空調系統的分析及控制措施

　　蒸發冷卻式空調系統在我國西北地區應用較廣，本文分析了蒸發式高溫型冷水機組和空氣源熱泵的組合應用，以及空調系統的分析及控制措施。

　　《制冷與空調》(月刊)創刊于1990年，由科學技術部主管，中國制冷空調工業協會、中國科學技術交流中心聯合主辦的專業性期刊，宗旨和任務：加強行業管理，密切政府、行業、企業聯系，融信息、技術、管理為一體，促進科技成果轉化，推動制冷空調行業技術進步與發展。

　　一、引言

　　蒸發冷卻式空調系統是目前在我國西北地區廣泛應用的一種低能耗的空調系統，本文以甘肅省酒泉市辦公樓工程為例，在確定設計方案的階段，對蒸發式高溫型冷水機組、空氣源熱泵組合的復合式系統和直接采用干空氣能間接蒸發冷水機組提供冷水的兩種蒸發冷卻式空調系統的討論和分析，并著重介紹了前者在實際運行中的控制問題等。

　　二、工程介紹

　　本工程地下一層，地上三層，主要功能為開敞式辦公及會議室。辦公樓建筑高度為18.6米，總建筑面積約為15000平方米。酒泉市夏季空調室外干球溫度為30℃，濕球溫度為19.1℃;室內設計干球溫度為26℃，相對濕度為60%。由于當地干濕球溫度相差較大，空氣較干燥，本工程考慮采用蒸發冷卻式空調系統。

　　三、蒸發冷卻空調系統的分析比較

　　蒸發冷卻式空調系統主要是利用干燥空氣中水蒸汽分壓力較小來使水制冷劑蒸發吸熱達到降溫的效果的，在運行過程中，僅需要為風機和水泵提供動力，因此，與傳統的空調系統相比較，蒸發冷卻系統的節能效果很明顯，是一項應用前景較好的技術。蒸發冷卻式空調系統有很多種形式，根據酒泉市當地的氣候條件和本工程的具體情況，在方案設計階段，我們重點分析和比較以下兩種方案，并分別說明兩種蒸發冷空調系統的特點。

　　方案一：冷源采用蒸發式冷水機組和空氣源熱泵的復合式冷源，末端采用干式風機盤管和蒸發冷卻新風機組。此方案中各房間可以獨立的調節室溫，滿足不同的需求。在夏季運行過程中，干式風機盤管僅承擔室內的顯熱負荷，風盤所需的高溫冷水由蒸發冷水機組和熱泵共同提供并恒定在18℃;新風機組承擔新風負荷和室內的潛熱負荷，新風機組所需的低溫冷水由熱泵提供，高溫冷水則由通過風盤的冷水升溫后的高溫水提供，最終回到蒸發冷水機組中降溫處理。

　　由于此方案中末端的風機盤管均在干工況下運行，不會產生冷凝水，既節省了冷凝水系統的初投資也避免了空調系統潮濕環境中滋生細菌的問題;空調系統中的高溫冷水溫度控制在18℃即可，與傳統的空調系統相比，降低了很大一部分運行能耗。這種方案有效的改善了室內空氣的品質，又充分的利用了自然冷源實現了“免費供冷”，節約了能源。

　　方案二：冷源采用干空氣能間接蒸發冷水機組提供，供回水溫度為14/19℃，末端采用多級蒸發制冷空調機組，空調機組承擔新風負荷和室內全部的熱濕負荷。空調機組設置混風段，夏季采用最小新風比，過渡季節可加大新風比或者采用全新風運行，類似于傳統空調的全空氣一次回風系統。此方案采用集中式空調系統，每個房間雖不能單獨控制，但考慮到樓層使用功能大多為開敞式辦公和會議室等房間，分房間調節溫度的可能性不大，因此也能適應本工程的需要。

　　兩種方案相比較，方案一室內溫濕度獨立控制，系統靈活;方案二雖風管尺寸較大，但取消了末端的風機盤管及供回水管道，減少了后期維修的工作量，且系統控制簡單，運行較為可靠。綜上，兩種系統各有利弊，根據本工程的具體情況和業主對空調系統初投資等因素考慮，本工程還是采用了方案二的系統。

　　四、蒸發冷卻空調系統的控制

　　蒸發冷卻空調系統受室外氣象條件和室內余熱余濕量變化等因素的影響很大，因此，控制時應根據室內外參數的變化實時對系統進行調節，保證空調系統能夠滿足使用要求。上述兩種蒸發冷卻系統，由于方案二采用集中控制，相對來說較為簡單，下文主要針對方案一的控制進行說明。

　　方案一中蒸發冷卻空調系統主要由蒸發式高溫冷水機組、風冷熱泵機組、蒸發冷卻新風機組和干工況的風機盤管組成，冷源主要由蒸發式冷水機和風冷熱泵聯合提供。該系統中干式風機盤管可以由各個房間的人員根據自身情況自由控制，實現對溫度的自由調整。

　　蒸發冷卻新風機組在夏季主要開啟高溫表冷段、低溫表冷段和送風機段。機組主要控制送風溫度和風機的運行狀態等。送風溫度采集信號后輸入PLC AI通道，PLC通過送風溫度設定值和過程值偏差比較，自動調節新風機組的低溫變冷器和高溫表冷器的電動調節閥的開度;送風機的工作狀態采用壓差開關監測，風機事故報警采用繼電器常開觸點作為信號，接到PLC當中。

　　空調系統高溫冷水溫度控制類似與冷卻塔的控制，蒸發式冷水機組風機通過編程控制器和變頻器共同控制風機的轉速，把高溫水出水溫度控制在24℃;低溫冷水則有風冷熱泵提供的7℃的冷水和蒸發式冷水機組提供的24℃的水混合后行程18℃的水，一部分送往干式風盤，另一部分送往蒸發冷卻新風機組的低溫表冷器。

　　五、可編程控制器(PLC)的應用

　　蒸發冷卻空調系統PLC的配置要綜合考慮系統的模擬出入量以及開關初入量以及連鎖、風機組動力等綜合因素進行選擇，要保證系統的集成輸入和擴展模塊就能完全滿足需求，同時在內置模擬量以及數據記錄、診斷以及配方等方面具有綜合應用優勢，實現對蒸發冷卻式空調運行系統的精確控制。

　　PLC的通信方面，要設置好上傳和下傳設備的數據采集定值，選用適合系統的單主站網絡，調置好主站設備和從站設備，并且對互相之間的通信響應進行實驗和監測，確保共享連接的準確完成和通訊上的毫無障礙。

　　蒸發冷卻式空調系統在我國西北部地區已經很廣泛的用于實際的工程設計當中，與此同時，系統的能耗也開始備受人們的關注，合理的設計和穩定的控制不單單是為了減少能耗，而最重要的是保證系統運行的穩定和可靠。我們要把握好各個機組與系統之間的關系，謹慎調控，確保空調系統的優質、高效運行，同時還要在實際工作重視善于總結和發現問題，更好的提升控制系統的性能，以提升其應用價值。

　　【參考文獻】：

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