上海高层建筑空调设计新方法

1、上海高层建筑空调设计新方法关于空调平面分区概况在欧美和日本，对于像诸如商场、餐饮、办公楼等大面积空间的空调设计都遵循一个基本前提平面分区。所谓平面分区主要有两层含义：根据负荷状态下的不同进行分区。譬如，在某些场合，考虑到太阳辐射热负荷可能随朝向和时间有很大变化，故按朝向可分成东区、西区、南区、北区，以利分别单独控制；但是应用得更多的是按冬季室内负荷性质不同而进行分区，分成内区和周边区。在同一区（譬如内区或周边区）内，为了考虑节能运行，又人为地把一大块面积的空间假想地按150-250m2划分成一个个小区。每1个小区内由1台代表该区温度的温度传感器来控制该区的温度。对此，部分国家的空调设计节以有规

2、范中还明确地规定了这种分区的最大面积的限值。关于这一点，其实也是很容易理解的。如果 一个很大的空间仅由1台装在某处的温度传感器来代表整个大空间的温度进行温度控制，那么由于气流组织和各个局部负荷的差异，各处的温度差别可能会很大，在同一时期内可能出现一处过冷，另一处过热的现象。这种过冷、过热，显然便导致了能源的浪费。对此此，这里里不打算算进行评评述，下下面拟着着重讨论论内区和和周边区区的问题题。1幢幢大楼标标准层平平面一般般至少得得有5000-110000m2，其进深深少则几几米，多多则十几几米。经经验表明明，紧邻邻外墙、外穿的的区间，冬季由由于室外外气温低低于室内内，通过过外墙、外窗的的传渗透透

3、等影响响，室内内需要供供暖，才才能保持持室内所所需的温温度。但但是，远远离外墙墙、外窗窗的区间间，冬季季却没有有这炎热热损失，所以，它没有有供暖要要求。非非但如此此，现有有的现代代化大厦厦的使用用实践经经验表明明，随着着办公设设备的迅迅速进步步，室内内使用的的自动化化办公设设备的种种类和数数量愈来来愈多，如计算算机、复复印机、打印机机、文件件破碎处处理机、传真机机等等。这些办办公设备备的用电电自然最最终还是是以热的的形式散散发出来来。另外外，现代代化大厦厦室内照照明的照照度标准准也远远远高于一一般常规规建筑。这样大大功率的的照明灯灯具显然然也是全全年稳定定的散热热源。所所以，就就这部分分区间而

4、而言，冬冬季不但但不需供供暖，而而且还得得供冷，否则室室内便会会过热。基于于冬季这这两个部部分区间间的两种种截然不不同的空空调要求求，现在在欧美、日本等等国家的的规范化化做法都都是首先先在平面面上划分分为周边边区和内内区。内内区需全全年供冷冷，周边边区则是是冬季供供暖、夏夏季供冷冷。至于于周边区区和内区区的具体体划分方方法，大大致是把把距周边边外围护护结构内内表面33-5mm的这一一区间定定为周边边区，其其余的面面积则统统称内区区。由于于周边区区和内区区冬季的的运行工工况不同同，所以以，在空空调水系系统的设设计上必必须作出出相应的的考虑和和安排。譬如，在水系系统方面面，尽管管对个别别空调机机组

5、而言言，一般般都是采采用双管管制；但但是，对对于整个个中央空空调的水水系统，这时便便不是双双管制所所能满足足要求的的了。因因为在这这种情况况下，冬冬季一方方面要考考虑周边边区的供供暖，需需要供热热水；而而另一方方面又要要顾及内内区的供供冷，必必须供冷冷水。所所以，从从这一层层意义上上来主产产，采用用如此分分区的空空调工程程的中央央空调水水系统必必须是四四管制。空调风系系统在论论及空调调风系统统的变化化和新进进展时，需要再再重申一一点，即即我们的的讨论主主要是针针对以办办公为主主要功能能的高层层办公楼楼建筑而而言，需需要把以以居住为为主要功功能的宾宾馆客房房撇开不不谈。因因为对于于宾馆、公寓之之

6、类建筑筑的空调调方式，可以说说至今还还没有出出现其他他任何一一种能比比风机盘盘管这种种水空空气方式式更为成成熟、适适用和经经济有效效的空调调方式。一、变风风量空调调方式的的应用众所所周知，一般办办公楼在在建筑和和使用功功能上不不同于宾宾馆、酒酒楼客房房的一大大特点就就是空间间大、面面积大、内装修修讲究、隔间的的分隔要要求能灵灵活多变变。对于于这类建建筑，过过去一直直难于找找到合适适的空调调方式。如果采采用常规规的全空空气方式式，一方方面送风风管、回回风管截截面积大大，很难难适应高高层建筑筑层高低低的状 。另一一方面，那么大大的一个个多区系系统，各各区的温温度控制制要求也也实在是是众口难难调。因

7、因此，至至今为止止，不少少办公楼楼还都不不得不采采用带独独立新风风的风机机盘管系系统这样样的空调调方式。然而而，风机机盘管系系统存在在不少问问题，其其中最大大的问题题就是滴滴水问题题。引起起滴水的的原因很很多，譬譬如冷冻冻水供、回水管管和滴水水管的保保温不好好，凝结结不排水水管安装装坡度不不够，滴滴水盘排排水口积积灰堵塞塞等等。这种种种因素都都会导致致凝结水水的滴漏漏并污染染吊顶。另外，办公楼楼开间大大，其隔隔间随用用户的变变换，需需频繁改改变，如如果采用用风机盘盘管机组组，则其其固定的的送风口口和回风风口将很很适应隔隔间的调调整。基于于上述种种种因素素的考虑虑，现在在有些高高级办公公楼的空空

8、调工程程已决定定摆脱风风机盘管管系统，取而代代之的是是如图11所示的的变风量量空调方方式。按笔笔者的分分析与归归纳，这这一系统统具有一一个很明明显的特特征，即即系统的的层次清清楚。概概括起来来讲，可可以归纳纳为3个个层次：楼、层层、区。其具体体的含义义是：第1层层起，全全楼设一一套中央央新风处处理机组组，这是是一个定定风量式式（CAAV）系系统，专专门用于于向各层层送固定定数量的的新风。第22层次，每层设设1套或或2套空空气处理理机组和和相应的的一次送送风系统统。这是是一个变变风量式式（VAAV）系系统，其其送风量量可根据据送风干干管内的的静压传传感器进进行自动动调节。另外，其送风风温度可可由

9、1只只温度传传感器进进行预先先设定的的定值控控制。第3层层次，每每1个分分区设11台风机机混合箱箱，或其其他类型型的终端端，后者者也像风风机盘管管一样，暗装在在吊顶内内。风机机混合箱箱根据所所在分区区的温度度状况，由温度度传感器器控制一一次风的的风量，然后通通过软管管分别送送到各个个送风口口。风机机混合箱箱有两种种：一种种用于内内区，其其中只有有1台风风机和过过滤器，不含任任何热交交换器；另一种种适用于于周边区区，其中中除风机机和过滤滤器外，还装有有一组加加热器。另外，在一次次风的接接口风管管上装有有风量调调节阀，后者可可根据各各相应分分区的温温度控制制器的指指令动作作，调节节一次风风的风量量

10、。对每每一个分分区或每每个风机机混合箱箱而言，尽管其其一次风风量根据据温度控控制的要要求，随随时都在在变化，但其总总的送风风量却不不会变化化。这种系统统的优点点主要表表现在如如下几个个方面：a.用全全空气方方式取代代了水空气方方式的风风机盘管管，从而而从根本本上杜绝绝了凝结结水滴漏漏的可能能性。b.它不不同于一一般的全全空气方方式的空空调系统统，前者者利用吊吊顶空调调作回风风室，基基本上可可省去回回风管，而且一一次风可可采用低低温送风风，温度度可以较较低，因因而一次次风量可可减少，从而可可缩小送送风干管管的截面面尺寸。c.与一一般全空空气方式式的多区区系统不不同，可可实现各各分区的的独立的的温

11、度控控制，从从而改善善室内温温度分布布状态，并且可可节能。d.可适适应办公公室隔间间的变化化，因为为风机混混合箱的的安装部部位及回回风口的的位置均均与其下下面的隔隔墙无关关，即使使要改变变送风口口位置，也只需需调整送送风软接接管的走走向即可可。当然然，这种种系统也也有其不不足之处处。首称称，在冬冬季，由由于内区区需供冷冷，周边边区需供供暖，周周边区的的一次风风需要冷冷却后再再进行加加热，这这显然构构成了能能源的浪浪费。其其次，在在多数情情况下，其造价价要高于于一般的的风机盘盘管系统统。二、双风风机的全全空气式式系统在上上海较早早建成的的一些高高层办公公大楼里里，现在在反映比比较普遍遍的一个个主

12、要问问题就是是新鲜空空气量不不足，这这引起了了办公楼楼内的工工作人员员的投诉诉和抱怨怨，这个个问题已已被专门门的实测测结果所所证实。造成这这种室内内空气品品质问题题的原因因可能有有多种，主要的的还是空空调系统统设计上上的毛病病。这主主要表现现在以下下几方面面：a.在设设计之初初，虽然然设计师师在设计计中也都都按规定定的标准准考虑了了必要的的新风量量；另外外，卫生生间也按按规范要要求的换换气次数数设计了了排风。这样的的设计看看似一切切均按规规范进行行，并无无什么不不妥。但但实际上上，这只只是纸上上谈兵。问题在在于，若若按仅有有的几处处卫生间间的排风风，其总总的排风风量还是是太小，无论如如何也平平

13、衡不了了整个楼楼层所需需的最小小新风量量。待建建筑物建建成投入入运行后后，往往往由于无无法开窗窗，新鲜鲜空气不不能如设设计上计计算的那那样如数数供应，导致大大楼办公公区内新新鲜空气气严重不不足，住住户们成成天抱怨怨头昏头头痛。一一旦查出出原因，人们就就不得不不纷纷搬搬离这种种恶劣的的工作环环境。b.在一一些较早早建成的的豪华办办公大楼楼里，也也许是由由于机房房面积过过小，难难以安排排；也许许是由于于设计师师为了省省事，新新风管往往往不是是直接接接入空调调机组内内，而仅仅仅通入入机房内内，新风风完全靠靠机房内内的负压压吸入。这样的的做法，省事倒倒是省事事，然而而，实际际效果却却令人遗遗憾。说说起

14、来，设计也也是按规规范取用用新风量量，但实实际情况况却大相相径庭。c.所谓谓的变风风量空调调器不顾顾场合的的滥用。对于高高层办公公大厦，先姑且且不谈其其塔楼部部分，且且说那些些高层办办公大楼楼几乎必必备的裙裙房部分分。裙房房一般均均用作商商店、餐餐饮、娱娱乐、集集会场所所。对于于这些公公共场所所的空调调，早期期因缺少少经验采采用风机机盘管加加新风的的方式比比较多。后来，大多数数有经验验的设计计单位在在设计文文件中往往往都宣宣称须要要用的是是全空气气变风量量方式。但实际际上采用用的却是是所谓的的“变风风量空调调机组”。其实实，这种种变风量量空调机机组在功功能上与与风机盘盘管类似似，只能能视作大大

15、型风机机盘管机机组，无无法真正正变风量量。采用用这种简简易式的的空调机机组是不不能满足足全年节节能运行行和充足足的新风风要求的的。那么么，舒适适性全空空气方式式空调系系统的标标准模式式应该是是怎样的的呢？归归纳起来来，一个个规范化化的舒适适性全空空气式空空调系统统应该是是完全自自动控制制并带有有双风机机，可实实现全年年新风量量调节，冬、夏夏季能确确保最少少新风量量，春、秋季能能实现节节能经济济运行的的系统。这一系系统的基基本组成成及其简简单易行行的控制制原理见见图2。其相应应的调节节机构的的控制作作用见图图3、图图4和图图5。需要要说明的的是，关关于舒适适性空调调的节能能自动控控制方法法，根据

16、据气象分分区的不不同，可可有多种种多样的的多工况况自动逻逻辑程序序控制方方式。这这些方式式在微机机的支持持下尽管管实现起起来并不不难，但但却显得得十分繁繁杂。比比较简单单易行、实用的的当首推推如图22中所示示的三种种工况分分程控制制。不管管是模拟拟式控制制，还是是直接数数字式控控制，其其动作的的原理都都可用图图3、图图4和图图5比较较直观地地反映出出来。分分程控制制的特点点是靠执执行机构构上的定定位器（电子式式或气动动式）预预设的信信号响应应范围（电压或或气压值值范围），来确确保各调调节机构构（如联联动的新新风和排排风阀FF1、FF2，加加热阀VV1和冷冷却阀VV2）不不同时间间、有序序地相继

17、继动作。在这里里一共采采用了三三个调节节器1001、1102、1033。调节节器1001的作作用主要要在于确确保冬夏夏季最小小新风量量的设定定。调节节器1003的作作用在于于根据室室外温度度，对室室内温度度传感器器设定值值进行自自动再调调。 新风风阀F11和排风风阀F22（还有有与之联联动，但但作用相相反的回回风阀FF3）在在过渡季季根据室室内热负负荷状况况逐步加加大开度度，以充充分利用用室外低低温空气气的自然然供冷能能力来代代替制冷冷机运行行。这种种作用在在国外统统称为“免费供供冷”（freee ccoollingg）。“免费供供冷”这这是如今今各国空空调工程程设计节节能规范范中必有有的非常

18、常重要的的一条。加拿拿大19995年年国家空空调工程程设计节节能规范范对非居居住建筑筑空调系系统的节节能经济济运行的的相应规规范条文文是这样样记述的的：除用用于公寓寓、旅馆馆、汽车车旅馆之之外的，风量在在12000l/s(443200m3/h)、供冷容容量在220kWW以上的的所有空空调系统统都应在在设计中中考虑按按照下列列途径，利用室室外空气气，以求求减小机机械供冷冷的能耗耗:1、直接接利用室室外空气气供冷（新风节节能运行行系统）a.直接接利用室室外空气气以降低低机械供供冷能耗耗的系统统。在采采用新风风与回风风混合的的过程中中应能使使室外空空气取用用量达到到1000%的程程度，以以获得室室内

19、空调调所需的的进风温温度。b.在如如上所述述的系统统中应设设有自动动控制装装置以使使当室外外空气温温度高于于回风温温度，或或者当室室外空气气值大于于回风空空气值时时，能自自动地把把新风量量控制在在满足室室内空气气品质要要求的最最小限度度。c.除下下述情况况（即直直接膨胀胀式系统统，为避避免因新新风取用用量过大大而导致致融霜的的情况）外，在在如上述述各条文文中规定定的系统统设计条条件下，应能在在即使机机械供冷冷装置已已准备妥妥当随时时可用的的情况下下，也可可做到使使新风和和回风混混合后的的温度尽尽可能接接近室内内空调所所需的送送风温度度。2、间接接利用室室外空气气供冷（水侧节节能运行行系统）关于

20、于第2种种新风供供冷能力力的利用用方法这这里暂不不讨论，拟留在在后面论论及水系系统时再再予评述述。另外外，说来来十分有有趣，而而且也很很值得引引起注意意的是，在美国国加州119911年的空空调设计计节能规规范中，除上述述类似的的条文规规定外，对如何何确保室室内新风风量还作作了若干干十分明明确的具具体规定定。规范范要求，系统在在投入使使用前，必须进进行认真真的调试试，以确确保风量量的平衡衡和新风风量的导导入。否否则，每每个系统统必须在在目的地地安装带带有读数数的就地地或可遥遥测的新新风量计计测仪表表，以利利随时直直接观察察和监测测。由此此可见，国外对对于确保保空调新新风量的的问题也也像国内内一样

21、，受到普普遍的关关切，在在一些新新建的豪豪华大厦厦中对这这一点怎怎么强调调也不过过分。显然然，采用用带自动动控制的的双风机机全空气气式系统统是为满满足上述述规范要要求所必必须的，因为这这一方面面可满足足关于新新风供冷冷的节能能经济运运行的要要求；另另一方面面又可随随时自动动保持系系统新风风和排风风之间的的平衡，确保最最小新风风量的导导入。也许许正是因因为如此此，如今今已有越越来越多多的场合合，不仅仅像那些些具有较较好客观观安装条条件的高高层建筑筑裙房部部分，以以及全年年不允许许开窗生生产的工工业厂房房舒适性性空调中中趋向于于采用如如图2所所示的系系统，甚甚至某些些新建的的高层办办公大楼楼塔楼部

22、部分也开开始出现现采用这这种系统统的动向向。例如如，本市市正在建建筑中的的某一超超高层办办公楼的的设计方方案是通通过国际际设计招招标，由由德国一一家设计计公司中中标而确确定下来来的。在在该方案案中，设设计师提提出了如如图6所所示的双双风机全全空气空空调方式式结合采采用降温温吊顶（Cooolinng CCeillingg）方式式。该空空调方式式有两个个特点：一是每每13层层设1套套全空气气式空调调系统，机房设设于中间间一层，分别向向上面66层和下下面6层层送风和和排风；二是各各室设置置降温吊吊顶，以以作为夏夏季最热热期间的的辅助降降温装置置。为防防止冷水水盘管表表面结露露，其入入口水温温需自动动

23、控制保保持高于于16。所用用全空气气式系统统全年送送风温度度范围为为1624。过渡渡期可利利用1000%的的全机关关报风。冬季和和夏季则则用乙二二醇溶液液循环装装置对排排风的废废热进行行回收利利用。三、 大大温差或或低温送送风近年年来，国国外基于于节省热热媒输送送能耗，推行大大温差小小流量系系统。对对于空气气介质而而言，这这类系统统便是大大温差的的低温送送风系统统。具体体的做法法是有时时用5的低温温水，有有时也可可用7的通常常冷水把把空气处处理到110左左右，作作为一次次风送入入风机混混合箱与与回风混混合，稍稍升温后后送入室室内；也也可直接接通入变变风量末末端装置置，以诱诱导室内内空气与与之混

24、合合，迅速速减少送送风温差差。低温温送风的的好处主主要有33点：可减小小送风量量，降低低风机动动力消耗耗；可可减小送送风管截截面尺寸寸，有利利于高层层建筑层层高的有有效利用用；有有利于降降低室内内相对温温度，改改善舒适适度。如如今在上上海采用用低温送送风的工工程有诸诸如888层的金金茂大厦厦、上海海证券大大厦、原原万国金金融大厦厦等高层层和超高高层建筑筑，也有有像在建建的上海海儿童医医学中心心这类高高标准的的现代化化医院建建筑。四、置换换式通风风空调系系统置换式通通风空调调不同于于通常的的混合式式空调方方式，主主要表现现在如下下几点：a.采取取下送上上回的送送风方式式，可使使清洁的的送风气气流

25、首先先进入室室内人员员呼吸带带和有效效活动区区，形成成有利于于改善工工作区的的空气品品质。b.采用用低速送送风，导导致气流流缓慢扩扩散上升升，形成成垂直方方向上的的温度成成层和温温升梯度度，提高高了排风风和回风风温度，可节省省夏季运运行能耗耗。c.由于于是下送送风，送送风温度度相对较较高，对对于全空空气式系系统的运运行，加加大了过过渡季利利用新风风自然供供冷的潜潜力，延延长了其其节能经经济运行行的周期期，从而而可更加加缩短全全年机械械供冷的的时间，进一步步增大了了节能效效益。鉴于于上述特特点，置置换式通通风空调调方式普普遍适用用于一切切以舒适适性为目目的公共共场所，如影响响剧院、体育馆馆等。据

26、据悉，在在建的上上海大剧剧院建筑筑设计方方案为法法国建筑筑师的作作品，其其观众厅厅采用的的即是座座椅下送送风的置置换式空空调方式式。另外外，据认认为，置置换式通通风空调调方式应应用于一一般被视视作难题题的中庭庭空调，可获得得独特的的效果。总之之，基于于置换式式通风空空调方式式的诸多多优点，预计随随着其送送风分布布器的逐逐步国产产化，必必将在我我国为人人们所广广泛接受受。五、 “地板下下空调装装置”这是是日本一一家设计计公司在在上海某某高层建建筑设计计方案国国际招标标活动中中标投标标书中所所提出的的一种新新型空调调方式的的特定名名称。在在此值得得一提的的是，在在这次参参加投标标的五家家国外设设计

27、公司司中有四四家来自自北美，一家来来自日本本。其中中有4个个方案提提出采用用以风机机混合箱箱为基础础的变风风量空调调方式。但已记记不清中中标的日日本公司司的方案案是否在在这四者者之列。不过，他们与与众不同同，给人人以深刻刻印象的的是，除除主要方方案外，还提出出了不少少辅助性性空调节节能措施施。“地地板下空空调装置置”即为为其提出出的为少少数几间间高级领领导人办办公室采采用的新新式空调调装置。据称，这是一一种独立立式超薄薄空调机机，其厚厚度仅为为2400mm，既可发发挥空调调机的功功能，又又可兼作作空间分分隔的隔隔热。这这种设备备显然包包括制冷冷机、风风机、加加热器（电加热热）。据据称，它它既看

28、不不到，也也不需要要在现场场进行外外部接管管，而且且其运行行可按季季节的变变化，改改变送风风方式，即可实实现夏季季上送下下回，冬冬季下送送上回。空调水系系统水侧节能能运行系系统室外空空气供冷冷的间接接途径在上上述22.2中中提到的的加拿大大19995年国国家空调调工程设设计节能能规范对对非居住住建筑空空调系统统的节能能经济运运行的条条文中，只着重重讨论了了直接利利用室外外空气供供冷（新新风节能能运行系系统）的的节能方方式，对对于另一一种间接接利用新新风供冷冷的方法法未能涉涉及，现现在此展展开讨论论。1有关关条文的的引述在加加拿大的的国家空空调工程程设计节节能规范范相关条条文的后后续部分分（间接

29、接利用室室外空气气供冷水侧节节能运行行系统）是这样样规定的的：a.利用用室外空空气通过过直接蒸蒸发、间间接蒸发发或两者者相结合合的方式式来冷却却供冷流流体，以以减少机机械供冷冷能耗的的系统，应能在在室外空空气湿球球温度等等于或低低于7的情况况下，为为冷却送送风空气气承担系系统预期期的全部部供冷负负荷。b.利用用室外空空气通过过显热交交换途径径冷却供供冷流体体，以减减少机械械供冷能能耗的系系统，应应能在室室外空气气干球温温度等于于或低于于10的情况况下，为为冷却送送风空气气承担预预期的全全部供冷冷负荷。2 个人人的见解解根据据笔者的的理解，结合近近年来从从各方面面得来的的信息，笔者以以为，要要遵

30、守上上述规定定，传统统的空调调水系统统必须作作出某些些适应性性的改变变才行。这种改改变可以以举出如如下几种种：a.过渡渡期和冬冬季，利利用大楼楼新风系系统的鹇鹇风冷空空气对冷冷冻水的的回水进进行预冷冷却。如图图8所示示的空调调冷冻水水系统是是如今北北美设计计公司在在国同人人承接的的某些高高层建筑筑空调工工程设计计中常见见的一种种节能方方法。图图中所示示为全楼楼共用的的一套中中央集中中供新风风系统中中的新风风空气处处理机组组。由于于一直未未有机会会与北美美国家的的设计专专家们作作面对面面的交流流，所以以，只能能根据其其示意图图与功能能，按笔笔者本人人的理解解对这一一方式作作出相应应的剖析析。笔者

31、者以为图图中的前前置换热热器1和和后置换换热器22，主要要用于过过渡期和和冬季的的室外空空气“免免费供冷冷”用。图中的的3只三三通调节节阀只作作工况转转换阀，不作调调节用。利用这这3只电电动三通通调节阀阀和联动动的切换换阀3的的共同作作用，便便可实现现冬季、过渡期期和夏季季3种工工况的转转换。例如如，在冬冬季（当当室外低低于100）时时，切换换阀3置置于下方方通路。冷冻水水先后依依次通过过各层空空调器44和板式式换热器器之后，进入新新风空气气前置换换热器和和后置换换热器22，在此此与低温温的新风风空气连连续进行行二次热热交换。一方面面利用室室外的低低温空气气使冷冻冻水回水水在进入入机械制制冷之

32、前前，先行行“免费费”预冷冷至某一一稍低的的温度，例如113.99，则则15.6-113.99=1.7，即为新新风供冷冷的节能能效益。与此同同时，低低温新风风经与相相对较高高温度的的冷冻水水回水换换热后，得以加加热，从从而节省省了这部部分新风风加热所所必须的的外部供供热量，这显然然可为系系统的冬冬季运行行提供双双重的节节能效益益。夏季季，利用用切换阀阀3，开开通上方方通路，使冷冻冻水先经经三通阀阀7、后后置换热热器2和和三通阀阀8后，进入各各层空调调器4、板式换换热器55，最后后再通过过前置换换热器11与三通通阀6，返回冷冷水机组组。在此此过程中中，高温温、高湿湿的新风风空气先先后通过过二次降

33、降温、去去湿换热热处理，可获得得所需的的进风参参数。在过过渡期，切换阀阀3开通通下方通通路，冷冷冻水则则不经后后置换热热器2，不与新新风空气气进行热热交换，直接到到达前换换热器11。显然然，这时时水与室室外进风风空气之之间的温温差已大大大减小小，但仍仍可在不不同程度度上获得得部分预预冷效果果。笔者者以为，上述方方式确实实可为系系统运行行提供一一定的节节能效果果，如果果结合上上述节能能规范来来看，这这一节能能效应尚尚远远不不能满足足规范的的要求，因为后后者要求求新风供供冷应能能承担预预期的全全部供冷冷负荷。b.采用用风冷式式冷水机机组的一一种派生生型带预预冷却的的机组这种种机组的的工作原原理示于

34、于图9。这一利利用方式式的缺点点是，在在平时（夏季）不利用用室外空空气预冷冷时，会会加大风风冷冷凝凝器环路路空气侧侧阻力，以致增增大了相相应的能能耗。但但它的好好处是，风冷冷冷凝器可可与预冷冷盘管同同时工作作，不必必相互排排斥，必必须切换换使用。c.利用用制冷系系统冷却却系统冷冷却水的的密闭式式冷却塔塔进行室室外空气气供冷图110所示示即为这这一方式式的工作作原理图图。在这这一系统统中是利利用机械械制冷系系统中的的冷却水水冷却设设备密闭式式冷却塔塔，来实实现冬季季对自然然冷源室外外空气的的利用。显然，在这里里，机械械供冷与与自然冷冷源供冷冷两者是是不能同同时工作作的，必必须切换换着使用用。笔者

35、者以为，这一点点也许就就是在加加拿大国国家空调调工程设设计节能能规范中中规定，以室外外空气干干球温度度10或湿球球温度77为工工况转换换标准，并强调调“能承承担系统统预期的的全部供供冷负荷荷”的道道理所在在。为使使该装置置能在低低于0的室外外气温下下正常运运行，系系统中需需充以乙乙二醇溶溶液不冻冻液。显然然，按照照这一图图式，必必须具备备一个条条件，即即机械供供冷系统统必须采采用密闭闭式冷却却塔。密密闭式冷冷却塔价价格虽然然十分昂昂贵，但但随着制制泠系统统对冷却却水水质质要求的的提高，在不少少场合下下其应用用是不可可少的。随着新新型高效效、价廉廉的密闭闭式冷却却塔的面面世，并并考虑到到其冬季季

36、运行期期间自然然供冷节节能的效效益，其其普遍推推广应用用的前景景将更趋趋光明。d.利用用板式热热交换器器的节能能运行方方式如图图11所所示的这这一方式式基本上上与上述述利用密密闭式冷冷却塔的的方式相相类似，只不过过在这里里是把直直接蒸发发式（开开式）冷冷地塔与与板式换换热器结结合起来来使用，以代替替密闭式式冷却塔塔的功能能而已。但是，在功能能上它却却远逊于于前者，因为后后者在室室外温度度低于00时是是无法运运行的。变流量系系统在我我国，目目前空调调水系统统采用定定流量式式系统比比较普遍遍，其主主要原因因是它要要求的的的控制技技术较简简单。但但是，由由于空调调水系统统的输送送动力消消耗量大大，而

37、且且空调负负荷的特特点又是是绝大部部分时间间里处于于低负荷荷状态，这就为为空调水水系统的的节能运运行提供供了巨大大的潜力力。所以以，在上上述的空空调工程程设计节节能规范范中对此此均有相相应的明明确的条条文规定定。例如如，美国国ASHHRAEE/IEES900.1-19889的节节能标准准中明确确提出：“水系系统应设设计成变变流量系系统。其其所用控控制阀应应能根据据系统负负荷的变变化自动动地调节节开度或或逐级开开启和关关闭，系系统应能能将流量量降低到到设计流流量的550%或或以下。改变流流量的方方法不仅仅仅限于于采用变变速传动动泵一种种，可有有多种方方案选择择，如多多台泵的的台数分分段控制制或泵

38、的的特性控控制等。”上述述条文的的规定是是十分有有道理的的。一味味追求变变速传动动控制（如变频频控制），初次次投资很很大。特特别是在在水系统统规模比比较大、并联水水泵台数数较多时时，比较较经济的的方法还还是多台台水泵并并联运行行中的台台数控制制。图112所示示即为典典型的二二次泵系系统台为为九控制制原理图图。在该该图中，一次泵泵系统采采用负荷荷控制原原理，根根据瞬时时供、回回水量及及温差的的乘积，计算出出实际的的负荷量量。当负负荷量减减小到一一台冷水水机组的的容量时时，便停停开一台台机组及及相应的的水泵。在二次次泵系统统中，由由于系统统负荷，也即流流量的变变化引起起的供、回水干干管中压压差的变

39、变化，由由压差传传感器感感测到后后，通过过压差调调节器控控制旁通通阀的开开度，以以保持系系统的稳稳定压差差。同时时，当流流量计测测得的流流量减少少到一台台二次泵泵的流量量时，便便停开一一台二次次水泵。关于“三三次泵”的应用用这里“三三次泵”的名称称是笔者者为叙述述方便而而采用的的，相对对于上述述典型的的二次泵泵图式所所作的一一个非正正式命名名。实质质上，它它是指装装在某些些空调换换热器（冷却器器、加热热器）前前用于系系统循环环的水泵泵。三次次泵的典典型连接接方式应应用原理理示于图图13。采用用三次泵泵的这一一做法目目前几乎乎已成为为欧美和和日本等等国家通通行的标标准做法法。但是是，这一一技术在

40、在我国却却不为人人们所理理解，往往往会被被经手人人员取消消。与之之对应的的传统的的三通调调节阀接接管方式式示于图图14。比较两两者不难难看出，其间一一个最大大的区别别在于前前者可使使子系统统内保持持恒定的的水流量量，适用用于变流流量的水水系统。而后者者的作用用在于使使子系统统内的流流量随负负荷而变变化，适适用于定定流量的的水系统统。按笔者的的分析，采用三三次泵决决不是可可有可无无、徒添添麻烦的的事，其其好处主主要在于于如下几几个方面面：a.改善善子系统统的水力力工况和和循环；b.减少少二次泵泵的扬程程；c.改善善三通调调节阀的的运行条条件。关于于这最后后一点：笔者不不得不多多费此笔笔墨。在在关

41、于三三通调节节阀的运运行方面面，笔者者曾有两两次难忘忘的亲自自经历。一次是是约100年前在在对（国国外某公公司）11只DNN80的的三通调调节阀进进行调试试时，发发觉其阀阀芯会不不停地旋旋转，过过不多久久便被磨磨损不堪堪。供货货单位认认为是因因为系统统压力太太大，以以致阀前前后压差差超过了了允许的的限度所所致。其其实，水水系统中中水泵的的扬程尚尚属常规规，仅只只0.225-00.3MMpa，基本上上为克服服系统阻阻力所必必须。另另外一次次则是去去年上海海博物馆馆空调工工程的调调试。所所见也是是一只较较大规格格的自动动控制阀阀，结果果控制阀阀难正常常运行，以致冬冬季时常常过热，夏季又又过冷。外方

42、供供货单位位也是坚坚持认为为阀前后后压差太太大，超超出了调调节阀的的允许限限度（大大口径阀阀的允许许限度小小），以以致阀门门无法关关闭。这这种种现现象表明明，我们们过去通通常习惯惯的设计计手法不不是没有有问题的的。采用用三次泵泵的做法法无疑会会大大改改善三通通调节阀阀所赖以以正常运运行的水水力工况况，因为为三次泵泵的特性性可完全全针对所所在子系系统（盘盘管、调调节阀）的水力力状况进进行选定定。在述述及三次次泵及其其与三通通阀组成成的子系系统控制制方式时时，不能能不提及及最近出出现的另另一种更更简化的的采用变变频调速速型三次次泵代替替三通阀阀与定流流量型三三次泵的的组合型型图式（图155）。这这

43、种方式式较之于于图133控制方方式的优优点是不不言自明明的。关于空调调水系统统的垂直直分区考虑虑到标准准型冷水水机组、空调器器中的热热交换器器以及阀阀门、管管配件对对水静压压的承载载能力，迄今国国内对于于高层和和超高层层建筑空空调水系系统的常常规做法法，基本本上都是是按600m或1000m的高高度作垂垂直分区区处理，即每隔隔60mm或1000m设置置一个独独立的水水系统，在适当当高度的的楼层上上分别设设置板式式换热器器或者冷冷水机组组，实现现水力隔隔离。采采用板式式换热器器一方面面加大了了造价，另一方方面也增增大了冷冷量和可可供利用用的温度度损失。按高度度分区设设置冷水水机组，结果将将是机房房

44、分散，管理不不便，加加之系统统各自独独立，冷冷水机组组不能互互为备用用，部分分负荷下下的运行行效率比比起统一一的系统统更低，能耗费费用增大大。美国国某设计计单位在在上海888层4420mm高的金金茂大厦厦空调水水系统的的初步设设计中本本来是考考虑设置置一个统统一的水水系统。全部冷冷水机组组均集中中设于地地下层内内，全楼楼不作垂垂直分区区。为此此，所有有冷水机机组、空空调器、阀门管管件均按按高静压压承载能能力作特特殊订货货。美方方专家说说明，这这种处理理手法在在境外不不少超高高层建筑筑中已经经有过多多次实践践经验，技术上上是成熟熟的、可可靠的。后来，在实施施中，中中方有关关专家提提出了修修改方案

45、案，按高高度和负负荷性质质，分别别组成33个独立立的系统统，即高高区系统统、中区区系统和和低区系系统。各各区系统统均是一一竿子到到底，不不殖民地地作垂直直分区。这一作作法的一一个主要要好处是是可降低低中区和和低区系系统所有有设备和和管件的的承载能能力，但但无疑这这也使系系统失去去了不少少功能，如3个个系统不不能统一一步调供供冷，不不能互为为备用；在低负负荷时，3个系系统的冷冷水机组组都要在在低负荷荷下运行行；另外外，在管管理上也也增加了了不少麻麻烦，因因为各系系统中的的设备、阀门及及管件的的额定承承压能力力不同，不能互互换使用用。总之之，一个个方案的的优劣并并不是绝绝对的，仁者见见仁嘛。大温差

46、、小流量量的冷冻冻水系统统迄今今为止，我国空空调工程程中空调调用冷冻冻水系统统的供、回水温温度的标标准取值值都是77/122，温温差tt=5，这也也许可以以说是几几十年一一贯制了了。但是是，随着着境外设设计单位位，特别别是北美美国家设设计公司司在上海海建筑市市场上的的成功进进取，随随着蓄冷冷系统、低温送送风技术术以及冬冬季水侧侧经济运运行技术术的发展展，给上上海也带带来了大大温差、小流量量的空调调冷冻水水系统。大温差差、小流流量水系系统看来来主要源源自于美美国和加加拿大。日本近近年来也也在从事事这方面面的基础础性研究究，并相相继发表表了一系系列论文文报告，对该项项技术作作出了肯肯定性的的结论。

47、一般般大温差差、小流流量的冷冷冻水系系统对供供、回水水水温度度和温差差大致是是取5/15，温差差t=10，。为为了获得得5的低低温和110的的温差，一般有有3种做做法：利用冰冰蓄冷系系统提供供低温水水与之混混合；采用溴溴化锂吸吸收式制制冷机与与离心式式冷水机机组串联联运行供供冷；是采用用大温差差、低温温出水的的离心式式冷水机机组。冷冻水系系统采用用大温差差、小流流量的好好处主要要在于：a.减小小系统的的循环流流量，降降低水系系统的输输送动力力消耗。b.减小小管道截截面尺寸寸，降低低管道造造价。c.可减减小管井井截面积积，减小小敷设管管道所需需空间。d.减小小管道供供冷时的的沿程传传热损失失。e.提高高回水温温度，为为冬季和和过渡期期实现新新风空气气供冷扩扩大了利利用的潜潜力。另据据日本的的实验研研究，采采用大温温差、小小流量的的冷水系系统后，即使是是把全部部10的温差