文 献 综 述

引言

随着经济的不断发展，城市建设尤为迅速，城市的发展自然离不开各类公共建筑的建造。而今天，伴随着人们生活水平的不断提高，对于建筑内部环境的要求也是越来越高，就本次选题”南京某商业街区A楼C楼空调系统设计”，结合我国当前中央空调系统发展状况，对于商场中央空调系统设计^[1]要点进行详细的说明。

1.空调系统的冷热源方案选择

我国建筑能耗占总能耗的27%，在公共建筑（特别是办公建筑、大中型商场，以及高级旅馆饭店等）的全年能耗中，大约 50%～60%消耗于空调制冷与采暖系统，20%～30%用于照明。而在空调采暖这部分能耗中，大约 20%～50%由外围护结构传热所消耗， 夏热冬冷地区大约 35%。我国的建设高潮持续不断，每年建成的房屋面积高达16～20亿m²，超过所有发达国家年建成建筑面积的总合，但95%以上都是高能耗建筑^[2]。因此，建筑节能已经成为建筑技术发展的大趋势，作为中央空调系统设计者，我们在设计满足人们的需求和建筑功能性的同时，也应当做好建筑的节能考虑。中央空调能耗一般包括三部分：1.空调冷热源；2.水或空气输送系统；3.空调机组及末端设备。这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容^[3]。中央空调冷热源是空调系统的关键设备，冷热源的型式直接决定了建筑物空调系统的能耗特点及对外部环境影响状况，它的重要性不言而喻^[4]。常用的空调冷源有：活塞式冷水机组；螺杆式冷水机组；离心式冷水机组；溴化锂吸收式冷（热）水机组；空气源热泵机组；水源热泵机组；地源热泵机组；冰蓄冷空调和VRV空调机组在我国也比较普遍。常用的空调热源：燃油、燃气锅炉；集中供热；电热锅炉。根据不同的地区特点，我们可以选择不同的冷热源组合方案，具体影响冷热源方案选择的因素有：（1）气象条件。如本次选题，地点为南京，南京属于夏热冬冷地区，夏季需要制冷，冬季需要供热，特别地，南京冬季供热非集中采暖，可采用空调制热，可选取热泵或者冷水机组 燃油（气）锅炉冷热源形式^[5]。（2）能源结构。能源结构决定了空调冷热源将采用的能源种类，各地情况不同。需要参考地区能源结构的分布情况，天然气是否充足，地理是否紧缺，是否有余热供应等。（3）建筑物的种类、功能及用途。不同建筑物的功能、用途不尽相同。本次选题为商业楼^[6]，对占地面积、噪声、环保等方面有要求，因此在做冷热源方案选择时要考虑到这些问题。（4）当地政策。这对于冷热源及所使用的能源有一定的导向作用，在选择时应加以考虑。（5）环境保护。这也是不容忽视的问题，尤其是我国现在对环保方面有着越来越高的要求，鼓励使用清洁能源，对于空调冷热源机组来说，所消耗的能源是否对环境造污染，这也是在进行冷热源方案选择^[7]时要加以考虑的问题。

2.空调系统设计

空调系统^[7]的系统形式：（1）全空气系统：空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担。(2)全水系统：空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担。（3）空气#8212;水系统：同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。（4）冷剂系统：将制冷剂的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿。根据商场各个分区的负荷特性来看，将采用全空气系统和风机盘管 新风^[8][9]两种形式。现有的空调系统普遍采用温湿度耦合的控制方法。以夏季为例，空调系统多采用冷凝除湿的方式（采用7℃的冷冻水）实现对空气的降温和除湿，同时去除建筑的显热和潜热负荷。虽然达到了对室内进行降温和除湿的效果，但是这样处理过后的温度过低，又经过再热，加大了能耗。面对这样的问题，我们可以考虑使用温湿度独立处理，温湿度独立处理分别采用温度和湿度两个独立的控制系统来对进入室内的新风进行处理^[10]。温度系统承担新风负荷和潜热负荷，温度控制系统承担显热负荷。恰可以解决现有一次回风温度湿度耦合控制所带来的对新风再热所产生的能耗浪费问题。另一方面由于送风温度的提高，改变了冷表面成为病菌滋生地的情况，提高了新风的清洁度。

3.空调水系统设计

空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统两部分。

冷冻水系统按管路系统是否与大气接触，可分为闭式系统和开式系统；按供、回水干管的水流方向是否相同，每一环路的管路长度是否相等可分为同程式系统和异程式系统；按供热、供冷何用管路情况，可分为两管制、三管制、四管制系统；按系统中循环水量是否恒定，可分为定流量系统和变流量系统；按冷热源侧与负荷侧是否合用一组循环水泵^[11][12]，可分为一次泵系统和二次泵系统。通常空调系统再设计过程中往往采用组合式的水系统形式，并不单一，应根据实际情况选择相应的水系统形式。在水系统设计过程当中，应当注意水泵的选取，水泵选择过大，会使相应的能耗增加，过小也会影响空调系统的制冷（制热）效果。本次选题建筑类型为商场，结合商场的负荷变化特点，由于空调系统大部分时间都处于设计负荷的60%以下运行，且负荷随着时间在不断变化，为了使冷水所载冷量与经常变化的负荷想匹配，从而节约冷量输送动力和冷源的运行费用，采用变冷水流量控制可以达到节约能耗的效果^[13]。冷水变流量的主要设备为水泵。对于中央空调循环水泵变频控制，采用蒸发器的出水管和回水管路上装有检测其温度的变送器、PID温差调节器和变频器组成闭环控制系统，通过冷冻水的温差（ΔT=5℃）控制，即可是冷冻水泵的转速相应于热负载的变化而变化。对循环水泵实施变频，可确保冷水机组进出水温差、压差在最佳工作范围，消除节流损失，消除系统的有害超负荷，不但能有效地节能，而且能有效控制主机高压力低流量的情况，大幅提高主机及空调系统工作效率。在进行空调冷冻水系统设计时，要做到充分考虑，合理设计。