詮釋變風量空調系統的優化設計
6、自動控制
空調系統的正常運行主要依靠自動控制系統,這套自動控制系統與整個大樓的自動化管理系統的電腦相連接,實現中央監控和調節。在一般變風量空調系統的大廈中,包括以下幾廣面的要求。
水閥的調節
在個別定風量系統中,由回風溫度控制安裝在冷熱水回水管上的電動二通比例式調節閥。在新風系統在變風量系統中根據送風溫度控制安裝在冷熱回水管上的電動二通比例式調節閥。如在高大公共空間設置空周邊熱水采暖設備,則由其周邊采暖區域的溫度控制設在熱水采暖設備回水管上的電動二通比例式調節閥。
風閥的調節
在變風量每個末端裝置的控制區域,放置一個感溫器。根據感溫器所測的溫度與室內溫度設定值的差值,控制該區域的末端裝置內一次風電電動機風閥的開啟度,對于周邊再加熱變風箱,當室溫下降,風閥關至最小風量值時,啟動再加熱器,提供外區空調所需的熱負荷。
變靜壓法的變風量系統控制
在一些小規模的變內量空調系統可采用變靜壓控制法采用變靜壓控制法的系統總風管中所需設置靜壓傳感器,而是在變風量末端裝置中設置閥門開度傳感器,而是在變風量末端裝置的開啟度,由此判斷和計算來調節一次風空調器內風機的變頻器,使具有最小靜壓值的末端裝置的閥門處于全開狀器,使具有最小靜壓值的末端裝置的閥門處于全開狀態,這樣可以盡量降低風機運行的靜馀壓,節約風機的能耗。
定靜壓法的變風量系統控制
在通常的變風量空調系統中,一般設計采用定靜壓控制法。由于采用定靜壓,當所有末端風量都低于額定風量時,在系統的實際資用壓力將低于設計資用壓力,此時,再維持系統中的設定靜壓值則不利于風機的節能。但由于定靜壓控制的變風量系統,其空調器的風機調節與末端裝置的控制無直接聯系,故該系統控制方法比較簡單,運行可靠,適合于較大的變風量空調系統的場合。
在公共空間和主樓標準新風豎井中各放置壓力傳感器。根據壓力傳感器所測的壓力與設定值的差值,控制公共空間和辦公新風豎井的壓力定。主樓排風風量則根據新風機的運行情況而作自動相應調節。
對于空調器內的加濕器,根據室內的相對溫度,控制一次風的加濕量。
在新風入口設置電動風閥,與新風送風機連鎖開關,以防冬季非運行時盤管凍裂。
空調自控系統還包括冷凍機組運行臺數控制,優化啟停控制,供回水壓差恒定控制,啟停聯鎖控制,各運行狀態的遙感遙測和非正常狀態的故障報警等。
7、設計中值得注意的問題
7.1、噪聲
在變風量系統中,比較大的噪聲源除了送、回(排)風機外,還在變風量末端裝置,流過末端裝置入口的風速都比較高。因為壓力無關型的變風量末端裝置都帶有風速測量傳感器,這些傳感器一般要求風速高于一定數值才能保證測量準確。一般的節流型末端裝置是靠調節閥片開度來改變風量的,所以當閥片的風速也增加了,所以,入口調節閥片關小時,流經閥片的風速也增加了,所以,入口調節閥片處是末端裝置產生較高噪聲的一個主要來源。另處,如果采用帶風機的末端裝置,該風機也是一個產生噪聲的根源。
對于以上噪聲問題,筆者提出以下幾點建議供讀者參考:
校核選用的末端裝置在最小風量、最大風量時產生的噪聲。因為末端的型號越大噪聲也越大,故在便于合理布置空調系統的前提下,盡量選用小型號的末端裝置。
在變風量系統中采用變靜壓法自動控制系統,盡量提高系統末端裝置的節流調節閥的平均開度,從而降低末端入口調節閥的節流噪聲。
對于帶風機的末端裝置,視噪聲控制要求而定,合理選擇該末端置的風機運行風量,有可能的話,設計考慮全部采用無風機的末端裝置。
在末端裝置的出風管上,合理設置所需的消聲設備。
7.2、新風
圖1是典型是單風道變風量空調系統。一定的新風量直接送入空調器與回風混合,再由末端裝置分配送入各個房間。由于新回風比例在一定時期是固定的,當某一房間冬季的負荷降低而引起送風量的減少時,其送入房間的新風量也勢必減少,特別是外區范圍內的周邊小房間,由于該房間冬季空調時,含新風的一次風量只為定最小值,在實際運行控制時,為了盡量減少外區的末端裝置對空調送風再加熱而與一次冷風造成的冷熱抵消,往往將冬季一次風量最小值設定得過小,從而造成房間缺少新風,室內人員感到憋悶。故在這些特定房間內,應適應提高末端最小風量與最大風量之比(變風量比),以提高足夠的新風所需。如在一些內外區連通的空間場合,由于內外區的空氣可以自由流通,則可適當降低變風量比,減少一次風的冷熱抵消量,以達到節能效果。
7.3、氣流組織
在一些南方地區,冬季空調運行時外區的熱負荷較小,故外區的末端裝置設計采用電加熱。由于采用了電加熱器,它設有熱水盤管所產生的額外空氣流通阻力,因此采用無風機的末端裝置也較多,此時,因設有風機的恒定送風量的作用,須仔細分析氣流組織,合理布置周邊空調送風口,一般應采用條縫型風口靠外窗布置為好。避免如同內區所采用的方形平面散流器的布置形式。同時,可適當提高末端裝置設定的變風量比。
7.4、房間溫度控制
空調系統設計中應盡量避免同一個末端裝置的送風口跨分隔布置。因為末端裝置的送風量是根據感溫器所測溫度與房間溫度設定值之間的差值來控制的。當同一個末端裝置的送風品跨度分隔布置時,感溫器只能感知一個房間的溫度,如不同房間的負荷變化不相同時,則勢必會造成不同房間的實際控制溫度的偏差。在冬季空調運行時,如在一些內外區連通的大空間場合,可考慮外區的設定溫底低于內區2-3oC.這樣,有利于內區產生的部分富裕熱量傳至外區,承擔外區的部分熱負荷,從而達到空調運行時的節能作用。
8、總結
以上是筆者通過實際設計過程中的獲得的一點粗淺認識,本文的觀點和建議只是筆者的管窺之見,僅供參考。變風量系統有很強的動態特性,加之空調系統固有的非線性,使問題的解決變得非常困難。可目前這方面的研究還比較滯后,設計人員在設計時缺少有效的分析計算手段。國內變風量系統的實踐正在興起,迫切需要可行、有效的輔助設計的分析方法。
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責任編輯:電力交易小郭
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