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变风量空调系统的新风问题

作者:未知

  摘要:变风量空调系统因具有节能、跟踪负荷能力强、区域温差小、各区域可分区灵活控制等特点,使其在一些高级办公楼中得到了越来越多的应用。但在一些依照常规设计的变风量空调系统中,新风分配不均匀的问题则影响到人体健康、舒适、工作效率及系统能耗。本文主要分析探讨了变风量空调系统的新风问题,以供参阅。
  关键词:变风量;空调系统;新风
  1设定最小新风阀位
  这种方法是指对新风阀设定一个最小阀位,这实际上沿用定风量空调系统的新风控制方法。然而研究发现,在保持最小新风阀位恒定的情况下,这种方法实际上近似可以认为是固定新风比,即随着变风量空调系统送风量下降,新风量也相应下降。如果引起送风量下降的负荷减少不是因为人员数量变化,即室内要求新风量不变,则这种情况会造成新风量不足,引起IAQ问题。
  2稳压控制法
  这种压差检测控制的方法能够既精确又方便地控制VAV空调系统中的最小新风量,而且能耗小,适用性强,在国外已经逐渐得到了广大工程师们的接受和赞同,应用也越来越广泛。该方法是通过压差传感器DPI测量新风遮板和阀门前后的压力差来控制回风阀门。其新风阀门的最小位置是按照在最大送风量时所需要的最小新风量的标准来设置的,并在系统运行过程中始终保持不变。当送風量减小时,新风遮板和阀门前后的压力差将会降低,控制系统就调整回风阀门的开度,减小回风量,以维持所需的新风量不被减小。新风阀的最小新风量设定开度在小于极大最小新风量设定的开度的范围内可通过减小循环风阀开度来重新设置。压力差的设定值可以在37Pa到87Pa这样一个易于实现精确控制的范围之间变化,这种方法在大量的实践工程中已经被证明可以达到很高的控制精度。另外,该该方法还具有以下两个优点:①它带来的能量损耗很小;②它适用性强,在有或没有回风机的系统都可以使用,而且无论是新系统还是对已有系统的改造都很方便。文献对其也做了分析。近几年来,国内对空调自动控制系统的研究也有了突破性的进展,相信在原来的控制基础上再结合一些先进的自动控制算法,该控制系统的运行将更稳定应用也会更加广泛。
  3风机跟踪法控制新风量
  这种方法是指利用送风量和回风量的差值控制新风量,一般常见于双风机系统。它根据送风管内静压来控制送风量,而又根据送风量来控制回风量,使两者的差值保持恒定。这种方法在理论上是合理的,但实际上由于其测量原理是基于小量等于大量之差的原理,其必然后果是大量的一个较小的相对误差所带来的小量的绝对误差就会很大。例如一个变风量空调系统的送风量为8000m3/h,最新风量为2000m3/h,如果送风量和回风量的测量误差各为5%,则新风量的绝对误差为700m3/h,这就是说,在送风量和回风量读数分别为8000m3/h和6000m3/h时,理论上新风量应该为2000m3/h,而实际上新风量可能是1300m3/h到2700m3/h中的任何值,一方面可能会造成系统能耗增加,另一方面可能会造成新风量不足,引起IAQ问题。
  4加强气流组织均匀性
  根据某一新风标准设计的变风量空调系统在设计工况下并不能保证每个区域均满足卫生标准,某些负荷较小的区域可能由于一次风量较小而使得新风达不到要求。因此,设计时要对整个系统的新风分布进行分析,合理布置空调箱回风口与变风量末端的二次风风口,利用合理的气流组织形式将新风较多区域中尚未完全利用的新风供给新风较少的内区,尽可能在不增加新风量的情况下满足各区域的卫生要求,从而降低整个系统的新风要求及新风能耗。
  5 CO2浓度监测控制法
  以CO2浓度作为指标来控制新风量最早是由Kusuda提出的,他认为CO2的浓度不仅代表CO2本身作为污染物对室内空气的污染程度,而且还能反映室内人员的状况,即人数及活动状况,能体现室内人员对新风的要求。针对这种以CO2浓度作为指标的DCV通风控制方案,Haghigha,Warren等分别在办公楼、音乐厅以及住宅楼中进行了试验,发现与传统的固定新风量的控制方案相比,在保证室内空气品质不变的前提下,这种控制方案有潜在的节能效果,最大可达50%以上,其通过调整风量实现节能的优点得到了公认。但是近年来众学者认为该方法的缺点主要是二氧化碳不能作为衡量室内空气质量好坏的指标。因为影响人的舒适及健康的气体污染物还包括人、建筑物、家具、装饰材料散发的种类复杂的有机污染物。这种控制方法在空调发展中有一定的局限性,有待于进一步研究开发出空气综合质量传感器,通过此信号来调节新风量以满足要求。目前这种方法适用于人员密度比较大的场合。
  6设置独立的新风机
  目前认为设置独立的新风机是变风量系统新风量控制最好的方法之一。它通过新风机入口处的风速传感器来调节风阀,维持最小新风量。该法简单实用,只需在新风风道中,安装一台风量等于所需新风量、全压等于新风风道阻力的新风风机即可。当采用这种控制时,可以不用回风机,或代之以排风机,这样控制起来更容易,也更稳定。该方法的优点是:因直接测定新风量,因此误差比通过测定送风机和回风机的风量来调节新风量要小得多。该方法的缺点是:需要另设最小新风风管,从而需要额外的新风管道。不适于改建工程。航天建筑设计院的宋宏光就一工程实例分析了专设新风机的选用和控制运行。各种新风量的确定和控制方法都有自身的优缺点,不论采用何种方法,都必须结合系统自身的特点,对于不同的情况应采用不同的控制方法,以满足不同的要求。另外随着设备品种的增加和控制技术的进步,将会有更多的控制方法可供选择。
  7结束语
  综上所述,变风量空调系统引进中国已经有30多年历史,但就已建成的采用变风量空调系统的建筑而言,运行和控制效果良好的建筑物不是很多,节能的建筑很少。目前,国内对变风量空调系统与独立新风系统结合的组合式空调系统的研究还处于起步阶段,该组合式空调系统的搭配设计、协同优化控制策略的研究有待探索,对该组合式空调系统的节能性、经济性及适用性分析有待进一步研究。
  参考文献:
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  [2]刘超,赵天怡,张吉礼,徐萌,杨欣炜.变风量空调系统新风控制研究综述[J].建筑热能通风空调.2016(07).
  [3]曹原.浅析变风量空调系统新风问题[J].城市建设理论研究(电子版).2011(05).
  (作者单位:辽宁中成建正工程管理咨询有限公司)
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