3、空氣處理

圖2是典型的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)冬季運行時的空氣狀態(tài)變化圖，系統(tǒng)設(shè)計中，各樓層的一次風(fēng)空調(diào)器只設(shè)冷卻盤管，而集中式新風(fēng)空調(diào)器設(shè)置冬季預(yù)熱盤管和加濕器。作為冬季運行，新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)空調(diào)的預(yù)熱盤管加熱至O1或O2點，經(jīng)加濕處理后至E點，而后與樓層空調(diào)回風(fēng)混合后達(dá)到R點，再經(jīng)一次風(fēng)空調(diào)器的冷卻盤管處理至出風(fēng)狀態(tài)點S.新風(fēng)加器可以采用等溫加濕和絕熱加濕兩種方法。由于新風(fēng)加濕量較大，故等溫加濕一般采用乾飽和蒸汽加濕法，而絕熱加濕法，對于高壓葉噴霧加濕法，由于無法做到比例調(diào)節(jié)，實際運行時控制精度很差，故新風(fēng)加濕一般以采用乾飽和蒸汽等溫加濕為主。該空調(diào)系統(tǒng)夏季運行時，新風(fēng)空調(diào)器不作任何處理過程由樓層空調(diào)器各自承擔(dān)，其空氣處理過程如圖3所示。這種設(shè)計方法的優(yōu)點是，所有樓層空調(diào)器只設(shè)冷卻盤管，而由新風(fēng)空調(diào)器集中處理冬季室外新風(fēng)的加熱和加濕過程。這樣，簡化了整個大樓的空調(diào)系統(tǒng)，也大大節(jié)約了系統(tǒng)的初投資費用。但其缺點是，為了室內(nèi)新風(fēng)的集中加濕，必需先對其等濕加熱，而樓層空調(diào)器對其混風(fēng)空氣進(jìn)行冷卻處理才能達(dá)到空調(diào)所需的一次風(fēng)出風(fēng)狀態(tài)點。如此空氣處理過程，勢必產(chǎn)生空氣先加熱扣冷卻的抵消作用，造成大樓空調(diào)系統(tǒng)運行時能耗的大量浪費。

針對上述空調(diào)系統(tǒng)的缺點，筆者建議集中式新風(fēng)空調(diào)器只設(shè)預(yù)熱盤管，不設(shè)加濕器。大樓標(biāo)準(zhǔn)層的空調(diào)器只設(shè)冷卻盤管和高壓噴霧加濕器，而對于其它樓層有額定熱負(fù)荷的情況下再加設(shè)加熱盤管。該空調(diào)系統(tǒng)夏季運行時，其空氣處理過程也如圖3所示。而作為冬季運行，新風(fēng)空調(diào)器只對室外新風(fēng)進(jìn)行預(yù)加熱，新回風(fēng)混合后進(jìn)入樓層空調(diào)器，空調(diào)器則根據(jù)控制要求對其加熱或冷卻(對于不同樓層，回?zé)峄蚶鋮s可能同時存在)當(dāng)然，新風(fēng)加熱處理后溫度設(shè)定值的前提是大于+5°C，且保證標(biāo)準(zhǔn)層空調(diào)器的入風(fēng)空氣狀態(tài)R2的焓值不低于S點，避免其加熱過程。經(jīng)盤管后的空氣狀態(tài)點，其空氣處理過程如圖4所示。該變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，由于充分利用了冬季室外新風(fēng)集中加濕而產(chǎn)生的大量冷熱抵消作用，是一種比較節(jié)能的空調(diào)形式。

4、冷熱源

對于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，冬季和過渡季節(jié)運行時需同時滿足內(nèi)外區(qū)的冷、熱負(fù)荷要求，故空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制。由于系統(tǒng)要求同時提供冷、熱源，除采用常規(guī)的電動制冷機(jī)組加蒸汽或熱水鍋爐外，可以考慮采用直燃式溴化鋰?yán)錈岵粰C(jī)組，其具有運轉(zhuǎn)時無振動，無磨損，運行經(jīng)濟(jì)可靠等優(yōu)點。不過，如采用直燃機(jī)組需注意以下幾個問題：

機(jī)組供水溫度因為溴化鋰機(jī)組的冷凍水供水溫一般只能達(dá)到+7°C左右，當(dāng)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計低溫系統(tǒng)時，系統(tǒng)需提供足夠低溫的冷凍水，而這對于溴化鋰組而言就難以勝任了。

直燃機(jī)組需采用分隔式供熱機(jī)組如果采用主體供熱式直燃機(jī)組，由于無法同時制冷和制熱，不能滿足變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)需同時提供冷、熱源的要求。

配置低負(fù)荷運行時只有內(nèi)區(qū)少量冷負(fù)荷，其總冷負(fù)荷大大低于夏季空調(diào)時的總負(fù)荷，如在此低負(fù)荷情況下運行，直燃機(jī)組將大大降低其運行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。故此時，低負(fù)荷制冷由獨立的電動冷水機(jī)組承擔(dān)為好，直燃機(jī)組只作制熱用。

在空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計中，冷卻塔可以設(shè)計采用獨立小塔不分彼此、統(tǒng)一組合的形式，所有冷卻塔風(fēng)機(jī)采用雙速風(fēng)機(jī)。實現(xiàn)運行時，不管入塔水量及水溫如何變化，冷卻塔通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量以保證出塔卻水的溫度，這樣可以有效降低冷卻塔的運行能耗。由于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)冬季亦需提供冷源，可考慮在室外空氣條件允許的情況下，利用冷卻塔的冷卻能力，通過板式熱交換器，提供一定低溫的冷凍水，以達(dá)到不開冷水機(jī)能的節(jié)能空調(diào)運行。

5、風(fēng)量平衡

圖5是典型的變風(fēng)量系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行。對于采用混風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)量在各個房間是按風(fēng)量分配的。也就是說，即使總新風(fēng)量達(dá)到要求，在的房音也會有新風(fēng)不足的問題，對于變風(fēng)量系統(tǒng)，由于送入房間的要求，總新風(fēng)量將會增加，基至在有的時候可能超過空調(diào)需要的送風(fēng)量。為此可這樣考慮，在一定的新風(fēng)量下，總回風(fēng)中二氧化碳的含量不一定超標(biāo)，可以利用回風(fēng)以減少總新風(fēng)量。圖示空調(diào)系統(tǒng)運行時，送風(fēng)機(jī)根據(jù)空調(diào)負(fù)荷確定送風(fēng)量，新風(fēng)機(jī)則根據(jù)回風(fēng)的空氣品質(zhì)確定提供的新風(fēng)量，而排風(fēng)機(jī)則根據(jù)房間的所需正壓值匹配新風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)。在過渡季節(jié)，調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)風(fēng)量來維持一定的新回風(fēng)混風(fēng)溫度，這樣做法是充利用室外新風(fēng)的低濕冷卻作用以減少冷機(jī)的開啟時間。但在實際采用時，如大樓標(biāo)準(zhǔn)層獨立設(shè)置一套變風(fēng)量空調(diào)時間。但在實際采用時，如大樓標(biāo)準(zhǔn)層獨立設(shè)置一套變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，這種做法需在每個樓層設(shè)兩臺變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)(新風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī))。這勢必增加了每個空調(diào)機(jī)房所占的空間，也大大增加了初投資費用。為保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，系統(tǒng)實際運行時，是通過探測回風(fēng)空氣中的CO2濃度來控制新風(fēng)量的，但CO2濃度達(dá)到要求并不能代表室內(nèi)建筑空氣品質(zhì)合格，室內(nèi)還會存大其它揮發(fā)性污染物。

鑒于以上兩點原因，在實際設(shè)計時，往往確定一個滿足額定空調(diào)狀態(tài)時室內(nèi)空氣品質(zhì)所需的固定新、排風(fēng)量。特別是在大樓存在大量分層空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)層系統(tǒng)時，通常各設(shè)置一套新風(fēng)系統(tǒng)和一套空調(diào)排風(fēng)系統(tǒng)，其總管統(tǒng)一設(shè)置的新、排風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)，且系統(tǒng)在每個樓層的新、排風(fēng)支管接口處各設(shè)一個定風(fēng)量控制器，新風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制匹配于新風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)，保證整個大樓的風(fēng)量平衡。當(dāng)然，大樓內(nèi)還需設(shè)置一套廁所不間斷定風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)，保證廁所內(nèi)異味的排除。

在一些設(shè)計實例中，往往忽略了樓層內(nèi)排風(fēng)支管接口年設(shè)置定風(fēng)量控制器，并把空調(diào)排風(fēng)與廁所排風(fēng)合為一個排風(fēng)系統(tǒng)，對于這種設(shè)計，雖然排風(fēng)機(jī)仍為變頻調(diào)速控制，能達(dá)到整個大樓的新、排風(fēng)總量平衡。但對于每個樓層而言，排風(fēng)系統(tǒng)理論上各樓層排風(fēng)量是平均分配的，而其馀空調(diào)運行的樓層所分配到的排風(fēng)量減少，造成房間過高的正壓。對于大樓的大堂等公共空間的空調(diào)設(shè)計，一般采用常規(guī)的定送風(fēng)量、定新風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)。考慮到冬季空調(diào)運行時，對于樓體較高的大樓，會產(chǎn)生較大的熱升效應(yīng)，從而造成大堂冬季空調(diào)運行時產(chǎn)生較大的負(fù)壓。為此，大堂等公共空間的空調(diào)可以考慮采用定送風(fēng)量、變新風(fēng)量的系統(tǒng)，空調(diào)新風(fēng)由變頻調(diào)速的新風(fēng)風(fēng)機(jī)提供，通過調(diào)整新風(fēng)送入量來保證不同季節(jié)空調(diào)運行時室內(nèi)，定正壓(公共空間室內(nèi)壓力設(shè)定值應(yīng)滿足最小新風(fēng)量所需的風(fēng)量)。