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

空調(diào)系統(tǒng)變風量系統(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)的熱濕負荷確定，稱為定流量系統(tǒng)（cav）。實際上房間的熱濕負荷不可能經(jīng)常處于最大值,而是在全年的大部分時間低于最大值。當室內(nèi)負荷減少時,定風量系統(tǒng)是靠調(diào)節(jié)再熱量以提高送風溫度(減小送風溫差)來維持室溫的。這樣既浪費熱量,又浪費冷量。如果能采用減少送風量(送風差數(shù)不變)的方法來保持室內(nèi)溫度不變,則不僅節(jié)約了提高送風溫度所需的熱量,而且還由于處理風量的減少,降低了風機功率電耗以及制冷機的冷量。把雙管定風量系統(tǒng)(DDCAV)轉(zhuǎn)換成變風量系統(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)安裝一個含有變頻裝置和靜壓傳感器的風機調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(2)安裝全新的末端裝置或者把定風量末端裝置轉(zhuǎn)換成變風量的末端裝置。因此,把定風量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為變風量系統(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雙管變風量末端裝置把雙管定風量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成變風量系統(tǒng),一般需要做兩個調(diào)整:(1)把定風量末端裝置轉(zhuǎn)換成變風量末端裝置,或者直接安裝全新的變風量末端裝置;(2)在風機上安裝氣流調(diào)節(jié)裝置。然而,對于不同的末端裝置有不同的調(diào)節(jié)方法:(1)對安裝了流量調(diào)節(jié)傳感器的定風量末端裝置,可以轉(zhuǎn)換或修改末端裝置控制器;(2)對安裝了彈簧調(diào)節(jié)的氣流裝置,在冷風閥或熱風閥的風閥執(zhí)行器上設(shè)置偏差;(3)對熱風閥或冷風閥分別獨立安裝執(zhí)行器并更換控制器;(4)安裝一個總氣流執(zhí)行器并更換控制器。變風量系統(tǒng)的重要特點是系統(tǒng)在部分負荷的情況下,減少風機的能耗和冷熱量的消耗。在一個典型的雙管變風量末端裝置中有一個額外的總流量執(zhí)行器,它是通過溫度調(diào)節(jié)裝置或控制器的信號來控制總流量的。圖1所示為定風量和變風量末端裝置中空氣流量與負荷之間的變化關(guān)系。此圖中的負荷率指冷負荷,室內(nèi)溫度為24℃,冷風溫度為13℃,熱風溫度為35℃,最小流量比為30%。在定風量末端裝置里,只要區(qū)域負荷低于設(shè)計負荷,加熱和制冷就會同時發(fā)生。因為一年之中設(shè)計負荷出現(xiàn)的時間只有很少的幾個小時,當加熱管道時,大部分時間里加熱和制冷會同時產(chǎn)生。在變風量末端裝置中,如果冷管道的出風溫度為13℃,當冷負荷低于最小空氣流量的30%時,熱管道的空氣流量為0。但是,當熱負荷高于最小空氣流量的30%時,冷風閥于是被關(guān)閉。同時熱風管道和冷風管道的重新設(shè)置也會影響到風閥的位置。如果熱風溫度設(shè)置低于35℃,在熱負荷低于30%時,系統(tǒng)的冷風閥將會被完全關(guān)閉。如果溫度高于35℃,冷風閥在熱負荷高于30%時將會被關(guān)閉。這樣在變風量系統(tǒng)里同時加熱和制冷會稍稍減少一些負荷,而且在部分負荷時比定風量系統(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為一個雙管道空氣處理器(AHU)的示意圖。通過安裝包括一個變頻裝置(VFD)和一個壓力傳感器的風機調(diào)節(jié)裝置,把定風量AHU轉(zhuǎn)變成變風量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量。氣流校準裝置(例如VFD)的設(shè)計值應(yīng)該保持較低靜壓。在夏天運行時,熱風靜壓通常比設(shè)定的最小熱風靜壓要高,但是高靜壓增加了末端裝置中的空氣泄漏,這會增加制冷和加熱量以及風機的能耗。因此,在夏季運行工況的變風量系統(tǒng)中,改進熱風靜壓控制能減少加熱與制冷的能耗以及風機的能耗。由于建筑物負荷絕大多數(shù)時間低于設(shè)計負荷。變風量系統(tǒng)可以比定風量系統(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用,變風量系統(tǒng)的回收期將會縮短。3調(diào)節(jié)熱風閥和vfd來保持冷管道的靜壓圖3所示為轉(zhuǎn)換后的變風量系統(tǒng)。在變風量轉(zhuǎn)換工程中都需要一個變頻調(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,在熱風干管上安裝一個風閥,而不需要對末端裝置進行轉(zhuǎn)換,就可以將定風量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成變風量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)有兩種操作方法:(1)冬夏季控制熱風閥的控制:夏季關(guān)閉熱風閥,在其他的時間里調(diào)節(jié)熱風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:如果熱風閥關(guān)閉或部分開啟時,調(diào)節(jié)VFD來保持冷管道的靜壓。如果熱風閥全開時,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)室外氣溫控制熱風閥的控制:當室外氣溫高于某個值(16℃)時,關(guān)閉熱風閥。當室外氣溫低于某個值(13℃)時,調(diào)節(jié)熱風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:如果熱風閥關(guān)閉或部分開啟時,調(diào)節(jié)VFD來保持冷管道的靜壓。如果熱風閥全開時,調(diào)節(jié)VFD來保持熱管道與冷管道的靜壓高于設(shè)定值。當熱風閥關(guān)閉時,雙管定風量系統(tǒng)的末端裝置就好像一個單管變風量系統(tǒng)的末端裝置。當熱風閥打開且保持靜壓恒定時,這又是定風量系統(tǒng)了。如果最小冷量(設(shè)計負荷的百分之幾)所需的風量大于最小冷風風量,熱風閥就關(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荷。當至少有一個區(qū)域所需比最小風量還少的風量來滿足冷負荷時,調(diào)節(jié)熱風閥或者VFD來保持熱管道的靜壓設(shè)定值。當區(qū)域的最小負荷要求最小的氣流流量來滿足時,按上面的方式可以把一個雙管道的定風量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個單管變風量系統(tǒng)。當區(qū)域的最小負荷比這低時,熱風靜壓可以控制在不同的值。雖然是一個雙管定風量系統(tǒng),但一個恰當?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,因為現(xiàn)有的末端裝置仍可以使用。當用戶使用冬夏季控制方式時,需要確定夏季和冬季的工作時間,當熱風閥開啟或關(guān)閉時,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,只通過安裝熱風閥就可以把雙管變風量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成變風量系統(tǒng)。冬季,通過調(diào)整不同的冷風和熱風管道的靜壓設(shè)定值,就可以有效地改善操作效率。因為現(xiàn)在隨著人們對居住、辦公和生活環(huán)境的要求越來越高,舒適、健康