內(nèi)容提要：當(dāng)代空調(diào)的發(fā)展離不開兩個(gè)可說(shuō)是永恒的主題：一個(gè)是室內(nèi)空氣品質(zhì)；另一個(gè)則是節(jié)能運(yùn)行。所以，涉及空調(diào)的幾乎一切新技術(shù)、新方法均是圍繞著這兩個(gè)主題，力求創(chuàng)新。本文主要介紹近幾年來(lái)境外設(shè)計(jì)單位在承接上海某些高層辦公樓設(shè)計(jì)中所采用的一些新設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合國(guó)外的最新空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范和個(gè)人的心得體會(huì)予以綜合評(píng)述。本文的目的主要在于羅列并介紹筆者近年來(lái)對(duì)于上海地區(qū)這類高級(jí)民用與工業(yè)空調(diào)領(lǐng)域中的一些有關(guān)新技術(shù)、新方法的見聞，并結(jié)合國(guó)外最新的空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范，淺談個(gè)人的認(rèn)識(shí)和見解。

    關(guān)于空調(diào)平面分區(qū)概況

    在歐美和日本，對(duì)于像諸如商場(chǎng)、餐飲、辦公樓等大面積空間的空調(diào)設(shè)計(jì)都遵循一個(gè)基本前提——平面分區(qū)。所謂平面分區(qū)主要有兩層含義：①根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)下的不同進(jìn)行分區(qū)。譬如，在某些場(chǎng)合，考慮到太陽(yáng)輻射熱負(fù)荷可能隨朝向和時(shí)間有很大變化，故按朝向可分成東區(qū)、西區(qū)、南區(qū)、北區(qū)，以利分別單獨(dú)控制；但是應(yīng)用得更多的是按冬季室內(nèi)負(fù)荷性質(zhì)不同而進(jìn)行分區(qū)，分成內(nèi)區(qū)和周邊區(qū)。②在同一區(qū)（譬如內(nèi)區(qū)或周邊區(qū)）內(nèi)，為了考慮節(jié)能運(yùn)行，又人為地把一大塊面積的空間假想地按150-250m2劃分成一個(gè)個(gè)小區(qū)。每1個(gè)小區(qū)內(nèi)由1臺(tái)代表該區(qū)溫度的溫度傳感器來(lái)控制該區(qū)的溫度。對(duì)此，部分國(guó)家的空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)以有規(guī)范中還明確地規(guī)定了這種分區(qū)的最大面積的限值。

    關(guān)于這一點(diǎn)，其實(shí)也是很容易理解的。如果一個(gè)很大的空間僅由1臺(tái)裝在某處的溫度傳感器來(lái)代表整個(gè)大空間的溫度進(jìn)行溫度控制，那么由于氣流組織和各個(gè)局部負(fù)荷的差異，各處的溫度差別可能會(huì)很大，在同一時(shí)期內(nèi)可能出現(xiàn)一處過(guò)冷，另一處過(guò)熱的現(xiàn)象。這種過(guò)冷、過(guò)熱，顯然便導(dǎo)致了能源的浪費(fèi)。

    對(duì)此，這里不打算進(jìn)行評(píng)述，下面擬著重討論內(nèi)區(qū)和周邊區(qū)的問(wèn)題。1幢大樓標(biāo)準(zhǔn)層平面一般至少得有500-1000m2，其進(jìn)深少則幾米，多則十幾米。經(jīng)驗(yàn)表明，緊鄰?fù)鈮Α⑼獯┑膮^(qū)間，冬季由于室外氣溫低于室內(nèi)，通過(guò)外墻、外窗的傳滲透等影響，室內(nèi)需要供暖，才能保持室內(nèi)所需的溫度。但是，遠(yuǎn)離外墻、外窗的區(qū)間，冬季卻沒有這炎熱損失，所以，它沒有供暖要求。非但如此，現(xiàn)有的現(xiàn)代化大廈的使用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，隨著辦公設(shè)備的迅速進(jìn)步，室內(nèi)使用的自動(dòng)化辦公設(shè)備的種類和數(shù)量愈來(lái)愈多，如計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、文件破碎處理機(jī)、傳真機(jī)等等。這些辦公設(shè)備的用電自然最終還是以熱的形式散發(fā)出來(lái)。另外，現(xiàn)代化大廈室內(nèi)照明的照度標(biāo)準(zhǔn)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般常規(guī)建筑。這樣大功率的照明燈具顯然也是全年穩(wěn)定的散熱源。所以，就這部分區(qū)間而言，冬季不但不需供暖，而且還得供冷，否則室內(nèi)便會(huì)過(guò)熱。

    基于冬季這兩個(gè)部分區(qū)間的兩種截然不同的空調(diào)要求，現(xiàn)在歐美、日本等國(guó)家的規(guī)范化做法都是首先在平面上劃分為周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)。內(nèi)區(qū)需全年供冷，周邊區(qū)則是冬季供暖、夏季供冷。

    至于周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)的具體劃分方法，大致是把距周邊外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面3-5m的這一區(qū)間定為周邊區(qū)，其余的面積則統(tǒng)稱內(nèi)區(qū)。

    由于周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)冬季的運(yùn)行工況不同，所以，在空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上必須作出相應(yīng)的考慮和安排。譬如，在水系統(tǒng)方面，盡管對(duì)個(gè)別空調(diào)機(jī)組而言，一般都是采用雙管制；但是，對(duì)于整個(gè)中央空調(diào)的水系統(tǒng)，這時(shí)便不是雙管制所能滿足要求的了。因?yàn)樵谶@種情況下，冬季一方面要考慮周邊區(qū)的供暖，需要供熱水；而另一方面又要顧及內(nèi)區(qū)的供冷，必須供冷水。所以，從這一層意義上來(lái)主產(chǎn)，采用如此分區(qū)的空調(diào)工程的中央空調(diào)水系統(tǒng)必須是四管制。

    空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

    在論及空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的變化和新進(jìn)展時(shí)，需要再重申一點(diǎn)，即我們的討論主要是針對(duì)以辦公為主要功能的高層辦公樓建筑而言，需要把以居住為主要功能的賓館客房撇開不談。因?yàn)閷?duì)于賓館、公寓之類建筑的空調(diào)方式，可以說(shuō)至今還沒有出現(xiàn)其他任何一種能比風(fēng)機(jī)盤管這種水—空氣方式更為成熟、適用和經(jīng)濟(jì)有效的空調(diào)方式。

    一、變風(fēng)量空調(diào)方式的應(yīng)用

    眾所周知，一般辦公樓在建筑和使用功能上不同于賓館、酒樓客房的一大特點(diǎn)就是空間大、面積大、內(nèi)裝修講究、隔間的分隔要求能靈活多變。對(duì)于這類建筑，過(guò)去一直難于找到合適的空調(diào)方式。如果采用常規(guī)的全空氣方式，一方面送風(fēng)管、回風(fēng)管截面積大，很難適應(yīng)高層建筑層高低的狀。另一方面，那么大的一個(gè)多區(qū)系統(tǒng)，各區(qū)的溫度控制要求也實(shí)在是眾口難調(diào)。因此，至今為止，不少辦公樓還都不得不采用帶獨(dú)立新風(fēng)的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)這樣的空調(diào)方式。

    然而，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)存在不少問(wèn)題，其中最大的問(wèn)題就是滴水問(wèn)題。引起滴水的原因很多，譬如冷凍水供、回水管和滴水管的保溫不好，凝結(jié)不排水管安裝坡度不夠，滴水盤排水口積灰堵塞等等。這種種因素都會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)水的滴漏并污染吊頂。另外，辦公樓開間大，其隔間隨用戶的變換，需頻繁改變，如果采用風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組，則其固定的送風(fēng)口和回風(fēng)口將很適應(yīng)隔間的調(diào)整。

    基于上述種種因素的考慮，現(xiàn)在有些高級(jí)辦公樓的空調(diào)工程已決定擺脫風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，取而代之的是如圖1所示的變風(fēng)量空調(diào)方式。

    按筆者的分析與歸納，這一系統(tǒng)具有一個(gè)很明顯的特征，即系統(tǒng)的層次清楚。概括起來(lái)講，可以歸納為3個(gè)層次：樓、層、區(qū)。其具體的含義是：①第1 層起，全樓設(shè)一套中央新風(fēng)處理機(jī)組，這是一個(gè)定風(fēng)量式（CAV）系統(tǒng)，專門用于向各層送固定數(shù)量的新風(fēng)。②第2層次，每層設(shè)1套或2套空氣處理機(jī)組和相應(yīng)的一次送風(fēng)系統(tǒng)。這是一個(gè)變風(fēng)量式（VAV）系統(tǒng)，其送風(fēng)量可根據(jù)送風(fēng)干管內(nèi)的靜壓傳感器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。另外，其送風(fēng)溫度可由1只溫度傳感器進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的定值控制。③第3層次，每1個(gè)分區(qū)設(shè)1臺(tái)風(fēng)機(jī)混合箱，或其他類型的終端，后者也像風(fēng)機(jī)盤管一樣，暗裝在吊頂內(nèi)。風(fēng)機(jī)混合箱根據(jù)所在分區(qū)的溫度狀況，由溫度傳感器控制一次風(fēng)的風(fēng)量，然后通過(guò)軟管分別送到各個(gè)送風(fēng)口。風(fēng)機(jī)混合箱有兩種：一種用于內(nèi)區(qū)，其中只有1臺(tái)風(fēng)機(jī)和過(guò)濾器，不含任何熱交換器；另一種適用于周邊區(qū)，其中除風(fēng)機(jī)和過(guò)濾器外，還裝有一組加熱器。另外，在一次風(fēng)的接口風(fēng)管上裝有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，后者可根據(jù)各相應(yīng)分區(qū)的溫度控制器的指令動(dòng)作，調(diào)節(jié)一次風(fēng)的風(fēng)量。對(duì)每一個(gè)分區(qū)或每個(gè)風(fēng)機(jī)混合箱而言，盡管其一次風(fēng)量根據(jù)溫度控制的要求，隨時(shí)都在變化，但其總的送風(fēng)量卻不會(huì)變化。

    這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

    a.用全空氣方式取代了水—空氣方式的風(fēng)機(jī)盤管，從而從根本上杜絕了凝結(jié)水滴漏的可能性。

    b.它不同于一般的全空氣方式的空調(diào)系統(tǒng)，前者利用吊頂空調(diào)作回風(fēng)室，基本上可省去回風(fēng)管，而且一次風(fēng)可采用低溫送風(fēng)，溫度可以較低，因而一次風(fēng)量可減少，從而可縮小送風(fēng)干管的截面尺寸。

    c.與一般全空氣方式的多區(qū)系統(tǒng)不同，可實(shí)現(xiàn)各分區(qū)的獨(dú)立的溫度控制，從而改善室內(nèi)溫度分布狀態(tài)，并且可節(jié)能。

    d.可適應(yīng)辦公室隔間的變化，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)混合箱的安裝部位及回風(fēng)口的位置均與其下面的隔墻無(wú)關(guān)，即使要改變送風(fēng)口位置，也只需調(diào)整送風(fēng)軟接管的走向即可。

    當(dāng)然，這種系統(tǒng)也有其不足之處。首稱，在冬季，由于內(nèi)區(qū)需供冷，周邊區(qū)需供暖，周邊區(qū)的一次風(fēng)需要冷卻后再進(jìn)行加熱，這顯然構(gòu)成了能源的浪費(fèi)。其次，在多數(shù)情況下，其造價(jià)要高于一般的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。

    二、雙風(fēng)機(jī)的全空氣式系統(tǒng)

    在上海較早建成的一些高層辦公大樓里，現(xiàn)在反映比較普遍的一個(gè)主要問(wèn)題就是新鮮空氣量不足，這引起了辦公樓內(nèi)的工作人員的投訴和抱怨，這個(gè)問(wèn)題已被專門的實(shí)測(cè)結(jié)果所證實(shí)。造成這種室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題的原因可能有多種，主要的還是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的毛病。這主要表現(xiàn)在以下幾方面：

    a.在設(shè)計(jì)之初，雖然設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中也都按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)考慮了必要的新風(fēng)量；另外，衛(wèi)生間也按規(guī)范要求的換氣次數(shù)設(shè)計(jì)了排風(fēng)。這樣的設(shè)計(jì)看似一切均按規(guī)范進(jìn)行，并無(wú)什么不妥。但實(shí)際上，這只是紙上談兵。問(wèn)題在于，若按僅有的幾處衛(wèi)生間的排風(fēng)，其總的排風(fēng)量還是太小，無(wú)論如何也平衡不了整個(gè)樓層所需的最小新風(fēng)量。待建筑物建成投入運(yùn)行后，往往由于無(wú)法開窗，新鮮空氣不能如設(shè)計(jì)上計(jì)算的那樣如數(shù)供應(yīng)，導(dǎo)致大樓辦公區(qū)內(nèi)新鮮空氣嚴(yán)重不足，住戶們成天抱怨頭昏頭痛。一旦查出原因，人們就不得不紛紛搬離這種惡劣的工作環(huán)境。

    b.在一些較早建成的豪華辦公大樓里，也許是由于機(jī)房面積過(guò)小，難以安排；也許是由于設(shè)計(jì)師為了省事，新風(fēng)管往往不是直接接入空調(diào)機(jī)組內(nèi)，而僅僅通入機(jī)房?jī)?nèi)，新風(fēng)完全靠機(jī)房?jī)?nèi)的負(fù)壓吸入。這樣的做法，省事倒是省事，然而，實(shí)際效果卻令人遺憾。說(shuō)起來(lái)，設(shè)計(jì)也是按規(guī)范取用新風(fēng)量，但實(shí)際情況卻大相徑庭。

    c.所謂的變風(fēng)量空調(diào)器不顧場(chǎng)合的濫用。對(duì)于高層辦公大廈，先姑且不談其塔樓部分，且說(shuō)那些高層辦公大樓幾乎必備的裙房部分。裙房一般均用作商店、餐飲、娛樂(lè)、集會(huì)場(chǎng)所。對(duì)于這些公共場(chǎng)所的空調(diào)，早期因缺少經(jīng)驗(yàn)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的方式比較多。后來(lái)，大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)文件中往往都宣稱須要用的是全空氣變風(fēng)量方式。但實(shí)際上采用的卻是所謂的“變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組”。其實(shí)，這種變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組在功能上與風(fēng)機(jī)盤管類似，只能視作大型風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組，無(wú)法真正變風(fēng)量。采用這種簡(jiǎn)易式的空調(diào)機(jī)組是不能滿足全年節(jié)能運(yùn)行和充足的新風(fēng)要求的。

    那么，舒適性全空氣方式空調(diào)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模式應(yīng)該是怎樣的呢？歸納起來(lái)，一個(gè)規(guī)范化的舒適性全空氣式空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)該是完全自動(dòng)控制并帶有雙風(fēng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)全年新風(fēng)量調(diào)節(jié)，冬、夏季能確保最少新風(fēng)量，春、秋季能實(shí)現(xiàn)節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的基本組成及其簡(jiǎn)單易行的控制原理見圖2.其相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制作用見圖3、圖4和圖5.

    需要說(shuō)明的是，關(guān)于舒適性空調(diào)的節(jié)能自動(dòng)控制方法，根據(jù)氣象分區(qū)的不同，可有多種多樣的多工況自動(dòng)邏輯程序控制方式。這些方式在微機(jī)的支持下盡管實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不難，但卻顯得十分繁雜。比較簡(jiǎn)單易行、實(shí)用的當(dāng)首推如圖2中所示的三種工況分程控制。不管是模擬式控制，還是直接數(shù)字式控制，其動(dòng)作的原理都可用圖3、圖4和圖5比較直觀地反映出來(lái)。分程控制的特點(diǎn)是靠執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的定位器（電子式或氣動(dòng)式）預(yù)設(shè)的信號(hào)響應(yīng)范圍（電壓或氣壓值范圍），來(lái)確保各調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（如聯(lián)動(dòng)的新風(fēng)和排風(fēng)閥F1、F2，加熱閥V1和冷卻閥V2）不同時(shí)間、有序地相繼動(dòng)作。在這里一共采用了三個(gè)調(diào)節(jié)器101、102、103.調(diào)節(jié)器101的作用主要在于確保冬夏季最小新風(fēng)量的設(shè)定。調(diào)節(jié)器103的作用在于根據(jù)室外溫度，對(duì)室內(nèi)溫度傳感器設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)再調(diào)。

    新風(fēng)閥F1和排風(fēng)閥F2（還有與之聯(lián)動(dòng)，但作用相反的回風(fēng)閥F3）在過(guò)渡季根據(jù)室內(nèi)熱負(fù)荷狀況逐步加大開度，以充分利用室外低溫空氣的自然供冷能力來(lái)代替制冷機(jī)運(yùn)行。這種作用在國(guó)外統(tǒng)稱為“免費(fèi)供冷”（free cooling）。“免費(fèi)供冷”這是如今各國(guó)空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范中必有的非常重要的一條。

    加拿大1995年國(guó)家空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范對(duì)非居住建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的相應(yīng)規(guī)范條文是這樣記述的：除用于公寓、旅館、汽車旅館之外的，風(fēng)量在1200l/s（4320m3/h）、供冷容量在20kW以上的所有空調(diào)系統(tǒng)都應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮按照下列途徑，利用室外空氣，以求減小機(jī)械供冷的能耗：

    1、直接利用室外空氣供冷（新風(fēng)節(jié)能運(yùn)行系統(tǒng)）

    a.直接利用室外空氣以降低機(jī)械供冷能耗的系統(tǒng)。在采用新風(fēng)與回風(fēng)混合的過(guò)程中應(yīng)能使室外空氣取用量達(dá)到100%的程度，以獲得室內(nèi)空調(diào)所需的進(jìn)風(fēng)溫度。

    b.在如上所述的系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有自動(dòng)控制裝置以使當(dāng)室外空氣溫度高于回風(fēng)溫度，或者當(dāng)室外空氣值大于回風(fēng)空氣值時(shí)，能自動(dòng)地把新風(fēng)量控制在滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)要求的最小限度。

    c.除下述情況（即直接膨脹式系統(tǒng)，為避免因新風(fēng)取用量過(guò)大而導(dǎo)致融霜的情況）外，在如上述各條文中規(guī)定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件下，應(yīng)能在即使機(jī)械供冷裝置已準(zhǔn)備妥當(dāng)隨時(shí)可用的情況下，也可做到使新風(fēng)和回風(fēng)混合后的溫度盡可能接近室內(nèi)空調(diào)所需的送風(fēng)溫度。

    2、間接利用室外空氣供冷（水側(cè)節(jié)能運(yùn)行系統(tǒng)）

    關(guān)于第2種新風(fēng)供冷能力的利用方法這里暫不討論，擬留在后面論及水系統(tǒng)時(shí)再予評(píng)述。

    另外，說(shuō)來(lái)十分有趣，而且也很值得引起注意的是，在美國(guó)加州1991年的空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范中，除上述類似的條文規(guī)定外，對(duì)如何確保室內(nèi)新風(fēng)量還作了若干十分明確的具體規(guī)定。規(guī)范要求，系統(tǒng)在投入使用前，必須進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)試，以確保風(fēng)量的平衡和新風(fēng)量的導(dǎo)入。否則，每個(gè)系統(tǒng)必須在目的地安裝帶有讀數(shù)的就地或可遙測(cè)的新風(fēng)量計(jì)測(cè)儀表，以利隨時(shí)直接觀察和監(jiān)測(cè)。

    由此可見，國(guó)外對(duì)于確�？照{(diào)新風(fēng)量的問(wèn)題也像國(guó)內(nèi)一樣，受到普遍的關(guān)切，在一些新建的豪華大廈中對(duì)這一點(diǎn)怎么強(qiáng)調(diào)也不過(guò)分。

    顯然，采用帶自動(dòng)控制的雙風(fēng)機(jī)全空氣式系統(tǒng)是為滿足上述規(guī)范要求所必須的，因?yàn)檫@一方面可滿足關(guān)于新風(fēng)供冷的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求；另一方面又可隨時(shí)自動(dòng)保持系統(tǒng)新風(fēng)和排風(fēng)之間的平衡，確保最小新風(fēng)量的導(dǎo)入。

    也許正是因?yàn)槿绱�，如今已有越�?lái)越多的場(chǎng)合，不僅像那些具有較好客觀安裝條件的高層建筑裙房部分，以及全年不允許開窗生產(chǎn)的工業(yè)廠房舒適性空調(diào)中趨向于采用如圖2所示的系統(tǒng)，甚至某些新建的高層辦公大樓塔樓部分也開始出現(xiàn)采用這種系統(tǒng)的動(dòng)向。

    例如，本市正在建筑中的某一超高層辦公樓的設(shè)計(jì)方案是通過(guò)國(guó)際設(shè)計(jì)招標(biāo)，由德國(guó)一家設(shè)計(jì)公司中標(biāo)而確定下來(lái)的。在該方案中，設(shè)計(jì)師提出了如圖6所示的雙風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)方式結(jié)合采用降溫吊頂（Cooling Ceiling）方式。

    該空調(diào)方式有兩個(gè)特點(diǎn)：一是每13層設(shè)1套全空氣式空調(diào)系統(tǒng)，機(jī)房設(shè)于中間一層，分別向上面6層和下面6層送風(fēng)和排風(fēng)；二是各室設(shè)置降溫吊頂，以作為夏季最熱期間的輔助降溫裝置。為防止冷水盤管表面結(jié)露，其入口水溫需自動(dòng)控制保持高于16℃。所用全空氣式系統(tǒng)全年送風(fēng)溫度范圍為16～24℃。過(guò)渡期可利用100%的全機(jī)關(guān)報(bào)風(fēng)。冬季和夏季則用乙二醇溶液循環(huán)裝置對(duì)排風(fēng)的廢熱進(jìn)行回收利用。

    三、 大溫差或低溫送風(fēng)

    近年來(lái)，國(guó)外基于節(jié)省熱媒輸送能耗，推行大溫差小流量系統(tǒng)。對(duì)于空氣介質(zhì)而言，這類系統(tǒng)便是大溫差的低溫送風(fēng)系統(tǒng)。具體的做法是有時(shí)用5℃的低溫水，有時(shí)也可用7℃的通常冷水把空氣處理到10℃左右，作為一次風(fēng)送入風(fēng)機(jī)混合箱與回風(fēng)混合，稍升溫后送入室內(nèi)；也可直接通入變風(fēng)量末端裝置，以誘導(dǎo)室內(nèi)空氣與之混合，迅速減少送風(fēng)溫差。低溫送風(fēng)的好處主要有3點(diǎn)：①可減小送風(fēng)量，降低風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗；②可減小送風(fēng)管截面尺寸，有利于高層建筑層高的有效利用；③有利于降低室內(nèi)相對(duì)溫度，改善舒適度。如今在上海采用低溫送風(fēng)的工程有諸如88層的金茂大廈、上海證券大廈、原萬(wàn)國(guó)金融大廈等高層和超高層建筑，也有像在建的上海兒童醫(yī)學(xué)中心這類高標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化醫(yī)院建筑。

    四、置換式通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

    置換式通風(fēng)空調(diào)不同于通常的混合式空調(diào)方式，主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

    a.采取下送上回的送風(fēng)方式，可使清潔的送風(fēng)氣流首先進(jìn)入室內(nèi)人員呼吸帶和有效活動(dòng)區(qū)，形成有利于改善工作區(qū)的空氣品質(zhì)。

    b.采用低速送風(fēng)，導(dǎo)致氣流緩慢擴(kuò)散上升，形成垂直方向上的溫度成層和溫升梯度，提高了排風(fēng)和回風(fēng)溫度，可節(jié)省夏季運(yùn)行能耗。

    c.由于是下送風(fēng)，送風(fēng)溫度相對(duì)較高，對(duì)于全空氣式系統(tǒng)的運(yùn)行，加大了過(guò)渡季利用新風(fēng)自然供冷的潛力，延長(zhǎng)了其節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的周期，從而可更加縮短全年機(jī)械供冷的時(shí)間，進(jìn)一步增大了節(jié)能效益。

    鑒于上述特點(diǎn)，置換式通風(fēng)空調(diào)方式普遍適用于一切以舒適性為目的公共場(chǎng)所，如影響劇院、體育館等。據(jù)悉，在建的上海大劇院建筑設(shè)計(jì)方案為法國(guó)建筑師的作品，其觀眾廳采用的即是座椅下送風(fēng)的置換式空調(diào)方式。另外，據(jù)認(rèn)為，置換式通風(fēng)空調(diào)方式應(yīng)用于一般被視作難題的中庭空調(diào)，可獲得獨(dú)特的效果。

    總之，基于置換式通風(fēng)空調(diào)方式的諸多優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)隨著其送風(fēng)分布器的逐步國(guó)產(chǎn)化，必將在我國(guó)為人們所廣泛接受。

    五、 “地板下空調(diào)裝置”

    這是日本一家設(shè)計(jì)公司在上海某高層建筑設(shè)計(jì)方案國(guó)際招標(biāo)活動(dòng)中標(biāo)投標(biāo)書中所提出的一種新型空調(diào)方式的特定名稱。在此值得一提的是，在這次參加投標(biāo)的五家國(guó)外設(shè)計(jì)公司中有四家來(lái)自北美，一家來(lái)自日本。其中有4個(gè)方案提出采用以風(fēng)機(jī)混合箱為基礎(chǔ)的變風(fēng)量空調(diào)方式。但已記不清中標(biāo)的日本公司的方案是否在這四者之列。不過(guò)，他們與眾不同，給人以深刻印象的是，除主要方案外，還提出了不少輔助性空調(diào)節(jié)能措施。“地板下空調(diào)裝置”即為其提出的為少數(shù)幾間高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人辦公室采用的新式空調(diào)裝置。據(jù)稱，這是一種獨(dú)立式超薄空調(diào)機(jī)，其厚度僅為240mm，既可發(fā)揮空調(diào)機(jī)的功能，又可兼作空間分隔的隔熱。這種設(shè)備顯然包括制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)、加熱器（電加熱）。據(jù)稱，它既看不到，也不需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行外部接管，而且其運(yùn)行可按季節(jié)的變化，改變送風(fēng)方式，即可實(shí)現(xiàn)夏季上送下回，冬季下送上回。

    空調(diào)水系統(tǒng)

    水側(cè)節(jié)能運(yùn)行系統(tǒng)——室外空氣供冷的間接途徑

    在上述§2.2中提到的加拿大1995年國(guó)家空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范對(duì)非居住建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條文中，只著重討論了直接利用室外空氣供冷（新風(fēng)節(jié)能運(yùn)行系統(tǒng)）的節(jié)能方式，對(duì)于另一種間接利用新風(fēng)供冷的方法未能涉及，現(xiàn)在此展開討論。

    1　有關(guān)條文的引述

    在加拿大的國(guó)家空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范相關(guān)條文的后續(xù)部分（間接利用室外空氣供冷—水側(cè)節(jié)能運(yùn)行系統(tǒng)）是這樣規(guī)定的：

    a.利用室外空氣通過(guò)直接蒸發(fā)、間接蒸發(fā)或兩者相結(jié)合的方式來(lái)冷卻供冷流體，以減少機(jī)械供冷能耗的系統(tǒng)，應(yīng)能在室外空氣濕球溫度等于或低于7℃的情況下，為冷卻送風(fēng)空氣承擔(dān)系統(tǒng)預(yù)期的全部供冷負(fù)荷。

    b.利用室外空氣通過(guò)顯熱交換途徑冷卻供冷流體，以減少機(jī)械供冷能耗的系統(tǒng)，應(yīng)能在室外空氣干球溫度等于或低于10℃的情況下，為冷卻送風(fēng)空氣承擔(dān)預(yù)期的全部供冷負(fù)荷。

    2 個(gè)人的見解

    根據(jù)筆者的理解，結(jié)合近年來(lái)從各方面得來(lái)的信息，筆者以為，要遵守上述規(guī)定，傳統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)必須作出某些適應(yīng)性的改變才行。這種改變可以舉出如下幾種：

    a.過(guò)渡期和冬季，利用大樓新風(fēng)系統(tǒng)的鷴風(fēng)冷空氣對(duì)冷凍水的回水進(jìn)行預(yù)冷卻。

    如圖8所示的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)是如今北美設(shè)計(jì)公司在國(guó)同人承接的某些高層建筑空調(diào)工程設(shè)計(jì)中常見的一種節(jié)能方法。圖中所示為全樓共用的一套中央集中供新風(fēng)系統(tǒng)中的新風(fēng)空氣處理機(jī)組。由于一直未有機(jī)會(huì)與北美國(guó)家的設(shè)計(jì)專家們作面對(duì)面的交流，所以，只能根據(jù)其示意圖與功能，按筆者本人的理解對(duì)這一方式作出相應(yīng)的剖析。筆者以為圖中的前置換熱器1和后置換熱器2，主要用于過(guò)渡期和冬季的室外空氣“免費(fèi)供冷”用。圖中的3只三通調(diào)節(jié)閥只作工況轉(zhuǎn)換閥，不作調(diào)節(jié)用。利用這3只電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥和聯(lián)動(dòng)的切換閥3的共同作用，便可實(shí)現(xiàn)冬季、過(guò)渡期和夏季3種工況的轉(zhuǎn)換。

    例如，在冬季（當(dāng)室外低于10℃）時(shí)，切換閥3置于下方通路。冷凍水先后依次通過(guò)各層空調(diào)器4和板式換熱器之后，進(jìn)入新風(fēng)空氣前置換熱器和后置換熱器2，在此與低溫的新風(fēng)空氣連續(xù)進(jìn)行二次熱交換。一方面利用室外的低溫空氣使冷凍水回水在進(jìn)入機(jī)械制冷之前，先行“免費(fèi)”預(yù)冷至某一稍低的溫度，例如 13.9℃，則15.6-13.9=1.7℃，即為新風(fēng)供冷的節(jié)能效益。與此同時(shí)，低溫新風(fēng)經(jīng)與相對(duì)較高溫度的冷凍水回水換熱后，得以加熱，從而節(jié)省了這部分新風(fēng)加熱所必須的外部供熱量，這顯然可為系統(tǒng)的冬季運(yùn)行提供雙重的節(jié)能效益。

    夏季，利用切換閥3，開通上方通路，使冷凍水先經(jīng)三通閥7、后置換熱器2和三通閥8后，進(jìn)入各層空調(diào)器4、板式換熱器5，最后再通過(guò)前置換熱器1與三通閥6，返回冷水機(jī)組。在此過(guò)程中，高溫、高濕的新風(fēng)空氣先后通過(guò)二次降溫、去濕換熱處理，可獲得所需的進(jìn)風(fēng)參數(shù)。

    在過(guò)渡期，切換閥3開通下方通路，冷凍水則不經(jīng)后置換熱器2，不與新風(fēng)空氣進(jìn)行熱交換，直接到達(dá)前換熱器1.顯然，這時(shí)水與室外進(jìn)風(fēng)空氣之間的溫差已大大減小，但仍可在不同程度上獲得部分預(yù)冷效果。

    筆者以為，上述方式確實(shí)可為系統(tǒng)運(yùn)行提供一定的節(jié)能效果，如果結(jié)合上述節(jié)能規(guī)范來(lái)看，這一節(jié)能效應(yīng)尚遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足規(guī)范的要求，因?yàn)楹笳咭�求新風(fēng)供冷應(yīng)能承擔(dān)預(yù)期的全部供冷負(fù)荷。

    b.采用風(fēng)冷式冷水機(jī)組的一種派生型帶預(yù)冷卻的機(jī)組

    這種機(jī)組的工作原理示于圖9.這一利用方式的缺點(diǎn)是，在平時(shí)（夏季）不利用室外空氣預(yù)冷時(shí)，會(huì)加大風(fēng)冷冷凝器環(huán)路空氣側(cè)阻力，以致增大了相應(yīng)的能耗。但它的好處是，風(fēng)冷冷凝器可與預(yù)冷盤管同時(shí)工作，不必相互排斥，必須切換使用。

    c.利用制冷系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)冷卻水的密閉式冷卻塔進(jìn)行室外空氣供冷

    圖10所示即為這一方式的工作原理圖。在這一系統(tǒng)中是利用機(jī)械制冷系統(tǒng)中的冷卻水冷卻設(shè)備——密閉式冷卻塔，來(lái)實(shí)現(xiàn)冬季對(duì)自然冷源——室外空氣的利用。顯然，在這里，機(jī)械供冷與自然冷源供冷兩者是不能同時(shí)工作的，必須切換著使用。筆者以為，這一點(diǎn)也許就是在加拿大國(guó)家空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范中規(guī)定，以室外空氣干球溫度10℃或濕球溫度7℃為工況轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，并強(qiáng)調(diào)“能承擔(dān)系統(tǒng)預(yù)期的全部供冷負(fù)荷”的道理所在。為使該裝置能在低于0℃的室外氣溫下正常運(yùn)行，系統(tǒng)中需充以乙二醇溶液不凍液。

    顯然，按照這一圖式，必須具備一個(gè)條件，即機(jī)械供冷系統(tǒng)必須采用密閉式冷卻塔。密閉式冷卻塔價(jià)格雖然十分昂貴，但隨著制泠系統(tǒng)對(duì)冷卻水水質(zhì)要求的提高，在不少場(chǎng)合下其應(yīng)用是不可少的。隨著新型高效、價(jià)廉的密閉式冷卻塔的面世，并考慮到其冬季運(yùn)行期間自然供冷節(jié)能的效益，其普遍推廣應(yīng)用的前景將更趨光明。

    d.利用板式熱交換器的節(jié)能運(yùn)行方式

    如圖11所示的這一方式基本上與上述利用密閉式冷卻塔的方式相類似，只不過(guò)在這里是把直接蒸發(fā)式（開式）冷地塔與板式換熱器結(jié)合起來(lái)使用，以代替密閉式冷卻塔的功能而已。但是，在功能上它卻遠(yuǎn)遜于前者，因?yàn)楹笳咴谑彝鉁囟鹊陀?℃時(shí)是無(wú)法運(yùn)行的。

    變流量系統(tǒng)

    在我國(guó)，目前空調(diào)水系統(tǒng)采用定流量式系統(tǒng)比較普遍，其主要原因是它要求的的控制技術(shù)較簡(jiǎn)單。但是，由于空調(diào)水系統(tǒng)的輸送動(dòng)力消耗量大，而且空調(diào)負(fù)荷的特點(diǎn)又是絕大部分時(shí)間里處于低負(fù)荷狀態(tài)，這就為空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行提供了巨大的潛力。所以，在上述的空調(diào)工程設(shè)計(jì)節(jié)能規(guī)范中對(duì)此均有相應(yīng)的明確的條文規(guī)定。例如，美國(guó)ASHRAE/IES90.1-1989的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中明確提出：“水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成變流量系統(tǒng)。其所用控制閥應(yīng)能根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化自動(dòng)地調(diào)節(jié)開度或逐級(jí)開啟和關(guān)閉，系統(tǒng)應(yīng)能將流量降低到設(shè)計(jì)流量的50%或以下。改變流量的方法不僅僅限于采用變速傳動(dòng)泵一種，可有多種方案選擇，如多臺(tái)泵的臺(tái)數(shù)分段控制或泵的特性控制等�！�

    上述條文的規(guī)定是十分有道理的。一味追求變速傳動(dòng)控制（如變頻控制），初次投資很大。特別是在水系統(tǒng)規(guī)模比較大、并聯(lián)水泵臺(tái)數(shù)較多時(shí)，比較經(jīng)濟(jì)的方法還是多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行中的臺(tái)數(shù)控制。圖12所示即為典型的二次泵系統(tǒng)臺(tái)為九控制原理圖。

    在該圖中，一次泵系統(tǒng)采用負(fù)荷控制原理，根據(jù)瞬時(shí)供、回水量及溫差的乘積，計(jì)算出實(shí)際的負(fù)荷量。當(dāng)負(fù)荷量減小到一臺(tái)冷水機(jī)組的容量時(shí)，便停開一臺(tái)機(jī)組及相應(yīng)的水泵。在二次泵系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)負(fù)荷，也即流量的變化引起的供、回水干管中壓差的變化，由壓差傳感器感測(cè)到后，通過(guò)壓差調(diào)節(jié)器控制旁通閥的開度，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定壓差。同時(shí)，當(dāng)流量計(jì)測(cè)得的流量減少到一臺(tái)二次泵的流量時(shí)，便停開一臺(tái)二次水泵。

    關(guān)于“三次泵”的應(yīng)用

    這里“三次泵”的名稱是筆者為敘述方便而采用的，相對(duì)于上述典型的二次泵圖式所作的一個(gè)非正式命名。實(shí)質(zhì)上，它是指裝在某些空調(diào)換熱器（冷卻器、加熱器）前用于系統(tǒng)循環(huán)的水泵。三次泵的典型連接方式應(yīng)用原理示于圖13.

    采用三次泵的這一做法目前幾乎已成為歐美和日本等國(guó)家通行的標(biāo)準(zhǔn)做法。但是，這一技術(shù)在我國(guó)卻不為人們所理解，往往會(huì)被經(jīng)手人員取消。與之對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)的三通調(diào)節(jié)閥接管方式示于圖14.比較兩者不難看出，其間一個(gè)最大的區(qū)別在于前者可使子系統(tǒng)內(nèi)保持恒定的水流量，適用于變流量的水系統(tǒng)。而后者的作用在于使子系統(tǒng)內(nèi)的流量隨負(fù)荷而變化，適用于定流量的水系統(tǒng)。

    按筆者的分析，采用三次泵決不是可有可無(wú)、徒添麻煩的事，其好處主要在于如下幾個(gè)方面：

    a.改善子系統(tǒng)的水力工況和循環(huán)；

    b.減少二次泵的揚(yáng)程；

    c.改善三通調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行條件。

    關(guān)于這最后一點(diǎn)：筆者不得不多費(fèi)此筆墨。在關(guān)于三通調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行方面，筆者曾有兩次難忘的親自經(jīng)歷。一次是約10年前在對(duì)（國(guó)外某公司）1只 DN80的三通調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)試時(shí)，發(fā)覺其閥芯會(huì)不停地旋轉(zhuǎn)，過(guò)不多久便被磨損不堪。供貨單位認(rèn)為是因?yàn)橄到y(tǒng)壓力太大，以致閥前后壓差超過(guò)了允許的限度所致。其實(shí)，水系統(tǒng)中水泵的揚(yáng)程尚屬常規(guī)，僅只0.25-0.3Mpa，基本上為克服系統(tǒng)阻力所必須。另外一次則是去年上海博物館空調(diào)工程的調(diào)試。所見也是一只較大規(guī)格的自動(dòng)控制閥，結(jié)果控制閥難正常運(yùn)行，以致冬季時(shí)常過(guò)熱，夏季又過(guò)冷。外方供貨單位也是堅(jiān)持認(rèn)為閥前后壓差太大，超出了調(diào)節(jié)閥的允許限度（大口徑閥的允許限度小），以致閥門無(wú)法關(guān)閉。這種種現(xiàn)象表明，我們過(guò)去通常習(xí)慣的設(shè)計(jì)手法不是沒有問(wèn)題的。采用三次泵的做法無(wú)疑會(huì)大大改善三通調(diào)節(jié)閥所賴以正常運(yùn)行的水力工況，因?yàn)槿�次泵的特性可完全針�?duì)所在子系統(tǒng)（盤管、調(diào)節(jié)閥）的水力狀況進(jìn)行選定。

    在述及三次泵及其與三通閥組成的子系統(tǒng)控制方式時(shí)，不能不提及最近出現(xiàn)的另一種更簡(jiǎn)化的采用變頻調(diào)速型三次泵代替三通閥與定流量型三次泵的組合型圖式（圖15）。這種方式較之于圖13控制方式的優(yōu)點(diǎn)是不言自明的。

    關(guān)于空調(diào)水系統(tǒng)的垂直分區(qū)

    考慮到標(biāo)準(zhǔn)型冷水機(jī)組、空調(diào)器中的熱交換器以及閥門、管配件對(duì)水靜壓的承載能力，迄今國(guó)內(nèi)對(duì)于高層和超高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的常規(guī)做法，基本上都是按60m或100m的高度作垂直分區(qū)處理，即每隔60m或100m設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的水系統(tǒng)，在適當(dāng)高度的樓層上分別設(shè)置板式換熱器或者冷水機(jī)組，實(shí)現(xiàn)水力隔離。采用板式換熱器一方面加大了造價(jià)，另一方面也增大了冷量和可供利用的溫度損失。按高度分區(qū)設(shè)置冷水機(jī)組，結(jié)果將是機(jī)房分散，管理不便，加之系統(tǒng)各自獨(dú)立，冷水機(jī)組不能互為備用，部分負(fù)荷下的運(yùn)行效率比起統(tǒng)一的系統(tǒng)更低，能耗費(fèi)用增大。美國(guó)某設(shè)計(jì)單位在上海88層420m高的金茂大廈空調(diào)水系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)中本來(lái)是考慮設(shè)置一個(gè)統(tǒng)一的水系統(tǒng)。全部冷水機(jī)組均集中設(shè)于地下層內(nèi)，全樓不作垂直分區(qū)。為此，所有冷水機(jī)組、空調(diào)器、閥門管件均按高靜壓承載能力作特殊訂貨。美方專家說(shuō)明，這種處理手法在境外不少超高層建筑中已經(jīng)有過(guò)多次實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)上是成熟的、可靠的。后來(lái)，在實(shí)施中，中方有關(guān)專家提出了修改方案，按高度和負(fù)荷性質(zhì)，分別組成3個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，即高區(qū)系統(tǒng)、中區(qū)系統(tǒng)和低區(qū)系統(tǒng)。各區(qū)系統(tǒng)均是一竿子到底，不殖民地作垂直分區(qū)。這一作法的一個(gè)主要好處是可降低中區(qū)和低區(qū)系統(tǒng)所有設(shè)備和管件的承載能力，但無(wú)疑這也使系統(tǒng)失去了不少功能，如3個(gè)系統(tǒng)不能統(tǒng)一步調(diào)供冷，不能互為備用；在低負(fù)荷時(shí)，3個(gè)系統(tǒng)的冷水機(jī)組都要在低負(fù)荷下運(yùn)行；另外，在管理上也增加了不少麻煩，因?yàn)楦飨到y(tǒng)中的設(shè)備、閥門及管件的額定承壓能力不同，不能互換使用�？傊�，一個(gè)方案的優(yōu)劣并不是絕對(duì)的，仁者見仁嘛。

    大溫差、小流量的冷凍水系統(tǒng)

    迄今為止，我國(guó)空調(diào)工程中空調(diào)用冷凍水系統(tǒng)的供、回水溫度的標(biāo)準(zhǔn)取值都是7/12℃，溫差△t=5℃，這也許可以說(shuō)是幾十年一貫制了。但是，隨著境外設(shè)計(jì)單位，特別是北美國(guó)家設(shè)計(jì)公司在上海建筑市場(chǎng)上的成功進(jìn)取，隨著蓄冷系統(tǒng)、低溫送風(fēng)技術(shù)以及冬季水側(cè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)的發(fā)展，給上海也帶來(lái)了大溫差、小流量的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)。大溫差、小流量水系統(tǒng)看來(lái)主要源自于美國(guó)和加拿大。日本近年來(lái)也在從事這方面的基礎(chǔ)性研究，并相繼發(fā)表了一系列論文報(bào)告，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)作出了肯定性的結(jié)論。

    一般大溫差、小流量的冷凍水系統(tǒng)對(duì)供、回水水溫度和溫差大致是取5/15℃，溫差△t=10℃，。為了獲得5℃的低溫和10℃的溫差，一般有3 種做法：①利用冰蓄冷系統(tǒng)提供低溫水與之混合；②采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)與離心式冷水機(jī)組串聯(lián)運(yùn)行供冷；③是采用大溫差、低溫出水的離心式冷水機(jī)組。

    冷凍水系統(tǒng)采用大溫差、小流量的好處主要在于：

    a.減小系統(tǒng)的循環(huán)流量，降低水系統(tǒng)的輸送動(dòng)力消耗。

    b.減小管道截面尺寸，降低管道造價(jià)。

    c.可減小管井截面積，減小敷設(shè)管道所需空間。

    d.減小管道供冷時(shí)的沿程傳熱損失。

    e.提高回水溫度，為冬季和過(guò)渡期實(shí)現(xiàn)新風(fēng)空氣供冷擴(kuò)大了利用的潛力。

    另?yè)?jù)日本的實(shí)驗(yàn)研究，采用大溫差、小流量的冷水系統(tǒng)后，即使是把全部10℃的溫差完全落實(shí)在一級(jí)（圖8所示為二級(jí)冷卻）冷卻器上，對(duì)其空氣側(cè)的供冷性能影響也并不大，基本上可不必因此而另訂標(biāo)準(zhǔn)，加大換熱面積。

    大溫差、小流量的冷卻水系統(tǒng)

    國(guó)內(nèi)冷水機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般都是取進(jìn)、出水溫度為32℃和37℃，冷卻水溫差為△t=5℃，上海地區(qū)也是如此，這幾乎也成了幾十年不變的常規(guī)。但是，近年來(lái)北美國(guó)家設(shè)計(jì)公司在上海的某些新建高層建筑中提出了加大冷卻水系統(tǒng)供、回水溫差的節(jié)資、節(jié)能、節(jié)地的新做法。譬如，他們?cè)谥骱Ｔ�萬(wàn)國(guó)金融大廈的工程設(shè)計(jì)中采用的典型冷卻水供水和回水溫度分別為32℃和34℃，冷卻水溫差為△t=8℃。

    冷卻水系統(tǒng)采用大溫差、小流量，除具有與冷水系統(tǒng)相同的好處外，還可減小冷卻塔的使用數(shù)量及其占地面積。這一點(diǎn)對(duì)于超高層建筑塔樓屋面面積為有限的情況下是十分有意義的。

    當(dāng)然，冷卻水系統(tǒng)加大溫差后，其平均溫度和出水溫度的提高必然會(huì)導(dǎo)致冷凝壓力的提高及相應(yīng)能耗的增加。但是，必須指出的是，冷卻塔出水水溫度 32℃只是全年中僅有的少數(shù)最熱幾天若干小時(shí)內(nèi)才會(huì)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)值，而水泵的運(yùn)行卻是全年，甚至盡夜不停的。這種能耗的一失一得，平衡之后的結(jié)果應(yīng)該是不言而喻的。

    另外，該日本設(shè)計(jì)公司還為過(guò)渡季的節(jié)能，提出在玻璃幕墻的近側(cè)下部開窗作自然進(jìn)風(fēng)，上部排風(fēng)的安排。

    六、 利用雙層中空地板風(fēng)口進(jìn)風(fēng)的自然對(duì)流通風(fēng)的節(jié)能方式

    這是日本近年來(lái)在某些新建筑物設(shè)計(jì)中采取的一種典型方法。圖7所示為工霜建筑物的剖面及自然通風(fēng)示意圖。建筑物中間是一個(gè)貫通全樓上下的中庭，各層地板均作成中空的夾層，充作風(fēng)道。地板上設(shè)有帶或不帶風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口。中間的屋頂上設(shè)有可進(jìn)行自然排風(fēng)的百葉。采用這種地板風(fēng)道和地板風(fēng)口可實(shí)現(xiàn)春秋季的自然對(duì)流通風(fēng)的“免費(fèi)供冷”、夏季夜間預(yù)冷及“個(gè)人空調(diào)”等多項(xiàng)功能。

    對(duì)于自然對(duì)流“免費(fèi)供冷”，由于比較直觀，這里不再說(shuō)明。至于夏季夜間預(yù)冷，則是指當(dāng)夏季必須進(jìn)行機(jī)械供冷時(shí)，可利用夜間相對(duì)溫度較低的室外空氣進(jìn)行自然或機(jī)械通風(fēng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)家具及建筑物本身的預(yù)冷卻，從而減少白天空調(diào)供冷負(fù)荷和能耗。根據(jù)日本有關(guān)實(shí)測(cè)資料表明，利用建筑物本身的蓄熱熱性能進(jìn)行夜間空氣供冷、預(yù)冷和蓄冷，具有十分明顯的節(jié)能效果。

    在需要進(jìn)行機(jī)械供冷、空調(diào)送風(fēng)時(shí)，利用地板風(fēng)口或靠地板夾層風(fēng)道內(nèi)的送風(fēng)口，或利用地板風(fēng)機(jī)式風(fēng)口送風(fēng)，由上部回風(fēng)。利用地板夾層風(fēng)道還可用短管連通側(cè)墻內(nèi)風(fēng)道，在需要的部位設(shè)置送風(fēng)口或帶風(fēng)機(jī)的風(fēng)口，形成“個(gè)人空調(diào)”。

    這種地板風(fēng)道送風(fēng)方式的好處主要有3方面：

    a.可適應(yīng)隔間分隔的自由、頻繁的變化。

    b.可適應(yīng)不同時(shí)間、班制工作人員靈活、自由的使用要求。

    c.由于采用下部送風(fēng)，進(jìn)風(fēng)溫度可提高。在“免費(fèi)供冷”工況下，全新風(fēng)空氣溫度可高達(dá)19.6℃，這比起一般送風(fēng)方式只查達(dá)到15.6℃要高4℃。這無(wú)疑大大延長(zhǎng)了“新風(fēng)空氣經(jīng)濟(jì)節(jié)能空調(diào)運(yùn)行”的周期，增進(jìn)了節(jié)能的效益。及至盛廈，由于送風(fēng)溫度的提高，冷水機(jī)組的供水溫度可由7℃提高到9℃。機(jī)組的 COP值可相應(yīng)地由4.0提高到4.2.

    參考文獻(xiàn)！

    1 National Energy Code for Buildings. 1995. Canada

    ASHRAE Standard 90.1992.p2

    ASHRAE/IES 90.1-1989. ASHRAE Standard Energy Efficient Design of New Building Except Low-Rise Residential Buildings

    Energy Efficiency Standards for Residential and Nonresidential Buildings. 1992. California Energy Commission.