1.全空氣系統(tǒng)的兩種形式
定風(fēng)量系統(tǒng)送風(fēng)量固定,通過調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度滿足負荷變化,適用場合:
1)空間較大、人員密集的場所,如劇院、體育館、商場、展覽廳、餐廳、多功能廳、大型會議廳等,這些區(qū)域便于獨立設(shè)置大風(fēng)量系統(tǒng),新風(fēng)比例大,氣流組織穩(wěn)定,必要時可全新風(fēng)運行節(jié)能。
2)溫濕度波動要求嚴(yán)格的工藝性場所,醫(yī)院手術(shù)室、播音室、電視臺、潔凈房間、恒溫恒濕實驗室等,系統(tǒng)易于精確控制溫濕度,避免波動,且能保證良好的氣流組織和均勻穩(wěn)定的環(huán)境參數(shù)。
3)高潔凈度要求的場所,潔凈車間,需要穩(wěn)定的氣流組織和過濾效果,系統(tǒng)固定風(fēng)量能保障潔凈度和溫濕度均勻性。
3)負荷穩(wěn)定且使用時間統(tǒng)一的區(qū)域,辦公建筑中的公共大堂、大型開放式辦公區(qū)(內(nèi)區(qū))等。
定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制邏輯清晰,維護成本低,溫濕度控制精度高。但是負荷波動時能耗浪費嚴(yán)重,無法作出適應(yīng)性調(diào)整,只能通過調(diào)整冷媒流量來應(yīng)對負荷變化,風(fēng)機長期滿負荷運行噪音較大能耗高。
變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)通常送風(fēng)溫度固定,通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量適應(yīng)負荷變化,適用場合:
1)負荷差異大、需獨立溫控的場所,比如高檔辦公樓、大型商業(yè)中心、多功能建筑,這些區(qū)域(如內(nèi)區(qū)vs外區(qū))冷熱需求不同,VAV可分區(qū)精準(zhǔn)控制溫。
2)對空氣品質(zhì)要求高的場所,比如醫(yī)院部分區(qū)域、高端酒店、注重健康的商業(yè)空間,此類系統(tǒng)通常配置高級過濾,且可變新風(fēng)比利于節(jié)能運行。
3)建筑內(nèi)區(qū)需常年供冷的場所,比如大型建筑核心區(qū)、無外圍護結(jié)構(gòu)的空間,內(nèi)區(qū)設(shè)備人員發(fā)熱量大,即使冬季也可能需冷風(fēng),VAV可靈活應(yīng)對。
4)空間布局需靈活可變的場所,比如開放式辦公區(qū)、經(jīng)常需調(diào)整隔斷的場所,風(fēng)口風(fēng)量可調(diào),房間分隔調(diào)整時,空調(diào)系統(tǒng)易于適配。
但值得注意的是,采用噴口側(cè)送的場所不適合采用風(fēng)機變頻控制,否則氣流將達不到射程,溫度場將不均勻。
變風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)機的變速調(diào)節(jié)一般是通過變頻來實現(xiàn),全空氣機組的電機最低轉(zhuǎn)速宜為其額定轉(zhuǎn)速的50%,最小不應(yīng)低于40%。
當(dāng)采用變頻調(diào)節(jié)時,其對應(yīng)的頻率變化范圍也是同樣的比例。如工頻50Hz的電機,最低轉(zhuǎn)速宜大于或等于25Hz,最小不低于20Hz。
此類系統(tǒng)負荷波動時可調(diào)節(jié)送風(fēng)量,節(jié)能效果顯著(通常相比定風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)能20%~40%),支持單個房間獨立控溫,適配不同使用時間的空間。但設(shè)備復(fù)雜、初期投資高,控制精度要求高,維護難度大,低負荷時可能出現(xiàn)新風(fēng)不足或氣流組織不佳的問題。
2.CO2濃度監(jiān)控
在全空氣系統(tǒng)中,人員密集區(qū)域需設(shè)CO2傳感器,當(dāng)系統(tǒng)較大,或不是直接由房間回風(fēng)時,CO2傳感器、溫、濕度傳感器應(yīng)安裝于房間內(nèi),以便能夠準(zhǔn)確地反映室內(nèi)的參數(shù)。
CO2傳感器通常掛墻安裝,距地1.0~1.5m,與人的呼吸帶高度一致,測量更具代表性,面積<50㎡可設(shè)1個,面積50~200㎡,設(shè)置2個,面積>200㎡,至少3個,每連續(xù)運行半年宜進行一次性能現(xiàn)場校驗。
CO2濃度監(jiān)控通常采用NDIR(非色散紅外)原理傳感器,其抗干擾能力強、精度高、壽命長。
3.控制要求
1)電動風(fēng)閥及水閥與送風(fēng)機連鎖開閉,當(dāng)風(fēng)機停止后,所有電動風(fēng)閥及水路電動閥門、蒸汽調(diào)節(jié)閥等也全部關(guān)閉(其中,冬季熱水閥先于風(fēng)機和風(fēng)閥開啟,后于風(fēng)機和風(fēng)閥關(guān)閉;風(fēng)機開啟3~5min后,再開啟加濕器,關(guān)閉加濕器5~6min后,再關(guān)閉風(fēng)機。
2)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥兩閥聯(lián)動調(diào)節(jié),動作相反,閥位之和為100%。
3)冬季防凍,當(dāng)盤管后溫度低于5℃時,防凍開關(guān)發(fā)出報警,自動停止風(fēng)機運行,連鎖關(guān)閉新風(fēng)閥,全開熱水調(diào)節(jié)閥,同時,在中控室發(fā)出聲光報警。
4)當(dāng)過濾器阻力超過設(shè)定值(通常為兩倍初阻力值)時,在中控室發(fā)出報警信號。
5)夏(冬)季及過渡季工況:
定風(fēng)量系統(tǒng)
供冷工況,當(dāng)未設(shè)置再熱盤管時,調(diào)節(jié)冷卻盤管冷水管路電動閥開度,以控制回風(fēng)溫度(當(dāng)回風(fēng)不能正確反映空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域溫度時,應(yīng)采用典型房間溫度作為調(diào)節(jié)依據(jù),此時應(yīng)將回風(fēng)溫濕度傳感信號改為典型房間溫濕度傳感信號)為設(shè)定值。
當(dāng)房間濕度要求嚴(yán)格、設(shè)置再熱盤管時,調(diào)節(jié)冷卻盤管冷水管路電動閥開度,以控制送風(fēng)露點溫度為設(shè)定值。調(diào)節(jié)再熱盤管熱水管路電動閥開度,以控制回風(fēng)或典型房間溫度為設(shè)定值。
供熱工況,不設(shè)置預(yù)熱盤管時,調(diào)節(jié)加熱盤管水路電動閥,以控制回風(fēng)或典型房間溫度為設(shè)定值;設(shè)置預(yù)熱盤管時,新風(fēng)進風(fēng)溫度不低于0℃時,首先調(diào)節(jié)預(yù)熱盤管水路電動調(diào)節(jié)閥,以控制回風(fēng)或典型房間溫度為設(shè)定值;
當(dāng)預(yù)熱盤管水路電動閥全開時,調(diào)節(jié)加熱盤管水路電動閥,以控制回風(fēng)或典型房間溫度為設(shè)定值。當(dāng)新風(fēng)進風(fēng)溫度低于0℃時,保持預(yù)熱盤管水路電動閥全開,調(diào)節(jié)加熱盤管水路電動閥,以控制回風(fēng)或典型房間溫度為設(shè)定值。
設(shè)置加濕器時,通過通過PID運算,控制加濕器水路閥門開關(guān),以控制回風(fēng)或典型房間相對濕度為設(shè)定值。
冬季新風(fēng)供冷工況:調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)比例,以控制回風(fēng)或典型房間溫度為設(shè)定值。
新風(fēng)量控制:夏季供冷工況和冬季供熱工況下,通過DDC調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)閥門開度,以控制回風(fēng)或典型房間C02濃度為設(shè)定值。過渡季節(jié)工況和冬季新風(fēng)供冷工況不控制C02濃度。
過渡季,具有加大新風(fēng)量條件的系統(tǒng),當(dāng)室外空氣始值低于回風(fēng)空氣始值時,使新風(fēng)和排風(fēng)閥門開度最大、回風(fēng)閥門開度最小,采用最大新風(fēng)量。直至采用最大新風(fēng)量回風(fēng)溫度或典型房間溫度低于設(shè)定值時,調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)閥開度,以控制回風(fēng)溫度或典型房間溫度為設(shè)定值。
變風(fēng)量系統(tǒng)
DDC采用溫度優(yōu)先控制法,根據(jù)回風(fēng)溫度,與設(shè)定值的差值,通過PID運算,調(diào)節(jié)送風(fēng)機的運行頻率,保證回風(fēng)溫度恒定。
同時,DDC根據(jù)送風(fēng)溫度與設(shè)定值的差值,經(jīng)PID運算后,調(diào)節(jié)熱/冷水閥開度,使送風(fēng)溫度,維持恒定(一般為最大送風(fēng)溫差,即設(shè)計工況的送風(fēng)溫度)。
當(dāng)送風(fēng)機達到最大運行頻率,室內(nèi)溫度仍有降低(升高)要求時,DDC降低(升高)送風(fēng)溫度的設(shè)定值。
當(dāng)送風(fēng)機達到最小運行頻率,室內(nèi)溫度仍有升高(降低)要求時,DDC升高(降低)送風(fēng)溫度的設(shè)定值。
此工況下采用最小新風(fēng)比運行,同時,CO2傳感器檢測回風(fēng)的CO2濃度,當(dāng)濃度大于1000ppm(可根據(jù)項目要求設(shè)定)時,增大新風(fēng)閥的開度,調(diào)整最小新風(fēng)比。但在冬季時,水閥需保持最小10%開度,以防凍。
冬季工況,DDC根據(jù)回風(fēng)濕度,與設(shè)定值的差值,通過PID運算,調(diào)節(jié)加濕器加濕量,使回風(fēng)濕度維持恒定。
過渡季前期,風(fēng)機以工頻運行,控制系統(tǒng)檢測室內(nèi)外空氣的溫、濕度并在焓值比較器內(nèi)進行比較,當(dāng)室外空氣的焓值小于室內(nèi)空氣的焓值時,采用全新風(fēng)+冷水閥調(diào)節(jié),直至冷水閥完全關(guān)閉進入過渡季工況。
過渡季時,風(fēng)機仍以工頻運行,DDC根據(jù)回風(fēng)溫度,與設(shè)定值的差值,通過PID運算,調(diào)節(jié)新風(fēng)回風(fēng)閥開度,利用室外新風(fēng)降溫,使回風(fēng)溫度維持恒定。
本文參考如下文獻
《民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)措施2022》建筑工業(yè)出版社
《中央空調(diào)節(jié)能及自控系統(tǒng)設(shè)計》建筑工業(yè)出版社
《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》建筑工業(yè)出版社
《變風(fēng)量全空氣系統(tǒng)在辦公建筑中的應(yīng)用》建材與裝飾
《一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)在商業(yè)建筑中的應(yīng)用分析》建筑熱能通風(fēng)空調(diào)
來源:暖通建筑



