低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究

虞婷婷+王宇翔

[摘要]通過對低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)產(chǎn)生的背景、發(fā)展?fàn)顩r，具體對低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在其設(shè)備投資、運(yùn)行管理、減少占用的建筑空間等方面具有顯著的特性。

[關(guān)鍵詞]低溫送風(fēng)；冰蓄冷；節(jié)能

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空調(diào)用電量已占建筑總能耗的60%～70%，電力負(fù)荷的峰谷差增大到30%～40%，這使得不少地區(qū)夏季需要拉閘限電，嚴(yán)重阻礙了工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。為此電力部門鼓勵各用電用戶移峰填谷，還制定了相應(yīng)的峰谷電價(jià)政策，使電量達(dá)到合理的配置。在此背景下產(chǎn)生了能對電力移峰填谷的冰蓄冷空調(diào)設(shè)備，使其在我國逐漸發(fā)展應(yīng)用起來。當(dāng)冰蓄冷與低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)緊密聯(lián)系到一起時(shí)，更突顯了蓄冰技術(shù)的巨大競爭力與優(yōu)越性，對推動蓄冰空調(diào)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用。使其成為21世紀(jì)世界中央空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展核心。

1低溫送風(fēng)技術(shù)的發(fā)展

由于受低溫冷源的限制，長期以來低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)發(fā)展緩慢。隨著冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展，低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，可以說是繼變風(fēng)量系統(tǒng)之后，空調(diào)技術(shù)的一項(xiàng)重要的變革。1947年，低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)首次出現(xiàn)。1950年，低溫送風(fēng)技術(shù)首次在美國應(yīng)用于商業(yè)建筑的改造和小型住宅中。但局限于某些特殊場合。從七十年代開始，由于能源在一些發(fā)達(dá)國家及地區(qū)緊缺，而造成用電負(fù)荷受到限制。在很多地方都在用用電機(jī)制”移峰填谷”，用電收費(fèi)上采用峰谷價(jià)差。為冰蓄冷技術(shù)和低溫送風(fēng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供了有利的條件。1985年，總建筑面積為46000㎡，應(yīng)用冰蓄冷機(jī)組和低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的建筑物在美國威斯康辛州建成，運(yùn)行效果良好，由于低溫送風(fēng)的應(yīng)用可相對擴(kuò)大建筑物的使用面積和空間，此項(xiàng)技術(shù)得到美國電力研究所（EPRI）的積極推薦。自從進(jìn)入了20世紀(jì)90年代，人們對冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，如送風(fēng)溫度、室內(nèi)熱舒適性、冷卻盤管的構(gòu)造、末端裝置的選用等。使冰蓄冷低溫送風(fēng)技術(shù)日趨成熟、完善。

2低溫送風(fēng)系統(tǒng)在應(yīng)用上的分類

低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通常是根據(jù)送風(fēng)溫度的高低不同進(jìn)行區(qū)分的。分別為送風(fēng)溫度為10℃，8℃的低溫送風(fēng)和送風(fēng)溫度為4～6℃的超低溫送風(fēng)。這些送風(fēng)系統(tǒng)必需和冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合，才能取得比較好的效果

送風(fēng)溫度為10℃的低溫送風(fēng)，其送風(fēng)溫度范圍為9～12℃，送風(fēng)溫度為8℃的低溫送風(fēng)，其送風(fēng)溫度范圍約為6～8℃，由于前者的送風(fēng)溫度相應(yīng)較高，節(jié)能效果不很顯著。后者送風(fēng)溫度適中。節(jié)能效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益也比較可觀，并且能夠取得比較好的空氣調(diào)節(jié)效果。發(fā)展推廣前景比較廣。

還有一種是超低溫送風(fēng)，其送風(fēng)溫度為4～6℃。由于該送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度過低，為了防止風(fēng)口結(jié)露，就需要用特殊研制的防結(jié)露風(fēng)口。設(shè)備的初投資費(fèi)用比較高，與節(jié)能費(fèi)用基本抵消，因此用的比較少。

3低溫送風(fēng)技術(shù)的節(jié)能

低溫送風(fēng)節(jié)能效果顯著。由于低溫送風(fēng)空調(diào)其系統(tǒng)的風(fēng)量減少，系統(tǒng)輸送設(shè)備減小，輸送設(shè)備的能耗也相應(yīng)降低。雖然降低了冰蓄冷系統(tǒng)制冷機(jī)的COP值，但空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性整體得到了提高。特別是在用電高峰期，使用電量減少，降低了18%一28%的年運(yùn)行費(fèi)，也使設(shè)備的維修管理費(fèi)隨之減少。送風(fēng)加大了送回風(fēng)系統(tǒng)的焓差，使風(fēng)量減少到常規(guī)系統(tǒng)的70%；風(fēng)管的截面面積減少了30%；同時(shí)空氣處理機(jī)組、冷凍水泵、風(fēng)機(jī)外形尺寸相應(yīng)減小20%左右；風(fēng)機(jī)的功率減小14%～28%?？照{(diào)機(jī)房所用面積、管道排布所占建筑空間等也隨之減少。若使用低溫送風(fēng)與冰蓄冷相結(jié)合的系統(tǒng)，雖然需要增加風(fēng)機(jī)盤管、末端裝置和管道的防腐保溫投資，但總體上其設(shè)備的初投資會減少很多（表1）。

低溫送風(fēng)系統(tǒng)可以節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用。為了發(fā)揮低溫送風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)越性，多采用變風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)，在部分負(fù)荷時(shí)，變風(fēng)量系統(tǒng)能一直采用大溫差送風(fēng)。使空氣輸送設(shè)備容量減低，減少耗電量?？諝廨斔唾M(fèi)用的降低同時(shí)也意味著電力附屬費(fèi)用的降低。

低溫送風(fēng)管路系統(tǒng)需要做保溫層。低溫送風(fēng)系統(tǒng)的管道表面及末端裝置容易結(jié)露，因此管路系統(tǒng)要有相應(yīng)的保溫措施。

采用低溫送風(fēng)系統(tǒng)可相應(yīng)的減少建筑物層高5～15cm，使建筑造價(jià)降低；由于采用低溫送風(fēng)可使送風(fēng)量的減少，使風(fēng)道尺寸和空氣處理設(shè)備型號減少，減小了所占建筑空間。對于新建建筑，空氣處理設(shè)備和風(fēng)道尺寸的減小使建筑物的層高有所降低，減少了相應(yīng)的建筑造價(jià)。也使建筑物的臺階、電梯等費(fèi)用降低。

低溫送風(fēng)系統(tǒng)在其結(jié)構(gòu)形式上一般采用全空氣系統(tǒng)，可以采用變風(fēng)量末端裝置，這樣可以對區(qū)域進(jìn)行個(gè)別控制，同時(shí)提高系統(tǒng)的整體性能和優(yōu)勢，降低能耗。

低溫送風(fēng)系統(tǒng)一般適用于相對濕度比較低的房問，這樣可以防止建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露，影響室內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境。

4低溫送風(fēng)系統(tǒng)的適用范圍

低溫送風(fēng)適用于以下建筑；（1）建筑層高較低；（2）狹小、低矮布置風(fēng)管、空氣處理設(shè)備空間有限。（3）室內(nèi)相對濕度較低；（4）現(xiàn)有的送風(fēng)能力不能滿足冷負(fù)荷增加。

5結(jié)語

與冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合的低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，是現(xiàn)代化空調(diào)技術(shù)的一項(xiàng)重大的變革，由于其具有顯著的節(jié)能減排的特點(diǎn)，具有很大的發(fā)展前景。（1）與冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合可以對電力“移峰填谷”，節(jié)約電費(fèi)，緩解電力高峰負(fù)荷。（2）減少了風(fēng)管管徑，減小的設(shè)備尺寸，降低了設(shè)備初投資。（3）由于送風(fēng)溫差大，輸送風(fēng)量少，降低了設(shè)備的運(yùn)行管理費(fèi)用。（4）降低了建筑物的層高。