連載· 42 |《變風量空調系統(tǒng)》——第七章 變風量空調設計應用實例
2018-04-27
7.1華電電力科學研究院辦公樓低溫送風變風量空調設計應用
7.1.1 工程概況
華電電力科學研究院辦公大樓位于浙江省杭州市，總建筑面積約 16000m2 大樓夏季冷源采用冰蓄冷，為充分利用冰蓄冷系統(tǒng)提供的高品位冷源，大樓部分辦公樓的中央空 調設計采用低溫送風變風量空調方式，其余區(qū)域則采用常規(guī)的風機盤管加新風系統(tǒng)空調 方式，本文將著重描述低溫送風變風量空調系統(tǒng)的設計和運行情況。
7.1.2變風量低溫送風空調系統(tǒng)設計
1. 系統(tǒng)冰蓄冷冷源設計
大樓冷源為冰蓄冷系統(tǒng)，采用主機上游串聯(lián)、分量蓄冷模式。系統(tǒng)配置兩臺雙工況主機，采用不完全凍結式納米導熱復合蓄冰盤管，設計有 5 種運行模式以滿足不同的運行需求：
（1）主機制冰模式，該模式下主機在夜間低谷電期間運行制冰工況制冰。
（2）主機制冰兼供冷模式，該模式下主機在夜間低谷電期間運行制冰工況制冰，同時通過閥門調節(jié)實現(xiàn)供冷，滿足夜間辦公加班的供冷需求。
（3）主機與融冰聯(lián)合供冷模式，同時為末端提供冷源。
（4）融冰單供冷模式，利用蓄冰裝置單獨提供冷源以節(jié)約運行費用。
（5）主機單供冷模式，利用主機單獨為末端提供冷源。
大樓的低溫乙二醇冷源系統(tǒng)與末端冷水系統(tǒng)采用板式換熱器隔開，低溫送風系統(tǒng)與常規(guī)風機盤管加新風系統(tǒng)分別采用兩個板式換熱器，乙二醇側均采用 3.5℃ /11℃的 供回水溫度，冷水側前者采用 5℃ /12℃的供回水溫度，后者采用 7℃ /12℃的供回水溫度。
2. 低溫送風變風量空調系統(tǒng)設計參數
典型低溫送風變風量空調系統(tǒng)的設計參數見表 7- 1。
表 7-1低溫送風變風量空調系統(tǒng)設計參數
注：VAV 采用 HYD 型單風道，低溫送風口用 SL-24 型。
3. 末端設計選型
（1）變風量末端裝置選型。
常用的變風量末端有 3 種：單風道型、串聯(lián)型風機動力箱和并聯(lián)型風機動力箱。單風道型變風量末端無動力設備，如圖 7-1（a）所示。系統(tǒng)運行時，由空調機組送出的一次風，經單風道型變風量末端內置的風閥調節(jié)后送入空調區(qū)域。考慮到在辦公場所應用，設計吊頂高度不高，同時為簡化系統(tǒng)，采用了無再熱器 的冷熱型單風道變風量末端。采用該形式，單風道末端是依靠系統(tǒng)送來的冷風或熱風實 現(xiàn)供冷或供熱，供冷工況時，送風量隨室溫增加（冷負荷增加）而增加，供熱工況則送 風量隨室溫降低（熱負荷增加）而增加，運行性能如圖 7-1（b）所示。
圖 7-1 冷熱型單風道變風量末端
（2）低溫送風口選型。
低溫送風系統(tǒng)送風散流器的形式應根據所采用的末端裝置的類型確定。因本系統(tǒng)采用單風道型末端裝置，因此需要采用適合低溫送風的散流器，以 解決氣流組織和防結露問題。
本系統(tǒng)采用射流型低溫送風口，該低溫風口的關鍵部件是送風芯體，送風芯體由許多噴口組成，一次低溫風以較高的速度通過噴口，形成負壓并大量卷吸周圍空氣，從而使送風氣流在離開噴口的較短距離內已成為一次風和室內回風的混合體。另外，送風氣流通過低溫風口的送風殼體形成貼附射流，達到良好的氣流組織；送風芯體采用低導熱材料，防止結露現(xiàn)象的發(fā)生，送風示意圖如圖 7-2 所示。
圖 7-2 低溫風口送風氣流組織
4. 低溫送風變風量空調系統(tǒng)的控制
空調機組（AHU）承擔了辦公區(qū)域的空調負荷來源，同時為變風量末端裝置提供制冷 / 采暖一次風，控制系統(tǒng)對其控制的重點在于按設計要求完成空氣處理過程、 優(yōu)化控制過程以及協(xié)同變風量末端的工作，根據負荷需求變頻調節(jié) AHU 送風機的頻率以提供合適的冷、熱量。變風量空調系統(tǒng)是一個多回路的動態(tài)的調節(jié)過程，且各回路的調節(jié)又相互關聯(lián)，通過自控系統(tǒng)可以實現(xiàn)系統(tǒng)各回路的有效控制，具有靜壓控制、送風溫度控制、新風控制、排風控制、開關機控制以及報警功能等多個控制循環(huán)。
（1）靜壓控制：在送風管上設置的靜壓傳感器，根據設定靜壓值與實測值的偏差來 變頻調節(jié)送風機的轉數，同時根據各個 VAV 的閥位開度以改變靜壓設定值，兼顧穩(wěn)定和節(jié)能運行。
（2）送風溫度控制：根據設定送風溫度與實測值的偏差調節(jié)電動冷 / 熱水閥的開度。
（3）新風控制：在新風管上設置的風速傳感器，空調運行季根據最小設定新風量值 與實測值的偏差以調節(jié)新風閥和回風閥的開度；過渡季采用全新風運行。
（4）開關機控制：根據需求可利用時間表來實現(xiàn)定時開關機。
（5）報警功能：當出現(xiàn)過濾網阻塞、風機故障、傳感器故障等情況時能及時判斷，切斷電源或報警提醒。
自控系統(tǒng)具有友好的工作界面和強大的數據存儲功能，如圖 7-3 所示。
圖 7-3 自控系統(tǒng)界面圖
a）AHU5-2 機組示意
（b）參數記錄
