連載 · 4 | 《變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)》——1.3辦公建筑常用空調(diào)系統(tǒng)
2017-07-14
1.3 辦公建筑常用空調(diào)系統(tǒng)
現(xiàn)代辦公性的建筑中的空調(diào)占建筑總空調(diào)面積的比重非常大。目前，這類建筑的空調(diào)方案大體上常用如下幾種。
（1）分體式空調(diào)；
（2）VRF（變制冷劑流量）系統(tǒng)；
（3）風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)；
（4）定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（CAV）；
（5）變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）。
1.3.1 分體式空調(diào)
分體式空調(diào)由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)組成，分別安裝在室內(nèi)和室外，中間通過管路和電線 連接起來的空氣調(diào)節(jié)器。安裝方式有壁掛式、立柜式、吊頂式、嵌入式、落地式。
分體式空調(diào)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）成本低、占地面積小、使用靈活；
（2）噪聲低；
（3）安裝檢修方便；
（4）經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、耐用。 分體式空調(diào)主要缺點(diǎn)：不夠美觀，甚至影響建筑造型，沒有新風(fēng)，室內(nèi)空氣品質(zhì)較差。
1.3.2 VRF 系統(tǒng)
VRF（Variable Refrigerant Flow）系統(tǒng)，為變制冷劑流量多聯(lián)系統(tǒng)，即控制制冷劑流 通量并通過制冷劑的直接蒸發(fā)或直接冷凝來實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)出現(xiàn)始 于 20 世紀(jì) 80 年代，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)安裝方便，布置靈活多變，占用空間小，使用方便； 相對(duì)于大型集中空調(diào)系統(tǒng)，其無大容量的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)，輸送能耗低，綜合運(yùn)行費(fèi) 用低；制冷劑管路較長(zhǎng)，制冷劑泄漏量較大；在新風(fēng)量不能保證的情況下要考慮設(shè)置 新風(fēng)系統(tǒng)。
1.3.3 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)
風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是最為常用的一種半集中式空調(diào)系統(tǒng)，由風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)系統(tǒng) 組成。
風(fēng)機(jī)盤管式空調(diào)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組和冷熱源供應(yīng)系統(tǒng)組成。風(fēng)機(jī)盤管 機(jī)組由風(fēng)機(jī)、盤管和過濾器組成，它作為空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，分散地裝設(shè)在各個(gè)空調(diào) 房間內(nèi)，可獨(dú)立地對(duì)空氣進(jìn)行處理，而空氣處理所需的冷熱水則由空調(diào)機(jī)房集中制備， 通過供水系統(tǒng)提供給各個(gè)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組。
該系統(tǒng)的新風(fēng)系統(tǒng)方式有多種，主要有：靠室外空氣滲入的自然補(bǔ)給新風(fēng)、墻洞引 入的直接補(bǔ)給新風(fēng)以及獨(dú)立的新風(fēng)處理系統(tǒng)。
風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：
（1）各空調(diào)區(qū)域的個(gè)別控制，溫度滿足個(gè)性化需求；
（2）風(fēng)機(jī)能耗較?。?/span>
（3）布置、安裝較為簡(jiǎn)單和方便。 風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：由于機(jī)組設(shè)置在室內(nèi)，受噪聲限制，風(fēng)機(jī)靜壓小，
不能使用高性能的過濾器，使得室內(nèi)空氣的潔凈度不高；由于盤管排數(shù)一般只有 2~3 排， 去濕能力有限，較高的濕度影響人體的舒適性，同時(shí)也有益于微生物的生長(zhǎng)；水系統(tǒng)的 供回水管包括冷凝水管道都需要引入室內(nèi)，漏水問題是電氣設(shè)備、紙質(zhì)文件等潛在的威 脅；機(jī)組相對(duì)分散，維修工作量較大，且維修工作影響辦公區(qū)的正常使用；過渡季節(jié)無 法實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行，節(jié)能性差。
1.3.4 定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)
早期歐美國(guó)家的辦公建筑采用全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，在末端設(shè)置再熱實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào) 區(qū)域的溫度和濕度控制。全空氣系統(tǒng)的空氣過濾等級(jí)高，去濕能力強(qiáng)，定風(fēng)量系統(tǒng)也能 控制空調(diào)區(qū)域的新風(fēng)量和換氣次數(shù)，因此送入室內(nèi)的空氣品質(zhì)好。其缺點(diǎn)在于各區(qū)域不 可單獨(dú)控制，部分負(fù)荷時(shí)風(fēng)機(jī)不能變頻，設(shè)置再熱末端的系統(tǒng)會(huì)因?yàn)槔錈岬窒还?jié)能。
定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)由于其較好的空氣品質(zhì)、造價(jià)較低和控制簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)而被 廣泛的應(yīng)用于大空間空調(diào)區(qū)域中。
1.3.5 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)
由前所述，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的主要原理是根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化或室內(nèi)要求參數(shù)的變化， 保持恒定送風(fēng)溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量，從而使室內(nèi)參數(shù)達(dá)到要求。由于建筑物 的負(fù)荷大部分時(shí)間處于部分負(fù)荷狀態(tài)，因此，變風(fēng)量系統(tǒng)減少送風(fēng)量滿足室內(nèi)負(fù)荷需求 的方式大大地降低了風(fēng)機(jī)能耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
VAV 系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）節(jié)約風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗和減少風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量。有關(guān)文獻(xiàn)介紹，VAV 系統(tǒng)與 CAV 系 統(tǒng)相比可以節(jié)約風(fēng)機(jī)耗能 30%~70%，對(duì)不同的建筑物同時(shí)使用系數(shù)可取 0.8 左右；
（2）可以實(shí)現(xiàn)各空調(diào)區(qū)域的個(gè)別控制，滿足空調(diào)個(gè)性化需求；
（3）屬于全空氣系統(tǒng)，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)及空氣品質(zhì)可以得到有效的保證；
（4）系統(tǒng)的靈活性較好，易于改、擴(kuò)建，尤其適用于格局多變的建筑；
（5）相對(duì)于風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)無冷凝水引起的吊頂污染和軍團(tuán)菌問題；
（6）智能化程度高，可實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控與在線優(yōu)化運(yùn)行。
雖然 VAV 系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但是伴隨著 VAV 系統(tǒng)的應(yīng)用，由于設(shè)計(jì)或施工、調(diào)試 不當(dāng)造成很多系統(tǒng)或多或少地也暴露出一些問題。
從用戶的角度看，主要有：
（1）缺少新風(fēng)，換氣次數(shù)少，室內(nèi)人員感到憋悶；
（2）房間內(nèi)正壓或負(fù)壓過大導(dǎo)致室外空氣大量滲入，房門開啟困難；
（3）室內(nèi)噪聲偏大（多為動(dòng)力型末端）。
從運(yùn)行管理方面看，主要有：
（1）系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，未達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)參數(shù)及控制策略；
（2）節(jié)能效果不明顯。
對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)來說，實(shí)現(xiàn)空調(diào)區(qū)域的舒適性是首要追求的目標(biāo)，但同時(shí)，在當(dāng)代，
節(jié)能也已成為一個(gè)不可忽視的必須予以重視的主題。由于可以按照負(fù)荷變化進(jìn)行風(fēng)量及 冷量供給的按需調(diào)節(jié)，其在節(jié)能方面的理論可行性和實(shí)踐潛力毋庸置疑，盡管在運(yùn)行的 實(shí)際案例中或多或少的存在一些問題，但其應(yīng)用前景在提倡節(jié)能的時(shí)代背景下還是趨于 樂觀的，中國(guó)引入變風(fēng)量系統(tǒng)的時(shí)間并不長(zhǎng)，還需要在更多的實(shí)踐中去積累變風(fēng)量系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)、施工、管理等方面的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律。
