前言:
隨著時代的進步發展,人們對于辦公建筑的舒適度要求是越來越高,而國家對節能的希望也是越來越迫切<應該是要求,可沒多少能達到>,為了選擇更好的末端系統,業主或者稱之為甲方的,常常會在項目方案階段針對項目不同業態區域進行系統要求的分析,我們今天就拿高檔點的辦公樓來說事,看看常規辦公樓用什么末端暖通系統。望大家也能在以后的項目中參考利用到本文中所提到的點。
辦公建筑常常能用到的末端暖通系統有:
1:FCU+PAU(風機盤管+新風);
2:VAV(變風量);
3:VRF+地暖<北方地區使用較廣>;
4:VRF<檔次稍低的使用較廣>;
5:輻射吊頂<近幾年稍微較活躍的系統形式>。
以上幾種形式也是小編參與過的項目中親身體會過的。下面就以上最常見的VAVvsFCU+PAU空調末端形式為對象進行分析。
一:技術對比:
1、VAV系統:為全空氣空調系統,能夠進行針對新風量的調節,全年都能保證新風量的充足供應,空氣品質更好,特別是在過渡季節里,可以使用全新風進行供冷,在保證室內空氣品質的同時,又達到了節能的目的。
FCU+PAU系統:為氣水系統,該系統只能靠新風管從室外引入少量新風,大部分空氣都是循環利用室內回風,空氣更新速度慢,空氣品質較差。該系統不可能使用全新風供冷,因此,在過渡季節,室內溫度較高時仍需要開啟制冷機降溫,無法利用室外的自然空氣,節能效果無法體現。
2、風機盤管:翅片及水盤上會產生大量的凝結水,為微生物的繁殖提供了有利的場所,容易滋生各種霉菌、藻類以及致病菌,引發空調系統的“二次污染”,影響人體的健康。
VAV系統:采用全空氣進行供冷,冷空氣經過空調機組集中處理后再送入房間,在室內不會產生“二次污染”,空氣質量得到有效地改善。
3、VAV系統:可以實現每個房間的獨立控制,并可根據需要對室內的溫度、濕度進行分別控制,還可以通過控制二氧化碳的濃度來調節室內的空氣品質,達到不同的使用需求。另外,VAV系統還可以和中央控制系統進行連接,實現遠程自動化控制。
風機盤管系統:只能對室內的溫度進行單一控制,無法對室內的濕度或二氧化碳濃度進行調節,也無法實現遠程控制。但現在可以通過辦公內、外區均采用四管制風機盤管加新風系統,可實現內、外區獨立的供冷供熱。
4、VAV系統:在末端除了一個功率極小的控制電機外,再無其它動作部件,因此,系統的噪聲相對較低,如果有更高的噪聲要求,可以在變風量箱的后部加裝消聲設備來進一步降低噪音。
風機盤管系統:是依靠風機使室內空氣進行循環對流,因此噪聲相對較大,且無法對設備進行消聲處理。
5、VAV系統:易損部件及動力部件均很少,因此,設備的損壞率及維護費用很低。
風機盤管系統:由循環的冷凍水提供冷源,水系統的跑、冒、滴、漏現象非常普遍,增加了工程的施工要求及系統的維護力度,如稍有不慎,使冷凍水滴在天花板上,極易造成天花的腐爛、霉變,影響室內美觀。而且,每臺風機盤管均有數量不等的風機、電機,這些動力部件的損耗、維護也需不小的開支。
6、VAV系統:可以在早晨上班之前通過中央控制系統提前為室內供應全新風,利用室外溫度較低的新鮮空氣進行預冷、換氣,進一步降低空調能耗并改善室內空氣質量,避免清晨上班的人員進入室內初期的悶熱感。
風機盤管系統:無法對室內空氣進行預處理,清晨時段室內的空氣質量最為惡劣。
目前空調末端系統采用的形式有許多,其中最常用的是風機盤管加新風機系統和VAV變風量系統,在國內采用最多的是前者,而在許多空調技術發達的國家則基本采用后者。推薦在大溫差供水系統中采用無風機驅動變風量風機箱(VAV BOX),如果采用低溫送風系統則推薦采用風機動力變風量風機箱(VAV BOX)。
三者的區別如下:
通過上述比較可以看出:
VAV系統有著風機盤管加新風機系統無可比擬的優勢,而且輔以冰蓄冷空調系統和大溫差供水系統或低溫送風系統后,雖然末端設備投資較風機盤管加新風機系統略高,但由于風、水系統的材料耗量明顯降低,工程費用隨之減少,實際末端系統的初投資與風機盤管加新風機系統基本持平。
二:節能分析<具體項目分析>:
變風量空調系統的節能原理前已敘及。下面以一個具體工程實例的節能計算來進一步闡述這個問題。
項目簡介:北京北大太平洋電子科技廣場總建筑面積:41038m2,其中空調面積:28320m2,該大廈空調系統原設計為風機盤管加新風系統(方案A),后進行變風量空調系統的設計(方案B)。變風量空調系統的節能主要體現在以下三個方面:
1:變風量空調系統通過對空調機組的風機加裝變頻裝置,而大大節約空調機組的風機的運行能耗。
該工程為變風量空調系統服務的空調機組的電機總容量為363Kw,每天工作11小時,每月工作日22天,全年工作264天。
變風量空調系統的空調機組不加裝變頻裝置時,全年的用電量為:
363KwX11小時/天X264天=1054152Kwh
營業電費:0.9元/度,則一年的總運行費用為:948737元
在變風量空調系統的空調機組的風機上加裝變頻驅動器,則有如下數據:
在設計工況下,電機輸入功率為100%;在80%的設計工況下,電機輸入功率減少到51%,在50%設計工況下,電機輸入功率減少到15%。
送風量與風機電機輸入功率關系曲線見下圖3。
據實際統計,在北京這樣的氣候條件下,次類建筑的空調系統全年運行中,有10%的時間在設計工況下運行,20%的時間在80%的設計工況下運行,70%的時間在50%的設計工況下運行(不同特性或不同地點的空調系統會有所不同)。
采用變風量空調系統的空調機組加裝變頻裝置后,一年的用電量為:
363Kw x 11小時/天 x 264天 x(10%x100%+20%x51%+70%x15%)=323625Kwh
(這僅是工程上一種簡化的統計計算方法,精確計算不在本文討論范圍)
營業電費:0.9元/度,則一年的總運行費用為:291263元
由此可見,空調機組的風機加裝變頻裝置后,每年可節約運行費用:
948737元-291263元=657474元
2:變風量空調系統可以充分利用室外新風做為冷源,這種方式被稱做“經濟循環”。在過渡季,變風量空調系統可以直接將室外新風送入室內,由排風機排走,系統用做直流式系統,從而節約能源,而這一點在方案A(風機盤管+新風)中是做不到的。過渡季采用經濟循環節約的費用如下:
3:變風量空調系統基于對瞬時負荷的計算,能量可以實現動態轉移,因而系統設計通�?晒澕s冷量15%至40%,系統的總裝機容量可減少10%至30%。
該工程原設計(方案A)中,制冷及空調設備用電量為:1004.54Kw,改做變風量空調系統設計(方案B)后,制冷及空調設備用電量為778.79Kw。因此系統的總裝機容可減少:
(1004.54Kw-778.79Kw)÷1004.54KwX100% =22.5%
冷熱源采用直燃型溴化鋰機組,方案A的額定天燃氣消耗量為408.00NM3/h;
方案B的額定天燃氣消耗量為348.20NM3/h。
額定天燃氣消耗量可減少:
(408.00NM3/h-348.20NM3/h)÷408.00NM3/hX100%=14.7%
基于變風量空調系統上述的節能優勢,下面對方案A與方案B全年的運行費用比較如下:
從以上數據來看,總的來說VAV變風量系統是有所節能的,但未何國內的一些辦公建筑不使用該系統呢?
三:結論:
一朋友如是說:現在市場上對于這個確實有很多爭論。單說節能,風機盤管加新風會比VAV節能,或者說整體投資和運行費用會低些。但是兩者達到的效果是不一樣的,VAV是為了滿足高舒適性而做的,如果要是達到同樣的舒適性,同樣的效果,VAV會比風機盤管加新風有優勢,只不過就是目前VAV市場上做的不好而已,很多項目都是調試不出來的。
原因很多設計、系統、施工、產品、調試方案等等都有可能導致系統不能滿足我們設計所要求的。遇到了個知名開發商說他們以后項目再也不用VAV系統了,因為他們的VAV項目從來沒有一個調試出來的。
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