連載二十六 | “源牌自控”為中國樓控夢(mèng)想而來
2021-06-18
源牌根據(jù)廣州的地理特征，將一年分為了夏、冬與過渡季節(jié)。這個(gè)策略的核心可以說，就是為了解決冬春與秋冬季節(jié)更替時(shí)特殊天氣的問題。在這兩個(gè)時(shí)段，溫度與濕度本身處于一個(gè)比較溫和宜人的狀態(tài)， 并不需要空調(diào)系統(tǒng)的過度干涉。
因此僅僅利用冷卻塔，就足以實(shí)現(xiàn)溫濕度調(diào)節(jié)的需求。與離不開壓縮機(jī)的冷水機(jī)組相比，本身甚至帶有一點(diǎn)被動(dòng)散熱性質(zhì)的冷卻塔，其所需要的能耗極小，甚至可以夸張地說是“免費(fèi)”了。當(dāng)進(jìn)入過渡季節(jié)供冷的模式后，系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉一些通向冷水機(jī)組與冷凍水泵的閥門，啟動(dòng)熱交換器的一級(jí)泵和二級(jí)泵，開啟開式冷卻塔。此時(shí)的一級(jí)泵與二級(jí)泵均采用同步變頻，分級(jí)加載、卸載的控制系統(tǒng)，根據(jù)冷凍水管網(wǎng)最不利環(huán)路的壓差變化，控制二級(jí)泵的運(yùn)行頻率， 同時(shí)同步調(diào)節(jié)一級(jí)泵的運(yùn)行頻率；當(dāng)運(yùn)行頻率小于或等于30Hz時(shí)，同時(shí)卸載一臺(tái)一、二級(jí)水泵，反之加載。
關(guān)于怎么判定季節(jié)狀態(tài)，源牌也有自己的考量。
首先，肯定不能以月份劃分，那樣太傻了。所謂春捂秋凍，意思是在這些過渡時(shí)段本身就有太多不穩(wěn)定的天氣表現(xiàn)。因此源牌也添加了相應(yīng)邏輯判斷語句，讓系統(tǒng)在不同的溫度區(qū)間，能夠自己判斷并切換夏季、過渡季和冬季運(yùn)行模式。不僅如此，這個(gè)數(shù)值并沒有被源牌死死固定，它可以隨時(shí)被重新設(shè)置修改，這就意味著如果出現(xiàn)一些極端的變化，系統(tǒng)可以隨之改變。
如果說以上兩點(diǎn)是解決了保持設(shè)備與系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中的節(jié)能問題，那么接下來舒適度的維系與保持，才是珠江城樓控系統(tǒng)最重要的目標(biāo)。如果用犧牲舒適度的辦法去減排，那就與建設(shè)意圖南轅北轍了。
那么要滿足舒適度的問題核心是什么呢？
濕度，還是濕度。
雖然溫度也很重要，但是先進(jìn)的冷輻射技術(shù)確實(shí)在節(jié)能之余又完全滿足了降溫的需求。而且某種意義上，正是因?yàn)榻饘偬旎ò宓牟捎茫褲穸仍斐傻挠锌赡芙Y(jié)露問題，凸顯得更為嚴(yán)峻。
為什么會(huì)變成這樣呢？
要解釋這個(gè)問題，我們要先從珠江城建設(shè)者們?nèi)缗R大敵的結(jié)露說起。
所謂結(jié)露，其實(shí)就是空氣中過飽和的水汽析出的現(xiàn)象。即使空氣中的水汽含量并沒有發(fā)生變化，但是當(dāng)氣溫不斷降低時(shí)，空氣中的水含量其實(shí)是在不斷上升的。當(dāng)達(dá)到一個(gè)溫度的臨界點(diǎn)，水汽含量也達(dá)到100%時(shí)，就會(huì)發(fā)生結(jié)露的情況。這個(gè)溫度點(diǎn)，也被稱為露點(diǎn)。可見， 露點(diǎn)也好，濕度——也就是水汽含量也好，都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)值。當(dāng)我們對(duì)溫度進(jìn)行控制時(shí)，露點(diǎn)溫度也在跟著變化。如果我們不對(duì)濕度加以動(dòng)態(tài)管控，只是單純降溫，則多半會(huì)產(chǎn)生冷凝水。
而金屬天花板則讓結(jié)露問題變得更為突出。
對(duì)于一般空調(diào)設(shè)備來說，溫度最低的地方一般是出風(fēng)口，因此出風(fēng)口上掛露珠對(duì)于濕控不力的系統(tǒng)來說是常有之事。但這些出風(fēng)口只是在天花板的某些位置，冷凝水也只會(huì)集結(jié)在此處，挪挪桌子，接個(gè)盆， 勉勉強(qiáng)強(qiáng)似乎也不是不能接著用。而冷輻射天花板則不一樣，它是面積相對(duì)較大的整塊金屬天花板。這意味著，如果對(duì)濕度失去控制，造成了露水產(chǎn)生，就避免不了屋內(nèi)下起淅瀝小雨的尷尬狀況。如果這種情況發(fā)生，問題性質(zhì)自然比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)嚴(yán)重許多。
那要怎么避免這種情況呢？
答案也是現(xiàn)成的，精準(zhǔn)控制室內(nèi)的絕對(duì)含濕量。
前面已經(jīng)說過了，濕度是隨著溫度在不斷變化，而不斷補(bǔ)充流轉(zhuǎn)的新風(fēng)也作為重要變量之一在影響著濕度。如果我們按照過往常規(guī)的相對(duì)濕度控制辦法，那么面對(duì)這個(gè)實(shí)時(shí)變更的復(fù)雜動(dòng)態(tài)，可能需要設(shè)置太多算法才能精準(zhǔn)及時(shí)地捕捉數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)。
但是，如果我們采用絕對(duì)含濕量作為坐標(biāo)參數(shù)，問題就近乎迎刃而解。對(duì)于這個(gè)問題，胡良軍解釋說：“我們知道很重要的一點(diǎn)，就是只要控制好了室內(nèi)的絕對(duì)含濕量在10.8克/立方米以內(nèi)，就不會(huì)結(jié)露。”
以不變應(yīng)萬變，自然輕松許多。
而且，這個(gè)10.8克/立方米的數(shù)值，實(shí)際上還不是真正結(jié)露的克數(shù)， 它還有相當(dāng)?shù)挠嗔孔鳛榫彌_。也就是即使達(dá)到了這個(gè)危險(xiǎn)的數(shù)值，珠江城內(nèi)部也并不會(huì)結(jié)露。即使一定面積內(nèi)，因?yàn)槿藬?shù)過多等原因確實(shí)產(chǎn)生了結(jié)露的危險(xiǎn)，此時(shí)依然有辦法去扭轉(zhuǎn)局面。最簡單的辦法，就是把水閥關(guān)掉。作為冷媒的水不再流動(dòng)工作，沒有了熱交換，溫度自然就上去了。溫度上升，相對(duì)濕度也就降了下來，相對(duì)自然露點(diǎn)也就跟著上去了，結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)則自然消散。而且，就算冷輻射不再工作，因?yàn)橥鈪^(qū)還有制冷的干濕風(fēng)機(jī)盤管存在，即使在最熱的時(shí)候，風(fēng)機(jī)盤管依然還能承受70%到80%的負(fù)荷，因此不僅不會(huì)出現(xiàn)溫度暴漲的情況，還能維持得住要求的室溫。
絕對(duì)含濕量具體怎么控制？在獲取了準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)之后，又是通過什么方式來除濕的呢？
這就是我們不斷提及、作為整個(gè)珠江城柔性中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要一環(huán)的VAV新風(fēng)系統(tǒng)。它不僅僅是整個(gè)封閉大廈干爽清潔的空氣源，也承擔(dān)室內(nèi)的全部濕負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷，是控制濕度的重要手段。所謂顯熱，就是在使空氣的溫度上升的過程中，不能發(fā)生如冷凝水等的物質(zhì)相變所需的能量，它的核心還是防結(jié)露。
VAV新風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖
總之，無論是想要避免金屬天花板結(jié)露，還是為了滿足室內(nèi)空氣衛(wèi)生環(huán)境，都得依靠VAV新風(fēng)系統(tǒng)合理均勻的新風(fēng)量供應(yīng)，達(dá)到精確而及時(shí)地實(shí)現(xiàn)理想濕度的效果。
