【建筑知乎】VAV空调系统与风机盘管加新风系统的比较

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IMG_8282 1、系统简介 商业建筑中常用的空调系统由冷热源与末端装置两部分组成,按照负担室内热湿负荷所用的介质不同可分为全空气系统与空气-水系统,系统装置也有所差异。目前采用较多的VAV系统与风机盘管加新风系统。 VAV系统是指Variable Air Volume即变风量空调系统,是全空气空调系统的一种形式,由单风管定风量系统演变而来。全空气空调系统是通过向空调房间输送足够数量的,经过一定处理了的空气来吸收室内的余热和余湿,从而维持所需要的温度和湿度。当空调房间余热值(空调负荷)变化而又需要保持室内温度不变时,可将送风量固定,改变送风温度,也可将送风温度固定,改变送风量。后者就是我们所说的变风量空调系统。IMG_8283 ▲VAV系统示意图 IMG_8284 ▲VAV末端变风量阀 风机盘管加新风系统的风机盘管机组由风机、盘管和过滤器组成,它作为空调系统的末端装置,分散装设在各个空调房间内,可独立地对空气进行热湿处理,新风系统负责处理由室外进入建筑内的空气,保证卫生要求的同时承担部分热湿负荷。 IMG_8285▲风机盘管 IMG_8286▲新风处理机组 2、性能比较 在大型商业建筑中,全空气系统就一直是欧美的主流系统, VAV系统由于减小了定风量系统风道尺寸,并且局部可进行调整,而被认为是高品质空调、节能空调,至今仍占据欧美商业建筑空调系统的主流地位。而我国大型商业建筑中则多采用风机盘管加新风系统。 现对两种系统在性能、造价及运行管理方面的主要差异做简单对比: 1)室内空气品质:变风量系统为全空气系统,室内没有冷凝水,而国内普遍采用的风机盘管加新风系统,风机盘管会有冷凝水,长期潮湿的滴水盘和冷凝水管道内易滋生细菌,影响室内空气品质。目前在部分项目上应用的温湿度独立控制系统,风机盘管在干工况运行,则有效的解决了此问题。 2)不同房间交叉污染问题:变风量系统是回风与新风混合处理后送入各个房间,当有个别房间吸烟及室内空气较差时,回风容易出现交叉污染,影响到其他房间。风机盘管新风系统中,各个房间独立进行处理,新风直接正压送入,不存在交叉污染问题。 3)能耗水平:由于空气的比热容比水的小, 因此输送相同的冷量需要更多质量的空气, 也就需要更多的能量。风机盘管系统主要通过冷水输送冷量, 而全空气系统使用空气输送冷量, 这就造成风系统必然比水系统费能。即使变风量系统通过控制调节手段降低能耗, 也比风机盘管系统能耗要高。研究表明风机盘管加新风系统实际末端能效比在13左右, 变风量系统为6,而定风量系统只有4。 一项针对中美大型办公建筑的空调能耗对比研究也反映出此问题,下表给出了北京采用风机盘管新风方式与美国费城以VAV为主的办公建筑的能耗情况对比:
建筑物 风机kWh/m2.a 建筑内冷冻水循环泵kWh/m2.a 冷冻机电耗kWh/m2.a
美国费城校园某办公建筑 197.1 7.5 52
美国费城校园150栋办公建筑平均 93.9 15.3 48.1
北京商用写字楼1 8.3 5.5 27
北京商用写字楼2 8.2 5.4 26.7
北京商用写字楼3 2.1 4.6 16.8
北京商用写字楼4 15.7 3.6 13.8
4)造价:变风量系统比风机盘管系统设备初投资要高,同时变风量系统每层均需要设置空调机房,占用较多建筑空间,同时占用室内吊顶高度空间较多,会影响室内吊顶空间及整体装修效果。 5)运行管理:变风量系统安装完毕后需要专业人员进行调试,技术难度要求高,对专业队伍依赖程度较高,风机盘管系统调试相对简单。 6)故障类型:对于实际运行的系统调研发现,VAV系统出现的问题会导致能耗的大幅增加,但是对末端房间的舒适度影响比较小,且由于风机比较集中,检修和排除故障相对容易,比较节省人力成本。而而 FCU 系统出现的问题更多的体现为末端室温失控、凝水、空气质量变差等等,很容易被用户察觉从而形成投诉,维护的人力成本较高。 研究表明,两种系统在室内环境品质、能耗水平、造价及运行管理等方面均有差异,之所以在不同地区存在差异化选择,是由能源价格、人力成本、技术发展及设计导向等多方面因素共同决定的结果。 参考文献: [1] 苏德权. 通风与空气调节. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002:163-164 [2] 韩铮、朱颖心. 不同风系统末端装置的能效比比较. 暖通空调,2009(2):73-76 [3] 韩福桂. 中美商业建筑能耗特点对比研究与模拟验证:[硕士学位论文]. 北京:清华大学,2010 [4] 清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告(2009). 北京:中国建筑工业出版社,2009:153-159 本文所有内容版权归万科建筑研究中心所有,转载与摘编事宜,请与我们联系。欢迎扫描二维码,或搜索“万科建筑研究中心”(微信号 vankejianyan)关注我们。 IMG_6631