連載 · 4 | 《變風量空調系統》——1.3辦公建筑常用空調系統
2017-07-14
1.3 辦公建筑常用空調系統
現代辦公性的建筑中的空調占建筑總空調面積的比重非常大。目前，這類建筑的空調方案大體上常用如下幾種。
（1）分體式空調；
（2）VRF（變制冷劑流量）系統；
（3）風機盤管加新風系統；
（4）定風量空調系統（CAV）；
（5）變風量空調系統（VAV）。
1.3.1 分體式空調
分體式空調由室內機和室外機組成，分別安裝在室內和室外，中間通過管路和電線 連接起來的空氣調節器。安裝方式有壁掛式、立柜式、吊頂式、嵌入式、落地式。
分體式空調具有如下優點：
（1）成本低、占地面積小、使用靈活；
（2）噪聲低；
（3）安裝檢修方便；
（4）經濟、實用、耐用。 分體式空調主要缺點：不夠美觀，甚至影響建筑造型，沒有新風，室內空氣品質較差。
1.3.2 VRF 系統
VRF（Variable Refrigerant Flow）系統，為變制冷劑流量多聯系統，即控制制冷劑流 通量并通過制冷劑的直接蒸發或直接冷凝來實現制冷或制熱的空調系統。該系統出現始 于 20 世紀 80 年代，其特點是設計安裝方便，布置靈活多變，占用空間小，使用方便； 相對于大型集中空調系統，其無大容量的風系統和水系統，輸送能耗低，綜合運行費 用低；制冷劑管路較長，制冷劑泄漏量較大；在新風量不能保證的情況下要考慮設置 新風系統。
1.3.3 風機盤管加新風系統
風機盤管加新風系統是最為常用的一種半集中式空調系統，由風機盤管和新風系統 組成。
風機盤管式空調系統由風機盤管機組、新風機組和冷熱源供應系統組成。風機盤管 機組由風機、盤管和過濾器組成，它作為空調系統的末端裝置，分散地裝設在各個空調 房間內，可獨立地對空氣進行處理，而空氣處理所需的冷熱水則由空調機房集中制備， 通過供水系統提供給各個風機盤管機組。
該系統的新風系統方式有多種，主要有：靠室外空氣滲入的自然補給新風、墻洞引 入的直接補給新風以及獨立的新風處理系統。
風機盤管空調系統的主要優點：
（1）各空調區域的個別控制，溫度滿足個性化需求；
（2）風機能耗較小；
（3）布置、安裝較為簡單和方便。 風機盤管空調系統的主要缺點：由于機組設置在室內，受噪聲限制，風機靜壓小，
不能使用高性能的過濾器，使得室內空氣的潔凈度不高；由于盤管排數一般只有 2~3 排， 去濕能力有限，較高的濕度影響人體的舒適性，同時也有益于微生物的生長；水系統的 供回水管包括冷凝水管道都需要引入室內，漏水問題是電氣設備、紙質文件等潛在的威 脅；機組相對分散，維修工作量較大，且維修工作影響辦公區的正常使用；過渡季節無 法實現全新風運行，節能性差。
1.3.4 定風量空調系統
早期歐美國家的辦公建筑采用全空氣定風量空調系統，在末端設置再熱實現對空調 區域的溫度和濕度控制。全空氣系統的空氣過濾等級高，去濕能力強，定風量系統也能 控制空調區域的新風量和換氣次數，因此送入室內的空氣品質好。其缺點在于各區域不 可單獨控制，部分負荷時風機不能變頻，設置再熱末端的系統會因為冷熱抵消而不節能。
定風量全空氣系統由于其較好的空氣品質、造價較低和控制簡單等一系列優點而被 廣泛的應用于大空間空調區域中。
1.3.5 變風量空調系統
由前所述，變風量空調系統的主要原理是根據室內負荷變化或室內要求參數的變化， 保持恒定送風溫度，自動調節空調系統送風量，從而使室內參數達到要求。由于建筑物 的負荷大部分時間處于部分負荷狀態，因此，變風量系統減少送風量滿足室內負荷需求 的方式大大地降低了風機能耗，實現了節能。
VAV 系統有如下優點：
（1）節約風機運行能耗和減少風機裝機容量。有關文獻介紹，VAV 系統與 CAV 系 統相比可以節約風機耗能 30%~70%，對不同的建筑物同時使用系數可取 0.8 左右；
（2）可以實現各空調區域的個別控制，滿足空調個性化需求；
（3）屬于全空氣系統，室內環境參數及空氣品質可以得到有效的保證；
（4）系統的靈活性較好，易于改、擴建，尤其適用于格局多變的建筑；
（5）相對于風機盤管系統無冷凝水引起的吊頂污染和軍團菌問題；
（6）智能化程度高，可實現集中監控與在線優化運行。
雖然 VAV 系統有很多優點，但是伴隨著 VAV 系統的應用，由于設計或施工、調試 不當造成很多系統或多或少地也暴露出一些問題。
從用戶的角度看，主要有：
（1）缺少新風，換氣次數少，室內人員感到憋悶；
（2）房間內正壓或負壓過大導致室外空氣大量滲入，房門開啟困難；
（3）室內噪聲偏大（多為動力型末端）。
從運行管理方面看，主要有：
（1）系統運行不穩定，未達到設計目標參數及控制策略；
（2）節能效果不明顯。
對于空調系統來說，實現空調區域的舒適性是首要追求的目標，但同時，在當代，
節能也已成為一個不可忽視的必須予以重視的主題。由于可以按照負荷變化進行風量及 冷量供給的按需調節，其在節能方面的理論可行性和實踐潛力毋庸置疑，盡管在運行的 實際案例中或多或少的存在一些問題，但其應用前景在提倡節能的時代背景下還是趨于 樂觀的，中國引入變風量系統的時間并不長，還需要在更多的實踐中去積累變風量系統 的設計、施工、管理等方面的經驗和規律。
