連載· 43 |《變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)》——第七章 變風(fēng)量空調(diào)設(shè)計應(yīng)用實例
2018-05-04
7.1.3 系統(tǒng)運行情況
本工程于 2006 年 4 月安裝調(diào)試完畢，經(jīng)過一個供冷 / 采暖周期的實際運行，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
1. 典型制冷日運行情況
現(xiàn)取其中一個典型制冷運行日的記錄數(shù)據(jù)進行分析，以評價低溫送風(fēng)變風(fēng)量系統(tǒng)的性能指標。
測試條件：測試日期：2006-08-08，室外參數(shù)：35.9℃ /85.2%，空調(diào)機組設(shè)定送風(fēng)溫度為 9℃。
系統(tǒng)送風(fēng)溫度、頻率和送風(fēng)管靜壓測試。系統(tǒng)運行參數(shù)如圖 7-4 所示。
2. 低溫送風(fēng)空調(diào)區(qū)域熱舒適性測試
對 4 個典型區(qū)域測點的房間溫度和設(shè)定溫度進行測試和分析，溫控器的設(shè)定溫度為 27℃，測試結(jié)果見表 7-2。
圖 7-4 系統(tǒng)運行參數(shù)圖
表 7-2 各測點的溫度 （℃）
注 ：平均室內(nèi)溫度：26.8℃。
測試中利用熱球式電風(fēng)速計 QDF-2 進行各測點的風(fēng)速測量，同一個測點的風(fēng)速基 本無變化，見表 7-3。
表 7-3 各測點的風(fēng)速 （m/s）
注： 因工作區(qū)風(fēng)速波動小，認為測試時間內(nèi)風(fēng)速不變。
有效溫度差與室內(nèi)風(fēng)速之間存在下列關(guān)系
ΔET=（ti-tn）-7.66（ui-0.15）
式中 ΔET——有效溫度差，℃；
ti，tn——工作區(qū)某點的空氣溫度和平均室內(nèi)溫度，℃；
ui——工作區(qū)某點的空氣流速，m/s。
按照有效溫度差（ΔET）及空氣分布特性指標（ADPI）進行評價，將表 7-2 和表 7- 3 中的數(shù)據(jù)重新整理后見表 7-4。
表 7-4 各測點有效溫度差（ΔET） （℃）
根據(jù)有關(guān)舒適性的實驗和計算綜合結(jié)果，認為 ΔET=-1.7~+1.1 ℃， 多數(shù)人感 到舒適。空氣分布特性指標（ADPI）定義為滿足規(guī)定風(fēng)速和溫度要求的測點數(shù)與 總測點數(shù)之比，即 ADPI 為滿足條件（-1.7℃ <ΔET<+1.1℃）的測點數(shù)與總測點數(shù)的比值。
因此，ADPI =100%。
3. 測試結(jié)果分析
（1）典型制冷日運行情況。
1）送風(fēng)溫度穩(wěn)定，送風(fēng)靜壓穩(wěn)定，系統(tǒng)變頻節(jié)能運行。
2）空調(diào)區(qū)域溫度分布均勻，平均溫度為 26.8℃，溫度偏差為 -0.6~+0.8℃。各測點在 1 個空調(diào)日內(nèi)溫度波動小，所有測點溫度波動都保證在 ±1℃之內(nèi)。
3）各點無吹風(fēng)感，工作區(qū)風(fēng)速低于 0.15m/s，人體感覺舒適。
4）運行安靜，無末端動力噪聲。
5）所有測點的 ADPI =100%，但測點 4 房間總體感覺偏熱，其有效溫度差 ΔET 為1.1℃已達到最高值。
（2）典型采暖日運行情況。
1）測試日期：2006-12-22。
2）送風(fēng)機頻率：26Hz。
3）室外溫度：4℃。
4）新風(fēng)參數(shù)：9℃ /84.1%。
5）送風(fēng)風(fēng)量：3902m3/h。
6）室內(nèi)溫度：19℃ ±1℃。
7）送風(fēng)參數(shù)：38.2℃ /5%。
8）無吹風(fēng)感，運行安靜。
測試結(jié)果表明，對于本項目辦公場所，在冬季即使采用了無再熱的單風(fēng)道變風(fēng)量末端，氣流組織較好，溫度分布均勻，消除了設(shè)計之初因擔(dān)心熱空氣上浮從而導(dǎo)致空氣溫度分層嚴重的顧慮。
4. 變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)與風(fēng)機盤管系統(tǒng)比較分析
（1）運行能耗分析。
以下根據(jù)能耗監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)對五樓 A、B 區(qū)風(fēng)機盤管系統(tǒng)和 C 區(qū)變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)電耗進行分析比較。
建筑平面分區(qū)及五樓空調(diào)平面布置如圖 7-5、圖 7-6 所示，五樓空調(diào)面積 1910m2， 其中 A 區(qū) 827m2、B 區(qū) 246m2、C 區(qū) 837m2。
圖 7-5 建筑平面分區(qū)
圖 7-6 五樓空調(diào)系統(tǒng)平面布置圖
1）基本條件見表 7-5。
表 7-5 基本條件
2）耗電量比較。
選擇夏季典型空調(diào)日 8 月初的一周進行電耗比較，見表 7-6。
表 7-6 測試日電耗表
夏季空調(diào)季耗電量比較見表 7-7。
表 7-7 夏季空調(diào)季耗電量
夏季空調(diào) 5~9 月共 5 個月，進行逐月與合計電耗量比較，如圖 7-7 所示。
圖 7-7 空調(diào)耗電量比較圖
3）耗熱量比較見表 7-8。
表 7-8 不同區(qū)域耗熱量表
注:1. A 區(qū)新風(fēng)未安裝熱量表，因此未計量。
2. 該耗熱量為自系統(tǒng)開始投運的累計值。
（2）變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)與風(fēng)機盤管系統(tǒng)室內(nèi)舒適性分析比較見表 7-9。
表 7-9 不同空調(diào)方式舒適參數(shù)
1）經(jīng)比較，夏季空調(diào)系統(tǒng)在負荷最大的 8 月 VAV 系統(tǒng)電位面積電耗大于風(fēng)盤系統(tǒng)，但其他月份 VAV 系統(tǒng)耗電均小于風(fēng)盤，整個空調(diào)季 VAV 系統(tǒng)單位面積耗電量較風(fēng)盤系統(tǒng)節(jié)省7%，從而反映變風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)量隨負荷變化調(diào)節(jié)性好，系統(tǒng)綜合效率高。以上電 量分析僅為末端風(fēng)機電耗，實際運行變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)按 7℃溫差設(shè)計，風(fēng)盤按 5℃ 溫差設(shè)計，變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)水泵輸送能耗小于風(fēng)盤系統(tǒng)。
2）夏季空調(diào)系統(tǒng)單位面積耗熱量，變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)較風(fēng)機盤管系統(tǒng)節(jié)省 8%。
3）變風(fēng)量全空氣系統(tǒng)氣流組織好，空氣品質(zhì)高，噪聲小，更健康舒適。
4）單位面積耗熱量、耗電量，風(fēng)盤系統(tǒng)均大于 VAV 系統(tǒng)，可能原因如下：
a）風(fēng)機盤關(guān)為開關(guān)閥結(jié)合手動三速開關(guān)控制，控制精度不高。
b）沒有聯(lián)網(wǎng)控制，智能化水平低，不能統(tǒng)一開關(guān)機和遠程設(shè)定溫度，存在能源浪費情況。
c）為保證長期使用的熱交換性能，風(fēng)盤配置普遍偏大，造成風(fēng)機能耗偏大。
7.1.4 案例小結(jié)
該系統(tǒng)于2006 年 4 月調(diào)試完畢，投入運行至今，系統(tǒng)運行狀況穩(wěn)定，基本達到設(shè)計性能指標和運行要求，實現(xiàn)低溫送風(fēng)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)舒適、節(jié)能運行。
低溫送風(fēng)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點顯而易見，但目前應(yīng)用有限，推廣的最大障礙是低溫冷源和關(guān)鍵設(shè)備（如 VAV-TMN 和低溫風(fēng)口等），前者通過冰蓄冷制冷機房可方便得到，后者則需通過產(chǎn)品國產(chǎn)化降低造價。本項目作為該先進空調(diào)系統(tǒng)成功應(yīng)用的典范，榮獲了 2007 年全國建筑環(huán)境與設(shè)備（暖通空調(diào)）優(yōu)秀工程設(shè)計獎的三等獎，為低溫送風(fēng)變風(fēng)量系統(tǒng)的推廣應(yīng)用起到積極作用。
