连载· 42 |《变风量空调系统》——第七章 变风量空调设计应用实例
2018-04-27
7.1华电电力科学研究院办公楼低温送风变风量空调设计应用
7.1.1 工程概况
华电电力科学研究院办公大楼位于浙江省杭州市，总建筑面积约 16000m2 大楼夏季冷源采用冰蓄冷，为充分利用冰蓄冷系统提供的高品位冷源，大楼部分办公楼的中央空 调设计采用低温送风变风量空调方式，其余区域则采用常规的风机盘管加新风系统空调 方式，本文将着重描述低温送风变风量空调系统的设计和运行情况。
7.1.2变风量低温送风空调系统设计
1. 系统冰蓄冷冷源设计
大楼冷源为冰蓄冷系统，采用主机上游串联、分量蓄冷模式。系统配置两台双工况主机，采用不完全冻结式纳米导热复合蓄冰盘管，设计有 5 种运行模式以满足不同的运行需求：
（1）主机制冰模式，该模式下主机在夜间低谷电期间运行制冰工况制冰。
（2）主机制冰兼供冷模式，该模式下主机在夜间低谷电期间运行制冰工况制冰，同时通过阀门调节实现供冷，满足夜间办公加班的供冷需求。
（3）主机与融冰联合供冷模式，同时为末端提供冷源。
（4）融冰单供冷模式，利用蓄冰装置单独提供冷源以节约运行费用。
（5）主机单供冷模式，利用主机单独为末端提供冷源。
大楼的低温乙二醇冷源系统与末端冷水系统采用板式换热器隔开，低温送风系统与常规风机盘管加新风系统分别采用两个板式换热器，乙二醇侧均采用 3.5℃ /11℃的 供回水温度，冷水侧前者采用 5℃ /12℃的供回水温度，后者采用 7℃ /12℃的供回水温度。
2. 低温送风变风量空调系统设计参数
典型低温送风变风量空调系统的设计参数见表 7- 1。
表 7-1低温送风变风量空调系统设计参数
注：vav 采用 hyd 型单风道，低温送风口用 sl-24 型。
3. 末端设计选型
（1）变风量末端装置选型。
常用的变风量末端有 3 种：单风道型、串联型风机动力箱和并联型风机动力箱。单风道型变风量末端无动力设备，如图 7-1（a）所示。系统运行时，由空调机组送出的一次风，经单风道型变风量末端内置的风阀调节后送入空调区域。考虑到在办公场所应用，设计吊顶高度不高，同时为简化系统，采用了无再热器 的冷热型单风道变风量末端。采用该形式，单风道末端是依靠系统送来的冷风或热风实 现供冷或供热，供冷工况时，送风量随室温增加（冷负荷增加）而增加，供热工况则送 风量随室温降低（热负荷增加）而增加，运行性能如图 7-1（b）所示。
图 7-1 冷热型单风道变风量末端
（2）低温送风口选型。
低温送风系统送风散流器的形式应根据所采用的末端装置的类型确定。因本系统采用单风道型末端装置，因此需要采用适合低温送风的散流器，以 解决气流组织和防结露问题。
本系统采用射流型低温送风口，该低温风口的关键部件是送风芯体，送风芯体由许多喷口组成，一次低温风以较高的速度通过喷口，形成负压并大量卷吸周围空气，从而使送风气流在离开喷口的较短距离内已成为一次风和室内回风的混合体。另外，送风气流通过低温风口的送风壳体形成贴附射流，达到良好的气流组织；送风芯体采用低导热材料，防止结露现象的发生，送风示意图如图 7-2 所示。
图 7-2 低温风口送风气流组织
4. 低温送风变风量空调系统的控制
空调机组（ahu）承担了办公区域的空调负荷来源，同时为变风量末端装置提供制冷 / 采暖一次风，控制系统对其控制的重点在于按设计要求完成空气处理过程、 优化控制过程以及协同变风量末端的工作，根据负荷需求变频调节 ahu 送风机的频率以提供合适的冷、热量。变风量空调系统是一个多回路的动态的调节过程，且各回路的调节又相互关联，通过自控系统可以实现系统各回路的有效控制，具有静压控制、送风温度控制、新风控制、排风控制、开关机控制以及报警功能等多个控制循环。
（1）静压控制：在送风管上设置的静压传感器，根据设定静压值与实测值的偏差来 变频调节送风机的转数，同时根据各个 vav 的阀位开度以改变静压设定值，兼顾稳定和节能运行。
（2）送风温度控制：根据设定送风温度与实测值的偏差调节电动冷 / 热水阀的开度。
（3）新风控制：在新风管上设置的风速传感器，空调运行季根据最小设定新风量值 与实测值的偏差以调节新风阀和回风阀的开度；过渡季采用全新风运行。
（4）开关机控制：根据需求可利用时间表来实现定时开关机。
（5）报警功能：当出现过滤网阻塞、风机故障、传感器故障等情况时能及时判断，切断电源或报警提醒。
自控系统具有友好的工作界面和强大的数据存储功能，如图 7-3 所示。
图 7-3 自控系统界面图
a）ahu5-2 机组示意
（b）参数记录