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1、浅析空调变风量(VAV)系统中新风量的设计及控制摘要:本文作者介绍了国内变风量空调系统(以下简称VAV)新风量的研究现状,针对儿种主耍控制方法的研究现状、特点及适用场合进行了简单分析,并指出了变风量空调系统新风量控制设计屮应特别关注的几个问题。关键词:VAV变风量;新风量;控制方式;节能随着十二五建设的全面铺开,人们对于工作及生活环境的品质要求也H益提高。当前的各类公共建筑物都开始有针对性的配置不同特点的各类中央空调系统。在我国民用建筑中,暖通空调系统能耗占建筑总能耗的三分之二左右。一方面由于存在世界性的能源危机,节能降耗成为冃前建设发展的需要,另一方面
2、,大量矿物燃料的燃烧过程对大气污染严重,不符合环保的要求。如何节约能源,减少污染,使得空调系统更加低碳环保,FI益引起世界各国的广泛关注。据有关资料统计,在不同气候特点的不同地区,新风负荷一般占空调负荷的30%〜50%,因此减少新风负荷具有巨大的节省空调系统能耗的潜力。无论是基于节能,还是为了提高室内空气品质,对空调系统新风的控制都是重中之重。一种有效合理的新风控制策略,可以在保证室内空气品质的前提下,尽量降低空调系统的能耗。如何在满足室内空气品质的要求下控制新风量并保证舒适度及健康,是目前暖通空调行业亟待解决的问题。一、VAV新风控制的研究状况1、国外
3、国外VAV空调系统的相关研究较早,如美国上世纪80年代出现“病态建筑症候”以后,对满足健康的最小新风量及室内空气质量(以下简称IAQ)的研究显得尤为重要。冃前对VAV空调系统新风量的问题研究主要集中在以下几方面。1.1VAV空调系统的新风量合理取值问题及动态变化。1.2VAV空调系统的新风量的准确测量和有效控制问题。1.3解决VAV空调系统的新风量问题需以满足需求侧的通风为出发点。2、国内国内VAV空调系统的相关研究文献始于20世纪90年代中期。冃前新风量控制的研究集屮在最小新风量的控制问题上,对VAV空调系统的新风量问题的重要性已有认识,但研究相对较少
4、,成功的工程实例也有限,而且在讨论时多局限于理论范围内,缺乏令人信服的数据。对新风节能控制研究也已经开始,但起步相对较晚,一且绝大多数以理论分析为主。随着国内一二线城市建设步伐的加快,越来越多的高档公共建筑选择配置具有节能意义的VAV系统,因此对于VAV系统的节能优化设计就尤为重要。二、儿种VAV新风控制方式变风量系统的新风量控制,是本世纪90年代以来变风量系统的研究重点。变风量空调系统的新风问题在于:新风需求量与人数成止比,起供给量与送风量(负荷)成正比,但人数与送风量不一定成正比,于是产生了新风需求与供给的矛盾。对于变风量系统新风量的控制既要考虑室内
5、空气品质(IAQ),又要考虑节能。新风量的有效控制对空调系统的节能意义重大。其新风主要处理方式有四种:分散处理方式、集中处理方式、系统定新风式新风变风量系统、末端定新风式新风变风量系统。为了解决新风量不足的问题相继提出了各种控制方法,主要有以下几种基本形式:C02浓度控制法、风机跟踪控制法、稳压控制法、设置独立的新风风机。1、C02浓度控制法以C02浓度作为指标来控制新风量最早是±
6、Kusuda提出的,他认为C02的浓度不仅代表C02本身作为污染物对室内空气的污染程度,而且还能反映室内人员的状况,即人数及活动状况,能体现室内人员对新风的要求。针对这种以C
7、02浓度作为指标的DCV通风控制方案,Haghigha,Warren等分别在办公楼、音乐厅以及住宅楼中进行了试验,发现与传统的固定新风量的控制方案相比,在保证室内空气品质不变的前提下,这种控制方案有潜在的节能效果,最大可达50%以上,其通过调整风量实现节能的优点得到了公认。但是近年来众学者认为该方法的缺点主要是二氧化碳不能作为衡量室内空气质量好坏的指标。因为影响人的舒适及健康的气体污染物还包括人、建筑物、家具、装饰材料散发的种类复杂的有机污染物。这种控制方法在空调发展中有一定的局限性,有待于进一步研究开发出空气综合质量传感器,通过此信号来调节新风量以满足
8、要求。目前这种方法适用于人员密度比较大的场合。2、风机跟踪控制法该法通过控制送、回风的差值,间接控制最小风量,在理论上没有问题。但实际应用屮由于误差的积累和扩大,将使实际新风量远远偏离设定值而不能满足要求。例如,一系统送风量为100000m3/h,回风量为75000m3/h,则最小新风量(100000-75000)=25000m3/h,现假定送风测量误差为-5%。回风测量误差为+5%,则送风量变为95000m3/h,回风量变为78750m3/h,新风量变为16250m3/h,仅为原最小风量的65%,减小了35%,远远偏离了设定值。而测量误差要控制在±5%
9、,则意味着送风动压测量误差不超过1mm水柱(10卩a),回风动压测量误差不超过0