淺析低溫變風(fēng)量空調(diào)在濟(jì)南某辦公樓的應(yīng)用

文/李繼領(lǐng)、史帥 濟(jì)南高新控股集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250000

楊懷慶 濟(jì)南泰魯置業(yè)有限公司 山東濟(jì)南 250000

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)作為全空氣系統(tǒng)的一種，與定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)相比，具有區(qū)域溫度可控、室內(nèi)空氣品質(zhì)好、部分符合時(shí)風(fēng)機(jī)可變頻調(diào)速運(yùn)行和利用自然新風(fēng)冷卻等特點(diǎn)在現(xiàn)代寫字樓項(xiàng)目中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用；特別是當(dāng)有不大于6℃的低溫水可供利用時(shí)，采用低溫送風(fēng)系統(tǒng)可以降低建筑層高、設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，提高房間熱舒適性等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。

1、項(xiàng)目概況

項(xiàng)目位于濟(jì)南CBD片區(qū)，屬于總部基地辦公性質(zhì)，總建筑高度99m，總建筑面積40600m2，共計(jì)23層，其中標(biāo)準(zhǔn)層面積1780m2；周邊有市政冷熱源可以接入，空調(diào)冷水供/回水溫度（日間）：3/12℃，空調(diào)熱水供/回水溫度： 95/55℃。

2、應(yīng)用分析

2.1 負(fù)荷計(jì)算

濟(jì)南市室外設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季：空調(diào)室外計(jì)算干球溫度34.7℃，空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度26.8℃；冬季：空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度-7.7℃，空調(diào)室外設(shè)計(jì)相對(duì)濕度53%。辦公區(qū)夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度干球溫度24℃，相對(duì)濕度55%；冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度干球溫度20℃，相對(duì)濕度40%。經(jīng)負(fù)荷計(jì)算，總冷負(fù)荷4510kW，總熱負(fù)荷2260kW，單位建筑面積冷指標(biāo)為113W/m2，單位建筑面積熱指標(biāo)為56W/m2。

2.2 設(shè)備選型

根據(jù)負(fù)荷情況，擬選用2臺(tái)3000kW的冷水板式換熱器，選用2臺(tái)1500kW的熱水板式換熱器，選用承壓1.6MPa的水泵及管材，中間不設(shè)二次加壓換熱設(shè)備。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3.1 送風(fēng)溫度

送風(fēng)溫度是低溫送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，對(duì)于低溫送風(fēng)而言，如何確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度需要考慮諸多因素，除冷源的影響外，還要考慮室內(nèi)要求的相對(duì)濕度、變風(fēng)量末端類型和送風(fēng)口形式等；本次設(shè)計(jì)送風(fēng)溫度取10℃。

2.3.2 系統(tǒng)分區(qū)

將距離外墻4m范圍定義為外區(qū)[3]，外區(qū)空調(diào)負(fù)荷隨室外氣候和日照的變化而變化，需夏季供冷、冬季供熱，外區(qū)設(shè)備擬采用并聯(lián)式風(fēng)機(jī)動(dòng)力型帶再熱盤管。

將核心筒至外區(qū)邊界定義為內(nèi)區(qū)，內(nèi)區(qū)空調(diào)負(fù)荷由設(shè)備散熱、照明散熱、人體散熱等組成，常年為冷負(fù)荷，需四季供冷，為達(dá)到根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)送風(fēng)量實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，擬采用單風(fēng)道型變風(fēng)量末端[4]。

同時(shí)，將室內(nèi)分為若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域由該區(qū)域內(nèi)的變風(fēng)量末端獨(dú)立控制調(diào)節(jié)；負(fù)荷計(jì)算時(shí)根據(jù)內(nèi)外分區(qū)及各區(qū)域分別計(jì)算，并根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果合理排布VAV-box。

2.3.3 控制方式

目前市場(chǎng)上常用的控制方式有定靜壓法、變靜壓法和總風(fēng)量法[5]。

定靜壓法：其工作原理是在風(fēng)量最不利點(diǎn)設(shè)置壓力傳感器，通過(guò)壓力傳感器傳來(lái)的壓力值與設(shè)定的靜壓值的對(duì)比調(diào)節(jié)與設(shè)計(jì)的靜壓值對(duì)比調(diào)節(jié)空調(diào)處理機(jī)組風(fēng)機(jī)的頻率。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)試工作量較少，屬于反饋控制，影響因素小，控制相對(duì)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是由于風(fēng)機(jī)有更多富余壓頭，相對(duì)節(jié)能一般。

變靜壓法：其工作原理是在風(fēng)管中任意一處設(shè)置壓力傳感器，通過(guò)風(fēng)管上各個(gè)VAV控制器風(fēng)閥閥位的開度反饋調(diào)節(jié)設(shè)定的靜壓值，再與傳感器的壓力值進(jìn)行比較調(diào)節(jié)空調(diào)處理機(jī)組風(fēng)機(jī)的頻率。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能性最好；缺點(diǎn)是造價(jià)較高，屬于反饋控制，容易振蕩、控制復(fù)雜。

總風(fēng)量法：通過(guò)風(fēng)管上各個(gè)VAV控制器風(fēng)量傳感器的反饋調(diào)節(jié)空調(diào)處理機(jī)組風(fēng)機(jī)的頻率。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格適中，節(jié)能效果較定靜壓法更好；缺點(diǎn)是屬于前饋控制，控制復(fù)雜，調(diào)試工作量較大。

由于后期存在諸多不確定因素，濟(jì)南本地VAV項(xiàng)目較少，施工單位對(duì)于VAV系統(tǒng)調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)和能力都存在不確定性，本項(xiàng)目擬采用變靜壓法作為硬件選擇的條件，后期可以根據(jù)實(shí)際情況滿足以上三種控制方案的實(shí)施。

2.4 其他注意事項(xiàng)

（1）送風(fēng)溫度要避免過(guò)低，由于低溫送風(fēng)除濕能力強(qiáng)，為避免相對(duì)濕度過(guò)低導(dǎo)致的皮膚和黏膜干燥以及易靜電等令人不適的情況，一般送風(fēng)溫度的設(shè)定要保證相對(duì)濕度不低于40%。

（2）送風(fēng)量應(yīng)避免過(guò)小[6]，低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)能耗降低，但換氣次數(shù)太低，會(huì)影響室內(nèi)空氣的潔凈度，因此最小新風(fēng)量應(yīng)充分考慮新風(fēng)換氣次數(shù)。

（3）需確保冷水的進(jìn)回水溫差。采用低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，冷水進(jìn)出口溫度差加大，輸送動(dòng)力才能大大降低。

（4）空氣處理機(jī)組應(yīng)注意密封和隔熱處理，避免不必要的能耗。