全空气空调系统全新风运行送风的可行性研究

摘要：新风的冷负荷和湿负荷全部由新风机组承担，这种全空气系统的空调箱只承担房间的冷负荷和湿负荷。有些情况下，往往会取消新风机组，空调箱兼做新风机组。这种空调系统的空调箱不仅承担房间的冷负荷和湿负荷，而且还要承担新风的冷负荷和湿负荷，此时的空调系统的风量将发生变化，可能会出现空调系统的送风量和新风量耦合的现象。因此，应尽量避免空调箱兼作新风机组的情况及噪声控制。

关键词：新风机组；新风负荷；AAERE节能效果

引言：在全空气系统中，新风机组承担着处理新风的作用，新风的冷负荷和湿负荷全部由新风机组承担，这种全空气系统的空凋箱只承担房间的冷负荷和湿负荷。由于新风机组需要占用一定的空间，在空调机房空间紧张的情况下，往往会取消新风机组，用空调箱兼做新风机组。这种空调系统的空调箱不仅承担房间的冷负荷和湿负荷，而且还要承担新风的冷负荷和湿负荷，此时的空调系统的风量将发生变化，不能等同于存在新风机组的空调系统，要区别对待，不能一概而论。

1.全空气系统全新风运行送风需考虑的问题

在全空气空调系统中，大多采用一次回风系统或二次回风系统. 当有回风的全空气空调系统在全新风状态下运行时，有几点问题需要考虑：

1 ）新风管道的管径是否能满足全新风运行的需要；

2 ）全新风运行时，新风负荷增加，冷水机组需要提供更多的冷量；

3 ）空调机组的换热能力.《组合式空调机组》中规定了全空气空调系统中空调机组处理空气的焓差，根据这项标准设计的空调冷热处理设备是否可以把全新风处理到合适的送风状态点，需要进行计算分析。

2.工程概况

本文例以中闽大厦群楼的中央空调系统为分析对象，该大厦1-6层为群楼，1层建筑面积为2093m2，2-6层每层为2253m2。采用定风量、一次回风全空气系统，新风比为10％，空气处理设备由蒸汽加湿器、表冷器、加热器等组成。模拟计算采用厦门和北京的气象参数，全年气象数据采用清华人学气象数据软件Mｅｄphal．0生成的数据。空调系统设计况室内外参数根据规范确定，AAERE性能参数见表3-2。

2.1 空调系统使用显热AAERE与不用显热AAERE的能耗比较

本文对系统使用显热AAERE的比较分为两种情况．一种是无旁通，即在空调系统运行的全部时间内，新风和排风均进行能最交换。另外一种就是有旁通，随着室内外空气参数变化，不适于使用显热AAERE时，新风和排风旁通显热AAERE，新风和排风间不进行能量交换。

2.1.1显热AAERE无旁通时的能耗比较

图4．14．4中负值表示该时刻使用显热AAERE节省能量，正值表示该时刻使用显热AAERE多消耗了能量。由图4．1可以看出，在1-3月和4月的部分时间及11—12月和10月的部分时间使用显热AAEP也减少加热负荷。加热器负荷差的最大值为300kW。由图4-2可以看出。在3、4月和9—10月使用无旁通的显热AAERE增加了表冷器的负荷。这是因为室内本身的散热量(人员、灯光、设备等)使得房间负荷为冷负荷，而室外空气温度低于排风温度，回收的反而是排风中的热量所致。仅有5月的大部分时间是节省冷量的，但由于在5月室内外空气温筹小于3～4月和9—10月的室内外空气温差，回收冷量的最大值小于多消耗的冷量的最大值。同时可以看出，由于冬季新、排风的温差大于夏季新、排风的温度，夏季回收冷量的最大值小于冬季回收热量的最大值。

由图4．3和4．4可以看出，对于厦门，由于空调系统全年热负荷很小，使用AAERE．仅在1．3月和12月的少部分时间节省了加热器能耗，与不用显热AAERE时相比，加热器能耗差的最大值为120kW。而在1．5月和10—12月的大部分时间，表冷器的负荷是增加的。仅在6-9月全年最热的时段内表冷器的负荷是减少的。表冷器的负荷减少的最大值为50kW。

图4-5为厦门和北京空气处理机组各设备的全年能耗比较，圈中以不用显热，kAERE时的能耗为1。可以看出。北京使用显热AAERE全年加热器能耗减少了58％，表冷器能耗增加了4％。对于厦门，由于全年加热量很小，使用显热AAERE后，全年几乎不用加热，然而，表冷器负荷却大幅度增加。

2.1.2显热AAI强皿有旁通时的能耗比较

使用有旁通的显热AAERE时，随着室内外空气参数变化不适于使用显热AA．ERE时新，排风旁通显热AAERE，新、排风之间不进行能量交换。这种情况下使用显热AAERE总是节省能量的。可以看出，北京全年表冷器的能耗减少了4％。全年总能耗减少了13％。厦门全年表冷器能耗减少了1％，全年总能耗减少了1％。由此可见，北京使用有旁通的显热AAERE节能效果是比较显著的。而对于厦门使用显热AAERE节能效果则不明显。

3.新风管道在全新风运行送风时遇到的问题

全空气系统新风管径应按照全新风运行设计，以满足过渡季节全新风运行的要求，但是我们调研的许多全空气空调系统新风管径仅满足最小新风的要求. 设新风管道长10 m，管径为320x320 mm，材料为镀锌钢板，有两个90 弯头. 以民用建筑空调系统新风管道推荐风速2. 5 m／S 为设计风速，此时风管内由于空气流动产生的噪声可以被控制在25 dB以下，新风管道的总阻力损失为3. 2 pa . 当设计新风比为15 % 的空调系统在全新风状态下运行时，新风管道内的新风量等于空调系统的送风量，因此新风量和新风气流速度将增长为原来的6. 67 倍. 对应的新风管道总阻力损失为152. 8 pa ，此时空调系统风机将无法满足送风要求，且气流噪声将超过标准。

结束语：

在不同地区的室外气象条件下，显热AAERE的节能效果是不同的，对于厦门这样的室内外温差较小的地区，使用显热AAERE的节能效果比较差。而对室内外温差较大的地区，如北京节能效果较好。显热AAERE的全年能量回收效果主要表现在对排风中热量的回收。使用显热AAERE并不是总是节省能量的，不合理的使用显热AAERE反而会使空调系统的表冷器能耗增加。因而应该根据室内外空气参数的变化合理调节显热AAERE的运行工况，才能保证使用显热AAERE是节能的。仅进行设计工况的分析无法确定显热AAERE的节能效果．只有通过全年工况分析才能准确分析显热AAERE的全年节能效果。

参考文献：

［1］许钟麟. 空气洁净技术原理［M］. 北京：科学出版社，2003 .

［2］中国建筑科学研究院空调研究所. 组合式空调机组（GB／T14294 -1993 ）［M］. 北京：中国标准出版社，

［3］中华人民共和国建设部. 采暖通风与空气调节设计规范（GB 50019 -2003 ）［M］. 北京：中国计划出版社，

［4］赵容义，范存养，薛殿华，钱以明. 空气调节［M］. 北京：中国建筑工业出版社，1994 .