談大空間的空氣調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)與溫濕度控制

1、談大空間的空氣調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)與溫濕度控制摘要：隨著人們生活水平的提高，科技的進(jìn)步，人們對(duì)生活環(huán)境空氣質(zhì)量的要求也越來越高。所謂空氣調(diào)節(jié)就是對(duì)封閉空間或區(qū)域內(nèi)的空氣溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足人體舒適或工藝過程的要求，而溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則是空氣調(diào)節(jié)的重中之重。關(guān)鍵詞：大空間；空氣調(diào)節(jié)；設(shè)計(jì)；溫度控在各類建筑物中，大量采用先進(jìn)設(shè)備和相應(yīng)配套設(shè)備而成的中央空調(diào)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化建筑技術(shù)的重要標(biāo)志之一，是現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)這些設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行管理不僅直接關(guān)系到業(yè)主和用戶的根本利益，而且也關(guān)系到對(duì)室內(nèi)環(huán)境的保護(hù)。尤其是公共建筑，而這也

2、對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)提出了更高、更嚴(yán)格、更多樣的要求。隨著人類生存和發(fā)展的需求，規(guī)模宏大的公共建筑如劇場(chǎng)、會(huì)場(chǎng)、音樂廳、體育比賽場(chǎng)館、多功能大廳、膜構(gòu)造體育建筑、游泳比賽館、人工冰場(chǎng)、空港旅客大廳等大空間的空調(diào)設(shè)計(jì)已引起了大家的廣泛關(guān)注。本次課題主要綜合探討大空間的空氣調(diào)節(jié)和溫度控制問題。 1.設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 大空間高度高，這是形成溫度梯度的主要原因；大空間的外墻面積與地板面積之比大，這形成了外界界面對(duì)室內(nèi)空間的自然對(duì)流影響很大，冬季易在四周造成下降氣流；居留區(qū)人均占有空間體積大，從衛(wèi)生角度看是良好的，可采用較小的換氣次數(shù)；而多功能的使用要求，則要求空調(diào)滿足多環(huán)境，控制靈活的特點(diǎn)。不同性質(zhì)的公共

3、建筑和人員停留情況，整體考慮的送風(fēng)方式有下面的原則：對(duì)長(zhǎng)時(shí)間停留且對(duì)舒適要求高的場(chǎng)合，如劇場(chǎng)觀眾廳、宗教教堂、大教室等無論規(guī)模大小都適宜采用頂棚噴口；對(duì)長(zhǎng)時(shí)間停留但對(duì)舒適要求不太高的場(chǎng)合，如體育館、室內(nèi)棒球場(chǎng)、大工場(chǎng)，適宜采用頂棚噴口和橫向噴口；對(duì)短時(shí)間停留的場(chǎng)合，如空港大廳、門廳等，則不適宜采用頂棚散流器和向上送風(fēng)的方式。 另外如果大空間送風(fēng)口的選型不當(dāng)，會(huì)引起空調(diào)效果不好，舒適度下降，浪費(fèi)能源等，嚴(yán)重的會(huì)引起整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的失效，使整個(gè)空調(diào)工程投資得不到回報(bào)，所以大空間送風(fēng)口的選型計(jì)算非常關(guān)鍵。大空間送風(fēng)設(shè)計(jì)采用等溫送風(fēng)參數(shù)計(jì)算一定要修正，保證設(shè)計(jì)成功運(yùn)行。 2.空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇 在傳統(tǒng)的

4、冷卻除濕通常采用一次回風(fēng)系統(tǒng),即首先把回風(fēng)和新風(fēng)混合然后把混合后的空氣通過冷盤管處理到機(jī)器露點(diǎn),再通過電加熱把處理后的空氣溫度升到所需要的溫度送至室內(nèi)。由于該方法存在大量的冷熱抵消故采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50019-2003)中明確要求不能用該方式進(jìn)行除濕;二次回風(fēng)系統(tǒng)通過二次回風(fēng)來代替再熱因此可以避免冷熱抵消。由于空間高大,空調(diào)系統(tǒng)滯后現(xiàn)象較為嚴(yán)重,影響舒適度的因素多且復(fù)雜,給控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行增加了很多困難;因此宜采用的是二次回風(fēng)。對(duì)于室內(nèi)允許溫度、濕度變化較小，或者有一定送風(fēng)溫度溫差的恒溫室來說，隨著室內(nèi)顯熱負(fù)荷的減少，比較經(jīng)濟(jì)的做法是送回風(fēng)時(shí)進(jìn)行熱回收，采用二次回風(fēng)的空氣調(diào)節(jié)

5、系統(tǒng)就是采用這種變風(fēng)量控制系統(tǒng)。 3.變風(fēng)量控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 在該系統(tǒng)中，除了送回風(fēng)機(jī)、末端裝置、閥門及風(fēng)道組成的風(fēng)路外，還有五個(gè)反饋控制回路送風(fēng)溫度控制、室溫控制、送風(fēng)靜壓控制、新排風(fēng)量控制及送回風(fēng)量匹配控制。這個(gè)系統(tǒng)將送入的新風(fēng)預(yù)熱，同時(shí)降低回風(fēng)的溫度，濕度也隨之被除去。該系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于氣候條件。在供冷季中，當(dāng)空間的溫度低于設(shè)定值時(shí)，溫控器就會(huì)調(diào)節(jié)變風(fēng)量末端裝置中的風(fēng)閥開度減少送入該房間的風(fēng)量，從而達(dá)到溫度要求。同時(shí)，系統(tǒng)阻力增加，送風(fēng)靜壓就會(huì)升高。當(dāng)超過設(shè)定值時(shí)，靜壓控制器通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉角度或電機(jī)轉(zhuǎn)速減少系統(tǒng)的總送風(fēng)量。送風(fēng)量的減少導(dǎo)致送回風(fēng)量差值的減少，送回風(fēng)量匹配

6、控制器會(huì)減少回風(fēng)量以維持設(shè)定值。風(fēng)道壓力的變化將導(dǎo)致新排風(fēng)量的變化，控制器將調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)閥來保持新排風(fēng)量。在冬季，對(duì)于有內(nèi)外區(qū)的建筑，內(nèi)區(qū)繼續(xù)供冷，外區(qū)末端裝置提供最小風(fēng)量以保證新風(fēng)和氣流組織，有末端再熱裝置或其他供暖系統(tǒng)供熱。除此以外，如再加上新風(fēng)、回風(fēng)混合功能，則可使系統(tǒng)在更大范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 4.變風(fēng)量控制系統(tǒng)特點(diǎn)如下 4.1優(yōu)點(diǎn) (1)節(jié)能：由于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)在全年大部分時(shí)間里是在部分負(fù)荷下工作，而變風(fēng)量系統(tǒng)是通過改變送風(fēng)量來調(diào)節(jié)室溫的，因此可大幅度減少送風(fēng)風(fēng)量的動(dòng)力能耗。同時(shí)在確定系統(tǒng)總風(fēng)量還可以考慮一定的同時(shí)使用情況，所以能節(jié)約風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗和減少風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量。 (2)新風(fēng)作冷

7、源:變風(fēng)量控制系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)，可以利用新風(fēng)作冷源來消除室內(nèi)負(fù)荷，而且沒有風(fēng)機(jī)盤管凝水問題和霉變問題。 (3)舒適性高：可以根據(jù)負(fù)荷的變化和個(gè)人要求自行設(shè)置環(huán)境溫度，并能實(shí)現(xiàn)個(gè)局部區(qū)域的靈活控制，實(shí)現(xiàn)溫度的獨(dú)立控制，避免在局部區(qū)域產(chǎn)生過冷或過熱現(xiàn)象，由此可減輕制冷或供熱負(fù)荷。 (4)系統(tǒng)的靈活性較好: 易于改、擴(kuò)建，尤其適用于格局多變的建筑，例如公共寫字樓。當(dāng)室內(nèi)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，可能只需要更換支管或末端裝置，移動(dòng)風(fēng)口位置，甚至僅僅重新設(shè)定一下室內(nèi)溫控器。 4.2缺點(diǎn) 從用戶角度考慮，主要缺陷在于室內(nèi)缺少新風(fēng)會(huì)產(chǎn)生憋悶等感覺，同時(shí)會(huì)使室內(nèi)噪聲偏大。從運(yùn)營(yíng)方面考慮，系統(tǒng)運(yùn)行有時(shí)會(huì)不穩(wěn)定，節(jié)能效果

8、也達(dá)不到預(yù)期的目的。另外，系統(tǒng)的投資會(huì)相對(duì)比較大，會(huì)增加用戶的資金投入壓力。 5.溫度控制的具體方法 一般的，空氣調(diào)節(jié)冬季運(yùn)行時(shí)只需供暖，不需供冷；過渡期可不供暖，也不用供冷；夏季工作時(shí)只需供冷。為滿足這一要求，本設(shè)計(jì)利用一只溫度控制器TC101的輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)變頻器的程序式控制。在這種情況下，溫度控制器TC101根據(jù)風(fēng)混合室內(nèi)的溫度傳感器的信號(hào)，在全年的運(yùn)行中輸出的控制信號(hào)，同時(shí)對(duì)冷熱調(diào)溫水泵實(shí)行控制。其中變頻器接受來自轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制信號(hào)對(duì)冷熱水泵進(jìn)行控制。簡(jiǎn)單地講，轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)了控制器對(duì)分別來自熱水泵和冷水泵的變頻器互鎖式控制。 比如在夏季空間需要供冷而不需供熱，轉(zhuǎn)換開關(guān)則將TC10

9、1的控制信號(hào)傳送給冷水泵的變頻器，達(dá)到控制冷水泵流量從而控制經(jīng)過冷水盤管空氣的空杜的目的，同時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān)送給熱水泵的變頻器一個(gè)信號(hào)使其實(shí)現(xiàn)濕熱水泵轉(zhuǎn)速為零的控制。相反，當(dāng)冬季需供熱時(shí)，則關(guān)閉冷水泵，而對(duì)熱水泵的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)控制。 6.溫度設(shè)定值的再調(diào)控制 在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，對(duì)于溫度的設(shè)定值并不要求全年都保持一個(gè)固定的數(shù)值。在設(shè)計(jì)中，一方面是基于人體對(duì)室內(nèi)外溫差的適應(yīng)程度；另一方面，也為了節(jié)能，往往要求冬季和夏季有不同的溫度設(shè)定值。冬季室內(nèi)溫度設(shè)定到容許的低限；夏季把它調(diào)整到容許的高限；春秋季則可以任其在容許的范圍內(nèi)波動(dòng)。這中室內(nèi)溫度設(shè)定值再調(diào)節(jié)的原理是利用傳感器采集室外的溫度值和室內(nèi)的溫度值進(jìn)行比較

10、后按照預(yù)設(shè)的規(guī)律，自動(dòng)的修正混風(fēng)室溫度傳感器的設(shè)定值。 7.結(jié)束語 不斷的了解、掌握空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝流程，對(duì)系統(tǒng)的回風(fēng)處理、風(fēng)量、末端、溫度控制等各個(gè)部分進(jìn)行分析研究，合理的設(shè)計(jì)方案、精心的施工和科學(xué)的運(yùn)行管理對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)都是至關(guān)重要的。相關(guān)人員應(yīng)在在建設(shè)初期就進(jìn)行人員的選擇和培訓(xùn).必要時(shí)可以聘請(qǐng)專家加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程各個(gè)環(huán)節(jié)甚至全過程(從設(shè)計(jì)方案的確定到系統(tǒng)的運(yùn)行)的監(jiān)督管理，確保建成的空調(diào)系統(tǒng)起碼能夠正常運(yùn)行，進(jìn)而追求實(shí)現(xiàn)一定程度的空氣調(diào)節(jié)和溫度控制，在此基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的全面優(yōu)化，以便達(dá)到最大限度的節(jié)能效果。 參考文獻(xiàn): 【1】 趙波,大型綜合娛樂建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì),暖通空調(diào),2002. 【2】 李洪欣,全空氣集中空調(diào)新系統(tǒng)模式研究,碩