空调系统新风方式及其节能的探讨

摘要:本问就空调系统的各种新风供给方式及特点进行简要阐述,指出各种新风方式所适应的空调系统形式,并讲解了新风系统的一些节能方式。

关键词:新风处理 自然通风器 新风交换器 蒸发冷凝式新风机组

1.引言

随着经济的发展和人民生活水平的提高,空调系统的应用日益广泛。空调的能耗也日益增加,如何减少空调能耗,成了一个大问题。而《公共建筑节能设计标准》的出台也将节能提到了日程上,规范了空调设计中的节能要求。空调系统中新风能耗占到了空调能耗的30%左右,所以如何设计新风系统,也成了设计师应该认真考虑的问题。

2.空调新风供给方式及其特点

2.1 无组织新风

靠门窗的开启或门窗缝隙的自然渗透。这是最原始的一种新风供给方式,此方式不需要任何初投资。由于建筑物的风压、热压作用,不同朝向、不同楼层的房间,新风的渗透量是不同的,渗透风量难以调节。新风小了,难以保证每人所需的新风量;新风量大了,则室内空调热湿负荷增加。且由于新风未经处理,导致室内空气品质较差,温度、湿度分布不均匀。

此种新风方式适用于新风要求低或新风管道布置困难的建筑屋,如设置分体空调的普通住宅、办公楼。对于此种新风方式,如要保证新风量的供给,可设置机械排风设施,如窗式排气扇、天花排气扇,靠负压吸入新风。

针对无组织新风方式,目前市场上有一种窗式自然通风器。该窗式自然通风器是镶嵌在窗的玻璃上,利用自然环境造成的室内与室外局部气压差和气体的扩散原理,产生空气交换的一种无动力新型通风产品。相对于开启门窗的新风引入方式,此通风器有一定的优势:可根据新风量的需要调节开度,能有效隔离噪音与灰尘。

2.2 新风与回风混合送入室内

靠空调机组或风机盘管回风口的负压直接引入室外新风,与室内回风混合后,经过盘管的热湿处理,再送入室内。该新风方式一般应用于集中空调的全空气系统,新风可过滤,新风量可调节,甚至可在过渡季节实现全新风运行,保证室内空气品质及降低空调能耗。且通过布置在房间内的送风口进入室内,新风能较均匀地到达房间各部位。也有部分多联空调室内机(天花板嵌入式、天花内藏风管式)采用此种新风引入方式。需要注意的是,由于新风热湿负荷较大,而多联空调室内机除湿能力一般较小,特别是在高湿度地区,室内湿度较难控制,因此在选取室内机的时候必须考虑机子的除湿能力。

2.3 新风单独送入室内

新风单独送入室内,可分为新风未经处理送入室内、新风预处理后再送入室内两种方式。新风未经处理送入室内,要由室内空调机负担新风热湿负荷。目前市场上的窗式动力通风器就是针对此种新风方式研发的,与窗式自然通风器相比,该动力通风器增加了风机,能更好地控制风量。可应用于设置分体空调的普通住宅、办公楼。

在设置中央空调或温湿度要求较高的场所,新风一般都经过过滤及热湿处理后送入室内。独立新风系统具备许多优点:可对新风进行风量调节、过滤、调节送风状态点、受室外空气参数变化的影响小。该种新风方式适用于设置风机盘管的场所,以及变制冷剂流量多联空调系统。传统集中空调系统的新风处理机组产品非常多,可根据风量及冷量要求进行选择。而针对变制冷剂流量多联空调系统而研发的变制冷剂流量新风处理机则是一种较新的新风处理机,采用变制冷剂流量多联分体式机组,直接膨胀制冷与供热。通过变频控制以及室内电子膨胀法控制,精确地加热和冷却新风。各多联空调厂家都已陆续推出该种产品。

3.新风系统的节能

根据《公共建筑节能设计标准》的要求,设有集中排风的建筑,且新风与排风的温差t≥8℃时:送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节系统,或设计新风量大于或等于4000m3/h的空气调节系统,以及设有独立新风和排风的系统,宜设置排风热回收装置。根据热交换器类型,排风热回收装置可分为以下几种:转轮式、液体循环式、板式、板翅式、溶液吸收式、热管式。各种排风热回收装置的换热效率约为45%~85%,它们的优缺点及所适用的对象可查阅参考文献[1]。目前实际工程中应用较多的是转轮式、板式、板翅式这几种排风热回收装置。下面介绍两种实用的新、排风交换器:

3.1窗式热交换型通风器

以台山港益电器有限公司的绿岛风为例,该通风器从热交换器类型上来说是属于板式,安装方式和部位雷同于窗式自然通风器、窗式动力通风器。其原理是一个箱体内一送一排两部风机,新、排风经过内置瓦楞波结构热交换器进行显热交换。因为系统简单、安装方便,对于标准较低又不便于安装新排风系统的场所,如设置分体空调、多联空调的住宅、办公楼,有一定的应用价值,能节约一部分空调能耗。

3.2板管蒸发式冷凝全热回收新风空调热泵机组

该产品为广州市华德工业有限公司生产(风量范围2500~40000m3/h),该机组分蒸发送风及压缩冷凝排风两部分,可一体化或分体式结构设计。由于采用了板管蒸发冷凝技术,系统制冷能力较高,标准公况下(室内排风干/湿球温度:27/19℃,室外新风干/湿球温度:34/28℃,补水温度30℃)整机能效比高达5.2,且新风与排风之间无交叉,避免了新风被排风污染,甚至能回收利用空调冷凝水。与普通排风热交换器相比,该机组送风温度较低,可完全负担新风热湿负荷,在过渡季节可利用全新风承担室内负荷,仅运行送、排风实现自动换气,而无需启动压缩机,适用于制冷主机容量无法负担新风负荷(如一些空调系统改造的场所)以及卫生要求较高的场所(如医院),设置多联空调系统的场所也可考虑采用该机组。

4.结论

空调的新风供给方式有很多种,设计师应根据实际工程,设计合理的新风方式,在满足新风要求的前提下,尽量采用经济、实用、节能的产品,为空调系统的节能尽一份力。

参考文献:

[1] 陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2008