淺析低溫變風量空調在濟南某辦公樓的應用

文/李繼領、史帥 濟南高新控股集團有限公司 山東濟南 250000

楊懷慶 濟南泰魯置業有限公司 山東濟南 250000

變風量空調系統作為全空氣系統的一種，與定風量空調系統和風機盤管加新風系統相比，具有區域溫度可控、室內空氣品質好、部分符合時風機可變頻調速運行和利用自然新風冷卻等特點在現代寫字樓項目中得到了越來越多的應用；特別是當有不大于6℃的低溫水可供利用時，采用低溫送風系統可以降低建筑層高、設備投資和運行費用，提高房間熱舒適性等優點[1-2]。

1、項目概況

項目位于濟南CBD片區，屬于總部基地辦公性質，總建筑高度99m，總建筑面積40600m2，共計23層，其中標準層面積1780m2；周邊有市政冷熱源可以接入，空調冷水供/回水溫度（日間）：3/12℃，空調熱水供/回水溫度： 95/55℃。

2、應用分析

2.1 負荷計算

濟南市室外設計參數：夏季：空調室外計算干球溫度34.7℃，空調室外計算濕球溫度26.8℃；冬季：空氣調節室外計算干球溫度-7.7℃，空調室外設計相對濕度53%。辦公區夏季室內設計溫度干球溫度24℃，相對濕度55%；冬季室內設計溫度干球溫度20℃，相對濕度40%。經負荷計算，總冷負荷4510kW，總熱負荷2260kW，單位建筑面積冷指標為113W/m2，單位建筑面積熱指標為56W/m2。

2.2 設備選型

根據負荷情況，擬選用2臺3000kW的冷水板式換熱器，選用2臺1500kW的熱水板式換熱器，選用承壓1.6MPa的水泵及管材，中間不設二次加壓換熱設備。

2.3 系統設計

2.3.1 送風溫度

送風溫度是低溫送風系統設計的關鍵，對于低溫送風而言，如何確定最優的設計送風溫度需要考慮諸多因素，除冷源的影響外，還要考慮室內要求的相對濕度、變風量末端類型和送風口形式等；本次設計送風溫度取10℃。

2.3.2 系統分區

將距離外墻4m范圍定義為外區[3]，外區空調負荷隨室外氣候和日照的變化而變化，需夏季供冷、冬季供熱，外區設備擬采用并聯式風機動力型帶再熱盤管。

將核心筒至外區邊界定義為內區，內區空調負荷由設備散熱、照明散熱、人體散熱等組成，常年為冷負荷，需四季供冷，為達到根據室內負荷靈活調節送風量實現節能的目的，擬采用單風道型變風量末端[4]。

同時，將室內分為若干個區域，每個區域由該區域內的變風量末端獨立控制調節；負荷計算時根據內外分區及各區域分別計算，并根據負荷計算結果合理排布VAV-box。

2.3.3 控制方式

目前市場上常用的控制方式有定靜壓法、變靜壓法和總風量法[5]。

定靜壓法：其工作原理是在風量最不利點設置壓力傳感器，通過壓力傳感器傳來的壓力值與設定的靜壓值的對比調節與設計的靜壓值對比調節空調處理機組風機的頻率。其優點是調試工作量較少，屬于反饋控制，影響因素小，控制相對簡單；缺點是由于風機有更多富余壓頭，相對節能一般。

變靜壓法：其工作原理是在風管中任意一處設置壓力傳感器，通過風管上各個VAV控制器風閥閥位的開度反饋調節設定的靜壓值，再與傳感器的壓力值進行比較調節空調處理機組風機的頻率。其優點是節能性最好；缺點是造價較高，屬于反饋控制，容易振蕩、控制復雜。

總風量法：通過風管上各個VAV控制器風量傳感器的反饋調節空調處理機組風機的頻率。優點是價格適中，節能效果較定靜壓法更好；缺點是屬于前饋控制，控制復雜，調試工作量較大。

由于后期存在諸多不確定因素，濟南本地VAV項目較少，施工單位對于VAV系統調試的經驗和能力都存在不確定性，本項目擬采用變靜壓法作為硬件選擇的條件，后期可以根據實際情況滿足以上三種控制方案的實施。

2.4 其他注意事項

（1）送風溫度要避免過低，由于低溫送風除濕能力強，為避免相對濕度過低導致的皮膚和黏膜干燥以及易靜電等令人不適的情況，一般送風溫度的設定要保證相對濕度不低于40%。

（2）送風量應避免過小[6]，低溫送風空調系統風量減少，風機能耗降低，但換氣次數太低，會影響室內空氣的潔凈度，因此最小新風量應充分考慮新風換氣次數。

（3）需確保冷水的進回水溫差。采用低溫送風空調系統，冷水進出口溫度差加大，輸送動力才能大大降低。

（4）空氣處理機組應注意密封和隔熱處理，避免不必要的能耗。