摘 要：本文介紹了獨立新風系統的組成及特點、分析了全年運行工況;與VAV系統相比較，對其進行了初投資和運行費兩方面的分析。結論指出，應用獨立新風系統不僅可以克服傳統空調系統形式的缺點，而且具有較好的經濟性。

　　關鍵詞：獨立新風系統,變風量系統

　　1引言

　　獨立新風系統(Dedicated Outdoor Air System，DOAS)的概念早在80年代就已在美國出現[1]。在ASHRAE Standard62-1989頒布之后，由于需要增加一套獨立的新風處理機組，DOAS系統并沒有被完全接受。但是，在更為嚴格的ASHRAE Standard62-1999通過之后，如何保證足夠的新風量成為人們關注的焦點。室內空氣品質內涵也更豐富，除新風量要求外，室內空氣的安全性也提到了前所未有的高度。傳統空調系統在消除和防止生物性或化學性污染方面沒有專門的考慮，容易產生一些相關的問題，如：全空氣系統的回風回用容易引發交叉污染，風機盤管系統的凝水盤存在滋生細菌的可能。在此背景下，DOAS系統受到人們極大的關注。

　　2DOAS系統

　　DOAS系統一般包括預熱盤管、全熱交換器、深度冷卻盤管和顯熱交換器等設備，最初提出DOAS是為了解決冷卻吊頂系統表面結露的問題。通過深度冷卻后的新風含濕量降低許多，送入室內后承擔全部濕負荷和部分冷負荷。由于深度冷卻盤管所要求的機器露點比較低，DOAS系統也常與冰蓄冷系統結合使用。另外，由于送風溫度比較低，DOAS系統也兼有低溫送風的優點。

　　預熱盤管(主要用于冬季)將狀態1的室外新風加熱，防止全熱交換器處出現結霜現象。全熱交換器在工程中也有使用板式換熱或熱管換熱的情況，只是后兩者不如前者控制靈活，調節范圍大。全熱交換器的效率為85%。當室外新風的露點溫度高于設計送風露點溫度時，新風在深度冷卻盤管處冷卻到所要求的露點溫度，同時新風的濕度降低;當室外新風的露點溫度低于設計送風露點溫度，這一功能段就不再對新風進行去濕。顯熱交換器起到再熱的作用。如果房間熱負荷特別大，允許冷風直接吹入，則顯熱交換器停止轉動。但多數情況下都需要有再熱裝置，此時顯熱交換器轉動。

　　3送風系統形式

　　DOAS系統可以與常規空調系統結合使用，主要有兩種結合形式：直接送風形式和間接送風形式。

　　3.1直接送風形式

　　DOAS系統直接向空調房間送風，室內潛熱負荷由新風負擔，顯熱負荷主要由房間空調設備負擔[2]。室內局部空調末端在干工況下工作，有效減少了細菌滋生的機會;而且免除了冷凝水管路，從而簡化了空調系統。圖中的房間局部空調末端可以是水源熱泵、冷卻吊頂或風機盤管等。該系統形式的優點是能夠保證房間的新風量要求，易于系統的風量平衡;其缺點是新風與回風可能混合不好，室內溫度的均勻性可能欠佳[2]。

　　3.2間接送風形式

　　DOAS系統的送風首先進入局部空調末端，與回風混合后再送入房間[2]。這種系統形式的優點是：末端設備容量較小，可以節省吊頂空間;新風與回風充分混合，房間的溫度均勻性較好。其缺點是：新風系統與空調末端相互串聯，只要房間需要通風，空調末端就得運行。

　　上述兩種系統形式都將回風限定在各自房間內部，從而降低了各房間交叉污染的可能性，而且室內局部空調末端在干工況下工作，避免了細菌滋生。因此，DOAS系統也成為SARS之后人們較多關注的空調方式[3]。

　　4運行經濟性分析

　　本節引用文獻[4]中的工程實例，對DOAS系統和VAV系統進行技術經濟比較。

　　此工程為賓夕法尼亞州立大學的演播室，面積為297.3m2，吊頂高4.3m，照明安裝在2.7m高度，設計容納人數為40。DOAS系統為定風量、變溫度運行，并聯安裝兩臺17.5kW的制冷機，DOAS冷卻盤管和冷卻吊頂各一套冷水管路，0.61m×3.96m的冷卻吊頂單元三個一排，共八排。當室內冷負荷不大時只運行DOAS系統;當DOAS系統不能滿足空調要求時開啟冷卻吊頂。如果采用VAV系統時，選用一臺49kW的制冷機。DOAS系統與VAV系統均在上午8點開啟，晚上7點停機。

　　4.1冷卻盤管負荷

　　VAV系統的冷負荷和新風負荷都是由空氣處理機組中的冷卻盤管負擔;而DOAS系統的全熱交換器負擔新風的全部濕負荷和部分冷負荷，大部分新風冷負荷由空調機組冷卻盤管承擔，冷卻吊頂負責顯熱負荷。相對于VAV系統DOAS系統節省了全熱交換器處的負荷。經統計，VAV系統為39MWh/年;DOAS系統為36MWh/年。

　　4.2制冷機能耗

　　DOAS系統的制冷機能耗降低。VAV系統為10.6MWh/年;DOAS系統為7.9MWh/年，見圖7。如前面給出的制冷機功率，因為能量回收，DOAS系統的制冷機能耗減少了近29%，年制冷機能耗約降低25﹪。

　　4.3水泵能耗

　　由于采用冷卻吊頂，DOAS系統的水泵能耗要比VAV系統的多一些。VAV系統為0.38MWh/年;DOAS系統為0.75MWh/年，增加0.37MWh/年，見圖8，但增加的這一部分能耗可以由其它設備節省的能耗抵消。

　　4.4風機能耗

　　本工程中新風量為566L/s，人均14.2L/s，較標準新風量9.4L/s略高。VAV系統的設計風量為1520L/s。VAV系統風機能耗為7.97MWh/年，比DOAS系統能耗2.33MWh/年要大，見圖9，可知采用DOAS系統耗電量每年可節省71%左右。

　　4.5總能耗分析

　　以上分析了各設備的能耗，下面從整體運行能耗方面對兩種系統進行分析對比。將上述三種能耗相加，得出總能耗，如圖10。DOAS系統的總能耗為10.98MWh/年，VAV系統的為18.92MWh/年。DOAS系統相對節省運行能耗7.94MWh/年，節能40%。

　　5結論

　　DOAS系統用低溫新風負擔室內全部新風負荷、潛熱負荷及部分顯熱負荷，既解決了新風問題，又解決了空調凝水污染問題;DOAS系統可以有效防止建筑內的交叉污染，而且技術經濟各方面都是可行的。

　　參考文獻

　　[1]Stanley A.Mummaand Kurt M.Shank. 2001. Achieving Dry Outside Airinan Energy-Efficient Manner,ASHRAE Transaction,2001,V.107,Pt.1

　　[2]Wayne Morris.2003.The ABCs of dedicated outdoor air systems(DOAS),ASHRAE Journal,May2003

　　[3]王晉生 龍惟定 建筑的生化污染物傳播與控制研究暖通空調,2003,33(4)：1～6

　　[4]StanleyA.Mumma.Energy Conservation Benefits of a Dedicated Outdoor Air System with Parallel Sensible Cooling by Ceiling Radiant Panels

　　[5]Stanley A.Mumma.Economics of Improved Environmental Quality.ASHRAEIAQ Applications,Spring2002

　　[6]ANSI/ASHRAEStandard62-2001,Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality.

　　[7]殷平獨立新風系統(DOAS)研究(1)：綜述暖通空調,2003,33(6)：44～49