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双风扇、双风道系统
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来源:中国制冷配件网 添加人:chinazlsxy 添加时间:2005-7-14 14:18:28

设计运转一个 HVAC 系统,好的空气品质与能源之间的取舍是不可避免的。双风扇、双风道系统(DFDD)是一个可以提供高品质空气及低能源使用的系统,这些优点系利用高换气率等排除污染物及利用省能源的再热技术设计来达成。

  HVAC 系统中每一区域系利用送风机(AHUs)来混合冷空气与非冷空气,负载的大小则利用其间之混合比例来调控,冷空气由一个AHU抽入去和较热的回风空气相混合,回风空气在混合之前经过滤尘的处理,再送入室内,风量之控制可藉VAV来调整所需状况,达到较通风,换气之目的。

性能概况:

  • 调整或增加区域容易且可有一些商讨余地。
  • 可达到最舒适程度,因各区域个别控制可接收正确之冷热空气量。
  • 价格取决于系统如何设计,在较高层次的设计观念中,若导入DFDD而试想其它系统也达最优化,可能会花费较高价格,但以整体优点的DFDD系统来考量,也许在最低的价格可以提供最高的空气品质。
  • 耐久性也很好,因为送风系统机械组件较少且易更替,也未置于腐蚀环境中。
  • 藉由外气的冷空气来达到自然冷却的运转,能源使用很少。
  • IAQ可达到很好的状况,因有较足够的换气量,尤其自然OA(Outdoor Air)的冷房及高品质空气,且足量的过滤处理均较容易达成。
  • 维护性也很好,因为较少组件需要经常性的维护,且须维护的组件容易归组,使用者可容易取得。
  • 下班时间的操作也可很有效率,因可选择性的关掉或减少个别区域的操作量。
  • 可靠度也很好,因为系统简化且使用标准化之组件。
  • 系统安静,因风扇及马达系隔离摆置。
  • 空间的利用可大可小具有弹性。
已安装之系统:

  DFDD已经安装在很多地方,已经使用的地方如Alberta, Australia,美国境内如加州、马里兰州、奥勒冈州、犹他州、华盛顿州等地。

  DFDD也已成功的应用于医院、实验室、学校、法庭等,也有应用在高贵及一般的办公建筑物。目前已经超过200个系统,使用面积由15,000ft^2(1394㎡)至500,000ft^2(46452㎡)。

何以DFDD系统未广泛使用?

可能的理由如下:

  • DFDD很易与双管道或标准的双风道混淆。
  • DFDD并不易很明显看出它的优点,而且看起来似乎很贵,但仔细评估,才会有清楚的结论。
  • DFDD并未有较广泛的研究或推广。
  • 现有的一些DFDD应用都放在一些较复杂计划中做为一部份研究,给人的印象就是较复杂,高价位及大空间需求。
  • 标准的VAV系统之价格与能源使用都被控制。
  • 设计者经常不了解再热(reheat)系能源耗用的主要部份,尤其在控制IAQ方面,然而DFDD却可解决此一问题。
  • 目前缺乏一套计算吸入0A的DFDD系统程序,这也常导致设计者裹足不前。
  • DFDD的仿真如想用能源方程式来模拟,颇为困难的。
目前有何改变?

  • 在DFDD方面已有更多的数据可参考。
  • 现代化的灯具及办公设施,导致于负载的因应控制,以传统方式来做似乎越来越困难。
  • 新的IAQ条例成文之后,也许将排除shut-off VAV 及未过滤之送风系统。
  • 间接使用瓦斯直燃的加热器亦可直接与DFDD联用。
  • OA的计算方法已在ASHRAE标准62-89及DOE2中扩充程序之应用范围,并已将DFDD纳入扩充程序中。
内部负载、VAV与再热:

  以单一风道来确保好的IAQ是件困难的事。灯光是内部负载的基本部份,VAV的使用也颇为困难的,尤其目前大量使用的计算机都有自动关掉,当不使用的时候。内部负载在各区可能会有改变,但基本量则相差不多,如表所示之内部负载量范围。

  尽管目前的建筑内部负载量都不大,但大部份之建筑,整年仍需要低于60℉(l6℃)之SA(Supply Air)空气,只要有办公空间在使用,某些区域,在较少人使用或没有使用电的时候,所需风量0.25cfm/sf即可满足冷却需要,除非是在接近l00%OA或空气可从紧临之墙传入之状况下操作,但这样却不利于IAQ之达到,确保室内IAQ且不致过冷,再热或另一来源的空气诚属必要。

外围负载、VAV与再热:

  除了在热带气候,外围区域的热负载可以透过最起码的冷空气供应来达成,但这些举措都浪费一些能源,尤其需要做IAQ的区域。DFDD是可以削减这一方面能源的有效方法。

室内空气品质(IAQ):

  IAQ是可以达到通风,外气换气,过滤及空气流动的效果,然做这些功能,也将受到温度、湿度及其它相关因素所影响。换气效率是一种可衡量的物理量,DFDD系统可以很容易达到80%之换气效率,虽然VAV系统也可设计达到此点,但有些区域有特殊的状况,经常也只能达成50%。此外,DFDD也可提供较好的OA通风,由于DFDD具有较高的换气效率,尤其在某些地区,外气自然的冷却效应可资利用更具效果。而在过滤方面,由于过滤系利用一些滤网或其它过滤装置,如此增加送风负担,使用DFDD可以提高必要的换气过滤及流量且花费较低。尤其在医院或实验室,经常须要大量排放各区域之空气出去,在这些特殊区域DFDD可以达到更省能的大量换气。

设置成本:

  DFDD曾经以一个200,000ft^2(190OO㎡)之办公建筑被评估过,它与VAV HW比较,大约便宜10~20%视不同设计状况。

影响价格的一些因子如下:

  • 冷风导管及AHUs在DFDD均较小。
  • 使用燃气加热器于AHDs,删除使用锅炉的偏高价格。
  • 混合箱(Mixing box)的价格较VAV HWRH便宜。
  • VAV再热需要较特别的扩散器。
  DFDD也曾被以一个30000ft^2(2800㎡)的系统评估过,结果显示较其它系统省30%以上。关键因子为:

  • 减少加热锅炉的开支
  • 减少风道、管道的花费
  • 混合箱与HWRH是可相比较的
  • 由于DFDD的有效率运转到各区域,各区域控制简便,与整体考量的系统灵活许多。
能源使用:

  除了最起码的能源须要直接供热、通风及冷房,大部份的HVAC系统都还需要提供能源再热冷空气,及各区域之热传,及提供器械冷却等,DFDD在这方面的能源使用将比其它系统来得便宜许多,尤其在加热能源欲维持某程度之IAQ。其它诸如冷却能源也省,因DFDD可藉用外气自然的冷却效果。在送风能源方面DFDD也可节省许多,因为DFDD可较弹性的设计各区域所需,不必使用固定的中心风扇。

  在能源模拟方面,DFDD最近使用DOE2对3个办公大楼进行仿真,其仿真项目包括VAV再热、送风与送风管,其所有设计均满足ASHRAE标准62-1989,DFDD可提供省能达50%以上。

DFDD的其它:

  • 天花板的安装空间与VAV HW类似。
  • 结构问题可减至最少,因所有组件安装技术均是标准、简单化。
  • DFDD不会往下直接吹送冷风或热风。
  • 电力负载与VAV HW相似但通常花费较少。
  • 高局部冷房负载容易达到。
  • 高通风负载也容易控制。
  • 下班后的操作或部份负载更灵活更有效率。   其它优点如在设计实务方面更能突显出来,诸如冷风分布、扩散器安装、风道安装、电加热、除湿装置、混合箱、自然OA的抽送等方面。

    系统比较:

      DFDD系统与其它系统相较,如风管,在能源使用及AHU的设计方面都有显著的优点。其它诸如在风扇的设计,空间的利用与VAV再热系统的比较也都较优越。

    应用:

      DFDD由于具有上述之优点,因此可应用于多重区域(multiple-zone)的系统,且可提供品质良好的空气并相当省能。在办公楼区的应用其节省能源与其它系统相较更是显著。成本分析的结果,其低成本高品质的设计也可达到。在较特殊场所如学校、法庭、医院、实验室,通风要求高的地方,DFDD也被证实极具应用价值。至于商店及旅馆,虽末被要求高空气品质,但DFDD也是可行的系统。DFDD系统被证实是一种可以广泛应用于不同气候区及各型场所,在可见的未来没有理由不变成一标准型的系统。


    Figure 1.Dagram snows ypicai Dua Fan.Dua Dua (DF-DD)system.The system provaes good air quality and low energy used success fully in at leas 200 in staliations.


    Figure 2.Psychrometric chart for Dual Fan.Dual Duct System.

    Table 1. Internal Loads
        Old Current
        Max Min Max Min
    Lights Wlst 2.4 1.9 1.0 0.7
    Appl. Wlst 0.5 0.0 1.7 0.0
    People Wlst 1.0 0.4 1.0 0.4
    Total Wlst 3.9 2.3 1.1 0.7
    Min/Max   60% 30%
    Room 73 71 73 71
    cfm/sf @57℉ 77   73  
    cfm/sf @55℉   45   22
    The value for lights is net heat to the occupied space, not energy input to the lights. Values for appliances and people show realistic variations within nomal office space, not nomal cooling design valres.
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