連載· 43 |《變風量空調系統》——第七章 變風量空調設計應用實例
2018-05-04
7.1.3 系統運行情況
本工程于 2006 年 4 月安裝調試完畢，經過一個供冷 / 采暖周期的實際運行，系統工作穩定。
1. 典型制冷日運行情況
現取其中一個典型制冷運行日的記錄數據進行分析，以評價低溫送風變風量系統的性能指標。
測試條件：測試日期：2006-08-08，室外參數：35.9℃ /85.2%，空調機組設定送風溫度為 9℃。
系統送風溫度、頻率和送風管靜壓測試。系統運行參數如圖 7-4 所示。
2. 低溫送風空調區域熱舒適性測試
對 4 個典型區域測點的房間溫度和設定溫度進行測試和分析，溫控器的設定溫度為 27℃，測試結果見表 7-2。
圖 7-4 系統運行參數圖
表 7-2 各測點的溫度 （℃）
注 ：平均室內溫度：26.8℃。
測試中利用熱球式電風速計 QDF-2 進行各測點的風速測量，同一個測點的風速基 本無變化，見表 7-3。
表 7-3 各測點的風速 （m/s）
注： 因工作區風速波動小，認為測試時間內風速不變。
有效溫度差與室內風速之間存在下列關系
ΔET=（ti-tn）-7.66（ui-0.15）
式中 ΔET——有效溫度差，℃；
ti，tn——工作區某點的空氣溫度和平均室內溫度，℃；
ui——工作區某點的空氣流速，m/s。
按照有效溫度差（ΔET）及空氣分布特性指標（ADPI）進行評價，將表 7-2 和表 7- 3 中的數據重新整理后見表 7-4。
表 7-4 各測點有效溫度差（ΔET） （℃）
根據有關舒適性的實驗和計算綜合結果，認為 ΔET=-1.7~+1.1 ℃， 多數人感 到舒適。空氣分布特性指標（ADPI）定義為滿足規定風速和溫度要求的測點數與 總測點數之比，即 ADPI 為滿足條件（-1.7℃ <ΔET<+1.1℃）的測點數與總測點數的比值。
因此，ADPI =100%。
3. 測試結果分析
（1）典型制冷日運行情況。
1）送風溫度穩定，送風靜壓穩定，系統變頻節能運行。
2）空調區域溫度分布均勻，平均溫度為 26.8℃，溫度偏差為 -0.6~+0.8℃。各測點在 1 個空調日內溫度波動小，所有測點溫度波動都保證在 ±1℃之內。
3）各點無吹風感，工作區風速低于 0.15m/s，人體感覺舒適。
4）運行安靜，無末端動力噪聲。
5）所有測點的 ADPI =100%，但測點 4 房間總體感覺偏熱，其有效溫度差 ΔET 為1.1℃已達到最高值。
（2）典型采暖日運行情況。
1）測試日期：2006-12-22。
2）送風機頻率：26Hz。
3）室外溫度：4℃。
4）新風參數：9℃ /84.1%。
5）送風風量：3902m3/h。
6）室內溫度：19℃ ±1℃。
7）送風參數：38.2℃ /5%。
8）無吹風感，運行安靜。
測試結果表明，對于本項目辦公場所，在冬季即使采用了無再熱的單風道變風量末端，氣流組織較好，溫度分布均勻，消除了設計之初因擔心熱空氣上浮從而導致空氣溫度分層嚴重的顧慮。
4. 變風量低溫送風系統與風機盤管系統比較分析
（1）運行能耗分析。
以下根據能耗監測系統提供的數據對五樓 A、B 區風機盤管系統和 C 區變風量低溫送風系統電耗進行分析比較。
建筑平面分區及五樓空調平面布置如圖 7-5、圖 7-6 所示，五樓空調面積 1910m2， 其中 A 區 827m2、B 區 246m2、C 區 837m2。
圖 7-5 建筑平面分區
圖 7-6 五樓空調系統平面布置圖
1）基本條件見表 7-5。
表 7-5 基本條件
2）耗電量比較。
選擇夏季典型空調日 8 月初的一周進行電耗比較，見表 7-6。
表 7-6 測試日電耗表
夏季空調季耗電量比較見表 7-7。
表 7-7 夏季空調季耗電量
夏季空調 5~9 月共 5 個月，進行逐月與合計電耗量比較，如圖 7-7 所示。
圖 7-7 空調耗電量比較圖
3）耗熱量比較見表 7-8。
表 7-8 不同區域耗熱量表
注:1. A 區新風未安裝熱量表，因此未計量。
2. 該耗熱量為自系統開始投運的累計值。
（2）變風量低溫送風系統與風機盤管系統室內舒適性分析比較見表 7-9。
表 7-9 不同空調方式舒適參數
1）經比較，夏季空調系統在負荷最大的 8 月 VAV 系統電位面積電耗大于風盤系統，但其他月份 VAV 系統耗電均小于風盤，整個空調季 VAV 系統單位面積耗電量較風盤系統節省7%，從而反映變風量系統風量隨負荷變化調節性好，系統綜合效率高。以上電 量分析僅為末端風機電耗，實際運行變風量低溫送風系統按 7℃溫差設計，風盤按 5℃ 溫差設計，變風量低溫送風系統水泵輸送能耗小于風盤系統。
2）夏季空調系統單位面積耗熱量，變風量低溫送風系統較風機盤管系統節省 8%。
3）變風量全空氣系統氣流組織好，空氣品質高，噪聲小，更健康舒適。
4）單位面積耗熱量、耗電量，風盤系統均大于 VAV 系統，可能原因如下：
a）風機盤關為開關閥結合手動三速開關控制，控制精度不高。
b）沒有聯網控制，智能化水平低，不能統一開關機和遠程設定溫度，存在能源浪費情況。
c）為保證長期使用的熱交換性能，風盤配置普遍偏大，造成風機能耗偏大。
7.1.4 案例小結
該系統于2006 年 4 月調試完畢，投入運行至今，系統運行狀況穩定，基本達到設計性能指標和運行要求，實現低溫送風變風量空調系統舒適、節能運行。
低溫送風變風量空調系統的優點顯而易見，但目前應用有限，推廣的最大障礙是低溫冷源和關鍵設備（如 VAV-TMN 和低溫風口等），前者通過冰蓄冷制冷機房可方便得到，后者則需通過產品國產化降低造價。本項目作為該先進空調系統成功應用的典范，榮獲了 2007 年全國建筑環境與設備（暖通空調）優秀工程設計獎的三等獎，為低溫送風變風量系統的推廣應用起到積極作用。
