全年运行空调系统新风节能控制探讨

全年运行空调系统新风节能控制探讨

摘要：全年运行的空调系统变新风设计与控制，直接关系到空调房间的室内空气品质和系统的全年能耗，过渡季利用新风的“免费冷源”和回收排风能量对新风进行预处理，具有较好的节能效果。从新风处理、风量调节和能量回收三方面来阐述全年空调系统节能控制。并对设备和材料进行简单的介绍。以及做了一定的经济评估。

关键词：新风处理风量调节能量回收全年空调

1、空调安装新风系统节能的现状及重要性

随着暖通空调的应用日益广泛，人们对室内空气环境的要求也越来越高，全年空调的建筑要求空调系统能随气候变化及室内负荷变化进行调节，以满足室内热环境的舒适性及健康性的要求，室内空气品质的优劣，直接影响人们生理上、心理上的健康和工作效率，因此，空调系统的任务是既要创造健康、舒适的室内空气环境，又要降低能耗，减少环境污染，除了对室内热舒适环境进行调节控制外，改善室内空气品质问题逐渐成为室内空气环境控制的重要课题，它对优化人类发展具有战略意义。

由于过去对于室内空气品质很少重视，暖通空调的设计与配置以控制室内温度、湿度为主要目的，同时为了节能往往忽略了新风量的供给，但是“病态建筑综合症（Sick Building Syndrome简称SBS）”的出现，使人们认识到使室内有充足的新风供给是十分必要的。

改善空调室内的空气品质可有多方面的考虑，如消除或有效控制室内污染源的产生；供给必要的清洁新风，用室外新风来稀释室内空气中的污染物，使空气中污染物含量降低到可允许水平；采取合理的气流组织，提高新风的稀释和置换效应；严格控制新、排风的空气平衡；人员居留密集和人员变化较大的场所采用CO2浓度监控；过渡季尽可能多地利用室外新风等，为了节省能耗还可采取新、排风热回收等节能措施。

设计空调系统的新风时不仅应满足国家标准规定的最小新风量的要求，并且尽量考虑新风量加大的可能性，以便在过渡季或有疫情的时候能利用大量室外新风进行通风或降温，冬季也可利用加大新风来解决建筑内区的冷负荷。

2、新风空调系统的节能问题

在空调的能耗中,新风负荷所占的比例较大。按照最小新风量标准计算，在设计条件下的新风负荷占总负荷的比例：写字楼和酒店约为50 %，商业大厦约为40 % 。

目前，常见的新风处理设备装有加热/冷却盘管：这些系统通常用于那些需要处理大量新风的场合。我们可以用装有能量回收装置的新风处理设备取代传统的新风处理设备，以降低能耗。目前常用的能量回收装置有：旋转能量交换器/转轮能量回收器、环式能量回收盘管、环式能量回收双塔、热泵热交换器、固定板式交换器和热虹吸管热交换器等。在今后的新风节能设计中，提倡的新风空调的节能预处理方法主要有以下四种：热回收、除湿冷却、蒸发冷却等。

3、新风节能的措施

3.1、全年空气处理过程

首先我们队全年的空气处理进行分析，为了达到节能的目的我们需要分为冬夏季空气处理过程和过渡季节空气处理过程。而在空调系统新风控制方面方法则,包括冬、夏典型工况的最小新风量控制、过渡季利用室外新风供冷控制、排风与新风的热回收控制、浓度实时监控、调节新、风量等。在全年运行工况分析的基础上 ,按照多工况的判别条件确定新风的控制策略，在这里我们主要了解一下冬夏典型工况的最小新风量控制和过渡季节利用室外新风供冷控制的原理

3.1.1冬夏两季空气处理过程

夏季当室外空气比焓h W1大于回风比焓h R1或室外空气温度t W1高于回风温度t R1时，为了满足卫生要求，空调系统维持最小新风比。混合风（状态点C1）经冷水盘管冷却、除湿至盘管出风状态（L1）。当室外温度低于回风温度，且差值不大于4℃时，可以通过全热交换器进行新、排风热回收，否则应进入旁通工况。

当室外空气比焓h W2小于回风比焓h R1。且室外空气温度t W2低于回风温度t R1时，新,风比越大，混合风比焓越低，系统能耗也越小，应采用全新风并由冷却盘管冷却、除湿至盘管出风状态L1。

当室外空气温度t W3低于冷却盘管出风温度t L2时，冬季供冷系统可以调节新风比使混合温度t C2=t L2，并对混合进风（状态点C2）适当加湿到出风状态L2。

冬季供暖系统则维持最小新风比，室外空气加热至送风温度。同理当室外温度低于回风温度，且差值大于4℃时，可以通过全热交换器进行新、排风热回收，否则应进入旁通工况。

图1 空气节能器处理过程

3.1.2过渡季节的空气处理

在过渡季负荷为冷负荷情当外新烩值低内气焓值节空调系统新风量 ,将新风作为“免费冷源”来抵偿部分或全部冷负荷,节省空气处理的能耗,缩短制冷机的运行时间。这里所述的调节空调系统新风量来节省能耗是相对于全年固定新风量而言的,以往为了节省处理新风的能耗 ,将新风量固定在满足室内卫生标准所要求的最小新风量,在冬、夏季典型工况下节能是毫无疑问的,但在非典型工况下，仍将新风固定在最小新风量有时反而浪费能量。例如1）室内空调供冷的情况下。当室外空气焙值低于室内空气烩值且含湿量大于送风状态的含湿量，空气处理为冷却减湿过程。如果采用最小新风量,使新、回风混合后再冷却减湿处理 ,如图 1a 所示 ,空气处理过程为 F与N混合→C经冷却减湿→L 加热→S。反而会使表冷器的年能耗大于使用全新风时的能耗。此时如果采用全新风 ,则空气处理过程为 F→L →S→N △h即为使用全新风节省的烩差

2）室内空调供冷的情况下 ,

当室外空气熔值低于室内空气焙值且含湿量小于送风状态的含湿量,如图 2 所示,新、回风以最小新风比混合后含湿量超过要求的送风状态点的含湿量即 dc>ds时 ,需冷却减湿到L点 ,再加热到S点,而用改变新风量的方法使新回风混合后到C1点,使含湿量dc1=ds。只需冷却到S点,从而节省了能耗。

3) 室内空调供热的情况下 ,

如图 2所示 ,新、回风以最小新风比混合后到 C 点,由表冷器冷却减湿到机器露点L,

然后再加热到送风状态点S 如果调节新、回风比时 ,可以将新风F 与回风N混合到 C1点 ,再由加热器加热到送风状态点S。这样不仅可以减少加热器的能耗 ,而且可以推迟冷机的启时间。

由此可见 ,在对空调系统全年运行工况分析的基础上调节空调系统的新风量 ,不仅可以满足全年空调的温、湿度要求,提高空调室内的空气品质 ,而且还能节省空调系统运行能耗。