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浅谈空调系统的节能控制

2011-05-12杨淮海贵州省桥梁建设集团有限公司贵州贵阳550001

中国新技术新产品 2011年2期
关键词:新风量盘管设定值

杨淮海(贵州省桥梁建设集团有限公司,贵州 贵阳550001)

一、空调系统节能控制标准的探讨

空调系统节能的范围有许多方面,如建筑围护结构的热工特性、冷热负荷计算、温度、湿度等参数指标,空气处理设备及控制系统的选择,运行管理方式等。在这里介绍国内外的有关标准、规定及经验作为空调节能控制的设计、调试、运行的参考依据。

1、室外内参数标准

a.室内温度设定:一般来说夏季制冷时,温度越高越节能,冬季采暖时温度设定越低越节能。不同场所对空调温度的要求是不一样的,以下列出几种场所的推荐温度:

房间类型 住宅 客房 普通办公室 商场夏季温度26℃~28℃24℃~27℃26℃~28℃26℃~28℃冬季温度18℃~20℃18℃~22℃18℃~20℃16℃~18℃

2、空调系统的控制

a.空调系统的设计和运行控制应尽量避免以下现象产生:①过热、过冷。如夏季温度设定为27℃,实际温度达到25℃;②空气冷却后再热或空气加热冷却,对温湿度要求较高的场所会产生此现象;③混合,经处理后不同温度的空气混合意味着能量损失;④过除湿;⑤新风量过大,民用建筑空调系统运行中这种现象很普遍,没有得到重视。b.在空调区域中,冷热负荷特性相差较大的场所应分区处理。一个空气处理系统只服务于负荷特性相同或相近的区域;c.采用可变新风系统比固定新风系统更节能。在过渡季节中使用全新风,大大地节省冷源。d.在每一个空调区域应装有温度、湿度传感器,每一个空气处理系统中要装上温度、湿度调节器,还要有冬季工况、过渡季度工况和夏季工况三个工况的自动识别和转换装置。e.空调系统中有条件利用排风热能的一定设置热能回收装置。这样将会节省70%左右的新风能耗。

二、空调系统的节能控制

我们着重从室内温湿度控制、新风量控制、空气处理的节能控制三个方面来介绍。

1.室内温湿度控制

除了少数特殊要求的恒温恒湿空调系统,对于大多数空调系统来说,全年的温湿度设定值是可以改变的。合理地改变温湿度设定值不仅能满足舒适感,更主要的是能节约相当大的能源。据有关资料报道,夏季室温设定值从26℃升高到28℃,冷负荷可减少21%~23%;露点温度设定值从10℃升高到12℃,除湿负荷可减少17%;冬季室温从22℃降到20℃,热负荷可减速少26%~31%;露点温度从10℃降低到8℃,加湿负荷可减少5%。当室温在18℃~20℃时,调节器按冬季设定值比例控制;室温在26℃~28℃时,按夏季设定值比例控制;室温在20℃~26℃之间时,调节器设定值浮动,系统既不加热也不冷却。除了变设定值控制外,还有根据室外空气参数修改室内设定值的再设控制,两者都具有节能效果再设控制更多考虑了舒适效果,这里不作介绍。

2、新风量的确定及节能控制

由于室内空气卫生的要求,空调系统不断向室内补充新风。有关资料对许多场所有最小新风量推荐值,但新风量不是固定不变的,要合理地控制新风量以达到节能上目的。对新风量的控制有三种方式:按新风干球温度控制、按新风焓值控制、按焓值比较器的热回收控制。

a.按新风干球温度控制

如图1所示,当新风干球温度低于t1时,新、回阀门受新风温度超驰控制,将新量切换到最小值。当新风干球温度高于t1时,调节器逐步开启新风门增大新风量。新风温度升至t2,新风量最大。新风温度在t2~t3时,保持最大新风量。当新风温度高于t3时,新风阀门又受新风温度超驰控制,切换到最小新风量位置。t1、t2、t3温度值要根据实际情况确定。图中t1~t3温度区变新风量比最小新风量控制节能。

图1

b.焓值比较器的热回收控制

因篇幅所限,此方法只作原理介绍。通过测量元件测得新回风的温度与湿度,在焓值比较器内进行比较,确定新风比回风具有较大的加热(+H)或冷却(-H)能力,并调节新回风门的执行器。温湿度调节器把系统对能量需求的信号传给比较器。然后使能量回收系统的执行器按加热/加湿或冷却/除湿阀门的顺序实现比例控制。

3、空气处理的节能控制

风机盘管系统、一次回风系统、二次回风系统等在空调中应用很广泛,而在舒适性空调(无工艺要求的空调)中,一次回风系统与风机盘管系统等最为普遍。在这里介绍一次回风系统以及风机盘管系统的空气处理节能方式。

a.一次回风系统

一次回风系统的空气处理过程,l~s的加热过程与w~l的冷却过程造成冷热互耗现象,这是不经济的。在一定的条件下通过改变淋水"露点"方式能避免这种冷热互耗现象。如采用淋水旁通式空气处理工艺。当空气处在w1(w2)通过淋水处理到l1(或l2)而非l点,然后与旁通绕过淋水室的空气(其状态仍在w1,或w2)混合,通过控制混合比例,可使混合后的空气状态在s点上避免了冷热互耗。但是并非所有状态的空气都能避免冷热抵消。hs为s点的等焓线,hl为l点的等焓线与t冷s线延伸线、ls将焓湿图分为三个区,只有Ⅰ区状态的空气完成避免冷热抵消,Ⅱ1、Ⅱ2区都会产生冷热互耗,在Ⅲ区的空气对淋水旁通式处理方式无意义。假如N的状态没有严格规定,如前面所述那样:温度在18~27℃,湿度在30%~70%;那么淋水旁通式的处理工艺会在室内温、湿度控制,调节送风温度,送风量,节能效果等方面发挥出色的作用。

b.风机盘管系统

风机盘管系统(包含新风机)处理空气的过程近似于。室内空气经过风机盘管冷却后从状态N点到状态l点。图中l点是"露点",而在实际情况中l点是N1线上的某一点,通过调节水温或水流量l点是可以改变的。室外新风经过新机处理后,从状态点O到点N1送入室内。室内的湿热负荷靠N1点的新风与l点的空气负担,所以可近似的认为N1点与l点空气混合后再进入室内。于是调节l点的空气与N1点的新风比例(保证最小新风量),能使其混合状态S1点落在热湿比ε线上,在不限制送风温差的情况下可以避免冷热互耗。S1点与理想送风点S在绝大部分情况下是不重合的。当新风状态点O的含湿量do

由于水平有限,本文可能有不少片面之处,欢迎指正,敬请谅解。

[1]《空调与制冷技术手册》.(同济大学出版社1993年).

[2]《空调设备与节能控制》.(中国建筑工业出版社1985年).

[3]《空气调节设计手册》.(中国建筑工业出版社1983年).

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