連載 · 4 | 《變風量空調系統(tǒng)》——1.3辦公建筑常用空調系統(tǒng)
2017-07-14
1.3 辦公建筑常用空調系統(tǒng)
現(xiàn)代辦公性的建筑中的空調占建筑總空調面積的比重非常大。目前，這類建筑的空調方案大體上常用如下幾種。
（1）分體式空調；
（2）VRF（變制冷劑流量）系統(tǒng)；
（3）風機盤管加新風系統(tǒng)；
（4）定風量空調系統(tǒng)（CAV）；
（5）變風量空調系統(tǒng)（VAV）。
1.3.1 分體式空調
分體式空調由室內機和室外機組成，分別安裝在室內和室外，中間通過管路和電線 連接起來的空氣調節(jié)器。安裝方式有壁掛式、立柜式、吊頂式、嵌入式、落地式。
分體式空調具有如下優(yōu)點：
（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）經濟、實用、耐用。 分體式空調主要缺點：不夠美觀，甚至影響建筑造型，沒有新風，室內空氣品質較差。
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)或直接冷凝來實現(xiàn)制冷或制熱的空調系統(tǒng)。該系統(tǒng)出現(xiàn)始 于 20 世紀 80 年代，其特點是設計安裝方便，布置靈活多變，占用空間小，使用方便； 相對于大型集中空調系統(tǒng)，其無大容量的風系統(tǒng)和水系統(tǒng)，輸送能耗低，綜合運行費 用低；制冷劑管路較長，制冷劑泄漏量較大；在新風量不能保證的情況下要考慮設置 新風系統(tǒng)。
1.3.3 風機盤管加新風系統(tǒng)
風機盤管加新風系統(tǒng)是最為常用的一種半集中式空調系統(tǒng)，由風機盤管和新風系統(tǒng) 組成。
風機盤管式空調系統(tǒng)由風機盤管機組、新風機組和冷熱源供應系統(tǒng)組成。風機盤管 機組由風機、盤管和過濾器組成，它作為空調系統(tǒng)的末端裝置，分散地裝設在各個空調 房間內，可獨立地對空氣進行處理，而空氣處理所需的冷熱水則由空調機房集中制備， 通過供水系統(tǒng)提供給各個風機盤管機組。
該系統(tǒng)的新風系統(tǒng)方式有多種，主要有：靠室外空氣滲入的自然補給新風、墻洞引 入的直接補給新風以及獨立的新風處理系統(tǒng)。
風機盤管空調系統(tǒng)的主要優(yōu)點：
（1）各空調區(qū)域的個別控制，溫度滿足個性化需求；
（2）風機能耗較小；
（3）布置、安裝較為簡單和方便。 風機盤管空調系統(tǒng)的主要缺點：由于機組設置在室內，受噪聲限制，風機靜壓小，
不能使用高性能的過濾器，使得室內空氣的潔凈度不高；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，同時也有益于微生物的生長；水系統(tǒng)的 供回水管包括冷凝水管道都需要引入室內，漏水問題是電氣設備、紙質文件等潛在的威 脅；機組相對分散，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 法實現(xiàn)全新風運行，節(jié)能性差。
1.3.4 定風量空調系統(tǒng)
早期歐美國家的辦公建筑采用全空氣定風量空調系統(tǒng)，在末端設置再熱實現(xiàn)對空調 區(qū)域的溫度和濕度控制。全空氣系統(tǒng)的空氣過濾等級高，去濕能力強，定風量系統(tǒng)也能 控制空調區(qū)域的新風量和換氣次數(shù)，因此送入室內的空氣品質好。其缺點在于各區(qū)域不 可單獨控制，部分負荷時風機不能變頻，設置再熱末端的系統(tǒng)會因為冷熱抵消而不節(jié)能。
定風量全空氣系統(tǒng)由于其較好的空氣品質、造價較低和控制簡單等一系列優(yōu)點而被 廣泛的應用于大空間空調區(qū)域中。
1.3.5 變風量空調系統(tǒng)
由前所述，變風量空調系統(tǒng)的主要原理是根據(jù)室內負荷變化或室內要求參數(shù)的變化， 保持恒定送風溫度，自動調節(jié)空調系統(tǒng)送風量，從而使室內參數(shù)達到要求。由于建筑物 的負荷大部分時間處于部分負荷狀態(tài)，因此，變風量系統(tǒng)減少送風量滿足室內負荷需求 的方式大大地降低了風機能耗，實現(xiàn)了節(jié)能。
VAV 系統(tǒng)有如下優(yōu)點：
（1）節(jié)約風機運行能耗和減少風機裝機容量。有關文獻介紹，VAV 系統(tǒng)與 CAV 系 統(tǒng)相比可以節(jié)約風機耗能 30%~70%，對不同的建筑物同時使用系數(shù)可取 0.8 左右；
（2）可以實現(xiàn)各空調區(qū)域的個別控制，滿足空調個性化需求；
（3）屬于全空氣系統(tǒng)，室內環(huán)境參數(shù)及空氣品質可以得到有效的保證；
（4）系統(tǒng)的靈活性較好，易于改、擴建，尤其適用于格局多變的建筑；
（5）相對于風機盤管系統(tǒng)無冷凝水引起的吊頂污染和軍團菌問題；
（6）智能化程度高，可實現(xiàn)集中監(jiān)控與在線優(yōu)化運行。
雖然 VAV 系統(tǒng)有很多優(yōu)點，但是伴隨著 VAV 系統(tǒng)的應用，由于設計或施工、調試 不當造成很多系統(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，換氣次數(shù)少，室內人員感到憋悶；
（2）房間內正壓或負壓過大導致室外空氣大量滲入，房門開啟困難；
（3）室內噪聲偏大（多為動力型末端）。
從運行管理方面看，主要有：
（1）系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，未達到設計目標參數(shù)及控制策略；
（2）節(jié)能效果不明顯。
對于空調系統(tǒng)來說，實現(xiàn)空調區(qū)域的舒適性是首要追求的目標，但同時，在當代，
節(jié)能也已成為一個不可忽視的必須予以重視的主題。由于可以按照負荷變化進行風量及 冷量供給的按需調節(jié)，其在節(jié)能方面的理論可行性和實踐潛力毋庸置疑，盡管在運行的 實際案例中或多或少的存在一些問題，但其應用前景在提倡節(jié)能的時代背景下還是趨于 樂觀的，中國引入變風量系統(tǒng)的時間并不長，還需要在更多的實踐中去積累變風量系統(tǒng) 的設計、施工、管理等方面的經驗和規(guī)律。
