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。
▲VAV系统示意图
▲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。
▲风机盘管
▲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 |
