我已委托“維權(quán)騎士”（維權(quán)騎士_一個為原創(chuàng)者提供版權(quán)管理和保護服務(wù)的網(wǎng)站）為我的文章進行維權(quán)行動我要解釋一下，當(dāng)時在做這個項目

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我要解釋一下，當(dāng)時在做這個項目的時候，我不是該項目的設(shè)計人員，而供職于亞太區(qū)工程部。該項目機械系統(tǒng)部分的CD，BD是由Joseph Luo Jiawei完成，DD的HVAC部分是由 Hao Peng完成。我們幾個人都是好朋友

本文是筆者多年前的文章，因為某些原因沒有發(fā)表，發(fā)到此專欄，供大家參考.

對于不喜歡看具體計算過程的朋友，只要看文字部分就可以了！

上海新園區(qū)的一期項目,作為整個亞太區(qū)域的辦公行政中心,始建于2008年底。

辦公樓建筑面積大約28000m2。

地下一層,主要為停車場,也有部分房間作為健身房,物業(yè)辦公室，儲藏室,風(fēng)機房等等。地上六層，主樓一到五層為開放式辦公室，會議室,單人辦公室，小型培訓(xùn)室等等。六層為新風(fēng)空調(diào)箱機房。裙房三層,主要為報告廳,大型培訓(xùn)室,小型會議室,開放式辦公室等等。

采用2臺電制冷離心機[2550kw*2]和1臺電制冷螺桿機[900kw]產(chǎn)生冷凍水作為冷源,2臺天然氣/輕柴油雙燃料鍋爐[1400KW*2]產(chǎn)生空調(diào)熱水作為熱源。[冷熱源供給一二期]全樓新風(fēng)集中處理,新風(fēng)空調(diào)箱一用一備[單臺50000m3/h],每個樓層的南側(cè)和北側(cè)各采用1臺混風(fēng)空調(diào)箱處理室內(nèi)負荷。裙房則按房間功能類型不同采用混風(fēng)空調(diào)箱。冷水機組和鍋爐均安裝在獨立的動力中心之內(nèi)。各全空氣系統(tǒng)末端均采用單風(fēng)道VAV裝置或者單風(fēng)道帶加熱盤管VAV裝置

2.本項目暖通節(jié)能設(shè)計簡述:

本項目在啟動的時候,2008年,按照AZ企業(yè)內(nèi)部標準的[可持續(xù)發(fā)展項目設(shè)計措施打分卡]中的要求進行了針對性的分析和評估,并結(jié)合國內(nèi)的GB規(guī)范和上海地區(qū)的政策,氣候,能源補給等方面進行整合。從而初步開列出本項目所能做到的一些節(jié)能設(shè)計。

3.主要節(jié)能手段:

表1是最初在進行概念設(shè)計的時候所開列出的可能的暖通方面的主要的節(jié)能措施，此處只列出主要項目，其余小項未列。

下面逐一分析說明采用的節(jié)能措施以及效果，以上技術(shù)全部為成熟技術(shù)，沒有實驗性的項目如

熱濕分離獨立處理----例如chilled beam；當(dāng)時上海不成熟技術(shù)地源或者水源熱泵；輻射冷板等

被考慮進入設(shè)計

3.1全空氣變風(fēng)量VAV系統(tǒng):

項目采用新風(fēng)經(jīng)過新風(fēng)空調(diào)箱處理后進入各個樓層與樓層一次回風(fēng)空調(diào)箱混合再送至各個變風(fēng)量末端的設(shè)計理念。同時由于大樓具有一定進深,因此分割了內(nèi)外區(qū),幕墻之內(nèi)5m的范圍為外區(qū),之內(nèi)為內(nèi)區(qū)。內(nèi)區(qū)常年供冷,外區(qū)帶再熱盤管夏季供冷冬季供熱。

VAV系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計規(guī)則有很多專著,就不再贅述。

這里主要介紹本項目的VAV的設(shè)計特點。

3.1.1:由于樓層內(nèi)機房空間有限,本項目并沒有采用內(nèi)外區(qū)空調(diào)箱分開的方式,而是混用了一臺空調(diào)箱同時服務(wù)于每層樓面的內(nèi)區(qū)和外區(qū)。

3.1.2:外區(qū)的再熱盤管的負荷主要考慮了圍護結(jié)構(gòu)的失熱量以及所在區(qū)域的新風(fēng)的加熱負荷。而加熱時候的額定風(fēng)量則考慮為夏季風(fēng)量的50%,也即是在加熱工況下為定風(fēng)量運行。風(fēng)量與溫度的關(guān)系見圖1

3.1.3:混風(fēng)AHU常年送冷,在夏季最不利時,送風(fēng)狀態(tài)點大約為17度,95%.[大部分房間的溫度控制在24-25度左右]而隨著季節(jié)逐漸過渡到秋季冬季,AHU的出風(fēng)狀態(tài)點可以根據(jù)內(nèi)區(qū)的VAV的關(guān)閉狀態(tài)的百分比逐漸自動上調(diào)最高至20度,也就是說在冬季最不利情況下,內(nèi)區(qū)的VAV會開到較大比例風(fēng)量供冷給內(nèi)區(qū)。而此時外區(qū)的絕大部分VAV會啟動再熱盤管。[以上為設(shè)計理想工況]

3.1.4:該VAV變風(fēng)量末端選用的是壓力無關(guān)類型,設(shè)備本身帶有流量傳感器;

變風(fēng)量系統(tǒng)在計算負荷的時候,是取用所有房間的逐時負荷和值中的最大值,而并非所有房間的逐時負荷最大值的和.因此可以得知在進行冷熱源選型,水系統(tǒng),主風(fēng)管的初投資上面可以節(jié)省費用。不過針對具體的每個VAV分支末端則和定風(fēng)量系統(tǒng)在初投資上面則沒有差別。

經(jīng)過一年的運行,從該企業(yè)的運行管理部門反饋回來的消息稱:夏季全部VAV開滿，而在春秋季絕大部分的VAV末端開啟度大概為40%-60%左右,實際風(fēng)量為設(shè)計最大風(fēng)量的50%-65%之間。而且由于AHU出風(fēng)口的定靜壓變頻控制,空調(diào)風(fēng)機的頻率運行在最大頻率的60%-70%左右.

此處需要特別指出一個重要問題

變風(fēng)量系統(tǒng)在使用過程中明顯的缺點是由于閥門的開度變小,風(fēng)量變小導(dǎo)致相關(guān)區(qū)域的新風(fēng)量下降,冷熱舒適感下降,CO2濃度上升。特別在冬季,由于風(fēng)量已經(jīng)達到了最小比例50%,使得新風(fēng)量極大減少.

針對以上問題,本項目采取了若干措施來解決這一問題。最主要的是進行新風(fēng)量修正。關(guān)于修正的計算方法在參考教材有說明[1].

這里主要對VAV系統(tǒng)中的新風(fēng)修正進行特別說明

按照ASHRAE62.1-2007的計算標準,當(dāng)一個AHU負責(zé)多個VAV區(qū)域的時候,AHU的新風(fēng)量是按照X/[1+X-Y]進行修正的,X是修正前的AHU的新風(fēng)比,Y為所負擔(dān)多個區(qū)域里面的某一個要求最大比例的新風(fēng)比。特別指出當(dāng)各個分區(qū)為VAV區(qū)域的時候,所求Y的數(shù)值公式當(dāng)中的分母是該區(qū)域的最小風(fēng)量，也就是VAV關(guān)閉到最小值時候的風(fēng)量。一般VAV關(guān)閉至最小時的風(fēng)量是最大風(fēng)量的40%-50%。由此求出Y的正確數(shù)值。這樣可以保證即便某個區(qū)域的VAV關(guān)閉到了最小，各個區(qū)域的新風(fēng)量。特別是新風(fēng)比要求最高的區(qū)域也仍舊滿足要求。更加詳細的說明可以參見ASHRAE手冊[2]

另一方法是針對高密度區(qū)域,[這里的高密度區(qū)域指每100平方米超過25人工作的區(qū)域,主要是一些會議室,報告廳等]是利用CO2濃度監(jiān)測儀檢測區(qū)域內(nèi)部的CO2 濃度,進而調(diào)節(jié)進入各個一次回風(fēng)空調(diào)箱之前的新風(fēng)閥.保證室內(nèi)CO2濃度不低于需求值.[參見3.2章節(jié)];

3.2 CO2濃度探測與新風(fēng)量的連鎖:

本項目高密度區(qū)域的空調(diào)箱安裝了CO2濃度監(jiān)測裝置,安裝位置位于空調(diào)箱回風(fēng)總管上.國內(nèi)GB標準為室內(nèi)環(huán)境CO2 濃度不高于1000ppm.這一指標同時也符合ASHRAE標準。本項目在調(diào)試的時候,將其設(shè)定為不超過800ppm. 實際情況在夏季運行期間,基本上CO2濃度在450-600ppm之間波動;冬季運行期間,CO2濃度在750-800ppm之間波動。這一現(xiàn)象說明,新風(fēng)空調(diào)箱的能力滿足要求,同時新風(fēng)量也隨著CO2 的濃度實現(xiàn)了實時變化,既滿足了室內(nèi)空氣品質(zhì)要求,也滿足了節(jié)能要求。

這一措施主要在于,由于高密度區(qū)域人員密度變化很大。如果完全按照ASHRAE的新風(fēng)量標準或者GB的新風(fēng)量標準，也就是完全固定人員數(shù)量保證新風(fēng)量數(shù)值不變的話,新風(fēng)量往往在很多時候偏大很多，造成能源的浪費。因此按照區(qū)域控制通風(fēng)策略[DCV][3]的方法，針對這些高密度區(qū)域,按照CO2濃度監(jiān)控新風(fēng)量的方法進行節(jié)能。

因此在實行這一方法的時候,假設(shè)前提是室內(nèi)人員數(shù)量變化是存在的并且是起伏很大的。這也就意味著CO2濃度的監(jiān)控節(jié)能方法默認了各個區(qū)域的人員數(shù)量是不固定的，也不存在著最小的新風(fēng)量需要，只要滿足CO2濃度要求即可。總體說來這一策略是適用于高密度區(qū)域的。

3.2.1.本項目的CO2濃度探測裝置特點如下

3.2.1.1由于新風(fēng)量需要隨著CO2
濃度波動, 因此新風(fēng)閥門不能安裝為定風(fēng)量閥門.項目選用了壓力無關(guān)型的變風(fēng)量閥門;由各個區(qū)域的回風(fēng)管道上面的CO2濃度探測器控制新風(fēng)量閥門

3.2.1.2閥門設(shè)定了最小風(fēng)量值。也就是說即使某一樓面有一段時間沒有人員工作,新風(fēng)仍舊會按照一定的最低比例送入該區(qū)域,而不會完全關(guān)死.[ 當(dāng)然這種情況不太會出現(xiàn)]。需要指出閥門的最小風(fēng)量的設(shè)定應(yīng)該是試運行一段時間以后的結(jié)果,而不能簡單地按照最小的可能工作人數(shù)*30m3/h得出結(jié)果.因為每層樓面的情況是不盡相同的,最小可能工作人數(shù)的推斷是不可能精確的。而應(yīng)該在BMS系統(tǒng)上經(jīng)過一段時間的觀察和分析最后得出合理的設(shè)定值;

3.2.1.3由于該系統(tǒng)檢測的是某層樓面的回風(fēng)總管上的濃度,所以其檢測的是平均值,而并非單個房間的值.因此即使檢測的均值濃度達標,也不能意味著每個房間都達標。可能單人辦公室的濃度達標，但是相鄰的20人會議室卻不達標。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的最主要因素除了上面所說的濃度監(jiān)測的是平均值這個原因以外,還有一個原因就是冬季由于部分外區(qū)房間處于再熱狀態(tài),導(dǎo)致這些房間的VAV處于最小送風(fēng)狀態(tài),進而導(dǎo)致新風(fēng)量偏小，而產(chǎn)生的CO2卻很多。

3.2.1.4本項目被動節(jié)能措施非常好,因此在冬季的時候,95%外區(qū)基本上不需要開啟再熱盤管。此時內(nèi)外區(qū)的VAV基本上都處于比較低的風(fēng)量狀態(tài).不過仍舊可以滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)條件,只是比夏季要高。

3.2.2改善措施

基于以上這些特點可以看出,雖然本項目采用了CO2濃度的檢測,在一定程度上調(diào)節(jié)了新風(fēng)的風(fēng)量,讓其可以實時變化,起到節(jié)能的效果。但是由于3.2.1.3中所說的兩個原因,導(dǎo)致了其節(jié)能的同時卻帶來了可能的某些房間新風(fēng)不足的后果，比如會議室。因此尚有改善的空間;改善的方法可以從以下方面考慮:

3.2.2.1.按照ASHRAE62.1-2007新風(fēng)風(fēng)量計算公式進行進行X新風(fēng)量的修正;

3.2.2.2.盡可能將會議室、培訓(xùn)室這樣的高密度區(qū)域使用獨立的AHU

3.2.2.3.在冬季的時候,對于那些被動節(jié)能不好[圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)較高]的建筑,當(dāng)外區(qū)處于再熱狀態(tài)的時候,讓VAV處于夏季最大風(fēng)量狀態(tài)運行。可以看到上文中的圖1中死區(qū)左側(cè)的再熱狀態(tài)的時候,應(yīng)可以調(diào)整VAV的風(fēng)量值,讓其直接開到最大值,這樣可以滿足新風(fēng)的指標要求;

3.2.2.4.在冬季的時候,對于那些被動節(jié)能好的建筑, 由于其外部基本不需要開再熱,比如本項目. 則應(yīng)該上調(diào)AHU的出風(fēng)溫度, 使其逐漸逼近室內(nèi)溫度.[但是始終不高于室內(nèi)溫度? 相當(dāng)于一直送冷風(fēng)]。迫使末端的VAV開大,從而保證新風(fēng)量;

3.3置換通風(fēng)系統(tǒng)

本項目中有一些房間比如演講廳,大型培訓(xùn)室[超過60人],均屬于高大空間房間類型,層高均高于4.5m,而且面積較大,達到幾百平方米。因此采用了置換通風(fēng)的方式進行處理。

3.3.1總所周知,適用的置換通風(fēng)系統(tǒng)有以下一些顯著特點:

3.3.1.1.處理的區(qū)域的相對濕度的控制精度不需要很高;

3.3.1.2.送風(fēng)點的溫度可以處理的比較高,一般達到18-19度,而且系統(tǒng)主要以處理室內(nèi)顯熱為主,潛熱的影響忽略不計---這個也是濕度精度控制不高的條件;

3.3.1.3.末端風(fēng)速很低,大約0.5m/s[本項目最高不超過0.7m/s],因此末端送風(fēng)口的占用面積較大,可以利用墻角四邊和櫥柜兩側(cè)的空間,將送風(fēng)口布置為90度圓柱或者平板式風(fēng)口.

3.3.2置換通風(fēng)的優(yōu)勢

3.3.2.1.在進行冷熱負荷計算時,由于不考慮室內(nèi)的潛熱處理,房間相對濕度可以相對較高;并且由于存在低區(qū)至高區(qū)的溫度梯度,有一部分被帶至高區(qū)排出;這樣就可以使得送排風(fēng)溫差可以較大。一般可以在10度以上

3.3.2.2.在處于過渡季節(jié)的時候,可以更加長期的使用免費室外新風(fēng).因為送風(fēng)的溫度可以相對較高;

3.3.2.3.低區(qū)的空氣品質(zhì)可以更好 ,CO2的濃度可以更低;

3.3.3置換通風(fēng)的劣勢:

3.3.3.1.需要特別指出,3.3.2中的第一條和第二條需要同時使用才可以起到節(jié)能的效果.如果高區(qū)的熱風(fēng)是被直接排出，并且所在地區(qū)可以長期甚至在初夏和初秋均使用室外免費冷風(fēng)，短期使用空調(diào)系統(tǒng)冷凍水制冷，那么置換通風(fēng)是節(jié)能的。

如果高區(qū)的熱風(fēng)仍舊回到了混風(fēng)空調(diào)箱,那么這一部分熱風(fēng)仍舊需要被處理至合理的溫濕度再送入房間。也就是說室內(nèi)產(chǎn)生的顯熱和潛熱仍舊需要全部被AHU 處理掉,那么此時的置換通風(fēng)系統(tǒng)則并不可能節(jié)能很多;

這一結(jié)果說明置換通風(fēng)更加適合使用在長年溫度較低相對濕度較為干燥的地區(qū),但是并不太適用于四季分明,長年濕度較高的地區(qū)。這也是為何北歐地區(qū)采用置換通風(fēng)較多的原因;在中國大陸,西北地區(qū)和東北地區(qū)的項目應(yīng)該更加適合采用這種形式.而上海地區(qū)除了劇場和影院等高大空間以外,普通的辦公樓建筑內(nèi)的高大空間如果僅僅是為了節(jié)能則不建議采用這種方式.

3.3.3.2. 本項目由于采用了統(tǒng)一的新風(fēng)處理空調(diào)箱處理所有樓層的新風(fēng),也包括這些大區(qū)域。因此過渡季節(jié)的免費室外冷風(fēng)則不可以利用,這是一個缺憾.因此第一條里面提到的熱空氣仍舊需要被AHU處理,從節(jié)能的角度而言,其并無優(yōu)勢。但是從室內(nèi)空氣品質(zhì)角度,空氣質(zhì)量更好。前文已經(jīng)陳述,樓內(nèi)所有的CO2濃度全部沒有超過600ppm.這也即是3.3.2.3里面提到的,如果建筑內(nèi)部的室內(nèi)空氣品質(zhì)要求處于優(yōu)先考慮的地位,則利用置換通風(fēng)是合理的優(yōu)先選擇;

下面筆者以本項目的一個房間來說明置換通風(fēng)和上送上回系統(tǒng)從冷熱源負荷,風(fēng)量的區(qū)別.以夏季工況為計算對象。這里的計算僅僅按照通風(fēng)換氣的計算方法進行比較,并沒有按照室內(nèi)空氣品質(zhì)的角度進行比較。

該高級培訓(xùn)室的參數(shù),面積為300m2,有60人在內(nèi)培訓(xùn).層高4.5m,夏季房間上送上回

設(shè)計參數(shù)干球溫度為25度左右,相對濕度大約在53%左右，呼吸區(qū)相對濕度要求為40%-70%；

置換通風(fēng)設(shè)計參數(shù),房間溫度22-25度，呼吸區(qū)相對濕度<=70%.置換通風(fēng)的工作區(qū)高度層為2m.

用上送上回的方式計算結(jié)果如下：

（焓濕圖為圖2）

各點狀態(tài)點參數(shù)如下（表3）:

新風(fēng)量=30*60=1800m3/h

露點送風(fēng)溫度=18.45度,相對濕度=95%，焓值=50.66kj/kg，絕對濕度12.63g/kg

室內(nèi)顯熱負荷25.02kw

室內(nèi)散濕量=61g/h*60=3660g/h，潛熱負荷為(2500-25*2.35)*3.66/3600=2.48kw

送風(fēng)溫差=25-18.45=6.55度

新風(fēng)比=1800/11059=16.3%

D1-D2=3660/[11059*1.2]=0.276g/kg

新風(fēng)負荷[從室外34度,80%,104kj/kg的狀態(tài)處理到25度, 65%,58.12kj/kg的狀態(tài)]=1800/3600*1.2*[104-58.12]=27.5kw

則總體負荷為新風(fēng)負荷+室內(nèi)顯熱負荷+室內(nèi)潛熱負荷=27.5+25.02+2.48=55kw

從焓濕圖AHU的冷量計算角度驗證此結(jié)果

新回風(fēng)混合點狀態(tài):

I=104*16.3%+[1-16.3%]*58.12=65.6kj/kg

則AHU處理冷量為11059/3600*1.2*[65.6-50.66]=55kw

顯然從冷量關(guān)系看,AHU的處理冷量為新風(fēng)負荷+室內(nèi)顯熱負荷+室內(nèi)潛熱負荷

兩種方法計算結(jié)果吻合,AHU處理的冷量為55kw

采用置換通風(fēng)的方式按照處理負荷要求計算結(jié)果如下:（焓濕圖為圖3）

各點狀態(tài)點參數(shù)如下（表4）:

人員為站姿,工作區(qū)高度為2m,假定人的腳處為22度，
頭處為25度,按照33%的準則得出,排風(fēng)溫度為28.75度,送風(fēng)出口溫度為18.6度[具體計算方法可以參考手冊[4].得出下列參數(shù):

新風(fēng)量為30*60=1800m3/h

送風(fēng)溫度為18.625度

送排風(fēng)溫差=28.75-18.625=10.125度

新風(fēng)比1800/7340=24.52%

D1-d2=3660/[7340*1.2]=0.42g/kg

排風(fēng)狀態(tài)點
28.75度,13.22g/kg,焓值62.6kj/kg

新風(fēng)負荷[從室外34度,80%,104kj/kg的狀態(tài)處理到28.75度, 53.4%,62.6kj/kg的狀態(tài)]=1800/3600*1.2*[104-62.6]=24.84kw

室內(nèi)顯熱負荷25.02kw

室內(nèi)散濕量=61g/h*60=3660g/h,

潛熱負荷為(2500-2.35*25)*3.66/3600=2.5kw

則總體負荷為新風(fēng)負荷+室內(nèi)顯熱負荷+室內(nèi)潛熱負荷=24.84+25.02+2.5=52.36kw

新回風(fēng)混合點狀態(tài):

I=104*24.5%+[1-24.5%]*62.6

I=72.7kj/kg

則AHU處理的冷量為7340/3600*1.2*[72.7-51.3]=52.36kw

顯然從冷量關(guān)系看,AHU的處理冷量為新風(fēng)負荷+室內(nèi)顯熱負荷+室內(nèi)潛熱負荷。兩種方法計算的結(jié)果相吻合。AHU處理的冷量為52.36kw

比較以上兩種情況可以看出,置換通風(fēng)相比較于普通送風(fēng)[在不能利用過渡季節(jié)室外新風(fēng)的情況下]

1.室內(nèi)的顯熱和潛熱負荷并無太大差別。唯一的區(qū)別在于處于置換通風(fēng)之中的人員的顯熱和潛熱負荷由于人員本身處于相對低干一些的環(huán)境之中,可以使得顯熱潛熱量略微小一些。但是不可能很多;而且這一差別也無法從設(shè)計計算的角度反映出來

2.新風(fēng)負荷可以略微下降一些,這是因為對于置換通風(fēng)而言,新風(fēng)最終處理的室內(nèi)狀態(tài)點焓值可以較高;兩種情況下新風(fēng)量一樣。這樣則處理新風(fēng)的冷凍水量和冷機負荷可以下降。

3. 置換通風(fēng)排風(fēng)溫差相較于普通方式更大。此案例中普通方式為11039m3/h, 置換通風(fēng)為7340m3/h.因此風(fēng)機的風(fēng)量和壓頭也可以較小一些。這樣風(fēng)機的耗能可以有較大下降。

3.4熱回收裝置

熱回收裝置又分為顯熱回收裝置和全熱回收裝置。全熱回收裝置由于存在一定比例的滲漏,因此不適用于對室外新風(fēng)質(zhì)量要求嚴格的地方。比如實驗室,潔凈室等區(qū)域。本項目為辦公樓,因此采用了全熱回收轉(zhuǎn)輪。

根據(jù)國家節(jié)能相關(guān)標準,顯熱回收與潛熱回收的效率均不應(yīng)該低于60%。本項目中所選用的全熱轉(zhuǎn)輪回收裝置從歐洲直接進口,全熱效率均不低于68%。

本項目熱轉(zhuǎn)輪回收裝置的參數(shù)如下:

送排風(fēng)量均是50000m3/h

全熱回收效率69%

顯熱回收效率75%

轉(zhuǎn)輪材料采用沸石分子篩

狀態(tài)點分別是(表5)

這里可以計算出

全熱效率=(104.5-70)/(104.5-50.3)=34.5/54.2=68.6%

顯熱效率=(34-26.5)/(34-24)=75%

潛熱效率=(27.4-17)/(27.4-10.3)=10.4/17.1=60.8%

而根據(jù)項目結(jié)束以后的實際運行情況來看,結(jié)果如下

由于辦公樓內(nèi)部的衛(wèi)生間，清潔室的排風(fēng)的存在,大約消耗了40%的新風(fēng)量,因此實際的熱回收的排風(fēng)量大約只有新風(fēng)量的60%.按照規(guī)范要求, 這種情況可以按照公式[5]

進行熱回收效率的計算和分析。

公式為:η總效率=G*(h1-h2)/[Gmin*(h1-h3)]

G為新風(fēng)量m3/h

Gmin為新風(fēng)量和排風(fēng)量兩者中的較小風(fēng)量m3/h

H1為室外狀態(tài)焓值,h2為熱回收后的新風(fēng)狀態(tài)焓值,h3為室內(nèi)排風(fēng)狀態(tài)焓值。單位均為kj/kg

η顯熱效率 ,η潛熱效率 的公式形式是一樣的，就不一一敘述

設(shè)施管理公司按照BMS上面的記錄結(jié)果得到如下數(shù)據(jù):

在夏季的最不利的兩周,此時的室外溫濕度為40度,65%，31g/kg.在經(jīng)過轉(zhuǎn)輪以后,溫濕度分別變成31度,86.4%,21.6g/kg.

列表如下(表6)

全熱效率=(120-86.4)/[0.6*(120-52.6)]=33.6/40.4=83%

顯熱效率=(40-31)/[0.6*(40-24)]=9/9.6=93.75%

潛熱效率=(31-21.6)/[0.6*(31-11.2)]=9.4/11.9=79%

從以上的分析可以看出,室外空氣狀態(tài)越極端,越冷或者越熱.轉(zhuǎn)輪熱回收的效率越高。因此在辦公樓項目中全熱轉(zhuǎn)輪也是非常有效的節(jié)能措施。此項技術(shù)也被LEED BD+C指導(dǎo)手冊[6]推薦為節(jié)約能耗的四項主要措施之一。

3.5冷凍水二次泵系統(tǒng)變頻和空調(diào)熱水二次泵系統(tǒng)變頻

這一種節(jié)能運行方式已經(jīng)作為成熟的技術(shù)在很多項目中采用。由于系統(tǒng)末端的AHU全部采用了兩通電動閥,因此二次泵的節(jié)能效果較能夠得到體現(xiàn)。由于很多著作和論文已經(jīng)涉及了這一部分,本文就不再贅述其原理。

以冷凍水系統(tǒng)為例,見圖4，設(shè)施管理部門的運行實際結(jié)果為盛夏季節(jié)的二次泵基本為單臺全頻50HZ運行 （系統(tǒng)水泵為一用一備），此時的冷凍機的一次泵為定頻運行,冷機運行負荷在

90%-95%之間。過渡季節(jié)，如初秋和春季,二次泵的頻率在30HZ-40HZ之間波動,此時的冷凍機的負荷在50%-70%之間。如此看來二次泵的運行頻率和冷凍機的負荷能夠緊密相關(guān),節(jié)能的意圖得到了體現(xiàn)。當(dāng)然這與設(shè)計選型的精確程度,設(shè)備自身的性能,BMS的控制邏輯以及設(shè)施運行管理人員的管理都密不可分。

二次泵變頻實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵在于冷凍機群控的加減機狀況和二次泵的頻率（也即是用二次冷凍水量）緊密結(jié)合。調(diào)試中需要密切關(guān)注的一個問題在于,當(dāng)末端的冷負荷增大,各個兩通電動閥門均逐步開大的過程中。二次側(cè)主管上面的壓差傳感器感受到壓差下降,要求二次泵的逐漸增大頻率以提供更高的冷凍水量。而這時,二次側(cè)水泵的吸入口的水溫(也就是末端設(shè)備的回水溫度)是上升的。如果此時冷凍機群控的加機程序不能迅速加機的話那么,就會導(dǎo)致平衡管里的水流方向發(fā)生反流,導(dǎo)致大量的末端高溫回水不回到冷凍機而是直接回到二次水泵，造成二次側(cè)出水的溫度越來越高,末端房間的溫度會越來越高。

因此在進行設(shè)計的時候,要注意以前幾個方面的問題:

1.冷凍機的加減機邏輯和群控的合理性。特別是加減機的延遲時間,加減機的控制點(如是采用冷凍機群組的總出水點水溫還是二次水泵的吸入口水溫還是更加合理的利用總的共回水溫度以及流量進而算出實際負荷等),二次側(cè)設(shè)定的壓差;

2.冷凍機的選型應(yīng)該以幾大配一小的方式進行,小機的冷量應(yīng)該以大機的35%-40%冷量為標準。這是因為目前多數(shù)項目的選型是應(yīng)該以大機使用離心機而小機選用螺桿機的組合方式。而一般大機的喘振區(qū)位于40%以下.因此目前的這種選擇方式可以最大程度避免大機負載過低出現(xiàn)喘振，實現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)運行和增減機。

3.平衡管的設(shè)定應(yīng)該以滿足能夠旁通一臺大機的流量為準。也就是應(yīng)該和一次泵的大機的出水管徑一致。

4.當(dāng)然最主要冷凍機，一次泵，二次泵的選型要準確,和實際流量和揚程相符。

3.6被動節(jié)能

被動節(jié)能是建筑項目當(dāng)中非常重要的因素。一般而言被動節(jié)能被定義為采用非機械手段進行建筑節(jié)能:主要策略有最佳建筑朝向,良好的圍護結(jié)構(gòu)性能,天窗采光,外部遮陽措施,自然通風(fēng),超高或者超低太陽能反射指數(shù)（Solar
Reflectance Index，簡稱SRI）的樓頂反射膜等等方式。

本項目中最主要考慮了圍護結(jié)構(gòu)和水平外部遮陽措施。與ASHRAE90.1-2007和GB50189-2005

的規(guī)范中所要求的各項主要指標相比結(jié)果列表如下（表7）

說明如下:

1. 此表格僅僅列出了主要圍護項目,并沒有完整列出所有項目。

2. 所有數(shù)據(jù)的單位為w/m2. ℃

3. 上海地區(qū)在ASHRAE里面的地區(qū)是Zone3

從此表可以看出,ASHARAE基礎(chǔ)標準對于外圍護結(jié)構(gòu)要求較高。而對于外窗的要求并不十分高。一般的雙層LOW-E的玻璃都能夠達到標準。

在LEED BD+C指導(dǎo)手冊[6]的能源與大氣章節(jié),列舉了四項主要節(jié)能措施,它們分別是:

1.降低建筑本身的耗能,可以通過良好的圍護結(jié)構(gòu)減少進入熱負荷,降低冗余的照明負荷等等達到;

2.采用高效的建筑機電設(shè)備,選擇合適的機電能力,保證高效的運行效率等等措施達到;

3.采用現(xiàn)場余熱或者廢熱回收,或者廢水回收技術(shù)降低能耗;如熱電聯(lián)產(chǎn)CHP技術(shù)等等;

4.采用現(xiàn)場再生能源降低對外部能源的依賴。例如太陽能采暖,太陽能光伏,風(fēng)力發(fā)電等等措施;

本項目采用LEED項目所允許采用的建筑負荷模擬計算軟件eQUEST得到一個年度的L理論設(shè)計能耗,與標準能耗相比.降低了22%的費用。

本項目被動節(jié)能措施極好, 從設(shè)施管理部門反饋的結(jié)果。在冬季95%外區(qū)的末端VAV的再熱盤管無需開啟,只要送19度左右的一次回風(fēng)即可維持室內(nèi)溫度不低于22度。也即是說外區(qū)的設(shè)備和人員散熱量已經(jīng)可以彌補圍護結(jié)構(gòu)的散熱并且還有一定的熱量富余。

3.7
其余節(jié)能措施:

本項目在很多方面還采取了很多節(jié)能措施,比如采用高效率電機,熱回收的冷凍機,智能能源計量裝置[檢測電能、天然氣、市政供水、雨水回收利用、綠頂、蒸汽冷凝水回收利用等等]，限于篇幅且部分項目不屬于暖通范疇，就不一一詳述。

4.結(jié)論:

以上所列出的這些暖通方面的節(jié)能措施和手段，在現(xiàn)有建筑技術(shù)下均是成熟的。可以用于各種建筑項目。如果在項目前期,特別是可行性研究階段,考慮了這些技術(shù)，對于建筑的全生命周期成本和評價(life cycle cost and life cycle assessment)有很大的好處。

參考書目

1.
全國勘察設(shè)計注冊公用設(shè)備工程師暖通空調(diào)專業(yè)考試復(fù)習(xí)教材(第三版)P556

2.
ASHRAE60.1-2007 Section 6

3. 62.1 User’s Manual ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2007 Ventilation for Acceptable Indoor
Air Quality

4.
用供熱空調(diào)設(shè)計手冊第二版(上冊)置換通風(fēng)章節(jié)

5.
Air- Conditioning & Refrigeration Institute (ARI2005-1-60)
2005 Standard For Performance Rating Of Air-To-Air Heat Exchangers For Energy
Recovery Ventilation Equipment-2005

6.
Green Building Design And Construction Reference
Guide 2009 P263-264