浅析变风量空调系统设计及运行

蒋丹

摘 要：随着社会经济的不断发展，人们对生活质量和生活环境的要求越来越高，空调作为当前人们生活和工作中环境保护和各种生活环境的主要控制手段，其各种运行方式也在不断的变化和发展，变风量空调是当前社会发展中逐步实现的新型空调系统。本文就实例分析变风量空调系统的设计及运行。

关键词：变风量空调系统；设计；运行

1 工程概况

本项目总建筑面积30626m2，为某外企的自用办公大楼，分为A、B两座，A座地上六层，总高度25.20m，其中三、四楼为办公层，五、六楼为咖啡、培训等休闲区域。B座为地下一层，地上七层，总高度33.6米，其中三～六层为办公层，七楼为会议及多功能健身厅。本项目的办公楼层风系统采用变风量空调系统，气流组织采用地板送风，吊顶回风的方式。办公区域进深较深，划分成内外区，内区由地板送风口直接送风，外区设置风机型地板送风末端装置，根据室温调节风机转速，实现变风量运行。外区末端装置设再热盘管，满足冬季外区供热的需要。为降低地板送风的送风温差，提高送风的热舒适性，风系统采用二次回风系统，各楼层竖向统一集中设置。地板静压箱采用有压静压箱，静压箱内静压保持在12～25Pa，经处理后的空调一次风通过核心筒的风井送入各楼层内，各层在筒体周边设置高速送风风道，通过高速送风通道送入架空地板围合的送风静压箱内；除办公楼层外的其余楼层采用变风量空调系统，上送风，吊顶回风。会议室、健身房、咖啡厅采用风机串联型变风量末端设置，该末端装置在夏季可提高出风温度，保持室内气流均匀，冬季可减小外区的再热量，除上述功能房间外的其余区域均采用单风道变风量末端装置。末端装置设置再热盘管。除一层大厅采用的单风机系统外，其余均为双风机系统。办公区域为开敞式办公，平面布置如图1示。空调水系统采用一级泵变流量系统，夏季供、回水温度为7/13.5℃，通过加大温差，降低水系统的输送能耗。

图1 办公楼层平面布置图

2 空调系统运行现状测试及调查

本工程对水系统供、回水温差及办公区域的外区温度进行了测试，测试结果如图2及图3所示。图3显示，在全年室外温度较极端的一天，室内外区（测点位于玻璃前往内2米的位置）温度基本能达到设计工况，但仍有2小时左右，室内温度超过27℃，温度偏高。同时室内逐时温度存在较大的波动，其原因在于系统风量的调整相对于室外气温的影响存在一定的延迟时间。图2显示，空调供、回水温差基本集中在4～4.5℃之间，不能达到设计的大温差运行工况，水系统未能实现一次泵变流量运行。

图2 日空调冷水系统逐时供、回水温差图 图3 日南侧开敞办公室内（外区）逐时温度图

以7层的空调末端送风装置为测试对象，测试的风量数据如表1所示。表中的末端1～9为内区的单风道型变风量末端装置，10～16为外区的串联式风机动力型末端装置。从表中数据看出，7层内区的末端装置运行状况良好，而外区的动力型末端装置处于超负荷运行状况，其原因在于一次风风量严重不足，为维持设定的空调温度，外区末端加大了二次循环空气量，但对降低室内温度所起的作用很小。通过对其他楼层外区一次风量的测试发现，各楼层均存在类似的情况，即外区的一次风量严重不足，导致外区夏季空调负荷难以处理，室温偏离了原设计温度。

表1 末端风量测试表

3 空调系统设计及运行時的问题分析

3.1 空调系统的自动控制系统无法有效运转

通过测试和调查发现，空调水系统基本为主机侧定流量运行工况，其原因在于空调制冷主机订货时未按设计要求定制，对变流量工况适应性较差；末端风系统基本可实现变风量运行工况，但延迟较严重，其原因在于风系统为多层共用，风量过大，地板内的静压值测试不易。过渡季节无法自动切换到新风自由冷却工况，仍采用定新风量运行工况，需开启主机制冷或手动调节新、回风阀门，对管理人员要求较高。后经查实，为多处传感器出现故障，经检修和更换后，问题基本解决。

3.2 A楼3层内区会议室新风量严重不足

在投入使用的第一个空调季，该项目物管部门接到业主的投诉，即3层内区会议室在使用时新风严重不足，室内人员处于缺氧状态。对相关数据进行测试后发现，该会议室末端送风装置长期处于最小开度状态，且风口已开始结露。

解决办法：该会议室单独设置一套送风系统，但考虑到直接送入室外未处理的新风，送风口结露的风险加大，因此为该房间设置了一套独立的吊装式新风机组，将热湿处理后的新风直接送入室内，经改造后，效果良好。

3.3 一次风送风不畅

各层外区存在一次风量不足的情况。通过现场勘查发现原因如下：（1）在二次装修的过程中，架空地板内的强、弱电桥架布置杂乱，严重影响一次风通路；（2）核心筒周边的一次风高速风道未按设计的布置，长度不够。

解决办法：（1）按原设计补足未安装到位的一次风高速通道，将一次风由风管送入到室内靠近中部的区域；（2）对架空地板内的各种管线重新整合，尽可能减小地板送风的阻力。

4 结语

通过该项目的测试和调查，提出了变风量空调系统+地板送风的通用弊端及解决方案，可为同类设计的优化提供参考及依据。也希望在今后的项目过程中，与同行不断交流相关技术知识，借鉴各国的先行经验，让我国的变风量空调技术发展的更快，更好的节省建筑能耗，重复体现变风量空调系统的优越性。

参考文献

[1] 叶大法，杨国荣.变风量空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：1-2.

[2] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001：1827.

[3] ASHRAE.ANSI/ASHRAE Standard 130-2008 Methods of testing Air Terminal Units[S] .

Atlanta：ASHRAE，2008