裝比全空氣空調(diào)系統(tǒng)減少大量風(fēng)管,因此,該系統(tǒng)還有節(jié)約建材和空間的優(yōu)點(diǎn)。
4)各房間空氣系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,如果某房間發(fā)生火災(zāi)或疫情時(shí),險(xiǎn)情不會(huì)通過(guò)該系統(tǒng)危及其他房間。
綜上所述,風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)適用于房間較多、需求不同、靈活控制的各種場(chǎng)所,如中央國(guó)家機(jī)關(guān)常設(shè)的辦公樓,寫(xiě)字樓,會(huì)議樓等;此外,分區(qū)較多且同區(qū)功能較統(tǒng)一,以及建筑結(jié)構(gòu)緊湊、空間緊張或風(fēng)管敷設(shè)困難的建筑也適用于該系統(tǒng)。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有:
1)風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置形式是分散在各個(gè)房間內(nèi),因此系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量較多,給日常維修和管理帶來(lái)不便。此外,設(shè)計(jì)中由于要考慮風(fēng)管的布置,因此有時(shí)會(huì)與吊頂高度等內(nèi)裝修產(chǎn)生沖突。
2)風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)不適用于進(jìn)深大的空間(大于6m)。由于風(fēng)機(jī)盤(pán)管是安裝在空調(diào)房間內(nèi)的,因此其噪聲控制較為嚴(yán)格。為保證較小的噪聲其風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速就不能過(guò)高,因此較小的風(fēng)機(jī)壓頭限制了氣流分布,對(duì)于進(jìn)深大的空間(大于6m),該系統(tǒng)的氣流分布不夠合理。
3)新風(fēng)系統(tǒng)在室外空氣品質(zhì)惡劣的情況下,由于一般只配備粗效過(guò)濾器,不能有效地清潔外界空氣,因此引入室內(nèi)的新風(fēng)有可能會(huì)造成室內(nèi)環(huán)境污染。這對(duì)于我國(guó)目前深受PM2.5困擾的現(xiàn)狀來(lái)看,成為該系統(tǒng)一大新問(wèn)題。
4)該系統(tǒng)濕度控制不夠準(zhǔn)確,在過(guò)渡季節(jié)時(shí),隨著空氣中熱濕負(fù)荷降低,盤(pán)管內(nèi)水溫隨之升高,系統(tǒng)除濕能力下降,導(dǎo)致空氣含濕量相應(yīng)增加。
5)冷凝水污染。風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)在去濕時(shí)產(chǎn)生冷凝水,在夜間或非工作日等停運(yùn)時(shí)段,由于盤(pán)管表面溫度升高,為細(xì)菌繁殖提供了條件,在天花板內(nèi)會(huì)產(chǎn)生污染和漏水的問(wèn)題。
2.3 能耗環(huán)節(jié)及存在問(wèn)題
風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的能耗問(wèn)題[3]主要集中在以下方面:
1)在大型辦公建筑中,由于風(fēng)機(jī)盤(pán)管的數(shù)量較多,但天花板內(nèi)的維修空間十分有限,給清潔和維護(hù)工作帶來(lái)較大的操作難度,長(zhǎng)此以往,系統(tǒng)風(fēng)量逐漸變小,換熱效果逐步變差,空調(diào)能耗越來(lái)越大。
2)末端軟管變形,送風(fēng)截面過(guò)小,導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷增大,送風(fēng)溫度降低從而造成能源的浪費(fèi)。
(1)風(fēng)道軟管的末端在安裝中變形,導(dǎo)致出口風(fēng)道面積減小。
(2)在風(fēng)道軟管中部出現(xiàn)大角度折彎或扭曲,導(dǎo)致風(fēng)道截面積減小。
(3)風(fēng)道軟管在安裝中未能和送風(fēng)口對(duì)接,導(dǎo)致送風(fēng)在吊頂內(nèi),不能將冷風(fēng)射入房間。
3)對(duì)空調(diào)箱水閥控制的缺失,導(dǎo)致系統(tǒng)送風(fēng)溫度過(guò)低。在對(duì)中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑的調(diào)研中發(fā)現(xiàn),大型辦公建筑的空調(diào)系統(tǒng)普遍存在自控系統(tǒng)未能正常工作的情況,尤其空調(diào)箱的水側(cè)和風(fēng)側(cè)往往都未設(shè)置控制裝置。根據(jù)節(jié)能診斷,辦公室內(nèi)溫度雖然較低,但送回風(fēng)的溫差比較小,說(shuō)明室內(nèi)的低溫是
以大風(fēng)量為代價(jià)的。以送回風(fēng)溫差4℃為例,若將送回風(fēng)溫差調(diào)整到8℃,則風(fēng)量比4℃時(shí)可減少一半以上,從而可節(jié)約風(fēng)機(jī)電耗約80%。
4)一般辦公建筑的新風(fēng)機(jī)組過(guò)濾器清理周期較長(zhǎng),隨著過(guò)濾器逐步堵塞,新風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況逐步偏離額定工況點(diǎn),導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率降低產(chǎn)生能耗浪費(fèi)。
5)在中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑中經(jīng)常存在大廳等較大的產(chǎn)熱空間。當(dāng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)用于大空間時(shí),其回風(fēng)的熱量往往直接排放掉了,沒(méi)有加以回收利用。
6)通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),在以往的設(shè)計(jì)中,未考慮過(guò)渡季節(jié)利用自然冷源除熱除濕。
7)風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)常存在高點(diǎn)無(wú)排氣閥或排氣閥失靈,系統(tǒng)內(nèi)空氣不能及時(shí)排除,導(dǎo)致水力平衡失調(diào)。
2.4 改進(jìn)技術(shù)措施
風(fēng)機(jī)盤(pán)管的選擇:在對(duì)中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑的風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)改造時(shí),首先應(yīng)根據(jù)建筑情況及功能用房要求,確定風(fēng)機(jī)盤(pán)管的形式及布置方式。再根據(jù)冷負(fù)荷和新風(fēng)量,在產(chǎn)品樣本中選擇合適的型號(hào),若實(shí)際工況與產(chǎn)品額定工況存在差異,應(yīng)進(jìn)行一定修正。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管的調(diào)節(jié):風(fēng)機(jī)盤(pán)管有3種調(diào)節(jié)方式,用風(fēng)量調(diào)節(jié)、水量調(diào)節(jié)和機(jī)內(nèi)旁通風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié),其特點(diǎn)見(jiàn)表1。
表1 風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式
其他改進(jìn)措施有:
1)應(yīng)定期清掃新風(fēng)機(jī)組的過(guò)濾網(wǎng)和風(fēng)機(jī)盤(pán)管表面,以維持設(shè)備較好的工作狀態(tài)。
2)對(duì)辦公建筑中老舊的新風(fēng)設(shè)備,應(yīng)給予更換,沒(méi)有變頻的,應(yīng)增設(shè)變頻裝置,缺少控制的,應(yīng)增設(shè)控制開(kāi)關(guān)或水路控制閥門(mén)。
3)風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)機(jī)組的回水管上應(yīng)有手動(dòng)放氣閥,在系統(tǒng)運(yùn)行前將放氣閥打開(kāi),待盤(pán)管中及管路內(nèi)的空氣排凈后再關(guān)閉放氣閥。
4)考慮回收利用排風(fēng)中的熱量(或冷量),以節(jié)約能耗。
5)風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)機(jī)組夏季供給冷媒的水溫不應(yīng)低于7℃,冬季供給冷媒的熱水溫度不應(yīng)高于65℃,供水的水質(zhì)應(yīng)清潔軟化,以防水管道內(nèi)結(jié)垢影響傳熱效率。
6)對(duì)裝有溫度控制器的機(jī)組應(yīng)校核使用狀態(tài)。夏季時(shí),控制開(kāi)關(guān)應(yīng)處于夏季控制位,冬季時(shí),控制開(kāi)關(guān)應(yīng)處于冬季控制位。
7)對(duì)有較大熱負(fù)荷內(nèi)區(qū)的中庭,應(yīng)考慮利用自然冷源排除室內(nèi)余熱,減少風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)在過(guò)渡季節(jié)的使用,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
本文研究了中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑中應(yīng)用最廣泛的風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng),通過(guò)對(duì)系統(tǒng)原理的探討,總結(jié)其技術(shù)特點(diǎn)和適用范圍,找到其在運(yùn)行中的能耗環(huán)節(jié)和運(yùn)行主要存在的能耗問(wèn)題,并提出通用的節(jié)能改造措施。
本文主要從設(shè)備維護(hù)及更換和系統(tǒng)優(yōu)化兩個(gè)方面提出了風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能方面的改進(jìn)技術(shù)措施,如清洗、絕熱、更換設(shè)備、合理運(yùn)行等。
【1】喬玲敏,張偉東,周全,等.某商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況分析及節(jié)能改造[J].暖通空調(diào),2013,43(8):46-50.
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【3】王清勤,唐曹明.既有建筑改造技術(shù)指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.
Energy Saving Reconstructionof FanCoil Plus Fresh Air System for OfficeBuilding
HEJi-chao,REN Jun,BIE Shu,LI Zhu-xuan
(China IPPR International Engineering Corporation,Beijing 100089,China)
Inallenergyconsumingsystemingeneralofficebuildings,theenergyconsumptionoffancoilplusfreshairsystemoftenoccupy themostproportion.Thisarticlebasedonthetechnicalcharacteristicsoffancoilplusfreshairsystem,summarizestheexistingproblemsofthe energyconsumption of the system,and according to the the general office building within the fan coil plus fresh air system,put forward to improvethesystemenergysavingreformofgeneraljudgmentstandardsandtechnicalmeasuresofimprovement.
fancoil Plusfresh air system;energysavingreconstruction;airconditioningenergyconsumption
TU834.5;TU243
B
1007-9467(2016)07-0099-03
2016-04-06
賀繼超(1985~),男,湖南雙峰人,工程師,從事暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與研究,(電子信箱)hejichao_2005@163.com。