摘 要：本文介紹了獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)、分析了全年運(yùn)行工況;與VAV系統(tǒng)相比較，對(duì)其進(jìn)行了初投資和運(yùn)行費(fèi)兩方面的分析。結(jié)論指出，應(yīng)用獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)不僅可以克服傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)形式的缺點(diǎn)，而且具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

　　關(guān)鍵詞：獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng),變風(fēng)量系統(tǒng)

　　1引言

　　獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)(Dedicated Outdoor Air System，DOAS)的概念早在80年代就已在美國(guó)出現(xiàn)[1]。在ASHRAE Standard62-1989頒布之后，由于需要增加一套獨(dú)立的新風(fēng)處理機(jī)組，DOAS系統(tǒng)并沒有被完全接受。但是，在更為嚴(yán)格的ASHRAE Standard62-1999通過之后，如何保證足夠的新風(fēng)量成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。室內(nèi)空氣品質(zhì)內(nèi)涵也更豐富，除新風(fēng)量要求外，室內(nèi)空氣的安全性也提到了前所未有的高度。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在消除和防止生物性或化學(xué)性污染方面沒有專門的考慮，容易產(chǎn)生一些相關(guān)的問題，如：全空氣系統(tǒng)的回風(fēng)回用容易引發(fā)交叉污染，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的凝水盤存在滋生細(xì)菌的可能。在此背景下，DOAS系統(tǒng)受到人們極大的關(guān)注。

　　2DOAS系統(tǒng)

　　DOAS系統(tǒng)一般包括預(yù)熱盤管、全熱交換器、深度冷卻盤管和顯熱交換器等設(shè)備，最初提出DOAS是為了解決冷卻吊頂系統(tǒng)表面結(jié)露的問題。通過深度冷卻后的新風(fēng)含濕量降低許多，送入室內(nèi)后承擔(dān)全部濕負(fù)荷和部分冷負(fù)荷。由于深度冷卻盤管所要求的機(jī)器露點(diǎn)比較低，DOAS系統(tǒng)也常與冰蓄冷系統(tǒng)結(jié)合使用。另外，由于送風(fēng)溫度比較低，DOAS系統(tǒng)也兼有低溫送風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)。

　　預(yù)熱盤管(主要用于冬季)將狀態(tài)1的室外新風(fēng)加熱，防止全熱交換器處出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)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(diào)節(jié)范圍大。全熱交換器的效率為85%。當(dāng)室外新風(fēng)的露點(diǎn)溫度高于設(shè)計(jì)送風(fēng)露點(diǎn)溫度時(shí)，新風(fēng)在深度冷卻盤管處冷卻到所要求的露點(diǎn)溫度，同時(shí)新風(fēng)的濕度降低;當(dāng)室外新風(fēng)的露點(diǎn)溫度低于設(shè)計(jì)送風(fēng)露點(diǎn)溫度，這一功能段就不再對(duì)新風(fēng)進(jìn)行去濕。顯熱交換器起到再熱的作用。如果房間熱負(fù)荷特別大，允許冷風(fēng)直接吹入，則顯熱交換器停止轉(zhuǎn)動(dòng)。但多數(shù)情況下都需要有再熱裝置，此時(shí)顯熱交換器轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　3送風(fēng)系統(tǒng)形式

　　DOAS系統(tǒng)可以與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合使用，主要有兩種結(jié)合形式：直接送風(fēng)形式和間接送風(fēng)形式。

　　3.1直接送風(fēng)形式

　　DOAS系統(tǒng)直接向空調(diào)房間送風(fēng)，室內(nèi)潛熱負(fù)荷由新風(fēng)負(fù)擔(dān)，顯熱負(fù)荷主要由房間空調(diào)設(shè)備負(fù)擔(dān)[2]。室內(nèi)局部空調(diào)末端在干工況下工作，有效減少了細(xì)菌滋生的機(jī)會(huì);而且免除了冷凝水管路，從而簡(jiǎn)化了空調(diào)系統(tǒng)。圖中的房間局部空調(diào)末端可以是水源熱泵、冷卻吊頂或風(fēng)機(jī)盤管等。該系統(tǒng)形式的優(yōu)點(diǎn)是能夠保證房間的新風(fēng)量要求，易于系統(tǒng)的風(fēng)量平衡;其缺點(diǎn)是新風(fēng)與回風(fēng)可能混合不好，室內(nèi)溫度的均勻性可能欠佳[2]。

　　3.2間接送風(fēng)形式

　　DOAS系統(tǒng)的送風(fēng)首先進(jìn)入局部空調(diào)末端，與回風(fēng)混合后再送入房間[2]。這種系統(tǒng)形式的優(yōu)點(diǎn)是：末端設(shè)備容量較小，可以節(jié)省吊頂空間;新風(fēng)與回風(fēng)充分混合，房間的溫度均勻性較好。其缺點(diǎn)是：新風(fēng)系統(tǒng)與空調(diào)末端相互串聯(lián)，只要房間需要通風(fēng)，空調(diào)末端就得運(yùn)行。

　　上述兩種系統(tǒng)形式都將回風(fēng)限定在各自房間內(nèi)部，從而降低了各房間交叉污染的可能性，而且室內(nèi)局部空調(diào)末端在干工況下工作，避免了細(xì)菌滋生。因此，DOAS系統(tǒng)也成為SARS之后人們較多關(guān)注的空調(diào)方式[3]。

　　4運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

　　本節(jié)引用文獻(xiàn)[4]中的工程實(shí)例，對(duì)DOAS系統(tǒng)和VAV系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

　　此工程為賓夕法尼亞州立大學(xué)的演播室，面積為297.3m2，吊頂高4.3m，照明安裝在2.7m高度，設(shè)計(jì)容納人數(shù)為40。DOAS系統(tǒng)為定風(fēng)量、變溫度運(yùn)行，并聯(lián)安裝兩臺(tái)17.5kW的制冷機(jī)，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(gè)一排，共八排。當(dāng)室內(nèi)冷負(fù)荷不大時(shí)只運(yùn)行DOAS系統(tǒng);當(dāng)DOAS系統(tǒng)不能滿足空調(diào)要求時(shí)開啟冷卻吊頂。如果采用VAV系統(tǒng)時(shí)，選用一臺(tái)49kW的制冷機(jī)。DOAS系統(tǒng)與VAV系統(tǒng)均在上午8點(diǎn)開啟，晚上7點(diǎn)停機(jī)。

　　4.1冷卻盤管負(fù)荷

　　VAV系統(tǒng)的冷負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷都是由空氣處理機(jī)組中的冷卻盤管負(fù)擔(dān);而DOAS系統(tǒng)的全熱交換器負(fù)擔(dān)新風(fēng)的全部濕負(fù)荷和部分冷負(fù)荷，大部分新風(fēng)冷負(fù)荷由空調(diào)機(jī)組冷卻盤管承擔(dān)，冷卻吊頂負(fù)責(zé)顯熱負(fù)荷。相對(duì)于VAV系統(tǒng)DOAS系統(tǒng)節(jié)省了全熱交換器處的負(fù)荷。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，VAV系統(tǒng)為39MWh/年;DOAS系統(tǒng)為36MWh/年。

　　4.2制冷機(jī)能耗

　　DOAS系統(tǒng)的制冷機(jī)能耗降低。VAV系統(tǒng)為10.6MWh/年;DOAS系統(tǒng)為7.9MWh/年，見圖7。如前面給出的制冷機(jī)功率，因?yàn)槟芰炕厥眨珼OAS系統(tǒng)的制冷機(jī)能耗減少了近29%，年制冷機(jī)能耗約降低25﹪。

　　4.3水泵能耗

　　由于采用冷卻吊頂，DOAS系統(tǒng)的水泵能耗要比VAV系統(tǒng)的多一些。VAV系統(tǒng)為0.38MWh/年;DOAS系統(tǒng)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(shè)備節(jié)省的能耗抵消。

　　4.4風(fēng)機(jī)能耗

　　本工程中新風(fēng)量為566L/s，人均14.2L/s，較標(biāo)準(zhǔn)新風(fēng)量9.4L/s略高。VAV系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為1520L/s。VAV系統(tǒng)風(fēng)機(jī)能耗為7.97MWh/年，比DOAS系統(tǒng)能耗2.33MWh/年要大，見圖9，可知采用DOAS系統(tǒng)耗電量每年可節(jié)省71%左右。

　　4.5總能耗分析

　　以上分析了各設(shè)備的能耗，下面從整體運(yùn)行能耗方面對(duì)兩種系統(tǒng)進(jìn)行分析對(duì)比。將上述三種能耗相加，得出總能耗，如圖10。DOAS系統(tǒng)的總能耗為10.98MWh/年，VAV系統(tǒng)的為18.92MWh/年。DOAS系統(tǒng)相對(duì)節(jié)省運(yùn)行能耗7.94MWh/年，節(jié)能40%。

　　5結(jié)論

　　DOAS系統(tǒng)用低溫新風(fēng)負(fù)擔(dān)室內(nèi)全部新風(fēng)負(fù)荷、潛熱負(fù)荷及部分顯熱負(fù)荷，既解決了新風(fēng)問題，又解決了空調(diào)凝水污染問題;DOAS系統(tǒng)可以有效防止建筑內(nèi)的交叉污染，而且技術(shù)經(jīng)濟(jì)各方面都是可行的。

　　參考文獻(xiàn)

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