1、 毕业设计 文 献综 述 建筑环境与设备工程 风机盘管的应用与发展趋势 摘要 随着我国经济和科学技术的发展，各地都在兴建高标准的办公、生活等建筑。建筑的建造水准和设备水准体现了一个国家的现代化程度和技术水平，其空调方式应能适应建筑的功能需求，因此对于建筑的空调系统设计是至关重要的。在目前各类建筑物中，大量采用先进设备和相应配套设备而行成的中央空调系统已经成为现代化建筑技术的重要标志之一，是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。 风机盘管空调系统布置灵活，节省建筑空间，可分别调节各房间的室内状 态参数，当某些房间关闭机组时不影响其他房间，这就节省了运行费用，近年来广泛应用
2、于民用建筑，特别是 其中的高静压风机盘管，让风机盘管得到更加灵活方便的应用。 教学楼是一个室内人口众多的公共场所，室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量等，对教师和学生的身体健康影响很大。对于教学楼建筑设施的空气环境质量要引起人们的重视。中央空调系统在满足健康、舒适的同时，也不能忘记节能这一主题。 关键词： 节能、风机盘管、新风、趋势 一、课题研究历史和现状 能源是国家经济的支柱，作为一个能源消耗量庞大的国家，美国在研究提高能 源利用率和节能方面投入了大量的人力和物力。据统计，美国的整个能源消耗比例中，多余 1/3 的能源用在建筑能耗上，而这些能耗是用来提高人们的热舒适感和空气质量，以此来提高人
3、们的生活质量。为了研究高性能冷水机组，美国的一些制冷设备生产厂商不惜投入大量资源，使得冷水机组单位制冷量的能耗仅为 20 世纪 70 年代的 62.3%。美国在空调冷源水系统方面的研究也取得了一定的成果，在冷却水系统方面着重于降低冷却水的流量，以便于减少冷却水泵能量消耗。我们知道日本这个国家资源贫乏，其主要能源要依靠进口，但于此同时他们的能源消耗巨大。因 此，对日本来说在研究节能和提高能源的利用率上意义重大。长久以来，日本在建筑节能方面做了大量工作，出台了许多节能方面的规定，制定了一些建筑节能的评价方法。日本的一些设备生产厂家对空调及制冷设备的投入也很大。世界各国都在极力发展可再生能源作为空调
4、冷热源。地源热泵供暖空调是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统。在美国、瑞士、瑞典等国的整个空调系统中地源热泵系统占到了很大的比重。 我国人均资源量远低于世界平均水平，但是近年来，由于国民经济发展迅速，使我国的能源问题越来越严峻。为了国家的可持续发展，国家领导 人将节能减排提上了日程。 伴随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，建筑物内安装空调几乎成为必须的环节，建筑物的能耗需求也急剧上升，电力资源供不应求的情况时有发生。在我国建筑总能耗中，空调系统的能耗所占有的比重相当大，因此对于空调系统的节能问题的研究就显得异常重要。在建筑空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。这些
5、年来，我国暖通空调学术和工程界在空调冷源系统的节能方面下了很多的功夫。研究的重点主要集中在对冷源系统形式的选择上，特别是对压缩式冷水机组和吸收式冷水机组的技术和经济进行研究比较。对众多 方案进行分析后行成共识：吸收式冷水机组虽然节省用电，但并不节能，对于其在我国的应用要依情况而定，对于有可利用余热的地区，应提倡使用吸收式冷水机组，而一般建筑物则可以采用蒸汽压缩式制冷。同时，在对冷热源系统进行选择时，还要考虑建筑物所在地区的电力供应状况、能源情况、气象条件、空调系统是否有采用余热回收的可能性等问题。 二、风机盘管加新风系统的研究 长久以来，风机盘管加新风空调系统在控制各区域空调机组的启停和室内温
6、度时非常灵活方便，并且节省建筑装修空间和工程的造价，是宾馆饭店和写字楼等办公建筑首选的半集中式空调 系统行式。 这种空调系统的优点是控制方便，较节能，造价低。缺点是大量的空气在室内重复循环，在风机盘管回风过滤网、表冷器、冷凝水盘等处极易滋生细菌、病毒等微生物，使空气受到污染。虽然安装了新风系统，可是新风量也只是满足室内人员的最低卫生要求。长时间在办公室上班的人员有时会感到头昏、嗜睡、胸闷、乏力、精神不振、注意力不集中、情绪起伏等现象，这些都是“病态建筑综合症”（ SBS： Sick Building Syndrome）的通常表现，即俗称的“空调病”。为有效地防止这种现象，尽量消除这一缺陷。我们
7、可以在中央空调中 ，采用抗菌型风机盘管、抗菌型新风处理机、抗菌型回风过滤网、 UVC 紫外线杀菌灯等手段全方位抗菌杀菌，使室内空气保持洁净。使我们在设计当中能优先选用风机盘管这一造价低，控制方便的中央空调形式。 由于现在能源供应的紧张，现在除了提倡健康空调 ,还比较流行节能空调。节能空调就是通过各种方法对中央空调中可以调节的部分进行调解控制，从而达到不浪费能源的目的。 风机盘管空调机组（ FCU）的冷热量调节，一般有三种方法：（ 1）水量调节法；（ 2）风量调节法；（ 3）空气旁通调节法。空气旁通调节法采用较少，主要采用水量调节和风量调节法。国内对风机盘管空调机组的水量调节，一般是采用温控器，
8、控制电动两通阀的开关，对风机盘管的供水实行供或停的两位调节，风量调节则采用高、中、低三档变速调节法，由人工进行控制。 无级调速变风量风机盘管空调机组是由智能温控器和风机盘管空调机组两部分组成，室内温度的控制是通过无级调节风机盘管机组的送风量来完成。当室内温度低于设定温度（冬季为高于），温控器在设定的时间隔内，开始降低风机盘管机组风机转速，即减少送入室内的风量，直到室内温度等于设定温度，风机盘管机组风机保持在该转速下运行。室内温度波动可控制在正负 0.5 摄 氏度范围内。 无级调节风机电机的转速，由于已作线性化处理，所以风机盘管机组的风量完全与电压成线性关系，从而实现风机送风量的自动控制和无级调
9、节，使室内温度控制在规定的范围内。 带独立新风的风机盘管空调系统的能耗主要由以下几部分组成：冷水机组、冷却塔、水泵、风机盘管空调机组、新风机组。对于变风量风机盘管空调系统，冷却塔、水泵、新风机组的容量是不变的，而风机盘管空调机组和冷水机组的容量是可调节的。 采用无级调速之后，除了可以明显减少风机盘管空调机组的风机耗电量之外，风机盘管空调机组的冷量随转速的减少而明显下降，这 样不但避免了房间过冷（冬季过热）现象的发生，更主要的是空调系统的能耗可以相应减少。 采用变风量技术，可以明显减少空调系统的全年能耗，风机盘管全年单位冷量耗量电可减少 45 -55，冷水机组全年单位冷量耗电量可减少 15 -2
10、5。 我国建筑空调系统节能研究有待解决的问题 通过对一些地区空调系统的调查发现，设计人员在涉及选用冷水机组时多考虑其额定工况下的全负荷性能，而对其部分负荷性能的考虑较少。在风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的选择应用上我国制冷工程界也存在着认识上的差异。我国在冷源水系统方面的研究目前较少，一 般都是按冷水机组的样本提供的冷却水量和冷冻水量进行冷却水泵和冷冻水泵的选择。对于水系统的水泵是否运行节能则关注不多。事实上，对于冷水机组的运行而言，冷凝器和蒸发器都要求定流量，因此，对于冷水机组部分负荷状态运行时，水泵的输出都是全负荷输出，水系统的全年运行能耗是相当大的。因此水系统的节能具有很大的潜力。 空调
11、制冷技术的诞生是建筑技术史一项重大进步，它标志着人类从被动适应宏观自然气候发展到主动控制建筑微气候，在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实的一步。但是对空调的依赖也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。 制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但 20 世纪 70 年代的全球能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的 35%，空调能耗又约占建筑能耗的 50% 60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达 22.75%。因此，建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。于是降低空调能耗也被
12、纳于建筑节能的任务中，如何更好的利用现在的空调技术服务人类同时又能满足建筑能耗的要求，是现阶段专业技术人员的工作要点。而暖通空 调设计方案的好坏直接影响着建筑环境的质量和节能状况。随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。 三、空调发展趋势 现代化多功能商品楼的空调设计除传统
13、的空调方式外，近年来又出现了一些新的空调 方式，有新有老，新老结合是多功能楼空调设计的最大特点。 （ 1）风机盘管加新风是最常用的空调方式。这种方式目前国内设计中最为常用，在 70 80 代，国内有 70% 80%的办公楼就是这种方式。 （ 2）空调机组的低风速全空气空调方式重新得到重用。国外有 40%左右的多功能楼采用了全空气方式，这是因为多功能楼周边负荷比较稳定，而大量 OA 机器的采用又需要严格防止凝水和渗漏水，水配管最好不通过业务空间。所以大量采用。 （ 3）热泵空调大展风采。由于城市环境的要求，不允许设置锅炉房，在没有区域集中供热供冷（ DHC）的条件下， 尤其是带有商场、旅馆及办公
14、室的多功能楼建筑，采用热泵机组收集余热就是最佳的空调方式。 （ 4） 末端可调变风量空调方式。近年来国外提出了末端可调变风量系统的概念（ TRAV），用先进的电脑软件，根据末端装置实际风量变化直接控制送风机，并保持风道的压力平衡，适合办公楼内部区负荷变化，以及各人自主调节风量的使用条件。 （ 5） 香味空调和森林浴空调方式。香味空调有三种方式： 1）是在全空气系统的送风道内用香味发生机间歇脉冲式地喷入香水； 2）是在室内单独设置香味发生机，用壁挂式等几中方式； 3）是通过自然蒸发向室内散发香味 。 四、总结 随着控制技术的不断成熟及广泛的应用，如今不但能通过变频器来控制风机盘管中风机的转速来达
15、到节能的效果，还能通过电磁阀来控制盘管中的水量，使制冷或供热与通风完全隔离开来。这样在不需要制冷时，可以通过控制器上的通风选项来关闭盘管中的冷水流动达到关闭制冷的功能，单是风机还是能通过变频器独立运作，从而满足了卫生要求。这样看来，如今的风机盘管系统即能保证卫生要求又能达到节能的目标，相信风机盘管加新风系统将永远是办公楼型中央空调系统设计中的首选。 五、参考文献 1赵荣义，范存养，薛殿华，钱以明 . 空气调 节（第 4 版） M.北京：中国建筑工业出版社， 2008. 2金招芬，朱颖心 . 建筑环境学 M.中国建筑工业出版社， 2001 3黄晨 . 建筑环境学 M.机械工业出版社， 2007
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