連載 · 6 | 《變風量空調(diào)系統(tǒng)》——2.2變風量空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計
2017-07-28
2.2變風量空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計
2.2.1送風溫度選擇
一般常溫變風量系統(tǒng)送風溫度范圍為 12~16℃。對于安裝空間有限、要求提高空調(diào) 除濕能力、降低初投資和運行費用的項目，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟性比較，可以采用較低的送 風溫度，如 6~11℃。地板送風變風量空調(diào)系統(tǒng)的送風溫度為 16~18℃。
空調(diào)系統(tǒng)分類及所需制冷劑溫度見表 2-2。
表 2-2空調(diào)系統(tǒng)分類及所需制冷劑溫度
當有不大于 6℃的低溫水可供利用時，采用低溫送風系統(tǒng)可以降低建筑層高、設(shè)備 投資和運行費用，以及提高房間熱舒適性。低溫送風往往結(jié)合變風量空調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)。 送風溫度的確定是低溫送風系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，對于低溫送風系統(tǒng)而言，如何確定最 優(yōu)的設(shè)計送風溫度需要考慮諸多因素，如制冷機房能提供的冷水溫度，不同供水溫度對于制冷系統(tǒng)效率帶來的影響，室內(nèi)要求的相對濕度，變風量末端類型和送風口形式等。 若冷源系統(tǒng)采用冰蓄冷，則還需考慮冰蓄冷系統(tǒng)的流程，系統(tǒng)能提供的冷水溫度范圍。 要確定一個最佳的設(shè)計送風溫度，可能需要很多復雜的綜合計算和對比。
應(yīng)該指出，一個項目是否選擇采用低溫送風系統(tǒng)，需進行空調(diào)系統(tǒng)的綜合能耗分析。 對于常規(guī)冷源系統(tǒng)而言，為了增大送風溫差而選擇較低的送風溫度并非一定合理。一方 面，較低的送風溫度，可降低風機及供冷循環(huán)水泵的能耗；但另一方面，較低的制冷機 組供水溫度會降低機組的性能系數(shù)，甚至制冷機組增加的能耗會超過風機及水泵節(jié)約的 能耗。因此，常規(guī)冷源系統(tǒng)采用低溫送風系統(tǒng)時，其送風溫度需進行權(quán)衡分析。對于采 用冰蓄冷的系統(tǒng)，由于可以較便捷的獲得較低的送風溫度，因此，采用低溫送風系統(tǒng)可 以提高空調(diào)系統(tǒng)的整體能效。
2.2.2 系統(tǒng)分區(qū)和負荷計算
變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的基本思路是對各類負荷進行分區(qū)計算。 第一步是內(nèi)、外區(qū)負荷分區(qū)計算。內(nèi)、外區(qū)空調(diào)負荷的差異并非變風量空調(diào)系統(tǒng)特有，在舒適度要求較高的大型公共建筑，均需合理進行內(nèi)外分區(qū)。 第二步是不同溫度控制區(qū)域負荷計算。即不同朝向、不同功能和使用情況的溫控區(qū)域的負荷分區(qū)及計算。 第三步是系統(tǒng)分區(qū)負荷計算。在溫控區(qū)域負荷計算和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)空調(diào)負荷差異性，可以恰當?shù)匕芽照{(diào)系統(tǒng)劃分為若干個系統(tǒng)控制區(qū)域，也稱為空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)。 分區(qū)的目的在于使空調(diào)系統(tǒng)能夠有效地跟蹤負荷變化，改善室內(nèi)舒適度和降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。根據(jù)建筑使用功能和負荷情況進行合適的系統(tǒng)分區(qū)對變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計非常重 要，是變風量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不同的系統(tǒng)分區(qū)直接影響變風量空調(diào)機組 的選型、末端裝置的選用、氣流組織的設(shè)計、風管和水管的布置、自控方式的選擇等。
1. 內(nèi)、外分區(qū)
在許多項目，尤其是建筑進深比較大的項目中，往往需要根據(jù)空調(diào)負荷是否受到建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱負荷的影響將整個建筑的空調(diào)區(qū)域劃分為內(nèi)區(qū)和外區(qū)。外圍護結(jié)構(gòu)負荷 一部分來自對流換熱，另一部分來自外窗、外墻內(nèi)表面與人體及其他室內(nèi)物體表面進行 的輻射換熱。而輻射換熱隨距離增加而減小，當某區(qū)域受外圍護結(jié)構(gòu)的輻射換熱影響小 到可以忽略時，就可認為是內(nèi)區(qū)。
實際項目中內(nèi)外分區(qū)的界限，設(shè)計者一般是根據(jù)經(jīng)驗而定。在歐洲和日本一般 進深超過 5m，則進行空調(diào)分區(qū)；國內(nèi)一般情況下，進深超過 8m 時，進行分區(qū)；在 美國，空調(diào)分區(qū)系統(tǒng)中有外區(qū)面積越來越小的趨勢。分區(qū)的界限主要受室外氣象參數(shù)、 圍護結(jié)構(gòu)熱工性能及內(nèi)擾的影響，由于計算機等現(xiàn)代辦公設(shè)備的廣泛使用使得內(nèi)區(qū) 的散熱也越來越大，這樣負荷受外圍護結(jié)構(gòu)及室外參數(shù)的影響逐漸減少，因此適當 減小外區(qū)的面積可以使溫度分布更均勻并減少不必要的能耗。但是，需要注意的是， 不應(yīng)使某一區(qū)域的換氣次數(shù)過大，外區(qū)的進深如果劃分得過窄的話，就可能使得外 區(qū)的空調(diào)送風換氣次數(shù)過大，從而產(chǎn)生吹風感，影響舒適度。一般建議，距離外墻 3~4m 的區(qū)域作為外區(qū)。
根據(jù)建筑平面布置和朝向不同，內(nèi)、外區(qū)的劃分可分為以下幾種類型，如圖 2-1 所示。
圖 2-1 平面分區(qū)示例圖
