變風量空調系統的新風問題

劉寧

摘要：變風量空調系統因具有節能、跟蹤負荷能力強、區域溫差小、各區域可分區靈活控制等特點，使其在一些高級辦公樓中得到了越來越多的應用。但在一些依照常規設計的變風量空調系統中，新風分配不均勻的問題則影響到人體健康、舒適、工作效率及系統能耗。本文主要分析探討了變風量空調系統的新風問題，以供參閱。

關鍵詞：變風量；空調系統；新風

1設定最小新風閥位

這種方法是指對新風閥設定一個最小閥位，這實際上沿用定風量空調系統的新風控制方法。然而研究發現，在保持最小新風閥位恒定的情況下，這種方法實際上近似可以認為是固定新風比，即隨著變風量空調系統送風量下降，新風量也相應下降。如果引起送風量下降的負荷減少不是因為人員數量變化，即室內要求新風量不變，則這種情況會造成新風量不足，引起IAQ問題。

2穩壓控制法

這種壓差檢測控制的方法能夠既精確又方便地控制VAV空調系統中的最小新風量，而且能耗小，適用性強，在國外已經逐漸得到了廣大工程師們的接受和贊同，應用也越來越廣泛。該方法是通過壓差傳感器DPI測量新風遮板和閥門前后的壓力差來控制回風閥門。其新風閥門的最小位置是按照在最大送風量時所需要的最小新風量的標準來設置的，并在系統運行過程中始終保持不變。當送風量減小時，新風遮板和閥門前后的壓力差將會降低，控制系統就調整回風閥門的開度，減小回風量，以維持所需的新風量不被減小。新風閥的最小新風量設定開度在小于極大最小新風量設定的開度的范圍內可通過減小循環風閥開度來重新設置。壓力差的設定值可以在37Pa到87Pa這樣一個易于實現精確控制的范圍之間變化，這種方法在大量的實踐工程中已經被證明可以達到很高的控制精度。另外，該該方法還具有以下兩個優點：①它帶來的能量損耗很小；②它適用性強，在有或沒有回風機的系統都可以使用，而且無論是新系統還是對已有系統的改造都很方便。文獻對其也做了分析。近幾年來，國內對空調自動控制系統的研究也有了突破性的進展，相信在原來的控制基礎上再結合一些先進的自動控制算法，該控制系統的運行將更穩定應用也會更加廣泛。

3風機跟蹤法控制新風量

這種方法是指利用送風量和回風量的差值控制新風量，一般常見于雙風機系統。它根據送風管內靜壓來控制送風量，而又根據送風量來控制回風量，使兩者的差值保持恒定。這種方法在理論上是合理的，但實際上由于其測量原理是基于小量等于大量之差的原理，其必然后果是大量的一個較小的相對誤差所帶來的小量的絕對誤差就會很大。例如一個變風量空調系統的送風量為8000m3/h，最新風量為2000m3/h，如果送風量和回風量的測量誤差各為5%，則新風量的絕對誤差為700m3/h，這就是說，在送風量和回風量讀數分別為8000m3/h和6000m3/h時，理論上新風量應該為2000m3/h，而實際上新風量可能是1300m3/h到2700m3/h中的任何值，一方面可能會造成系統能耗增加，另一方面可能會造成新風量不足，引起IAQ問題。

4加強氣流組織均勻性

根據某一新風標準設計的變風量空調系統在設計工況下并不能保證每個區域均滿足衛生標準，某些負荷較小的區域可能由于一次風量較小而使得新風達不到要求。因此，設計時要對整個系統的新風分布進行分析，合理布置空調箱回風口與變風量末端的二次風風口，利用合理的氣流組織形式將新風較多區域中尚未完全利用的新風供給新風較少的內區，盡可能在不增加新風量的情況下滿足各區域的衛生要求，從而降低整個系統的新風要求及新風能耗。

5 CO2濃度監測控制法

以CO2濃度作為指標來控制新風量最早是由Kusuda提出的，他認為CO2的濃度不僅代表CO2本身作為污染物對室內空氣的污染程度，而且還能反映室內人員的狀況，即人數及活動狀況，能體現室內人員對新風的要求。針對這種以CO2濃度作為指標的DCV通風控制方案，Haghigha，Warren等分別在辦公樓、音樂廳以及住宅樓中進行了試驗，發現與傳統的固定新風量的控制方案相比，在保證室內空氣品質不變的前提下，這種控制方案有潛在的節能效果，最大可達50%以上，其通過調整風量實現節能的優點得到了公認。但是近年來眾學者認為該方法的缺點主要是二氧化碳不能作為衡量室內空氣質量好壞的指標。因為影響人的舒適及健康的氣體污染物還包括人、建筑物、家具、裝飾材料散發的種類復雜的有機污染物。這種控制方法在空調發展中有一定的局限性，有待于進一步研究開發出空氣綜合質量傳感器，通過此信號來調節新風量以滿足要求。目前這種方法適用于人員密度比較大的場合。

6設置獨立的新風機

目前認為設置獨立的新風機是變風量系統新風量控制最好的方法之一。它通過新風機入口處的風速傳感器來調節風閥，維持最小新風量。該法簡單實用，只需在新風風道中，安裝一臺風量等于所需新風量、全壓等于新風風道阻力的新風風機即可。當采用這種控制時，可以不用回風機，或代之以排風機，這樣控制起來更容易，也更穩定。該方法的優點是：因直接測定新風量，因此誤差比通過測定送風機和回風機的風量來調節新風量要小得多。該方法的缺點是：需要另設最小新風風管，從而需要額外的新風管道。不適于改建工程。航天建筑設計院的宋宏光就一工程實例分析了專設新風機的選用和控制運行。各種新風量的確定和控制方法都有自身的優缺點，不論采用何種方法，都必須結合系統自身的特點，對于不同的情況應采用不同的控制方法，以滿足不同的要求。另外隨著設備品種的增加和控制技術的進步，將會有更多的控制方法可供選擇。

7結束語

綜上所述，變風量空調系統引進中國已經有30多年歷史，但就已建成的采用變風量空調系統的建筑而言，運行和控制效果良好的建筑物不是很多，節能的建筑很少。目前，國內對變風量空調系統與獨立新風系統結合的組合式空調系統的研究還處于起步階段，該組合式空調系統的搭配設計、協同優化控制策略的研究有待探索，對該組合式空調系統的節能性、經濟性及適用性分析有待進一步研究。

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（作者單位：遼寧中成建正工程管理咨詢有限公司）