摘要：通過對實際空調(diào)工程設(shè)計的分析闡述整體化蓄冰空調(diào)系統(tǒng)這一新的設(shè)計理念所帶來的顯著經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能作用，重點介紹并分析了冰蓄冷、變風(fēng)量、低溫送風(fēng)、空調(diào)自控等關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用及實施方法和要點。
關(guān)鍵詞：蓄冰空調(diào) 變風(fēng)量 空調(diào)自控

    近幾年，冰蓄冷空調(diào)工程由于其對均衡電力峰谷負(fù)荷具有十分顯著的作用而在國內(nèi)蓬勃興起，有十分廣闊和美好的應(yīng)用前景。但就已在運行的系統(tǒng)而言，大多數(shù)是采用了蓄冰系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合的方式，即蓄冰系統(tǒng)作為空調(diào)冷源，而空調(diào)系統(tǒng)仍然采用常規(guī)水溫（7/12℃）和常規(guī)送風(fēng)溫度（13～15℃）。這種配置固然可以對電力負(fù)荷起到“移峰填谷”的作用，也可部分地節(jié)省用戶的運行費用，但卻也帶來了兩個嚴(yán)重缺陷，一是用戶設(shè)備初投資增加；二是能源利用率降低，即所謂的“省錢但不節(jié)能”。其實，蓄冰空調(diào)技術(shù)發(fā)展到今天，完全可以避免這兩種缺憾，而且還能為用戶帶來比常規(guī)空調(diào)更為舒適的空調(diào)環(huán)境，這就需要我們在設(shè)計中貫徹整體化蓄冰空調(diào)的理念。?
　　 我們知道，通過合理的設(shè)計，冰蓄冷系統(tǒng)的融冰溫度可在2℃左右或更低，即使通過板式熱交換器進(jìn)行換熱，仍然可以獲得3℃左右的空調(diào)冷凍水。結(jié)合冰蓄冷系統(tǒng)提供的低溫位冷源的優(yōu)勢并加以充分利用的空調(diào)系統(tǒng)被稱作整體化蓄冰空調(diào)系統(tǒng)（integrated ice storage air conditioning system），而低溫送風(fēng)技術(shù)及與之相應(yīng)的大溫差供水技術(shù)就是其最重要應(yīng)用。?

　　 低溫送風(fēng)空調(diào)的送風(fēng)溫度普遍被認(rèn)為是4~11℃，這對于24℃的室內(nèi)設(shè)計溫度，送風(fēng)溫差可達(dá)13～20℃，冷凍水溫差可達(dá)10～16℃。相對于常規(guī)空調(diào)5℃水溫差和10℃送風(fēng)溫差，系統(tǒng)的風(fēng)量和循環(huán)水量可以大幅減少。它的優(yōu)勢是顯而易見的：?

　　 1、初投資減少。風(fēng)量和水量的減少是減少初投資最根本、最直接和最有效的途徑，它使所有空氣和水的處理、輸送及分配設(shè)備，包括空調(diào)箱、水泵、管道及配件、空氣末端設(shè)備、空調(diào)自控系統(tǒng)等的設(shè)備數(shù)量和容量均大幅減少，空調(diào)機(jī)房占地面積及管道所占的建筑空間、空調(diào)設(shè)備的電力需求等也隨之減少，這些都顯著地降低了空調(diào)系統(tǒng)的初投資，甚至完全可以抵消或超過冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)備投資所增加的額度。?

　　 2、更節(jié)能?？照{(diào)系統(tǒng)容量的減小，使輸送設(shè)備的能耗顯著降低。雖然冰蓄冷系統(tǒng)制冷機(jī)的COP值降低了，但空調(diào)系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)性卻可以提高，系統(tǒng)運行費用及設(shè)備維修更換費用也隨之減少，真正可以做到“既節(jié)能又省錢”。?

　　 3、更舒適。由于送風(fēng)溫度降低，去濕能力更強(qiáng)，室內(nèi)空氣相對濕度可控制在30~45%，提高了室內(nèi)的熱舒適性；又由于空氣的處理及輸送過程均在較低的溫度下進(jìn)行，有利于抑止細(xì)菌的繁殖，從而進(jìn)一步改善室內(nèi)空氣的品質(zhì)。?

　　 4、當(dāng)舊有建筑需要增加空調(diào)負(fù)荷時，仍可利用原空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備來滿足空調(diào)負(fù)荷的增加，所以也適用于空調(diào)系統(tǒng)改造項目等。?

　　 由此可見，整體化蓄冰空調(diào)技術(shù)可為國家及社會的發(fā)展帶來巨大的效益，也為用戶節(jié)省可觀的資金，并能提供更舒適的空調(diào)環(huán)境，雖然整體化蓄冰空調(diào)系統(tǒng)有諸多好處，但作為一種新型空調(diào)技術(shù)，在具體應(yīng)用時畢竟與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方法和設(shè)計習(xí)慣有諸多不同，而且目前國內(nèi)尚缺少成熟的工程實踐。本文將通過國家電力調(diào)度中心工程的空調(diào)設(shè)計，來介紹這種空調(diào)技術(shù)的具體應(yīng)用和實施。?

　　 一、工程概況

　　 國家電力調(diào)度中心工程位于北京市。地上建筑十二層，以辦公、會議為主，部分區(qū)域設(shè)置電力調(diào)度、計算和通訊機(jī)房；地下建筑三層，主要為汽車庫、建筑設(shè)備用房、餐飲和活動用房。總建筑面積73667m?2，地上建筑高度49.2m，空調(diào)面積58000m?2?？照{(diào)峰值冷負(fù)荷7710kW，熱負(fù)荷6290kW?？照{(diào)冷源采用冰蓄冷系統(tǒng)，空調(diào)熱源來自城市熱網(wǎng)?？照{(diào)方式采用變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)，局部區(qū)域設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。大樓設(shè)有包括BAS系統(tǒng)在內(nèi)的完整的智能化系統(tǒng)。?

　　 二、空調(diào)負(fù)荷

　　 空調(diào)負(fù)荷計算對于冰蓄冷系統(tǒng)的設(shè)計是至關(guān)重要的，對于具有同樣的峰值負(fù)荷而有不同逐時負(fù)荷的建筑，冰蓄冷系統(tǒng)會出現(xiàn)完全不同的設(shè)備配置和運行方案。所以，應(yīng)力求準(zhǔn)確反映出設(shè)計日全天逐時負(fù)荷。?

　　 低溫送風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)負(fù)荷與常規(guī)系統(tǒng)相比，在負(fù)荷組成比例上稍有差異，但最終結(jié)果卻相差無幾。主要表現(xiàn)在：① 由于低溫送風(fēng)系統(tǒng)可以消除更多的濕負(fù)荷，也意味著新風(fēng)的潛熱負(fù)荷比常規(guī)系統(tǒng)大；② 由于低溫送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量與水量大幅減少，故系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)與水泵溫升負(fù)荷將有所降低、設(shè)備的容量可以減小；③ 同樣是由于循環(huán)風(fēng)量和水量的減少，空氣和水在被輸送過程中的管道溫升負(fù)荷也將減少。綜合而言，空調(diào)負(fù)荷并不因采用低溫送風(fēng)系統(tǒng)而有所增加。?

　　 鑒于智能化辦公大樓中個人電腦、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等現(xiàn)代化辦公設(shè)備的大量采用，辦公室中設(shè)備散熱量取15W/m2；而調(diào)度、通信、計算等工藝設(shè)備的冷負(fù)荷按設(shè)備散熱量70～150W/m2進(jìn)行計算。?

　　 三、空調(diào)冷熱源

　　 1、冰蓄冷系統(tǒng)?

　　 冰蓄冷系統(tǒng)采用分量蓄冰方式，主機(jī)與蓄冰裝置串聯(lián)，主機(jī)上游。設(shè)計工況的供冷運行策略為主機(jī)優(yōu)先模式，部分負(fù)荷時可按融冰優(yōu)先模式甚至全量蓄冰模式運行。系統(tǒng)流程見冰蓄冷系統(tǒng)原理圖（附圖1）。?

　　 蓄冰裝置采用8臺不完全凍結(jié)式的鋼盤管蓄冰槽，蓄冰量為6800RTH，占設(shè)計日空調(diào)負(fù)荷總量的26％。主機(jī)采用3臺雙工況螺桿式冷水機(jī)組和1臺常規(guī)型螺桿冷水機(jī)組，制冷工質(zhì)均為R22。每臺雙工況機(jī)組額定工況（7/12℃）制冷量為417RT，實際空調(diào)工況（5.0/10.1℃）時為394RT，制冰工況（-2.0/-5.6℃）時為271RT，裝機(jī)功率為277kW，載冷劑采用容積百分比濃度為25％的乙二醇溶液；常規(guī)型主機(jī)用作基載主機(jī)，制冷量為420RT，裝機(jī)功率為277kW；機(jī)組總裝機(jī)功率比常規(guī)系統(tǒng)減少24％。乙二醇系統(tǒng)一次泵為定流量控制，與制冷主機(jī)采用一一對應(yīng)方式，二次泵為變頻調(diào)速的變流量控制。?

　　 冰蓄冷系統(tǒng)可以按照以下工作模式運行：① 基載主機(jī)單供冷。② 單制冰。③ 單融冰供冷。④ 雙工況主機(jī)單供冷。⑤ 雙工況主機(jī)與融冰的聯(lián)合供冷。⑥ 制冰及供冷。其中，①模式可與其他5種模式的任意一種聯(lián)合運行。?

　　 設(shè)計日系統(tǒng)運行負(fù)荷圖見圖2；系統(tǒng)主要設(shè)備配置見表1。

　　 2、空調(diào)冷熱水?

　　 冰蓄冷系統(tǒng)的融冰出水溫度為2.2℃，通過板式換熱器提供3.3℃的冷凍水，直接供空調(diào)機(jī)組使用，回水溫度為14.4℃，溫差為11.1℃。對于建筑物內(nèi)設(shè)置的少量風(fēng)機(jī)盤管，采用3.3℃冷凍水與回水混合的方式，提供7.8℃的冷凍水，回水仍為14.4℃，溫差為6.6℃?？照{(diào)熱水通過與城市熱網(wǎng)提供的110/70℃高溫水進(jìn)行換熱后得到，供給空調(diào)機(jī)組、變風(fēng)量末端的熱盤管和風(fēng)機(jī)盤管使用，供回水溫度采用82/70℃，溫差為12℃。?

　　 空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制，空調(diào)冷熱水泵均采用變頻調(diào)速的變流量控制。?

　　 四、空調(diào)系統(tǒng)

　　 眾所周知，相對于水－空氣系統(tǒng)，全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有更好的空氣品質(zhì)。為利于單獨房間的溫度控制及空調(diào)節(jié)能，本工程大部分區(qū)域均采用單風(fēng)道變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)；而為了充分利用冰蓄冷系統(tǒng)冷源的低溫優(yōu)勢，空調(diào)系統(tǒng)主要采用低溫送風(fēng)方式，一次風(fēng)溫度為7.2℃。?

　　 1、送風(fēng)溫度?

　　 空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度越接近于供水溫度，對減少系統(tǒng)風(fēng)量越有利，但也會增加空調(diào)箱冷卻盤管的費用和能耗，以及增加管道保溫層的厚度，所以應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定送風(fēng)溫度值，其主要與下述因素有關(guān)：① 供水溫度。無疑供水溫度越低，越容易獲得較低的出風(fēng)溫度。② 空調(diào)箱中風(fēng)機(jī)相對于盤管的位置。風(fēng)機(jī)位于盤管的進(jìn)風(fēng)側(cè)與出風(fēng)側(cè)分別被稱作“吹出式”和“吸入式”，吹出式的風(fēng)機(jī)溫升發(fā)生在空氣經(jīng)過盤管之前， 所以可獲得的送風(fēng)溫度比“吸入式”低。但“吹出式”在盤管前須設(shè)置空氣均流裝置，無疑增加了空調(diào)機(jī)組的長度，而且送風(fēng)氣流帶水的可能性也增大。所以在機(jī)房空間相對狹小的民用建筑中，“吸入式”較為適宜。③ 迎面風(fēng)速。低溫送風(fēng)系統(tǒng)盤管的迎面風(fēng)速一般采用1.5～2.3m/s，太大則空氣與盤管的換熱不充分，風(fēng)阻也大，容易帶水；太小則空調(diào)機(jī)組的尺寸增大，增加造價。④ 冷卻盤管的性能。出風(fēng)溫度越低，意味著空氣與水盤管的換熱時間越長，接觸面積越大，那末盤管的排數(shù)就越多，片距越密，也易獲得較大的供回水溫差，顯然，這是以增大風(fēng)阻為代價的。經(jīng)過反復(fù)計算和比選，我們認(rèn)為排深為12排、片距為14FPI的盤管對本工程是適合的。

　　 2、過濾等級?

　　 由于空調(diào)送風(fēng)量減少，意味著室內(nèi)被處理的空氣量的減少，應(yīng)該提高空氣過濾等級，而且對于保護(hù)較密翅片的盤管也有必要。本工程采用初、中效兩級過濾，過濾效率分別為比色法30%和85%，對應(yīng)的過濾器為G4級和F7級。?

　　 3、空調(diào)加濕?

　　 本工程沒有蒸汽源，空調(diào)加濕采用蒸發(fā)式濕膜加濕，加濕材料為植物纖維。由于該方式加濕效率較低，加濕的噴淋水量大，為節(jié)約水資源，采用了循環(huán)水方式而非直排水方式，且設(shè)置良好的自控管理。加濕器的排污水作為中水使用。?

　　 對于發(fā)熱量較大、在冬季也需供冷的房間，采用低溫送風(fēng)方式會降低對空氣的加濕量，此時進(jìn)行加濕以室內(nèi)設(shè)置加濕器為好。?

　　 4、系統(tǒng)設(shè)置?

　　 空調(diào)系統(tǒng)主要是按功能分區(qū)設(shè)置，整個大樓共采用27臺空調(diào)箱（包括新風(fēng)機(jī)組）。地下室部分的餐飲、活動、商業(yè)預(yù)留用房和地上部分內(nèi)區(qū)的報告廳、展覽廳等采用雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，地上部分的辦公、會議、工藝用房等采用單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。過渡季利用新風(fēng)供冷時，雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)利用回風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)，單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通過中庭集中排風(fēng)。?

　　 空調(diào)箱均采用組合式。室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)混合，經(jīng)空調(diào)箱過濾和熱濕處理后，通過變風(fēng)量末端送入室內(nèi)。變風(fēng)量末端均采用壓力無關(guān)型，并按空調(diào)內(nèi)外區(qū)進(jìn)行布置。外區(qū)主要采用并聯(lián)（PFPB）或串聯(lián)（SFPB）型風(fēng)機(jī)動力式末端，均帶熱水再熱盤管；內(nèi)區(qū)主要采用單風(fēng)道式（VAV）和串聯(lián)風(fēng)機(jī)動力式末端，一般不帶熱水盤管。空調(diào)一次風(fēng)常年供冷，可以解決辦公、展覽廳、報告廳及工藝用房等內(nèi)區(qū)或發(fā)熱量大的房間的常年冷負(fù)荷，而冬季外區(qū)的采暖熱負(fù)荷則由外區(qū)變風(fēng)量末端上的熱水再熱盤管負(fù)擔(dān)。?

　　 5、變風(fēng)量末端?

　　 變風(fēng)量末端對室內(nèi)溫度的控制，夏季是調(diào)節(jié)一次風(fēng)風(fēng)量，冬季則用控制水閥調(diào)節(jié)熱水盤管的加熱量，冬季加熱時，變風(fēng)量末端（均為風(fēng)機(jī)動力式）的一次風(fēng)均應(yīng)開到最小風(fēng)量。單風(fēng)道式的變風(fēng)量末端僅送一次風(fēng)；并聯(lián)風(fēng)機(jī)型變風(fēng)量末端供冷時也僅送一次風(fēng)，冬季用再熱盤管供熱時才開啟風(fēng)機(jī)；串聯(lián)風(fēng)機(jī)型變風(fēng)量末端供冷供熱時風(fēng)機(jī)均開啟，由于混合了一定量的室內(nèi)回風(fēng)，所以送出的冷風(fēng)溫度比一次風(fēng)溫度高，一般控制在接近于常規(guī)空調(diào)的送風(fēng)溫度13℃左右。?

　　 從室內(nèi)氣流分布的性能來看，串聯(lián)風(fēng)機(jī)型變風(fēng)量末端，因送風(fēng)量恒定無疑最佳，但由于末端內(nèi)的風(fēng)機(jī)小且效率低，其能耗足以抵消由于系統(tǒng)風(fēng)量減少而在空調(diào)箱風(fēng)機(jī)所能節(jié)省的能量，所以，從節(jié)能方面來講，單風(fēng)道末端因本身無需風(fēng)機(jī)而最具優(yōu)勢，且投資最省，噪聲也低。并聯(lián)型風(fēng)機(jī)末端的性能介于上述兩者之間。在本工程的低溫送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中，優(yōu)先選用的是單風(fēng)道末端和并聯(lián)型風(fēng)機(jī)末端，其前提就是采用低溫型送風(fēng)口。?

　　 6、空調(diào)風(fēng)口?

　　 低溫風(fēng)口是實現(xiàn)把低溫一次空氣直接送入室內(nèi)而仍會獲得良好空調(diào)效果的重要部件，它能很大程度地實現(xiàn)節(jié)能并減少末端設(shè)備和管道的投資。對低溫風(fēng)口的要求不能只局限在具有比常溫風(fēng)口更廣泛的溫度適用范圍，還要具有更廣泛的風(fēng)量適用范圍、很好的空氣分布特性（APDI）和空氣混合特性，以滿足變風(fēng)量系統(tǒng)的要求，而且還應(yīng)具有可接受的阻力和噪聲性能。另外，也應(yīng)滿足對風(fēng)口的一般性要求，如美觀大方、耐用、便于安裝和易于清潔等。其代表性產(chǎn)品為Fairchild公司生產(chǎn)的具有熱力核芯的高誘導(dǎo)型低溫風(fēng)口（Thermal Core High Induction Diffuser）。低溫的一次空氣以較高的速度經(jīng)過核芯周邊的小孔，產(chǎn)生對周圍環(huán)境空氣強(qiáng)烈的誘導(dǎo)和卷吸，從而在離開核芯很短的距離內(nèi)，送風(fēng)氣流成為一次風(fēng)與一部分室內(nèi)空氣的混合體而溫度急劇上升，使送風(fēng)氣流在離開風(fēng)口時，已具備等同于甚至高于常規(guī)送風(fēng)的氣流溫度，同時風(fēng)量也急劇增加。該風(fēng)口的特點是① 送風(fēng)誘導(dǎo)比較常規(guī)風(fēng)口大100%～300%；② 風(fēng)量適用范圍大；③ 擴(kuò)散性能好使得溫度梯度??；④ 風(fēng)口本身不易結(jié)露；⑤ 送熱風(fēng)效果也十分令人滿意。但該風(fēng)口也存在一些不足，首先是由于高速誘導(dǎo)造成風(fēng)口阻力稍大；其次是品種較少，樣式單一；目前還需要進(jìn)口，價格偏高。?

　　 在本工程中，低溫風(fēng)口配合單風(fēng)道型和并聯(lián)風(fēng)機(jī)型末端使用，周邊區(qū)主要采用條形風(fēng)口沿窗下吹，內(nèi)區(qū)采用方形、矩形風(fēng)口平吹。在需要恒定風(fēng)量的場所和室內(nèi)裝飾設(shè)計對風(fēng)口形式有多樣要求的場合，則采用品種〖HJ〗多樣且更具美觀性的常溫型風(fēng)口配合串聯(lián)型風(fēng)機(jī)末端使用。室內(nèi)回風(fēng)主要采用吊頂回風(fēng)。?

　　 7、風(fēng)管管材、保溫及漏風(fēng)控制?

　　 本工程空調(diào)風(fēng)管共采用三種材質(zhì)?？照{(diào)主風(fēng)管要求風(fēng)管具有一定的剛度和強(qiáng)度，地下部分采用帶保溫的雙層無機(jī)玻璃鋼成品風(fēng)管，地上部分采用鍍鋅鋼板風(fēng)管。而變風(fēng)量末端下游的支風(fēng)管，應(yīng)是制作、安裝及更改簡便的，也要具備消聲性能，但卻不需具備很高的強(qiáng)度和剛度，而玻纖制品風(fēng)管恰恰符合這種要求。需要注意的是該類風(fēng)管應(yīng)是衛(wèi)生、無毒、防潮、防霉型產(chǎn)品，且應(yīng)具有嚴(yán)格的防止纖維脫落和飛散的技術(shù)措施和技術(shù)認(rèn)證。?

　　 空調(diào)系統(tǒng)的漏風(fēng)和冷橋是產(chǎn)生結(jié)露的最大隱患，在低溫送風(fēng)系統(tǒng)中更為突出。實際測試證明，管道的工廠化加工為低漏風(fēng)的控制提供了可靠的保障，上述三種風(fēng)管在750Pa靜壓下的漏風(fēng)量均小于0.9 m?3/h.m?2，尤為值得一提的是采用扳邊自成法蘭工藝加工的鍍鋅鋼板風(fēng)管也具有十分優(yōu)異的表現(xiàn)，從根本上扭轉(zhuǎn)了以往由于漏風(fēng)大而給人們造成的不良印象?？照{(diào)管道的保溫層除要比常規(guī)空調(diào)管道的保溫稍厚外，更要注意杜絕冷橋現(xiàn)象的發(fā)生?？照{(diào)風(fēng)管的保溫采用48kg/m?3帶鋁箔的離心玻璃棉板。?

　　 8、成組運行?

　　 由于變風(fēng)量系統(tǒng)的采用，空調(diào)系統(tǒng)大部分可實現(xiàn)2～3臺空調(diào)箱并聯(lián)連接并成組控制運行的方式，見圖3。在非工作時間各層若有局部房間使用時，每組可僅開一臺空調(diào)箱，既滿足使用要求，又利于節(jié)能，增強(qiáng)了系統(tǒng)使用的靈活性。成組設(shè)置的空調(diào)箱型號規(guī)格應(yīng)相同。

　　 9、工藝空調(diào)?

　　 與電力調(diào)度相關(guān)的工藝設(shè)備發(fā)熱量大，運行時間長，房間的空調(diào)除需保持常年送冷外，系統(tǒng)必須具有較高的可靠性?？紤]到蓄冰裝置本身就可視為對制冷主機(jī)的一種冷源備用，空調(diào)箱的并聯(lián)連接及成組運行方式也可互相備用，故設(shè)計中僅在空調(diào)箱的容量方面增加了一些裕量，不再另加設(shè)備備份，從而避免了配置備用設(shè)備造成閑置的可能性。?

　　 10、風(fēng)機(jī)盤管?

　　 基于下述原因，少量區(qū)域設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)：?

　　 ① 受層高所限，吊頂內(nèi)無法安裝較大尺寸的風(fēng)管和變風(fēng)量末端設(shè)備的，主要是地下夾層的物業(yè)管理用房等；?

　　 ② 風(fēng)管不宜穿越的區(qū)域，如各層需設(shè)置空調(diào)的樓梯間前室；?

　　 ③ 位置較分散的且人員較少的空調(diào)房間，如地下設(shè)備用房的值班室等。??

　　 五、空調(diào)自控

　　 空調(diào)自控系統(tǒng)是實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)安全可靠運行、滿足功能需要、降低能耗以及減少運行費用的根本保障，尤其對整體化蓄冰空調(diào)系統(tǒng)來說，完善的自控系統(tǒng)更是必不可少的組成部分。暖通專業(yè)的設(shè)計任務(wù)主要是明確控制對象，提出運行模式和控制要求，合理安排及布置控制裝置（主要是傳感器和執(zhí)行器）等。?

　　 本工程空調(diào)自控系統(tǒng)采用分布式計算機(jī)監(jiān)控與管理的集散型系統(tǒng)，空調(diào)末端設(shè)備大都采用DDC控制，冷源設(shè)備采用PLC（可編程控制器）控制，中央控制站對系統(tǒng)的運行進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理。?

　　 1、冰蓄冷及空調(diào)水系統(tǒng)?

　　 1.1、系統(tǒng)的優(yōu)化控制和負(fù)荷預(yù)測?

　　 制冰模式的控制比較簡單，一般根據(jù)時間預(yù)設(shè)及剩余冰量來操作，如果剩余冰量大于第二天負(fù)荷的全部需求量也可不制冰。?

　　 供冷的模式較多，應(yīng)用的條件應(yīng)是在滿足空調(diào)使用要求的前提下運行費用最少。顯而易見，優(yōu)先次序是優(yōu)選用冰（單融冰方式），次加基載主機(jī)（融冰＋基載），再加雙工況主機(jī)（聯(lián)合供冷＋基載）。雙工況主機(jī)單供冷及制冰供冷模式作為非常規(guī)情況下的應(yīng)急措施，一般不會用到。而聯(lián)合供冷時，是采用融冰優(yōu)先方式還是主機(jī)優(yōu)先方式，冰和主機(jī)負(fù)荷在不同電價時段上如何分配，以及隨著用戶負(fù)荷的變化而進(jìn)行的各種模式的轉(zhuǎn)換、設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)的調(diào)整等，就要以一套完善的優(yōu)化控制程序為基礎(chǔ)了。?

　　 實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化控制的前提是軟件的負(fù)荷預(yù)測能力。有些公司的做法是先利用運行日的室外氣溫和焓值條件對設(shè)計日負(fù)荷曲線進(jìn)行修正，運行后的實際負(fù)荷曲線作為下一日室外氣候條件下負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)，利用軟件的再學(xué)習(xí)和記憶功能，經(jīng)過一年時間的不斷積累，建立起一套比較符合實際情況的各種氣候條件下該工程專有的數(shù)據(jù)庫。?

　　 1.2、主要的控制對象及參數(shù)說明?

　　 ① 冷凍水系統(tǒng)的供水溫度、工作壓力和供回水壓差?

　　 供水溫度是通過變頻調(diào)節(jié)乙二醇溶液泵的流量來維持恒定；?

　　 工作壓力是采用閉式膨脹水箱的定壓及補(bǔ)水來保持恒定；?

　　 供回水壓差是通過變頻調(diào)節(jié)冷凍水泵流量來保持恒定。?

　　 風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)的出水溫度是通過比例調(diào)節(jié)水泵前的三通閥來保持穩(wěn)定。?

　　 風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)的供回水壓差是通過變頻調(diào)節(jié)該系統(tǒng)冷凍水泵流量來保持恒定。?

　　 ② 乙二醇溶液系統(tǒng)的供液溫度和工作壓力?

　　 供液溫度穩(wěn)定在2.2℃是通過：有融冰時，比例調(diào)節(jié)蓄冰裝置出口三通閥；主機(jī)單制冷時，主機(jī)出水溫度設(shè)定；制冰供冷時，比例調(diào)節(jié)板式換熱器溶液側(cè)的三通閥。?

　　 工作壓力的穩(wěn)定也是利用閉式膨脹水箱。?

　　 ③ 蓄冰裝置的充冰量和融冰量?

　　 充冰量和融冰量可以利用蓄冰裝置的液位信號來檢測，也可利用蓄冰裝置供回水的冷量積算來輔助檢測。?

　　 ④ 制冷機(jī)?

　　 出水溫度，亦即冷機(jī)和冰槽之間的溫度，按照系統(tǒng)運行模式的不同，程序?qū)⒉捎貌煌脑O(shè)定值，聯(lián)合供冷時還視主機(jī)優(yōu)先或融冰優(yōu)先而不同，由制冷機(jī)本身的控制器執(zhí)行。制冰時為-5.6℃，融冰優(yōu)先時為5℃，主機(jī)優(yōu)先時按最低溫度設(shè)定為2.2℃，而實際溫度值應(yīng)在5℃～2.2℃之間變化。?

　　 冷機(jī)卸載與臺數(shù)控制，一般發(fā)生在融冰優(yōu)先方式，負(fù)荷降低時，冷機(jī)進(jìn)水溫度降低，冷機(jī)自動卸載而進(jìn)行臺數(shù)控制，當(dāng)進(jìn)水溫度等于出水設(shè)定溫度時（5℃），全部停機(jī)。?

　　 主機(jī)制冰時，為保證運行效率最高，一般不進(jìn)行容量控制，但可進(jìn)行臺數(shù)控制。?

　　 制冰時主機(jī)停機(jī)除受蓄冰裝置的液位控制和冷量積算輔助控制外，還應(yīng)受進(jìn)出水溫度低于預(yù)定值控制和蓄冰時間控制。?

　　 ⑤ 水泵?

　　 除前述的冷凍水泵和乙二醇溶液次級泵受壓差和溫度信號變頻控制流量外，乙二醇溶液初級泵為定流量運行，可根據(jù)冷量積算或溫差進(jìn)行臺數(shù)控制，但一次液流量不得小于二次液流量。?

　　 ⑥ 其他?

　　 負(fù)荷側(cè)（空調(diào)箱等）采用兩通閥對供冷量的控制；板式換熱器的防凍保護(hù)；低負(fù)荷泵、備用水泵及變頻器的自動切換；其他必要的參數(shù)檢測等。?

　　 2、空調(diào)系統(tǒng)?

　　 2.1、運行模式?

　　 空調(diào)系統(tǒng)大致分三種模式運行，主要按時間預(yù)設(shè)和程序預(yù)設(shè)進(jìn)行控制：?

　　 ① 無人占用：房間無人時，室溫設(shè)置高限和低限，（如夏季32～29℃，冬季13～16℃），供冷時空調(diào)機(jī)組無新風(fēng)運行，供熱時空調(diào)機(jī)組不運行，僅利用室內(nèi)末端熱盤管。?

　　 ② 預(yù)冷預(yù)熱：在人員進(jìn)入房間前，系統(tǒng)應(yīng)按預(yù)冷或預(yù)熱模式運行一段時間，此時，除室溫按正常溫度設(shè)定控制外，設(shè)備運行同無人占用狀態(tài)。?

　　 ③ 正常運行：房間正常使用時，室溫按溫度設(shè)定控制，所有設(shè)備按程序控制正常運行。

　　 2.2、主要控制參數(shù)及方式說明?

　　 以雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)為例，參見圖4。

　　 ① 室內(nèi)溫度?

　　 室溫控制由變風(fēng)量末端控制器來完成。供冷時，比例調(diào)節(jié)末端一次風(fēng)閥的開度來控制室溫等于設(shè)定值；供熱時，一次風(fēng)閥關(guān)到最小設(shè)定值，雙位調(diào)節(jié)熱水再熱盤管的水閥。用戶和中控室可以進(jìn)行室溫再設(shè)定。?

　　 ② 送風(fēng)溫度?

　　 比例調(diào)節(jié)空調(diào)箱冷熱盤管的水閥，使送風(fēng)溫度等于設(shè)定值。當(dāng)室內(nèi)末端一次風(fēng)閥開度不能滿足室內(nèi)溫度變化時，或系統(tǒng)風(fēng)量需求小于最小風(fēng)量時，程序可以調(diào)整送風(fēng)溫度設(shè)定值，溫度設(shè)定值的變化可按每9分鐘變化1℃來進(jìn)行。?

　　 ③ 送風(fēng)管道靜壓?

　　 變頻調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以使風(fēng)管內(nèi)靜壓等于預(yù)設(shè)值，即為變風(fēng)量系統(tǒng)的定靜壓控制。?

　　 ④ 回風(fēng)機(jī)?

　　 回風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)應(yīng)同步運行并且風(fēng)量匹配，控制器應(yīng)變頻調(diào)節(jié)回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使該轉(zhuǎn)速下的回風(fēng)量等于送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與該區(qū)域固定的排風(fēng)量（如衛(wèi)生間排風(fēng)）以及維持微小正壓所需風(fēng)量的差值。?

　　 ⑤ 新風(fēng)量?

　　 比例調(diào)節(jié)新、回、排風(fēng)閥的開度，使在系統(tǒng)送風(fēng)量變化時保持新風(fēng)量達(dá)到預(yù)設(shè)值。新風(fēng)量預(yù)設(shè)值可根據(jù)CO?2濃度探測值和室外新風(fēng)焓值的變化而改變。?

　　 ⑥ 濕度控制?

　　 比例調(diào)節(jié)加濕水管旁通閥，使空氣濕度等于預(yù)設(shè)值。?

　　 ⑦ 初始運行及成組控制?

　　 風(fēng)機(jī)啟動應(yīng)在系統(tǒng)最小風(fēng)量的頻率狀態(tài)下運行，送風(fēng)溫度應(yīng)設(shè)定為常規(guī)送風(fēng)溫度（如14℃）。如果領(lǐng)先運行的空調(diào)箱風(fēng)機(jī)頻率達(dá)到某值（如50％）而管道靜壓仍不足時，該組內(nèi)其他空調(diào)箱應(yīng)漸次投入運行，后投入運行的空調(diào)箱風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)與先投入運行的空調(diào)箱風(fēng)機(jī)同轉(zhuǎn)速時再開啟送風(fēng)出口的電動閥。成組運行的空調(diào)箱風(fēng)機(jī)頻率應(yīng)根據(jù)管道靜壓情況同步調(diào)整，并根據(jù)風(fēng)機(jī)頻率值確定增載或卸載。?

　　 ⑧ 其他?

　　 空調(diào)箱機(jī)組還應(yīng)設(shè)置過濾報警、防凍保護(hù)、加濕水槽定時排水、相應(yīng)部件的聯(lián)鎖控制以及必要的參數(shù)檢測等。?

　　 風(fēng)機(jī)盤管控制主要采用時間預(yù)設(shè)來控制起停，其室溫控制和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制由室內(nèi)溫控器完成。?

　　 3、BAS?

　　 本工程是高標(biāo)準(zhǔn)的智能化建筑，設(shè)置有樓宇建筑設(shè)備自動化管理系統(tǒng)（BAS），空調(diào)自控系統(tǒng)為BAS系統(tǒng)的主要組成部分，通過BAS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，不僅可以對冷熱源以及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的各種水溫、水壓、流量和空氣溫度、濕度、風(fēng)量、壓力、風(fēng)閥開度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和設(shè)定，可以對各種通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，如冷凍機(jī)、冷卻塔、水泵、空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、變風(fēng)量末端等進(jìn)行啟停、監(jiān)視和故障報警等，而且還可以通過與其他系統(tǒng)（如照明系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等）的通訊，確定人員占有情況、確定系統(tǒng)工作模式、預(yù)測空調(diào)負(fù)荷等，大大提高了大樓整體的管理水平。?

　　 六、結(jié)論

　　 1、整體化蓄冰空調(diào)的設(shè)計理念進(jìn)一步拓展了冰蓄冷系統(tǒng)在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用價值，對建筑行業(yè)蓄冰空調(diào)的發(fā)展可以起到很大的推動作用。?

　　 2、整體化蓄冰空調(diào)系統(tǒng)可以顯著地減少空調(diào)系統(tǒng)的投資和運行費用，可以使空調(diào)系統(tǒng)更加充分及合理地利用能源，大幅度減少能源的消耗，因而可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有很大的推廣價值。?

　　 3、一年來的運行實踐證明，整體化蓄冰空調(diào)系統(tǒng)在提高空調(diào)品質(zhì)方面的表現(xiàn)也十分出色。國家環(huán)境衛(wèi)生權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)對該建筑室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行了全面檢測，包括室內(nèi)空氣質(zhì)量、室內(nèi)微生物含量、空調(diào)送風(fēng)品質(zhì)、室內(nèi)噪聲、室內(nèi)熱環(huán)境等，其評價結(jié)論為“達(dá)到世界衛(wèi)生組織（WHO）室內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的健康建筑物”。

　　表1--主要設(shè)備配置表

通風(fēng)設(shè)備網(wǎng)：http://m.boshiwj.com
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