張國利 端木琳

(大連理工大學，遼寧大連 116000)

摘 要:簡要介紹了在國際上應(yīng)用日益廣泛的冰蓄冷低相結(jié)合的空調(diào)系統(tǒng),同時解釋了工位空調(diào)的概念,并在理論進行了冰蓄冷低溫送風與工位空調(diào)結(jié)合可行性分析，為后進一步研究工位空調(diào)打下基礎(chǔ)。

1 引言

    在人們生活和生產(chǎn)活動的發(fā)展過程中，各種各樣的污染物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，尤其是VOC（揮發(fā)性有機化合物）對人體的危害，人類日益重視對于室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）問題的關(guān)注。辦公建筑里工作區(qū)的空氣品質(zhì)直接影響到辦公人員的身心健康。于是提出了工位空調(diào)的概念。工位空調(diào)是指由使用者部分或者完全地控制送風量、送風方向、甚至送風溫度實現(xiàn)局部小范圍熱環(huán)境，同時周邊地區(qū)（其他非工作區(qū)）仍能自動保持合適的環(huán)境條件的空間空調(diào)系統(tǒng)，也可稱為“個人空調(diào)”。工位空調(diào)系統(tǒng)是以每個工作臺作為一個單位，控制工作區(qū)域內(nèi)溫度、濕度和產(chǎn)生的污染源來創(chuàng)造良好的局部微環(huán)境，滿足不同人的舒適性要求。工位空調(diào)的概念強調(diào)不規(guī)則負荷和個性化，因此實現(xiàn)個人調(diào)節(jié)是工位空調(diào)系統(tǒng)十分重要的環(huán)節(jié)。工位空調(diào)系統(tǒng)控制使每一區(qū)間都安有變風量末端裝置，因此可以進行個別控制；考慮了同時和個別使用；由于完全根據(jù)區(qū)間負荷的變化進行室溫控制，冷、熱源設(shè)備高效率工作；部分負荷時，風機低速運行，節(jié)能效果明顯；區(qū)間間隔發(fā)生變化時，利用工位控制較易處理。變風量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）是以局部區(qū)域為單位進行空調(diào)的全空氣式空調(diào)方式，其系統(tǒng)由1臺空調(diào)機配備多個VAV末端組成。由各個VAV末端分別根據(jù)局部溫度進行風量調(diào)整，實現(xiàn)各區(qū)域個別空調(diào)。同時，空調(diào)機的風機根據(jù)各末端的情況調(diào)整送風量，以節(jié)省送風動力。全空氣系統(tǒng)與風機盤管系統(tǒng)相比，有很大優(yōu)點。風機盤管在夏季用來給室內(nèi)空氣進行降溫除濕時，水分不斷的在風機盤管中凝結(jié)出來，潮濕的環(huán)境非常有益于各種細菌的生長，從而使得被處理過的空氣中含有大量的細菌，使室內(nèi)空氣品質(zhì)下降，且在凝水管路中常有凝水外溢，凝水盤易孳生霉菌，不適于工位空調(diào)，綜合各方面考慮因此選用變風量全空氣送風系統(tǒng)。但全空氣系統(tǒng)風管管徑比較大，使得架空地板的架空高度增大。有沒有一種方法既系統(tǒng)性能優(yōu)良且適宜于工位空調(diào)特點的全空氣送風系統(tǒng)，又可以節(jié)省建筑空間呢?低溫送風技術(shù)。低溫送風的概念很早就有人提出，即在送風系統(tǒng)中。主風道從常規(guī)的12～14℃送風溫度改為3～11℃的低溫風送至送風口，再采用射流或者其它誘導方式，使送風溫度上升。低溫送風系統(tǒng)由于送風溫差增大，送風量得以減小，相應(yīng)地減少了風管和風機尺寸，增加了建筑物有效利用空間，送風電耗、水泵電耗相應(yīng)減少，這有利于空調(diào)送風系統(tǒng)中的節(jié)能。但是，低溫送風技術(shù)一直發(fā)展緩慢，直到蓄冷技術(shù)的興起，才得以迅速發(fā)展。在建筑空調(diào)這一耗能巨大的領(lǐng)域中 研究發(fā)展和使用冰蓄冷這門節(jié)能新技術(shù)，已成為當今重要的研究課題，所謂蓄冷，就是在夜間用電低谷期，采用冷水機組制冷，利用物質(zhì)的顯熱或潛熱特性將冷量儲存在某種介質(zhì)之中，在白天用電高峰期，將冷量釋放出來，滿足建筑物空調(diào)或生產(chǎn)工藝用冷的需求。冰是最常用的蓄冷介質(zhì)，夜間將水制成冰來儲存冷量，在用電高峰時，冰融成水，利用冰的相變潛熱335kJ／kg，將冷量釋放出來。應(yīng)用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)有很多優(yōu)點，如：充分利用谷值電力以平衡電網(wǎng)供電，減少電廠電纜、配電設(shè)備的設(shè)置，降低冷水機組的容量，利用谷值電價的優(yōu)惠減少運行費用，室內(nèi)相對濕度低、冷卻快、舒適性高等等。

2 說明

    實驗室研究表明在較低的濕度下，受試者感覺更為涼快和舒適，判斷空氣比較新鮮，空氣品質(zhì)更可接受。冷風分布系統(tǒng)還提供了能源費用上的節(jié)省。送風機能耗由于減少了風量可以降低30%-40%。在蓄冷條件下，制冷所增加冰蓄冷低溫送風與工位空調(diào)結(jié)合的探討的電能是電價便宜的非尖端用電時段的電能。送風機的電風和部分回風在混合箱內(nèi)混合至常規(guī)送風狀態(tài)后，直接通力需求也降低了40%。然而，關(guān)于低溫送風由于存在某些錯過一般常規(guī)散流器送入空調(diào)區(qū)域。末端混合箱分為誘導的、誤概念，使其在實際應(yīng)用中比較少，包括：并聯(lián)的和串聯(lián)的三類

2.1■減少送風量將難以確?？山邮艿氖覂?nèi)空氣品質(zhì)。

    實際上，雖然室外新風的百分比是較高些，但是要送到空調(diào)房間里的室外新風量通常仍保持與較高送風溫度時一樣。對于低溫送風設(shè)計必須像對于較高溫度分布設(shè)計那樣進行室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的考慮。就像任何設(shè)計那樣，對服務(wù)于多個區(qū)域，人員密度變化的系統(tǒng)可能需要特別注意，以確保對每個區(qū)域送足夠的室外新風。

2.2  在風管和散流器上的凝結(jié)會成為嚴重問題。

    實際上，在大多數(shù)建筑中，采用冷風分布降低了整幢建筑物內(nèi)的濕度。在這種低露點溫度條件下，凝結(jié)的潛在可能性是不會大于以較高的送風溫度送到較高濕度的房間。 但由于送風溫度低，易發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，因此對低溫送風系統(tǒng)水管、風管的保冷要求高于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)。特別是與冰蓄冷系統(tǒng)結(jié)合的低溫水管，保溫層應(yīng)加厚510cm ， 以避免保溫層表面溫度過低，引起凝結(jié)水。風管保溫必須滿足以下要求：其厚度必須保持風管表面溫度高于周圍空氣露點溫度；必須覆蓋所有可能被冷卻到低于周圍露點溫度的表面；必須有完整的隔汽層，防止水汽通過擴散進入隔汽層。要合理選用保濕材料，嚴格控制施工質(zhì)量，對非空調(diào)房間應(yīng)采用閉孔阻水的雙層彈性保溫材料，在接頭處注意搭接。

2.3 低的送風溫度將引起不舒服的吹風感。

    實際上，只要正確地選擇末端裝置與散流器，送風就可以在離散流器很短的距離范圍內(nèi)和房間里空氣幾乎充分的混合。

3 低溫送風末端裝置

    低溫送風系統(tǒng)的主要特點是送風溫度低，一次風量小對冷源水溫要求遠低于常規(guī)空調(diào)，去濕量大，但同時也會產(chǎn)生以下問題，應(yīng)充分考慮和避免。低溫送風系統(tǒng)風循環(huán)量小，可能會使空調(diào)區(qū)域氣流循環(huán)量較小，空氣流速過低，會影響空調(diào)區(qū)域的舒適性；送風溫度低，若直接進入空調(diào)區(qū)域，會產(chǎn)生局部濕度過低，室內(nèi)溫度不均勻且冷空氣跌落會影響熱舒適性；送風溫度如果不采取特別措施，會低于空調(diào)區(qū)域露點溫度，從而引起氣流“白霧”，這在剛啟動空調(diào)裝置時最為明顯，容易在送風口產(chǎn)生“結(jié)霧”和滴水現(xiàn)象，破壞室內(nèi)環(huán)境。為解決這些問題，對低溫送風系統(tǒng)的末端裝置有處理辦法：

3.1在送風末端采用低溫送風專用散流器，直接將一次低溫風送入室內(nèi)，使之在出風口附近在極短的距離內(nèi)與空調(diào)區(qū)域內(nèi)的空氣迅速混合：增強室內(nèi)空氣流動，使送風在到達工作區(qū)域前完成混合，升高溫度。此類散流器的正確選擇是靠對低溫送風射流主要特征的分析實現(xiàn)的。但要強調(diào)一點，與工位空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合時，若設(shè)計不當，低溫風直接送到工位區(qū)域可能會使人體產(chǎn)生不適，如冷吹風感，此時可以在加快出口氣體與工位區(qū)域空氣混合速度上下工夫，這方面需要更深入地研究，使得噴射的氣體到達人體頭部時，人感到舒適。

    以上幾種末端形式的特點在文獻中已有詳細闡述，在此不在重復說明，并且與工位空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，簡易而方便，完全可以直接應(yīng)用。

4 總結(jié)

    傳統(tǒng)空調(diào)方式是將整個房間作為調(diào)節(jié)對象，系統(tǒng)能

    耗比較大，而采用個體化調(diào)節(jié)方式，則使調(diào)節(jié)區(qū)局部化，非工作區(qū)的環(huán)境參數(shù)要求可以相對放寬，可以節(jié)約大量能源；個體化調(diào)節(jié)考慮到室內(nèi)人員個人偏好的差異，可以最大可能地提高每個人對其微環(huán)境的滿意程度，從而提高其生產(chǎn)率。低溫送風系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，在技術(shù)上有了很大進步，將冰蓄冷系統(tǒng)與低溫送風技術(shù)結(jié)合起來，既能起到轉(zhuǎn)移高峰電力的作用，又能減少整個系統(tǒng)的投資。與冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合的中央空調(diào)低溫送風系統(tǒng)將是未來集中式中央空調(diào)發(fā)展的“核心”系統(tǒng)之一。冰蓄冷低溫送風與工位空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，目前還沒有嘗試，其運行狀態(tài)不同于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計中應(yīng)仔細考慮各個方面，盡可能做到節(jié)能，高效，合理。