低温送风空调系统的节能研究

虞婷婷+王宇翔

[摘要]通过对低温送风空调技术产生的背景、发展状况，具体对低温送风空调系统的节能性进行分析。结果表明，低温送风空调系统在其设备投资、运行管理、减少占用的建筑空间等方面具有显著的特性。

[关键词]低温送风；冰蓄冷；节能

随着经济的发展，空调用电量已占建筑总能耗的60%～70%，电力负荷的峰谷差增大到30%～40%，这使得不少地区夏季需要拉闸限电，严重阻碍了工农业的发展。为此电力部门鼓励各用电用户移峰填谷，还制定了相应的峰谷电价政策，使电量达到合理的配置。在此背景下产生了能对电力移峰填谷的冰蓄冷空调设备，使其在我国逐渐发展应用起来。当冰蓄冷与低温送风空调系统紧密联系到一起时，更突显了蓄冰技术的巨大竞争力与优越性，对推动蓄冰空调的发展产生了巨大的推动作用。使其成为21世纪世界中央空调系统的发展核心。

1低温送风技术的发展

由于受低温冷源的限制，长期以来低温送风空调技术发展缓慢。随着冰蓄冷技术的发展，低温送风空调系统应运而生，可以说是继变风量系统之后，空调技术的一项重要的变革。1947年，低温送风空调系统首次出现。1950年，低温送风技术首次在美国应用于商业建筑的改造和小型住宅中。但局限于某些特殊场合。从七十年代开始，由于能源在一些发达国家及地区紧缺，而造成用电负荷受到限制。在很多地方都在用用电机制”移峰填谷”，用电收费上采用峰谷价差。为冰蓄冷技术和低温送风技术进一步发展提供了有利的条件。1985年，总建筑面积为46000㎡，应用冰蓄冷机组和低温送风空调系统的建筑物在美国威斯康辛州建成，运行效果良好，由于低温送风的应用可相对扩大建筑物的使用面积和空间，此项技术得到美国电力研究所（EPRI）的积极推荐。自从进入了20世纪90年代，人们对冰蓄冷低温送风空调系统相关技术进行进一步研究，如送风温度、室内热舒适性、冷却盘管的构造、末端装置的选用等。使冰蓄冷低温送风技术日趋成熟、完善。

2低温送风系统在应用上的分类

低温送风空调系统通常是根据送风温度的高低不同进行区分的。分别为送风温度为10℃，8℃的低温送风和送风温度为4～6℃的超低温送风。这些送风系统必需和冰蓄冷技术相结合，才能取得比较好的效果

送风温度为10℃的低温送风，其送风温度范围为9～12℃，送风温度为8℃的低温送风，其送风温度范围约为6～8℃，由于前者的送风温度相应较高，节能效果不很显著。后者送风温度适中。节能效果显著，经济效益也比较可观，并且能够取得比较好的空气调节效果。发展推广前景比较广。

还有一种是超低温送风，其送风温度为4～6℃。由于该送风系统的送风温度过低，为了防止风口结露，就需要用特殊研制的防结露风口。设备的初投资费用比较高，与节能费用基本抵消，因此用的比较少。

3低温送风技术的节能

低温送风节能效果显著。由于低温送风空调其系统的风量减少，系统输送设备减小，输送设备的能耗也相应降低。虽然降低了冰蓄冷系统制冷机的COP值，但空调系统的经济性整体得到了提高。特别是在用电高峰期，使用电量减少，降低了18%一28%的年运行费，也使设备的维修管理费随之减少。送风加大了送回风系统的焓差，使风量减少到常规系统的70%；风管的截面面积减少了30%；同时空气处理机组、冷冻水泵、风机外形尺寸相应减小20%左右；风机的功率减小14%～28%。空调机房所用面积、管道排布所占建筑空间等也随之减少。若使用低温送风与冰蓄冷相结合的系统，虽然需要增加风机盘管、末端装置和管道的防腐保温投资，但总体上其设备的初投资会减少很多（表1）。

低温送风系统可以节约运行管理费用。为了发挥低温送风系统的优越性，多采用变风量的空调系统，在部分负荷时，变风量系统能一直采用大温差送风。使空气输送设备容量减低，减少耗电量。空气输送费用的降低同时也意味着电力附属费用的降低。

低温送风管路系统需要做保温层。低温送风系统的管道表面及末端装置容易结露，因此管路系统要有相应的保温措施。

采用低温送风系统可相应的减少建筑物层高5～15cm，使建筑造价降低；由于采用低温送风可使送风量的减少，使风道尺寸和空气处理设备型号减少，减小了所占建筑空间。对于新建建筑，空气处理设备和风道尺寸的减小使建筑物的层高有所降低，减少了相应的建筑造价。也使建筑物的台阶、电梯等费用降低。

低温送风系统在其结构形式上一般采用全空气系统，可以采用变风量末端装置，这样可以对区域进行个别控制，同时提高系统的整体性能和优势，降低能耗。

低温送风系统一般适用于相对湿度比较低的房问，这样可以防止建筑维护结构内表面结露，影响室内的卫生环境。

4低温送风系统的适用范围

低温送风适用于以下建筑；（1）建筑层高较低；（2）狭小、低矮布置风管、空气处理设备空间有限。（3）室内相对湿度较低；（4）现有的送风能力不能满足冷负荷增加。

5结语

与冰蓄冷技术相结合的低温送风空调系统，是现代化空调技术的一项重大的变革，由于其具有显著的节能减排的特点，具有很大的发展前景。（1）与冰蓄冷技术相结合可以对电力“移峰填谷”，节约电费，缓解电力高峰负荷。（2）减少了风管管径，减小的设备尺寸，降低了设备初投资。（3）由于送风温差大，输送风量少，降低了设备的运行管理费用。（4）降低了建筑物的层高。