双管定风量系统为变风量系统的方法.pdf

2 0 0 3 年第 1 2 期 ( 总第2 5 7 期) 节能 ENERGY CONS ERVATI ON 改从管定风量系挽苟变风量系挽的方法 ( 华中科技大学环境学院， 湖北 武i t 4 3 0 0 0 0 ) 陈俭， 代汝平 摘要: 在双管定风童系 统中， 不改变它的末端装!， 而是在供热干管上安装热风网， 就能将双管定 风量系统转变成变风t系统 关锐词: 3x管定风贡; 变风t; 末瑞装I; 热风A 中图分类号: T U 8 3 1 文献标识码: A 文童编号: 1 0 ( “一 7 9 4 8 ( 2 0 0 3 ) 1 2 一 。 n 1 一 0 2 1引言 普通集中式空调系统的送风量是固定不变的， 并 且按房间热湿负荷确定送风量， 称为定风量( C A V) 系 统。实际上房间的热湿负荷不可能经常处于最大值， 而是在全年的大部分时间低于最大值。当室内负荷 减少时， 定风量系统是靠调节再热量以提高送风温度 ( 减小送风温差) 来维持室温的。这样既浪费热量， 又 浪费冷量。如果能采用减少送风量( 送风差数不变) 的方法来保持室内 温度不变， 则不仅节约了提高送风 温度所需的热量， 而且还由于处理风量的减少， 降低 了风机功率电耗以及制冷机的冷量。 把双管定风量系统( D D C A V ) 转换成变风量系 统( V A V ) 是节约能量的方式之一。在现有的设备和 装置不变的情况下， 要将此系统转换， 通常的方法 是: ( 1 ) 安装一个含有变频装置和静压传感器的风机 调节系统。( 2 ) 安装全新的末端装置或者把定风量 末端装置转换成变风量的末端装置。因此， 把定风 量系统转化为变风量系统既可以节能又可以充分利 用现有的资源和设备。 2采用调节末端装it把D D C A V 转变为V A V 把双管定风量系统转换成变风量系统， 一般需 要做两个调整: ( 1 ) 把定风量末端装置转换成变风量 末端装置， 或者直接安装全新的变风量末端装置; ( 2 ) 在风机上安装气流调节装置。然而， 对于不同的 末端装置有不同的调节方法: ( 1 ) 对安装了流量调节 传感器的定风量末端装置， 可以转换或修改末端装 置控制器; ( 2 ) 对安装了弹簧调节的气流装置， 在冷 风阀或热风阀的风阀执行器上设置偏差; ( 3 ) 对热风 阀 或冷风阀分别独立安装执行器并更换控制器; ( 4 ) 安装一个总气流执行器并更换控制器。 变风量系统的重要特点是系统在部分负荷的情 况下， 减少风机的能耗和冷热量的消耗。在一个典 型的双管变风量末端装置中有一个额外的总流量执 行器， 它是通过温度调节装置或控制器的信号来控 制总流量的。图 1 所示为定风量和变风量末端装置 中空气流量与负荷之间的变化关系。此图中的负荷 率指冷负荷， 室内 温度为2 4 'C， 冷风温度为1 3 9C， 热 风温度为3 5 ' C , 最小流量比为3 0 0k . 刀名乃月忍 10000 公-月 - 0 s负 粉 率“ 一“ “ 图1 流量一 负荷特性图 在定风量末端装置里， 只要区域负荷低于设计 负荷， 加热和制冷就会同时发生。因为一年之中设 计负荷出现的时间只有很少的几个小时， 当加热管 道时， 大部分时间里加热和制冷会同时产生。 在变风量末端装置中， 如果冷管道的出风温度为 1 3 'C， 当冷负荷低于最小空气流量的3 0 %时， 热管道 的空气流量为0 。但是， 当热负荷高于最小空气流量 的3 0 %时， 冷风阀于是被关闭。同时热风管道和冷风 管道的重新设置也会影响到风阀的位置。如果热风 温度设置低于3 5 9C， 在热负荷低于3 0 %时， 系统的冷 风阀将会被完全关闭。如果温度高于3 5 9 C , 冷风阀在 热负荷高于3 0 %时将会被关闭。这样在变风量系统 里同时加热和制冷会稍稍减少一些负荷， 而且在部分 负荷时比定风量系统所消耗的加热和制冷量以及所 需的气流量要少得多。 图2 为一个双管道空气处理器( A H U ) 的示意 图。通过安装包括一个变频装置( V F D ) 和一个压力 传感器的风机调节装置， 把定风量A H U 转变成变风 量 A H U . 图2 双管道变风量空气处理器 万方数据 节能 ENERGY CONSERVA7 1 ON 2 0 0 3 年第 1 2 期 ( 总第2 5 7 期) 在此变 化系统中， 热管道与冷管道的 空气静压都 需 要测量。 气流校准装置( 例如V F D ) 的 设计 值应该保 持较低静压。在夏天运行时， 热风静压通常比设定的 最小热风静压要高， 但是高静压增加了末端装置中的 空气泄漏， 这会增加制冷和加热量以及风机的能耗。 因此， 在夏季运行工况的变风量系统中， 改进热风静压 控制能减少加热与制冷的能耗以及风机的能耗。 由于建筑物负荷绝大多数时间低于设计负荷。 变风量系统可以比定风量系统节约2 0 % - 5 0 %的 能耗， 平均节约率为 3 5 。由于更换末端装置来转 换成变风量系统的成本比较高， 平均回收期大约要 4 年。如果能避免末端装置的更换费用， 变风量系 统的回收期将会缩短。 3 通过安装热风阀把D D C A V 转换成V A V 图3 所示为转换后的变风量系统。在变风量转 换工程中都需要一个变频调节装置和静压控制装置。 于是在此系统中， 除了安装变频器和静压装置外， 在 热风干管上安装一个风阀， 而不箫要对末端装置进行 转换， 就可以将定风量系统转化成变风量系统。 图3 热风阀+原有末端装t的双管道变风里系统 这种系统有两种操作方法: ( 1 ) 冬夏季控制 热风阀的控制: 夏季关闭热风阀， 在其他的时间 里调节热风阀来保持所需的静压值， 热管道和冷管 道的静压设定值可以为不同的值。 V F D 控制: 如果热风阀 关闭或部分开启时， 调节 V F D来保持冷管道的静压。如果热风阀全开时， 调 节V F D 来保持热管道与冷管道的静压高于设定值。 ( 2 ) 室外气温控制 热风阀的控制: 当室外气温高于某个值( 1 6 9 ) 时， 关闭热风阀。当室外气温低于某个值( 1 3 cC) 时， 调节热风阀维持热管道的静压。并且， 热管道和冷 管道的静压设定值可以不相同。 V F D 控制: 如果热风阀关闭或部分开启时， 调节 V F D来保持冷管道的静压。如果热风阀全开时， 调 节V F D来保持热管道与冷管道的静压高于设定值。 当热风阀关闭时， 双管定风t系统的末端装置就 好像一个单管变风量系统的末端装置。当热风阀打 开且保持静压恒定时， 这又是定风量系统了。如果最 小冷量( 设计负荷的百分之几) 所需的风童大于最小 冷风风量， 热风阀就关闭。如果冷管道采用恒定的通 度， 那么冷的气流流童就等于冷负荷。当至少有一个 区域所需比最小风量还少的风量来满足冷负荷时， 调 节热风阀或者V F D来保持热管道的静压设定值。 当区域的最小负荷要求最小的气流流量来满足 时， 按上面的方式可以把一个双管道的定风量系统 转换成一个单管变风量系统。当区域的最小负荷比 这低时， 热风静压可以控制在不同的值。虽然是一 个双管定风量系统， 但一个恰当的静压值能减少建 筑物的能耗。 用这种方式转换成V A V系统的成本通常比转 换成 V A V系统的成本要低得多， 因为现有的末端装 置仍可以使用。当用户使用冬夏季控制方式时， 需 要确定夏季和冬季的工作时间， 当热风阀开启或关 闭时， 还需要确定室外的空气温度。 4结论 夏季， 不用改变末端装置， 只通过安装热风阀就 可以把双管变风量系统转换成变风量系统。冬季， 通过调整不同的冷风和热风管道的静压设定值， 就 可以有效地改善操作效率。因为现在随着人们对居 住、 办公和生活环境的要求越来越高， 舒适、 健康、 安 全、 节能的变风t系统将会得到更广泛的应用。只 要在参照国外经验的基础上， 结合我国的工程实际 情况， 通过不断的研究和实践， 最终找到对 V A V空 调系统的有效而精确的控制方法， 就能发挥其应有 的长处和优点， 让它为我们的生产、 工作、 学习和生 活提供更加舒适更加节能的服务。 参考文献 1 K lo o s tr a , L . V A V r e tr o f it s la s h e s u til ity e n e r g y c o s ts . H e a iii 喇 P i p i 喇肠 一 C o n d i 咖 l 明, N o v e m b e r 1 9 9 0 2 A S H R A E . 1 9 9 5 A S H R A E h a n d bo o k 一 H V A C a p p l ic a tio n s S . 3 1 U . , M A A th a r , Y Z h u , a n d D E C la ri d g e . R e d u c e b u il d i n g e n e r g y rn n u m p t io n 妙 im p ro v i n g 此 s u p p l y s it t e m p e r a tu r e s c h e d u l e a n d r e c o m m is s i o n i n g t h e t e r m in a l b o x e s . 7 a m t a ry 1 9 9 5 . a 赵荣义等. 空气调节 M . 北京: 中国建筑工业出版社， 1 9 9 4. L 5 蔡敬琅. 变风盆空气设计t M . 北京: 中国建筑出版杜， . 卯7. f 6 1 吕太斗. 实用广潜变翎节能技术I Ml . 沈阳: 辽宁科学技 术出版社， 2 0 0 0 . 万方数据