鋒速達通風(fēng)降溫系統(tǒng)
電 話：0579-81328720>
傳 真：0579-81328720
聯(lián)系人
售前咨詢:13388660553
技術(shù)指導(dǎo):18858318765
售后服務(wù):15068216608
地址：上海 金華 嘉興 襄陽
通風(fēng)降溫設(shè)備普及高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)設(shè)備置換通風(fēng)與混合送風(fēng)供冷
0 前言
改革開放二十多年以來，我國的人均壽命顯著增長。這一令人矚目的事實，除了歸功于新的政治環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境以外，人們?nèi)粘Ｉ�、工作環(huán)境的改善也是不容忽視的重要因素，空調(diào)設(shè)備正是營造這種使人益壽延年的環(huán)境條件的功臣。
然而，科技往往是把雙刃劍�？照{(diào)設(shè)備既是耗能大戶，又在創(chuàng)造局部舒適環(huán)境的同時，給整個地球的大環(huán)境帶來負面影響——破壞臭氧層；加劇全球溫室效應(yīng)。難怪歐洲的“綠色和平”人士不愿使用空調(diào)設(shè)備，以致2004年夏天，發(fā)達的工業(yè)國里，竟然有人被酷暑“熱斃”。因此，空調(diào)設(shè)備必須朝節(jié)能和環(huán)保兩個方向發(fā)展，做到親和自然，才能廣泛而長久地為人類效勞。本文就普遍推廣高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)設(shè)備的相關(guān)問題進行以下論述。
空調(diào)設(shè)備的節(jié)能性和環(huán)保性密切相關(guān)，兩者相輔相成。一般來說節(jié)能型空調(diào)總是環(huán)保型的，環(huán)保型空調(diào)也多半是節(jié)能型的，至少在整體上與節(jié)能型是相協(xié)調(diào)的。所以，兩者可以相提并論，取長補短。
1 注重使用過程中節(jié)能性的空調(diào)設(shè)備設(shè)計理念
設(shè)計空調(diào)設(shè)備時不能單純考慮制造費用，還須重視運轉(zhuǎn)費用。在包含制作費用在內(nèi)的整個使用壽命周期的總經(jīng)費（壽命周成本）里，運轉(zhuǎn)費用占55％以上，所以設(shè)備的節(jié)能在降低壽命周期成本上起到很大作用。設(shè)計節(jié)能型空調(diào)時為了盡量提高COP（＝冷凍能力/消耗電力）的值，應(yīng)采用直流變頻控制器、磁阻式渦旋壓縮機（因其電機鐵芯配置了磁力比普通鐵氧體磁鐵強10倍的釹磁鐵，并通過特殊設(shè)計產(chǎn)生了附加的磁阻轉(zhuǎn)矩，使效率提高20％以上）、紅外線傳感器之類的高技術(shù)配套產(chǎn)品，由此制成的變頻空調(diào)機可比定頻空調(diào)機節(jié)能45％左右，雖然需要較高的初始費用，但據(jù)計算，該差額只需1.5～2年即可償還。
2 制造全過程中切實關(guān)懷環(huán)境的生產(chǎn)經(jīng)營理念
節(jié)能環(huán)保型空調(diào)設(shè)備應(yīng)采用臭氧層破壞系數(shù)為“0”的HFC新冷媒，進行環(huán)境親和型設(shè)計（Environment-friendly Design）。同時，必須確保文明生產(chǎn)，做到“零廢棄物排放”。生產(chǎn)工廠本身取得ISO 14001認證自不待言，還應(yīng)實行“綠色采購”，為了確保所采用的原料、器材、部件都達到環(huán)保要求，各相關(guān)廠商也都應(yīng)取得ISO 14001認證。
3 最佳空調(diào)方式和最合適送風(fēng)位置及能源的選定理念
空調(diào)方式對于空調(diào)設(shè)備的節(jié)能性至關(guān)重要，必須針對不同的場合和不同的空調(diào)要求，制訂切實可行且恰如其分的空調(diào)方案。
3.1 糾正中央空調(diào)方式的缺點
①僅在必要的時間里對必要的空間進行空調(diào)（消除空耗）
②削減輸送熱源的動力（采用中央空調(diào)時，輸送動力的機構(gòu)比例很高）
③實施獨立的溫度控制（防止過冷、過熱）。
3.2 以局部空調(diào)取代完全空調(diào)
在操作場所（如車間、試驗室等），溫度對操作的安全和精度有很大影響，據(jù)統(tǒng)計，在17℃～23℃的穩(wěn)定環(huán)境里所產(chǎn)生的工傷事故和作業(yè)失誤指數(shù)最低。因此，這些場所應(yīng)采取有效的定點空調(diào)（局部制冷或制熱），并盡量將送風(fēng)管延伸到靠近人體的地方，這與空調(diào)效果密切相關(guān)，也是空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵所在。據(jù)某一實例測定：距離送風(fēng)口1.0m處風(fēng)速為2.7m/s，體感溫度為25.5℃，而在距離送風(fēng)口2.0m處風(fēng)速就降為1.4m/s，體感溫度則上升為29℃。
3.3 配備與空調(diào)效果相協(xié)調(diào)的通風(fēng)裝置
如果空調(diào)與通風(fēng)互相協(xié)調(diào)，就不會因空調(diào)后的室溫受到影響而浪費能源。以高溫車間為例，為了減輕制冷負荷，整體通風(fēng)與局部通風(fēng)并用，而對操作者則提供定點空調(diào)。通風(fēng)方式應(yīng)以有效的局部通風(fēng)（排氣）將整體的通風(fēng)次數(shù)n（n＝每小時通風(fēng)量（m3）/ 室內(nèi)容積（m3））降到最低，減少室內(nèi)的熱損失。
在必須大量通風(fēng)的場合應(yīng)引入新風(fēng)。對于機器發(fā)熱量很大的地方，可采用全新風(fēng)方式，即對新風(fēng)加以空調(diào)后引入。對于只需通常排熱·通風(fēng)的地方，可采用回風(fēng)＋新風(fēng)的混合方法，即在循環(huán)空氣與新風(fēng)混合后進行空調(diào)的方式。
3.4 采用特殊的配置和工藝
用于醫(yī)院、療養(yǎng)所等地方的潔凈空調(diào)和空氣清潔器等設(shè)備需要獲得空氣高度凈化的效果，應(yīng)采用高效除菌濾網(wǎng)和光催化（材料成分為氧化鈦）除臭濾網(wǎng)，這些過濾網(wǎng)除了集塵功能以外還有顯著的除臭、抗菌功效，并具備抑制飄浮菌和病毒的作用。
3.5 因地制宜地選擇空調(diào)能源
毫無疑問，電力是最常用的空調(diào)能源，電動方式的一次能耗量較小，其CO2的排放量也較小。但在燃氣（天然氣或煤氣）或燃油（石油等）供應(yīng)充足而電力相對缺乏的地區(qū)可使用以吸收式制冷機為代表的熱源設(shè)備。在夜間電費便宜的地區(qū)可考慮發(fā)展冰蓄熱式空調(diào)機。另外，太陽能空調(diào)機可說是最理想的節(jié)能環(huán)保型空調(diào)設(shè)備，應(yīng)該大有發(fā)展前途。
4 安裝操作技術(shù)、附配件及器材質(zhì)量絕對可靠的施工理念
安裝之前應(yīng)由SE（銷售工程師）進行施工設(shè)計，通過負荷計算確保設(shè)備的功率與所需的空調(diào)區(qū)域相匹配，確定最佳的設(shè)備安裝位置。操作必須由合格的專業(yè)人員實施，并且只能使用設(shè)備附帶的配件，現(xiàn)場外配的銅管、電線、懸吊支架、螺栓等器材必須嚴格符合廠商規(guī)定的技術(shù)要求。
5 空調(diào)設(shè)備控制工程IT化的管理理念
要使空調(diào)設(shè)備的舒適性和節(jié)能性兩全其美，其管理工程的IT化是關(guān)鍵所在，所以應(yīng)選用下列控制裝置。
5.1 智能管理器（i-Manager，具有大規(guī)模、高等級的監(jiān)控功能）
智能管理器是適應(yīng)于獨立空調(diào)（大樓用多聯(lián)機）主體設(shè)備管理的集中監(jiān)視裝置，能通過專用通信線路直接聯(lián)系空調(diào)設(shè)備，構(gòu)成價格性能比很高的工程，可100％地利用設(shè)備信息。
5.1.1 節(jié)能功能之一
在用電高峰階段將要超過目標電力時，可通過空調(diào)工程設(shè)定溫度的換檔和使室內(nèi)機停止的控制方法，盡量在不影響舒適性的前提下把用電量掌握在目標電力以內(nèi)。
5.1.2 節(jié)能功能之二
在維持舒適度的同時，若想進一步降低電力消費，可分別使用下列兩種運轉(zhuǎn)模式：（1）使任何一臺室內(nèi)機經(jīng)過一定間隔的時間停止，或同時使多臺機交替運轉(zhuǎn)。（2）對室外機進行容量限制。
5.1.3 異常管理
異常發(fā)生時，內(nèi)容顯示于“異常記錄時間顯示區(qū)”，同時根據(jù)工程設(shè)定內(nèi)容觸發(fā)報警蜂鳴器，告知異常。并且，把過去500,000件異常狀態(tài)變化資料作為檔案保存在硬盤中。
5.1.4 用電量的按比例分配
借助于“由室內(nèi)機運轉(zhuǎn)狀態(tài)得出的空調(diào)容量”可算出各室內(nèi)機單位的使用電力，即使在同一運轉(zhuǎn)時間里，也能通過空調(diào)負荷找出差異，從而更公平地按比例分配電費。
5.1.5 利用局域網(wǎng)進行遠程監(jiān)視
通過在遠離某大樓的集中管理室和該大樓之間設(shè)立專用的局域網(wǎng)，就能實現(xiàn)遠程管理，另外，對于將來增加設(shè)施（建筑物等）時也能容易地相應(yīng)增設(shè)空調(diào)機和擴展局域網(wǎng)。
5.2 空調(diào)專用網(wǎng)絡(luò)（AIRNET）＋ 智能管理器
通過智能管理器向用戶提供自由的空調(diào)控制，同時還通過空調(diào)專用網(wǎng)絡(luò)來約束未知故障的運轉(zhuǎn)。以信息處理·通信技術(shù)時刻監(jiān)控空調(diào)機的運行狀態(tài)，借助“在線診斷工程”對故障防患于未然，由此可以節(jié)能并提高機器的使用壽命。而且，萬一發(fā)生故障，可能在用戶尚未發(fā)現(xiàn)之前，維修工程師已先行發(fā)出通知，隨即到達現(xiàn)場排除障礙。
5.3 智能觸摸式控制器
為不具備專用管理室或不想聘用專職人員時的理想選擇。
5.3.1 使空調(diào)工程簡便地獲得高功能
通過編程以年為單位設(shè)定每日的運轉(zhuǎn)停止和所需溫度。大幅度地減少管理的時間和人力。并且，操作簡便，無須專業(yè)人員，任何人都能管理。
5.3.2 根據(jù)空調(diào)的使用狀況按比例分配用電量
通過追加相應(yīng)的軟件，可提供便于電費管理的按比例配電信息。
5.3.3 進行高效節(jié)能的空調(diào)管理
因常時監(jiān)視各房間的溫度，并在進行適當溫度管理的基礎(chǔ)上配備了設(shè)定溫度范圍的控制功能，所以可形成高度節(jié)能的空調(diào)運轉(zhuǎn)。另外，由于避免了由事先編程所造成的無用運轉(zhuǎn)，也能節(jié)約可觀的經(jīng)費。
6 多方位無微不至的維護管理理念
為了減少故障、保持設(shè)備的性能以達到長期實行經(jīng)濟的運轉(zhuǎn)并延長使用壽命必須進行維護保養(yǎng)。為了對災(zāi)害防患于未然應(yīng)
清華大學(xué) 李先庭☆ 趙彬 林波榮 陸俊俊
Comparison between annual energy consumptions of displacement ventilation
and mixing ventilation
By Li Xianting, Zhao Bin, Lin Borong and Lu Junjun
摘要 根據(jù)置換通風(fēng)和混合送風(fēng)設(shè)計及運行的特點，以DeST為模擬工具，分析了北京某寫字樓分別采用置換通風(fēng)和混合送風(fēng)方式供冷季空調(diào)工程的運行情況，討論了兩種送風(fēng)方式在定風(fēng)量或變風(fēng)量運行時工程的逐時能耗及在室外新風(fēng)利用上的特點。結(jié)果表明，置換通風(fēng)比混合送風(fēng)節(jié)省10%以上的運行費用。
關(guān)鍵詞 置換通風(fēng)， 混合送風(fēng)， 節(jié)能
Abstract Based on the design and operation characteristics of displacement ventilation and mixing air supply, by means of DeST tool, analyses operation status of displacement ventilation and mixing air supply in an office building in Beijing in cool air supply season respectively. Discusses the hourly energy consumption of operation of displacement ventilation and mixing air supply under fixed air volume ad variant air volume and the characteristics of fresh air utilization outdoor. Results show that displacement ventilation can save more than 10% of operation cost compared to mixing air supply.
Keywords displacement ventilation, mixing ventilation, energy saving
Tsinghua University , China
引言
隨著辦公自動化設(shè)備的開發(fā)與利用，新型辦公樓室內(nèi)布局的變化以及智能化建筑的出現(xiàn)，置換通風(fēng)空調(diào)方式以其自身在熱環(huán)境、空氣品質(zhì)等方面的優(yōu)點及在施工運行中的靈活性及經(jīng)濟性，歷外辦公建筑中的應(yīng)用日趨廣泛[1]。目前，置換通風(fēng)在國內(nèi)的研究及應(yīng)用亦已起步。
置換通風(fēng)形式不同于傳統(tǒng)的混合通風(fēng)形式。置換通風(fēng)空間分上區(qū)和下區(qū)，下區(qū)的氣流為置換氣流，空氣品質(zhì)明顯優(yōu)于混合式通風(fēng)。與混合通風(fēng)相比[2～4]，置換通風(fēng)還有通風(fēng)效率高、工作區(qū)負荷低、室內(nèi)垂直溫度分層明顯等特點，但它是否節(jié)能學(xué)術(shù)界沿有爭議。因為盡管工作區(qū)負荷低可相對提高置換通風(fēng)的送風(fēng)溫度，擴大室外新風(fēng)的利用率，使冷水溫度相應(yīng)提高，從而降低AHU負荷并提高制冷機的COP；但基于控制工作區(qū)溫度梯度的要求以及AHU回風(fēng)溫度顯著升高的現(xiàn)實情況，亦有可能增加AHU負荷。Seppanen（1989年）對美國的辦公建筑做了置換通風(fēng)和混合送風(fēng)的能耗比較[5]，就美國4個典型的氣候帶、兩種典型的通風(fēng)控制策略（VAV，CAV）、帶有不同熱回收部件的AHU工程等方面作了研究，內(nèi)區(qū)平均冷負荷14 W/m2，最大冷負荷負荷24W/m2,外區(qū)負荷約120 W/m2。研究發(fā)現(xiàn)：置換通風(fēng)的能耗很大程度上取決于控制策略和空調(diào)箱工程。一個帶有熱回收器、采用VAV控制的置換通風(fēng)工程的能耗和混合通風(fēng)工程的能耗幾乎一樣。Zhivov（1998年）比較了不同氣候下美國一餐廳使用置換通風(fēng)和混合送風(fēng)的能耗[6]�？紤]了兩種室外空氣的控制策略：定室外空氣量、變室外空氣量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當定室外空氣量時，置換通風(fēng)節(jié)省12%～18%的能量；當變室外空氣量時，置換通風(fēng)節(jié)省16%～26%的能量。陳清焰等考察了美國5種典型氣候條件下辦公室、教室、工業(yè)廠房使用置換通風(fēng)的能耗情況[4]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與混合通風(fēng)相比，置換通風(fēng)工程可能消耗更多的風(fēng)機能量、較少的制冷機和鍋爐的能量。置換通風(fēng)的總體能耗稍微小于混合通風(fēng)。國內(nèi)有學(xué)者曾作過上送風(fēng)與下送風(fēng)方式的耗冷量比較[7]，但只是基于定性分析，并沒有進行逐時計算，也缺乏對不同空調(diào)工程運行模式的全面討論。為此本文擬通過計算機逐時模擬，對此問題進行更為深入的探討。
1 研究方法
研究對象為北京某寫字樓一標準辦公樓層。如圖1所示。室內(nèi)空調(diào)設(shè)計溫度為24±2℃，相對濕度為50%±10%。建筑外墻為370mm保溫磚墻，屋頂采用加氣混凝土保溫屋面。夏季辦公室內(nèi)設(shè)備負荷為20 W/m2，照明負荷為15m2，人員密度約0.1人/m2�；旌贤L(fēng)樓層高度為3.5m，房間面積：Ar3-1=Ar3-3=Ar3-4=Ar3-5=700 m2;Ar3-2= 460m2。
以建筑熱環(huán)境設(shè)計模擬軟件DeST分別計算采用混合送風(fēng)和置換通風(fēng)兩種方式供冷季的逐時負荷，并對不同的空調(diào)工程模式（定風(fēng)量、變風(fēng)量；定新風(fēng)比、變新風(fēng)比以及定送風(fēng)狀態(tài)或變送風(fēng)狀態(tài)等）進行逐時模擬。模擬結(jié)果包括AHU的逐時送風(fēng)狀態(tài)、送風(fēng)量、新風(fēng)比例β、逐時能耗以及各房間的逐時風(fēng)量及室內(nèi)溫度等。根據(jù)AHU負荷，對冷水側(cè)取一固定的綜合COP（一般為1.8～2.5，本文取為2），即可得到水側(cè)的總能耗；在風(fēng)側(cè)，分別考慮定風(fēng)量工程和變風(fēng)量工程下風(fēng)機的效率以及風(fēng)機壓頭，根據(jù)逐時的總送風(fēng)量即可得到風(fēng)機的側(cè)總能耗；由此可得整個工程的總能耗并進行分析比較。
模擬計算說明如下：
�、� 混合送風(fēng)和置換通風(fēng)兩種方式所處理的房間總負荷相同。
�、� 不同情況下進行模擬計算時，室外逐時氣象情況相同。
�、� 考慮到置換通風(fēng)效率較高，因此其所需的新風(fēng)量應(yīng)小于混合送風(fēng)，本文取置換通風(fēng)和混合送風(fēng)的效率分別為1.25和1。根據(jù)空調(diào)辦公房間的空氣品質(zhì)要求，不同工程類型下混合送風(fēng)和置換通風(fēng)的新風(fēng)設(shè)定如表1。
表1 新風(fēng)比的設(shè)定 混合送風(fēng) 置換通風(fēng)定風(fēng)量工程 固定新風(fēng)比β2520可變新風(fēng)比β最小25 最大100最小20 最大100變風(fēng)量工程 固定新風(fēng)比β2520可變新風(fēng)比β最小25 最大100最小20 最大100
�、� 置換通風(fēng)最大送風(fēng)溫差為5℃，混合送風(fēng)的最大送風(fēng)溫差為8℃，即二者相應(yīng)的最低送風(fēng)溫度分別為19℃和16℃；在定風(fēng)量工程中置換通風(fēng)和混合送風(fēng)的送風(fēng)量相同；在變風(fēng)量工程中二者風(fēng)量的變化范圍相同，最小送風(fēng)量為最大送風(fēng)量的30%。
�、� 假定通過配置風(fēng)口整個數(shù)及類型，置換通風(fēng)可達到ASHRAE 5592的標準，即離地1.8m和0.1m之間的溫差在3℃以內(nèi)。
�、� 混合送風(fēng)的回風(fēng)溫度應(yīng)控制在26℃以下，而置換通風(fēng)的回風(fēng)溫度則應(yīng)控制在27℃左右[3]；超過這一溫度即認為該房間處于不滿意工況。
以房間r3-1和r3-2為例，圖2給出了在供冷季的逐時負荷，時間從6月1日到9月14日。
圖2 室內(nèi)逐時負荷
2 結(jié)果分析
2．1 定風(fēng)量工程中，固定新風(fēng)比β時的能耗比較
需要指出，在定風(fēng)量工程中，AHU的送風(fēng)狀態(tài)是可變的。圖3所示為定風(fēng)量工程中固定新風(fēng)比β時混合送風(fēng)和置換通風(fēng)方式下AHU的逐時負荷，從中可以看出，除了6月約20天的時間以外，多數(shù)時間內(nèi)置換通風(fēng)的AHU負荷要比混合送風(fēng)的AHU負荷低。在這段時間內(nèi)，置換通風(fēng)的AHU總負荷為59039kWh，而混合送風(fēng)AHU總負荷為67080 kWh；比較可知，置換通風(fēng)在AHU側(cè)可節(jié)能約12%。由于二者送風(fēng)量相同，因此風(fēng)機側(cè)面的能耗可認為相同（實際上由于置換通風(fēng)沒有管路，靜壓箱壓力低，因此風(fēng)機能耗應(yīng)相對略低[3]）。
圖3 CAV定β的AHU負荷比較
在此段時間內(nèi)，以房間r3-5為例，混合送風(fēng)方式下不滿意小時百分數(shù)為4.5%；而置換通風(fēng)方式下不滿意小時百分數(shù)為4%�？烧J為二者的熱舒適效果相近。
在采用置換通風(fēng)的定風(fēng)量工程中，置換通風(fēng)的AHU負荷與β并非存在線性關(guān)系。研究中分別考慮了β為15%，18%，20%及23%的情況，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的AHU側(cè)的負荷為混合送風(fēng)的AHU負荷（保持不變）的90%，88%，92%及96%。 這一結(jié)果與文獻[7]不同。原因可能在于定風(fēng)量空調(diào)工程中，固定β后使得在不同氣象條件下，AHU對回風(fēng)或新風(fēng)的利用不足。整個供冷季置換通風(fēng)AHU處理的新風(fēng)總量為混合送風(fēng)的80%。
2．2 定風(fēng)量工程中，β可變的能耗比較
圖4比較了定風(fēng)量工程中可變時的AHU負荷。新風(fēng)比的設(shè)定如前所述�？梢娭脫Q通風(fēng)的AHU負荷始終低
通風(fēng)降溫設(shè)備
負壓風(fēng)機廠
工廠降溫設(shè)備
相關(guān)的主題文章:
