空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量系統(tǒng)的節(jié)能與節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量系統(tǒng)的節(jié)能與節(jié)能

1調(diào)節(jié)再熱量的回收通常，集中空調(diào)系統(tǒng)的送送量是固定不變的。送送量根據(jù)室內(nèi)的熱濕負(fù)荷確定，稱為定流量系統(tǒng)（cav）。實(shí)際上房間的熱濕負(fù)荷不可能經(jīng)常處于最大值,而是在全年的大部分時(shí)間低于最大值。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減少時(shí),定風(fēng)量系統(tǒng)是靠調(diào)節(jié)再熱量以提高送風(fēng)溫度(減小送風(fēng)溫差)來維持室溫的。這樣既浪費(fèi)熱量,又浪費(fèi)冷量。如果能采用減少送風(fēng)量(送風(fēng)差數(shù)不變)的方法來保持室內(nèi)溫度不變,則不僅節(jié)約了提高送風(fēng)溫度所需的熱量,而且還由于處理風(fēng)量的減少,降低了風(fēng)機(jī)功率電耗以及制冷機(jī)的冷量。把雙管定風(fēng)量系統(tǒng)(DDCAV)轉(zhuǎn)換成變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)是節(jié)約能量的方式之一。在現(xiàn)有的設(shè)備和裝置不變的情況下,要將此系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,通常的方法是:(1)安裝一個(gè)含有變頻裝置和靜壓傳感器的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(2)安裝全新的末端裝置或者把定風(fēng)量末端裝置轉(zhuǎn)換成變風(fēng)量的末端裝置。因此,把定風(fēng)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為變風(fēng)量系統(tǒng)既可以節(jié)能又可以充分利用現(xiàn)有的資源和設(shè)備。2雙管變風(fēng)量末端裝置把雙管定風(fēng)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成變風(fēng)量系統(tǒng),一般需要做兩個(gè)調(diào)整:(1)把定風(fēng)量末端裝置轉(zhuǎn)換成變風(fēng)量末端裝置,或者直接安裝全新的變風(fēng)量末端裝置;(2)在風(fēng)機(jī)上安裝氣流調(diào)節(jié)裝置。然而,對(duì)于不同的末端裝置有不同的調(diào)節(jié)方法:(1)對(duì)安裝了流量調(diào)節(jié)傳感器的定風(fēng)量末端裝置,可以轉(zhuǎn)換或修改末端裝置控制器;(2)對(duì)安裝了彈簧調(diào)節(jié)的氣流裝置,在冷風(fēng)閥或熱風(fēng)閥的風(fēng)閥執(zhí)行器上設(shè)置偏差;(3)對(duì)熱風(fēng)閥或冷風(fēng)閥分別獨(dú)立安裝執(zhí)行器并更換控制器;(4)安裝一個(gè)總氣流執(zhí)行器并更換控制器。變風(fēng)量系統(tǒng)的重要特點(diǎn)是系統(tǒng)在部分負(fù)荷的情況下,減少風(fēng)機(jī)的能耗和冷熱量的消耗。在一個(gè)典型的雙管變風(fēng)量末端裝置中有一個(gè)額外的總流量執(zhí)行器,它是通過溫度調(diào)節(jié)裝置或控制器的信號(hào)來控制總流量的。圖1所示為定風(fēng)量和變風(fēng)量末端裝置中空氣流量與負(fù)荷之間的變化關(guān)系。此圖中的負(fù)荷率指冷負(fù)荷,室內(nèi)溫度為24℃,冷風(fēng)溫度為13℃,熱風(fēng)溫度為35℃,最小流量比為30%。在定風(fēng)量末端裝置里,只要區(qū)域負(fù)荷低于設(shè)計(jì)負(fù)荷,加熱和制冷就會(huì)同時(shí)發(fā)生。因?yàn)橐荒曛性O(shè)計(jì)負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間只有很少的幾個(gè)小時(shí),當(dāng)加熱管道時(shí),大部分時(shí)間里加熱和制冷會(huì)同時(shí)產(chǎn)生。在變風(fēng)量末端裝置中,如果冷管道的出風(fēng)溫度為13℃,當(dāng)冷負(fù)荷低于最小空氣流量的30%時(shí),熱管道的空氣流量為0。但是,當(dāng)熱負(fù)荷高于最小空氣流量的30%時(shí),冷風(fēng)閥于是被關(guān)閉。同時(shí)熱風(fēng)管道和冷風(fēng)管道的重新設(shè)置也會(huì)影響到風(fēng)閥的位置。如果熱風(fēng)溫度設(shè)置低于35℃,在熱負(fù)荷低于30%時(shí),系統(tǒng)的冷風(fēng)閥將會(huì)被完全關(guān)閉。如果溫度高于35℃,冷風(fēng)閥在熱負(fù)荷高于30%時(shí)將會(huì)被關(guān)閉。這樣在變風(fēng)量系統(tǒng)里同時(shí)加熱和制冷會(huì)稍稍減少一些負(fù)荷,而且在部分負(fù)荷時(shí)比定風(fēng)量系統(tǒng)所消耗的加熱和制冷量以及所需的氣流量要少得多。圖2為一個(gè)雙管道空氣處理器(AHU)的示意圖。通過安裝包括一個(gè)變頻裝置(VFD)和一個(gè)壓力傳感器的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)裝置,把定風(fēng)量AHU轉(zhuǎn)變成變風(fēng)量AHU。在此變化系統(tǒng)中,熱管道與冷管道的空氣靜壓都需要測(cè)量。氣流校準(zhǔn)裝置(例如VFD)的設(shè)計(jì)值應(yīng)該保持較低靜壓。在夏天運(yùn)行時(shí),熱風(fēng)靜壓通常比設(shè)定的最小熱風(fēng)靜壓要高,但是高靜壓增加了末端裝置中的空氣泄漏,這會(huì)增加制冷和加熱量以及風(fēng)機(jī)的能耗。因此,在夏季運(yùn)行工況的變風(fēng)量系統(tǒng)中,改進(jìn)熱風(fēng)靜壓控制能減少加熱與制冷的能耗以及風(fēng)機(jī)的能耗。由于建筑物負(fù)荷絕大多數(shù)時(shí)間低于設(shè)計(jì)負(fù)荷。變風(fēng)量系統(tǒng)可以比定風(fēng)量系統(tǒng)節(jié)約20%～50%的能耗,平均節(jié)約率為35%。由于更換末端裝置來轉(zhuǎn)換成變風(fēng)量系統(tǒng)的成本比較高,平均回收期大約要4年。如果能避免末端裝置的更換費(fèi)用,變風(fēng)量系統(tǒng)的回收期將會(huì)縮短。3調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥和vfd來保持冷管道的靜壓圖3所示為轉(zhuǎn)換后的變風(fēng)量系統(tǒng)。在變風(fēng)量轉(zhuǎn)換工程中都需要一個(gè)變頻調(diào)節(jié)裝置和靜壓控制裝置。于是在此系統(tǒng)中,除了安裝變頻器和靜壓裝置外,在熱風(fēng)干管上安裝一個(gè)風(fēng)閥,而不需要對(duì)末端裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)換,就可以將定風(fēng)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成變風(fēng)量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)有兩種操作方法:(1)冬夏季控制熱風(fēng)閥的控制:夏季關(guān)閉熱風(fēng)閥,在其他的時(shí)間里調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥來保持所需的靜壓值,熱管道和冷管道的靜壓設(shè)定值可以為不同的值。VFD控制:如果熱風(fēng)閥關(guān)閉或部分開啟時(shí),調(diào)節(jié)VFD來保持冷管道的靜壓。如果熱風(fēng)閥全開時(shí),調(diào)節(jié)VFD來保持熱管道與冷管道的靜壓高于設(shè)定值。(2)室外氣溫控制熱風(fēng)閥的控制:當(dāng)室外氣溫高于某個(gè)值(16℃)時(shí),關(guān)閉熱風(fēng)閥。當(dāng)室外氣溫低于某個(gè)值(13℃)時(shí),調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥維持熱管道的靜壓。并且,熱管道和冷管道的靜壓設(shè)定值可以不相同。VFD控制:如果熱風(fēng)閥關(guān)閉或部分開啟時(shí),調(diào)節(jié)VFD來保持冷管道的靜壓。如果熱風(fēng)閥全開時(shí),調(diào)節(jié)VFD來保持熱管道與冷管道的靜壓高于設(shè)定值。當(dāng)熱風(fēng)閥關(guān)閉時(shí),雙管定風(fēng)量系統(tǒng)的末端裝置就好像一個(gè)單管變風(fēng)量系統(tǒng)的末端裝置。當(dāng)熱風(fēng)閥打開且保持靜壓恒定時(shí),這又是定風(fēng)量系統(tǒng)了。如果最小冷量(設(shè)計(jì)負(fù)荷的百分之幾)所需的風(fēng)量大于最小冷風(fēng)風(fēng)量,熱風(fēng)閥就關(guān)閉。如果冷管道采用恒定的溫度,那么冷的氣流流量就等于冷負(fù)荷。當(dāng)至少有一個(gè)區(qū)域所需比最小風(fēng)量還少的風(fēng)量來滿足冷負(fù)荷時(shí),調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥或者VFD來保持熱管道的靜壓設(shè)定值。當(dāng)區(qū)域的最小負(fù)荷要求最小的氣流流量來滿足時(shí),按上面的方式可以把一個(gè)雙管道的定風(fēng)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)單管變風(fēng)量系統(tǒng)。當(dāng)區(qū)域的最小負(fù)荷比這低時(shí),熱風(fēng)靜壓可以控制在不同的值。雖然是一個(gè)雙管定風(fēng)量系統(tǒng),但一個(gè)恰當(dāng)?shù)撵o壓值能減少建筑物的能耗。用這種方式轉(zhuǎn)換成VAV系統(tǒng)的成本通常比轉(zhuǎn)換成VAV系統(tǒng)的成本要低得多,因?yàn)楝F(xiàn)有的末端裝置仍可以使用。當(dāng)用戶使用冬夏季控制方式時(shí),需要確定夏季和冬季的工作時(shí)間,當(dāng)熱風(fēng)閥開啟或關(guān)閉時(shí),還需要確定室外的空氣溫度。4可以改善操作效率夏季,不用改變末端裝置,只通過安裝熱風(fēng)閥就可以把雙管變風(fēng)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成變風(fēng)量系統(tǒng)。冬季,通過調(diào)整不同的冷風(fēng)和熱風(fēng)管道的靜壓設(shè)定值,就可以有效地改善操作效率。因?yàn)楝F(xiàn)在隨著人們對(duì)居住、辦公和生活環(huán)境的要求越來越高,舒適、健康