虞婷婷+王宇翔
[摘要]通過對低溫送風空調(diào)技術(shù)產(chǎn)生的背景、發(fā)展狀況,具體對低溫送風空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性進行分析。結(jié)果表明,低溫送風空調(diào)系統(tǒng)在其設(shè)備投資、運行管理、減少占用的建筑空間等方面具有顯著的特性。
[關(guān)鍵詞]低溫送風;冰蓄冷;節(jié)能
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,空調(diào)用電量已占建筑總能耗的60%~70%,電力負荷的峰谷差增大到30%~40%,這使得不少地區(qū)夏季需要拉閘限電,嚴重阻礙了工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。為此電力部門鼓勵各用電用戶移峰填谷,還制定了相應(yīng)的峰谷電價政策,使電量達到合理的配置。在此背景下產(chǎn)生了能對電力移峰填谷的冰蓄冷空調(diào)設(shè)備,使其在我國逐漸發(fā)展應(yīng)用起來。當冰蓄冷與低溫送風空調(diào)系統(tǒng)緊密聯(lián)系到一起時,更突顯了蓄冰技術(shù)的巨大競爭力與優(yōu)越性,對推動蓄冰空調(diào)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用。使其成為21世紀世界中央空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展核心。
1低溫送風技術(shù)的發(fā)展
由于受低溫冷源的限制,長期以來低溫送風空調(diào)技術(shù)發(fā)展緩慢。隨著冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展,低溫送風空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運而生,可以說是繼變風量系統(tǒng)之后,空調(diào)技術(shù)的一項重要的變革。1947年,低溫送風空調(diào)系統(tǒng)首次出現(xiàn)。1950年,低溫送風技術(shù)首次在美國應(yīng)用于商業(yè)建筑的改造和小型住宅中。但局限于某些特殊場合。從七十年代開始,由于能源在一些發(fā)達國家及地區(qū)緊缺,而造成用電負荷受到限制。在很多地方都在用用電機制”移峰填谷”,用電收費上采用峰谷價差。為冰蓄冷技術(shù)和低溫送風技術(shù)進一步發(fā)展提供了有利的條件。1985年,總建筑面積為46000㎡,應(yīng)用冰蓄冷機組和低溫送風空調(diào)系統(tǒng)的建筑物在美國威斯康辛州建成,運行效果良好,由于低溫送風的應(yīng)用可相對擴大建筑物的使用面積和空間,此項技術(shù)得到美國電力研究所(EPRI)的積極推薦。自從進入了20世紀90年代,人們對冰蓄冷低溫送風空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)進行進一步研究,如送風溫度、室內(nèi)熱舒適性、冷卻盤管的構(gòu)造、末端裝置的選用等。使冰蓄冷低溫送風技術(shù)日趨成熟、完善。
2低溫送風系統(tǒng)在應(yīng)用上的分類
低溫送風空調(diào)系統(tǒng)通常是根據(jù)送風溫度的高低不同進行區(qū)分的。分別為送風溫度為10℃,8℃的低溫送風和送風溫度為4~6℃的超低溫送風。這些送風系統(tǒng)必需和冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合,才能取得比較好的效果
送風溫度為10℃的低溫送風,其送風溫度范圍為9~12℃,送風溫度為8℃的低溫送風,其送風溫度范圍約為6~8℃,由于前者的送風溫度相應(yīng)較高,節(jié)能效果不很顯著。后者送風溫度適中。節(jié)能效果顯著,經(jīng)濟效益也比較可觀,并且能夠取得比較好的空氣調(diào)節(jié)效果。發(fā)展推廣前景比較廣。
還有一種是超低溫送風,其送風溫度為4~6℃。由于該送風系統(tǒng)的送風溫度過低,為了防止風口結(jié)露,就需要用特殊研制的防結(jié)露風口。設(shè)備的初投資費用比較高,與節(jié)能費用基本抵消,因此用的比較少。
3低溫送風技術(shù)的節(jié)能
低溫送風節(jié)能效果顯著。由于低溫送風空調(diào)其系統(tǒng)的風量減少,系統(tǒng)輸送設(shè)備減小,輸送設(shè)備的能耗也相應(yīng)降低。雖然降低了冰蓄冷系統(tǒng)制冷機的COP值,但空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性整體得到了提高。特別是在用電高峰期,使用電量減少,降低了18%一28%的年運行費,也使設(shè)備的維修管理費隨之減少。送風加大了送回風系統(tǒng)的焓差,使風量減少到常規(guī)系統(tǒng)的70%;風管的截面面積減少了30%;同時空氣處理機組、冷凍水泵、風機外形尺寸相應(yīng)減小20%左右;風機的功率減小14%~28%??照{(diào)機房所用面積、管道排布所占建筑空間等也隨之減少。若使用低溫送風與冰蓄冷相結(jié)合的系統(tǒng),雖然需要增加風機盤管、末端裝置和管道的防腐保溫投資,但總體上其設(shè)備的初投資會減少很多(表1)。
低溫送風系統(tǒng)可以節(jié)約運行管理費用。為了發(fā)揮低溫送風系統(tǒng)的優(yōu)越性,多采用變風量的空調(diào)系統(tǒng),在部分負荷時,變風量系統(tǒng)能一直采用大溫差送風。使空氣輸送設(shè)備容量減低,減少耗電量??諝廨斔唾M用的降低同時也意味著電力附屬費用的降低。
低溫送風管路系統(tǒng)需要做保溫層。低溫送風系統(tǒng)的管道表面及末端裝置容易結(jié)露,因此管路系統(tǒng)要有相應(yīng)的保溫措施。
采用低溫送風系統(tǒng)可相應(yīng)的減少建筑物層高5~15cm,使建筑造價降低;由于采用低溫送風可使送風量的減少,使風道尺寸和空氣處理設(shè)備型號減少,減小了所占建筑空間。對于新建建筑,空氣處理設(shè)備和風道尺寸的減小使建筑物的層高有所降低,減少了相應(yīng)的建筑造價。也使建筑物的臺階、電梯等費用降低。
低溫送風系統(tǒng)在其結(jié)構(gòu)形式上一般采用全空氣系統(tǒng),可以采用變風量末端裝置,這樣可以對區(qū)域進行個別控制,同時提高系統(tǒng)的整體性能和優(yōu)勢,降低能耗。
低溫送風系統(tǒng)一般適用于相對濕度比較低的房問,這樣可以防止建筑維護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露,影響室內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境。
4低溫送風系統(tǒng)的適用范圍
低溫送風適用于以下建筑;(1)建筑層高較低;(2)狹小、低矮布置風管、空氣處理設(shè)備空間有限。(3)室內(nèi)相對濕度較低;(4)現(xiàn)有的送風能力不能滿足冷負荷增加。
5結(jié)語
與冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合的低溫送風空調(diào)系統(tǒng),是現(xiàn)代化空調(diào)技術(shù)的一項重大的變革,由于其具有顯著的節(jié)能減排的特點,具有很大的發(fā)展前景。(1)與冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合可以對電力“移峰填谷”,節(jié)約電費,緩解電力高峰負荷。(2)減少了風管管徑,減小的設(shè)備尺寸,降低了設(shè)備初投資。(3)由于送風溫差大,輸送風量少,降低了設(shè)備的運行管理費用。(4)降低了建筑物的層高。